DE102010023876A1

DE102010023876A1 - Control valve for lubricant channel of lubricant supply device for reciprocating piston engine, has actuator moving control part between two positions in electrically actuated manner, where valve comprises opening in which lubricant flows

Info

Publication number: DE102010023876A1
Application number: DE201010023876
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Achenbach Karl-Jörg; Dipl.-Ing. Klein Rudolf; Andreas Pfund; Dipl.-Ing. Eduard (FH) Prinz
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-06-15
Filing date: 2010-06-15
Publication date: 2011-11-17
Also published as: DE102010023876A8

Abstract

The valve (10) has a passage opening (14) in which lubricant flows. A control part (12) is movable between a position in which the passage opening is closed, and another position in which the passage opening is sectionally released, in a moving direction. One of the actuators (16, 17) moves the control part between the two positions in an electrically actuated manner. The other actuator moves the control part into the passage opening in a releasing position, where the actuators are formed as an electromagnet. An independent claim is also included for a lubricant supply device for a reciprocating piston engine comprising a lubricant spray nozzle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelventil für einen Schmiermittelkanal der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie eine Schmiermittelversorgungseinrichtung mit einem solchen Regelventil.The invention relates to a control valve for a lubricant channel specified in the preamble of patent claim 1 and a type of lubricant supply device with such a control valve.

Die DE 10 2005 006 054 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine mit mindestens einem in einem Zylinder geführten Kolben, einem Ölversorgungskreislauf, einer Vorrichtung zur Kühlung des Kolbens mit Öl, einem Steuergerät und einem Schaltventil zur Steuerung der Ölmenge zur Kühlung des Kolbens. Das Schaltventil wird vom Steuergerät angesteuert, wobei das Steuergerät den Ölstrom durch die Vorrichtung zur Kühlung des Kolbens betriebspunktabhängig steuert. Dabei wird das Schaltventil geschlossen, wenn an einer anderen Stelle der Hubkolbenmaschine ein vorübergehend erhöhter Ölbedarf vom Steuergerät erfasst wird.The DE 10 2005 006 054 A1 discloses a method for operating a reciprocating engine having at least one piston guided in a cylinder, an oil supply circuit, a device for cooling the piston with oil, a control device and a switching valve for controlling the amount of oil for cooling the piston. The switching valve is controlled by the control unit, wherein the control unit controls the oil flow through the device for cooling the piston operating point-dependent. In this case, the switching valve is closed when at a different point of the reciprocating engine, a temporarily increased oil consumption is detected by the control unit.

Aus der DE 102 61 180 A1 ist ein Regelventil für Schmiermittelkanäle von Kraftfahrzeugen mit einem einer Steueröffnung zugeordneten Steuerglied bekannt, das über mindestens ein erstes Stellteil in mindestens einer die Steueröffnung verschließenden Endlage innerhalb eines Regelventilgehäuses vorgespannt und über mindestens ein zweites Stellteil in eine geöffnete Stellung bringbar ist. Dabei verläuft die durch das Schmiermittel über die Steueröffnung auf das Steuerglied wirkende Druckkraft senkrecht zur Bewegungsrichtung des Steuerglieds.From the DE 102 61 180 A1 a control valve for lubricant channels of motor vehicles with a control opening associated control member is known, which is biased via at least one first control part in at least one end closing the control opening within a control valve housing and can be brought via at least one second control member in an open position. In this case, the pressure force acting on the control member by the lubricant via the control opening extends perpendicular to the direction of movement of the control member.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Regelventil für einen Schmiermittelkanal einer Verbrennungskraftmaschine sowie eine Schmiermittelversorgungseinrichtung für eine Hubkolbenmaschine bereitzustellen, welche ein bedarfsgerechtes Öffnen und Schließen des Regelventils ermöglichen.It is an object of the present invention to provide a control valve for a lubricant channel of an internal combustion engine and a lubricant supply device for a reciprocating engine, which allow a needs-based opening and closing of the control valve.

Diese Aufgabe wird durch ein Regelventil für einen Schmiermittelkanal mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Schmiermittelversorgungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a control valve for a lubricant channel having the features of patent claim 1 and by a lubricant supply device having the features of patent claim 10. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.

Ein solches Regelventil für einen Schmiermittelkanal einer Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einer von Schmiermittel durchströmbaren Durchtrittsöffnung, mit einem zwischen einer die Durchtrittsöffnung verschließenden Stellung und einer die Durchtrittsöffnung zumindest bereichsweise freigebenden Stellung in eine jeweilige Bewegungsrichtung bewegbaren Steuerteil und mit wenigstens zwei Stellteilen, mittels welchen das Steuerteil zwischen den zumindest zwei Stellungen bewegbar ist, zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest eines der Stellteile zum Bewegen des Steuerteils zwischen den Stellungen elektrisch betätigbar ist. Durch diese elektrische Betätigbarkeit zumindest eines der Stellteile ist somit das Steuerteil von der Schließstellung in die Offenstellung und/oder von der Offenstellung in die Schließstellung bewegbar, wodurch die Durchtrittsöffnung effizient, schnell und insbesondere sehr bedarfsgerecht verschlossen oder freigegeben werden kann, so dass der Schmiermittelkanal von dem Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, durchflossen werden kann oder nicht.Such a control valve for a lubricant passage of an internal combustion engine having at least one lubricant passage through the opening, with a position between the passage opening and a passage opening at least partially releasing position movable in a respective direction of movement control part and at least two control parts, by means of which the control part between the at least two positions is movable, characterized in that at least one of the control parts for moving the control part between the positions is electrically actuated. By this electrical operability of at least one of the actuators is thus the control part of the closed position in the open position and / or movable from the open position to the closed position, whereby the passage opening can be closed or released efficiently, quickly and in particular very needs, so that the lubricant channel of the lubricant, in particular lubricating oil, can be flowed through or not.

