CN109642670A

CN109642670A - 具有弹簧元件的温度控制装置

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Publication number: CN109642670A
Application number: CN201780052526.6A
Authority: CN
Inventors: M·潘德茲阿勒克; W·邦茨
Original assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Current assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2019-04-16
Also published as: WO2018002207A1; US20190203836A1; DE112017003286A5; DE202016107299U1

Abstract

本发明涉及一种用于冷却或加热热交换器流体的温度控制装置。本发明还涉及一种具有根据本发明的温度控制装置的油冷却器和液压系统，并且涉及一种具有根据本发明的液压系统、根据本发明的油冷却器和/或根据本发明的温度控制装置的内燃机。用于冷却或加热热交换器流体的温度控制装置(1)具有基板(200)和热交换器元件(800)，其中，该基板(200)具有至少一个通流开口(2)作为热交换器流体的入口或出口。此外，所述温度控制装置的特征在于弹簧元件(100)，该弹簧元件具有弹簧板(110)和用于弹簧板(110)的保持区域(120)，该保持区域连接域弹簧板(110)并至少在一些区域围绕弹簧板；用于邻抵弹簧板的弹簧板座，以及可选地，用于在基板(200)中和/或邻近基板(200)接纳弹簧元件(100)的接纳区域，其中，在弹簧板(110)的垂直于其面积延伸范围的投影中，弹簧板(110)设置在通流开口(2)内。

Description

具有弹簧元件的温度控制装置

本发明涉及一种用于冷却或加热热交换器流体的温度控制装置。本发明还涉及一种具有根据本发明的温度控制装置的油冷却器和液压系统，并且涉及一种具有根据本发明的液压系统和/或根据本发明的油冷却器和/或根据本发明的温度控制装置的内燃机。

作为机动车辆的温度控制装置中的热交换器流体，具体地使用油、水(可选地与添加剂混合)和空气。油的基本目的主要是包括部件的润滑、力传递、腐蚀保护和冷却。具体地在内燃机中，油的高沸点使得可以冷却经受高热负荷的部件，例如活塞和曲轴箱。为了不过度损害润滑性能和油的使用寿命，油的温度不得过度地升高或降低。具体地，发动机的小型化对油提出了很高的要求，因为具有较小的曲轴箱表面积和增加的部件密度的较小的安装空间降低了从发动机和油中散热的可能性。同时，发动机的强制进气导致更高的燃烧室温度，这意味着需要通过冷却油来更高效地散热。然而，在其它应用中，例如在燃料、即汽油或柴油的温度控制的应用中，空气可能足以作为热交换器流体。

通常，温度控制装置包括基板，该基板可以用于限定温度控制装置的形状并用于将温度控制装置紧固到配对部件上，并且用于关闭温度控制装置。在所述基板中设置至少一个通流开口作为热交换器流体的入口或出口。已经由入口进入温度控制装置的热交换器流体可以沿至少一个热交换器元件释放或吸收热量。热交换器元件内的热传递可选地在油和水之间或在油和空气之间进行。阀用于调节温度控制装置中的热交换器流体的通流。为此，通常在基板平面上的正交投影中使用设置成与至少一个通流开口重叠的阀。通过将阀压入基板的其中一个表面或压入附连于其上的连接件来紧固阀。这种传统阀的缺点在于通常由多个组成元件组成的阀必须作为附加部件集成到系统中，从而增加了部件的数量和复杂性。此外，为了使用这种阀，必须特别地采用现有系统，随后这种阀在单独的操作步骤中安装。最后，阀具有相对大的部件体积，因此需要过多的安装空间。通常，必须在配对部件中制造特别提供的切口，以便能够容纳阀。

因此，本发明的目的是提供允许简单且成本有效地集成到现有系统中的温度控制装置。阀应尽可能以节省空间的方式以及以最低的组装耗费集成进来。最后，必须确保阀的快速和平稳的打开和关闭，以及当阀处于关闭状态时的可靠密封。另外的目的是提供具有这种温度控制装置的油冷却器、液压系统和内燃机。

该目的通过根据权利要求1的温度控制装置、根据权利要求22的油冷却器、根据权利要求23的液压系统和根据权利要求24的内燃机来实现。在从属权利要求中给出了根据本发明的温度控制装置的有利的改进。

根据本发明的用于冷却或加热热交换器流体的温度控制装置具有至少一个热交换器元件和基板，该基板具有至少一个通流开口作为热交换器流体的入口或出口。所述温度控制装置还包括弹簧元件，该弹簧元件具有弹簧板和连接于弹簧板的保持区域，以及用于支承弹簧板的弹簧板座。弹簧板的垂直于其面积延伸范围的平行投影设置在通流开口内。弹簧板可以用于关闭然后打开流体通道、具体地是油通道，从而能够允许或防止热交换器流体、具体地是油流通过通流开口流动，其中，弹簧板可关闭基板自身中的通流开口或关闭另一开口，例如设置在附加功能层中的开口。也可以限制通流而不阻止通流。根据本发明的温度控制装置还可具有接纳区域，该接纳区域也称为邻抵区域(支承区域)。

连接区域和保持区域至少在一些区域中围绕弹簧板，其中，连接区域将弹簧板相对于温度控制装置固定就位，例如固定在基板上、在附加层上或在配对部件上。弹簧板沿径向向外的方向过渡到保持区域中，并且保持区域可选地经由位于保持区域和连接区域之间的偏转区域过渡到连接区域中。连接区域用于将弹簧元件接纳在温度控制装置中、即在基板中和/或邻近基板。根据本发明的温度控制装置附加地具有弹簧板座，该弹簧板座作为弹簧板的邻抵部(支承部)。

这种温度控制装置能够使弹簧元件易于集成，这减少了部件的数量和系统复杂性。通过将弹簧元件集成在温度控制装置中，也不需要任何额外的组装耗费。弹簧元件由于其简单的设计也可以具有非常小的尺寸。此外，弹簧元件可以设置在通流开口内，由此降低了机械损坏的风险。这还能够在温度控制装置中实现特别节省空间的集成。由于这种节省空间的设计，该系统还能以非常灵活的方式与不同的系统和各种相邻的部件、例如发动机组或其它配对部件组合，并且可以在这些系统和部件中使用。最后，弹簧板的小尺寸和相关联的低惯性质量也确保了弹簧板的快速以及平滑的打开和关闭。

