МАСЛЯНАЯ ВАННА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, А ТАКЖЕ СИСТЕМА СЕТЧАТОГО ФИЛЬТРА
OIL BATH FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES AND STRAINER SYSTEM

Настоящее изобретение касается масляной ванны для двигателей внутреннего сгорания согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения, а также системы сетчатого фильтра в области впускного отверстия, располагаемого или расположенного в масляной ванне всасывающего трубопровода согласно ограничительной части п.15 формулы изобретения.
Масляная ванна из полимерного материала, снабженная интегрированным всасывающим трубопроводом для нагнетания смазочного масла в систему масляной смазки двигателя внутреннего сгорания, описана, например, в DE 2007 040 665 A1. При этом всасывающий трубопровод частично образован непосредственно дном ванны и частично крышкой всасывающей трубы. В крышке всасывающей трубы, кроме того, интегрирован сетчатый фильтр, который ориентирован наклонно к дну ванны. Канал для всасывания масла должен при этом, однако, располагаться или, соответственно, проходить ниже сетчатого фильтра и на дне ванны. Всасывающее отверстие не может при этом располагаться на максимальной глубине в масляной ванне на дне ванны. Вследствие наклонной относительно дна ванны ориентации сетчатого фильтра во впускной области могут также возникать мешающие завихрения во всасываемом масляном потоке.
Кроме того, из DE 10 2004 036 286 A1 известно устройство охлаждения масла для двигателя, которое имеет проходящий по дну масляный канал с концевым, проходящим по существу вертикально к дну ванны отверстием для всасывания масла.
Задачей изобретения является предложить масляную ванну, которая является технологически простой в изготовлении, которая обеспечивает эффективный отсос масла и которая отличается удобным в обслуживании расположением сетчатого фильтра. Кроме того, задачей изобретения является предоставить оптимальную, удобную в обслуживании систему сетчатого фильтра.
Решение этой задачи осуществляется с помощью признаков независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные и особенно целесообразные усовершенствования изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
В соответствии с изобретением предлагается, чтобы на крышке всасывающего трубопровода или между выступающими вверх расположенными со стороны дна ванны направляющими участками стенок и крышкой всасывающего трубопровода был предусмотрен приемный элемент, в котором предпочтительно выполненный в форме пластины сетчатый фильтр ориентирован, помещен и зафиксирован, в частности разъемно зафиксирован, по существу в направлении извлечения из формы масляной ванны и/или крышки всасывающего трубопровода.
Особенно предпочтительным является при этом вариант осуществления, в котором на дне ванны выполнены выступающие вверх направляющие участки стенок без поднутрений в направлении извлечения из формы масляной ванны, при этом, кроме того, крышка всасывающего трубопровода также изготовлена без поднутрений в этом направлении извлечения из формы. Направление извлечения из формы предпочтительно ориентировано по существу перпендикулярно к плоскости фланца масляной ванны. Благодаря единому направлению извлечения из формы извлечение из формы конструктивных элементов при одновременно оптимальной прокладке трубопровода с закругленными переходами упрощается по технологии литья и способствует их соединению путем склеивания или сварки. Кроме того, ориентированный в направлении извлечения из формы сетчатый фильтр в случае обслуживания (при демонтированной масляной ванне) может хорошо контролироваться и благодаря своему примерно вертикальному расположению или, соответственно, всасыванию примерно параллельно дну ванны обеспечивает впуск масла без завихрений.
Дно ванны с учетом характера масляного потока, а также технологии изготовления может быть выполнено предпочтительно ступенчатым и иметь геодезически верхний, предпочтительно горизонтально проходящий участок дна ванны, к которому примыкает геодезически нижний, предпочтительно горизонтально проходящий участок дна ванны, которые соединены друг с другом предпочтительно по существу вертикально проходящей ступенчатой областью стенки в качестве переходной области стенки. Всасывающий трубопровод, если смотреть в продольном сечении, выполнен примерно L-образно и таким образом, что впускное отверстие и/или приемный элемент для сетчатого фильтра располагается непосредственно рядом со ступенчатой областью стенки или, соответственно, у основания в переходной области от нижнего участка дна ванны к ступенчатой области стенки на нижнем участке дна ванны.