Aus der Möglichkeit des gezielten Öffnens und Schließens der Durchtrittsöffnung und damit des Regelventils bei nur tatsächlich vorhandenem Bedarf folgen ein geringer Druckabfall in einer Schmiermittelversorgungseinrichtung, welche das Regelventil umfasst, sowie eine effektive Kolbenkühlung, wobei das Regelventil beispielsweise einer Schmiermittelspritzdüse, insbesondere einer Ölspritzdüse, welche über den Schmiermittelkanal mit Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, versorgt wird, vorgeschaltet ist. Daraus resultiert ein gesteigerter Wirkungsgrad der Schmiermittelversorgungseinrichtung und insbesondere der Verbrennungskraftmaschine, was mit einem geringeren Kraftstoffverbrauch sowie geringeren CO₂-Emissionen insbesondere infolge reduzierter Verluste der Verbrennungskraftmaschine einhergeht.From the possibility of targeted opening and closing of the passage opening and thus of the control valve with only actually existing need to follow a low pressure drop in a lubricant supply device, which includes the control valve, and an effective piston cooling, wherein the control valve, for example, a lubricant spray nozzle, in particular an oil spray nozzle, which the lubricant channel with lubricant, especially lubricating oil, is supplied upstream. This results in an increased efficiency of the lubricant supply device and in particular of the internal combustion engine, which is associated with lower fuel consumption and lower CO ₂ emissions, in particular due to reduced losses of the internal combustion engine.

Eine weitere Möglichkeit zur vorteilhaften Nutzung der elektrischen Betätigbarkeit des Stellteils zum Öffnen und Schließen des Regelventils ist, das Regelventil bedarfsgerecht zu Öffnen und zu Schließen, um das Schmiermittel gezielt zu erwärmen. Dadurch kann das Schmiermittel insbesondere bei einem Kaltstart und während einer Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine schnell und effizient erwärmt werden, so dass sich Reibungsverluste der Verbrennungskraftmaschine insbesondere bei dem Kaltstart und während der Warmlaufphase in einem geringen Rahmen halten. Dies kommt dem geringen Kraftstoffverbrauch sowie den geringen CO₂-Emissionen weiterhin zugute. Das Regelventil wird beispielsweise bedarfsgerecht über eine Kennfeldvorsteuerung geöffnet und geschlossen.A further possibility for the advantageous use of the electrical operability of the actuating part for opening and closing the control valve is to open and close the control valve as needed to specifically heat the lubricant. As a result, the lubricant can be heated quickly and efficiently, in particular during a cold start and during a warm-up phase of the internal combustion engine, so that frictional losses of the internal combustion engine are kept to a minimum, in particular during the cold start and during the warm-up phase. This continues to benefit low fuel consumption and low CO ₂ emissions. The control valve is opened and closed, for example, as required via a map feedforward control.

Weiterhin möglich ist, durch das bedarfsgerechte Öffnen und Schließen des Regelventils eine Fehlfunktion und ggf. eine Beschädigung des Regelventils zu ermitteln, indem der Druck des Schmiermittels im Schmiermittelkanal beispielsweise mittels einer Druckerfassungseinrichtung erfasst wird. Des Weiteren ist eine Detektierung von Fehlern, das heißt eine Fehlererkennung, in einer Klopfregelung der Verbrennungskraftmaschine möglich, welche das so genannte Klopfen der Verbrennungskraftmaschine infolge von unerwünschten Verbrennungsvorgängen und eine daraus resultierende Beschädigung der Verbrennungskraftmaschine vermeiden soll.Furthermore, it is possible to determine by the need-based opening and closing of the control valve malfunction and possibly damage to the control valve by the pressure of the lubricant in the lubricant channel is detected, for example by means of a pressure detection device. Furthermore, it is possible to detect faults, that is to say an error detection, in a knock control of the internal combustion engine which causes the so-called knocking of the internal combustion engine as a result of undesired combustion processes and to avoid resulting damage to the internal combustion engine.

In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise möglich, gezielt einzelne Kolben der als Hubkolben ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine mit dem Schmiermittel zu kühlen, falls Klopfen auftritt. In jeglicher Hinsicht kann die Menge von den Schmiermittelkanal zu durchströmendem und ggf. dem Kolben zuzuführendem Schmiermittel in Abhängigkeit des Kennfelds der Verbrennungskraftmaschine durch das bedarfsgerechte und schnelle Öffnen und das Schließen des Regelventils geregelt werden.In this context, it is possible, for example, specifically to cool individual pistons designed as a piston internal combustion engine with the lubricant, if knocking occurs. In all respects, the amount of lubricant to be passed through the lubricant channel and possibly to the piston to be supplied can be regulated as a function of the characteristic map of the internal combustion engine by the demand-driven and rapid opening and closing of the regulating valve.

