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Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zum Drosseln einer Strömung eines Fluids, insbesondere eines Schmieröls einer Verbrennungskraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine solche Ventilanordnung zum Drosseln einer Strömung eines Fluids, insbesondere eines Schmieröls einer Verbrennungskraftmaschine, ist beispielsweise der
DE 43 17 785 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Ventilanordnung weist wenigstens ein Ventilelement auf, welches in einer Aufnahme aufgenommen und entlang einer Bewegungsrichtung in der Aufnahme bewegbar ist. Darüber hinaus weist das Ventilelement eine von der Strömung des Fluids anströmbare Stirnseite zum Drosseln der Strömung auf. Dies bedeutet, dass das Ventilelement insgesamt zum Drosseln der Strömung verwendet wird.
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Ferner offenbart die
DE 100 48 061 C1 ein Druckregelventil für ein Fluid, mit einer Betätigungseinheit zum Betätigen eines in einem Ventilkörper bewegbaren Ventilgliedes, dem ein in einem Ventilraum angeordnetes Ventilschließglied zugeordnet ist. Das Druckregelventil weist einen Einlasskanal und einen Auslasskanal sowie wenigstens einen Arbeitsanschluss auf, an dem eine Regeldruckleitung angeschlossen ist. Dabei ist zur Schwingungsdämpfung eine von der Regeldruckleitung abzweigende Abströmleitung vorgesehen, welche einen vorbestimmten Leckagestrom ermöglicht.
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Derartige Ventilanordnungen beziehungsweise Druckregelventile kommen beispielsweise in einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens zum Einsatz, um zumindest einen Teil eines Ölkreislaufs zu drosseln. Dieser gedrosselte Teil des Ölkreislaufs weist somit einen geringeren ersten Druck als wenigstens ein zweiter Teil des Ölkreislaufs auf. Dadurch ist es möglich, über den zweiten Teil des Ölkreislaufs Verbraucher wie beispielsweise Nockenwellensteller ständig mit einem sehr hohen zweiten Druck des Schmieröls zu versorgen, während andere Verbraucher über den gedrosselten ersten Teil des Ölkreislaufs mit dem gegenüber dem zweiten Druck geringeren ersten Druck versorgt werden können.
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Üblicherweise ist ein Ventilelement in Form eines Magnetventils zum Einstellen der Drosselung und somit zum Einstellen des ersten Drucks vorgesehen. Üblicherweise ist zur Druckabsenkung eine direkte Drosselung des Stroms des Fluids (Schmieröl) vorgesehen. Es hat sich gezeigt, dass hierbei sehr hohe Kräfte zum Drosseln der Strömung erforderlich sind, wobei diese erforderlichen hohen Kräfte zu einem hohen Energieverbrauch des Magnetventils, insbesondere dessen Elektromagneten, führen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher sich eine besondere energiegünstige und somit effiziente Drosselung der Strömung des Fluids realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Ventilanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Ventilanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, mittels welcher sich eine besonders energiegünstige und somit effiziente Drosselung der Strömung des Fluids, insbesondere des Schmieröls, realisieren lässt, ist erfindungsgemäß zumindest ein Leckagepfad gezielt vorgesehen, über welchen ein Teil der Strömung an dem Ventilelement vorbei zu einer der Stirnseite in Bewegungsrichtung abgewandten, zweiten Stirnseite des Ventilelements führbar ist. Ferner ist wenigstens ein zweites Ventilelement zum Einstellen des den Leckagepfad durchströmenden Teils vorgesehen. Mit anderen Worten wird ein Teil der Strömung des Fluids gezielt, das heißt absichtlich über einen Leckagepfad an dem ersten Ventilelement vorbei zur zweiten Stirnseite geführt. Mittels des zweiten Ventilelements kann der Teil, das heißt die Menge des an dem ersten Ventilelement über den Leckagepfad vorbeiströmenden Fluids bedarfsgerecht eingestellt werden. Hierdurch ist es möglich, die Position des ersten Ventilelements in der Aufnahme und in der Folge die Drosselung des von einem Hochdruckbereich zu einem Niederdruckbereich strömenden Fluids einzustellen, so dass das erste Ventilelement nicht etwa direkt über einen Antrieb, beispielsweise einen Elektromagneten, angetrieben und in jeweiligen vorgebbaren Positionen in der Aufnahme gehalten werden muss. Mit anderen Worten erfolgt eine Einstellung der Position des ersten Ventilelements in der Aufnahme nicht direkt über einen das erste Ventilelement direkt antreibenden und haltenden Antrieb wie beispielsweise einen Elektromagneten, sondern indirekt über das Einstellen des den Leckagepfad durchströmenden Teils, des Fluids, wobei dieser Teil auch als Leckageströmung bezeichnet wird.
