DE2427277A1

DE2427277A1 - Steuervorrichtung fuer ein druckumlaufsystem insbesondere zur schmierung von brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2427277A1
Application number: DE19742427277
Authority: DE
Inventors: Adolf Fischer; Jurij Gartner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1974-06-06
Filing date: 1974-06-06
Publication date: 1975-12-18
Also published as: FR2273996A1; FR2273996B1; GB1507926A; DE2427277B2; IT1038704B

Description

BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 8 .München 40

31. Mai 1974

insbesondere Steuervorrichtung für ein Druckumlaufsystem/zur Schmierung

von Brennkraftmaschinen

Die Erfindung "betrifft eine Steuervorrichtung für ein Druckumlaufsystem zur Schmierung von Brennkraftmaschinen, mit einem Ölkühler, dessen Durchfluß in Abhängigkeit von der Schmieröltemperatur gesteuert ist.

In einer bekannten Steuervorrichtung dieser Bauart wird lediglich der Zulauf des Ölkühlers gesteuert, während dessen Ablauf ungesteuert in eine den Ölkühler umgehende KurzSchlußleitung mündet. Mit Hilfe dieser Steuervorrichtung wird das kalte, zähflüssige und deshalb hohe Druckspitzen verursachende Schmieröl durch die KurζSchlußleitung zu den einzelnen Schmierstellen geführt, so daß eine rasche Erwärmung des Schmieröles erreicht wird. Bei der bekannten Steuervorrichtung kommen im Druckumlauf system auftretende Druckspitzen über die Kurzschlußleitung und den ungesteuerten Ablauf des Ölkühlers auch in diesem zur Wirkung., so daß eine druckfeste und. damit teuere Ausbildung des Ölkühlers erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung zu schaffen, die die bei niedriger Schmieröltemperatur auftretenden Druckspitzen vom ölkühler fernhält.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß sowohl Zu- als auch Ablauf des Ölkühlers gesteuert sind.

Durch, die erfindungsgemäße Steuervorrichtung wird bei niedriger Schmieröl temperatur der Ölkühler voni Druckumlaufsystem getrennt, so daß die dabei auftretenden Druckspitzen nicht im Ölkühler zur Wirkung gelangen können und eine leichtere

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Ausbildung bzw. eine höhere Lebensdauer desselben ermög-^ licht wird.

Damit die erfindungsgemäße Steuervorrichtung zu einer Baueinheit zusammengefaßt werden kann, ist es vorteilhaft, daß Zu- und Ablauf des Ölkühlers in einen Steuerraum münden und deren Durchtrittsquerschnitte mittels temperaturabhängig verstellbarer Steuerelemente verändert werden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß als Steuerelement ein zylindrisches Kolbenschieberventil vorgesehen ist, dessen verdrehgesicherter Kolbenschieber zwischen zwei Steuerkanten zwei diametral gegenüberliegende, durch zylindrisciie Mantelflächenteile getrennte Steuerausnehmungeri aufweist, wobei eine Steuerkante und beide Steuerausnehmungen des Kolbenschiebers jeweils zwei Steueröffnungen im Ventilgehäuse derart zugeordnet sind, daß in den beiden Endstellungen des Kolbenschiebers, die mittels eines gegen eine Stirnfläche des Ventilgehäuses abgestützten Dehnstoffelementes und einer entgegenwirkenden Rückstellfeder festgelegt sind, einerseits bei kaltem Schmieröl in dem von einer Steuerkante begrenzten Teil des Steuerraumes die Druckseite einer Ölpumpe unmittelbar mit der Zuleitung zu den Schmierstellen verbunden ist sowie Zu- und Ablauf des Qlkühlers getrennt in den beiden durch die Steuerausnehmungen des Kolbenschiebers gebildeten Teilen des Steuerraumes enden und andererseits bei heißem Schmieröl in einem der beiden letztgenannten Teile des Steuerraumes die Druckseite der Ölpumpe mit dem Zulauf des Ölkühlers und in dem anderen der Ablauf des Ölkühlers mit der Zuleitung zu den Schmierstellen verbunden ist und daß in Zwischenstellungen des Kolbenschiebers die eine Steuerkante die Steueröffnungen für die Druckseite der Ölpumpe und für die Zuleitung zu .den Schmierstellen mit steigender Temperatur des Schmieröles in abnehmendem Querschnitt miteinander und in zunehmendem Querschnitt mit Zu- bzw. Ablauf des Ölkühlers verbindet.