Zur Erfindung gehört auch eine Schmiermittelversorgungseinrichtung für eine Hubkolbenmaschine, mit zumindest einer Schmiermittelspritzdüse, über welche zumindest ein Kolben der Hubkolbenmaschine mit Schmiermittel zu bespritzen ist. Die Schmiermittelversorgungseinrichtung umfasst ferner einen Schmiermittelkanal, über welchen der Schmiermittelspritzdüse das Schmiermittel zuführbar ist, wobei in Strömungsrichtung des Schmiermittels zu der Schmiermittelspritzdüse stromauf der Schmiermittelspritzdüse ein erfindungsgemäßes Regelventil angeordnet ist, mittels welchem eine Menge des der Schmiermittelspritzdüse zuzuführenden Schmiermittels einstellbar ist. Vorteilhafterweise ist jedem Kolben der Hubkolbenmaschine zumindest eine Schmiermittelspritzdüse zugeordnet, wobei jeder Schmiermittelspritzdüse ein erfindungsgemäßes Regelventil vorgeschaltet ist.The invention also includes a lubricant supply device for a reciprocating engine, with at least one lubricant spray nozzle, via which at least one piston of the reciprocating engine is to be sprayed with lubricant. The lubricant supply device further comprises a lubricant channel, via which the lubricant injection nozzle, the lubricant is supplied, wherein in the flow direction of the lubricant to the lubricant injection nozzle upstream of the lubricant injection nozzle, a control valve according to the invention is arranged, by means of which an amount of the lubricant injection nozzle to be supplied lubricant is adjustable. Advantageously, each piston of the reciprocating engine is assigned at least one lubricant spray nozzle, wherein each lubricant spray nozzle is preceded by a control valve according to the invention.

Die Regelventile sind dabei unabhängig voneinander beispielsweise durch einen elektrischen Impuls von einer Regelungseinrichtung, insbesondere einem Steuergerät, der Hubkolbenmaschine individuell zu öffnen und zu schließen. Dabei können unterschiedliche Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine berücksichtigt werden, wobei in Abhängigkeit von diesen das Regelventil zur Versorgung der Schmiermittelspritzdüse geöffnet oder geschlossen wird. Bei diesen Parametern kann es sich beispielsweise um eine Temperatur der Verbrennungskraftmaschine, eine Drehzahl, eine Last, eine Temperatur des Schmiermittels, eine Temperatur eines Kühlmediums der Hubkolbenmaschine und/oder dergleichen handeln.The control valves are independent of each other, for example, by an electrical pulse from a control device, in particular a control unit to open the reciprocating engine individually and close. In this case, different operating parameters of the internal combustion engine can be taken into account, with the control valve for supplying the lubricant spray nozzle being opened or closed as a function of these. These parameters may be, for example, a temperature of the internal combustion engine, a rotational speed, a load, a temperature of the lubricant, a temperature of a cooling medium of the reciprocating piston engine and / or the like.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das elektrisch betätigbare Stellteil als ein aus einer Formgedächtnislegierung (Memory-Legierung) gebildetes Federelement ausgebildet, wobei zum elektrischen Betätigen dieses Stellteils eine Spannung angelegt wird. Dies erlaubt eine sehr bedarfsgerechte, gezielte und effiziente Bewegung des Steuerteils und damit ein bedarfsgerechtes Öffnen und Schließen des Regelventils.In an advantageous embodiment of the invention, the electrically actuable actuating part is designed as a spring element formed from a shape memory alloy (memory alloy), wherein a voltage is applied for the electrical actuation of this actuating part. This allows a very needs-based, targeted and efficient movement of the control part and thus a needs-based opening and closing of the control valve.

Vorteilhafterweise wirkt die durch das Schmiermittel auf das Steuerteil über eine Wirkfläche des Steuerteils wirkende Druckkraft zumindest im Wesentlichen in Richtung einer der Bewegungsrichtungen des Steuerteils. Insbesondere wirkt die Druckkraft in die Bewegungsrichtung, in welche das Steuerteil zu bewegen ist, um die Durchtrittsöffnung des Regelventils freizugeben. Dies ermöglicht es, dass die Durchtrittsöffnung und damit das Regelventil auch durch die Einstellung eines bestimmten Drucks des Schmiermittels öffenbar ist. Die auf das Steuerteil wirkende Druckkraft bewegt dann das Steuerteil, wenn eine entgegengesetzte, durch das andere Stellteil auf das Steuerteil aufgebrachte Kraft, insbesondere Vorspannkraft, überwunden ist. Dadurch ist ein weiterer Freiheitsgrad zum bedarfsgerechten Öffnen und Schließen der Durchtrittsöffnung und damit des Regelventils geschaffen, so dass beispielsweise der Kolben besonders bedarfsgerecht und effizient mit Schmiermittel zu versorgen ist. Des Weiteren stellt dies einen Notbetrieb des Regelventils sicher, falls das Stellteil beispielsweise zum Bewegen des Steuerteils, um die Durchtrittsöffnung zu öffnen, infolge einer Beschädigung ausgefallen ist.Advantageously, the pressure force acting on the control part by the lubricant on an effective surface of the control part acts at least substantially in the direction of one of the directions of movement of the control part. In particular, the pressure force acts in the direction of movement, in which the control part is to move in order to release the passage opening of the control valve. This makes it possible that the passage opening and thus the control valve can be opened by the setting of a certain pressure of the lubricant. The pressure force acting on the control part then moves the control part when an opposite, applied by the other control part to the control part force, in particular biasing force is overcome. As a result, a further degree of freedom for needs-based opening and closing of the passage opening and thus the control valve is created so that, for example, the piston is particularly needs-based and efficient to supply with lubricant. Furthermore, this ensures an emergency operation of the control valve, if the actuator has failed, for example, to move the control member to open the passage opening due to damage.

