WO2015007541A2 - Thermostat und komponente eines ölkreislaufs - Google Patents

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WO2015007541A2
WO2015007541A2 PCT/EP2014/064274 EP2014064274W WO2015007541A2 WO 2015007541 A2 WO2015007541 A2 WO 2015007541A2 EP 2014064274 W EP2014064274 W EP 2014064274W WO 2015007541 A2 WO2015007541 A2 WO 2015007541A2
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thermostat
valve element
oil
housing
channel
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PCT/EP2014/064274
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WO2015007541A3 (de
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Joachim Ebner
Bernhard Huber
Dennis THAMM
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M5/00—Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
    • F01M5/005—Controlling temperature of lubricant
    • F01M5/007—Thermostatic control
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/01—Control of temperature without auxiliary power
    • G05D23/02—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature
    • G05D23/021—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature the sensing element being a non-metallic solid, e.g. elastomer, paste
    • G05D23/022—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature the sensing element being a non-metallic solid, e.g. elastomer, paste the sensing element being placed within a regulating fluid flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/002—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by temperature variation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00—Measuring
    • F01P2025/08—Temperature
    • F01P2025/40—Oil temperature
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/185—Control of temperature with auxiliary non-electric power
    • G05D23/1852—Control of temperature with auxiliary non-electric power with sensing element expanding and contracting in response to change of temperature

Definitions

  • the invention relates to a thermostat, which preferably controls a bypass of a radiator. Furthermore, the invention relates to a component of an oil circuit, which is in particular the oil circuit of a vehicle. Again, the thermostat is preferably used to control a bypass of an oil cooler.
  • the oil circuit usually also includes an oil cooler, which cools the circulating oil with the aid of a cooling liquid provided for the cooling of the internal combustion engine.
  • the cooling liquid usually heats up faster than the oil. Thus, during warm-up, heating of the oil by the cooling liquid is possible.
  • a constant bypass is provided.
  • the constant bypass can neither make the warm-up optimal nor can the full potential of the oil cooler be exhausted in the case of cooling, since the oil is never completely routed through the oil cooler.
  • the temperature of the oil is still strongly coupled to the temperature of the cooling liquid. This can especially in dynamic driving, ie frequent change from a load operation of the internal combustion engine in a coasting operation, lead to hypothermia of the oil, which increases the friction within the engine and increases fuel consumption.
  • the object is achieved by a thermostat comprising a support member, wherein the support member is anchored in a housing.
  • the support element of the thermostat is mounted in a bypass of a radiator, preferably an oil cooler.
  • the thermostat comprises a valve element which is movable relative to the carrier element.
  • the invention provides that the valve element can be transferred to a first position, in which the valve element bears against the carrier element. Due to the abutment of the valve element on the carrier element, a channel, preferably the bypass, can be closed.
  • the thermostat comprises a wax element which is set up to produce a stroke when the temperature changes.
  • the stroke may arise due to expansion or contraction of the wax element.
  • the wax element is arranged on the support element and mechanically with the Valve element connected.
  • the wax element transmits the stroke to the valve element, whereby a relative movement between the valve element and the carrier element is formed.
  • the thermostat according to the invention has a first elastic element.
  • the first elastic element exerts a force on the valve element, by which the valve element is forced into the first position, in particular when the valve element is not in the first position.
  • the valve element is pressed by the force of the first elastic element against the carrier element, in particular when the valve element is in the first position.
  • sealing of the channel can be ensured by pressing the valve element against the carrier element.
  • the first elastic element is set up such that a predefined pressure on the valve element moves the valve element out of the first position.
  • the channel is apparent by the predefined pressure. In this way, it is advantageously made possible for a fluid to escape into the channel if the pressure is too high, so that the thermostat can also be used as a pressure relief valve.
  • the valve element is advantageously constructed such that it has a first convex surface.
  • the first convex surface preferably seals the first opening of the support member when the valve member is in the first position.
  • the sealing of the first opening preferably also means a closing of the channel.
  • the valve element is linearly movable. It is preferably provided that the valve element is linearly movable away from the carrier element and linear is movable on the support element. Thus, in particular a linear stroke of the wax element can be converted directly into a linear movement of the valve element.
  • valve element rests in a third position on the carrier element and / or on the housing and thus closes the channel.
  • the third position is different from the first position and the second position.
  • the transfer of the valve element into the third position is preferably always done via the second position, so that a transfer of the valve element from the first position to the third position and vice versa in bypassing the second position is not possible.
