WO2018103870A1 - Ventilmodul für einen ölkreislauf einer verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Ventilmodul für einen ölkreislauf einer verbrennungskraftmaschine Download PDF

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WO2018103870A1
WO2018103870A1 PCT/EP2017/001116 EP2017001116W WO2018103870A1 WO 2018103870 A1 WO2018103870 A1 WO 2018103870A1 EP 2017001116 W EP2017001116 W EP 2017001116W WO 2018103870 A1 WO2018103870 A1 WO 2018103870A1
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WO
WIPO (PCT)
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oil
valve
bypass
opening
flow
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/001116
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Sander
Lionel Le Clech
Thomas Seemüller
Original Assignee
Daimler Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Daimler Ag filed Critical Daimler Ag
Publication of WO2018103870A1 publication Critical patent/WO2018103870A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/16—Controlling lubricant pressure or quantity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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

Definitions

  • Valve module for an oil circuit of an internal combustion engine
  • the invention relates to a valve module for an oil circuit a
  • thermostats are used to regulate media temperatures. With the aid of these thermostats, it is generally possible to pass respective media streams through a media cooler or to pass them past the media cooler.
  • Such thermostats may be formed, for example, as a coolant or oil thermostats, the latter may be involved in oil circuits of internal combustion engines. In particular, in such oil circuits and check valves are used, which should prevent that occurs at an engine stop unwanted emptying of the oil circuit. In a subsequent engine start can by maintaining an oil filling of the
  • a thermostatic pressure relief valve in which a cylindrical valve member, a helical compression spring and a cylindrical expansion element are inserted one behind the other into a, opening into a flow passage bore of a valve housing of the thermostatic pressure relief valve.
  • this flows into the bore and thereby moves the cylindrical valve member against a spring force of the helical compression spring until the cylindrical valve member releases a discharge opening in the valve housing, through which finally the fluid can escape from the valve housing.
  • an oil-coolant module which has a housing with an oil thermostatic receptacle. Furthermore, the housing has a first receiving space for an oil filter and a second receiving space for an oil-water heat exchanger.
  • Object of the present invention is to provide a valve module for an oil circuit of an internal combustion engine of the type mentioned, which has a particularly high functionality.
  • the invention is based on a valve module for an oil circuit
  • An internal combustion engine having a valve housing which has an oil inlet opening for introducing a main oil flow into a housing interior of the valve housing, an oil outlet opening for discharging a control oil flow from the housing interior, and a first bypass opening arranged between the oil inlet opening and the oil outlet, for discharging a first bypass oil flow, and with a valve spool, which for adjusting the control oil flow and the first bypass oil flow between the oil inlet opening and the oil outlet opening at least between a blocking position in which the valve spool covers the first bypass opening, in a first bypass position, in which the valve spool flows through the first
  • the valve spool may be formed, for example, as a valve piston.
  • valve slide can be displaceable axially along the valve housing.
  • the valve housing, the valve slide and the spring element can form a so-called main valve stage of the valve module.
  • the control oil flow can be supplied to a, an oil pan of the oil circuit, and thus correspond to engine oil flow to be diverted.
  • the control oil flow can depend both on the extent to which the valve spool covers the first bypass opening, as well as how the pilot valve is actuated, that is, whether the pilot valve is open or closed, for example.
  • valve slide as
  • Thermostatic slide is formed and has a first slide opening, which releases in the first bypass position, the passage of the first bypass oil flow through the first bypass opening and a second slide opening, which releases in a second bypass position of the valve spool, a flow of a second bypass oil flow through a second bypass opening of the valve housing.
  • the valve module on the one hand act as a pressure relief valve and on the other hand can also take over thermostat functions.
  • the valve module has a particularly high functionality compared to systems known from the prior art, in which pressure-limiting valves and thermostat are formed separately.
  • two functions can be integrated in one component. This is advantageously accompanied by a cost reduction and reduction of a number of components in the oil circuit.
  • first bypass oil flow or the second bypass oil flow can be conducted to the internal combustion engine via a main oil passage in order to communicate with them
  • the valve module allows a load-dependent oil pressure control
  • pilot valve designed as a solenoid valve pilot valve can be controlled via an engine control unit of the internal combustion engine.
  • the oil outlet opening can be oil-conducting connected to the oil pan by means of the pilot valve.
  • the pilot valve can therefore allow an oil return into the oil pan, whereby the control oil flow exiting via the oil outlet opening can be adjustable by actuating the pilot valve.
  • About the oil inlet opening of the main oil flow can be promoted by means of an oil pump from the oil pan into the housing interior of the valve housing.
  • the valve spool covers the first bypass opening in its second bypass position and the second bypass opening in its first bypass position. This is advantageous, since in this way a particularly targeted guiding of the main oil flow in the form of the first bypass oil flow or of the second bypass oil flow is made possible.
  • valve module has a pilot-connected to the ⁇ lauslassö réelle pilot valve for adjusting the control oil flow and the valve spool is in response to an operating condition of the pilot valve against the spring force and in dependence on the main oil pressure in at least one of
  • Bypass positions displaced to release an outflow of the respective bypass oil flow are advantageous, since a particularly accurate metering (regulation) of the respective bypass oil flow to be supplied to the internal combustion engine is made possible by such a pilot valve.