根据本发明的温度控制装置可具有邻近基板的附加层，所述附加层有利地平行于基板的平面延伸。它具有至少一个通流开口，该通流开口通常延伸通过温度控制装置的至少一个区域并且可选地还通过附加地提供的各层，并且通过可选地提供的诸如连接件之类的其它功能元件。这意味着可选地提供的附加层和功能元件也可具有开口。在这种情况下，可选地提供的单独各层和附加功能元件中的开口的净宽度可以是不同或相同的尺寸。开口也可具有不同的形状或者可细分为部分开口。如果所述开口中的一些或全部设置成彼此对准或至少彼此同心，则特别有利，但它们也可以是非同心的。因此，通流开口延伸穿过温度控制装置的各层和各元件，但不一定必须垂直于基板的平面连续地延伸，而是也可具有偏移或分支。

在有利的实施例中，温度控制装置具有连接件，该连接件设置在基板的一侧上并且可选地连接于基板或通过基板接合。连接件可以受力配合、形状配合和/或材料结合的方式连接于基板。特别地，连接件可以焊接到基板上。连接件提供连接柔性细长空心体的可能性，例如用于传输热交换器流体的软管。为此，连接件的自由端优选地远离至少一个热交换器元件。连接件的壁可至少在一些区域中、特别是在壁与基板的接触区域中设置成绕通流开口延伸、有利地与通流开口同心。然后，连接件的开口横截面有利地与基板中的通流开口的开口横截面重叠。

弹簧元件可以在一些部段中邻接基板，并且至少在一些部分中可设置在由连接件界定的区域内。具体地，弹簧元件的连接区域和/或保持区域可以材料结合、形状配合和/或受力配合的方式连接于基板、连接件、另外的层和/或配对部件。

温度控制装置具有用于邻抵(支承)弹簧板的弹簧板座。这可以构造为弹簧元件、基板、附加层、另外的功能元件、连接件和/或配对部件的一部分。弹簧元件自身中的弹簧板座优选地与相邻部件中的弹簧板座组合。

温度控制装置有利地具有带有通孔的弹簧板座。通孔也可形成在弹簧元件中、基板中、诸如功能层之类的附加层中、附加功能元件中、连接件中、配对部件中或另外的部件中。因此，在基板、连接件或配对部件中，它将被称为通流开口。通孔的垂直于其面积延伸范围(平面延伸)的投影位于弹簧板内。换言之，通孔的净宽度小于弹簧板的直径。因此，通孔的正交投影也位于通流开口内。因此，通孔和通流开口形成热交换器流体的可能的通道。如果通孔和通流开口彼此同心地设置，则特别有利，但它们也可以是非同心的。

用于邻抵(支承)弹簧板的弹簧板座设置成绕所述通孔延伸。所述弹簧板座可构造为弹簧元件、基板、诸如功能层之类的附加层、另外的功能元件、连接件、配对部件或另外的部件的一部分。然后，弹簧板可选地具有比开口的净宽度更大的直径，并且可至少在一些区域中、在没有向弹簧板施加压力的状态下或在通流开口关闭的状态下搁置在弹簧板上。弹簧板座至少包括接触面、即弹簧板和邻抵部接触的面。弹簧板座还可包括邻近接触面的区域。这意味着弹簧板座可由邻近通孔的周向边缘的区域形成。这里，相邻区域应理解为意指直接邻接开口的周向边缘的区域。

弹簧板座和弹簧板一起形成阀，该阀的开口(开度)由弹簧板座中的通孔提供。如果弹簧板自身也设有通孔，则形成的是百叶式(Blenden)止回阀而不是简单的阀。

有利地，弹簧板座具有提升元件，例如诸如珠缘(起伏部)或(例如波纹状的)轮廓、金属环、凸缘、扁平弹性体涂层或例如通过注射成型的橡胶元件之类的提升元件，所述提升元件沿弹簧板的方向突出。弹簧板可部分地或完全地搁置在该提升元件上。

如果提升元件形成在弹簧板自身中，则弹簧板以提升元件搁置在另外的部件上，这个另外的部件优选地具有另外的弹簧板座，其中，所述另外的弹簧板座可在没有提升元件的情况下构造。

然而，也可以构造具有提升元件的弹簧板和弹簧板座，其中，弹簧板、弹簧板座和提升元件彼此叠置。结果，可以实现比单个层更大的提升度。

因此，提升元件形成弹簧板的邻抵部(支承部)，该邻抵部一方面改善了弹簧板座和弹簧板之间的密封，另一方面反向于通流方向将弹簧板预加载。弹簧板的打开性能可以通过该提升元件的设计以及通过弹簧板借助于其保持元件和/或可选地提供的偏转区域来进行的预加载来限定。

在有利的改进中，温度控制装置包括第一功能层、具体地是密封层，该第一功能层邻近基板的表面设置并且具有弹簧板座和通孔。功能层可以是例如薄金属层。例如通过至少在一些区域中涂覆的弹性体涂层，这种层可以至少在一些区域中涂覆，以实现改善的密封效果。此外，功能层可具有密封起伏部。功能层能够在弹簧板座的区域中以及在基板和相邻的部件、即配对部件之间实现特别好的密封。与其它垫圈相比，该垫圈特别有利，因为它可以通过使用起伏部和涂层在占用少量空间的同时提供优异的密封效果。

弹簧板和保持区域可一体地形成。在保持区域外部的连接区域也可与保持区域一体地形成。这具有以下优点：不必将各个部件彼此连结，这大大减少了组装耗费。在这种构造中，弹簧元件的制造费用相对较低。