  • the valve element advantageously has a second convex surface which seals in the third position a second opening of the carrier element and / or of the housing.
  • the second surface is the same as the first surface formed.
  • valve member is linearly movable from the first position to the third position, the second position being any intermediate position between the first and third positions.
  • a linear stroke of the wax element is converted into a linear movement of the valve element, wherein the channel is first opened with increasing stroke through the valve element and then closed again.
  • the thermostat has a second elastic element.
  • the second elastic element is arranged between the carrier element and the wax element and serves particularly preferably as a compensation element. Therefore, it is possible that a stroke of the wax element causes a movement of the valve element and, alternatively or additionally, a contraction or expansion of the second elastic element. So is in particular possible that a hub of the wax element is also executable when the valve element is no longer movable, which occurs in particular when the valve element is in the third position.
  • the invention further relates to a component of an oil circuit, in particular an oil circuit in a vehicle.
  • the component according to the invention comprises a thermostat as described above and a housing in which the thermostat is arranged.
  • the housing has an oil inlet and a first oil outlet, wherein the wax element is arranged such that an oil, which flows from the oil inlet to the first oil outlet, flows around the wax element.
  • a second oil outlet is apparent and closable by the valve element, wherein the second oil outlet represents the beginning of the channel.
  • the component according to the invention is preferably designed such that the first oil outlet is connected to an oil cooler and the channel constitutes a bypass of the oil cooler. Therefore, the oil can either pass through the first oil outlet in the oil cooler or be passed by the second oil outlet to the oil cooler. In this way, a temperature control of the oil is possible.
  • FIG. 1 shows a first schematic view of the thermostat according to a first exemplary embodiment of the invention within a housing
  • FIG. 2 shows a second schematic view of the thermostat according to the first exemplary embodiment of the invention within a housing
  • Figure 3 is a schematic view of the component according to a
  • FIG. 4 shows a first schematic view of the thermostat according to a second embodiment of the invention within a housing
  • Figure 5 is a second schematic view of the thermostat according to the second embodiment of the invention within a housing
  • FIG 6 is a third schematic view of the thermostat according to the second embodiment of the invention within a housing
  • Figures 1 and 2 are schematic views of a first embodiment of the invention. Shown is a respective thermostat 1, which is shown in a housing 3 for better understanding.
  • the thermostat 1 comprises a support element 2, which is anchored in the housing 3.
  • the carrier element 2 preferably has a sealing region 17 for receiving a seal, with which the carrier element with respect to the housing 3 is sealable, so that leakage of fluid from the housing 3 is avoided.
  • the carrier element 2 has the shape of a hollow cylinder whose lateral surface in turn has recesses, so that fluid can penetrate into the interior of the hollow cylinder.
  • a wax element 6 is fixed, wherein the wax element is arranged in particular in the interior of the hollow cylinder.
  • the wax element is mechanically connected to a valve element 4.
  • the valve element 4 is movable relative to the carrier element, wherein an exclusive direction of movement of the valve element 4 is parallel to a longitudinal axis or axis of symmetry of the hollow cylinder. In a first position, the valve element 4 bears against the carrier element 2. This case is shown in FIG. In a second position, the valve element 4 does not abut against the carrier element 2. This case is shown in FIG.
  • FIG. 1 shows the valve element 4 in the first position.
  • the valve member 4 abuts on the support member 2 to close the channel 5.
  • the valve element 4 has a first convex surface 8, which closes a first opening 9 of the carrier element 2. In this way, a fluid can not penetrate into the channel 5.
  • a first elastic element 7 presses the first convex surface 8 into the first opening 9, so that a seal takes place.
  • the first elastic element 7 is preferably a spiral spring.
  • the valve member 4 To open the channel 5, the valve member 4 must be moved against the restoring force of the first elastic member 7 from the first position to the second position. This can be done in two ways: First, it is possible that the wax element 6 generates a stroke which is sufficient to displace the valve element 4, on the other hand, it is possible that a fluid generates a pressure such that the restoring force of the first elastic element 7 is overcome. In both cases, fluid can flow through the first opening 9 and thus reach the channel 5.
  • the thermostat 1 is a control element for opening and closing a passage 5, which is a bypass of an oil cooler. Therefore, the housing 3 has an oil inlet 14 into which an oil can be introduced and a first Oil outlet 15, from which the oil is removable.