  • the valve spool can be positioned in the first bypass position by closing the pilot valve as well as by the main oil pressure, which can act counter to the spring force.
  • the closed pilot valve can be a Abvien the control oil flow, so feeding the
  • At least part of the main oil flow can be via the second slide opening and the second bypass opening as the second bypass oil flow, for example in the form of a low-temperature engine oil flow
  • the pilot valve is arranged in the valve housing. This is advantageous since the valve module can thereby be made particularly compact and lightweight.
  • a check valve for preventing a backflow of the control oil flow in the direction of the oil inlet opening is provided at the throughflow opening. This is advantageous because this check valve makes it possible to provide the control oil flow with a flow rate dependent on the respective opening forces of the check valve.
  • the check valve may be closed, for example, in the blocking position and in the respective
  • a leakage bore is provided in a region of the oil outlet opening which has a smaller diameter than the oil outlet opening. This is advantageous because, in the case of possible malfunctions of the valve module, it is also possible to return engine oil to the fluid circuit, for example into the oil sump, via the leakage bore. As a result, further, for example, any overpressure-related damage can be avoided.
  • the area can correspond to a housing area in which the spring element can be arranged.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an exemplary of the invention
  • FIG. 2 is a further schematic representation of the valve module, wherein the
  • Valve spool is positioned in a first bypass position
  • Fig. 3 is a further schematic representation of the valve module, wherein the
  • Valve spool is positioned in a second bypass position.
  • valve module 10 for an oil circuit 12 of an internal combustion engine 52 shown only in FIG.
  • valve module 10 and the internal combustion engine 52 may in the
  • an oil heater may be integrated into the oil circuit 12, although this is not shown here.
  • the valve module 10 comprises a valve housing 14 which has an oil inlet opening 16 for introducing a main oil flow 18 into a housing interior 20 of the valve housing 14, an oil outlet opening 22 for discharging a controlled oil flow 24 from the housing
  • the discharge of the first bypass oil stream 28 is shown in FIG. 2.
  • valve housing 14 has a, likewise between the oil inlet 16 and the oil outlet 22 and in a, by an arrow direction of
  • Bypass opening 26 disposed second bypass opening 50, via which a shown in Fig. 3, second bypass oil flow 48 from the housing interior 20 of the valve housing 14 and the internal combustion engine 52 can be fed by mediation of an oil cooler 70 shown only in Fig. 1.
  • the valve module 10 also includes a valve spool 30, which for adjusting the control oil flow 24 (for setting a control pressure of the control oil flow) and the two Bypass oil streams 28, 48 between the oil inlet opening 16 and the oil outlet opening 22 at least between a blocking position shown in FIG. 1, in which the valve spool 30, the two bypass openings 26, 50, and respective, the bypass openings
  • the valve slide 30 in the present case has two opposing first
  • first bypass position 32 at least one of the first slide openings 42 allows the first bypass oil flow 28 to flow through the first bypass opening 26.
  • second bypass position 46 at least one of the second slide openings 44 allows the second bypass oil flow 48 to flow through the second bypass opening 50 of the valve housing 14
  • the valve spool 30 further has one, the oil inlet 16 and the oil outlet 22 oil-conducting
  • Check valve 60 for preventing backflow of the control oil flow 24 in the direction of the oil inlet opening 16 is provided.
  • valve spool 30 may be in addition to the locking position and the respective
  • Bypass positions 32, 46 are also generally displaced into a plurality of different, but not shown here intermediate positions. Accordingly, in a first intermediate position, it is possible for the first bypass oil flow 28 to be led out via one of the first slide openings 42 and the first bypass opening 26 in the direction of the internal combustion engine 52. At the same time, an outflow from the two discharge openings 27, 51 (and thus a return flow of oil in the oil pan 54) blocked by the valve spool 30, so it can be prevented.
  • Bypass opening 50 in the direction of the internal combustion engine 52 may be possible, at the same time the outflow from the two Abêtö Maschinenen 27, 51 (and thus a Backflow of oil in the oil pan 54) blocked by the valve spool 30, so can be prevented.
  • the valve module 10 further comprises a spring element 36, by means of which a, dependent on a main oil pressure of the main oil flow 18 spring force for displacing the valve spool 30 between the valve housing 14 and the valve spool 30 is transferable to the valve spool 30 between the locking position and the respective bypass positions 32nd , 46 or the intermediate positions to move.
  • a leakage hole 62 is provided, which has a smaller diameter than the ⁇ lauslassö réelle 22.
  • the area 64 generally corresponds to a housing portion of the
  • Valve housing 14 in which the spring element 36 is received In which the spring element 36 is received.
  • the area 64 is generally limited by the valve housing 14 and the valve slide 30.
  • An interior of the region 64, in which the spring element 36 is received, is, as can be seen from the combination of FIG. 2 with FIG. 3, by the displacement of the valve spool 30 variable.
  • Valve module 10 includes a pilot valve 38 oil-conductively coupled to oil discharge port 22 for adjusting the control oil flow 24, and valve spool 30 is biased against the spring force and depending on the main oil pressure in response to a respective operating condition of pilot valve 38
  • the pilot valve 38 may be arranged by slight modification of the valve housing 14 in this, although this is not shown in detail here.
