DE102008034185B4

DE102008034185B4 - Temperaturregelventil zur temperaturabhängigen Durchflussregelung von insbsondere Motoröl

Info

Publication number: DE102008034185B4
Application number: DE200810034185
Authority: DE
Inventors: Jan Maier; Matthias Knöll
Original assignee: Joma Polytec GmbH
Current assignee: Joma Polytec GmbH
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2012-01-05
Anticipated expiration: 2028-07-18
Also published as: DE102008034185A1

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 gemäß 1 in Schließstellung; und
3 eine perspektivische Ansicht des Ventils gemäß 1 und 2.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Temperaturregelventil 10, das einen Ventilkäfig 12, einen die obere Seite des Ventilkäfigs 10 abdeckenden Abdeckkörper 14 sowie ein zwischen dem Ventilkäfig 12 und dem Abdeckkörper 14 angeordneten, axial verlagerbaren Ventilkörper 16 umfasst. Der Abdeckkörper 14 ist dabei mit dem Ventilkörper 16 über Rastverbindungen verbunden.
Der Ventilkörper 12 umfasst einen Ventilsitz 18, an den in geschlossener Stellung des Ventils 10 ein Dichtbereich 20 des Ventilkörpers 16 zum Anliegen kommt.
In 2 ist deutlich zu erkennen, wie der Dichtbereich 20 am Ventilsitz 18 anliegt.
Wie aus 3 deutlich wird, weist der Ventilkäfig 12 Einlassdurchbrüche 22 zum Einströmen des das Ventil 10 durchströmenden Motoröls und der Abdeckkörper 14 Auslassdurchbrüche 24 für das aus dem Ventil 10 ausströmenden Motoröl auf.
Wie insbesondere aus den 1 und 2 deutlich wird, weist der Ventilkörper 12 im Bereich seiner Mittellängsachse einen Führungszapfen 26 zur axialen Führung des Ventilkörpers 16 auf. Zudem weist der Abdeckkörper 14 einen Zylinderabschnitt 28 ebenfalls zur axialen Führung des Ventilkörpers 16 auf.
Zwischen dem Ventilkäfig 12 und dem Führungskörper 16 ist eine den Ventilkörper 16 in Öffnungsstellung drängende Ventilfeder 30 vorgesehen. Ferner ist zwischen dem Abdeckkörper 14 und dem Ventilkörper 16 eine den Ventilkörper 16 in Schließstellung drängende Schließfeder 32 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 Ventilfeder 30 weist dabei eine Federkraft auf, die größer ist als die Federkraft der Schließfeder 32, sofern diese eine Temperatur unterhalb der Grenztemperatur aufweist. Insofern ist bei einer Temperatur unterhalb der Grenztemperatur das Ventil, wie in 1 dargestellt, geöffnet. Wird eine Grenztemperatur, die insbesondere im Bereich von 80°C liegen kann, erreicht beziehungsweise überschritten, so dehnt sich die Schließfeder 32 in Axialrichtung aus. Ihre Federkraft ist dabei so gewählt, dass sie die Federkraft der Ventilfeder dann übersteigt. Das Ventil 10 befindet sich folglich bei Überschreiten der Grenztemperatur, wie in 2 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 Ventilkörpers 16 sich elastisch derart verformt, dass der Ventilkörper 16 vom Ventilsitz 18 abhebt und das Ventil öffnet. Hierdurch realisiert das Ventil 10 zudem eine Überdruckventilfunktion. Der Grenzdruck kann bei beispielsweise im Bereich von > = 0,7 bar liegen.
Durch geeignete Dimensionierung der Ventilfeder 30 und der Schließfeder 32 sowie durch geeignete Wahl der Legierungsbestandteile der Formgedächtnis-Legierung der Schließfeder 32 kann zum einen die Grenztemperatur vorgegeben werden und zum anderen der Grenzdruck.
Das in den 1 bis 3 dargestellte Ventil 10 hat folglich den Vorteil, dass es mit lediglich drei beweglichen Funktionsbauteilen, nämlich der Schließfeder 32, der Ventilfeder 30 und des Ventilkörpers 20 auskommt, und dennoch zwei Funktionen, nämlich eine Temperaturregelfunktion und eine Überdruckbegrenzungsfunktion, realisiert werden können.

Claims

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.