  • the carrier element 2 of the thermostat 1 is advantageously arranged within the housing 3 such that a flow around the wax element 6 takes place when the oil within the housing flows from the oil inlet 14 to the first oil outlet 15. Therefore, the temperature of the wax element 6 adapts to the temperature of the oil, so that upon a change in the temperature of the oil, a stroke of the wax element 6 is generated. Therefore, the thermostat 1 can control the opening degree of the bypass passage 5 based on the temperature of the oil.
  • Figure 3 shows a schematic view of the component of an oil circuit according to an embodiment of the invention. The sake of clarity, the support member 2 of the thermostat 1 was not shown.
  • the first oil outlet 15 is connectable to an oil cooler, wherein the oil cooler emits the absorbed oil via a return 18 again.
  • the passage 5 extends as a bypass from the oil inlet 14 to the return.
  • the oil passing through the oil inlet 14 can thus be conducted either via the first oil outlet 15 to the oil cooler, or via a second oil outlet 16 to the channel 5 to bypass the oil cooler.
  • the second oil outlet 16 is formed by the first opening 9 of the carrier element 2 and is therefore closable and obvious.
  • the thermostat 1 according to the first embodiment of the invention is therefore arranged to divide an oil flow between the oil cooler and the bypass of the oil cooler.
  • the bypass is closed in order to use the faster by the internal combustion engine heating coolant for heating the oil.
  • the oil cooler does not cool the oil, but warm this. Therefore, an operating temperature of the oil can be reached very quickly.
  • the thermostat 1 takes account of this fact by the wax element 6 by generating a stroke, the valve element 4 is transferred to the second position and thus the first opening 9 opens. It can flow oil through the channel 5 and thus bypass the oil cooler. As a result, the oil temperature is largely decoupled from the temperature of the coolant.
  • FIG. 4 to 6 show the thermostat 1 according to a second embodiment of the invention.
  • the same reference numbers were used for identical or similar components.
  • the second embodiment is identical to the first embodiment, with the following elements added:
  • the valve element 4 of the thermostat 1 of the second embodiment has a second convex surface 10.
  • This second convex surface 10 is adapted to close a second opening 1 1.
  • the second opening is either a partial region of the carrier element 2 or a partial region of the housing 3.
  • the closing of the second opening 1 1 also means a closing of the channel 5.
  • the valve element 4 may have three positions: the first position of the valve element 4 closes the channel 5. This is shown in Figure 4, this position being identical to is the position of the first embodiment shown in Figure 1.
  • the second position of the valve element 4 is shown in FIG. 5 and analogous to the case shown in Figure 2 of the first embodiment.
  • the channel 5 is therefore open.
  • the third position of the valve element is shown in FIG.
  • the first embodiment differs from the second embodiment, since the second embodiment shows that with increasing temperatures of the wax element 6 flowing around the channel 5 is closed.
  • the second convex surface 10 is pressed into the second opening 11, so that the channel 5 is closed.
  • a maximum cooling capacity can be set in the third position.
  • the channel 5 is closed and the entire oil flow is passed through the oil cooler. Thus, it can be prevented that the temperature of the oil continues to rise.
  • the thermostat 1 according to the second embodiment also has a second elastic member 12.
  • the second elastic element 12 is arranged between the carrier element 2 and the wax element 6, so that the second elastic element 12 can assume a compensating function.
  • the second elastic member 12 receives the remaining stroke of the wax element 6.
  • the second elastic element 12 is a spiral spring.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Thermostat, umfassend ein Trägerelement, das in einem Gehäuse verankerbar ist, ein Ventilelement, das relativ zu dem Trägerelement bewegbar ist, wobei das Ventilelement in einer ersten Position an dem Trägerelement anliegt, wodurch ein Kanal innerhalb des Gehäuses verschließbar ist und in einer zweiten Position, die von der ersten Position unterschiedlich ist, nicht an dem Trägerelement anliegt, wodurch der Kanal offenbar ist, und ein Wachselement, das an dem Trägerelement angeordnet und mit dem Ventilelement mechanisch verbunden ist und das eingerichtet ist, bei einer Temperaturänderung einen Hub zu erzeugen, mit dem das Ventilelement bewegbar ist.

