DE102009023824A1 - Thermostat-pressure-limiting valve, e.g. for oil lubrication in an internal combustion engine, has valve element inside a valve housing and a thermostat element to raise or drop a fluid's pressure threshold - Google Patents

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Abstract

A valve element (14) moves inside a casing/housing (8) through pressure from a fluid against the force from a spring (13). Fluid can flow away from a thermostat-pressure-limiting valve through a flow-off hole if the fluid's pressure exceeds a threshold. A thermostat element (15) raises a fluid's pressure threshold as the fluid's temperature increases and drops it as the fluid's temperature drops. Independent claims are also included for the following: (1) A fluid pump; (2) A lubricating circuit for an internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Thermostat-Druckbegrenzungsventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine selbstregelnde Fluidpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12, sowie einen Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine mit einer Schmierölpumpe und einem solchen Thermostat-Druckbegrenzungsventil bzw. einer solchen selbstregelnden Fluidpumpe als Regelölpumpe gemäß Anspruch 15 bzw. 18.The The invention relates to a thermostatic pressure relief valve according to The preamble of claim 1, a self-regulating fluid pump according to the The preamble of claim 12, and a lubricating oil circuit an internal combustion engine with a lubricating oil pump and a Such thermostatic pressure relief valve or such a self-regulating Fluid pump as a control oil pump according to claim 15 or 18.

Herkömmliche Schmierölpumpen für Schmierölkreisläufe von Brennkraftmaschinen umfassen gewöhnlich ein federgesteuertes Druckbegrenzungsventil, das zum Absteuern von übermäßig hohen Öldrücken auf der Druckseite der Schmierölpumpe dient, indem von der Brennkraftmaschine nicht benötigtes Schmieröl durch den Abströmkanal zur Saugseite der Schmierölpumpe oder in die Ölwanne der Brennkraftmaschine zurück geführt und dadurch der Schmieröldruck auf der Druckseite der Schmierölpumpe konstant gehalten wird. Der Druck, bei welchem der Abströmkanal geöffnet wird und welcher der Auslegung der Feder zugrunde gelegt wird, ist gewöhnlich derjenige Schmieröldruck, der benötigt wird, um den am schwierigsten mit Schmieröl zu versorgenden Schmierstellen der Brennkraftmaschine auch unter ungünstigsten Umständen ausreichend Schmieröl zuzuführen, das heißt in der Regel der zur Versorgung der Pleuellager der Brennkraftmaschine bei maximaler Drehzahl der Brennkraftmaschine und bei maximaler Schmieröltemperatur benötigte Schmieröldruck.conventional Lubricating oil pumps for lubricating oil circuits of internal combustion engines usually include a spring-controlled Pressure relief valve, which is used to control excessively high oil pressures on the pressure side of the lubricating oil pump is used by the engine not needed lubricating oil through the discharge channel to the suction side of the lubricating oil pump or in the oil pan of the internal combustion engine led and thereby the lubricating oil pressure on the Pressure side of the lubricating oil pump is kept constant. Of the Pressure at which the outflow channel is opened and which is the basis of the interpretation of the spring, is common the lubrication oil pressure needed to the most difficult to lubricate with lubricating oil to be supplied the internal combustion engine even under the most unfavorable circumstances to supply sufficient lubricating oil, that is usually to supply the connecting rod bearing of the internal combustion engine at maximum speed of the internal combustion engine and at maximum Lubricating oil temperature required lubricating oil pressure.

Dies bedeutet jedoch zum einen, dass im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine ein Schmieröldruck bereitgestellt wird, der höher als der in diesem Betriebszustand tatsächlich zur Versorgung der Schmierstellen benötigte Schmieröldruck ist. Dadurch wird allerdings der Energiebedarf für den Antrieb der Schmierölpumpe ebenso wie der Panschverlust unnötig hoch, was wiederum zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führt. Zum anderen bewirkt bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine der große Gegendruck des kalten Schmieröls im Schmierölkreislauf eine Öldrucküberhöhung hinter der Schmierölpumpe. Diese Öldrucküberhöhung hat zur Folge, dass durch den Abströmkanal sehr große Mengen Schmieröl zur Saugseite der Schmierölpumpe bzw. in die Ölwanne abgeführt werden, weil das Ventilglied infolge der Öldrucküberhöhung entgegen der Kraft der Feder sehr weit verschoben und dadurch das Druckbegrenzungsventil sehr weit geöffnet wird.This However, on the one hand means that in normal operation of the internal combustion engine a lubricating oil pressure is provided, the higher as the in this operating state actually to supply the lubrication points required lubricating oil pressure is. As a result, however, the energy requirement for the drive the lubricating oil pump as well as the Panschverlust unnecessary high, which in turn leads to increased fuel consumption leads. On the other hand causes at a cold start of the engine the big back pressure of the cold oil in the Lubricating oil circuit an oil pressure increase behind the lubricating oil pump. This oil pressure increase has the consequence that through the discharge channel very large quantities Lubricating oil to the suction side of the lubricating oil pump or be discharged into the oil pan, because the valve member due to the oil pressure increase against the Force of the spring moved very far and thus the pressure relief valve is opened very wide.

Zwar können diese Probleme durch den Einsatz von Regelölpumpen gemildert werden, d. h. Schmierölpumpen mit einer pumpeninternen Mengenregelung, bei denen ein Druckanstieg auf der Druckseite der Pumpe zu einer Anpassung der Fördermenge führt. Jedoch sind Regelölpumpen häufig ebenfalls mit einem Druckbegrenzungsventil ausgestattet, das beim Kaltstart als 'Panikventil' zum Abbau der Drucküberhöhung durch Abfuhr von Schmieröl zur Saugseite bzw. in die Ölwanne dient. Darüber hinaus sind Regelölpumpen auch teurer als herkömmliche Schmierölpumpen.Though These problems can be solved by the use of control oil pumps be mitigated, d. H. Lubricating oil pumps with an internal pump Volume control, where a pressure increase on the pressure side of Pump leads to an adjustment of the flow rate. However, control oil pumps are often also with equipped with a pressure relief valve, the cold start as 'Panic valve' to reduce the pressure increase by Removal of lubricating oil to the suction side or into the oil sump serves. In addition, control oil pumps are also more expensive than conventional lubricating oil pumps.