Ist zumindest eines der Stellteile, insbesondere das Stellteil zum Bewegen des Steuerteils in die die Durchtrittsöffnung freigebende Stellung, von dem Schmiermittel zumindest im Wesentlichen thermisch entkoppelt, so birgt dies den Vorteil, dass dadurch eine ggf. negative Beeinflussung der Funktionsfähigkeit des Stellteils infolge eines Wärmeübergangs von dem Schmiermittel an das Stellteil zumindest im Wesentlichen vermieden oder zumindest reduziert ist. Das Stellteil wird dabei beispielsweise nicht von dem Schmiermittel umströmt, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn das Stellteil als aus einer Formgedächtnislegierung ausgebildetes Federelement ausgebildet ist. In diesem Falle würde das so ausgebildete Stellteil das Steuerteil bereits bei einer Erwärmung durch das Schmiermittel ggf. unerwünschterweise bewegen und somit das Regelventil öffnen oder schließen. Ist das so ausgebildete Stellteil jedoch von dem Schmiermittel thermisch entkoppelt, so kann zumindest im Wesentlichen kein Wärmeübergang vom den Schmiermittel an das Stellteil und damit keine unerwünschte Betätigung des Stellteils durch eine Erwärmung durch das Schmiermittel erfolgen. Vielmehr ist dadurch die bedarfsgerechte Betätigung des Stellteils und damit die bedarfsgerechte Bewegung des Steuerteils zum Öffnen und Schließen des Regelventils und damit des Schmiermittelkanals gewährleistet.If at least one of the actuating parts, in particular the actuating part for moving the control part into the passage opening releasing position, at least substantially thermally decoupled from the lubricant, this has the advantage that thereby adversely affecting the functionality of the actuating part due to a heat transfer of the lubricant to the actuator is at least substantially avoided or at least reduced. For example, the actuating part does not flow around the lubricant, which is advantageous in particular when the actuating part is designed as a spring element formed from a shape memory alloy. In this case, the adjusting part thus formed would, if necessary, move the control part undesirably when heated by the lubricant and thus open or close the control valve. However, if the actuating part formed in this way is thermally decoupled from the lubricant, at least substantially no heat transfer from the lubricant to the actuating part and thus no undesired actuation of the actuating part can take place by heating by the lubricant. Rather, this is the need-based operation of the control part and thus the need-based movement of the control part to open and close the control valve and thus the lubricant channel guaranteed.

Ist zumindest eines der Stellteile, insbesondere das Stellteil zum Bewegen des Steuerteils in die die Durchtrittsöffnung freigebende Stellung, als Elektromagnet ausgebildet, so ist dadurch eine besonders effiziente und insbesondere schnelle Bewegung des Steuerteils realisiert, wodurch die Stellung des Steuerteils besonders schnell an einen aktuell vorliegenden Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine angepasst werden kann.If at least one of the adjusting parts, in particular the adjusting part for moving the control part into the position releasing the passage opening, is designed as an electromagnet, then a particularly efficient and, in particular, fast movement of the control part is realized, whereby the position of the control part is realized Control parts can be adapted very quickly to a currently existing operating point of the internal combustion engine.

Ist dabei das Steuerteil zumindest bereichsweise als von einer Spule des Elektromagneten zumindest bereichsweise umgebener Kern ausgebildet, so weist das Regelventil einen besonders geringen Bauraumbedarf, ein geringes Gewicht sowie eine geringe Teileanzahl auf, was die Kosten des Regelventils gering hält.If the control part is at least partially formed as a core surrounded by a coil of the electromagnet at least partially core, so the control valve has a particularly low space requirement, low weight and a low number of parts, which keeps the cost of the control valve low.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of several preferred embodiments and from the drawings. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnungen zeigen in:The drawings show in:

1 eine schematische Längsschnittansicht eines Regelventils zur Anordnung in einem Schmiermittelkanal einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Steuerteil, welches von einem elektrisch betätigbaren Stellteil bewegbar ist; und 1 a schematic longitudinal sectional view of a control valve for arrangement in a lubricant passage of an internal combustion engine with a control part, which is movable by an electrically operable actuating part; and

2 eine schematische Längsschnittansicht einer alternativen Ausführungsform des Regelventils gemäß 1. 2 a schematic longitudinal sectional view of an alternative embodiment of the control valve according to 1 ,

Die 1 zeigt ein Regelventil 10, welches in einem Ölkanal einer Verbrennungskraftmaschine anzuordnen und einer Ölspritzdüse vorzuschalten ist. Mit dem Regelventil 10 ist dabei der Ölkanal bedarfsgerecht öffen- und schließbar und somit der Ölspritzdüse bedarfsgerecht Schmieröl zuführbar. Mittels der Ölspritzdüse ist ein der Ölspritzdüse zugeordneter Kolben der als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine mit dem den Ölkanal durchströmenden Schmieröl bespritzbar und somit zu kühlen.The 1 shows a control valve 10 which is to be arranged in an oil passage of an internal combustion engine and upstream of an oil spray nozzle. With the control valve 10 In this case, the oil channel is openable and closable as needed and thus the oil injector lubricating oil supplied as needed. By means of the oil spray nozzle, a piston assigned to the oil spray nozzle of the internal combustion engine designed as a reciprocating piston can be sprayed with the lubricating oil flowing through the oil channel and thus cooled.

