DE102008034185B4 - Temperaturregelventil zur temperaturabhängigen Durchflussregelung von insbsondere Motoröl - Google Patents
Temperaturregelventil zur temperaturabhängigen Durchflussregelung von insbsondere Motoröl Download PDFInfo
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Abstract
Temperaturregelventil (10, 40, 50, 70) zur temperaturabhängigen Durchflussregelung von insbesondere Motoröl, mit einem Ventilsitz (18), mit einem axial verstellbaren Ventilkörper (16), der in einer Schließstellung am Ventilsitz (18) anliegt und in einer Öffnungsstellung vom Ventilsitz (18) abgehoben ist, mit einer den Ventilkörper (16) in die Öffnungsstellung drängenden Ventilfeder (30), dadurch gekennzeichnet, dass eine den Ventilkörper (16) in die Schließstellung drängende Schließfeder (32) vorgesehen ist, wobei die Schließfeder (32) aus einer Formgedächtnis-Legierung besteht und derart ausgelegt ist, dass zum einen die Federkraft der Schließfeder (32) bei Überschreiten einer Grenztemperatur größer ist als die Federkraft der Ventilfeder (30) und bei Unterschreiten der Grenztemperatur kleiner ist als die Federkraft der Ventilfeder (30), und dass zum anderen der Ventilkörper (16) bei überschrittener Grenztemperatur und bei Überschreiten eines auf der Anströmseite des Ventilkörpers (16) vorgegebenen Grenzdrucks öffnet.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Temperaturregelventil zur temperaturabhängigen Durchflussregelung von insbesondere Motoröl. Aus der Motorentechnik sind verschiedene Systeme bekannt, die je nach Betriebstemperatur des Motorenöls verschiedene Ölkreisläufe schalten. Hierbei finden sogenannte Temperaturregelvorrichtungen, wie insbesondere Temperaturregelventile oder Thermostatventile Verwendung.
- Aus der
US 4,570,851 ist eine Ventilanordnung vorbekannt, bei der ein sich in axialer Richtung erstreckender Draht aus einer Formgedächtnis-Legierungen vorgesehen ist. Ein Ventilkörper wir bei ansteigender Temperatur durch eine Längenausdehnung des Drahts gegen die Kraft einer Feder verschlossen. - Aus der
US 4,227,646 ist eine Ventilanordnung vorbekannt, bei der das Verschlussteil des Ventils von einer Schraubenfeder aus einer Formgedächtnis-Legierungen besteht. Problematisch ist hierbei die Dichtheit der Ventilanordnung in geschlossenem Zustand, insbesondere zwischen den benachbarten Wendelungen der Schraubenfeder. - Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Temperaturregelventil bereitzustellen, das funktionssicher arbeitet und dennoch vergleichsweise einfacher aufgebaut ist.
- Diese Aufgabe wird durch ein Temperaturregelventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Ein derartiges Ventil hat insbesondere den Vorteil, dass es mit vergleichsweise wenig Bauteilen auskommt und deshalb auf einfache Art und Weise herstellbar ist und zudem kostengünstig realisiert werden kann.
- Das Vorsehen einer Schließfeder aus einer Formgedächtnis-Legierung, die auch als Memory-Metalle bezeichnet werden, hat den Vorteil, dass die Legierungsbestandteile derart wählbar sind, dass bei einer speziell vorgegebenen Grenztemperatur eine entsprechende Längsausdehnung der insbesondere als Schraubenfeder ausgebildeten Schließfeder erreicht werden kann. Findet das Temperaturregelventil beispielsweise in einem Motorölkreislauf Verwendung, kann es beispielsweise derart ausgelegt sein, dass es bei einer Öltemperatur von cirka 80° schließt. Die von der Schließfeder bereitgestellte Federkraft übersteigt dann die von der Ventilfeder in die entgegengesetzte Richtung wirkende Federkraft.
- Die Schließfeder kann dabei vorteilhafterweise so ausgelegt sein, dass der Ventilkörper bei überschrittener Grenztemperatur und bei Überschreiten eines auf der Anströmseite des Ventilkörpers vorgegebenen Grenzdrucks öffnet. Aufgrund der Wahl einer geeigneten Legierung und Dimensionierung der Schließfeder kann folglich eine Druckbegrenzungsfunktion erzielt werden; bei Überschreiten des Grenzdrucks öffnet das Temperaturregelventil.
