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Für die Anmeldung wird die Priorität der am 21. November 2014 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0163764 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die Erfindung betrifft einen Ölkühler für ein Fahrzeug, und insbesondere einen Ölkühler für ein Fahrzeug, an dem ein Bypassventil, das entsprechend der Temperatur eines Arbeitsfluids betrieben wird, als eine Einheit mit diesem vorgesehen ist.
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Im Allgemeinen ist ein Ölkühler zum Kühlen von Getriebeöl eine Vorrichtung, die vorgesehen ist, um die Temperatur des Getriebeöls auf einer vorbestimmten Temperatur derart zu halten, dass sie durch Schlupf von Getriebereibelementen nicht übermäßig erhöht wird und der Kraftstoffverbrauch nicht verschlechtert wird, da der Reibungsverlust erhöht wird, wenn die Ölviskosität durch übermäßiges Kühlen des Getriebeöls steigt. Außerdem ist ein herkömmlicher Ölkühler in einen Luftkühlungstyp und einen Wasserkühlungstyp eingeteilt.
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Unter diesen ist der Ölkühler des Luftkühlungstyps an einer Vorderseite eines Kühlers vorgesehen, an welcher die Außenluft sanft strömt, und in einem Rohr, das den Ölkühler mit einem Getriebe verbindet, ist ein Bypassventil derart installiert, dass es in Abhängigkeit von der Temperatur des Getriebeöls geöffnet und geschlossen werden kann.
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Das Bypassventil hält das Getriebeöl auf der vorbestimmten Temperatur, so dass, wenn die Temperatur des Getriebeöls höher als die vorbestimmte Temperatur ist, bewirkt wird, dass das Getriebeöl über das Bypassventil durch den Ölkühler hindurchtritt, und wenn die Temperatur des Getriebeöls niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist, es nicht ermöglicht wird, dass das Getriebeöl durch den Ölkühler hindurchtritt, wodurch es in das Getriebe zurück strömt.
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Jedoch ist, da bei dem herkömmlichen Ölkühler das in dem Rohr zwischen dem Ölkühler und dem Getriebe installierte Bypassventil relativ groß ist, die Rohranordnung kompliziert, so dass die Raumausnutzung eines Motorraumes verschlechtert wird.
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Darüber hinaus ist bei dem herkömmlichen Ölkühler, da die jeweiligen Bauelemente nacheinander in eine Ventilmontageöffnung eines Ventilgehäuses eingebaut und montiert werden müssen, eine genaue Positionierung der Bauelemente schwierig, und eine übermäßige Montagezeit ist erforderlich, so dass die Herstellungskosten erhöht sind.
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Außerdem ist bei dem herkömmlichen Ölkühler, wenn das Kühlen des Getriebeöls nicht erforderlich ist, da ein Teil des Niedrigtemperatur-Getriebeöls, das in dem Kühler gekühlt wird, aus dem Getriebe in das Bypassventil strömt und dann zusammen mit dem vorbeigeführten Getriebeöl in einem Hochtemperaturzustand in das Getriebe zurück strömt, eine schnelle Erwärmung des Getriebeöls schwierig.
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Mit der Erfindung wird ein Ölkühler für ein Fahrzeug geschaffen, der die Raumausnutzung eines Motorraumes verbessert, indem ein Bypassventil entsprechend der Temperatur eines Arbeitsfluids betrieben wird.
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Gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung kann ein Ölkühler für ein Fahrzeug einen Kopfbehälter, der durch eine Membran getrennt ist, die an einer Innenseite in einer Mitte in einer Längsrichtung davon ausgebildet ist, und der eingerichtet ist, um ein Arbeitsfluid an einer auf die Membran bezogenen ersten Seite einzulassen und das Arbeitsfluid an einer auf die Membran bezogenen zweiten Seite auszulassen, einen Verbindungsbehälter, der in einem vorbestimmten Abstand von dem Kopfbehälter angeordnet ist, eine Mehrzahl von Rohren, die entlang einer Längsrichtung an einer Innenfläche des Kopfbehälters derart montiert sind, dass sie mit dem Verbindungsbehälter in Verbindung stehen, so dass das Arbeitsfluid durch diese hindurchströmt, und ein Bypassventil aufweisen, das an einer Außenseite des Kopfbehälters ganzheitlich montiert ist und mit der Innenseite des Kopfbehälters derart verbunden ist, dass durch wahlweises Öffnen/Schließen entsprechend einer Temperatur des Arbeitsfluids das darin strömende Arbeitsfluid an dem Kopfbehälter vorbei oder in diesen hinein strömt.