Кроме того, для оптимального всасывания масла может быть предусмотрено, чтобы всасывающий трубопровод со стороны впускного отверстия был расширен с получением впускной воронки, одновременно образующей и/или имеющей приемный элемент для сетчатого фильтра, причем эта впускная воронка предпочтительно образует проходящее вертикально к согласованному участку дна ванны, а также, кроме того, параллельно направлению извлечения из формы и тем самым параллельно приемному элементу для сетчатого фильтра впускное отверстие. Особенно предпочтительным при этом является один из вариантов осуществления, в котором предусмотрено, что всасывающий трубопровод для образования впускной воронки расширяется по существу только в поперечном направлении, однако не в направлении вертикальной оси и/или что по меньшей мере одна отдельная область всасывающего трубопровода непрерывно расширяется в направлении всасывающей воронки. В частности, с помощью первой меры достигается, что впускное отверстие имеет продолговатую, и/или имеющую форму удлиненного отверстия, и/или форму прорези, и/или прямоугольную геометрию, и тем самым даже при небольшой конструктивной высоте всасывающего трубопровода в направлении вертикальной оси обеспечивается достаточно большое впускное отверстие, что помогает обеспечить возможность впуска с успокоенным течением.
Кроме того, для достижения наиболее равномерных скоростей течения в масляном потоке площадь поперечного сечения всасывающего трубопровода должна быть одинаковой по всей его длине с отклонением, составляющим до ±20%.
Особенно целесообразным образом всасывающая воронка может быть частично выполнена на дне ванны и переходить в находящиеся на стороне дна ванны направляющие участки стенок или, соответственно, иметь такие участки. Это позволяет обеспечить точное исполнение выполненных участков стенки или, соответственно, их торцевых областей соединения с граничащей крышкой всасывающего трубопровода.
Сетчатый фильтр может быть неразъемно соединен с крышкой всасывающего трубопровода или зажат между дном ванны и крышкой всасывающего трубопровода. Особенно предпочтительна, однако, разъемная установка или, соответственно, фиксация сетчатого фильтра, в частности таким образом, чтобы приемный элемент на крышке всасывающего трубопровода для сетчатого фильтра был образован предпочтительно проходящей в направлении вертикальной оси, соответственно, извлечения из формы вставной и/или сдвижной направляющей, предпочтительно на всасывающей воронке, в которую сетчатый фильтр может разъемно вставляться и/или фиксироваться, соответственно, стопориться. Сетчатый фильтр может соответственно этому просто монтироваться и при необходимости очищаться или заменяться путем демонтажа.
В частности, сетчатый фильтр может быть расположен или выполнен в фиксирующей пластине, которая может вставляться во вставную и/или сдвижную направляющую и стопориться в ней. Для этого также на фиксирующей пластине на ее помещенных в сдвижной направляющей краевых областях могут быть выполнены пружинящие язычки, которые без зазора и с предварительным натягом надежно фиксируют фиксирующую пластину во вставной и/или сдвижной направляющей, например, в предусмотренных направляющих пазах.
Простая по технологии изготовления фиксация сетчатого фильтра по первому варианту осуществления может достигаться за счет того, что сетчатый фильтр или, соответственно, фиксирующая пластина зафиксирована с помощью по меньшей мере одного стопорного элемента по меньшей мере на одном, расположенном на крышке всасывающего канала в области приемного элемента пружиняще податливого ответного стопорного элемента, который, например, соответственно захватывает (сзади) стопорный элемент. Альтернативно или дополнительно к этому сетчатый фильтр может также иметь выполненный на нем, пружиняще податливый или, соответственно, эластично (упруго) отпружинивающий стопорный элемент, например, в виде защелкивающегося крючка, который взаимодействует с ответным стопорным элементом, например стопорным крючком, в области приемного элемента. Стопорный элемент сетчатого фильтра присоединен, эластично отпружинивая, и, например, в направлении зацепления предварительно натянут, так что для расцепления соединения зацеплением требуется активно воздействовать на стопорный элемент, например, путем потягивания или надавливания на исполнительный элемент стопорного элемента, который в этом случае, например, осуществляет поворот стопорного элемента.
