DE3390405T1

DE3390405T1 - Vorrichtung zur Verbesserung des Anlassens eines Motors

Info

Publication number: DE3390405T1
Application number: DE19833390405
Authority: DE
Inventors: wird später genannt Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-12-07
Filing date: 1983-12-07
Publication date: 1985-01-24
Also published as: EP0128178A1; SE450844B; WO1984002377A1; NO843138L; SE8403946D0; US4522166A; EP0128178B1; SE8403946L

Description

VORRICHTUNG ZUR VERBESSERUNG DES MJLASSENS EINES MOTORS

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung des Anlassens eines Motors insbesondere während der kalten Jahreszeit.

Der Erfolg beim Anlassen eines PKWs oder sonstigen Kraftfahrzeugs oder einer Hochleistungsmaschine ist nach einer Betriebsunterbrechung von einigen Stunden insbesondere während der kalten Jahreszeit sehr ungewiß. Insbesondere ist das Anlassen eines PKWs, der bei Temperaturen unter dem Nullpunkt im Freien über Nacht geparkt wird, oft ohne Erfolg, weil der Widerstand gegen die Drehbewegung im Motor wegen der Steife des Schmieröls sehr groß ist und die Batterieladung wegen der Kalte herabgesetzt wird, wodurch der zum Anlassen des Motors zur Verfügung stehende Strom auch niedrig ist. Somit ist die Erfolgsaussicht beim Anlassen von Diesel-, Benzin- oder sonstigen entsprechenden Motoren reduziert. Weiterhin trägt das Kaltanlassen zur Abnutzung des Motors und somit zur Verringerung der zu erwartenden Lebensdauer bei.

DE-OS 1 805 862 beschreibt ein Thermobatteriesystem, bei dem ein isolierter Behälter entweder mit dem Schmieröl- oder Kühlwassersystem des Motors in Verbindung steht. Warmes Schmieröl bzw. Kühlwasser wird während des Parkens in dem Behälter gelagert. Beim Anlassen wird es dann mittels einer Pumpe in die entsprechenden Bereiche des Motors befördert. Der Behälter kann auch mit einem geeigneten wärmehaltenden Material gefüllt sein, durch das das Schmieröl bzw. Kühlwasser zirkuliert. In diesem Fall wird das Öl/Wasser beim Anlassen des Motors durch die Thermobatterie gepumpt und somit erwärmt.

Λ-

Ein Nachteil des oben beschriebenen Thermobatteriesystems besteht darin, daß es einen getrennten, isolierten Öl/Wasser-Behälter mit relativ großem Volumen voraussetzt, der dann an das Kühl- bzw. Schmierölsystem des Motors angepaßt werden muß. Ein derartiger Behälter muß so nahe wie möglich am Motor angeordnet Airerden, um den Wärmeverlust zu reduzieren, was bei älteren Motoren wegen des Raummangels umständlich ist. Weiterhin erfordert das Thermobatteriesystem die Verwendung zusätzlicher Teile, wie beispielsweise einer zusätzlichen Pumpe, Ventile, sowie Verbindungsleitungen, welche den Aufwand erhöhen.

DE-PS 1 158 756 beschreibt einen Schmierölvorwärmer, der in Verbindung mit der Ölwanne eines Verbrennungsmotors arbeitet. Nach diesem Stand der Technik wird eine Leiterspule über der Oberfläche des Öls in der Ölwanne angeordnet, wobei die Wand der Ölwanne durchstoßen wird, und die wärmeleitende Flüssigkeit gelangt durch die Spule. Die Leiterspule ist über einen Kupferzylinder oder über ein anderes wärmeleitendes Element mit der Ölschicht im Unterteil der Ölwanne und mit einem Sieb, einer Pumpe oder dort angeordneten Leitungen verbunden.

Ein Nachteil des oben beschriebenen Schmierölvorwärmers besteht darin, daß diese Vorrichtung Platz in der Ölwanne wegnimmt und daß sie nur bei neuen Motoren eingebaut werden kann. Die Öffnung für die Leiterspule in den Wänden der Ölwanne wirft außerdem Abdichtungsprobleme auf. Weiterhin muß die wärmeleitende Flüssigkeit von einer externen Quelle vor dem Anlassen des Motors besorgt werden. Es ist darauf hinzuweisen, daß keine Isoliermaterialien vorgesehen sind, wodurch der Wärmeverlust zwischen der Vorrichtung und der Ölwanne erheblich ist, und daß der Gegenstand des Vorwärmens die gesamte, sich in der Ölwanne befindende Ölmenge ist.

DE-OS 2 115 221 beschreibt eine Vorrichtung zur Verbesserung des Kaltanlassens eines Verbrennungsmotors, bei dem ein elektrischer Widerstand entweder innerhalb oder außerhalb der Ölwanne angeordnet ist, mit dessen Hilfe das Erwärmen des in der Ölwanne lager-nden Schmieröls vorgenommen wird. Der größte Nachteil bei dieser Vorrichtung besteht darin, daß sie einen hohen Energiebedarf insbesondere bei Temperaturen unter dem Nullpunkt voraussetzt, weil die gesamte Schmierölmenge erwärmt bzw. warm gehalten werden soll. Somit muß der elektrische Widerstand an das normale Stromnetz angeschlossen werden.