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Der Kopfbehälter und der Verbindungsbehälter können derart angepasst sein, dass sie die Rohre dazwischen aufweisen, und können durch eine Seitenplatte fixiert sein, welche derart montiert ist, dass sie Innenseiten beider Enden des Kopfbehälters mit Innenseiten beider Enden des Verbindungsbehälters in einem Zustand verbindet, in dem sie im Abstand voneinander angeordnet sind.
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Das Arbeitsfluid kann Getriebeöl sein, das von einem Getriebe eingeführt wird.
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Das Arbeitsfluid kann derart konfiguriert sein, dass, wenn das Bypassventil geöffnet ist, das Arbeitsfluid in die auf die Membran bezogene erste Seite des Kopfbehälters strömt, durch jedes Rohr hindurch in den Verbindungsbehälter hinein strömt, von dem Verbindungsbehälter durch jedes Rohr hindurch strömt, und in die auf die Membran bezogene zweite Seite des Kopfbehälters hinein strömt.
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Das Arbeitsfluid kann in eine U-Kurven-Strömungsrichtung derart strömen, dass es von dem Kopfbehälter über den Verbindungsbehälter ausgelassen wird und dann wieder in den Kopfbehälter hinein strömt, und kann gekühlt werden, indem es durch jedes der Rohre derart hindurchtritt, dass es mit Außenluft wärmegetauscht wird.
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Das Bypassventil kann ein Ventilgehäuse, das an der Außenseite des Kopfbehälters ganzheitlich montiert ist, und eine Steuereinrichtung aufweisen, die an einer Innenseite des Ventilgehäuses montiert ist und derart angepasst ist, dass sie das darin eingeströmte Arbeitsfluid mittels Durchführen von Expansion oder Kontraktion entsprechend der Temperatur des eingeströmten Arbeitsfluids in den Kopfbehälter strömt oder an diesem vorbeiführt.
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Das Ventilgehäuse kann eine erste Zustromöffnung, die an einer ersten Seite davon, welche eine entgegengesetzte Seite des Kopfbehälters ist, derart ausgebildet ist, dass ein Zustromanschluss darin montiert ist, eine Bypassöffnung, die an einer zweiten Seite davon, welche im Abstand von der ersten Zustromöffnung positioniert ist, derart ausgebildet ist, dass ein Bypassanschluss darin montiert ist, eine zweite Zustromöffnung, die korrespondierend mit der ersten Zustromöffnung in der einen Fläche ausgebildet ist, welche den Kopfbehälter kontaktiert, und die mit der auf die Membran bezogenen ersten Seite des Inneren des Kopfbehälters in Verbindung steht, und eine Auslassöffnung aufweisen, die im Abstand von der zweiten Zustromöffnung derart ausgebildet ist, dass sie mit der auf die Membran bezogenen zweiten Seite des Inneren des Kopfbehälters in Verbindung steht.
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Die Steuereinrichtung kann ein Gleitelement, von welchem ein erstes Ende offen ist und ein Montageabschnitt in einer Mitte eines zweiten Endes ausgebildet ist, wenigstens eine erste Öffnung an einer ersten Seite korrespondierend mit der ersten Zustromöffnung und der Bypassöffnung entlang der Längsrichtung ausgebildet ist, und wenigstens eine zweite Öffnung an einer zweiten Seite korrespondierend mit der zweiten Zustromöffnung und der Auslassöffnung entlang der Längsrichtung ausgebildet ist, und welches an der Innenseite des Ventilgehäuses gleitend eingesetzt ist, eine Endkappe, die derart angepasst ist, dass sie in einer Montageöffnung montiert werden kann, welche in dem Ventilgehäuse derart ausgebildet ist, dass das Gleitelement in die Montageöffnung eingesetzt ist, und dass sie die Montageöffnung schließt und in ihrer Mitte eine Fixiernut bildet, eine Fixierstange, die derart angepasst ist, dass ein erstes Ende davon in der Fixiernut fixiert ist, ein verformbares Element, das in das Gleitelement eingesetzt ist und derart angepasst ist, dass es sich an der Fixierstange vorwärts oder rückwärts bewegt, indem es entsprechend einer Temperatur des Arbeitsfluids, die geändert wird, derart expandiert oder kontrahiert, dass das Gleitelement wahlweise bewegt wird, und ein erstes Federelement aufweisen, das zwischen dem Ventilgehäuse und dem Gleitelement angeordnet ist und derart zusammengedrückt oder auseinandergezogen wird, dass es eine Federkraft bildet, während sich das Gleitelement bewegt.