Для упрощения демонтажа сетчатого фильтра на фиксирующей пластине вне сдвижной направляющей может быть предусмотрен по меньшей мере один захватный контур для извлечения (вытягивания).
В одном из предпочтительных усовершенствований изобретения вблизи сетчатого фильтра на дне ванны может быть предусмотрен приемный элемент для вставляемого сенсора уровня масла; при необходимости при этом вставленный в резьбовое отверстие дна ванны сенсор уровня масла может одновременно служить сливной резьбовой пробкой при замене масла.
Кроме того, вблизи сетчатого фильтра на дне ванны и/или на крышке всасывающего трубопровода могут быть предусмотрены ребра для направления потока, которые, в частности, ориентированы в продольном направлении масляной ванны или наискосок к нему и, в частности, у двигателей внутреннего сгорания в автомобилях способствуют впуску масла во впускную воронку, например, при поперечных ускорениях или наклонных положениях автомобиля.
Наконец, предлагается, чтобы краевые области выполненных на дне ванны направляющих участков стенок и соответствующие краевые области крышки всасывающего трубопровода для создания жесткого, виброустойчивого соединения были соединены (состыкованы) друг с другом посредством сварки, например вибрационной сварки или, соответственно, ультразвуковой сварки. Масляная ванна и крышка всасывающего трубопровода предпочтительно изготовлены из полимерного материала, при необходимости также из металла методом литья или литья под давлением.
Поясненные выше и/или изложенные в зависимых пунктах формулы изобретения предпочтительные варианты осуществления и усовершенствования изобретения могут при этом, кроме, например, случаев однозначных зависимостей или несовместимых альтернатив, применяться по отдельности или же в любой комбинации друг с другом.
Задача в отношении системы сетчатого фильтра решается с помощью признаков п.15 формулы изобретения.
По п.15 формулы изобретения предлагается система сетчатого фильтра в области впускного отверстия, выполненного с возможностью расположения или расположенного в масляной ванне всасывающего трубопровода, которая включает в себя сетчатый фильтр, согласованный с впускным отверстием, в частности ориентированным по существу вертикально к дну ванны впускным отверстием. В соответствии с изобретением предпочтительно выполненный в виде пластины сетчатый фильтр разъемно помещается и фиксируется в приемном элементе всасывающего трубопровода. Предпочтительно эта разъемная фиксация осуществляется так, чтобы сетчатый фильтр в направлении вертикальной оси масляной ванны или относительно плоскости фланца масляной ванны вертикально, предпочтительно по существу в направлении извлечения из формы масляной ванны и/или крышки всасывающего трубопровода, мог выниматься из приемного элемента. Кроме того, альтернативно или дополнительно может быть предусмотрено, чтобы приемный элемент был образован вставной или сдвижной направляющей или имел такую направляющую, в которую или, соответственно, в которой сетчатый фильтр, предпочтительно выполненный в виде пластины отдельной областью или как в целом выполненная в виде пластины деталь сетчатого фильтра, может разъемно вставляться и фиксироваться, соответственно, стопориться.
Обеспечиваемые предлагаемой изобретением системой сетчатого фильтра преимущества уже были подробно оценены выше. Кроме того, в этом месте необходимо отчетливо упомянуть, что такого рода система сетчатого фильтра может в виде опции дополняться любым отдельным признаком заявленной масляной ванны, который может использоваться в конструкции системы сетчатого фильтра.
Пример осуществления изобретения ниже поясняется подробнее с помощью прилагаемых чертежей.