在特别有利的改进中，弹簧元件构造为整个层的一部分，即弹簧元件包含在层中，该层也可以称为弹簧层。具体地，包括其保持区域的弹簧元件的净宽度可大于或等于通流开口的直径的两倍，具体地是大于或等于基板中的通流开口的最小直径的两倍。具体地，弹簧板、保持区域和连接区域可构造为弹簧层的一部分或者构造为邻近基板的另外的层，具体地是第一功能层。由此可以实现复杂性的进一步降低，因为不同部件的数量进一步减少。同样，进一步减少了组装耗费和制造费用。在该改进中，在温度控制装置中不需要接纳区域。

在替代的改进中，弹簧元件不是作为整个层的一部分而是作为不包含在层中的单独的弹簧元件和/或功能元件，即不是这种层的一体的且材料上一致的部分。具体地，在这种情况下，包括其保持区域在内的弹簧元件的净宽度可小于通流开口的直径的两倍，具体地是小于基板中的通流开口的最小直径的两倍。在这种情况下，弹簧元件可有利地接纳在例如基板、连接件、另一层、或者配对部件的至少一个表面中邻近通流开口的凹部中。

弹簧元件可以材料结合、形状配合和/或受力配合的方式紧固。

例如，弹簧元件可在保持区域中焊接到基板、连接件、另外的层和/或配对部件，从而实现材料结合的连接。

形状配合(式)连接具体地有利于但不限于弹簧元件不是整个层的一部分的实施例。

在特别有利的实施例中，接纳区域构造为基板中的、附加层中的或配对部件中的第一凹部，该凹部至少在一些部段中围绕通流开口的周向边缘延伸，并且从基板的、附加层的或配对部件的表面围绕通流开口的周向边缘以阶梯状方式缩进。因此，在该实施例中，基板、附加层或配对部件在第一侧上、围绕至少一个通流开口的周向边缘具有从通流开口缩进的第一阶梯状第一凹部。可连续地围绕周向边缘或仅在一些部段中提供该凹部。弹簧元件可以安装在该凹部中。连接区域和/或保持区域突出到该凹部中。因此，至少在一侧上通过凹部的壁实现形状配合。另一方面，形状配合可以通过另外的部件确保，例如基板、另外的层、连接件或配对部件。如果弹簧元件可以实现为整个层的一部分但有困难，或者如果出于设计原因不期望这样做，则这样的实施例可能是有利的。

受力配合(式)连接特别是在、但不限于弹簧元件包含在层中的的实施例中是有利的。在这种情况下，包含弹簧元件的层可位于诸如配对部件、层或功能元件之类的部件之间；可以通过正交于包含弹簧元件的层的平面的力建立受力配合连接。具体地当相对于彼此定位的部件通过可释放或不可释放的连接元件彼此连结时，可以实现这种力或法向力。在这种情况下，不需要如前述实施例中的凹部。

在特别有利的情况下，弹簧元件的连接区域和/或保持区域设置和/或紧固在基板与第一功能层、另外的层和/或配对部件之间。有利地，基板的平面与第一功能层的、另外的层的和/或配对部件的平面彼此平行设置。这些层可以受力配合、形状配合和/或材料结合的方式相对于彼此连接。由此实现了固定连接区域和/或保持区域并因此固定弹簧元件的特别安全的方式，因为用于紧固和固定弹簧元件的力可以在大面积上传递。

在有利的改进中，弹簧元件设置在由基板和温度控制装置的可选提供的各层限定的区域内。换言之，弹簧元件的区域没有向外突出，并且温度控制装置的轮廓并不是由弹簧元件的一部分形成。

即使在弹簧元件形成外轮廓的一部分的实施例中，由弹簧元件形成的轮廓区域也至少是非常小的。因此特别节省空间的构造是可能的，这种构造可以容易地与其它部件集成，并且此外不会带来损坏部件、伤害或损伤的任何风险。

有利地，弹簧元件的连接区域和/或保持区域至少在一些区域中构造成围绕通流开口并邻近通流开口延伸。这种构造能够具有节省空间的形状。此外，弹簧元件的接纳可以经由靠近弹簧板的保持区域、可选地提供的偏转区域以及在基板中或邻近基板的连接区域来确保。

此外，弹簧板优选地经由一个或多个保持臂紧固到保持区域，所述保持臂是保持区域的一部分。在径向向外的方向上，弹簧板经由保持臂连接于邻接弹簧元件的保持区域的偏转区域和/或连接区域。优选地，弹簧板经由一个保持臂、两个保持臂、三个保持臂、四个保持臂或多于四个保持臂一体地连接于偏转区域和/或连接区域，其中，至少一个保持臂可以是分支的。该实施例的优点在于臂具体地通过冲压(冲裁、模压)而易于制造，并且不需要任何额外的耗费来连结各个部件。分支设计增加了保持区域的使用寿命。优选地，在弹簧元件的保持区域上提供多个相同的具有基本上相等间距的保持臂，使得弹簧板基本上平行于弹簧板座的平面而打开和关闭。

在有利的实施例中，弹簧元件的保持区域由偏转区域围绕，由此弹簧元件相对于弹簧元件的连接区域在其中延伸的平面偏转、特别是以同样程度围绕。偏转优选地形成为周向的塑料半起伏部，并且因此在弹簧板的一侧上具有大致z形的横截面。

保持区域也可被塑性预变形，即，在没有压力施加于弹簧板的状态下，保持区域的或保持臂的、离弹簧板座的平面最远的部段相对于实际弹簧板在其中延伸的平面偏移。在没有施加压力的状态下，保持臂径向向外延伸、即远离弹簧板座的平面。优选地，弹簧板在没有施加压力的状态下利用预加载抵靠弹簧板座。该实施例的弹簧元件在下文将称为压缩弹簧。偏移量优选地为至少0.4毫米。

在替代实施例中，保持区域没有塑性预变形，而是在没有压力施加于弹簧板的状态下，在弹簧板的平面中或在围绕弹簧板座的区域中延伸，甚至从弹簧板的平面延伸到弹簧板座的平面后面。在后一种情况下存在弹性预变形(部)，并且在前一种情况下根本没有预加载。这两个实施例在下文将称为拉伸弹簧。