  • FIG. 1 shows the valve module 10 in an idle state, in which the valve slide 30 closes the respective bypass openings 26, 50 in the said blocking position and the check valve 60 closes the throughflow opening 34.
  • the main oil pressure of the main oil flow 18 is therefore not sufficient to open the check valve 60, which accordingly no engine oil to the oil outlet 22 and thus reaches the pilot valve 38.
  • FIG. 2 shows the valve module 10 in a first operating state, in which the valve slide 30 is positioned in the first bypass position 32.
  • the first bypass opening 26 may also be referred to as Kaltölauslass over which, for example, during a warm-up phase of the internal combustion engine 52, the first bypass oil flow 28 as a cold oil stream and as part of the main oil stream 18 can be discharged from the housing interior 20 and guided in the direction of the internal combustion engine 52 , A remaining oil content of the main oil flow 18 presses the check valve 60 and thus enters the interior of the region 64. Since the pilot valve 38 may be closed during the warm-up phase of the internal combustion engine 52 (see FIG. 2), this oil fraction flows out of the region 64 exclusively the leakage hole 62 back into the oil pan 54th
  • FIG. 3 shows the valve module 10 in a second operating state, in which the valve slide 30 is positioned in the second bypass position 46.
  • the second bypass opening 50 can also be referred to as a hot oil outlet, via which, when the internal combustion engine 52 is warm, the second bypass oil stream 48 can be discharged from the housing interior 20 as a warm oil stream and as part of the main oil stream 18 and directed in the direction of the internal combustion engine 52.
  • a further remaining oil content of the main oil stream 18 can press the check valve 60 and thus reach the interior of the area 64. Since the pilot valve 38 in the operating temperature of the
  • Internal combustion engine 52 may be open, for example due to a control by means of an engine control unit not shown here (see Fig. 3), at least a subset of the oil content of the main oil stream 18 passes as the
  • the present valve module 10 assumes the function of a check valve or pressure relief valve and the function of a thermostat in a component and therefore has a particularly high functionality.
  • the valve spool 30, which can also be referred to as a main spool, can thus be designed so that it performs the two functions check valve, or pressure relief valve and thermostatic valve. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventilmodul (10) für einen Ölkreislauf (12) einer Verbrennungskraftmaschine (52), wobei in einem Ventilgehäuse (14) ein Ventilschieber (30) aufgenommen und zwischen einer Sperrposition und verschiedenen Bypasspositionen (32, 46) verlagerbar ist. Der Ventilschieber (30) ist als Thermostatschieber ausgebildet und weist jeweilige Schieberöffnungen (42, 44) auf, über welche jeweilige Bypassölströme (28, 48) in den verschiedenen Bypasspositionen (32, 46) aus dem Ventilgehäuse (14) ausleitbar sind.

Description

Ventilmodul für einen Ölkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Ventilmodul für einen Ölkreislauf einer
Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Verbrennungsmotoren werden Thermostate zur Regulierung von Medientemperaturen eingesetzt. Mithilfe dieser Thermostate können in der Regel jeweilige Medienströme über einen Medienkühler geleitet, bzw. an dem Medienkühler vorbeigeführt werden. Derartige Thermostate können beispielsweise als Kühlmittel- oder Ölthermostate ausgebildet sein, wobei letztere in Ölkreisläufen von Verbrennungsmotoren eingebunden sein können. Insbesondere in solchen Ölkreisläufen werden auch Rückschlagventile eingesetzt, welche vermeiden sollen dass bei einem Motorstopp eine unerwünschte Entleerung des Ölkreislaufes eintritt. Bei einem anschließenden Motorstart kann durch Aufrechterhalten einer Ölbefüllung des
Ölkreislaufes mittels solcher Rückschlagventile ein schnellerer Aufbau eines
erforderlichen Öldrucks im Ölkreislauf erfolgen. So lässt sich insbesondere bei einem Start-Stopp-Betrieb der Verschleiß von Verbrennungsmotoren reduzieren.
Aus der DE 10 2009 023 824 A1 ist ein Thermostat-Druckbegrenzungsventil bekannt, bei welchem ein zylindrisches Ventilglied, eine Schraubendruckfeder und ein zylindrisches Dehnstoffelement hintereinander in eine, in einen Strömungskanal mündende Bohrung eines Ventilgehäuses des Thermostat-Druckbegrenzungsventils eingesetzt sind. Beim Beaufschlagen des Strömungskanals dieses Ventils mit einem Fluid strömt dieses in die Bohrung und bewegt dabei das zylindrische Ventilglied entgegen einer Federkraft der Schraubendruckfeder, bis das zylindrische Ventilglied eine Abströmöffnung in dem Ventilgehäuse freigibt, über welche schließlich das Fluid aus dem Ventilgehäuse austreten kann. Aus der DE 10 2008 032 494 A1 ist ein Öl-Kühlmittel-Modul bekannt, welches ein Gehäuse mit einer Ölthermostataufnahme aufweist. Des Weiteren weist das Gehäuse einen ersten Aufnahmeraum für einen Ölfilter und einen zweiten Aufnahmeraum für einen Öl-Wasser-Wärmetauscher auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ventilmodul für einen Ölkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches eine besonders hohe Funktionalität aufweist.