Das Regelventil 10 umfasst ein Steuerglied 12, mittels welchem eine Steueröffnung 14 des Regelventils 10 öffen- und schließbar ist. Durch das Öffnen und Schließen der Steueröffnung 14 ist der Ölkanal freigebbar oder verschließbar. Das Steuerglied 12 ist über ein erstes Stellteil 16 in einer die Steueröffnung 14 und damit den Ölkanal verschließenden Endlage vorgespannt. Ferner ist das Steuerglied 12 über ein zweites, als elektrischer Aktor ausgebildetes Stellteil 17 in eine die Steueröffnung 14 und damit den Ölkanal freigebende Stellung bewegbar, indem eine durch das Stellteil 16 auf das Steuerglied 12 wirkende Vorspannkraft in der verschließenden Endlage überwunden wird. Dabei ist das Stellteil 16 beispielsweise als Federelement, insbesondere als Schrauben-, Spiral- oder als Blattfeder ausgebildet.The control valve 10 includes a control member 12 , by means of which a control opening 14 of the control valve 10 can be opened and closed. By opening and closing the control port 14 the oil channel can be opened or closed. The control element 12 is about a first control part 16 in one the control opening 14 and thus biased the oil passage closing end position. Further, the control member 12 via a second, designed as an electrical actuator actuator 17 in a the control port 14 and thus the oil passage releasing position movable by one through the control part 16 on the control member 12 acting prestressing force is overcome in the closing end position. Here is the control part 16 For example, designed as a spring element, in particular as a helical, spiral or leaf spring.

Wie der 1 zu entnehmen ist, übt das unter Druck stehende Schmieröl über eine Durchtrittsöffnung 18 und einen Ringkanal 20 auf eine Wirkfläche 22 und damit auf das Steuerglied 12 eine Druckkraft aus, welche in axialer Richtung des Steuerglieds 12 gemäß einem Richtungspfeil 24 in eine Bewegungsrichtung gemäß einem Richtungspfeil 26 des Steuerglieds 12 gerichtet ist, in welche das Steuerglied 12 von dem Stellteil 17 zum Öffnen der Steueröffnung 14 und damit des Ölkanals bewegt wird.Again 1 can be seen exerts the pressurized lubricating oil through a passage opening 18 and a ring channel 20 on an effective surface 22 and thus on the control member 12 a compressive force, which in the axial direction of the control member 12 according to a directional arrow 24 in a direction of movement according to a directional arrow 26 of the control member 12 is directed, in which the control member 12 from the control part 17 to open the control port 14 and thus the oil passage is moved.

Somit kann durch eine geeignete Voreinstellung der auf das Steuerglied 12 durch das Stellteil 16 wirkenden Vorspannkraft und damit durch eine geeignete Voreinstellung der Vorspannung des Steuerglieds 12 erreicht werden, dass das Regelventil 10 und damit der Schmiermittelkanal bei einem bestimmten Druck des Schmieröls auch ohne elektrisches Betätigen des als elektrischer Aktor ausgebildeten Stellteils 17 geöffnet und ggf. auch geschlossen wird. Geöffnet kann das Regelventil 10 auf diese Art und Weise, wenn die über die Wirkfläche 22 auf das Steuerglied 12 wirkende Kraft größer ist als die durch das Stellteil 16 auf das Steuerglied 12 wirkende Vorspannkraft. Dies wird erreicht, wenn der Druck des Schmieröls entsprechend groß ist. Wird der Druck des Schmieröls demgegenüber reduziert, so wird auch die auf die Wirkfläche 22 in axialer Richtung gemäß dem Richtungspfeil 26 wirkende Druckkraft reduziert. Ist diese Druckkraft geringer als die durch das Stellteil 16 auf das Steuerglied 12 wirkende Vorspannkraft, so wird das Steuerglied 12 mittels des Stellteils 16 wieder in eine die Steueröffnung 14 fluidisch verschließende Stellung bewegt.Thus, by a suitable default on the control member 12 through the control part 16 acting biasing force and thus by a suitable presetting of the bias of the control member 12 be achieved that the control valve 10 and thus the lubricant channel at a certain pressure of the lubricating oil without electrical actuation of the actuator designed as an electrical actuator 17 opened and possibly also closed. Opened, the control valve 10 in this way, when the over the effective area 22 on the control member 12 acting force is greater than that through the actuator 16 on the control member 12 acting prestressing force. This is achieved when the pressure of the lubricating oil is correspondingly large. On the other hand, if the pressure of the lubricating oil is reduced, then the pressure on the effective surface is also reduced 22 in the axial direction according to the directional arrow 26 reducing compressive force. Is this pressure force less than that through the control part 16 on the control member 12 acting biasing force, then becomes the control member 12 by means of the control part 16 back into a the control port 14 moved fluidically closing position.