DE-OS 2 713 153 beschreibt einen Schmierölvorwärmer für einen Verbrennungsmotor, bei dem der elektrische Widerstand sich in einem Sieb in der Ölwanne befindet, durch das das Schmieröl mit Hilfe einer Pumpe durch den Ölfilter in den Motor eingesaugt wird. Von den mit diesem Stand der Technik verbundenen Nachteilen ist zu erwähnen, daß die Oberflächentemperatur eines einzelnen Widerstandes/ der in das Schmieröl in der Ölwanne getaucht ist, wegen der Entzündbarkeit des Öls nur bedingt erhöht werden kann. Somit scheidet diese Vorrichtung als effizienter Vorwärmer für das Schmieröl aus. Weiterhin zirkuliert das Schmieröl durch die Ölpumpe und durch den Filter während des Anlassens, wobei es Wärme an diese Vorrichtungen abgibt, wodurch es gekühlt \tfird, bevor es an die Ölleitungen des Motors gelangt.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die obengenannten Nachteile auszuschließen und eine zuverlässige und zugleich einfache Vorrichtung anzugeben, welche das Anlassen eines Verbrennungsmotors bei Kälte, selbst unter arktischen Wetterverhältnissen, erheblich verbessert. Diese Aufgabe \fird durch die einzelnen, in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale der Erfindung gelöst.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Heizelement, wie beispielsweise der das Schmieröl erwärmende elektrische Widerstand, in einem Raum bzw. in einer Kammer angeordnet, die in direkter Verbindung mit den Ölleitungen, wie beispielsweise mit der Hauptölleitung, steht, die zu den zu schmierenden Teilen des Motors führen. Das Heizelement kann ebenfalls in einer separaten Vorrichtung untergebracht werden, die zwischen dem Ölfilter und der Hauptölleitung oder in einem Raum angeordnet ist, der unmittelbar in die Hauptölleitung mündet. Eine dritte vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das Heizelement mit dem Ölfilter kombiniert ist. In diesem Fall kann der elektrische Widerstand innerhalb des Ölfilters oder an dessen Gehäuse angeordnet sein, wobei er gegebenenfalls gegenüber seiner Umgebung isoliert sein kann. Beispielsweise wird die Isolierung um den Ölfilter sowie um das Heizelement angeordnet, vorzugsweise unter Anordnung eines Zwischenstücks zwischen dem Ölfilter und den Ölleitungen des Motors, wobei dieses Zwischenstück schlechte Wärmeleitungseigenschaften aufweist.

Die Vorteile der Erfindung sind wie folgt. Während des Anlassens, das im Höchstfall zwischen 10 und 15 Sekunden in Anspruch nimmt, ist die für die Schmierung des Motors benötigte Ölmenge relativ klein im Verhältnis zu der gesamten, in dem Schmiersystem enthaltenen Ölmenge. Somit sind einige deziliter warmen Schmieröls, die in dem Ölfilter enthalten sind, für den Erfolg beim Anlassen von entscheidender Bedeutung, wobei der ölfilter mit einem erfindungsgemäßen Heizelement oder mit einer separaten, ein Heizelement und einen ölfilter umfassenden Vorrichtung oder mit einer anderen entsprechenden, direkt mit der Ölleitung des Motors in Verbindung stehenden Vorrichtung versehen ist und wobei diese Ölmenge unmittelbar durch die Hauptölleitung in die restlichen Ölleitungen des Motors gepumpt wird. Damit ist es auch wahrscheinlich, daß die kritische Anfangsdrehge-

³^ schwindigkeit des Motors auch bei Dieselmotoren erreicht werden kann.

Bei Versuchen, in denen der Motor unter kalten Bedingungen angelassen wurde, und bei dem eine erfindungsgemäße Vorrichtung angewendet wurde, konnte gezeigt werden, daß die Zahl, die den Widerstand gegen die Drehbewegung im Motor (Anlaufstrom χ Batteriespannung /Drehgeschwindigkeit) zum Ausdruck bringt, um mindestens 10 bis 30 % im Vergleich zum normalen Kaltanlassen herabgesetzt wurde.

^: Das Ausstatten des Ölfilters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit mindestens einem elektrischen Widerstand unter Anbringung einer Wärmeisolierung, womit er •in eine Thermobatterie umgewandelt wird, ist in der praktischen Anwendung funktionssicher/ einfach in der Handhabung und wirtschaftlich im Einsatz. Der Bedarf an zusätzlichen Teilen über das normale Druckumlaufschmiersystem hinaus ist minimal? weder Ventile noch zusätzliche Pumpen noch eine umständliche Verdrahtung sind erforderlich. Das einheitliche, austauschbare Teil bestellend aus dem elektrischen Widerstand und einer Wärmeisolierung kann um den normalen Ölfilter sowohl bei alten also auch bei neuen Autos auf einfache Weise angeordnet werden.