在有利的改进中，保持臂可例如以螺旋形方式离开弹簧板。如果弹簧板接着垂直于其面积延伸范围偏转，则它暴露出通孔。在压缩弹簧的情况下，保持臂之间的通流横截面随着弹簧板的偏转增大而减小。在拉伸弹簧的情况下，螺旋臂之间的开口变宽并允许热交换器流体通过。随着拉伸弹簧的弹簧板的偏转增大，保持臂之间的通流横截面增大，热交换器流体可以经由该通流横截面流过通流开口的外周边缘和弹簧板的外周边缘之间。在这两个实施例中，都可以影响所流经的热交换器流体的流动性能。

有利地，通过保持臂的设计、例如通过保持臂的螺旋形状来实现保持臂的垂直于弹簧板的面积延伸范围的预定弹簧特性，例如线性或非线性，具体地是递减的弹簧特性曲线。由此可以控制弹簧板从其弹簧板座或邻抵部的上升(抬起)。

根据本发明的温度控制装置能够实现这样的情况，即热交换器流体可以仅沿一个方向、在本示例中是沿弹簧板由于热交换器流体的压力而从其在第一功能层上的邻抵抬起(上升)的方向流过至少一个通流开口。该方向在下文中将称为主流动方向。结果，在第一功能层中的通孔的周向边缘与弹簧板之间打开(环形)间隙，使得热交换器流体可流过该间隙并且继续流过通孔到温度控制装置的另一侧。作为替代或补充，通孔可设置在弹簧板外部的弹簧元件中，例如设置在可选地提供的偏转区域中。在弹簧元件的合适设计的情况下，这些通孔可仍然在弹簧板的闭合状态下闭合。在相对的方向上，弹簧板由热交换器流体的压力和/或保持臂的预加载而压在弹簧板座上，从而阻止热交换器流体通过通流开口。

具体地，可以预加载弹簧板。为此，预加载力、即法向力可以由弹簧施加在弹簧板上，该弹簧具体地可由保持区域形成。弹簧可构造为压缩弹簧或拉伸弹簧。结果，可以产生按压力，该按压力可以阻止热交换器流体通过通孔，或者该按压力仅当弹簧板的两侧之间的热交换器流体中存在足够大的压力差时才能使热交换器流体通过通孔。

在有利的改进中，弹簧元件、其中一个层、基板或配对部件具有至少一个上升限制元件、也称为行程限制元件，该上升限制元件用于限制弹簧板沿垂直于弹簧板的面积延伸范围的主流方向的行程。结果是可以更快地打开和关闭阀。此外，如果存在上升限制装置，则保持区域和可选地形成在保持区域中的弹簧就被置于较小的应力下。优选地，上升限制元件设置在弹簧元件的背离弹簧板座的一侧上。

上升限制元件有利地设置在通流开口内或通孔的延伸部中、与通流开口的周缘相距一定距离，使得弹簧板沿其上升方向的、即垂直于其面积延伸范围的平行投影设置成与上升限制元件重叠。有利地，该上升限制元件设置成与弹簧板同心，使得弹簧板在最大偏转处居中搁置在上升限制元件上。

上升限制元件可采用不同的几何形状。例如，它可以是板形的上升限制元件，该上升限制元件经由保持臂连接于其余区域；也可以仅设置突出到通流开口中的(一个或多个)臂作为上升限制元件；还可以设想围绕通流开口的周向边缘延伸的突出部，或其它对称或不对称的几何形状。

上升限制元件可具有变形部，例如凸起(例如起伏部或波纹轮廓)、金属环、凸缘或橡胶元件，这些变形部用作弹簧板的邻抵部以限制其打开行程。

上升限制元件可有利地至少在两个连接点处连接于其相邻区域。有利地，连接经由一对或多对相邻的连接点进行。这些连接点可有利地沿着基板或附加层的周向边缘设置，使得连接点的中心设置成沿着通流开口的周向边缘从相应的相邻连接点偏移至少85°。

作为连接元件，可以使用例如一个或多个腹板，所述腹板在沿通流开口的旋转轴线的方向平行投影中突出到通流开口中，并且可选地在其突出到通流开口中的端部处彼此连接。它们可形成跨越通流开口的共同腹板，或者可在它们彼此连接的区域中形成具有三个或更多个腹板元件的星形。在本发明的其它实施例中，所使用的连接元件也可以是自由地突出到通流开口中的仅一个腹板。然后，如果腹板具有0.1毫米至0.9毫米的最小宽度和/或与弹簧元件一体地连接，则是有利的，沿着通孔的周向边缘的周缘的至少25°、有利地至少30°的圆形部段，由该弹簧元件形成腹板。后者对于不与其它腹板元件协配的单独的腹板是特别有利的。在个别情况下，腹板可在最多180°的周缘上连接。然而通常，连接不宽于120°、较佳地90°、具体地是60°的圆形部段。

下文将给出上升限制元件的特别有利的其它实施例。上升限制元件可有利地与基板一体地形成。在这种情况下，例如基板、具体地是由基板形成的通流开口的周向边缘可成形、特别是通过借助压印冲模进行压印而成形，使得在一些区域中通流开口的净宽度或直径减小。例如，这可以由于压缩而在通流开口内形成材料凸块。然后，这种材料凸块或这样的横截面的减小形成上升限制元件。

有利地，上升限制元件可与弹簧元件一体地形成。例如，用作上升限制装置的腹板可由弹簧元件形成。在特别有利的情况下，腹板是已经弯曲一次或多次的腹板，该腹板的沿弹簧板的上升运动方向的平行投影设置成与弹簧板重叠，其中，处于未弯曲状态的腹板邻近保持区域设置(以圆弧形式)，该腹板的纵向端部连接于保持区域或连接于弹簧元件的另一区域。

在另一实施例中，上升限制元件与功能层一体地形成或与另一层一体地形成。在这种情况下，同样特别容易将上升限制元件形成为腹板。

或者，这种上升限制元件也可由第二功能元件形成。然后，该第二功能元件可具有保持区域，该保持区域至少在一些区域中围绕通流开口的周向边缘，并且可以设置在基板中、附加层中或配对部件中的另外的凹部中。在这种情况下，可以使凹部的深度与第二功能元件的保持区域的厚度相对应。结果，温度控制装置可以有利地具有较小的厚度。