Im Bereich der Steueröffnung 14 weist das Steuerglied 12 seinen größten Durchmesser auf, so dass das Schmieröl über die Wirkfläche 22 auf das Steuerglied 12 auf die geschilderte Art und Weise einwirken kann. Durch die Anordnung des Stellglieds 12 zwischen den beiden vorgespannten Stellteilen 16 und 17 wird erreicht, dass der Druck des Schmieröls in der Richtung gemäß dem Richtungspfeil 26 zum Öffnen der Steueröffnung 14 und damit in Arbeitsrichtung des elektrischen Stellteils 17 gegen das vorspannende Stellteil 16 wirken kann. Dies hat zur Folge, dass sowohl durch das Überschreiten eines definierten Drucks des Schmiermittels als auch durch Bestromen des Stellteils 17 bei einem niedrigen Druckniveau die Kraft infolge der Vorspannung durch das Stellteil 16 überwunden und das Stellglied 12 in die die Steueröffnung 14 freigebenden Stellung bewegt werden kann. Der Druck des Schmieröls, bei welchem das Steuerglied 12 die Steueröffnung 14 freigibt, hängt dabei ab von der gewählten Vorspannung durch die beiden Stellteile 16 und 17.In the area of the tax opening 14 indicates the control member 12 its largest diameter, allowing the lubricating oil over the effective area 22 on the control member 12 can act in the manner described. By the arrangement of the actuator 12 between the two preloaded controls 16 and 17 it is achieved that the pressure of the lubricating oil in the direction according to the directional arrow 26 to open the control port 14 and thus in the working direction of the electrical control part 17 against the biasing control part 16 can work. This has the consequence that both by exceeding a defined pressure of the lubricant as well as by energizing the actuator 17 at a low pressure level, the force due to the bias by the actuator 16 overcome and the actuator 12 in the the control opening 14 releasing position can be moved. The pressure of the lubricating oil, wherein the control member 12 the tax opening 14 releases depends on the selected bias by the two actuators 16 and 17 ,

Vorteilhafterweise sind die Stellteile 16 und 17 nicht dem Schmieröl ausgesetzt und dadurch thermisch von dem Schmieröl entkoppelt und isoliert. Gleichzeitig ist eine Entlüftung des Regelventils 10 beispielsweise in ein Kurbelgehäuse der Verbrennungskraftmaschine sichergestellt, wodurch gewährleistet ist, dass die Temperatur des Schmieröls keinen allzu großen oder bevorzugt gar keinen Einfluss auf das Schaltverhalten der aus der Formgedächtnislegierung ausgebildeten Feder hat.Advantageously, the actuators 16 and 17 not exposed to the lubricating oil and thereby thermally decoupled from the lubricating oil and isolated. At the same time is a vent of the control valve 10 For example, ensured in a crankcase of the internal combustion engine, which ensures that the temperature of the lubricating oil does not have too great or preferably no influence on the switching behavior of the spring formed from the shape memory alloy.

Das Regelventil 10 ermöglicht somit eine bedarfsgerechte Versorgung der Ölspritzdüse und damit eine bedarfsgerechte Kühlung des Kolbens. Darüber hinaus weist das Regelventil 10 einen einfachen Aufbau sowie einen geringen Bauraumbedarf auf.The control valve 10 thus enables a needs-based supply of the oil spray nozzle and thus a needs-based cooling of the piston. In addition, the control valve has 10 a simple structure and a small space requirement.

Das Stellteil 16 umfasst beispielsweise eine Feder aus einer Formgedächtnislegierung, welche auch als Memory-Legierung bezeichnet wird, welche unter Ausnutzung des Innenwiderstands durch Anlegen einer elektrischen Spannung auf eine Schalttemperatur erhitzt werden kann, so dass die Feder das Steuerglied 12 in eine die Steueröffnung 14 freigebende Stellung bewegt.The control part 16 For example, a spring made of a shape memory alloy, which is also referred to as a memory alloy, which can be heated by utilizing an electrical voltage to a switching temperature by utilizing the internal resistance, so that the spring, the control member 12 in a the control port 14 moving position.

Auch die aus der Formgedächtnislegierung ausgebildete Feder ist beispielsweise als Schrauben-, Spiral- oder als Blattfeder ausgebildet. Die Verwendung von Schraubenfedern wird durch eine zylinder- bzw. kolbenartige Ausbildung des Steuerglieds 12 sowie des Gehäuses 28 begünstigt.Also formed from the shape memory alloy spring is formed for example as a helical, spiral or leaf spring. The use of coil springs is by a cylinder or piston-like design of the control member 12 as well as the housing 28 favored.