Um ein zuverlässiges Anlassen sicherzustellen, kann, der normale im Motor vorhandene Ölfilter gegen einen Filter mit einer größeren Ölkammer ausgetauscht werden, und dieser Ölfilter kann gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung mit einem oder mehreren elektrischen Widerständen und einer Wärmeisolierung ausgestattet werden. Diese Maßnahme kann bei Hochleistungsmaschinen, die mit Dieselmotoren, ausgestattet sind, von besonderer Bedeutung sein. Die zu erwärmende bzw. warm zu haltende Ölmenge, die in dem Ölfilter, in der damit in Verbindung stehenden separaten Vorrichtung und/oder in der in der Ölleitung angeordneten Kammer untergebracht ist, ist relativ gering. Die benötigte Energie und somit der elektrische Widerstand sind somit auch relativ klein. Der elektrische Widerstand kann mit der Batterie des Motors verbunden werden, wobei eine Überbeanspruchung der Batterie ausgeschlossen ist. Somit sind die Automotoren bzw. Hochleistungsmaschinen nicht mehr von einer externen Energiequelle zum Erwärmen des Schmieröls abhängig.

Die Erfindung wird jetzt anhand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schematische, im Schnitt wiedergegebene Darstellung des Systems für die Umlaufschmierung eines Verbrennungsmotors mit dem zugehörigen Ölfilter, wobei der Ölfilter über eine Vorrichtung gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung mit dem Motor verbunden ist;

Fig. 2 der ölfilter und die Vorrichtung gemäß Fig. 1; Fig. 3 eine im Querschnitt wiedergegebene Darstellung der

Vorrichtung längs der Linie A-A gemäß Fig. 2; Fig. 4 eine in der Hauptölleitung des Motors fest angebrachte Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine schematische, ausschnittsweise dargestellte Längsansicht eines Ölfilters, der gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem elektrischen Widerstand und einer Wärmeisolierung versehen ist;

Fig. 6 eine im Querschnitt wiedergegebene Darstellung eines Ölfilters längs der Linie B-B gemäß Fig. 5;

Fig. 7 eine schematische, ausschnittsweise dargestellte Längsansicht eines Ölfilters, der gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem innerhalb des Ölfilters angebrachten elektrischen Widerstand versehen ist.

Wie an sich bekannt ist, findet die Druckumlaufschmierung häufige Anwendung bei Viertaktmotoren. Diese wird gewöhnlich so eingerichtet, daß eine den Unterteil des Kurbelgehäuses 1 bildende, sogenannte Ölwanne 2 als Ölbehälter funktioniert, von dem das Öl durch ein Sieb 3 in eine Ölpumpe 4 angesaugt wird. Danach wird das Öl durch einen ölfilter 5 in die Hauptölleitung gedrückt, von der aus es über verschiedene Ölleitungen zu den zu schmierenden beweglichen Motorenteilen, wie beispielsweise die Kurbelwelle, die Nockenwelle und das Steuergestänge, gelangt. Die verschiedenen Ölleitungen im Motor sind in der Fig. 1 nur angedeutet, da ihre Konstruktion für die Erfindung nur von untergeordneter Bedeutung ist. Das Schmiersystem beim Dieselmotor entspricht im wesentlichen dem oben beschriebenen System.

Fig. 1 zeigt den zusammen mit der Vorrichtung 7 an der Wand des Kurbelgehäuses 1 angebrachten ölfilter 5. Die Vorrichtung 7 ist mit mindestens einem Heizwiderstand versehen, der über einen Schalter 31 und/oder einen Thermostat 32 mit einer Stromquelle 30, beispielsweise einer Batterie, verbunden ist. Der Sensor 33 des Thermostats wird vorzugsweise in die Kammer 10 der Vorrichtung 7 eingesetzt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die maximale Temperatur kann eingestellt werden, wobei der Thermostat ein Überschreiten der eingestellten Temperatur verhindert.

Der Ölfilter 5 weist in an sich bekannter Weise eine symmetrisch-zylindrische Konstruktion auf, wobei die Einlaßöffnungen 55, 56, 57 und 58 des Ölfilters im Kreisbereich um die Auslaßöffnung 59 angebracht sind, wobei die Öffnungen der Lage des Einlaßrohrs 24 sowie des Ablaßrohrs 25 in den Verbindungsrohren 34 des Motors entsprechen. Im Gehäuse 51 des Ölfilters ist ein zylindrischer Filtereinsatz 52 angebracht, durch den das Schmieröl bei laufendem Motor in Richtung der Pfeile A gemäß Fig. 2 fließt.

Die Vorrichtung 7 umfaßt eine Kammer 10, die vorzugsweise zwischen einem zylindrischen Mantel 8 und den zugehörigen Flanschen 91 und 92 gebildet wird. In der Mitte der Flansche 91, 92 sind röhrenförmige Verbindungsstücke 11, angeordnet, wobei das erste Verbindungsstück 11 vom- Flansch 91 nach innen gerichtet ist und parallel zum Mantel 8 verläuft, während das zweite Verbindungsstück 12 nach außen gerichtet ist. Die innere Oberfläche des ersten Verbindungsstücks 11 weist ein Innengewinde 11a auf, das in das Außengewinde 34a eingreift und das für den Ölfilter 5 in den Verbindungsrohren 34 des Motorschmierölkreislaufs bestimmt ist. In analoger Weise weist die äußere Oberfläche des zweiten Verbindungsstücks 12 ein Außengewinde 12a auf, welches in das Innengewinde 53a auf der inneren Oberfläche des Verbindungsstücks 53 des Ölfilters 5 eingreift. Einlaß- bzw. Ablaßrohre 121, 111 verlaufen durch die Verbindungsstücke 12, 11. Das Öl wird durch diese Rohre in die Kammer 10 der Vorrichtung 7 angesaugt bzw. abgelassen. Der Flansch 91 der Vorrichtung 7 ist weiterhin an der Seite der Verbindungsrohre 34 mit einem Gummidichtungsring 231 versehen. In gleicher Weise istder