Aus der DE 102 05 518 A1 ist bereits ein Thermostat-Ventil der eingangs genannten Art bekannt, das neben einem entgegen der Kraft einer Feder aus einem Ventilsitz beweglichen Ventilkörper ein zusätzliches Thermostatelement umfasst. Das Thermostatelement sorgt dort bei Überschreiten einer gewissen Grenztemperatur für ein Abheben des Ventilglieds vom Ventilsitz.From the DE 102 05 518 A1 already a thermostatic valve of the aforementioned type is known, which in addition to a counter to the force of a spring from a valve seat movable valve body comprises an additional thermostatic element. The thermostatic element ensures there at a certain limit temperature for lifting the valve member from the valve seat.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Thermostat-Druckbegrenzungsventil bzw. eine selbstregelnde Fluidpumpe der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass insbesondere bei einem Einsatz in einem Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine mit einfachen Mitteln eine selbsttätige bedarfsorientierte Veränderung des Schwellenwerts möglich ist.outgoing This is the object of the invention, a thermostatic pressure relief valve or a self-regulating fluid pump of the type mentioned above to improve that, especially when used in a lubricating oil circuit an internal combustion engine with simple means an automatic Demand-driven change of the threshold possible is.

Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Druckbegrenzungsventil erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Thermostatelement den Schwellenwert des Fluiddrucks mit steigender Fluidtemperatur anhebt und mit sinkender Fluidtemperatur absenkt. In analoger Weise ist die Fluidpumpe durch ein Thermostatelement gekennzeichnet, das den Schwellenwert des Fluiddrucks mit steigender Fluidtemperatur anhebt und mit sinkender Fluidtemperatur absenkt.These The object is achieved according to the invention with regard to the pressure relief valve, that the thermostatic element with the threshold value of the fluid pressure rising fluid temperature raises and with decreasing fluid temperature lowers. In an analogous manner, the fluid pump by a thermostatic element characterized in that the threshold value of the fluid pressure increases with increasing Fluid temperature raises and lowers with decreasing fluid temperature.

Während es der Einsatz des erfindungsgemäßen Thermostat-Druckbegrenzungsventils im Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine ermöglicht, hinter der Schmierölpumpe mit einfachen Mitteln den Abströmkanal bei höheren Schmieröltemperaturen später, d. h. bei einem höheren Schmieröldruck, und bei niedrigen Schmieröltemperaturen früher, d. h. bei einem niedrigeren Schmieröldruck, zu öffnen, gestattet es der Einsatz der erfindungsgemäßen selbstregelnden Fluidpumpe als Regelölpumpe im Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine, die Fördermenge der Pumpe bei höheren Schmieröltemperaturen später, d. h. erst bei einem höheren Schmieröldruck, und bei niedrigen Schmieröltemperaturen früher, d. h. schon bei einem niedrigeren Schmieröldruck, zu verringern.While it is the use of the thermostatic pressure relief valve according to the invention in the lubricating oil circuit of an internal combustion engine, behind the lubricating oil pump with simple means the discharge channel at higher lubricating oil temperatures later, d. H. at a higher lubricating oil pressure, and at low lubricating oil temperatures earlier, d. H. at a lower oil pressure, open, allows the use of the invention self-regulating fluid pump as a control oil pump in the lubricating oil circuit an internal combustion engine, the flow rate of the pump at higher lubricating oil temperatures later, d. H. only at a higher oil pressure, and at low lubricating oil temperatures earlier, d. H. even at a lower lubricating oil pressure, decrease.

Dadurch kann bei maximalen Schmieröltemperaturen sichergestellt werden, dass hinter der Pumpe ein ausreichender Öldruck herrscht, um die am schwierigsten mit Schmieröl zu versorgenden Schmierstellen der Brennkraftmaschine, wie die Pleuellager, mit genügend Schmieröl zu versorgen. Andererseits kann bei den beim Kaltstart vorhandenen sehr niedrigen Schmieröltemperaturen eine unerwünschte Öldrucküberhöhung auf der Druckseite der Pumpe vermieden oder verkleinert werden, weil sich bei niedrigen Schmieröltemperaturen das Thermostat-Druckbegrenzungsventil früher öffnet bzw. die Fördermenge der Pumpe früher verkleinert wird. Nicht zuletzt stellt sich im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine ein von der Schmieröltemperatur abhängiger Öldruck ein, der jedoch immer niedriger als der Öldruck hinter einer Schmierölpumpe mit einem herkömmlichen Druckbegrenzungsventil bzw. einer herkömmlichen Regelölpumpe ist, wodurch der Energiebedarf der Pumpe und damit auch der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine verringert werden kann.As a result, it can be ensured at maximum lubricating oil temperatures that there is sufficient oil pressure behind the pump in order to supply the lubrication points of the internal combustion engine which are the most difficult to supply with lubricating oil, such as the connecting rod bearings, with sufficient lubricating oil. On the other hand, in the present at cold start very low lubricating oil temperatures an undesirable oil pressure increase on the pressure side of the pump can be avoided or reduced, because at low lubricating oil temperatures, the thermostatic pressure relief valve opens sooner or the flow rate of the pump is reduced earlier. Not least, during normal operation of the internal combustion engine, a dependent on the lubricating oil temperature oil pressure, but always lower than the oil pressure behind a lubricating oil pump with a conventional pressure relief valve or a conventional control oil pump, whereby the energy consumption of the pump and thus reduces the fuel consumption of the internal combustion engine can be.