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Eine \raltere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Dehnstoffelement in einer abgestuften Durchgangsbohrung des Kolbenschiebers angeordnet ist, wobei sich dessen Dehnstoffgehäuse gegen eine Bundfläche in einem Stirnende des Roibenschiebers und dessen Druckbolzen gegen eine benachbarte Stirnfläche des Ventilgehäuses abstützen, daß in dem von dem anderen Stirnende des Kolbenschiebers und der diesem benachbarten Stirnfläche des Ventilgehäuses begrenzten Teil des Steuerraumes die Rückstellfeder angeordnet ist und daß die beiden Steueröffnungen für eine Verbindung sleitung vim der Druckseite der Ölpumpe und für die Zuleitung zu den Schmierstellen an einem von der Steuerkante am anderen Stirnende des Kolbenschiebers übersteuerten Bereich des Ve&tilgehäuses derart angeordnet sind, daß bei kaltem Schmieröl entsprechender Endstellung des Kolbenschiebers die Verbindungsleitung und die Zuleitung über die beiden Steueröffraingen ausschließlich in den die Rückstellfeder enthaltenen Teil des Steuerraumes münden.

Um Erstbefüllusg· und Ölwechsel im gesamten Druckumlauf system einschließlich des Ölkühlers in einfacher Weise vornehmen zu können, ist es vorteilhaft, daß die Stirnfläche des Ventilgehäuses an der Abstütztstelle des Druckbolzens eine Gewindebohrung f'ör eine von außen auswechselbare Abstütztschraube auf v/eist. Mittels einer dem Hub des Dehnstoffelementes entsprechend langen Abstützschraube kann der Kolbenschieber in eine Endstellung gebracht werden, die er bei heißem Schmieröl einnimmt. In dieser Endstellung kann durch Antreiben der Schmierölpumpe, insbesondere durch Betätigen des Anlassers der Brennkraftmaschine bei unterbrochener • Zündung, die Entlüftung und Befüllung des Ölkühlers erfolgen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für ein Druckumlaufsystem zur Schmierung von Brennkraftmaschinen ■ hervor.

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In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1a) den Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Steuervorrichtung, wobei sich deren Kolbenschieber in derjenigen Endstellung befindet, die er bei kaltem Schmieröl einnimmt,

Fig. 1b) den Querschnitt der Steuervorrichtung nach der Linie Ib - Ib in Fig. 1a,

Fig. 1c) die schematische Darstellung des Druckumlaufsystems für eine Brennkraftmaschine bei kaltaa Schmieröl,

Fig. 2a) den Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Steuervorrichtung, wobei sich deren Kolbenschieber in derjenigen Endstellung befindet, die er bei heißem Schmieröl einnimmt,

Fig. 2b) den Querschnitt der Steuervorrichtung nach der Linie Hb - Hb in Fig. 2a und

Fig. 2c) die schematische Darstellung des Druckumlaufsystems für eine Brennkraftmaschine bei heißem Schmieröl.

Gemäß der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Steuervorrichtung in einem Filterkopi 1 eines Ölfilters 2 angeordnet. In einem Teil des -^ilterkopfes 1 ist ein Ventilgehäuse 3 ausgebildet, das ein zylindrisches Kolbenschieberventil 4 aufnimmt. Das Kolbenschieberventil 4 hat einen verdrehgesicherten Kolbenschieber 5, der sich mit seinem einen Stirnende 6 gegen eine Rückstellfeder 7 und mit seinem anderen Stirnende S über einen Druckbolzen 9 eines in dem Kolbenschieber 5 angeordneten Dehnstoffelementes 10 abstützt. Der Kolbenschieber 5 v/eist zwischen zwei Steuerkanten 11 und 12 zwei diametral gegenüberliegende, durch zylindrische Kantelflächen^eile 13 und 14 getrennte Steuerausnehmungen 15 und 16 auf. Die Verdrehsicherung des Kolbenschiebers 5 erfolgt mittels einer Schraube 17, die in eine Nut IS

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eingreift, welche sich im Bereich der zylindrischen Mantelfläche 14 des Kolbenschiebers 5 über dessen gesamts Länge erstreckt. Die Nut 18 dient außer zur Verdrehsicherung des Kolbenschiebers 5 auch zum Druckausgleich zwischeii beiden« Stirnenden 6 und 8 des Kolbenschiebers 5, so daß das Dehnstoff element 10 lediglich die Kraft der Rückstellfeder 7 zu überwinden hat.