Показано:
фиг.1: на покомпонентном изображении наискосок сверху масляная ванна из полимерного материала для двигателей внутреннего сгорания, снабженная расположенным на дне ванны всасывающим трубопроводом, оснащенным крышкой всасывающего трубопровода и интегрированным сетчатым фильтром;
фиг.2: масляная ванна в соответствии с фиг.1 на местном виде и изображение всасывающего трубопровода и вставленного в сдвижную направляющую, имеющего фиксирующую пластину сетчатого фильтра;
фиг.3: на увеличенном изображении сдвижная направляющая у впускной воронки крышки всасывающего трубопровода со вставленным сетчатым фильтром;
фиг.4a, b: выполненный с фиксирующей пластиной сетчатый фильтр на отдельном изображении с различным положением защелкивающегося крючка;
фиг.5: увеличенное изображение поперечного сечения впускной воронки в области приемного элемента со вставленным сетчатым фильтром; и
фиг.6: центральное продольное сечение масляной ванны вместе с всасывающим трубопроводом.
На фиг.1 показана масляная ванна 1 из полимерного материала, которая описана только постольку, поскольку это необходимо для понимания настоящего изобретения. В остальном масляная ванна 1 может иметь обычную конструкцию.
Масляная ванна 1 имеет ступенчатое дно 2 ванны с геодезически ниже расположенным участком 2a дна ванны и расположенным выше него участком 2b дна ванны. К дну 2 ванны примыкают, выступая вверх, интегральные боковые стенки 2 и торцевые стенки 4, которые заканчиваются на одном общем, плоско выполненном соединительном фланце 5.
Внутри масляной ванны 1 расположен, если смотреть на виде сбоку, L-образный всасывающий трубопровод 6 (фиг.2), который проходит у дна 2 ванны здесь от переднего, расположенного сбоку конца с соединительным штуцером 7 в участке 2b дна ванны через проходящую примерно вертикально ступенчатую область 2c стенки назад под расположенный глубже участок 2a дна ванны и там заканчивается в расширенной впускной воронке 8, здесь примерно в центре. Во впускную воронку 8 интегрирован вертикально ориентированный сетчатый фильтр 9 (фиг.2). Расширение всасывающего трубопровода 2 для образования впускной воронки 8 здесь происходит по существу только в поперечном направлении y, но не происходит или, соответственно, только незначительно происходит в направлении z вертикальной оси, так что выполненное во впускной воронке 8 впускное отверстие 8a на участке 2a дна ванны у основания ступенчатой области 2c стенки ориентировано по существу вертикально к участку 2a дна ванны и тем самым проходит параллельно сетчатому фильтру 9, а также параллельно направлению E извлечения из формы, что касательно направления E извлечения из формы ниже поясняется более подробно.
Всасывающий трубопровод 6 через соединительный штуцер 7 соединен с нагнетательным трубопроводом (не изображен), который подключен к также не изображенному насосу для смазочного масла двигателя внутреннего сгорания, так что смазочное масло из участка 2a масляной ванны 1 может нагнетаться в циркуляционную систему масляной смазки под давлением двигателя внутреннего сгорания.
Всасывающий трубопровод 6, с одной стороны, образован выполненными на дне 2 ванны направляющими участками 6a стенок (сравни фиг.1), которые выполнены без поднутрений относительно перпендикулярного к соединительному фланцу 5 направления E извлечения из формы (обозначено пунктиром) и образуют открытый кверху канал, который непрерывно проходит до впускной воронки 8 и там образует с направляющими участками 6b стенок часть этой воронки.
Сверху всасывающий трубопровод 6 закрывается выполненной из единого материала и за одно целое и, таким образом, в виде одной части крышки 6c всасывающей трубы, которая изготовлена по существу также без поднутрений относительно ее одинакового с направлением E извлечения из формы масляной ванны, также обозначенного пунктиром, направления E извлечения из формы и торцевые краевые области которой в окончательно изготовленном состоянии жестко и непроницаемо для масла соединены друг с другом соответствующими краевыми областями направляющих участков 6a, 6b стенок посредством сварки, например вибрационной сварки или, соответственно, ультразвуковой сварки.
Крышка 6c всасывающей трубы снабжена у впускной воронки 8 выполненным там приемным элементом 10 в форме открытой кверху, имеющей с двух сторон направляющие пазы 10a (фиг.3) вставной и/или сдвижной направляющей, при этом только крайне схематично и штриховой линией изображенные на чертеже на фиг.3 направляющие пазы 10a также ориентированы в направлении E извлечения из формы (на фиг.1 обозначено пунктиром).