Diese Aufgabe wird durch ein Ventilmodul für einen Ölkreislauf einer
Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung geht von einem Ventilmodul für einen Ölkreislauf einer
Verbrennungskraftmaschine, mit einem Ventilgehäuse, welches eine Öleinlassöffnung zum Einleiten eines Hauptölstroms in einen Gehäuseinnenraum des Ventilgehäuses, eine Ölauslassöffnung zum Ausleiten eines Regelölstroms aus dem Gehäuseinnenraum, sowie eine zwischen der Öleinlassöffnung und der Ölauslassöffnung angeordnete, erste Bypassöffnung zum Ausleiten eines ersten Bypassölstroms aufweist, sowie mit einem Ventilschieber, welcher zum Einstellen des Regelölstroms und des ersten Bypassölstroms zwischen der Öleinlassöffnung und der Ölauslassöffnung zumindest zwischen einer Sperrposition, in welcher der Ventilschieber die erste Bypassöffnung bedeckt, in eine erste Bypassposition, in welcher der Ventilschieber ein Durchströmen des ersten
Bypassölstroms durch die erste Bypassöffnung freigibt, verlagerbar ist, und welcher eine, die Öleinlassöffnung und die Ölauslassöffnung ölleitend verbindende Durchströmöffnung aufweist, und mit einem Federelement, mittels welchem eine, von einem Hauptöldruck des Hauptölstroms abhängige Federkraft zum Verlagern des Ventilschiebers zwischen dem Ventilgehäuse und dem Ventilschieber übertragbar ist, aus. Der Ventilschieber kann beispielsweise als Ventilkolben ausgebildet sein. Durch das Bedecken der ersten
Bypassöffnung durch den Ventilschieber in dessen Sperrposition kann ein Austreten des ersten Bypassölstroms über die erste Bypassöffnung blockiert sein. Der Ventilschieber kann bei dessen Verlagerung entlang einer Längsachse des Ventilgehäuses axial entlang dem Ventilgehäuse verschiebbar sein. Das Ventilgehäuse, der Ventilschieber sowie das Federelement können dabei eine sogenannte Hauptventilstufe des Ventilmoduls bilden. Der Regelölstrom kann einem, einer Ölwanne des Ölkreislaufs zuzuführenden, und damit abzusteuernden Motorölstrom entsprechen. Der Regelölstrom kann dabei sowohl davon abhängen, in welchem Maße der Ventilschieber die erste Bypassöffnung bedeckt, als auch davon, wie das Pilotventil angesteuert wird, also ob das Pilotventil beispielsweise geöffnet oder geschlossen ist.
Um nun ein Ventilmodul bereitzustellen, welches eine besonders hohe Funktionalität aufweist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Ventilschieber als
Thermostatschieber ausgebildet ist und eine erste Schieberöffnung aufweist, welche in der ersten Bypassposition das Durchströmen des ersten Bypassölstroms durch die erste Bypassöffnung freigibt und eine zweite Schieberöffnung aufweist, welche in einer zweiten Bypassposition des Ventilschiebers ein Durchströmen eines zweiten Bypassölstroms durch eine zweite Bypassöffnung des Ventilgehäuses freigibt. Dies ist von Vorteil, da das Ventilmodul einerseits als Druckbegrenzungsventil fungieren und andererseits auch Thermostatfunktionen übernehmen kann. Dadurch weist das Ventilmodul gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Systemen, bei welchen Druckbegrenzungsventile und Thermostat getrennt ausgebildet sind, eine besonders hohe Funktionalität auf. Es können also vorliegend zwei Funktionen in einem Bauteil integriert sein. Damit geht in vorteilhafter Weise eine Kostensenkung und Reduzierung einer Bauteilanzahl in dem Ölkreislauf einher. Des Weiteren kann eine Druckverlustreduzierung beim Betrieb des Ventilmoduls also bei dessen Durchströmen mit Motoröl im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Systemen, sowie eine verbesserte Wartungsfreundlichkeit erzielt werden. Der erste Bypassölstrom bzw. der zweite Bypassölstrom können, je nachdem, ob die erste Bypassposition oder die zweite Bypassposition eingestellt ist, über einen Hauptölkanal zur Verbrennungskraftmaschine geführt werden, um diese mit
Schmiermittel zu versorgen.
Das Ventilmodul ermöglicht eine lastabhängige Öldruckregelung, wobei das
beispielsweise als Magnetventil ausgebildete Pilotventil über ein Motorsteuergerät der Verbrennungskraftmaschine angesteuert werden kann. Die Ölauslassöffnung kann unter Vermittlung des Pilotventils mit der Ölwanne ölleitend verbunden sein. Das Pilotventil kann also eine Ölrückführung in die Ölwanne ermöglichen, wobei durch Betätigung des Pilotventils der über die Ölauslassöffnung austretende Regelölstrom einstellbar sein kann. Über die Öleinlassöffnung kann der Hauptölstrom mittels einer Ölpumpe aus der Ölwanne in den Gehäuseinnenraum des Ventilgehäuses gefördert werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung bedeckt der Ventilschieber in dessen zweiter Bypassposition die erste Bypassöffnung und in dessen erster Bypassposition die zweite Bypassöffnung. Dies ist von Vorteil, da hierdurch ein besonders gezieltes Führen des Hauptölstroms in Form des ersten Bypassölstroms bzw. des zweiten Bypassölstroms ermöglicht ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Ventilmodul ein ölleitend mit der Ölauslassöffnung gekoppeltes Pilotventil zum Einstellen des Regelölstroms auf und der Ventilschieber ist in Abhängigkeit eines Betriebszustand des Pilotventils entgegen der Federkraft und in Abhängigkeit von dem Hauptöldruck in zumindest eine der
Bypasspositionen verlagerbar, um ein Ausströmen des jeweiligen Bypassölstroms freizugeben. Dies ist von Vorteil, da durch ein derartiges Pilotventil eine besonders genaue Dosierung (Regelung) des der Verbrennungskraftmaschine zuzuführenden, jeweiligen Bypassölstroms ermöglicht ist.