Der Kolbenschieber 5 ist in dem Ventilgehäuse 3 derart angeordnet, daß seine Steuerkante 11 und seine beiden Steuerausnehmungen 15 und 16 jeweils zwei Steueröffnungen 19, 20 bzw. 21, 22 steuern, die in der einen Steuerraum 23 begrenzenden Mantelfläche 24 ausgebildet sind. Die Steueröffnung 19 ist die Ausgangsstelle für eine Zuleitung 25 zu den Schmierstellen der Brennkraftmaschine. Die Steueröffnung 20 ist die Mündungsstelle einer Verbindungsleitung 26, die über einen Filtereinsatz 27 eines Filterunterteils 28 mit der Druckseite einer Ölpumpe 29 verbunden ist. Die Steueröffnung 21 ist die Mündungsstelle eines Ablaufes 30, der an einem Ölkühler angeschlossen ist. Die Steueröffnung 22 ist die Ausgangsstelle für einen Zulauf 32 zu dem Ölkühler 31.

Der Kolbenschieber 5 weist eins zentrische Bohrung 33 auf, die sich im Bereich 34 konisch zu einer einen kleineren Durchmesser aufweisenden Durchgangsbohrung 35 verengt. An der konischen Bundfläche 36 stützt sich das Dehnstoffelement 10 über dessen Dehnstoffgehäuse ab, das entsprechend zur Bundfläche 36 an dieser Stelle eine Paßfläche aufweist. Dsr temperaturempfindlich^ Teil des Dehnstoffelementes 10 erstreckt sich in der Durchgangsbohrung 35 in Richtung zur Rückstellfeder 7- Um einsn guten Wärmeübergang vom Schmieröl zum Dehnstoffgehäuse und damit zum Dehnstoffelement Λ0 zu erreichen, v/eist die Durchgangsbohrung 35 eine Freidrehung 37 auf.

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Bar Druckbolzen 9 des Dehnstoffelementes 10 stützt sich an der Stirnseite 38 einer Abstützschraube 39 ab, die zentrisch in einem stirnseitigen Deckel 40 des Ventilgehäuses 3 angeordnet ist. Der Deckel 40 ist durch Schrauben 41 an dan Ventilgehäuse 3 befestigt.

Um Erstbefüllung und Ölwechsel im gesamten Druckumlaufsystem einschließlich des Ölkühlers 31 in einfacher Weise vornehmen zu können, kann die Äbstütz^schraube 39 durch eine andere, hier nicht gezeigte Schraube ersetzt werden, die so lang ist, daß der Kolbenschieber 5 bei eingefahrenem Druckbolzen 9 in diejenige End/steilung gebracht wird, die er bei heißem Schmieröl einnimmt. In dieser Endstellung kann durch Antreiben der Ölpumpe 29, insbesondere durch Betätigen eines Anlassers der Brennkraftmaschine bei unterbrochener Zündung, die Entlüftung und Befüllung des Ölkühlers 31 erfolgen.

Zur Befestigung des Ölfilters 2 am Motorblock der Brennkraftmaschine v/eist der Ölfilterkopf 1 mehrere Befestigungsstellen 42, 43 und 44 auf. Das Filterunterteil 28 wird mittels einer Schraub- oder Steckverbindung an dem Filterkopf 1 befestigt.

Die Wirkungsweise der erflnäungsgemäßen Steuervorrichtung für ein Druckumlaufsystem zur Schmierung von Brennkraftmaschinen ist folgende: Wie aus den Fig. 1a bis 1c hervorgeht, befindet sich bei kaltem Schmieröl der Kolbenschieber 5 in derjenigen Endstellung, in der seine Steusrkante 11 den Steuerraum 23 derart begrenzt, daß in diesem die Druckseite der Ölpumpe 29 unmittelbar über die Verbindungsleitung 26 mit der Zuleitung 25 zu den Schmierstellen der Brennkraftmaschine verbunden ist. In dieser Endstellung des Kolbenschiecers 5 v/erden die Steueröffnung 21 und 22 mittels der Steuerausnehmungen 15 bzw. 16 geschlossen. Der Kühlkreislauf niit Zulauf 32, Ölkühler 31 und Ablauf 30 ist somit von dem Druckumlaufsystem getrennt. Das Schmieröl gelangt in