Das Thermostatelement ist vorzugsweise als Dehnstoffelement ausgebildet, das sich bei steigender Temperatur ausdehnt und sich bei sinkender Temperatur zusammenzieht. Derartige Dehnstoffelemente werden zum Beispiel in Thermostatventilen bereits seit langem eingesetzt. Um für ein schnelles Ansprechen des Thermostat- bzw. Dehnstoffelements zu sorgen, steht dieses zweckmäßig entweder in direktem oder in indirektem Kontakt mit dem Fluid.The Thermostat element is preferably designed as an expansion element, which expands with increasing temperature and with decreasing temperature contracts. Such expansion elements are, for example, in Thermostatic valves have long been used. Order for a fast response of the thermostatic or expansion element to provide, this is appropriate either in direct or indirect contact with the fluid.

Die erfindungsgemäße Lösung kann sowohl bei direkt gesteuerten Druckbegrenzungsventilen mit einer einzigen Stufe als auch bei vorgesteuerten Druckbegrenzungsventilen mit einer Hauptstufe und einer zusätzlichen Vorsteuerstufe umgesetzt werden, die in analoger Weise wie die Hauptstufe eine Feder und ein durch den Fluiddruck entgegen der Kraft der Feder bewegliches Ventilglied umfasst, wobei im zuletzt genannten Fall das Thermostatelement vorteilhaft Teil der Vorsteuerstufe ist.The Solution according to the invention can be used both in directly controlled pressure relief valves with a single stage as well as pilot-operated pressure relief valves with a main stage and an additional pre-taxation step, which in a similar way as the main stage a spring and a through the Fluid pressure against the force of the spring movable valve member comprises, wherein in the latter case the thermostatic element advantageous Part of the pilot stage is.

Die Feder ist in beiden Fällen zweckmäßig eine Schraubenfeder, auf deren eines Stirnende das Thermostatelement einwirkt, das entweder zwischen der Feder und dem Ventilglied oder zwischen der Feder und einem gehäusefesten Widerlager angeordnet sein. kann.The Spring is appropriate in both cases Coil spring, on one end of which is the thermostatic element acting either between the spring and the valve member or arranged between the spring and a housing-fixed abutment be. can.

Weiter kann das Thermostat-Druckbegrenzungsventil gemäß der Erfindung unterschiedliche Bauarten aufweisen, zum Beispiel eine Bauart, bei der das Ventilglied bis zum Erreichen eines Öffnungsdrucks des Thermostat-Druckbegrenzungsventils von der Feder gegen einen Ventilsitz des Ventilgehäuses angepresst wird, oder eine Bauart, bei der das Ventilglied als Kolben ausgebildet und in Abhängigkeit vom Fluiddruck entgegen der Kraft der Feder in einer Bohrung verschoben wird, bis es bei Erreichen eines Öffnungsdrucks des Thermostat-Druckbegrenzungsventils eine mit dem Abströmkanal kommunizierende Abströmöffnung freigibt.Further can the thermostatic pressure relief valve according to the Invention have different types, for example a Type in which the valve member until reaching an opening pressure of the thermostatic pressure relief valve from the spring against a Valve seat of the valve body is pressed, or one Design in which the valve member is designed as a piston and in dependence shifted by the fluid pressure against the force of the spring in a bore until it reaches an opening pressure of the thermostatic pressure relief valve a communicating with the discharge channel discharge opening releases.

Dort, wo die erfindungsgemäße Lösung bei einer Fluidpumpe und insbesondere bei einer Regelölpumpe in einem Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Thermostatelement eine Verringerung der Fördermenge bei höheren Fluidtemperaturen verzögert und bei niedrigeren Fluidtemperaturen beschleunigt.There, where the solution according to the invention in a Fluid pump and in particular in a control oil pump in one Used lubricating oil circuit of an internal combustion engine is, it is preferably provided that the thermostatic element a Reduction of the flow rate at higher fluid temperatures delayed and accelerated at lower fluid temperatures.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von drei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:in the Next, the invention will be described with reference to three in the drawing Embodiments explained in more detail. Show it:

1: eine schematische Ansicht von Teilen eines Schmierölkreislaufs einer Brennkraftmaschine; 1 a schematic view of parts of a lubricating oil circuit of an internal combustion engine;

2: eine schematische Längsschnittansicht eines direkt gesteuerten Thermostat-Druckbegrenzungsventils im Schmierölkreislauf; 2 a schematic longitudinal sectional view of a directly controlled thermostatic pressure relief valve in the lubricating oil circuit;

3: eine schematische Längsschnittansicht eines vorgesteuerten Thermostat-Druckbegrenzungsventils im Schmierölkreislauf; 3 a schematic longitudinal sectional view of a pilot operated thermostatic pressure relief valve in the lubricating oil circuit;

4: eine schematische Schnittansicht einer Regelölpumpe in einem Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine. 4 : A schematic sectional view of a control oil pump in a lubricating oil circuit of an internal combustion engine.