В направляющие пазы 10a сверху и в перпендикулярной ориентации вставлен и/или вдвинут цельно выполненный с фиксирующей пластиной 9a сетчатый фильтр 9b, до прилегания сетчатого фильтра 9b к дну 2a ванны, при этом сетчатый фильтр 9 зафиксирован на предусмотренных или, соответственно, выполненных в области приемного элемента 10 стопорных крючках 10b. При этом стопорные крючки 10b захватываются выполненными с обеих сторон на фиксирующей пластине 9a, пружиняще податливыми или, соответственно, эластично отпружинивающими защелкивающимися крючками 9c.
На фиг.4a защелкивающиеся крючки 9c показаны в их закрытом положении, а на фиг.4b в их открытом положении. Кроме того, это очень хорошо можно увидеть при совместном рассматривании фиг.4a и 4b, предпочтительно установленные подобно коромыслу, соответственно, S-образно выполненные защелкивающиеся крючки 9c здесь в центральной области так пружинно-упруго соединены с фиксирующей пластиной 9a посредством перемычки 9f, что при приложении усилия давления к верхней во вставленном положении сетчатого фильтра 9 (см. фиг.5) свободно доступной области 9f воздействия соответствующий защелкивающийся крючок 9c поворачивается вокруг перемычки 9f подобно коромыслу так, что имеющая зацепляющие крючки 9h нижняя зацепляющая область 9i защелкивающегося крючка 9c поворачивается от находящегося на приемном элементе ответного стопорного элемента или, соответственно, стопорного крючка 10b и при этом зацепляющий или, соответственно, захватывающий крючок 9h выходит из зацепления со стопорным крючком 10b, так что сетчатый фильтр 9 может выниматься из приемного элемента 10.
Упругое соединение защелкивающихся крючков 9c здесь выполнено так, что оно осуществляет предварительный натяг зацепляющей области 9i и тем самым зацепляющего крючка 9h в направлении фиксирующей пластины 9a и тем самым (во вставленном состоянии сетчатого фильтра 9) в зацеплении со стопорным крючком 10b. Соответственно этому на фиг.4a показано основное положение. Теперь, если сетчатый фильтр (снова) должен вставляться в приемный элемент 10, зацепляющие крючки 9h скользят своим предусмотренным в виде опции входным скосом 9j вдоль стопорных крючков 10b или, соответственно, их предусмотренным в виде опции входным скосам 10c в направлении вставки вниз таким образом, что эти крючки сначала отклоняются наружу, прежде чем они затем упруго защелкиваются или, соответственно, стопорятся под стопорными крючками 10b и там фиксируются за счет преднамеренного предварительного пружинного натяга (фиг.5). В принципе, альтернативно или дополнительно стопорные крючки 10b могли бы быть также выполнены упруго отпружинивающими и/или в зоне верхней стороны расположенной со стороны впускной воронки области крышки 6c всасывающего трубопровода мог бы быть установлен с возможностью упругого отпружинивания по меньшей мере один стопорный крючок 10d, который взаимодействует с ответным элементом на фиксирующей пластине, обозначенным 9k, что на чертеже фиг.3 изображено только штриховой линией и схематично.
Как, кроме того, можно дополнительно видеть на фиг.5, стопорные крючки 10d выполнены также на крышке 6c всасывающего трубопровода.
Кроме того, на фиксирующей пластине 9a в ее взаимодействующих с расположенными с двух сторон направляющими пазами 10a краевых областях выполнены дугообразные пружинящие язычки 9d (сравни фиг.4 и 5), которые фиксируют сетчатый фильтр 9 с предварительным натягом и вместе с тем по существу без щелчка в приемном элементе 10.
Для демонтажа сетчатого фильтра 9 путем вытягивания вверх из сдвижной направляющей, снабженной направляющими пазами 10a, защелкивающиеся крючки 9c, таким образом, выводятся из зацепления со стопорными крючками 10b фиксирующей пластины 9a. При этом вытягивание облегчается благодаря выполненным на фиксирующей пластине 9a захватным контурам 9e (например, выемке), так что, например, в целях обслуживания при демонтированной масляной ванне 1 сетчатый фильтр 9 просто может извлекаться в направлении E извлечения из формы вверх и контролироваться и/или вставляться.