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Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, dass der Leckagestrom wesentlich geringer ist als die übrige, die erste Stirnseite anströmende und vom Hochdruckbereich zum Niederdruckbereich strömende Strömung des Fluids, so dass zum Einstellen der Leckageströmung und somit zum Einstellen der Drosselung des Fluids im Vergleich zum direkten Antreiben des ersten Ventilelements wesentlich geringere Kräfte erforderlich sind. Dies bedeutet, dass das zweite Ventilelement zum Einstellen des Leckagestroms mit einem nur sehr geringen Energiebedarf betrieben werden kann, da zum Einstellen, das heißt zum Steuern oder Regeln des Leckagestroms nur sehr geringere Kräfte beispielsweise in Form von von einem Elektromagneten bereitzustellende Magnetkräfte erforderlich sind. Insgesamt kann die Strömung des Fluids mittels der erfindungsgemäßen Ventilanordnung somit auf besonders energiegünstige und effiziente Weise gedrosselt werden, so dass beispielsweise die Ventilanordnung einen nur sehr geringen Verbrauch an elektrischem Strom aufweist.
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Gleichzeitig ist es möglich, durch Einstellen des Leckagestroms die Position des ersten Ventilelements in der Aufnahme und somit die Drosselung der Strömung bedarfsgerecht einzustellen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, einen Druck des Fluids, insbesondere im Niederdruckbereich, variabel einzustellen, wobei der Druck beispielsweise von null bis hin zu einem vorgebbaren Vorsteuerdruck frei eingestellt werden kann. Darüber hinaus lassen sich entsprechende Öffnungsgeometrien realisieren, so dass die Charakteristik, insbesondere Öffnungscharakteristik, der erfindungsgemäßen Ventilanordnung hinsichtlich der Drosselung der Strömung und somit der Einstellung des Drucks des Fluids gezielt eingestellt werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele 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.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Ventilanordnung zum Drosseln einer Strömung eines Fluids in Form eines Schmieröls einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Ventilelement in Form eines Magnetventils zum Drosseln der Strömung, wobei 1 zur Erläuterung des Hintergrunds der Erfindung dient;
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2 eine schematische Perspektivansicht einer Ventilanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform zum Drosseln einer Strömung eines Fluids in Form eines Schmieröls einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem ersten Ventilelement zum Drosseln der Strömung und mit einem zweiten Ventilelement zum Einstellen einer Leckageströmung, wobei durch Einstellen der Leckageströmung die durch das erste Ventilelement bewirkte Drosselung einstellbar ist;
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3 eine schematische Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform der Ventilanordnung gemäß 2; und
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4 ein Hydraulikplan der Ventilanordnung gemäß der zweiten Ausführungsform.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Ventilanordnung zum Drosseln einer Strömung eines Fluids in Form von Schmieröl einer Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine ist als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und dient zum Antreiben eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens. Jeweilige Verbraucher der Verbrennungskraftmaschine werden mit dem Schmieröl versorgt, welches zum Schmieren und/oder Kühlen und/oder zum Betreiben der jeweiligen Verbraucher verwendet wird. Bei einigen der Verbraucher handelt es sich beispielsweise um Stellelemente in Form von Nockenwellenstellern zum Phasenverstellen von jeweiligen Nockenwellen der Verbrennungskraftmaschine. Dies bedeutet, dass das Schmieröl zum Phasenverstellen der Nockenwellen genutzt wird.