Der in 1 der Zeichnung nur teilweise dargestellte Schmierölkreislauf 1 einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) umfasst eine Schmierölpumpe 2, die dazu dient, Motor- oder Schmieröl durch einen Saugschnorchel 3 aus einer Ölwanne 4 anzusaugen und es durch einen Ölfilter 5 zu verschiedenen Lagerstellen (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine zu fördern. Um den Öldruck auf der Druckseite der Schmierölpumpe 2 auf einen von der Schmieröltemperatur abhängigen Maximalwert zu begrenzen, ist zwischen der Schmierölpumpe 1 und dem Ölfilter 5 ein Thermostat-Druckbegrenzungsventil 6 angeordnet, das über einen Abströmkanal 7 mit der Ölwanne 4 kommuniziert. Das Thermostat-Druckbegrenzungsventil 6 öffnet sich, wenn der Druck auf der Druckseite der Schmierölpumpe 2 den Maximalwert übersteigt, um den Druck durch Abfuhr von über schüssigem Motor- oder Schmieröl durch den Abströmkanal 7 in die Ölwanne 4 abzusenken.The in 1 the drawing only partially illustrated lubricating oil circuit 1 an internal combustion engine (not shown) comprises a lubricating oil pump 2 which serves to lubricate engine or lubricating oil through a suction snorkel 3 from an oil pan 4 and suck it through an oil filter 5 to promote different bearings (not shown) of the internal combustion engine. To the oil pressure on the pressure side of the lubricating oil pump 2 to limit to a dependent of the lubricating oil temperature maximum value is between the lubricating oil pump 1 and the oil filter 5 a thermostatic pressure relief valve 6 arranged, via an outflow channel 7 with the oil pan 4 communicated. The thermostatic pressure relief valve 6 opens when the pressure on the pressure side of the lubricating oil pump 2 exceeds the maximum value to the pressure by removal of excess engine or lubricating oil through the discharge channel 7 in the oil pan 4 lower.

Das Thermostat-Druckbegrenzungsventil 6 kann entweder als direkt gesteuertes Druckbegrenzungsventil ausgebildet sein, wie beispielhaft in 2 dargestellt, oder als vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil, wie zum beispielhaft in 3 dargestellt.The thermostatic pressure relief valve 6 can either be designed as a directly controlled pressure relief valve, as exemplified in 2 shown, or as a pilot-operated pressure relief valve, as for example in 3 shown.

In beiden Fällen umfasst das Thermostat-Druckbegrenzungsventil 6 ein Ventilgehäuse 8, das einen mit der Schmierölpumpe 2 verbundenen Einlass 9, einen mit dem Ölfilter 5 verbundenen Auslass 10, einen zwischen dem Einlass 9 und dem Auslass 10 angeordneten Strömungskanal 11 und eine mit dem Abströmkanal 7 verbundene Abströmöffnung 12 aufweist. Innerhalb des Ventilgehäuses 8 befindet sich ein entgegen der Kraft einer Feder 13 bewegliches Ventilglied 14 sowie ein als Dehnstoffelement ausgebildetes Thermostatelement 15.In both cases, the thermostatic pressure relief valve includes 6 a valve housing 8th , the one with the lubricating oil pump 2 connected inlet 9 , one with the oil filter 5 connected outlet 10 , one between the inlet 9 and the off let 10 arranged flow channel 11 and one with the discharge channel 7 connected outflow opening 12 having. Inside the valve housing 8th is located against the force of a spring 13 movable valve member 14 and a thermostatic element designed as an expansion element 15 ,

Bei dem in 1 dargestellten direkt gesteuerten Thermostat-Druckbegrenzungsventil 6 sind das zylindrische Ventilglied 14, die als Schraubendruckfeder 13 ausgebildete Feder und das zylindrische Dehnstoffelement 15 hintereinander in eine in den Strömungskanal 11 mündende Bohrung 16 des Ventilgehäuses 8 eingesetzt. Dabei stützt sich das Dehnstoffelement 15 gegen einen Schraubdeckel 17 ab, der sich zur Einstellung des Maximaldrucks mehr oder weniger weit in ein erweitertes Innengewinde 18 am Ende der Bohrung 16 einschrauben lässt. Die Schraubendruckfeder 13 stützt sich mit ihrem einen Stirnende gegen das Dehnstoffelement 15 und mit ihrem anderen Stirnende gegen das in der Bohrung 16 verschiebbare Ventilglied 14 ab, das die seitlich in die Bohrung mündende Abströmöffnung 12 verschließt, wenn der Druck des Motor- oder Schmieröls unter dem Maximalwert liegt, bei dem das Thermostat-Druckbegrenzungsventil 6 öffnen soll. Wenn der Druck des Motor- oder Schmieröls den Maximalwert erreicht bzw. diesen übersteigt, gibt das Ventilglied 14 die Abströmöffnung 12 entsprechend der Höhe des Motor- oder Schmieröldrucks mehr und weniger weit frei, so dass ein mehr oder weniger großer Teil des Motor- oder Schmieröls aus dem Strömungskanal 11 durch die Bohrung 16 und die Abströmöffnung 12 in den Abströmkanal 7 abströmen kann.At the in 1 shown directly controlled thermostatic pressure relief valve 6 are the cylindrical valve member 14 acting as a helical compression spring 13 formed spring and the cylindrical expansion element 15 one behind the other into one in the flow channel 11 opening hole 16 of the valve housing 8th used. In this case, the expansion element is supported 15 against a screw cap 17 for setting the maximum pressure more or less in an extended internal thread 18 at the end of the hole 16 screw in. The helical compression spring 13 supports with its one end against the expansion element 15 and with her other forehead against that in the hole 16 sliding valve member 14 starting, which opens out laterally into the bore outflow opening 12 closes when the pressure of the engine or lubricating oil is below the maximum value at which the thermostatic pressure relief valve 6 should open. When the pressure of the engine or lubricating oil reaches or exceeds the maximum value, the valve member gives 14 the discharge opening 12 according to the level of engine or lubricating oil pressure more and less free, so that a more or less large part of the engine or lubricating oil from the flow channel 11 through the hole 16 and the discharge opening 12 in the outflow channel 7 can flow out.

Wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine bzw. des Motor- oder Schmieröls ansteigt, steigt auch die Temperatur des vom Motor- oder Schmieröl durchströmten Ventilgehäuses an. Dadurch dehnt sich das Dehnstoffelement 15 aus und verschiebt das Ventilglied 14 in 2 nach links. Dies hat zur Folge, dass ein größerer Maximaldruck erforderlich ist, um das Ventilglied 14 innerhalb der Bohrung 16 so weit zu verschieben, dass das Ventilglied 14 die Abströmöffnung 12 freigibt bzw. mit dem Strömungskanal 11 verbindet, so dass von dort Motor- oder Schmieröl durch den Abströmkanal 7 in die Ölwanne 4 abströmen kann. Umgekehrt führt das Absinken der Temperatur des Motor- oder Schmieröls dazu, dass sich das Dehnstoffelement 15 zusammenzieht, wodurch in 2 das Ventilglied 14 in der Bohrung 16 nach rechts verschoben wird. Dies bewirkt, dass der zur Freigabe der Abströmöffnung 12 erforderliche Maximaldruck sinkt, so dass bei niedrigen Motor- oder Schmieröltemperaturen, wie nach einem Kaltstart, trotz eines hohen Gegendrucks des kalten Motor- oder Schmieröls innerhalb des Schmierölkreislaufs 1 hinter der Schmierölpumpe 2 keine oder allenfalls eine sehr geringe Öldrucküberhöhung auftritt, bevor das Thermostat-Druckbegrenzungsventil 6 öffnet und ein Abströmen von Motor- oder Schmieröl in die Ölwanne 4 ermöglicht.As the temperature of the engine or engine or lubricating oil increases, so does the temperature of the valve body flowed through by the engine or lubricating oil. As a result, the expansion element expands 15 off and moves the valve member 14 in 2 to the left. This has the consequence that a larger maximum pressure is required to the valve member 14 inside the hole 16 move so far that the valve member 14 the discharge opening 12 releases or with the flow channel 11 connects, so that from there engine or lubricating oil through the discharge channel 7 in the oil pan 4 can flow out. Conversely, the drop in temperature of the engine or lubricating oil causes the expansion element 15 contracting, causing in 2 the valve member 14 in the hole 16 is moved to the right. This causes the release of the discharge opening 12 required maximum pressure decreases so that at low engine or lubricating oil temperatures, such as after a cold start, despite a high back pressure of the cold engine or lubricating oil within the lubricating oil circuit 1 behind the lubricating oil pump 2 no or at most a very small increase in oil pressure occurs before the thermostatic pressure relief valve 6 opens and an outflow of engine or lubricating oil in the oil pan 4 allows.

Das in 3 dargestellte vorgesteuerte Druckbegrenzungsventil 6 umfasst eine Hauptstufe 19 und eine Vorsteuerstufe 20, von denen die erstere in einer Hauptkammer 22 das Ventilglied 14 enthält, das ein kegelstumpfförmiges Stirnende aufweist und von der Schraubendruckfeder 13 gegen einen komplementären Ventilsitz 21 angepresst wird. Die Vorsteuerstufe weist ebenfalls ein Ventilglied 23 mit einem kegelstumpfförmigen Stirnende auf, das in einer ebenfalls vom Ventilgehäuse 8 umschlossenen Vorsteuerkammer 24 angeordnet ist und von einer Schraubendruckfeder 25 gegen einen komplementären Ventilsitz 26 angepresst wird. Die Hauptkammer 22 kommuniziert mit dem Strömungskanal 11 durch eine an den Ventilsitz 21 angrenzende Bohrung 27 und eine das Ventilglied 14 durchsetzende Steuerbohrung 28, während die Vorsteuerkammer 24 durch eine an den Ventilsitz 26 angrenzende Drosselbohrung 29 mit der Hauptkammer 22 kommuniziert. Beide Kammern 22, 23 kommunizieren mit der Abströmöffnung 12.This in 3 illustrated pilot operated pressure relief valve 6 includes a main stage 19 and a pilot stage 20 of which the former in a main chamber 22 the valve member 14 contains, which has a frusto-conical front end and of the helical compression spring 13 against a complementary valve seat 21 is pressed. The pilot stage also has a valve member 23 with a frusto-conical front end, which is also in a valve body 8th enclosed pilot chamber 24 is arranged and by a helical compression spring 25 against a complementary valve seat 26 is pressed. The main chamber 22 communicates with the flow channel 11 through one to the valve seat 21 adjacent hole 27 and one the valve member 14 passing control bore 28 while the pilot chamber 24 through one to the valve seat 26 adjacent throttle bore 29 with the main chamber 22 communicated. Both chambers 22 . 23 communicate with the discharge opening 12 ,

Während sich die Schraubendruckfeder 13 der Hauptstufe 19 mit ihrem vom Ventilglied 14 abgewandten Stirnende gegen ein gehäusefestes Widerlager 30 abstützt, stützt sich die Schraubendruckfeder 25 der Vorsteuerstufe 20 mit ihrem vom Ventilglied 23 abgewandten Stirnende gegen das Thermostatelement 15 ab. Das Thermostatelement 15 ist zur Einstellung des Maximaldrucks mittels einer Einstellschraube 31 innerhalb der Vorsteuerkammer 24 in Richtung einer Längsachse der Bohrungen 27, 28, 29 und der Schraubendruckfedern 13, 25 verschiebbar.While the helical compression spring 13 the main stage 19 with her from the valve member 14 opposite end face against a fixed housing abutment 30 supported, the helical compression spring is supported 25 the pilot stage 20 with her from the valve member 23 opposite end face against the thermostatic element 15 from. The thermostatic element 15 is for setting the maximum pressure by means of an adjusting screw 31 inside the pilot chamber 24 in the direction of a longitudinal axis of the holes 27 . 28 . 29 and the helical compression springs 13 . 25 displaceable.