- Das erfindungsgemäße Temperaturregelventil kann dabei einen den Ventilsitz umfassenden Ventilkäfig und einen den Ventilkäfig abschnittsweise abdeckenden Abdeckkörper umfassen. Der Abdeckkörper kann dabei insbesondere am Ventilkäfig befestigt und vorzugsweise verrastet sein. Hierdurch kann ein Temperaturregelventil bereitgestellt werden, das eine separat handhabbare und separat vormontierbare Baugruppe bildet. Die Ventilfeder ist dann zwischen dem Ventilkäfig und dem Ventilkörper angeordnet und stützt sich vorzugsweise einerends am Ventilkäfig und andererends am Ventilkörper ab. Die Schließfeder befindet sich hierbei vorzugsweise zwischen dem Ventilkörper und dem Abdeckkörper, wobei insbesondere die Schließfeder einerends am Ventilkörper und andererends am Abdeckkörper anliegt. Ventilfeder und Schließfeder können dabei insbesondere als Schraubenfedern ausgebildet sein.
- Zur axialen Führung des Ventilkörpers kann der Abdeckkörper im Bereich der Mittellängsachse einen Führungsabschnitt vorsehen. Zudem ist denkbar, dass der Ventilkäfig im Bereich der Mittellängsachse einen Führungsabschnitt zur axialen Führung des Ventilkörpers vorsieht. Insgesamt kann hierdurch der Ventilkörper in axialer Richtung zwischen dem Ventilkäfig und dem Abdeckkörper definiert bewegt werden.
- Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert sind.
- Es zeigen:
-
1 einen Längsschnitt durch ein erstes erfindungsgemäßes Temperaturregelventil in Öffnungsstellung; -
2 das Ventil gemäß1 in Schließstellung; und -
3 eine perspektivische Ansicht des Ventils gemäß1 und2 . -
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Temperaturregelventil10 , das einen Ventilkäfig12 , einen die obere Seite des Ventilkäfigs10 abdeckenden Abdeckkörper14 sowie ein zwischen dem Ventilkäfig12 und dem Abdeckkörper14 angeordneten, axial verlagerbaren Ventilkörper16 umfasst. Der Abdeckkörper14 ist dabei mit dem Ventilkörper16 über Rastverbindungen verbunden. - Der Ventilkörper
12 umfasst einen Ventilsitz18 , an den in geschlossener Stellung des Ventils10 ein Dichtbereich20 des Ventilkörpers16 zum Anliegen kommt. - In
2 ist deutlich zu erkennen, wie der Dichtbereich20 am Ventilsitz18 anliegt. - Wie aus
3 deutlich wird, weist der Ventilkäfig12 Einlassdurchbrüche22 zum Einströmen des das Ventil10 durchströmenden Motoröls und der Abdeckkörper14 Auslassdurchbrüche24 für das aus dem Ventil10 ausströmenden Motoröl auf. - Wie insbesondere aus den
1 und2 deutlich wird, weist der Ventilkörper12 im Bereich seiner Mittellängsachse einen Führungszapfen26 zur axialen Führung des Ventilkörpers16 auf. Zudem weist der Abdeckkörper14 einen Zylinderabschnitt28 ebenfalls zur axialen Führung des Ventilkörpers16 auf. - Zwischen dem Ventilkäfig
12 und dem Führungskörper16 ist eine den Ventilkörper16 in Öffnungsstellung drängende Ventilfeder30 vorgesehen. Ferner ist zwischen dem Abdeckkörper14 und dem Ventilkörper16 eine den Ventilkörper16 in Schließstellung drängende Schließfeder32 vorgesehen. - Bei der Schließfeder
32 handelt es sich um eine Feder aus einer Formgedächntis-Legierung, die derart ausgebildet ist, dass sie bei Überschreiten einer Grenztemperatur sich in Axialrichtung ausdehnt. Die Ventilfeder30 weist dabei eine Federkraft auf, die größer ist als die Federkraft der Schließfeder32 , sofern diese eine Temperatur unterhalb der Grenztemperatur aufweist. Insofern ist bei einer Temperatur unterhalb der Grenztemperatur das Ventil, wie in1 dargestellt, geöffnet. Wird eine Grenztemperatur, die insbesondere im Bereich von 80°C liegen kann, erreicht beziehungsweise überschritten, so dehnt sich die Schließfeder32 in Axialrichtung aus. Ihre Federkraft ist dabei so gewählt, dass sie die Federkraft der Ventilfeder dann übersteigt. Das Ventil10 befindet sich folglich bei Überschreiten der Grenztemperatur, wie in2 gezeigt, im geschlossenen Zustand. - Die Schließfeder