Description

Thermostat und Komponente eines Ölkreislaufs
Die Erfindung betrifft einen Thermostaten, der bevorzugt einen Bypass eines Kühlers regelt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Komponente eines Ölkreislaufs, wobei es sich insbesondere um den Ölkreislauf eines Fahrzeugs handelt. Auch hier dient der Thermostat bevorzugt zum Regeln eines Bypasses eines Ölkühlers.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Verbrennungsmotoren einen Ölkreislauf aufweisen, um einen zuverlässigen und verbrauchsarmen Betrieb des Verbrennungsmotors zu ermöglichen. Der Ölkreislauf umfasst üblicherweise auch einen Ölkühler, der das zirkulierende öl mit Hilfe einer für die Kühlung des Verbrennungsmotors vorgesehenen Kühlflüssigkeit kühlt.
Während des Warmlaufvorgangs des Motors erwärmt sich die Kühlflüssigkeit üblicherweise schneller als das Öl. Somit ist während des Warmlaufens ein Wärmen des Öls durch die Kühlflüssigkeit möglich. Um den Druckverlust im System senken zu können, ist ein konstanter Bypass vorgesehen.
Der konstante Bypass kann jedoch weder den Warmlauf optimal gestalten noch kann im Kühlleistungsfall das komplette Potential des Ölkühlers ausgeschöpft werden, da das Öl niemals vollständig über den Ölkühler geleitet wird. Ebenso ist die Temperatur des Öls weiterhin stark an die Temperatur der Kühlflüssigkeit gekoppelt. Dies kann insbesondere im dynamischen Fahrbetrieb, d.h. häufiges Wechseln von einem Lastbetrieb des Verbrennungsmotors in einen Schubbetrieb, zu Unterkühlungen des Öls führen, wodurch sich die Reibung innerhalb des Verbrennungsmotors erhöht und der Treibstoffverbrauch ansteigt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung diese Nachteile auszuräumen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung Bauelemente bereitzustellen, die bei einfacher und kostengünstiger Herstellung und bei wartungsarmem Betrieb eine sichere und zuverlässige Regelung der Temperatur eines zirkulierenden Fluids erlauben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den Thermostat mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Somit wird die Aufgabe gelöst durch einen Thermostaten, der ein Trägerelement umfasst, wobei das Trägerelement in einem Gehäuse verankerbar ist. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, dass das Trägerelement des Thermostats in einem Bypass eines Kühlers, bevorzugt eines Ölkühlers, angebracht wird. Weiterhin umfasst der Thermostat ein Ventilelement, das relativ zu dem Trägerelement bewegbar ist. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ventilelement in eine erste Position überführt werden kann, in der das Ventilelement an dem Trägerelement anliegt. Durch das Anliegen des Ventilelements an dem Trägerelement ist ein Kanal, bevorzugt der Bypass, verschließbar. Ebenso ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine von der ersten Position abweichende zweite Position des Ventilelements vorhanden ist, in der der Kanal offenbar ist. Dazu liegt das Ventilelement in der zweiten Position nicht mehr an dem Trägerelement an. Weiterhin umfasst der erfindungsgemäße Thermostat ein Wachselement, das eingerichtet ist, bei einer Temperaturänderung einen Hub zu erzeugen. Insbesondere kann der Hub durch Ausdehnen oder Zusammenziehen des Wachselements entstehen. Das Wachselement ist an dem Trägerelement angeordnet und mechanisch mit dem Ventilelement verbunden. Somit überträgt das Wachselement den Hub auf das Ventilelement, wodurch eine Relativbewegung zwischen Ventilelement und Trägerelement entsteht.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der erfindungsgemäße Thermostat ein erstes elastisches Element auf. Das erste elastische Element übt eine Kraft auf das Ventilelement aus, durch die das Ventilelement in die erste Position gezwungen wird, insbesondere dann, wenn sich das Ventilelement nicht in der ersten Position befindet. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass das Ventilelement durch die Kraft des ersten elastischen Elements gegen das Trägerelement gedrückt wird, insbesondere dann, wenn sich das Ventilelement in der ersten Position befindet. Bevorzugt ist durch das Anpressen des Ventilelements an das Trägerelement ein Abdichten des Kanals gewährleistbar. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das erste elastische Element derart eingerichtet ist, dass ein vordefinierter Druck auf das Ventilelement das Ventilelement aus der ersten Position heraus bewegt. Somit ist der Kanal durch den vordefinierten Druck offenbar. Auf diese Weise wird vorteilhaft ermöglicht, dass ein Fluid bei zu hohem Druck in den Kanal entweichen kann, so dass der Thermostat auch als Überdruckventil verwendbar ist.