Bei dem vorgesteuerten Druckbegrenzungsventil 6 wirkt der Druck am Ausgang der Schmiermittelpumpe 2 durch den Strömungskanal 11, die Bohrung 27 und die Steuerbohrung 28 auf beide Seiten des Ventilglieds 14 ein, so dass das Ventilglied 14 durch die Schraubendruckfeder 13 gegen den Ventilsitz 21 anliegend gehalten wird, solange sich das Ventilglied 23 der Vorsteuerstufe 23 bei niedrigem Druck in der in 3 dargestellten Stellung befindet. Wenn der Druck am Ausgang der Schmiermittelpumpe 2 ansteigt, wird zuerst das Ventilglied 23 der Vorsteuerstufe 20 entgegen der Kraft der Schraubendruckfeder 25 vom Ventilsitz 26 abgehoben. Daraufhin strömt Motor- oder Schmieröl aus der Kammer 22 durch die Drosselbohrung 29 in die Kammer 24, wodurch der Druck in der Kammer 22 absinkt und das Ventilglied 14 der Hauptstufe 19 entgegen der Kraft der Feder 13 vom Ventilsitz 21 abgehoben wird.In the pilot operated pressure relief valve 6 the pressure acts at the outlet of the lubricant pump 2 through the flow channel 11 , the hole 27 and the control bore 28 on both sides of the valve member 14 one, leaving the valve member 14 by the helical compression spring 13 against the valve seat 21 is held in abutment, as long as the valve member 23 the pilot stage 23 at low pressure in the 3 position shown. When the pressure at the outlet of the lubricant pump 2 rises, first the valve member 23 the pilot stage 20 against the force of the helical compression spring 25 from the valve seat 26 lifted. Then engine or lubricating oil flows out of the chamber 22 through the throttle hole 29 in the chamber 24 , reducing the pressure in the chamber 22 drops and the valve member 14 the main stage 19 against the force of the spring 13 from the valve seat 21 is lifted.

Wenn sich das im Motor- oder Schmieröl eingetauchte Dehnstoffelement 15 infolge hoher Motor- oder Schmieröltemperaturen ausdehnt, steigt die von der Schraubendruckfeder 25 auf das Ventilglied 23 der Vorsteuerstufe 20 ausgeübte Federkraft an, so dass das Ventilglied 23 erst bei einem höheren Öldruck vom Ventilsitz 26 abgehoben wird und demzufolge auch die Hauptstufe 19 erst bei einem höheren Öldruck öffnet. Bei niedrigen Motor- oder Schmieröltemperaturen zieht sich das Dehnstoffelement 15 hingegen zusammen, wodurch die von der Schraubendruckfeder 25 auf das Ventilglied 23 ausgeübte Federkraft und damit auch der Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils 6 abnimmt.When the expansion element immersed in the engine or lubricating oil 15 As a result of high engine or lubricating oil temperatures expands, that of the helical compression spring increases 25 on the valve member 23 the pilot stage 20 applied spring force, so that the valve member 23 only at a higher oil pressure from the valve seat 26 is lifted and therefore the main stage 19 only opens at a higher oil pressure. At low engine or lubricating oil temperatures, the expansion element pulls 15 on the other hand, whereby the of the helical compression spring 25 on the valve member 23 applied spring force and thus the opening pressure of the pressure relief valve 6 decreases.

Wenn man das Thermostatelement 15 zwischen der Feder 13 und dem Widerlager 30 anbringt und die Vorsteuerstufe weglässt, erhält man ein direkt gesteuertes Druckbegrenzungsventil 6 mit einem anderen Aufbau als demjenigen in 2 If you have the thermostatic element 15 between the spring 13 and the abutment 30 attaches and omits the pilot stage, you get a directly controlled pressure relief valve 6 with a different structure than the one in 2

Die in 4 dargestellte, als Flügelzellenpumpe ausgebildete Regelölpumpe 32 für einen Schmierölkreislauf 1 einer Brennkraftmaschine umfasst ein Gehäuse 33, einen innerhalb des Gehäuses 33 angeordneten, über eine Antriebswelle 34 von der Brennkraftmaschine angetriebenen Rotor 35, der einen inneren Stellring 36 und eine Mehrzahl von radial verschiebbaren Rotorflügeln 37 aufweist, sowie einen den Rotor 35 umgebenden äußeren Stellring 38, dessen Innenseite eine Gleitfläche 39 für die radial äußeren Enden der Rotorflügel 37 bildet. Der Stellring 38 ist an einem Schwenkbolzen 40 befestigt, so dass er vom Öldruck in einer zwischen dem Gehäuse 33 und der Außenseite des Stellrings 38 angeordneten hochdruckseitigen Steuerkammer 41 entgegen der Kraft einer Schraubendruckfeder 42 um eine zur Drehachse des Rotors 35 parallele Schwenkachse verschwenkt werden kann, wenn der Öldruck in der Steuerkammer 41 einen Schwellenwert übersteigt, der eine Kompression der Schraubendruckfeder 42 zur Folge hat. Durch das Verschwenken des Stellrings 38 wird die Exzentrizität der Gleitfläche 39 in Bezug zur Drehachse des Rotors 35 verändert, wobei ein Verschwenken entgegen der Kraft der Feder 42 eine Verkleinerung der Fördermenge der Pumpe 32 zur Folge hat. Der Stellring 38 weist etwa diametral gegenüber vom Schwenkbolzen 40 einen Vor sprung 43 auf, der vom Öldruck in der Steuerkammer 41 gegen das eine Stirnende der Schraubendruckfeder 42 angepresst wird, die in einer Bohrung 44 des Gehäuses 33 angeordnet ist und sich mit ihrem entgegengesetzten Stirnende gegen ein Thermostatelement 45 abstützt, das zwischen den Boden der Bohrung 44 und das vom Stellring 38 abgewandte Stirnende der Schraubendruckfeder 42 eingesetzt ist.In the 4 illustrated, designed as a vane pump control oil pump 32 for a lubricating oil circuit 1 an internal combustion engine comprises a housing 33 , one inside the case 33 arranged, via a drive shaft 34 driven by the internal combustion engine rotor 35 that has an inner collar 36 and a plurality of radially displaceable rotor blades 37 has, as well as a the rotor 35 surrounding outer collar 38 whose inside is a sliding surface 39 for the radially outer ends of the rotor blades 37 forms. The collar 38 is on a pivot pin 40 fastened so that it from the oil pressure in one between the housing 33 and the outside of the adjusting ring 38 arranged high pressure side control chamber 41 against the force of a helical compression spring 42 around a to the axis of rotation of the rotor 35 parallel pivot axis can be pivoted when the oil pressure in the control chamber 41 exceeds a threshold, which is a compression of the helical compression spring 42 entails. By pivoting the adjusting ring 38 becomes the eccentricity of the sliding surface 39 in relation to the axis of rotation of the rotor 35 changed, with a pivoting against the force of the spring 42 a reduction of the flow rate of the pump 32 entails. The collar 38 has approximately diametrically opposite the pivot pin 40 a jump ahead 43 on, the of the oil pressure in the control chamber 41 against the one end of the helical compression spring 42 is pressed in a hole 44 of the housing 33 is arranged and with its opposite front end against a thermostatic element 45 supports that between the bottom of the hole 44 and that of the collar 38 remote from the front end of the helical compression spring 42 is used.