有利地，上升限制元件可弹性地安装并且因此形成用于弹簧板的柔性止挡件。对于弹簧板和该弹性安装的上升限制元件的弹簧负荷率可以选择为不同的。因此可以使弹簧板的打开性能沿着打开行程而变化。例如，上升限制元件可具有比弹簧板更高的弹簧负荷率，使得在弹簧板上的压力相同的情况下，弹簧板的打开运动在与上升限制元件接触之后进行得显著更慢或具有更小的偏转。

除了这种上升限制元件以及以与其间隔开、具体地是经由成角度的部段间隔开的方式，在功能层中、在另外的层中或者在另外的功能元件中可提供另外的刚性的第二上升限制元件，该第二上升限制元件本身限制第一弹性上升限制元件的偏转。在给定弹簧板和第一上升限制元件两者的弹簧负荷率的合适的构造的情况下，例如，如果用于第一行进界定元件的弹簧负荷率高于用于弹簧板的弹簧负荷率时，则可以沿着弹簧板的偏转单独地构造弹簧板的打开特性。

设置在上升限制元件中、弹簧元件中、功能层中和/或弹簧板中的轮廓或起伏部有利地具有垂直于所讨论的层的中性轴线所定义的厚度，该厚度在轮廓或起伏部的侧面中比在层平面中相邻的区域中较小，优选地小≥15％、优选地小≥22％。如果提供凸缘区域，则该凸缘区域的厚度可比相邻区域的厚度小、优选地小≥8％。因此，带有凸缘并且包括所述层的自由端的层部段的厚度小于所述层的非凸缘部段的厚度。然而，形成凸缘(卷边/折边)使两层部段的厚度整体增加。

在引言中描述的目的也通过具有根据前述实施例之一的温度控制装置的油冷却器；和具有根据前述实施例之一的温度控制装置的液压系统；以及，通过具有根据前述实施例之一的液压系统或温度控制装置的内燃机来实现。

下面将给出根据本发明的温度控制装置的一些示例，其中相同或相似的元件具有相同或相似的附图标记。因此，可不重复其描述。以下的示例性实施例还包含许多有利的改进和特征，这些改进和特征也适合于单独改进本发明，而不考虑与所讨论的实施例的其它有利特征相结合。不同的示例性实施例的各个特征也可以容易地组合为有利的改进。

附图中：

图1示出了根据本发明的温度控制装置的剖视图，其中在基板和功能层之间具有弹簧层；

图2示出了当弹簧元件的连接区域紧固在基板和功能层之间时，根据本发明的没有弹簧层的另一温度控制装置的剖视图；

图3示出了当弹簧元件的连接区域紧固在两个层或板之间时，根据本发明的没有弹簧层的另一温度控制装置的剖视图；

图4示出了当弹簧元件的连接区域紧固在基板中时，根据本发明的没有弹簧层的另一温度控制装置的剖视图；

图5示出了当弹簧元件的连接区域紧固在基板中时，根据本发明的没有弹簧层的另一温度控制装置的剖视图；

图6示出了根据本发明的另一温度控制装置的剖视图，其中在基板和功能层之间具有弹簧层；

图7示出了当弹簧元件的连接区域紧固在功能层和连接件之间时，根据本发明的没有弹簧层的另一温度控制装置的剖视图；

图8示出了根据本发明的另一温度控制装置的剖视图，其中在基板和功能层之间具有弹簧层；

图9示出了根据本发明的弹簧元件的斜视图，该弹簧元件具有用于温度控制装置的上升限制装置；

图10图9示出了根据本发明的在温度控制装置中使用的上升限制元件的四个平面图；

图11示出了根据本发明的在温度控制装置中使用的弹簧元件的六个平面图；

图12示出了根据本发明的在温度控制装置中使用的提升元件的六个剖视图。

图1示出了温度控制装置1的剖视图，其中，该剖视图具体地示出了通流开口2的区域和位于其中的处于关闭状态的弹簧元件100。这里示出的是弹簧元件100，该弹簧元件100构造为弹簧层145的一部分。弹簧元件100包括板状弹簧板110、保持区域120、偏转区域130’和连接区域130，所有这些都彼此一体地连接、即由弹簧层145一体地形成。弹簧板110在其外周区域处连接于保持区域120。为此，保持臂125径向设置在弹簧板110上，所述保持臂用作压缩弹簧。部段120a、120b、120c表示保持臂125的横截面。通孔124形成在保持臂125之间。

保持区域120在其背离弹簧板110的区域处连接于偏转区域130’。偏转区域130’在两个点132a、132b处弯曲，从而导致偏转区域130’的成角度的形状。由于偏转区域130’中的双重弯曲，连接区域130平行于弹簧板110的平面延伸范围延伸并且与其偏移开。用于使热交换器流体、具体地是油通过的通孔131形成在偏转区域130’的倾斜区域130b’中。因此，在阀的打开状态下，热交换器流体可以流过通孔131或通过保持臂125的120a、120b、120c之间的区域。在图1的水平边界处，连接区域130继续进入弹簧层145，该弹簧层145形成弹簧元件。弹簧层145的不同区域由图中顶部边缘处的各种括号附加地表示。

在剖视图中，功能层300设置在弹簧元件100的层145下方，所述功能层具有与弹簧元件100和弹簧层145的材料类似的材料厚度。功能层300具有通孔320，该通孔320设置在通流开口2内，或者通孔320的开口横截面位于通流开口的开口横截面内，开口的旋转轴线同轴地延伸。通孔320的直径大约比通流开口2的直径小五倍。弹簧层145以其连接区域130搁置在功能层300上。

功能层300具有绕通孔320延伸的密封起伏部315，所述起伏部的起伏部顶部302指向弹簧板110的方向。密封起伏部315是提升元件310，该提升元件310与保持臂125的塑性变形一起确保弹簧板的预加载。其相互作用在弹簧板110上沿密封起伏部315的方向施加预载荷，使得需要特定的压力差以将弹簧板110抬起离开起伏部315。此处，所述起伏部同时形成弹簧板座340。密封起伏部315与弹簧板一起在阀的关闭状态下也形成密封线。密封起伏部315在其侧面上的材料厚度变窄，使得它不形成为专门的弹性密封起伏部。