Деталь 9 сетчатого фильтра, как изображено, может быть изготовлена за одно целое и из полимерного материала. Но деталь 9 сетчатого фильтра может также представлять собой металлический сетчатый фильтр или перфорированную деталь из металла (металлической решетки), залитой полимерным материалом, сравнимой конфигурации. Вместо сдвижной направляющей, снабженной направляющими пазами 10a, при необходимости может быть также предусмотрен другой вид крепления, например клипсовое соединение. Альтернативно этому деталь 9 сетчатого фильтра может быть также при необходимости жестко и неразъемно зафиксирована между направляющим участком 6b стенки и крышкой 6c всасывающей трубы.
Благодаря вертикальной ориентации детали 9 сетчатого фильтра в масляной ванне 1 может осуществляться втекание всасываемого смазочного масла через здесь продолговатое или, соответственно, прямоугольное впускное отверстие 8a без изменения направления в области детали 9 сетчатого фильтра, так что в этой области не возникает завихрений, воронок и пр.
Масляная ванна 1 с направляющими участками 6a, 6b и крышка 6c всасывающего трубопровода, снабженная выполненным приемным элементом 10 для детали 9 сетчатого фильтра, изготовлены методом литья под давлением полимерного материала в упрощенных инструментах (в частности, без задвижки), в частности, благодаря единому направлению извлечения из формы примерно перпендикулярно плоскости 5 соединительного фланца и благодаря конструкции без поднутрений; кроме того, затраты на соединение сокращены благодаря только двум необходимым конструктивным элементам 1, 6a, 6b, соответственно, 6c.
Кроме того, всасывающий трубопровод 6 благодаря описанной конфигурации может быть выполнен с относительно равномерной формой поперечного сечения, не имеющей препятствующих течению отклонений (углы и тому подобные), при этом различия площади поперечного сечения могут находиться в пределах ±20%.
Масляная ванна 1 на своем дне 2 в области участка 2a и впускной воронки 8 может иметь несколько выполненных на дне ванны и выступающих вверх в направлении извлечения из формы ребер 11 для направления потока (фиг.2). Эти ребра могут быть, например, расположены по существу в продольном направлении масляной ванны 1 и/или при необходимости наискосок и/или изогнуто, чтобы подводить текущее на дне 2 ванны смазочное масло к впускной воронке 8, соответственно, сетчатому фильтру 9 желательным образом.
Кроме того, в непосредственной близости от детали 9 сетчатого фильтра в дне 2 ванны может быть выполнено резьбовое отверстие 12, в которое может вставляться выступающий вверх, стержневой сенсор 13 уровня масла (схематично изображен на чертеже фиг.1). Сенсор уровня масла может при необходимости одновременно служить сливной резьбовой пробкой для смазочного масла, например, при замене масла.
На фиг.6 еще раз показано центральной сечение по длине масляной ванны 1, на котором только что описанные признаки еще раз видны в другой перспективе.
Список ссылочных обозначений
1 Масляная ванна
2 Дно ванны
2a Глубже расположенный участок дна ванны
2b Выше расположенный участок дна ванны
2c Ступенчатая область стенки
3 Боковые стенки
4 Торцевые стенки
5 Соединительный фланец
6 Всасывающий трубопровод
6a Направляющие участки стенок
6b Участок впускной воронки
6c Крышка всасывающего трубопровода
7 Соединительный штуцер
8 Впускная воронка
8a Впускное отверстие
9 Сетчатый фильтр
9a Фиксирующая пластина
9b Участок сетчатого фильтра
9c Защелкивающийся крючок
9d Пружинящие язычки
9e Захватные контуры
9f Перемычка
9g Область воздействия
9h Зацепляющий крючок
9i Зацепляющая область
9j Входной скос
10 Приемный элемент
10a Направляющие пазы
10b Стопорный крючок
10c Входной скос
10d Стопорный крючок
11 Ребра для направления потока
12 Резьбовое отверстие
13 Сенсор уровня масла