Ölfilter 5 mit einem Gummidichtungsring 232 versehen. Die Vorrichtung 7 ist mit Leitungen 131, 132, 133 und 134 versehen, die gerade und parallel zum Mantel 8 durch die Kammer 10 der Vorrichtung 7 verlaufen. Die Leitungen 131, 132, 133 und 134 sind in einem Kreisbereich mit einiger Entfernung von den Verbindungsstücken 11, 12 angebracht, welche der Lage der Einlaßrohre 24 sowie der im Ölfilter 5 im benachbarten Filterbereich vorgesehenen Einlaßöffnungen 55, 56, 57 und 58 entspricht. Das Öl wird mit Hilfe der Ölpumpe 4 durch die Leitungen 131, 132, 133 und 134 direkt aus der Ölwanne in den Ölfilter gepumpt.

In der im Mantel 8 der Vorrichtung 7 angeordneten Kammer 10 ist ein Strömungslenker 14 vorgesehen, der in einer Richtung angebracht ist, die von derjenigen des Einlaß- und/oder Ablaßrohres abweicht. In diesem Fall umfaßt er eine Scheibe 141, die senkrecht zu den Rohren angeordnet ist, sowie eine zugehörige Krempe 142. Die Krempe 142 ist vorzugsweise parallel zum Mantel 8 ausgerichtet, wobei ein ringförmiger Kanal 160 zwischen der Krempe 142 und dem Mantel 8 gebildet wird. Zwischen der Scheibe 141 und dem zweiten Flansch 92 wird ein erster Zwischenkanal 15 gebildet, und zwischen der Scheibe 141 und dem ersten Flansch 91 wird ein zweiter Zwischenkanal 17 gebildet, durch welche die Leitungen 131, 132, 133 und 134 parallel zum Mantel 8 verlaufen.

Der Durchflußkanal für das Öl umfaßt daher die Zwischenkanäle 15 und 17 sowie den ringförmigen Kanal 160. Kleine Öffnungen 161 sind im Umfangsbereich der Scheibe 141 nahe der Krempe 142 angeordnet, durch die ein Teil des Öls auch fließen kann. Die zwei elektrischen Widerstände 18, 19 sind mit dem Strömungslenker 14 verbunden. Die Widerstände sind innerhalb der röhrenförmigen Teile 20, 21 angeordnet, die auf der Oberfläche der Krempe 142 montiert), über deren Umfang sie verlaufen, wobei die Teile 20, 21 einerseits als primäre Kühlelemente für die Widerstände und andererseits als Heizelemente für das Öl fungieren. Die Widerstände 18, 19 sind derart unmittelbar mit den zugehörigen Teilen 20, 21 verbun-

den, daß die Wärmeleitung von den Widerständen zu den Teilen und darüber hinaus mindestens bis zu der Krempe 142 des Strömungslenkers 14 auf möglichst effiziente Weise erzielt wird. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn die röhrenförmigen Teile 20, 21 sowie die Krempe 142 des Strömungslenkers 14 aus Stahl oder einem entsprechenden Material bestehen, das eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist,und mab sie durch Schweißen, Löten oder in sonst bekannter Weise miteinander verbindet. Die Scheibe 141 kann auch ganz oder teilweise einen Teil des Elements bilden, das die Widerstände kühlt und das Öl erwärmt.

Die Widerstände 18, 19 sind entweder in Reihe oder parallel geschaltet und über Leiter durch den Leiterkanal 22 mit der Stromquelle 30 verbunden, wie bereits im Zusammenhand mit Fig. 6 beschrieben wurde.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt.

Die Heizwiderstände 18, 19 der Vorrichtung sind über einen Schalter 31 entweder manuell oder über einen entsprechenden Zeitschalter mit der Stromquelle 30 verbunden. In der Kammer 10 der Vorrichtung 7 befindet sich immer eine kleinere Menge, beispielsweise 2 dl Öl, das sich zu erwärmen beginnt, wenn ein elektrischer Strom durch die Widerstände 18, 19 gelangt. Nach einer entsprechenden Wartezeit von beispielsweise 5 bis 10 Minuten ist die Temperatur des Schmieröls bereits ausreichend hoch, beispielsweise zwischen 40 und 50 C, um den Motor anzulassen. Der Thermostat 32 verhindert ein Ansteigen der Öltemperatur über eine gewünschte Höhe, beispielsweise 90° C, selbst wenn die Wartezeit langer als erwartet sein sollte. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn die Heizwiderstände 18, 19 erst nach einem gewünschten Zeitablauf über den Zeitschalter mit der Stromquelle 30 verbunden werden. Andererseits kann ein Signallicht am Armaturenbrett des Fahrzeugs angebracht werden, wobei das Signallicht anzeigt, wenn die gewünschte Temperatur erreicht ist und der Motor angelassen werden kann.