Das Ventilelement ist vorteilhafterweise derart aufgebaut, dass dieses eine erste konvexe Oberfläche aufweist. Die erste konvexe Oberfläche dichtet bevorzugt die erste Öffnung des Trägerelements ab, wenn sich das Ventilelement in der ersten Position befindet. Das Abdichten der ersten Öffnung bedeutet bevorzugt auch ein Verschließen des Kanals.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Thermostaten ist das Ventilelement linear bewegbar. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass das Ventilelement linear von dem Trägerelement weg bewegbar ist und linear auf das Trägerelement zu bewegbar ist. Somit kann insbesondere ein linearer Hub des Wachselements direkt in eine lineare Bewegung des Ventilelements umgesetzt werden.
Bevorzugt ist außerdem vorgesehen, dass das Ventilelement in einer dritten Position an dem Trägerelement und/oder an dem Gehäuse anliegt und so den Kanal verschließt. Die dritte Position ist unterschiedlich von der ersten Position und der zweiten Position. Das überführen des Ventilelements in die dritte Position geschieht bevorzugt stets über die zweite Position, so dass ein Überführen des Ventilelements von der ersten Position in die dritte Position und umgekehrt bei Umgehung der zweiten Position nicht möglich ist.
Das Ventilelement weist vorteilhafterweise eine zweite konvexe Oberfläche auf, die in der dritten Position eine zweite Öffnung des Trägerelements und/oder des Gehäuses abdichtet. Bevorzugt ist die zweite Oberfläche gleich wie die erste Oberfläche ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ventilelement linear von der ersten Position in die dritte Position bewegbar, wobei die zweite Position jede Zwischenposition zwischen der ersten und der dritten Position ist. Bevorzugt wird daher ein linearer Hub des Wachselements in eine lineare Bewegung des Ventilelements umgesetzt, wobei der Kanal bei zunehmendem Hub durch das Ventilelement zunächst geöffnet und anschließend wieder geschlossen wird.
Bevorzugt ist außerdem vorgesehen, dass der Thermostat ein zweites elastisches Element aufweist. Das zweite elastische Element ist zwischen dem Trägerelement und dem Wachselement angeordnet und dient besonders bevorzugt als Ausgleichselement. Daher ist es möglich, dass ein Hub des Wachselements eine Bewegung des Ventilelements und alternativ oder zusätzlich eine Kontraktion oder Expansion des zweiten elastischen Elements bewirkt. So ist insbesondere möglich, dass ein Hub des Wachselements auch dann ausführbar ist, wenn das Ventilelement nicht mehr bewegbar ist, was insbesondere dann auftritt, wenn sich das Ventilelement in der dritten Position befindet.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Komponente eines Ölkreislaufs, insbesondere eines Ölkreislaufs in einem Fahrzeug. Die erfindungsgemäße Komponente umfasst einen Thermostat wie zuvor beschrieben und ein Gehäuse, in dem der Thermostat angeordnet ist. Das Gehäuse weist einen Öleingang und einen ersten Ölausgang auf, wobei das Wachselement derart angeordnet ist, dass ein Öl, das von dem Öleingang zu dem ersten Ölausgang strömt, das Wachselement umspült. Weiterhin ist durch das Ventilelement ein zweiter Ölausgang offenbar und verschließbar, wobei der zweite Ölausgang den Beginn des Kanals darstellt. Dies bedeutet, dass mit dem erfindungsgemäßen Thermostat innerhalb der Komponente gesteuert werden kann, ob ein durch den Öleingang eintretendes Öl durch den ersten Ölausgang oder bevorzugt durch den zweiten Ölausgang geleitet werden soll.
Die erfindungsgemäße Komponente ist bevorzugt derart ausgebildet, dass der erste Ölausgang mit einem Ölkühler verbunden ist und der Kanal einen Bypass des Ölkühlers darstellt. Daher kann das öl entweder durch den ersten Ölausgang in den Ölkühler gelangen oder durch den zweiten Ölausgang an dem Ölkühler vorbeigeleitet werden. Auf diese Weise ist eine Temperaturregelung des Öls möglich.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen: Figur 1 eine erste schematische Ansicht des Thermostaten gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung innerhalb eines Gehäuses, Figur 2 eine zweite schematische Ansicht des Thermostaten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung innerhalb eines Gehäuses,
Figur 3 eine schematische Ansicht der Komponente gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 4 eine erste schematische Ansicht des Thermostaten gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung innerhalb eines Gehäuses,
Figur 5 eine zweite schematische Ansicht des Thermostaten gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung innerhalb eines Gehäuses, und
Figur 6 eine dritte schematische Ansicht des Thermostaten gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung innerhalb eines Gehäuses, Die Figuren 1 und 2 zeigen schematische Ansichten eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dargestellt ist jeweils ein Thermostat 1 , der zum besseren Verständnis in einem Gehäuse 3 dargestellt ist.