Das Regelventil 10 umfasst ferner eine in einem Gehäuse 28 des Regelventils 10 aufgenommene Laufbuchse 30 sowie eine Führungshülse 32, mittels welchen das Steuerglied 12 geführt ist. Die Steueröffnung 14 ist dabei in der Laufbuchse 30 angeordnet. Die Führung sowie die relative Bewegbarkeit des Steuerglieds 12 zu der Laufbuchse 30 und der Führungshülse 32 gewährleistet eine sichere und verklemmungsfreie Bewegung des Steuerglieds 12 und damit eine hohe Funktionserfüllungssicherheit des Regelventils 10. Die Laufbuchse 30, die Führungshülse 32 und/oder das Steuerglied 12 können dabei beispielsweise aus einem gehärteten Material gefertigt und in das Gehäuse 28 des Regelventils 10 eingesetzt sein. Eine Kontaktierung des als elektrischer Aktor ausgebildeten Stellteils 17 erfolgt bevorzugt durch einen vom Gehäuse 28 des Regelventils 10 isolierten Kontakt 34.The control valve 10 further includes one in a housing 28 of the control valve 10 recorded bushing 30 and a guide sleeve 32 , by means of which the control member 12 is guided. The tax opening 14 is in the bush 30 arranged. The leadership and the relative mobility of the control member 12 to the bush 30 and the guide sleeve 32 ensures a safe and clamp-free movement of the control member 12 and thus a high functional reliability of the control valve 10 , The bush 30 , the guide sleeve 32 and / or the control member 12 can be made, for example, of a hardened material and into the housing 28 of the control valve 10 be used. A contacting of the designed as an electrical actuator actuator 17 is preferably done by a from the housing 28 of the control valve 10 isolated contact 34 ,

Die 2 zeigt eine alternative Ausführungsform des Regelventils 10 gemäß 1, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. In dieser Ausführungsform ist das Stellteil 17 als elektrisch betätigbarer Hubmagnet ausgebildet. Auch bei dieser Ausführungsform kann die durch das unter Druck stehende Schmieröl über die Wirkfläche 22 auf das Steuerglied 12 wirkende Druckkraft gegen die Vorspannkraft durch die Vorspannung durch das Stellteil 16 wirken. Dies hat wiederum zur Folge, dass sowohl durch das Überschreiten eines definierten Drucks das Schmiermittels als auch durch Bestromen des Stellteils 17 bei einem niedrigen Druckniveau die Vorspannkraft infolge der Vorspannung durch das Stellteil 16 überwunden und somit die Steueröffnung 14 freigegeben werden kann.The 2 shows an alternative embodiment of the control valve 10 according to 1 , wherein like reference numerals designate like elements. In this embodiment, the control part 17 designed as an electrically actuated solenoid. In this embodiment as well, the lubricating oil which is under pressure can flow over the active surface 22 on the control member 12 acting pressure force against the biasing force by the bias of the actuator 16 Act. This in turn means that both by exceeding a defined pressure of the lubricant as well as by energizing the actuator 17 at a low pressure level, the biasing force due to the bias of the actuator 16 overcome and thus the tax opening 14 can be released.

Das Steuerglied 12 ist dabei als Kern des Hubmagneten ausgebildet und bereichsweise von einer Spule 36 des Hubmagneten umwickelt. Um ein Eintreten des Schmieröls in einen Aufnahmeraum 38 des Regelventils 10, in welchem der Hubmagnet angeordnet ist, zu vermeiden, sind das Steuerglied 12 und das Gehäuse 28 gegeneinander durch ein Dichtungselement 40, welches beispielsweise als O-Ring ausgebildet sein kann, gegeneinander abgedichtet.The control element 12 is designed as the core of the solenoid and partially from a coil 36 wrapped around the solenoid. To an entry of the lubricating oil in a receiving space 38 of the control valve 10 , in which the solenoid is arranged to avoid, are the control member 12 and the case 28 against each other by a sealing element 40 , which may be formed for example as an O-ring, sealed against each other.

Auch das Regelventil 10 gemäß 2 ermöglicht eine bedarfsgerechte Versorgung der Ölspritzdüse über den Schmiermittelkanal, die Durchtrittsöffnung 18 und die Steueröffnung 14. Ferner weist es einen geringen Bauraumbedarf sowie eine geringe Komplexität auf, was der Funktionserfüllungssicherheit zugute kommt. Im Übrigen trifft das zum Regelventil 10 gemäß 1 Geschilderte analog auf das Regelventil 10 gemäß 2 zu.Also the control valve 10 according to 2 enables demand-based supply of the oil spray nozzle via the lubricant channel, the passage opening 18 and the control port 14 , Furthermore, it has a low space requirement and a low complexity, which benefits the functional performance security. Incidentally, this applies to the control valve 10 according to 1 Described analog to the control valve 10 according to 2 to.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Regelventilcontrol valve
1212: Steuergliedcontrol member
1414: Steueröffnungcontrol port
1616: Stellteiladjusting part
1717: Stellteiladjusting part
1818: DurchtrittsöffnungThrough opening
2020: Ringkanalannular channel
2222: Wirkflächeeffective area
2424: Richtungspfeilarrow
2626: Richtungspfeilarrow
2828: Gehäusecasing
3030: Laufbuchseliner
3232: Führungshülseguide sleeve
3434: KontaktContact
3636: SpuleKitchen sink
3838: Aufnahmeraumaccommodation space
4040: Dichtungselementsealing element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005006054 A1 [0002] DE 102005006054 A1 [0002]
DE 10261180 A1 [0003] DE 10261180 A1 [0003]