Beim Anlassen des Motors fließt das sich in der Vorrichtung 7 befindende wärme Öl sofort durch den ersten Zwischenkanal 15, und zwar in erster Linie durch den ringförmigen Kanal 160 und in einem kleineren Umfang durch die Öffnungen 161. Das Öl fließt weiter wie mit den Pfeilen B in Fig. 2 angedeutet durch den zweiten Zwischenkanal 17 in das Ablaßrohr 25 und von dort unmittelbar in die Hauptölleitung 6 des Motors oder in einen entsprechenden Ölkanal. Somit wird der kalte Motor schon während der ersten Umdre-

XO hungen sofort mit warmem Öl gespült, wodurch der Widerstand gegen die Drehbewegung des Motors wesentlich herabgesetzt und das Anlassen gesichert wird.

Die für die Erwärmung des Öls benötigte Zeit hängt außer von der Ölmenge auch noch von der Größe des Widerstands, der Konstruktion der Kühlelemente für die Widerstände sowie von der Konstruktion des Strömungslenkers ab. Insbesondere hängt sie jedoch auch vom Umfang der wärmeleitenden Oberfläche des Kühlelements für die Widerstände, von dem Wärmeaustausch zwischen dem Kühlelement und dem Widerstand sowie von der gewünschten Endtemperatur ab. Wenn angenommen wird, daß die in der Vorrichtung enthaltene, zu wärmende Ölmenge zwischen 1 und 2 dl beträgt, daß die Konstruktion des Strömungslenkers der Konstruktion gemäß der Figuren 2 und 3 entspricht und daß der Strömungslenker ganz als Kühleinrichtung für die Widerstände 18, 19 eingesetzt wird, so kann ein Widerstand mit einer Leistung von 75 W die Öltemperatur auf 35- bis 40° C innerhalb von 5 bis 10 Minuten erhöhen. Während dieser Zeit beträgt die Batterieentladung etwa 0,5 Ah. Dies entspricht weniger als 2 % der in einer halbentladenen Batterie noch enthaltene Energie, wenn man von einer normalen 60 Ah-Batterie für Personenkraftfahrzeuge ausgeht. Eine kleine Belastung in dieser Größenordung vor dem Anlassen des Motors bei Außentemperaturen unter 0 C erhöht sogar in an sich bekannter Weise die Batterieleistung beim Anlassen.

In der oben dargestellten Ausführungsform der Erfindung wurdeneine Möglichkeit für die Ausführung des Strömungslenkers 14 sowie die zugehörigen Widerstände dargestellt. Aufgabe ist es, in erster Linie zu gewährleisten, daß das sich in der Kammer 10 der Vorrichtung 7 befindende Öl mit einer möglichst großen Fläche des Strömungslenkers bzw. des Kühlelements, das ein wesentlicher Teil des Strömung s lenke rs darstellt, in Berührung kommt, weil auf diese Weise die durch die Widerstände erzeugte Wärme an das Öl abgegeben und ein Ansteigen der Oberflächentemperatur beim Element über die Entzündungstemperatur des Öls hinaus verhindert wird. Es ist von großem wirtschaftlichem Vorteil, wenn die Konstruktion des Strömungslenkers und die Widerstände so einfach wie möglich gehalten wird. Der Strömungslenker kann aus einer kreisrunden Stahlplatte bestehen, auf deren Oberfläche und äußeren Krempe Widerstände entweder auf einer oder auf beiden Seiten angebracht sind. Der Strömungslenker kann aus jedem Material hergestellt werden, das gute Wärmeleitungseigenschaften aufweist. Gegebenenfalls kann er gegenüber den in den Ölfilter mündenden geraden Leitungen 131, 132, 133 und 134 abgedichtet sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das aus dem geraden röhrenförmigen Teil 201 bestehende Heizelement, in dem die Widerstände untergebracht sind, senkrecht auf dem Strömungslenker 14 angebracht werden, wobei es durch die Ablaßöffnung 59 in das Innere des Ölfilters 5 und in die Mitte des Filtereinsatzes 52 hineinragt. Dies wird mittels einer gestrichelten Linie in der Fig. 2 angedeutet. Eine derartige Anordnung kann entweder zusammen mit .30 Widerständen, die entlang der Kante des Strömungslenkers angeordnet sind, oder ohne Widerstände am Strömungslenker, ausgeführt werden. Das röhrenförmige Teil bzw. Heizelement kann mit Kühlrippen 202 versehen werden.

Es wird darauf hingewiesen, daß das Öl nur in eine Richtung durch die Vorrichtung 7 fließen kann. Wenn beispielsweise die Vorrichtung in Verbindung mit der Ölpumpe angeordnet wird, kann das Schmieröl durch einen separaten Kanal

in die Ölpumpe gesaugt werden und durch die Vorrichtung 7, die mit dem Strömangslenker und den Widerständen versehen ist, unmittelbar in den Hauptkanal für das Schmieröl geleitet werden. Ih diesem Fall arbeitet die Vorrichtung in der gleichen Weise wie in der Ausführungsform gemäß Fig. 4, die im folgenden beschrieben wird.

Fig. 4 zeigt in einer schematischen Darstellung, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung auf vorteilhafte Weise ausgeführt und als ortsfester Teil in einen neuen Motor einge-

]_0 baut werden kann. Im Hinblick auf die Vorrichtung werden im wesentlichen die gleichen Bezugsziffern in dieser Figur verwendet wie auch in der Fig. 2. Die Hauptölleitung 6 weist ein Winkelstück 61 auf, in dem die Kammer 10 untergebracht ist. Die Kammer 10 umfaßt zwei elektrische Widerstände 18, 19

]_5 zusammen mit ihren Kühlelementen, namentlich die als Kühlelemente arbeitenden, röhrenförmigen Teile 20, 21. Der Strömungslenker 14 ist ebenfalls vorzugsweise mit einer Krempe 142 versehen. Der Strömungslenker 14 ist in der Kammer 10 auf einem Träger, wie beispielsweise der Hülse 143, fest angeordnet. Die Wände der Hülse sind vorzugsweise mit Öffnungen 162 versehen, damit das Öl in die mit C angedeutete Richtung durch die Kammer 10 fließen kann.