Über die erste Schieberöffnung sowie die erste Bypassöffnung kann in der ersten Bypassposition zumindest ein Teil des Hauptölstroms als der erste Bypassölstrom, beispielsweise in Form eines kalten Motorölstroms abgesteuert und beispielsweise einer Ölheizung des Ölkreislaufs zugeführt werden. Der Ventilschieber kann hierzu durch Schließen des Pilotventils sowie durch den Hauptöldruck, welcher entgegen der Federkraft wirken kann in der ersten Bypassposition positioniert sein. Das geschlossene Pilotventil kann dabei ein Absteuern des Regelölstroms, also ein Zuführen des
Regelölstroms in die Ölwanne unterbinden.
Über die zweite Schieberöffnung sowie die zweite Bypassöffnung kann in der zweiten Bypassposition zumindest ein Teil des Hauptölstroms als der zweite Bypassölstrom, beispielsweise in Form eines betriebswarmen Motorölstroms der
Verbrennungskraftmaschine zugeführt werden. Der restliche Teil kann als der
Regelölstrom in die Ölwanne zurückgeführt werden, sofern das Pilotventil geöffnet wird. Dadurch ist insgesamt auf besonders einfache Art und Weise sowohl eine
Thermostatregelung, als auch eine zuverlässige Schmiermittelversorgung der
Verbrennungskraftmaschine mittels des Ölmoduls ermöglicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Pilotventil in dem Ventilgehäuse angeordnet. Dies ist von Vorteil, da das Ventilmodul dadurch besonders kompakt und leicht ausgebildet sein kann. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist an der Durchströmöffnung ein Rückschlagventil zum Unterbinden eines Rückströmens des Regelölstroms in Richtung der Öleinlassöffnung vorgesehen. Dies ist von Vorteil, da durch dieses Rückschlagventil ein Bereitstellen des Regelölstroms mit einer, von jeweiligen Öffnungskräften des Rückschlagventils abhängigen Durchflussmenge ermöglicht ist. Das Rückschlagventil kann beispielsweise in der Sperrstellung verschlossen sein und in den jeweiligen
Bypasspositionen und in Abhängigkeit von dem Hauptöldruck geöffnet sein, um zumindest einen Teil des Hauptölstroms als Regelölstrom an der Olauslassöffnung bereitzustellen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in einem Bereich der Olauslassöffnung eine Leckagebohrung vorgesehen, welche einen kleineren Durchmesser aufweist, als die Olauslassöffnung. Dies ist von Vorteil, da über die Leckagebohrung auch bei etwaigen Fehlfunktionen des Ventilmoduls ein Rückführen von Motoröl beispielsweise in den Fluidkreislauf, also beispielsweise in die Ölwanne ermöglicht ist. Dadurch können weitere, beispielsweise etwaige, überdruckbedingte Beschädigungen vermieden werden. Der Bereich kann dabei einem Gehäusebereich entsprechen, in welchem das Federelement angeordnet sein kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. 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.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer für die Erfindung beispielhaften
Ausführungsform eines Ventilmoduls, welches in einen Ölkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine integriert ist, wobei ein Ventilschieber des Ventilmoduls in einer Sperrposition positioniert ist; Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung des Ventilmoduls, wobei der
Ventilschieber in einer ersten Bypassposition positioniert ist; und
Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung des Ventilmoduls, wobei der
Ventilschieber in einer zweiten Bypassposition positioniert ist.
Fig. 1 , Fig. 2 und Fig. 3 zeigen jeweils schematische Darstellung einer für die Erfindung beispielhaften Ausführungsform eines Ventilmoduls 10 für einen vorliegend lediglich in Fig. 1 dargestellten Ölkreislauf 12 einer Verbrennungskraftmaschine 52.
Neben dem Ventilmodul 10 und der Verbrennungskraftmaschine 52 kann in den
Ölkreislauf 12 - wie in Fig. 1 gezeigt ist - auch eine Ölwanne 54, eine Ölpumpe 56 sowie ein Ölfilter 58 eingebunden sein, wobei das Ventilmodul 10 im vorliegenden
Ausführungsbeispiel zwischen der Ölpumpe 56 und einem Hauptölkanal 40, über welchen die Verbrennungskraftmaschine 52 mit Motoröl versorgbar ist, angeordnet ist. Zusätzlich kann auch beispielsweise noch eine Ölheizung in den Ölkreislauf 12 eingebunden sein, wenngleich dies vorliegend nicht gezeigt ist.