在剖视图中，基板200显示在弹簧元件100的层145上方。基板200的邻近通流开口2的周向壁280界定通流开口2并限定其直径。具有弹簧元件100的弹簧层145保持在基板200和功能层300之间，并因此将弹簧元件100固定就位。基板的典型厚度可以在0.15毫米到8毫米之间。优选的厚度为0.5毫米至4毫米、特别优选地为0.8毫米至1.8毫米，在每种情况下可包括或可不包括所述阈值。具有入口开口820的第一热交换器元件800的部段显示在基板200上方。

图2以与图1类似的示图示出了根据本发明的另外的温度控制装置1的剖视图。具体地，弹簧元件100关于其打开和关闭特性，在此构造成与前述实施例中的基本相同。然而，与图1相比，图2中的弹簧元件100不是弹簧层145的一体部分，而是构造为单独的弹簧元件。因此，功能元件100具有有限的直径，该直径由连接区域130的外周区域150限定。

为了形状配合地连接到弹簧元件100的连接区域130，基板200具有切口或凹部220，弹簧元件100的连接区域130的外部部段被引入到该切口或凹部220中。此外，在切口220(在其面向功能层300的表面的区域中)的径向外边缘处，基板通过连接区域130的外部部段至少在一些部段中变形，以形成材料凸块221。因此，通过凹部220和材料凸块221实现了形状配合。在图2中未示出相邻的热交换器元件。

图3示出了根据本发明的另外的温度控制装置1的剖视图。此处，弹簧元件100同样不包含在层中，而是构造为单独的弹簧元件100。然而，与前述实施例相反，在弹簧元件100的连接区域130与保持区域120之间没有弯曲或成角度的偏转区域130'，使得在所示的没有施加压力的状态下，仅保持区域120或保持臂125具有塑性变形并且以预加载的方式搁置在提升元件310上。

再次，连接区域130以形状配合的方式紧固在基板200中的凹部220a中。然而，本实施例中的基板200的凹部220a并未设置在功能层300的侧面201上并且邻近功能层300，而是设置在基板200的与功能层300相对的侧面202上、与部件400相邻。因此，通过凹部220a和邻近凹部220a设置的另外的部件400实现了形状配合。此外，图3中示出了另外两个部件500、600，它们在剖视图中位于部件400上方。部件400、500和600是具有入口区域820的热交换器元件800的一部分。

图4以与图1类似的示图示出了根据本发明的另外的温度控制装置3的剖视图。温度控制装置1类似于图3中的变型，但是连接区域130的紧固再次不同。在该实施例中，凹部220b同样在基板200中提供。然而，在凹部220b附近和上方没有提供另外的部件以及另外的层。因此，为了实现凹部220b中的连接区域130的形状配合连接，在基板200的上表面202’上以类似于图2中的变型的方式形成材料凸块221，所述材料起伏部围绕连接区域130，以从基板200的上侧202形成形状配合连接。因此，连接区域130的背离弹簧板110的侧面135的一部分紧邻材料凸块221形成并且被材料凸块221包围；连接区域130的面向弹簧板110的表面136的一部分紧邻凹槽220b的侧面220b’并被侧面220b’包围。部件400、500、600和800构造为如图3中那样。

在图5中，弹簧元件100和部件400、500、600和800构造为如前述示例性实施例中那样。弹簧元件100的连接区域130与基板200的形状配合连接也与前述示例性实施例中的基本相同。然而，基板200在其上表面202上不仅仅在邻近外周向边缘150的区域中具有凸起。而是，邻近通流开口2的区域也形成有特定的表面形貌。与凹部220c的侧面220c’邻接地，该表面以弧形方式向下延伸并形成宽的凹陷213。朝向通流开口2邻接该凹陷的是上升区域，该上升区域形成用于弹簧板110的提升元件210和弹簧板座240。基板200中的通流开口2在弹簧板110的两侧延伸。

图6示出了温度控制装置1的示例性实施例，其中弹簧元件110是弹簧层145的一体部分，如图1的示例性实施例中那样。弹簧层145以其连接区域130再次被接纳在功能层300和基板200之间。然而，此处的保持臂125没有被塑性预变形，而是经由弹簧层145自身中的起伏部115预加载。起伏部115形成提升元件141并且同时形成弹簧板座140。弹簧板座140在此与功能层300的面向内边缘的区域一同起作用，所述区域同样用作弹簧板座340。因此，两个弹簧板座140、340形成密封线。此处未示出热交换器元件。

图7示出了温度控制装置1的示例性实施例，其中弹簧元件100如图2所示的那样形成有弹簧板110、塑性预变形保持区域120、偏转区域130’和连接区域130。弹簧元件110再次搁置在功能层300上并且经由起伏部315预加载，该起伏部315同时形成提升元件310和弹簧板座340。图7的示例性实施例与所示的其它示例性实施例的不同之处在于，连接件700安装在功能层300上，该功能层300设置在基板200的指向外的表面201上，所述连接件经由周向焊缝799连接在功能层300处并通过功能层300连接于基板200。这使得在这种情况下的连接区域130可以不被接纳在基板200的切口中，而是被接纳在连接件的指向基板200的端部处的切口720中。在连接件700的自由端790处，例如油输送软管可以被推到连接件700上或其自由端790上。

在图8中，弹簧元件100再次是弹簧层145的一体部分。与图6类似，该弹簧层设置在功能层300和基板200之间，并且保持区域120仅被弹性预加载。然而，形成提升元件310的起伏部315现在形成在功能层300中，并且同时也形成弹簧板座340。与基板200的远离弹簧元件100的表面202相邻地，所述基板具有上升限制元件290，该上升限制元件290防止弹簧板110过度上升远离弹簧板座340，从而防止保持区域120的不期望的塑性变形。上升限制元件290可构造为周向突出部或者可包括从壁280的边缘区域突出的至少一个突出部。