Die Vorrichtung gemäß der Fig. 4 arbeitet in gleicher Weise, wie bereits im Zusammenhang mit der Fig. 2 beschrieben wurde. Die Anordnung der Vorrichtung 7 in dem Winkelstück 61, das in der Hauptölleitung 6 untergebracht ist,gewährleistet, daß die Vorrichtung immer mit Öl gefüllt bleibt, nachdem der Motor abgeschaltet wird. Das Volumen der Kammer 10 kann daher gemäß dem primären Schmierölbedarf für den Motor optimiert werden und beträgt vorzugsweise zwischen 1 und 3 dl.

Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch mit irgendeiner anderen Vorrichtung im Schmierkreislauf des Motors kombiniert werden, wie beispielsweise mit der Ölpumpe. Die Vorrichtung kann im wesentlichen an einer beliebigen Stelle zwischen dem Ölfilter und/oder der Ölpumpe und den zu schmierenden Teilendes Motors angeordnet werden. Die Voraussetzung dafür ist, daß eine direkte und kurze Verbindung zwischen der Vorrichtung und den Schmier-

Ölleitungen des Motors vorhanden ist. Andererseits kann die erfindungsgemäße, ortsfeste Vorrichtung auch in anderen Kanälen angeordnet werden, die zu wichtigen Teilen, die einer Ölschmierung bedürfen, führen. Somit entsprechen diese anderen Leitungen, wie beispielsweise die zu den Lagern eines Turboverdichters führende Leitung, der Hauptölleitung. Es ist auch vorteilhaft, eine eventuell bereits vorhandene Ausweitung in der Ölleitung als Kammer 10 für die Vorrichtung zu verwenden.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der der Ölfilter mit mindestens einem elektrischen Widerstand und einer Wärmeisolierung versehen ist. Der Ölfilter 5 ist ebenfalls symmetrisch-zylindrisch, wie oben bereits im Zusammenhang mit der Fig. 2 beschrieben wurde.

Gemäß Fig. 5 sind zwei elektrische Widerstände 26, 27 angeordnet, die derart mit dem Gehäuse des Ölfilters 5 verbunden sind, daß die durch sie erzeugte Wärme an den Filter 5 und somit an das darin enthaltene Öl so effizient ^wi^e möglich abgegeben wird. Die elektrischen Widerstände 26, 27 können beispielsweise mittels Metallreifen 29 oder Metallstreifen 28 an das Filtergehäuse angebracht werden. Um den Ölfilter 5 und um die elektrischen Widerstände 26, 27 ist eine Isolierung 37 angeordnet.

Die Isolierung 37 besteht aus einer kuppeiförmigen, etwa 10 bis 15 mm dicken Urethanschicht 38, die mit einer stoßfesten, etwa 2 bis 4 mm dicken Schicht, beispielsweise einer Polypropylethanschicht 39, versehen ist. Die Isolierung 38 kann entweder mit dem Ölfilter fest verbunden sein, oder abnehmbar sein, wobei sie dann nach einem Filterwechsel über den neuen Filter gelegt werden kann.

Die elektrischen Widerstände 26, 27 sind innerhalb der kuppeiförmigen Isolierung 37 am Gehäuse 51 des Ölfilters angeordnet.. Zwischen dem Verbindungsglied 53 des Ölfilters und den Verbindungsrohren 34 des Schmierölkreislaufs ist ein Z\iischenstück 40 angeordnet, das aus einem schlecht wärme-

leitanden Material, wie beispielsweise Kunststoff, besteht. Somit verhindert es das Auftreten von Wärmeverlust zwischen dem Filter 5 und den Verbindungsrohren 34. Zugleich,übernimmt das Ζλίϊschenstück die Funktion eines Trägers für die Isolierung 37.

Das Zwischenstück 40 ist mit einem ringförmigen Kanal, der dem Einlaßrohr 24 entspricht, sowie mit einem röhrenförmigen Kanal, der dem Ablaßrohr 25 entspricht, versehen, wobei der röhrenförmige Kanal in der Mitte des ringförmigen Kanals angeordnet und gegenüber dem ringförmigen Kanal isoliert ist. Der Bereich 40a auf der zum Filter hin gerichteten Seite des Zwischenstücks 40 ist mit einem Außengewinde 41 versehen, das in das Innengewinde 53a des Verbindungsglieds 53 des Ölfilters eingreift. Der Bereich 40b auf der zu den Verbindungsrohren 34 hin gerichteten Seite des Zwischenstücks ist mit einem Innengewinde 43 versehen, das in analoger V/eise in das Außengewinde 34a eingreift, das für den in den Verbindungsrohren 34 des Schmierölkreislaufs angeordneten Filter bestimmt ist. Das Innengewinde 42 des Zwischenstücks ist in einem Metallstück 43 angeordnet, das innerhalb eines aus Kunststoff bestehenden Zwischenstücks gegossen ist. Weiterhin ist das Zwischenstück 40 mit einem Gummidichtungsring 44, 45 versehen, der sowohl auf der Seite des Ölfilters als auch auf der Seite der Verbindungsrohre angeordnet ist.