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Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen Ölkreislauf auf, welcher von dem Schmieröl durchströmbar ist. Mittels der Ventilanordnung 10 wird ein Teil, insbesondere ein Großteil, des Ölkreislauf gedrosselt, so dass in diesem Teil ein geringerer Öldruck als in einem nicht mittels der Ventilanordnung 10 gedrosselten, zweiten Teil des Ölkreislaufs herrscht. Diese Drosselung des ersten Teils erfolgt beispielsweise deswegen, da lediglich die Nockenwellensteller ständig mit dem maximalen Öldruck von beispielsweise 4 bar über den zweiten Teil versorgt werden, während die übrigen Verbraucher über den mittels der Ventilanordnung 10 gedrosselten ersten Teil mit einem gegenüber dem maximalen Öldruck geringeren Öldruck versorgt werden. Durch diese Drosselung verringert sich der Öldruck im ersten Teil gegenüber dem zweiten Teil, so dass sich auch der Gesamtdurchfluss gegenüber einem ungedrosselten Zustand des Ölkreislaufs verringert. Bei den Verbrauchern, die über den gedrosselten ersten Teil mit Schmieröl versorgt werden, handelt es sich beispielsweise um Lagerstellen einer Kurbelwelle und/oder um Lagerstellen von Pleuel der Verbrennungskraftmaschine etc. Aufgrund der Drosselung muss eine Ölpumpe zum Fördern des Schmieröls eine gegenüber dem ungedrosselten Zustand geringere Ölmenge fördern, so dass die Antriebsleistung der Ölpumpe gering gehalten werden kann.
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Die Ventilanordnung 10 ist beispielsweise in ein Ölfiltermodul zum Filtern des Schmieröls integriert, so dass eine kosten- und bauraumgünstige Drosselung des Schmieröls erfolgen kann. In 1 ist durch einen Richtungspfeil 12 eine Strömungsrichtung des Schmieröls angedeutet. Aus 1 ist zu erkennen, dass das Schmieröl zunächst einen Hochdruckkanal 14 durchströmt, anschließend mittels eines Ventilelements in Form eines Magnetventils 16 gedrosselt wird und dann in einen Niederdruckkanal 18 überströmt. Aufgrund der durch das Magnetventil 16 bewirkten Drosselung der Strömung des Schmieröls weist das Schmieröl im Hochdruckkanal 14 einen höheren Druck als im Niederdruckkanal 18 auf, so dass der Hochdruckkanal 14 in einem Hochdruckbereich 20 und der Niederdruckkanal 18 in einem Niederdruckbereich 22 des Ölkreislaufs angeordnet ist. In 1 ist ferner ein Rückschlagventil 24 zu erkennen, über welches das Schmieröl nach seiner Drosselung in den Niederdruckbereich 22 strömt.
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Das Magnetventil 16 weist einen Kolben 26 auf, mittels welchem ein Zulauf für das vom Hochdruckbereich 22 kommende Schmieröl teilweise verschlossen wird. Mit anderen Worten wird mittels des Kolbens 26 im Vergleich zu einem von dem Schmieröl durchströmbaren Strömungsquerschnitt des Hochdruckkanals 14 eine Querschnittsverengung bewirkt, woraus die Drosselung des Schmieröls resultiert. Das Magnetventil 16 umfasst ferner einen Antrieb in Form eines in 1 nicht erkennbaren Elektromagneten, mittels welchem der Kolben 26 entlang einer Bewegungsrichtung bewegbar ist. Durch Bewegen des Kolbens 26 kann ein von dem Schmieröl durchströmbarer Drosselquerschnitt zum Drosseln der Strömung des Schmieröls bedarfsgerecht eingestellt werden, so dass dadurch der Druck des Schmieröls im Niederdruckbereich 22 eingestellt werden kann. Dadurch ist es beispielsweise möglich, den Druck des Schmieröls von null bis hin zu einem vorgebbaren Vorsteuerdruck frei einzustellen.