Das Thermostatelement 45 weist eine entsprechende Ausgestaltung wie das Thermostat- oder Dehnstoffelement 15 des Thermostat-Druckbegrenzungsventils 6 auf, was es gestattet, in analoger Weise wie bei diesem den Schwellenwert des Öldrucks mit steigender Schmieröltemperatur anzuheben und mit sinkender Schmieröltemperatur abzusenken. Dadurch kann die Fördermenge der Pumpe 30 bei höheren Schmieröltemperaturen später, d. h. erst bei einem höheren Schmieröldruck, und bei niedrigen Schmieröltemperaturen früher, d. h. schon bei einem niedrigeren Schmieröldruck, verringert werden, so dass eine vom Druck und von der Temperatur des Schmieröls abhängige selbsttätige Regelung der Pumpe 30 möglich ist.The thermostatic element 45 has a corresponding configuration as the thermostat or expansion element 15 the thermostatic pressure relief valve 6 what makes it possible to raise the threshold value of the oil pressure with increasing lubricating oil temperature in an analogous manner as with this and lower it with decreasing lubricating oil temperature. This allows the flow rate of the pump 30 at higher lubricating oil temperatures later, ie only at a higher lubricating oil pressure, and at low lubricating oil temperatures earlier, ie even at a lower lubricating oil pressure, be reduced, so that a dependent on the pressure and the temperature of the lubricating oil automatic control of the pump 30 is possible.

11
SchmierölkreislaufLubricating oil circuit
22
SchmierölpumpeLubricating oil pump
33
SaugschnorchelSaugschnorchel
44
Ölwanneoil pan
55
Ölfilteroil filter
66
Thermostat-DruckbegrenzungsventilThermostatic pressure relief valve
77
Abströmkanaloutflow channel
88th
Ventilgehäusevalve housing
99
Einlassinlet
1010
Auslassoutlet
1111
Strömungskanalflow channel
1212
Abströmöffnungoutflow
1313
Federfeather
1414
Ventilgliedvalve member
1515
Thermostat- oder DehnstoffelementThermostat- or expansion element
1616
Bohrungdrilling
1717
Schraubdeckelscrew
1818
Innengewindeinner thread
1919
Hauptstufemain stage
2020
Vorsteuerstufepilot stage
2121
Ventilsitzvalve seat
2222
Hauptkammermain chamber
2323
Ventilglied Vorsteuerstufevalve member pilot stage
2424
Vorsteuerkammerpilot chamber
2525
Feder Vorsteuerstufefeather pilot stage
2626
Ventilsitz Vorsteuerstufevalve seat pilot stage
2727
Bohrungdrilling
2828
Steuerbohrungcontrol bore
2929
Drosselbohrungthrottle bore
3030
Widerlagerabutment
3131
Einstellschraubeadjustment
3232
RegelölpumpeUsually oil pump
3333
Gehäusecasing
3434
Antriebswelledrive shaft
3535
Rotorrotor
3636
innerer Stellringinternal collar
3737
Rotorflügelrotor blades
3838
äußerer Stellringouter collar
3939
Gleitflächesliding surface
4040
Schwenkbolzenpivot pin
4141
Steuerkammercontrol chamber
4242
SchraubendruckfederHelical compression spring
4343
Vorsprunghead Start
4444
Bohrungdrilling
4545
Thermostatelementthermostatic element

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10205518 A1 [0005] - DE 10205518 A1 [0005]

Claims (18)