Die kuppeiförmige Isolierung 37 und das Zwischenstück 40 kann entweder als ortsfeste oder abnehmbare Einheit ausgebildet werden. Fig. 5 zeigt die letztgenannte Alternative, wobei die Isolierung 37 mittels eines Gewindes 46 mit dem Zwischenstück 42 verbunden wird.

Zwischenstücke, die, wie oben bereits beschrieben, zwischen dem Ölfilter und dem Schmierölkreislauf des Motors angeordnet werden,können als Paßstücke verwendet werden, um beispielsweise einen größeren Filter in dem Schmierölkreislauf anzuordnen. Die eine Seite des Zwischenstücks, an die der Filter angreifen soll, kann beispielsweise einen größeren

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Querschnitt als der vorher verwendete Filter aufweisen, wobei das Gewinde derart angebracht wird, daß irgendein anderer Ölfilter, der den Zweck erfüllt und im Handel erhältlich ist, damit verbunden werden kann. Somit kann bei größeren Motoren und bei Hochleistungsmaschinen der Ölfilter,der üblicherweise zur Anwendung kommt, durcheirien Ölfilter ersetzt werden, der ein um 1,5- bis 4-mal größeres Volumen aufweist, wobei er auch mit einer Wärmeisolierung versehen werden kann. Die Alternative gewährleistet eine ausreichende Wärme des Schmieröls, wodurch das Anlassen bei kalten Wetterbedingungen auch gewährleistet ist.

In der Funktionsweise gemäß der Fig. 5 wird die Größe des ersten Widerstands 26 so bemessen, daß die davon abgegebene Wärme in der gleichen Größenordung ist wie der Wärmeverlust durch die Isolierung 37. Somit reicht die Wärme des Widerstands aus, um die Temperatur des Filters bzw. des Öls auf einer Temperaturhöhe, die mindestens 20 bis 30° C höher liegt als die Umgebungstemperatur ,zu halten. Die Größe des zweiten Widerstands 27 läßt sich so bemessen, daß die Temperatur des in dem Ölfilter 5 vorhandenen Öls auf eine bestimmte Temperatur innerhalb einer bestimmten Zeit gebracht werden kann. Da in den oben beschriebenen Ausführungsformen die Ölmenge in dem Filter 5 in der Größenordnung von 2 bis 6 dl liegt und der Wärmeverlust auf ein Minimum reduziert werden kann, reicht es aus, wenn die Widerstände 26, 27 jeweils eine Ausgangsleistung in Höhe von 5 bis 20 W aufweisen. In diesem Fall können sie mit der Stromquelle, beispielsweise mit der Batterie 30, eines Kraftfahrzeugs oder einer Hochleistungsmaschine verbunden werden, ohne daß die Batterie überbeansprucht wird.

Entweder ein oder beide Widerstände 26, 27 sind entweder direkt über den Schalter 31a oder über den Thermostat 32a, 32b mit der Stromquelle 30 verbunden. Der Sensor 33a des Thermostats ist entweder innerhalb des Ölfilters 5 oder an dessen Gehäuse, wie in Fig. 5 dargestellt, angebracht. Die gewünschte maximale Temperatur kann eingestellt werden, und

der Thermostat gewährleistet, dal3 die eingestellte Temperatur nicht überschritten wird. Weiterhin kann ein durch eine Zeitschaltungseinrichtung gesteuerter Schalter 31b zur Anwendung kommen, wobei in diesem Fall das Aufwärmen des Öls in einem beliebigen zeitlichen Abstand vor dem Anlassen des Motors vorgenommen werden kann.

Die Vorrichtung gemäß der Fig. 5 arbeitet wie folgt. Wenn das Kraftfahrzeug bei kalten Wetterbedingungen eine ganze Nacht am Straßenrand steht, wird der erste Widerstand 26 über den Schalter 31a mit der Batterie verbunden, wobei der zweite Widerstand 27 über den Zeitschalter 31b so gesteuert wird, daß eine Verbindung mit der Batterie beispielsweise drei Stunden vor dem Anlassen des Motors am nächsten Morgen verbunden wird. Somit bleibt mit Hilfe des ersten Widerstands die Temperatur des Öls im Ölfilter nahezu gleich bis in die frühen Morgenstunden, bis der zweite Widerstand eingeschaltet wird. Danach erwärmt sich das Schmieröl in dem Ölfilter 5 über einige Stunden, bis eine bestimrate Temperatur, beispielsweise 90 C. erreicht wird. Der Thermostat 32a, 32b verhindert ein Überschreiten der einmal eingestellten Temperatur. Wenn nun der Motor nach längerer Betriebsunterbrechung angelassen wird, gelangt das Schmieröl direkt aus dem Ölfilter 5 über die Hauptölleitung des Motors an die zu schmierenden Teile, wodurch der Widerstand gegen die Drehbewegung im Motor wesentlich herabgesetzt wird.