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Bei der Ventilanordnung 10 gemäß 1 ist ein direkter Antrieb des Kolbens 26 durch den Elektromagneten vorgesehen. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch zum Einstellen der Drosselung, das heißt zum Bewegen und Halten des Kolbens 26 in jeweiligen Positionen eine sehr hohe Menge an Energie, insbesondere elektrischem Strom, erforderlich ist, da der direkt mittels des Elektromagneten zu bewegende und zu haltende Kolben 26 direkt über eine Stirnseite 28 des Kolbens 26 von dem aus dem Hochdruckbereich 20 kommenden Schmieröl angeströmt wird. Dies bedeutet, dass das vom Hochdruckbereich 20 kommende Schmieröl mit seinem sehr hohen Druck auf eine sehr große Fläche der Stirnseite 28 wirkt, woraus sehr hohe Kräfte resultieren, denen der Elektromagnet des Magnetventils 16 entgegenwirken muss. Darüber hinaus erfolgt – wie aus 1 erkennbar ist – eine Umlenkung der Strömung, insbesondere des Volumenstroms, des Schmieröls um zumindest im Wesentlichen 180 Grad, was zu einem hohen Druckverlust führt. Auch das für anderweitige Zwecke benötigte Rückschlagventil 24 bewirkt einen weiteren Druckverlust und stellt ein zusätzliches Bauteil dar, welches zusätzliche Kosten und zusätzliches Gewicht verursacht.
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Anhand von 2 bis 4 sind Ventilanordnungen gezeigt, mittels welchen die zuvor genannten Probleme vermieden werden können. 2 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine mit 30 bezeichnete Ventilanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform zum Drosseln der Strömung des Schmieröls, wobei die Ventilanordnung 30 in einem Ölfiltermodul zum Filtern des Schmieröls angeordnet werden kann. Die zuvor zur Ventilanordnung 10 geschilderten Funktionen, Aufgaben und Anordnungen können ohne weiteres auf die Ventilanordnung 30 übertragen werden, wobei sich jedoch mittels der Ventilanordnung 30 eine besonders energiegünstige und somit effiziente sowie druckverlustarme Drosselung des Schmieröls realisieren lässt.
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Die Ventilanordnung 30 weist ein erstes Ventilelement in Form eines Regelkolbens 32 auf, welcher in einer Aufnahme 34 in Form einer Bohrung aufgenommen ist. Der Regelkolben 32 ist entlang einer Bewegungsrichtung in der Aufnahme 34 translatorisch bewegbar, wobei die Bewegungsrichtung in 2 durch einen Richtungspfeil 36 veranschaulicht ist und mit der axialen Richtung des Regelkolbens 32 zusammenfällt. Der Regelkolben 32 weist eine dem Hochdruckbereich 20 beziehungsweise dem Hochdruckkanal 14 zugewandte, erste Stirnseite 38 zum Drosseln der Strömung des Schmieröls auf, so dass der Regelkolben 32 insgesamt zum Drosseln der Strömung des Schmieröls genutzt wird. Insofern entspricht die Funktion des Regelkolbens 32 der Funktion des Kolbens 26 der Ventilanordnung 10 gemäß 1. Im Gegensatz zur Ventilanordnung 10 ist jedoch bei der Ventilanordnung 30 kein direkter Antrieb des Regelkolbens 32 vorgesehen, sondern die Position des Regelkolbens 32 in der Aufnahme 34 wird – wie im Folgenden erläutert wird – indirekt eingestellt.