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dieser Steuerphase aus einer Ölwanne 45 über die Ölpumpe 29 gemäß der Richtung der Pfeile 46 zu dem Ölfilterkopf 1 · In dem Ölfilterkopf 1 strömt das Schmieröl durch eine Bohrung 47 und den Filtereinsatz 27- Von dort fließt das gefilterte Schmieröl über die Verbindungsleitung 26 in den Steuerraum 23 und durch die Zuleitung 25 zu den Schmierstellen, beispielsweise zu den Kurbelwellenlagern 48, der Brennkraftma s chine.

Bei heißem Schmieröl (Fig. 2a bis 2c) wird der Druckbolzen 9 des Dehnstoffelementes 10 ausgefahren, so daß sich der Kolbenschieber 5 gegen die Kraft der Rückstellfeder 7 in seine andere Endstellung bewegt. In dieser Endstellung sind der Zulauf 32 des Ölkühlers 31 und die Verbindungsleitung 26 über die Steueröffnung/ 22 und 20 durch die Steuerausnehmung 16 miteinander verbunden. Ebenso ist der Ablauf 30 des Ölkühlers 31 und die Zuleitung 25 über die SteuerÖffnungen und 19 durch die Steuerausnehmung 15 miteinander verbunden. Somit gelangt das heiße Schmieröl aus der Ölwanne 45 gemäß den Pfeilen 49 über die Bohrung 47 in den Filtereinsatz 27 und von dort über die Verbindungsleitung 26 und die Steueröffnung 20 in die Steuerausnehmung 16. Durch die Steueröffnung 22 strömt dann das Schmieröl durch den Zulauf"32 in den Ölkühler 31· Aus dem Ölkühler 31 gelangt dann das Schmieröl durch den Ablauf 30 über die Steueröffnung 21 in die Steuerausnehmung 15 und schließlich von dort über die Steueröffnung 19 und die Zuleitung 25 aus dem Ölfilterkopf 1 zu den Schmierstellen 48 der Brennkraftmaschine.

In den Zwischenstellungen des Kolbenschiebers 5 werden durch dessen Steuerkante 11 die Steueröffnungen 19 und 20 für die Verbindungsleitung 26 und für die Zuleitung 25 mit steigender Temperatur des Schmieröls in abnehmendem Querschnitt miteinander und in .zunehmendem Querschnitt mit Zu- bzw. -Ablauf 32 bzw. 30 des ölkühlers 31 verbunden* Dadurch ergibt sich innerhalb dieses Mischbereiches von gekühltem und ungekühltem

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Schmieröl eine in engen Temperaturgrenzen liegende thermostatische Regelung des den Schmierstellen zufließenden Schmieröles.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist auf dem Ölfilter 2 derart angeordnet, daß stets gefiltertes 'Schmieröl den Schmierstellen zugeleitet wird. Dies hat den Vorteil, daß auch in den Ölkühler 31 nur gefiltertes Schmieröl gelangen kann, so daß dieser vor Verschmutzungen bzw. vor zu Korrosionen führenden Rückständen oder Ablagerungen des Schmieröls verschont bleibt.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist nicht auf die beschriebene Ausgestaltung für eine Schmieröl-Temperatur-Regelung beschränkt. Beispielsweise läßt sich eine derartige Steuervorrichtung mit entsprechenden fuhtkionellen und baulichen Vorteilen auch bei anderen Flüssigkeits- und auch Gas-Temperatur-Regelungen anwenden. An die Stelle eines Ölkühlers, einer Ölpumpe, eines Ölfilters usw. treten dann entsprechende, dem jeweiligen Strömungsmittel angepaßte Bauelemente.