32 ist dabei ferner so ausgelegt, dass sie bei überschrittener Grenztemperatur und bei Überschreiten eines Grenzdrucks auf der der Schließfeder abgewandten Anströmseite des Ventilkörpers16 sich elastisch derart verformt, dass der Ventilkörper16 vom Ventilsitz18 abhebt und das Ventil öffnet. Hierdurch realisiert das Ventil10 zudem eine Überdruckventilfunktion. Der Grenzdruck kann bei beispielsweise im Bereich von > = 0,7 bar liegen. - Durch geeignete Dimensionierung der Ventilfeder
30 und der Schließfeder32 sowie durch geeignete Wahl der Legierungsbestandteile der Formgedächtnis-Legierung der Schließfeder32 kann zum einen die Grenztemperatur vorgegeben werden und zum anderen der Grenzdruck. - Das in den
1 bis3 dargestellte Ventil10 hat folglich den Vorteil, dass es mit lediglich drei beweglichen Funktionsbauteilen, nämlich der Schließfeder32 , der Ventilfeder30 und des Ventilkörpers20 auskommt, und dennoch zwei Funktionen, nämlich eine Temperaturregelfunktion und eine Überdruckbegrenzungsfunktion, realisiert werden können.
Claims (6)
- Temperaturregelventil (
10 ,40 ,50 ,70 ) zur temperaturabhängigen Durchflussregelung von insbesondere Motoröl, mit einem Ventilsitz (18 ), mit einem axial verstellbaren Ventilkörper (16 ), der in einer Schließstellung am Ventilsitz (18 ) anliegt und in einer Öffnungsstellung vom Ventilsitz (18 ) abgehoben ist, mit einer den Ventilkörper (16 ) in die Öffnungsstellung drängenden Ventilfeder (30 ), dadurch gekennzeichnet, dass eine den Ventilkörper (16 ) in die Schließstellung drängende Schließfeder (32 ) vorgesehen ist, wobei die Schließfeder (32 ) aus einer Formgedächtnis-Legierung besteht und derart ausgelegt ist, dass zum einen die Federkraft der Schließfeder (32 ) bei Überschreiten einer Grenztemperatur größer ist als die Federkraft der Ventilfeder (30 ) und bei Unterschreiten der Grenztemperatur kleiner ist als die Federkraft der Ventilfeder (30 ), und dass zum anderen der Ventilkörper (16 ) bei überschrittener Grenztemperatur und bei Überschreiten eines auf der Anströmseite des Ventilkörpers (16 ) vorgegebenen Grenzdrucks öffnet. - Temperaturregelventil (
10 ) nach Anspruch 1, mit einem den Ventilsitz (18 ) umfassenden Ventilkäfig (12 ) und mit einem den Ventilkäfig (12 ) abschnittsweise abdeckenden Abdeckkörper (14 ). - Temperaturregelventil (
10 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilfeder (30 ) zwischen dem Ventilkäfig (12 ) und dem Ventilkörper (16 ) angeordnet ist. - Temperaturregelventil (
10 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließfeder (32 ) zwischen dem Ventilkörper (16 ) und dem Abdeckkörper (14 ) angeordnet ist. - Temperaturregelventil (
10 ) nach wenigstens einem der Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckkörper (14 ) im Bereich der Mittellängsachse einen Führungsabschnitt (28 ) zur axialen Führung des Ventilkörpers (16 ) aufweist. - Temperaturregelventil (
10 ) nach wenigstens einem der Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkäfig (12 ) im Bereich der Mittellängsachse einen Führungsabschnitt (26 ) zur axialen Führung des Ventilkörpers (16 ) aufweist.
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- 2008-07-17 DE DE200810034185 patent/DE102008034185B4/de active Active
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