Der Thermostat 1 umfasst ein Trägerelement 2, das in dem Gehäuse 3 verankert ist. Das Trägerelement 2 weist bevorzugt einen Dichtungsbereich 17 zur Aufnahme einer Dichtung auf, mit der das Trägerelement gegenüber dem Gehäuse 3 abdichtbar ist, so dass ein Austreten von Fluid aus dem Gehäuse 3 vermieden wird. Das Trägerelement 2 weist die Form eines Hohlzylinders auf, dessen Mantelfläche wiederum Ausnehmungen aufweist, so dass Fluid in das Innere des Hohlzylinders eindringen kann. An dem Trägerelement 2 ist ein Wachselement 6 befestigt, wobei das Wachselement insbesondere im Inneren des Hohlzylinders angeordnet ist. Das Wachselement ist mechanisch mit einem Ventilelement 4 verbunden. Das Ventilelement 4 ist relativ zu dem Trägerelement beweglich, wobei eine ausschließliche Bewegungsrichtung des Ventilelements 4 parallel zu einer Längsachse oder Symmetrieachse des Hohlzylinders ist. In einer ersten Position liegt das Ventilelement 4 an dem Trägerelement 2 an. Dieser Fall ist in Figur 1 dargestellt. In einer zweiten Position liegt das Ventilelement 4 nicht an dem Trägerelement 2 an. Dieser Fall ist in Figur 2 gezeigt.
Figur 1 zeigt das Ventilelement 4 in der ersten Position. Somit liegt das Ventilelement 4 an dem Trägerelement 2 an, um den Kanal 5 zu verschließen. Dazu weist das Ventilelement 4 eine erste konvexe Oberfläche 8 auf, die eine erste Öffnung 9 des Trägerelements 2 verschließt. Auf diese Weise kann ein Fluid nicht in den Kanal 5 eindringen. Ein erstes elastisches Element 7 drückt die erste konvexe Oberfläche 8 in die erste Öffnung 9, so dass eine Abdichtung erfolgt. Das erste elastische Element 7 ist bevorzugt eine Spiralfeder.
Zum Öffnen des Kanals 5 muss das Ventilelement 4 gegen die Rückstellkraft des ersten elastischen Elements 7 aus der ersten Position heraus in die zweite Position verschoben werden. Dies kann auf zwei Arten erfolgen: Zum einen ist es möglich, dass das Wachselement 6 einen Hub erzeugt, der ausreicht, um das Ventilelement 4 zu verschieben, zum anderen ist es möglich, dass ein Fluid einen derartigen Druck erzeugt, dass die Rückstellkraft des ersten elastischen Elements 7 überwunden wird. In beiden Fällen kann Fluid durch die erste Öffnung 9 strömen und somit in den Kanal 5 gelangen.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Thermostat 1 ein Regelelement zum Öffnen und Schließen eines Kanals 5, der einen Bypass eines Ölkühlers darstellt. Daher weist das Gehäuse 3 einen Öleingang 14 auf, in den ein Öl einbringbar ist und einen ersten Ölausgang 15 auf, aus dem das Öl entnehmbar ist. Das Trägerelement 2 des Thermostaten 1 ist vorteilhafterweise derart innerhalb des Gehäuses 3 angeordnet, dass ein Umströmen des Wachselements 6 stattfindet, wenn das Öl innerhalb des Gehäuses von dem Öleingang 14 zu dem ersten Ölausgang 15 strömt. Daher gleicht sich die Temperatur des Wachselements 6 an die Temperatur des Öls an, so dass bei einer Änderung der Temperatur des Öls ein Hub des Wachselements 6 erzeugt wird. Daher kann der Thermostat 1 anhand der Temperatur des Öls den Öffnungsgrad des als Bypass fungierenden Kanals 5 regeln. Figur 3 zeigt ein eine schematische Ansicht der Komponente eines Ölkreislaufes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei wurde der Übersicht halber das Trägerelement 2 des Thermostaten 1 nicht dargestellt.