Patentanspruchs

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Claims

31. Mai 1974

Patentansprüche:

insbesondere Steuervorrichtung für ein Druckumlaufsystem/zur Schmierung von Brennkraftmaschinen, mit einem Ölkühler, dessen Durchfluß in Abhängigkeit von der Schmieröltemperatur gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Zu- als auch Ablauf (32 bzw. 30) des Ölkühlers (31) gesteuert sind.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zu- und Ablauf (32 bzw. 30) des Ölkühlers (31) in einen Steuerraum ^23) münden und deren Durchtrittsquerschnitte (Steueröffnungen 21, 22) mittels temperaturabhärg.g verstellbarer Steuerelemente (Kolbenschieberventil 4) verändert werden.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerelement ein zylindrisches Kolbenschieberventil (4) vorgesehen ist, dessen verdrehgesicherter Kolbenschieber (5) zwischen zwei Steuerkanten (11,12) zwei diametral gegenüberliegende, durch zylindrische Mantelflächenteile (13, 14) getrennte Steuerausnehmungen (15, 16) aufweist, wobei eine Steuerkante (11) und beide Steuerausnehmungen (15, 16) des Kolbenschiebers (5) jeweils zwei Steueröffnungen (19, 20 bzw. 21, 22) im Ventilgehäuse (3) derart zugeordnet sind, daß in den beiden Endstellungen des Kolbenschiebers (5)»die mittels eines gegen eine Stirnfläche (Deckel 40) des Ventilgehäuses (3) abgestützten Dehnstoffelementes (10) und einer entgegenwirkenden Rückstellfeder (7) festgelegt sind, einerseits bei kaltem. Schmieröl in dem von einer Steuerkante (11) begrenzten Teil des Steuerrauaes (23) die Druckseite einer Ölpumpe (29) unmittelbar mit der Zuleitung (25) zu den Schiniersteilen verbunden ist, sowie Zu- und Ablauf (32

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bzw. 30) des Ölkühlers (31) getrennt in den beiden durch die" Steuerausnehmungen (15, 16) des Kolbenschiebers (5) gebildeten Teilen des Steuerraumes (23) enden und andererseits bei heißem Schmieröl in einem der beiden letztgenannten Teile des Steuerraumes (23) die Druckseite der Ölpumpe (29) nit dem Zulauf (32) des Ölkühlers (31) und in dem anderen der Ablauf (30) des Ölkühlers (31) mit der Zuleitung (25) zu den Schmierstellen verbunden ist und daß in Zwischenstellungen des Kolbenschiebers (5) die eine Steuerkante (11) die Steueröffmngen (20, 19) für die Druckseite der Ölpumpe (29) und für die Zuleitung (25) zu den Schmierstellen mit steigender Temperatur des Schmieröles in abnehmendem Querschnitt miteinander und im zunehmeaden Querschnitt mit Zu- bzw. Ablauf (32 bzw. 30) des Ölkühlers (31) verbindet.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnstoffelement (10) in einer abgestuften Durchgangsbohrung (33, 35) des Kolbenschiebers (5) angeordnet ist, wobei sich dessen Dehnstoffgehäuse gegen eine Bundflache (36) in einem Stirnende (8) des Kolbenschiebers (5) und dessen Druckbolzen (9) gegen eine benachbarte Stirnfläche (Deckel 40) des Ventilgehäuses (3) abstützen, daß in dem von dem anderen Stirnende (7) des Kolbenschiebers (5) und der diesem benachbarten Stirnfläche des Ventilgehäuses (3) begrenzten Teil des Steuerraumes (23) die Rückstellfeder (7) angeordnet ist und daß die beiden Steueröffnungen (20, 19) für eine Verbindungsleitung (26) von der Druckseite der Ölpumpe (29) und für die Zuleitung (25) zu den Schmierstellen an einem von der Steuerkante (11) am anderen Stirnende (6) des Kolbenschiebers (5) übersteuerten Bereich des Ventilgehäuses (3) derart angeordnet sind, daß bei kaltes Schmieröl entsprechender Endstellung des Kolbenschiebers (5) die Verbindungsleitung (26) und die Zuleitung (25) über die beiden Steueröffnungen (20 bzw. 19)

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ausschließlich in den die Rückstellfeder (7) enthaltenen Teil des Steuerraumes (23) münden.
5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenEeichnet, daß die Stirnfläche (Deckel ^O) des Ventilgehäuses (3).an der Abstützstelle (Querschnittsfläche 38) des Druckbolzens (9) eine Gewindebohrung für eine von außen auswechselbare Abstützschraube (39) aufweist.

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