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Bei der Ventilanordnung 30 ist nämlich ein in 2 durch einen gestrichelten Richtungspfeil 40 veranschaulichter Leckagepfad gezielt vorgesehen, über welchen ein Teil der Strömung des Schmieröls gezielt, das heißt absichtlich an dem Regelkolben 32 vorbei zu einer der ersten Stirnseite 38 in Bewegungsrichtung abgewandten, zweiten Stirnseite 42 des Regelkolbens 32 geführt wird. Dieser den Leckagepfad durchströmende Teil des Schmieröls wird auch als Leckageströmung bezeichnet, die über den Leckagepfad von dem Schmieröl aus dem Hochdruckbereich 20 abgezweigt wird. Der übrige, vom Hochdruckbereich 20 weiter zum Niederdruckbereich 22 strömende Teil der Strömung des Schmieröls wird im Folgenden als Hauptströmung bezeichnet, wobei die Hauptströmung wesentlich größer als die nur sehr geringe Leckageströmung ist. Die Hauptströmung strömt somit vom Hochdruckbereich 20 über zum Niederdruckbereich 22 und wird mittels des Regelkolbens 32 gedrosselt, wobei diese Hauptströmung in 2 durch einen Richtungspfeil 44 veranschaulicht ist.
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Die Ventilanordnung 30 gemäß 2 umfasst ferner ein zweites Ventilelement in Form eines Magnetventils 46, mittels welchem der den Leckagepfad durchströmende Teil, das heißt die Leckageströmung einstellbar ist. Hierzu umfasst das Magnetventil 46 einen Kolben 48, welcher in einem Kanal 50 translatorisch bewegbar aufgenommen ist. Der Kanal 50 ist über einen weiteren Kanal 52 fluidisch mit der Aufnahme 34 verbunden, so dass die Leckageströmung von der Aufnahme 34 in den Kanal 52 und weiter in den Kanal 50 zum Kolben 48 strömen kann. Das Magnetventil 46 umfasst darüber hinaus einen Antrieb in Form eines in 2 nicht erkennbaren Elektromagneten, mittels welchem der Kolben 48 translatorisch in dem Kanal 50 bewegbar und in jeweiligen, vorgebbaren Positionen zu halten ist. Der Kanal 50 ist mit einem weiteren Kanal 54 fluidisch verbunden, wobei die Leckageströmung über den Kanal 54 beispielsweise zu einem Schmierölreservoir rückgeführt werden kann. Mittels der Ölpumpe kann das Schmieröl aus dem Schmierölreservoir gefördert und beispielsweise durch den Hochdruckkanal 14 gefördert werden. Durch Bewegen des Kolbens 48 wird eine Überströmöffnung oder ein Überströmquerschnitt, über welche beziehungsweise welchen das Schmieröl vom Kanal 50 in den Kanal 54 überströmen kann, eingestellt, so dass dadurch die Leckageströmung bedarfsgerecht eingestellt werden kann.
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Die Ventilanordnung 30 umfasst ferner wenigstens ein Federelement 56 vorliegend in Form einer Schraubenfeder, welche einerseits zumindest mittelbar am Regelkolben 32 abgestützt ist. Andererseits ist das Federelement 56 an einem Verschlussstopfen 58 abgestützt. Wird der Regelkolben 32 in Richtung des Verschlussstopfens 58 bewegt, so wird das Federelement 56 gespannt und vorliegend komprimiert. Dadurch wird der Regelkolben 32 mittels des Federelements 56 mit einer Federkraft beaufschlagt, mittels welcher der Regelkolben 32 von dem Verschlussstopfen 58 wegbewegt, das heißt gedrückt werden kann, was mit einer zumindest teilweisen Entspannung des Federelements 56 einhergeht. Das Federelement 56 wird bereits mit einer geringen Vorspannung eingebaut, damit die Federkraft ausreichend hoch ist, damit der Regelkolben 32 als Rückschlagventil fungieren kann, auch wenn auf der Seite des Federelements 56 kein zusätzlicher Öldruck anliegt.