Thermostat-Druckbegrenzungsventil, mit mindestens einem innerhalb eines Gehäuses durch den Druck eines Fluids entgegen der Kraft einer Feder beweglichen Ventilglied, mit einer Abströmöffnung, durch die Fluid aus dem Druckbegrenzungsventil abströmen kann, wenn der Druck des Fluids einen Schwellenwert übersteigt, sowie mit einem Thermostatelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatelement (15) den Schwellenwert des Fluiddrucks mit steigender Fluidtemperatur anhebt und mit sinkender Fluidtemperatur absenkt.A thermostatic pressure relief valve having at least one valve member movable within a housing by the pressure of a fluid against the force of a spring, having a discharge port through which fluid can flow from the pressure relief valve when the pressure of the fluid exceeds a threshold, and a thermostatic element. characterized in that the thermostatic element ( 15 ) raises the threshold value of the fluid pressure with increasing fluid temperature and lowers with decreasing fluid temperature. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatelement ein Dehnstoffelement (15) ist.Pressure limiting valve according to claim 1, characterized in that the thermostatic element is an expansion element ( 15 ). Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatelement in direktem oder indirektem Kontakt mit dem Fluid steht.Pressure limiting valve according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the thermostatic element in direct or indirect Contact with the fluid is. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es ein direkt gesteuertes Druckbegrenzungsventil (6) ist.Pressure limiting valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is a directly controlled pressure relief valve ( 6 ). Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es ein vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil (6) ist.Pressure limiting valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that it has a pilot operated pressure relief valve ( 6 ). Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatelement (15) Teil einer Vorsteuerstufe (20) ist.Pressure limiting valve according to claim 5, characterized in that the thermostatic element ( 15 ) Part of a pre-taxation stage ( 20 ). Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatelement (15) zwischen einem Widerlager (17, 31) und der Feder (13, 25) angeordnet ist, die sich gegen das Ventilglied (14, 26) und das Thermostatelement (15) abstützt.Pressure limiting valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the thermostatic element ( 15 ) between an abutment ( 17 . 31 ) and the spring ( 13 . 25 ) is arranged, which against the valve member ( 14 . 26 ) and the thermostatic element ( 15 ) is supported. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (17, 31) zur Einstellung des Schwellenwerts des Fluiddrucks verstellbar ist.Pressure limiting valve according to claim 7, characterized in that the abutment ( 17 . 31 ) is adjustable for adjusting the threshold value of the fluid pressure. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatelement zwischen der Feder und dem Ventilkörper angeordnet und zusammen mit dem Ventilkörper entgegen der Kraft der Feder beweglich ist.Pressure limiting valve according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the thermostatic element between the spring and the valve body arranged and together is movable with the valve body against the force of the spring. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (13), das Thermostatelement (15) und das als Kolben ausgebildete Ventilglied (14) in eine Bohrung (16) des Ventilgehäuses (8) eingesetzt sind und dass das in der Bohrung (16) verschiebbare Ventilglied (14) beim Erreichen eines Öffnungsdrucks des Druckbegrenzungsventils (6) die Abströmöffnung (12) freigibt.Pressure limiting valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that the spring ( 13 ), the thermostatic element ( 15 ) and formed as a piston valve member ( 14 ) into a hole ( 16 ) of the valve housing ( 8th ) are inserted and that in the bore ( 16 ) displaceable valve member ( 14 ) upon reaching an opening pressure of the pressure limiting valve ( 6 ) the discharge opening ( 12 ) releases. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (25) das Ventilglied (23) bis zum Erreichen eines Öffnungsdrucks des Druckbegrenzungsventils (6) gegen einen Ventilsitz (26) anpresst.Pressure limiting valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that the spring ( 25 ) the valve member ( 23 ) until an opening pressure of the pressure relief valve ( 6 ) against a valve seat ( 26 ) presses. Fluidpumpe, mit einem entgegen der Kraft mindestens einer Feder verstellbaren Stellglied, das eine Fördermenge der Fluidpumpe verändert, wenn der Druck des Fluids einen Schwellenwert übersteigt, gekennzeichnet durch ein Thermostatelement (45), das den Schwellenwert des Fluiddrucks mit steigender Fluidtemperatur anhebt und mit sinkender Fluidtemperatur absenkt.Fluid pump, with an opposite to the force of at least one spring adjustable actuator, which changes a delivery rate of the fluid pump when the pressure of the fluid exceeds a threshold, characterized by a thermostatic element ( 45 ), which raises the threshold value of the fluid pressure with increasing fluid temperature and lowers with decreasing fluid temperature. Fluidpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatelement (45) eine Verringerung der Fördermenge bei höheren Fluidtemperaturen verzögert und bei niedrigeren Fluidtemperaturen beschleunigt.Fluid pump according to claim 12, characterized in that the thermostatic element ( 45 ) delays a decrease in flow at higher fluid temperatures and accelerates at lower fluid temperatures. Fluidpumpe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Regelölpumpe (30) ist.Fluid pump according to claim 12 or 13, characterized in that it comprises a control oil pump ( 30 ). Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine mit einer Schmierölpumpe, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierölkreislauf (1) ein Thermostat-Druckbegrenzungsventil (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst.Lubricating oil circuit of an internal combustion engine with a lubricating oil pump, characterized in that the lubricating oil circuit ( 1 ) a thermostatic pressure relief valve ( 6 ) according to any one of claims 1 to 11. Schmierölkreislauf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostat-Druckbegrenzungsventil (6) hinter der Schmierölpumpe (2) angeordnet ist.Lubricating oil circuit according to claim 15, characterized in that the thermostatic pressure relief valve ( 6 ) behind the lubricating oil pump ( 2 ) is arranged. Schmierölkreislauf nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abströmöffnung (12) mit einer Ölwanne (4) der Brennkraftmaschine oder mit einem Saugschnorchel (3) der Schmierölpumpe (2) kommuniziert.Lubricating oil circuit according to claim 16, characterized in that the outflow opening ( 12 ) with an oil pan ( 4 ) of the internal combustion engine or with a suction snorkel ( 3 ) of the lubricating oil pump ( 2 ) communicates. Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch eine als Regelölpumpe dienende Fluidpumpe (30) nach Anspruch 12.Lubricating oil circuit of an internal combustion engine, characterized by a fluid pump serving as a control oil pump ( 30 ) according to claim 12.
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