图9示出了弹簧元件100，该弹簧元件100以所示的形式独立于弹簧层145。然而，类似的弹簧元件100也可以形成在弹簧层145中。该弹簧元件100的特征在于，弧形上升限制元件190由弹簧元件的材料片形成，该弧形上升限制元件190紧邻保持臂125，并且仅与保持臂125相距一小段距离。所述上升限制元件在它们的两个纵向边缘198、199处被切割，但仍然在它们的两个短边缘194、195处连接于材料片层。在两个边缘192、193处，它们弯曲到片层的平面之外、露出通孔191并继续沿其另一轮廓弯曲，使得它们的中心区域197相对于在连接边缘194、195的区域中的片条的轮廓旋转大约180°，并且因此形成平面邻抵部作为用于弹簧板110的上升限制元件190。

图10示出了关于具有上升限制元件90的温度控制装置1的层80的不同实施例。这种上升限制元件90可以形成在不同的层中，因此这里没有详细示出。

在图10a中，上升限制元件90经由保持臂84a至84d一体地连接于层80的保持区域。保持臂分别以彼此偏移90°的方式设置。它们之间总共留下四个通过区域82a至82d。

图10b示出了图10a的设置的修改。上升限制元件90在中心具有附加的通孔82z，该通孔可以由抵靠它的弹簧板关闭。

图10c示出了另外的上升限制元件90，该上升限制元件具有两个交叉的腹板，这些腹板由部分臂84b和84d以及84a和84c组成。所述腹板在中间相交并形成上升限制元件90。

图10d示出了图10c的实施例的修改。现在不再使用一起形成跨越通流开口的两个腹板的四个臂，而是使用仅仅三个臂84a至84c，它们在通孔的中间相交并因此形成星形上升限制元件90。

如图6所示，类似的上升限制元件也可以形成在弹簧板110自身中；这些上升限制元件在其中表示为140和141，因为它们同时承担弹簧板座和提升元件的功能。

图11a至11f示出了关于弹簧层145和弹簧元件100的不同实施例。图11a至11f中的各个实施例的主要区别在于保持臂125的设计。在图11a中，这些保持臂同心地设置成螺旋形状。在图11b中，保持臂125同样以螺旋形状同心地设置，但是比图11a中的保持臂125宽，并且还具有弯折部或其它预变形部125a、125a’，这些弯折部或其它预变形部影响弹簧性能并且因此影响打开性能。图11c示出了同心保持臂，其中，对应连续的保持臂125在两个相对的点处彼此连接。对于沿径向方向连续设置的连接点，连接点分别彼此偏移90°。

图11d同样示出了同心延伸的保持臂125，所述保持臂具有特别的形状，使得在保持臂125之间保留的流体通道面积足够大。

图11e示出了类似于图11d中的保持臂125，但图11e中的保持臂数量更多，并且此外保持臂是分支的。

图11f也示出了同心的、分支的保持臂125，这些保持臂分别在它们之间为流体留下镰刀形通流区域124。

图12示出了关于弹簧板座和提升元件310a至310f的六个示例性实施例12a至12f，作为用于弹簧板110的提升元件或密封元件，在每种情况下，这些元件示出为相应的周向邻抵部元件和/或密封元件310的部段的剖视图，其中，通孔320在每种情况下向右邻接所示的部段。另外用于功能层300中的弹簧板座的附图标记340未单独指示出，但是元件310a至310f也提供该功能。

图12a示出了在温度控制装置1的前述示例性实施例中已经形成在功能层300中的起伏部310a。起伏部在两个起伏部底部301与起伏部顶部302之间具有两个上升的侧面区域303。垂直于金属板的中性轴的材料厚度在起伏部侧面区域中比在起伏部顶部的区域中小25％以上，这与在起伏部底部的区域中的材料厚度基本上对应：D_F<0.75D_最大。侧面的这种变窄增加了起伏部的刚度，这带来了具体地在通道上方和/或下方的区域中的弹簧板的特别好的密封效果和可靠的预加载。

图12b示出了作为提升部和/或密封元件310的半起伏部310b。该半起伏部在两个弯折点311、313之间具有上升区域312。

图12c示出了凸缘状提升部和/或密封元件310c。为此，边缘区域322、即层300的自由端折叠回到区域321上。这形成新的、弯曲的边缘323。根据折叠的程度，自由空间324可保留在凸缘区域322与相邻区域321之间。凸缘状提升部和/或密封元件310c自身已具有足够的刚度以桥接各通道。为了进一步增加该刚度，凸缘区域322可变窄，使得D_B<D_L。

图12a至12c的各实施例由层300的材料自身形成提升部和/或密封元件310，而图12d至12f示出了其中附加的元件形成提升部和/或密封元件310的实施例。这是环形延伸的弹性元件(图12d和12e)或环形延伸的金属元件(图12f)。

在图12d的示例性实施例中，弹性元件334作为提升部和/或密封元件310d应用于指向通孔320的边缘333，该弹性元件从功能层300的上侧331在侧边缘331上延伸到下侧332上，因此形成超出上侧331和下侧332的提升部。相反，在图12e的示例性实施例中，弹性元件344仅在功能层300的在已安装的情况下面向弹簧层300的表面341上延伸；侧边缘343和下侧344保持自由。

最后，在图12f中，金属环352安装到功能层300的表面351上，该金属环的边缘354最终与边缘354齐平。在这种情况下，环352和功能层300的厚度基本相同，但也可以选择为不同。同样，可以使用相同的金属片或由不同金属制成的片。优选地，环352紧固到功能层300上，具体地是以材料结合的方式紧固到功能层300上并且优选地焊接到功能层300上。

Claims

1.一种用于冷却或加热热交换器流体的温度控制装置(1)，所述温度控制装置具有：

基板(200)和热交换器元件(800)，其中，所述基板(200)具有至少一个通流开口(2)作为所述热交换器流体的入口或出口，

其特征在于

弹簧元件(100)，所述弹簧元件具有弹簧板(110)和用于所述弹簧板(110)的保持区域(120)，所述保持区域连接于所述弹簧板(110)并且至少在一些区域中包围所述弹簧板(110)；