Claims

Regelventil (10) für einen Schmiermittelkanal einer Verbrennungskraftmaschine, mit wenigstens einer von Schmiermittel durchströmbaren Durchtrittsöffnung (14), mit einem zwischen einer die Durchtrittsöffnung (14) verschließenden Stellung und einer die Durchtrittsöffnung (14) zumindest bereichsweise freigebenden Stellung in eine jeweilige Bewegungsrichtung bewegbaren Steuerteil (12), und mit wenigstens zwei Stellteilen (16, 17), mittels welchen das Steuerteil (12) zwischen den zumindest zwei Stellungen bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Stellteile (16, 17) zum Bewegen des Steuerteils (12) zwischen den Stellungen elektrisch betätigbar ist.Control valve ( 10 ) for a lubricant channel of an internal combustion engine, with at least one through-flow of lubricant ( 14 ), with one between one the passage opening ( 14 ) closing position and one the passage opening ( 14 ) at least partially releasing position movable in a respective direction of movement control part ( 12 ), and with at least two control parts ( 16 . 17 ), by means of which the control part ( 12 ) is movable between the at least two positions, characterized in that at least one of the control parts ( 16 . 17 ) for moving the control part ( 12 ) is electrically actuated between the positions.

Regelventil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch betätigbare Stellteil (16, 17) als ein aus einer Formgedächtnislegierung gebildetes Federelement ausgebildet ist.Control valve ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the electrically actuable actuating part ( 16 . 17 ) is formed as a formed from a shape memory alloy spring element.

Regelventil (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Schmiermittel (16, 17) auf das Steuerteil (12) über eine Wirkfläche (22) des Steuerteils (12) wirkende Druckkraft zumindest im Wesentlichen in Richtung (26) einer der Bewegungsrichtungen des Steuerteils (12) auf dieses wirkt.Control valve ( 10 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the lubricant ( 16 . 17 ) on the control part ( 12 ) over an effective area ( 22 ) of the control part ( 12 ) acting pressure force at least substantially in the direction ( 26 ) one of the directions of movement of the control part ( 12 ) acts on this.

Regelventil (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkraft in Richtung der Bewegungsrichtung wirkt, in welche das Steuerteil (12) von der die Durchtrittsöffnung (14) verschließenden Stellung in die die Durchtrittsöffnung (14) zumindest bereichsweise freigebende Stellung bewegbar ist.Control valve ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the pressure force acts in the direction of the direction of movement, in which the control part ( 12 ) from which the passage opening ( 14 ) closing position in the passage opening ( 14 ) at least partially releasing position is movable.

Regelventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Stellteile (16, 17) zum Bewegen des Steuerteils (16, 17) in die die Durchtrittsöffnung (14) zumindest bereichsweise freigebende Stellung elektrisch betätigbar ist.Control valve ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the actuating parts ( 16 . 17 ) for moving the control part ( 16 . 17 ) into which the passage opening ( 14 ) at least partially releasing position is electrically actuated.

Regelventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Stellteile (16, 17) als Federelement ausgebildet ist, mittels welchem das Steuerteil (12) unter Federkraftbeaufschlagung durch das Federelement in eine der Stellungen, insbesondere in die die Durchtrittsöffnung (14) verschließende Stellung, bewegbar ist.Control valve ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the actuating parts ( 16 . 17 ) is designed as a spring element, by means of which the control part ( 12 ) under Federkraftbeaufschlagung by the spring element in one of the positions, in particular in the passage opening ( 14 ) Closing position, is movable.

Regelventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Stellteile (16, 17), insbesondere das Stellteil (17) zum Bewegen des Steuerteils (12) in die die Durchtrittsöffnung (14) freigebende Stellung, von dem Schmiermittel zumindest im Wesentlichen thermisch entkoppelt ist.Control valve ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the actuating parts ( 16 . 17 ), in particular the actuating part ( 17 ) for moving the control part ( 12 ) into which the passage opening ( 14 ) releasing position, is at least substantially thermally decoupled from the lubricant.

Regelventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Stellteile (16, 17) als Elektromagnet ausgebildet ist.Control valve ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the actuating parts ( 16 . 17 ) is designed as an electromagnet.

Regelventil (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerteil (12) zumindest bereichsweise als von einer Spule des Elektromagneten zumindest bereichsweise umgebener Kern ausgebildet ist.Control valve ( 10 ) according to claim 8, characterized in that the control part ( 12 ) is at least partially formed as surrounded by a coil of the electromagnet at least partially surrounded core.

Schmiermittelversorgungseinrichtung für eine Hubkolbenmaschine, mit zumindest einer Schmiermittelspritzdüse, über welche zumindest ein Kolben der Hubkolbenmaschine mit Schmiermittel zu bespritzen ist, und zumindest einem Schmiermittelkanal, über welchen der Schmiermittelspritzdüse das Schmiermittel zuführbar ist, wobei in Strömungsrichtung des Schmiermittels zu der Schmiermittelspritzdüse stromauf dieser ein Regelventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist, mittels welchem eine Menge des der Schmiermittelspritzdüse zu zuführenden Schmiermittels einstellbar ist.Lubricant supply device for a reciprocating engine, with at least one lubricant spray nozzle, via which at least one piston of the reciprocating engine is to be sprayed with lubricant, and at least one lubricant channel, via which the lubricant injection nozzle, the lubricant is supplied, wherein in the flow direction of the lubricant to the lubricant injection nozzle upstream of this a control valve ( 10 ) is arranged according to one of the preceding claims, by means of which an amount of the lubricant injection nozzle to be supplied lubricant is adjustable.