Hieraus ist ersichtlich, dass der erste Ölausgang 15 mit einem Ölkühler verbindbar ist, wobei der Ölkühler das aufgenommene Öl über eine Rückführung 18 wieder abgibt. Somit erstreckt sich der Kanal 5 als Bypass von dem Öleingang 14 zu der Rückführung. Das durch den Öleingang 14 tretende öl kann somit entweder über den ersten Ölausgang 15 an den Ölkühler geleitet werden, oder über einen zweiten Ölausgang 16 an den Kanal 5, um den Ölkühler zu umgehen. Der zweite Ölausgang 16 wird durch die erste Öffnung 9 des Trägerelements 2 gebildet und ist daher verschließbar und offenbar.
Der erfindungsgemäße Thermostat 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist daher eingerichtet, einen Ölfluss zwischen dem Ölkühler und dem Bypass des ölkühlers aufzuteilen. Dabei ist bei geringen Temperaturen des Öls der Bypass geschlossen, um das sich durch den Verbrennungsmotor schneller erwärmende Kühlmittel zum Aufheizen des Öls zu verwenden. In diesem Fall kühlt der Ölkühler nicht das Öl, sondern erwärmt dieses. Daher kann eine Betriebstemperatur des Öls sehr schnell erreicht werden.
Sobald das Öl die Betriebstemperatur erreicht hat, soll es auf dieser Temperatur gehalten werden. Daher ist eine weitere Kopplung an den Temperaturverlauf des Kühlmittels nicht sinnvoll. Der Thermostat 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel trägt diesem Sachverhalt Rechnung, indem das Wachselement 6 durch Erzeugen eines Hubs das Ventilelement 4 in die zweite Position überführt und somit die erste Öffnung 9 öffnet. Es kann Öl durch den Kanal 5 fließen und somit den Ölkühler umgehen. Im Ergebnis ist die Öltemperatur größtenteils von der Temperatur des Kühlmittels entkoppelt.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen den Thermostat 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei wurden gleiche Bezugsziffern für gleiche oder gleichartige Bauteile verwendet. Die zweite Ausführungsform ist identisch zu der ersten Ausführungsform, wobei folgende Elemente hinzugefügt sind: Das Ventilelement 4 des Thermostaten 1 des zweiten Ausführungsbeispiels weist eine zweite konvexe Oberfläche 10 auf. Diese zweite konvexe Oberfläche 10 ist eingerichtet, eine zweite Öffnung 1 1 zu verschließen. Die zweite Öffnung ist entweder ein Teilbereich des Trägerelements 2 oder ein Teilbereich des Gehäuses 3. Somit existiert für das Ventilelement 4 eine dritte Position, in der die zweite Öffnung 1 1 durch die zweite konvexe Oberfläche 10 verschlossen ist. Das Verschließen der zweiten Öffnung 1 1 bedeutet auch ein Verschließen des Kanals 5. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann das Ventilelement 4 drei Positionen aufweisen: die erste Position des Ventilelements 4 verschließt den Kanal 5. Dies ist in Figur 4 gezeigt, wobei diese Position identisch zu der in Figur 1 gezeigten Position des ersten Ausführungsbeispiels ist. Die zweite Position des Ventilelements 4 ist in Figur 5 dargestellt und analog zu dem in Figur 2 dargestellten Fall des ersten Ausführungsbeispiels. Der Kanal 5 ist daher geöffnet.
Die dritte Position des Ventilelements ist in Figur 6 dargestellt. Hier unterscheidet sich das erste Ausführungsbeispiel von dem zweiten Ausführungsbeispiel, da das zweite Ausführungsbeispiel zeigt, dass bei steigenden Temperaturen des das Wachselement 6 umströmenden Fluids der Kanal 5 geschlossen wird. Sobald das Wachselement 6 einen vordefinierten Hub erzeugt, wird die zweite konvexe Oberfläche 10 in die zweite Öffnung 1 1 gedrückt, so dass der Kanal 5 verschlossen wird. Analog zu dem oben genannten Anwendungsfall der Ölkühlung ist in der dritten Position eine maximale Kühlleistung einstellbar. Wie bereits in der ersten Position ist der Kanal 5 verschlossen und der gesamte Ölstrom wird durch den Ölkühler geleitet. Somit kann verhindert werden, dass die Temperatur des Öls weiter ansteigt. Der Thermostat 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weißt außerdem ein zweites elastisches Element 12 auf. Das zweite elastische Element 12 ist zwischen dem Trägerelement 2 und dem Wachselement 6 angeordnet, so dass das zweite elastische Element 12 eine Ausgleichsfunktion übernehmen kann. Insbesondere in dem Fall, dass sich das Ventilelement 4 in der dritten Position befindet, ist eine weitere Bewegung des Ventilelements 4 nicht möglich. Daher nimmt das zweite elastische Element 12 den verbleibenden Hub des Wachselements 6 auf. Insbesondere ist das zweite elastische Element 12 eine Spiralfeder.