Das Ventilmodul 10 umfasst ein Ventilgehäuse 14 welches eine Oleinlassöffnung 16 zum Einleiten eines Hauptölstroms 18 in einen Gehäuseinnenraum 20 des Ventilgehäuses 14, eine Ölauslassöffnung 22 zum Ausleiten eines Regelölstroms 24 aus dem
Gehäuseinnenraum 20 sowie eine, zwischen der Oleinlassöffnung 16 und der
Ölauslassöffnung 22 angeordnete, erste Bypassöffnung 26 zum Ausleiten eines ersten Bypassölstroms 28 und dadurch zur Ölversorgung der Verbrennungskraftmaschine 52 aufweist. Das Ausleiten des ersten Bypassölstroms 28 ist in Fig. 2 gezeigt.
Des Weiteren weist das Ventilgehäuse 14 eine, ebenfalls zwischen der Oleinlassöffnung 16 und der Ölauslassöffnung 22 sowie in einer, durch eine Pfeilrichtung des
Hauptölstroms 18 angegebenen Hauptströmungsrichtung neben der ersten
Bypassöffnung 26 angeordnete zweite Bypassöffnung 50 auf, über welche ein in Fig. 3 gezeigter, zweiter Bypassölstrom 48 aus dem Gehäuseinnenraum 20 des Ventilgehäuses 14 ausleitbar und der Verbrennungskraftmaschine 52 unter Vermittlung eines, lediglich in Fig. 1 gezeigten, Ölkühlers 70 zuführbar ist.
Das Ventilmodul 10 umfasst zudem einen Ventilschieber 30, welcher zum Einstellen des Regelölstroms 24 (zum Einstellen eines Regeldrucks des Regelölstroms) und der beiden Bypassölströme 28, 48 zwischen der Öleinlassöffnung 16 und der Ölauslassöffnung 22 zumindest zwischen einer in Fig. 1 gezeigten Sperrposition, in welcher der Ventilschieber 30 die beiden Bypassöffnungen 26, 50, sowie jeweilige, den Bypassöffnungen
gegenüberliegende, Absteueröffnungen 27, 51 des Ventilgehäuses 14 bedeckt, und jeweiligen Bypasspositionen, nämlich einer, in Fig. 2 gezeigten, ersten Bypassposition 32 und einer, in Fig. 3 gezeigten, zweiten Bypassposition 46 verlagerbar ist. Über die Absteueröffnungen 27, 51 kann in den verschiedenen Bypasspositionen 32, 46 zumindest ein Teil der jeweiligen Bypassölströme 28, 48 abgesteuert und in die Ölwanne 54 zurückgeführt werden. Dieses Absteuern eines Teils der Bypassölströme 28, 48 ist in den Fig. 2 bzw. Fig. 3 gezeigt.
Der Ventilschieber 30 weist vorliegend zwei einander gegenüberliegende erste
Schieberöffnungen 42 sowie zwei, neben den Schieberöffnungen 42 angeordnete, zweite Schieberöffnungen 44 auf. In der ersten Bypassposition 32 ermöglicht zumindest eine der ersten Schieberöffnungen 42 das Durchströmen des ersten Bypassölstroms 28 durch die erste Bypassöffnung 26. In der zweiten Bypassposition 46 ermöglicht zumindest eine der zweiten Schieberöffnungen 44 ein Durchströmen des zweiten Bypassölstroms 48 durch die zweite Bypassöffnung 50 des Ventilgehäuses 14. Der Ventilschieber 30 weist des Weiteren eine, die Öleinlassöffnung 16 und die Ölauslassöffnung 22 ölleitend
verbindende Durchströmöffnung 34 auf. An der Durchströmöffnung 34 ist ein
Rückschlagventil 60 zum Unterbinden eines Rückströmens des Regelölstroms 24 in Richtung der Öleinlassöffnung 16 vorgesehen.
Der Ventilschieber 30 kann zusätzlich zu der Sperrposition und den jeweiligen
Bypasspositionen 32, 46 auch allgemein in mehrere, voneinander verschiedene, jedoch hier nicht weiter gezeigte Zwischenpositionen verlagert werden. Dementsprechend kann in einer ersten Zwischenposition ein Ausleiten des ersten Bypassölstroms 28 über eine der ersten Schieberöffnungen 42 und die erste Bypassöffnung 26 in Richtung der Verbrennungskraftmaschine 52 ermöglicht sein .wobei gleichzeitig ein Ausströmen aus den beiden Absteueröffnungen 27, 51 (und damit ein Rückströmen von Öl in die Ölwanne 54) durch den Ventilschieber 30 blockiert, also unterbunden sein kann.
In einer zweiten Zwischenposition kann hingegen ein Ausleiten des zweiten
Bypassölstroms 48 über eine der zweiten Schieberöffnungen 44 und die zweite
Bypassöffnung 50 in Richtung der Verbrennungskraftmaschine 52 ermöglicht sein, wobei gleichzeitig das Ausströmen aus den beiden Absteueröffnungen 27, 51 (und damit ein Rückströmen von Öl in die Ölwanne 54) durch den Ventilschieber 30 blockiert, also unterbunden sein kann.