用于邻接所述弹簧板的弹簧板座，

以及可选地接纳区域，所述接纳区域用于在所述基板(200)中和/或邻近所述基板(200)接纳所述弹簧元件(100)，

其中，所述弹簧板(110)在所述弹簧板(110)的垂直于其面积延伸范围的投影中设置在通流开口(2)内。

2.如前述权利要求所述的温度控制装置，其特征在于，所述温度控制装置具有至少一个连接件(700)，所述连接件(700)的开口横截面设置成与所述通流开口(2)的开口横截面重叠，其中，所述连接件(700)在一端连接于所述基板(200)或通过所述基板(200)接合。

3.如前述权利要求所述的温度控制装置，其特征在于，所述弹簧元件(100)在一些部段中邻接所述基板(200)并且至少在一些部段中设置在由所述连接件(700)界定的区域内，和/或所述弹簧元件(100)的连接区域(130)以材料粘合、形状配合和/或受力配合的方式连接于至少所述基板(200)、可选地连接于连接件(700)、连接于另外的层和/或配对部件。

4.如前述权利要求中任一项所述的温度控制装置，其特征在于，用于邻抵所述弹簧板(110)的所述弹簧板座(140、310、340)构造为所述弹簧元件(100)的、所述基板(200)的、附加层的、另外的功能元件的、连接件(700)的和/或配对部件(400、500、600)的一部分。

5.如前述权利要求所述的温度控制装置，其特征在于设置在所述通流开口(2)中的通孔(320)，其中，所述弹簧板座(340)设置成围绕所述通孔(320)延伸。

6.如前述权利要求中任一项所述的温度控制装置，其特征在于，所述弹簧板座(340)具有提升元件(310)，在没有施加压力的状态下，所述弹簧板(110)在一些区域中或围绕其外周边缘搁置在所述提升元件(310)上。

7.如前述权利要求中任一项所述的温度控制装置，其特征在于，所述提升元件(310)在所述弹簧板(110)的表面上围绕所述通孔(320)延伸。

8.如前述权利要求中任一项所述的温度控制装置，其特征在于第一功能层(300)、具体地是密封层，所述第一功能层邻近所述基板(200)的表面设置并且具有通孔(320)，所述通孔(320)设置成与通流开口(2)重叠。

9.根据前述权利要求中任一项所述的温度控制装置，其特征在于，所述弹簧板(110)和所述保持区域(120)以及可选地所述连接区域(130)一体地形成，具体地是形成作为弹簧层(145)的一部分或者邻近所述基板(200)设置的另外的层的一部分。

10.如前述权利要求中任一项所述的温度控制装置，其特征在于，所述弹簧元件(100)至少在一些部段中设置在由所述基板(200)以及所述温度控制装置的可选地提供的各层界定的区域内。

11.如前述权利要求中任一项所述的温度控制装置，其特征在于，所述连接区域(130)和/或所述保持区域(120)设置和/或紧固在所述基板(200)与可选地提供的第一功能层(300)、另外的层、所述连接件(700)和/或配对部件(400、500、600)之间。

12.如前述权利要求中任一项所述的温度控制装置，其特征在于，所述连接区域(130)和/或所述保持区域(120)至少在一些区域中构造成围绕所述通流开口(2)并且邻近所述通流开口(2)延伸。

13.如前述权利要求所述的温度控制装置，其特征在于，所述邻抵区域构造为基板(200)中的、附加层(300)中的或配对部件(400、500、600)中的第一凹部(220)，所述第一凹部至少在一些部段中绕所述通流开口(2)的周向边缘延伸，并且以阶梯状方式从所述基板(200)的、所述附加层(300)的或所述配对部件(400、500、600)的表面围绕所述通流开口(2)的周向边缘缩进。

14.如前述权利要求所述的温度控制装置，其特征在于，所述弹簧板(100)相对于所述连接区域(130)和/或所述保持区域(120)预成形，使得在没有施加压力的状态下，所述弹簧板(100)搁置在所述提升元件(310)上。

15.如前述权利要求所述的温度控制装置，其特征在于，所述弹簧板(100)在没有施加压力的状态下相对于平面偏移、优选偏移至少0.4毫米，所述连接区域(130)和/或所述保持区域(120)在所述平面中延伸。

16.如前述权利要求中任一项所述的温度控制装置，其特征在于，所述弹簧板(100)经由一个保持臂(125)、两个保持臂、三个保持臂、四个保持臂(125、120a、120b、120c)或多于四个保持臂一体地连接于所述连接区域(130)和/或所述保持区域(120)，其中，所述至少一个保持臂可以是分支的。

17.如前述权利要求所述的温度控制装置，其特征在于，所述保持臂(125、120a、120b、120c)构造为螺旋形的保持臂，所述螺旋形的保持臂在所述连接区域(130)或所述保持区域(120)的内周边缘与所述弹簧板(100)的外周边缘之间延伸、可选地还围绕其中一个所述周向边缘延伸。

18.如前述两项权利要求中任一项所述的温度控制装置，其特征在于，所述保持臂(125、120a、120b、120c)具有垂直于所述通流开口的平面的预定的弹簧特性，例如线性或非线性的弹簧特性曲线。

19.如前述权利要求中任一项所述的温度控制装置，其特征在于，所述弹簧元件(100)、所述层(300)中的一个、所述基板(200)或配对部件(400、500、600)具有至少一个行程限制元件(90、190、290)，用于限制所述弹簧板(110)沿垂直于所述弹簧板(110)的所述面积延伸范围的一个或两个方向的行程。

20.如前述权利要求所述的温度控制装置，其特征在于，所述行程限制元件(190)与所述弹簧元件(100)一体地形成。

21.如前述权利要求所述的温度控制装置，其特征在于，所述行程限制元件(190)由所述弹簧元件(100)的至少一个简单形成的腹板、臂或区域形成，并且所述腹板、臂或区域的沿所述弹簧板(110)的上升方向的方向的所述平行投影设置成与所述弹簧板(110)重叠。

22.一种油冷却器，其特征在于根据前述权利要求之一所述的温度控制装置。

23.一种液压系统，所述液压系统具有根据前述权利要求之一所述的温度控制装置。

24.一种内燃机，所述内燃机具有根据前述权利要求之一的液压系统和/或油冷却器和/或温度控制装置。