Der elektrische Widerstand bzw. die elektrischen Widerstände können ebenfalls als röhrenförmiges Heizelement 201 ausgebildet werden, das innerhalb des Ülfilters, vorzugsweise in dessen Mitte und beispielsweise in der Mitte des Filtereinsatzes untergebracht wird, wobei sie in der Mitte der Öffnungen im Zwischenstück angeordnet werden, wie die gestrichelte Linie in Fig. 5 zeigt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß das Heizelement 201 in dem Ölfilter 5 beispielsweise gemäß Fig. 6 angeordnet wird.

In der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Ölfilter 5 mit einem Verbindungsglied 203 versehen, das ein Innengewinde aufweist. Der röhrenförmige Widerstand besteht aus einem Verbindungsglied 204 mit einem Außengewinde. Somit kann das Heizelement 201 in die vorgesehene Lage im Ölfilter eingeschraubt werden.

Die Ölschicht zwischen dem Heizelement und der Oberfläche des Filters und/oder des Filtereinsatzes gemäß Fig. 6 hat eine ähnliche Aufgabe wie die oben beschrieoene Isolierung 37. Abweichend von den oben angegebenen Lösungen ist es in diesem Fall vorteilhaft, ein oder mehrere elektrische Widerstände zu verwenden, die eine gesamte Ausgangsleistung im Bereich zwischen 50 und 200 W aufweisen. Wegen der relativ hohen Ausgangsleistung kann der Widerstand bzw.können die Widerstände erst zwischen 15 und 30 Minuten vor dem Anlassen verbunden werden. Die Verbindung kann entweder über einen Zeitschalter oder manuell über einen separaten Schalter vorgenommen werden. Der Thermostat ist in diesem Fall ebenfalls notwendig, um einem Überheizen des Öls vorzubeugen. Eine normale, sich in gutem Zustand befindende Batterie wird eine derartige kurzzeitige Belastung aushalten.

Das Zwischenstück kann auch eine etwas andere Form haben als das oben beschriebene. Wesentlich ist nur, daß bei Anwendung eines Zwischenstücks das Zwischenstück mit denjenigen Verbindungsrohren im Schmierölkreislauf des Motors verbunden werden kann, die für den Ölfilter bestimmt sind, und daß andererseits der gewünschte Ölfilter mit dem Zwischenstück verbunden werden kann. Diese Ausgestaltung der Erfindung ist ähnlich der mit der gestrichelten Linie in Fig. 2 dargestellten Lösung. Der Unterschied besteht darin, daß die getrennte Vorrichtung von einem Zwischenstück ersetzt wird, das Durchflußkanäle aufweist. Die entsprechenden Ausführungen hinsichtlich der Möglichkeiten für das Verbinden mit dem Zwischenstück gelten auch im Hinblick auf die getrennte Vorrichtung 7. i

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Die Erfindung wurde oben anhand der vielen vorteilhaften Ausführungsforinen beschrieben. Es ist ersichtlich, daß die Erfindung auf vielfache Weise abgeändert werden könnte, ohne daß dabei von dem in den vorstehenden Patentansprüchen angegebenen Erfindungsgedankenabgegangen wird.

Claims

Zipse&Habersack^:..^: · ^: Ratentanwälte

Kemnatenstraße 49, 0-8000 München 19 ^ ~ beim Europäischen Patentamt

Telefon (089) 17 0186, Telex (07) 81307 ^ LO ^ zugelassene Vertreter

Ilkka TOIVIO, Terttu TOIVIO 6. Aug.1984

FI-1585 0 Lahti 85 OH 41-EP

Patentansprüche ;

Vorrichtung zur Verbesserung des Anlassens eines Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung (7) in dem Schmierölsystem des Motors angeordnet ist und folgende Teile umfaßt:

(a) eine Kammer (10) mit Einlaß- und Ablaßrohrei (24, 25; 111, 121);

(b) ein Heizelement (18, 19);

(c) wobei die Kammer (10) in unmittelbarer Verbindung mit den Ölleitungen des Motors, wie beispielsweise der Hauptölleitung (6), steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Kammer (10) in der Ölleitung (6) des Motors angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Kammer (10) in einer getrennten Vorrichtung angeordnet ist, die direkt mit der Ölleitung (6) des Motors verbunden werden kann.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Ölfilter (5) des Schmierölsystems als Kammer (10) verwendet wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet , daß ein Zwischenstück (40) zwischen dem Ölfilter (5) und der Ölleitung (6) des Motors angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Heizelement (18, 19) innerhalb der Kammer (10) angeordnet ist.
1. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Heizelement (18, 19) an der Außenfläche der Kammer (10) angeordnet ist, wobei die Kammer (10) von ihrer Umgebung durch das Anbringung von Isoliermaterial um die Kammer (10) und um das Heizelement (18, 19) isoliert ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement ein röhrenförmiges Teil (201) umfaßt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das röhrenförmige Teil (201) an einem Strömungslenker (14) angeordnet ist, der mindestens aus einer scheibenförmigen Platte (141) besteht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Strömungslenker (14) in eine Richtung angeordnet ist, die von derjenigen der Einlaß- und Ablaßrohre (111, 121) abweicht.
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11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden An-J* irüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Heiz-

|ement (18, 19; 201) aus mindestens einem Widerstand besteht, —''" '"'..._;'v-;er mit einer Batterie (30) vorzugweise über einen Thermostat (32a, 32b) sowie über einen Zeitschalter (31b) verbunden ist.