Das Ventilmodul 10 umfasst des Weiteren ein Federelement 36, mittels welchem eine, von einem Hauptöldruck des Hauptölstroms 18 abhängige Federkraft zum Verlagern des Ventilschiebers 30 zwischen dem Ventilgehäuse 14 und dem Ventilschieber 30 übertragbar ist, um den Ventilschieber 30 zwischen der Sperrposition und den jeweiligen Bypasspositionen 32, 46 bzw. den Zwischenpositionen zu bewegen.
In einem Bereich 64 und dabei neben der Ölauslassöffnung 22 ist eine Leckagebohrung 62 vorgesehen, welche einen kleineren Durchmesser aufweist, als die Ölauslassöffnung 22. Der Bereich 64 entspricht dabei allgemein einem Gehäusebereich des
Ventilgehäuses 14, in welchem das Federelement 36 aufgenommen ist. Der Bereich 64 ist dabei allgemein durch das Ventilgehäuse 14 und den Ventilschieber 30 begrenzt. Ein Innenraum des Bereichs 64, in welchem das Federelement 36 aufgenommen ist, ist, wie aus der Zusammenschau der Fig. 2 mit der Fig. 3 hervorgeht, durch das Verlagern des Ventilschiebers 30 veränderbar.
Wie aus der Zusammenschau von Fig. 2 und Fig. 3 hervorgeht, bedeckt der
Ventilschieber 30 in dessen zweiter Bypassposition 46 die erste Bypassöffnung 26 und in dessen erster Bypassposition 32 die zweite Bypassöffnung 50.
Das Ventilmodul 10 umfasst ein ölleitend mit der Ölauslassöffnung 22 gekoppeltes Pilotventil 38 zum Einstellen des Regelölstroms 24 und der Ventilschieber 30 ist in Abhängigkeit von einem jeweiligen Betriebszustand des Pilotventils 38 entgegen der Federkraft und in Abhängigkeit von dem Hauptöldruck in die verschiedenen
Bypasspositionen 32, 46 bzw. Zwischenpositionen verlagerbar, um beispielsweise ein Ausströmen der jeweiligen Bypassölströme 28, 48 freizugeben. Das Pilotventil 38 kann durch leichte Modifikation des Ventilgehäuses 14 auch in diesem angeordnet sein, wenngleich dies vorliegend nicht näher dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt das Ventilmodul 10 in einem Ruhezustand, in welchem der Ventilschieber 30 in der besagten Sperrposition die jeweiligen Bypassöffnungen 26, 50 verschließt und das Rückschlagventil 60 die Durchströmöffnung 34 verschließt. Der Hauptöldruck des Hauptölstroms 18 reicht dabei also nicht aus, das Rückschlagventil 60 zu öffnen, wodurch dementsprechend kein Motoröl zu der Ölauslassöffnung 22 und damit zu dem Pilotventil 38 gelangt. Fig. 2 zeigt das Ventilmodul 10 in einem ersten Betriebszustand, in welchem der Ventilschieber 30 in der ersten Bypassposition 32 positioniert ist. Hierdurch ist ein Ausströmen des ersten Bypassölstroms 28 über die erste Bypassöffnung 26 ermöglicht. Die erste Bypassöffnung 26 kann auch als Kaltölauslass bezeichnet werden, über welchen, beispielsweise während einer Warmlauf phase der Verbrennungskraftmaschine 52, der erste Bypassölstrom 28 als kalter Ölstrom und als Teil des Hauptölstroms 18 aus dem Gehäuseinnenraum 20 ausgeleitet und in Richtung der Verbrennungskraftmaschine 52 geführt werden kann. Ein verbleibender Ölanteil des Hauptölstroms 18 drückt das Rückschlagventil 60 auf und gelangt somit in den Innenraum des Bereichs 64. Da das Pilotventil 38 in der Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine 52 geschlossen sein kann (siehe Fig. 2), strömt dieser Ölanteil aus dem Bereich 64 ausschließlich über die Leckagebohrung 62 zurück in die Ölwanne 54.
Fig. 3 zeigt das Ventilmodul 10 in einem zweiten Betriebszustand, in welchem der Ventilschieber 30 in der zweiten Bypassposition 46 positioniert ist. Hierdurch ist ein Ausströmen des zweiten Bypassölstroms 48 über die zweite Bypassöffnung 50 ermöglicht. Die zweite Bypassöffnung 50 kann auch als Warmölauslass bezeichnet werden, über welchen, im betriebswarmen Zustand der Verbrennungskraftmaschine 52 der zweite Bypassölstrom 48 als warmer Ölstrom und als Teil des Hauptölstroms 18 aus dem Gehäuseinnenraum 20 ausgeleitet und in Richtung der Verbrennungskraftmaschine 52 geführt werden kann. Ein wiederum verbleibender Ölanteil des Hauptölstroms 18 kann das Rückschlagventil 60 aufdrücken und somit in den Innenraum des Bereichs 64 gelangen. Da das Pilotventil 38 im betriebswarmen Zustand der
Verbrennungskraftmaschine 52 beispielsweise infolge einer Ansteuerung mittels eines hier nicht weiter dargestellten Motorsteuergeräts geöffnet sein (siehe Fig. 3) kann, gelangt zumindest eine Teilmenge des Ölanteils des Hauptölstroms 18 als der
Regelölstrom 24 auch über das Pilotventil 38 in die Ölwanne 54.