Bezugszeichenliste: 1 Thermostat
2 Trägerelement
3 Gehäuse
4 Ventilelement
5 Kanal
6 Wachselement
7 Erstes elastisches Element
8 Erste konvexe Oberfläche
9 Erste Öffnung des Trägerelements (konkave Oberfläche)
10 Zweite Konvexe Oberfläche
1 1 Zweite Öffnung des Trägerelements/ des Gehäuses (konkave Oberfläche)
12 Zweites elastisches Element
13 Komponente
14 Öleingang
15 Erster Ölausgang
16 Zweiter Ölausgang
17 Dichtungsbereich
18 Rückführung

Claims

Patentansprüche:
1. Thermostat (1 ), umfassend
- ein Trägerelement (2), das in einem Gehäuse (3) verankerbar ist,
- ein Ventilelement (4), das relativ zu dem Trägerelement (2)
bewegbar ist, wobei das Ventilelement (4)
- in einer ersten Position an dem Trägerelement (2) anliegt, wodurch ein Kanal (5) innerhalb des Gehäuses (3) verschließbar ist und
- in einer zweiten Position, die von der ersten Position unterschiedlich ist, nicht an dem Trägerelement (2) anliegt, wodurch der Kanal (5) offenbar ist, und
- ein Wachselement (6), das an dem Trägerelement (2)
angeordnet und mit dem Ventilelement (4) mechanisch verbunden ist und das eingerichtet ist, bei einer
Temperaturänderung einen Hub zu erzeugen, mit dem das Ventilelement (4) bewegbar ist.
2. Thermostat (1 ) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch ein erstes elastisches Element (7), das eine Kraft auf das Ventilelement (4) in Richtung der ersten Position ausübt und/oder das das Ventilelement (4) gegen das Trägerelement (2) drückt.
3. Thermostat (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elastische Element (7) derart eingerichtet ist, dass ein vordefinierter Druck auf das Ventilelement (4) das Ventilelement (4) aus der ersten Position heraus bewegt. Thermostat (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (4) zumindest eine erste konvexe Oberfläche (8) aufweist, die in der ersten Position eine erste Öffnung (9) des Trägerelements (2) abdichtet.
Thermostat (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (2) linear bewegbar ist.
Thermostat (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (2) in einer dritten Position, die unterschiedlich von der ersten Position und der zweiten Position ist, an dem Trägerelement (2) und/oder an dem Gehäuse (3) anliegt, wodurch der Kanal (5) verschließbar ist.
Thermostat (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (2) zumindest eine zweite konvexe Oberfläche (10) aufweist, die in der dritten Position eine zweite Öffnung (1 1 ) des Trägerelements (2) und/oder des Gehäuses (3) abdichtet.
Thermostat (1 ) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (2) linear von der ersten Position in die dritte Position bewegbar ist, wobei die zweite Position jede Zwischenposition zwischen der ersten Position und der dritten Position ist.
9. Thermostat (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zweites elastisches Element (12), das zwischen Trägerelement (2) und Wachselement (6) angeordnet ist.
10. Komponente (13) eines Ölkreislaufs, insbesondere eines Fahrzeugs, umfassend
- ein Gehäuse (3),
- einen in dem Gehäuse (3) angeordneten Thermostat (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- das Wachselement (6) zwischen einem Öleingang (14) und
einem ersten Ölausgang (15) angeordnet ist und von einem Öl umspülbar ist, und
- durch das Ventilelement (4) ein zweiter ölausgang (16) offenbar und verschließbar ist, der in den Beginn des Kanals (5) darstellt.
1 1 . Komponente nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Ölkühler, wobei der erste Ölausgang (15) mit dem Ölkühler verbunden ist und der Kanal (5) einen Bypass des Ölkühlers bildet.
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