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Wie aus 2 erkennbar ist, erfolgt bei der Ventilanordnung 30 eine Umlenkung der Hauptströmung (Richtungspfeil 44) um 90 Grad, wobei eine die Hauptströmung und die Leckageströmung umfassende Gesamtströmung des Schmieröls den Regelkolben 32 axial anströmt. Befindet sich der Regelkolben 32 in einer Offenstellung, so kann die Hauptströmung radial zum Hochdruckbereich 18 strömen. Ein sehr geringer Anteil in Form der Leckageströmung strömt an dem Regelkolben 32 vorbei und zur zweiten Stirnseite 42. Dadurch stellt sich theoretisch hinter dem Regelkolben 32, das heißt auf der Stirnseite 42 derselbe Druck wie vor dem Regelkolben 32, das heißt auf der Stirnseite 38 ein.
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Da zusätzlich zu dem Druck auf die Stirnseite 42 die vom Federelement 56 bereitgestellte Federkraft wirkt, bleibt der Regelkolben 32 beispielsweise zunächst geschlossen. Dies bedeutet, dass sich der Regelkolben 32 in einer Schließstellung befindet, in welcher eine Überströmöffnung oder ein Überströmquerschnitt, über welche beziehungsweise über welchen das Schmieröl von dem Hochdruckbereich 20 zum Niederdruckbereich 22 führbar ist, fluidisch versperrt wird. Wird nun mittels des Magnetventils 46 eine definierte Leckage, das heißt die Leckageströmung definiert eingestellt, so sinkt der Druck in der Aufnahme 32 auf der Stirnseite 42 ab, und das Kräftegleichgewicht verschiebt sich.
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Hierbei wird eine auf die Stirnseite 42 wirkende Gesamtkraft, welche die Federkraft und eine aus dem auf die Stirnseite 42 wirkenden Öldruck resultierende Kraft umfasst, geringer als eine auf die Stirnseite 38 wirkende und aus dem auf die Stirnseite 38 wirkenden Druck resultierende Kraft, wodurch der Regelkolben 32 unter Spannen, das heißt vorliegend Komprimieren, des Federelements 56 in Richtung des Verschlussstopfens 58 bewegt und dadurch geöffnet wird. Mit anderen Worten wird der Regelkolben 32 aus seiner Schließstellung in seine Offenstellung bewegt. Durch Einstellen der Leckageströmung ist es möglich, unterschiedliche Positionen des Regelkolbens 32 in der Aufnahme 34 einzustellen. So ist es beispielsweise durch entsprechendes Einstellen der Leckageströmung möglich, den Regelkolben 32 bedarfsgerecht zwischen seiner Schließstellung und mehreren Offenstellungen zu bewegen und dort zu halten. Die bei der Ventilanordnung 30 einzustellende, das heißt zu regelnde oder zu steuernde Leckagemenge beziehungsweise Leckageströmung ist sehr gering und beträgt beispielsweise maximal einen Liter und ist somit beispielsweise um einen Faktor von 40 bis 50 niedriger als die bei der Ventilanordnung 10 mittels des Magnetventils 16 zu regelnde Ölmenge. Dadurch können sehr viel geringere Querschnitte dargestellt werden, so dass der Elektromagnet des Magnetventils 46 wesentlich geringere Magnetkräfte zum Bewegen und Halten des Kolbens 48 aufbringen muss im Vergleich zu vom Elektromagneten des Magnetventils 16 aufzubringenden Magnetkräften zum Bewegen und Halten des Kolbens 26.