Das vorliegende Ventilmodul 10 übernimmt die Funktion eines Rückschlagventils bzw. Druckbegrenzungsventils sowie die Funktion eines Thermostats in einem Bauteil und weist aus diesem Grund eine besonders hohe Funktionalität auf. Der Ventilschieber 30, welcher auch als Hauptschieber bezeichnet werden kann, kann dabei also so ausgelegt sein, dass er die beiden Funktionen Rückschlagventil, bzw. Druckbegrenzungsventil und Thermostatschieber wahrnimmt. Bezugszeichenliste
10 Ventilmodul
12 Ölkreislauf
14 Ventilgehäuse
16 Öleinlassöffnung
18 Hauptölstrom
20 Gehäuseinnenraum
22 Ölauslassöffnung
24 Regelölstrom
26 erste Bypassöffnung
27 erste Absteueröffnung
28 erster Bypassölstrom
30 Ventilschieber
32 erste Bypassposition
34 Durchströmöffnung
36 Federelement
38 Pilotventil
40 Hauptölkanal
42 erste Schieberöffnung
44 zweite Schieberöffnung
46 zweite Bypassposition
48 zweite Bypassölstrom
50 zweite Bypassöffnung
51 zweite Absteueröffnung
52 Verbrennungskraftmaschine
54 Ölwanne
56 Ölpumpe
58 Ölfilter
60 Rückschlagventil Leckagebohrung
Bereich
Anschlag
Dichtung
Ölkühler

Claims

Patentansprüche
1. Ventilmodul (10) für einen Ölkreislauf (12) einer Verbrennungskraftmaschine (52),
- mit einem Ventilgehäuse (14), welches eine Oleinlassöffnung (16) zum
Einleiten eines Hauptölstroms (18) in einen Gehäuseinnenraum (20) des Ventilgehäuses (14), eine Ölauslassöffnung (22) zum Ausleiten eines Regelölstroms (24) aus dem Gehäuseinnenraum (20), sowie eine zwischen der Oleinlassöffnung (16) und der Ölauslassöffnung (22) angeordnete, erste Bypassöffnung (26) zum Ausleiten eines ersten Bypassölstroms (28) aufweist, sowie
- mit einem Ventilschieber (30), welcher zum Einstellen des Regelölstroms (24) und des ersten Bypassölstroms (28) zwischen der Oleinlassöffnung (16) und der Ölauslassöffnung (22) zumindest zwischen einer Sperrposition, in welcher der Ventilschieber (30) die erste Bypassöffnung (26) bedeckt, in eine erste Bypassposition (32), in welcher der Ventilschieber (30) ein Durchströmen des ersten Bypassölstroms (28) durch die erste Bypassöffnung (26) freigibt, verlagerbar ist, und welcher eine, die Oleinlassöffnung (16) und die Ölauslassöffnung (22) ölleitend verbindende Durchströmöffnung (34) aufweist, und
- mit einem Federelement (36), mittels welchem eine, von einem
Hauptöldruck des Hauptölstroms (18) abhängige Federkraft zum Verlagern des Ventilschiebers (30) zwischen dem Ventilgehäuse (14) und dem
Ventilschieber übertragbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ventilschieber (30) als Thermostatschieber ausgebildet ist und eine erste Schieberöffnung (42) aufweist, welche in der ersten Bypassposition (32) das Durchströmen des ersten Bypassölstroms (28) durch die erste Bypassöffnung (26) freigibt und eine zweite Schieberöffnung (44) aufweist, welche in einer zweiten Bypassposition (46) des Ventilschiebers (30) ein Durchströmen eines zweiten Bypassölstroms (48) durch eine zweite Bypassöffnung (50) des Ventilgehäuses (14) freigibt.
2. Ventilmodul (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ventilschieber (30) in dessen zweiter Bypassposition (46) die erste
Bypassöffnung (26) bedeckt und in dessen erster Bypassposition (32) die zweite Bypassöffnung (50) bedeckt.
3. Ventilmodul (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Ventilmodul (10) ein ölleitend mit der Ölauslassöffnung (22) gekoppeltes Pilotventil (38) zum Einstellen des Regelölstroms (24) aufweist und der
Ventilschieber (30) in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Pilotventils (38) entgegen der Federkraft und in Abhängigkeit von dem Hauptöldruck in zumindest eine der Bypasspositionen (32, 46) verlagerbar ist, um ein Ausströmen des jeweiligen Bypassölstroms (28, 48) freizugeben.
4. Ventilmodul (10) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Pilotventil (38) in dem Ventilgehäuse (14) angeordnet ist.
5. Ventilmodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
an der Durchströmöffnung ein Rückschlagventil (60) zum Unterbinden eines Rückströmens des Regelölstroms (24) in Richtung der Öleinlassöffnung (16) vorgesehen ist.
6. Ventilmodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich (64) neben der Olauslassöffnung (22) eine Leckagebohrung (62) vorgesehen ist, welche einen kleineren Durchmesser aufweist, als die
Olauslassöffnung (22).
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