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Ist die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert, so wird kein Schmieröl gefördert. Dadurch ist sowohl der Hochdruckbereich 20 als auch die Aufnahme 34 auf der Stirnseite 42 drucklos, so dass lediglich die Federkraft auf die Stirnseite 42 wirkt. Dadurch hält das Federelement 56 den Regelkolben 32 geschlossen beziehungsweise in seiner Schließstellung, so dass der Regelkolben 32 und das Federelement 56 als Rückschlagventil fungieren. Dadurch kann das bei der Ventilanordnung 10 vorgesehene Rückschlagventil 24 ersetzt werden beziehungsweise entfallen. Insgesamt ist erkennbar, dass bei der Ventilanordnung 30 eine indirekte Regelung oder Steuerung der Drosselung durch eine Regelung oder Steuerung der Leckageströmung erfolgt. Durch das Einstellen der sehr geringen Leckageströmung kann der Regelkolben 32 in seiner Position variiert werden. Die Öffnungscharakteristik der Ventilanordnung 30 kann durch eine entsprechende Geometrie zumindest im Wesentlichen optimal für eine Regelung oder Steuerung genutzt werden. Da das Magnetventil 46 nur den sehr geringen Volumenstrom der Leckageströmung einstellen muss, kann der Energiebedarf der Ventilanordnung 30 im Vergleich zur Ventilanordnung 10 deutlich reduziert werden.
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3 und 4 zeigen die Ventilanordnung 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform. In 3 ist der Hochdruckbereich mit HD bezeichnet, wobei der Niederdruckbereich mit ND bezeichnet ist. 4 zeigt den Hydraulikplan der Ventilanordnung 30 gemäß der zweiten Ausführungsform. Aus 4 ist ein Umgehungskanal 60 erkennbar, welcher auch als Bypass bezeichnet wird. Über den Umgehungskanal 60 kann das Schmieröl, insbesondere die Hauptströmung oder ein Teil der Hauptströmung, den Regelkolben 32 umgehen, so dass das den Umgehungskanal 60 durchströmende Schmieröl nicht mittels des Regelkolbens 32 gedrosselt wird. In dem Umgehungskanal 60 ist jedoch eine Drossel 62 angeordnet, mittels welcher das den Umgehungskanal 60 durchströmende Schmieröl gedrosselt wird. Beispielsweise ist es möglich, dass das Schmieröl über den Umgehungskanal 60 auch dann vom Hochdruckbereich HD in den Niederdruckbereich ND strömen kann, wenn sich der Regelkolben 32 in seiner Schließstellung befindet. Dadurch kann mittels des Umgehungskanals 60 (Bypass) eine Grundversorgung des Niederdruckbereichs ND und somit eines Niederdruckkreises realisiert werden. Darüber hinaus kann der Steuerungs- oder Regelungsaufwand gering gehalten werden. In 4 ist darüber hinaus das in Zusammenhang mit 2 genannte und in 4 mit 64 bezeichnete Schmierölreservoir erkennbar, in welches die Leckageströmung rückgeführt wird.
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Bei Ausfall des Magnetventils 16, ist dieses voll offen und stellt daher einen maximalen Leckagevolumenstrom ein, was dazu führt, dass sich der Regelkolben 32 in Richtung maximal offen bewegt. Somit ist im Falle eines Defekts des Magnetventils die Ölversorgung des Motors sichergestellt und eine Fail-Safe-Funktion gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Ventilanordnung
- 12
- Richtungspfeil
- 14
- Hochdruckkanal
- 16
- Magnetventil
- 18
- Niederdruckkanal
- 20
- Hochdruckbereich
- 22
- Niederdruckbereich
- 24
- Rückschlagventil
- 26
- Kolben
- 28
- Stirnseite
- 30
- Ventilanordnung
- 32
- Regelkolben
- 34
- Aufnahme
- 36
- Richtungspfeil
- 38
- erste Stirnseite
- 40
- Richtungspfeil
- 42
- zweite Stirnseite
- 44
- Richtungspfeil
- 46
- Magnetventil
- 48
- Kolben
- 50
- Kanal
- 52
- Kanal
- 54
- Kanal
- 56
- Federelement
- 58
- Verschlussstopfen
- 60
- Umgehungskanal
- 62
- Drossel
- 64
- Schmierölreservoir
- HD
- Hochdruckbereich
- ND
- Niederdruckbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4317785 A1 [0002]
- DE 10048061 C1 [0003]