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Die erste Öffnung und die zweite Öffnung können jeweils an einer ersten Seite und einer zweiten Seite in der Längsrichtung des Gleitelements getrennt ausgebildet sein, und von der ersten und der zweiten Öffnung, die an der ersten Seite positioniert sind, kann eine Größe der ersten Öffnung größer als eine Größe der zweiten Öffnung ausgebildet sein.
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Das Gleitelement kann derart konfiguriert sein, dass, wenn das verformbare Element nicht verformt ist, die erste Öffnung in der ersten Zustromöffnung und der Bypassöffnung positioniert sein kann, und von den zweiten Öffnungen die zweite Öffnung, die an der ersten Seite positioniert ist, unterhalb der zweiten Zustromöffnung positioniert sein kann, und die zweite Öffnung, die an der zweiten Seite positioniert ist, in der Auslassöffnung positioniert sein kann.
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Das Gleitelement kann derart konfiguriert sein, dass, wenn das verformbare Element verformt ist, zu einem Zeitpunkt der Verformung des verformbaren Elements dieses an der Fixierstange aufsteigt und die Bypassöffnung und die Auslassöffnung in einem offenen Zustand hält, und die erste und die zweite Öffnung, die an der ersten Seite positioniert sind, in der ersten und der zweiten Zustromöffnung positioniert sind, um die erste und die zweite Zustromöffnung zu öffnen.
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Das Gleitelement kann an dem verformbaren Element mittels eines Fixierringes fixiert sein, der zwischen dem Montageabschnitt und dem verformbaren Element unter dem verformbaren Element, das in den Montageabschnitt eingesetzt ist, montiert ist.
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Ein Dichtungsring, der verhindert, dass das in das Ventilgehäuse strömende Arbeitsfluid an einer Außenseite des Ventilgehäuses leckt, kann zwischen dem Ventilgehäuse und der Endkappe montiert sein.
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Die Endkappe kann an dem Ventilgehäuse mittels eines Montageringes fixiert sein, der an einer Innenumfangsfläche der Montageöffnung fest montiert ist.
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Der Montagering kann in einer Ringnut fest montiert sein, die ringsum die Innenumfangsfläche der Montageöffnung ausgebildet ist.
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Das Gleitelement kann wenigstens eine Entlastungsöffnung aufweisen, die an dem zweiten Ende, an dem der Montageabschnitt ausgebildet ist, in einer Position im Abstand von dem Montageabschnitt ausgebildet ist.
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Eine Mehrzahl von Entlastungsöffnungen können in Positionen entlang einer Umfangsrichtung um den Montageabschnitt herum in einem vorbestimmten Winkel im Abstand voneinander ausgebildet sein.
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Eine Drucksteuereinrichtung, welche derart konfiguriert ist, dass sie die Entlastungsöffnung wahlweise öffnet und schließt, wenn ein Differenzdruck durch das in das Ventilgehäuse eingeströmte Arbeitsfluid auftritt, kann zwischen dem Gleitelement und dem verformbaren Element vorgesehen sein.
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Die Drucksteuereinrichtung kann ein Öffnungs- und Schließelement, das an der Innenseite des zweiten Endes des Gleitelements korrespondierend mit der Entlastungsöffnung angeordnet ist, und ein zweites Federelement aufweisen, das zwischen dem Öffnungs- und Schließelement und dem verformbaren Element in dem Gleitelement angeordnet ist und derart konfiguriert ist, dass es eine Federkraft auf das Öffnungs- und Schließelement ausübt.
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Das Öffnungs- und Schließelement kann in einer Scheibenform ausgebildet sein, die eine in ihrer Mitte ausgebildete Durchgangsöffnung korrespondierend mit dem Montageabschnitt aufweist.
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Das Öffnungs- und Schließelement kann einstückig mit einem Vorsprung ausgebildet ist, der von einer Innenumfangsfläche der Durchgangsöffnung in Richtung zu dem zweiten Federelement vorsteht.
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Das Ventilgehäuse kann einen Montageraum bilden, mit dem die erste und die zweite Zustromöffnung, die Bypassöffnung und die Auslassöffnung in Verbindung stehen.
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Wie oben erwähnt, gibt es bei einem Ölkühler für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung durch ein Bypassventil, welches entsprechend der Temperatur von Arbeitsfluiden betrieben wird, den Effekt der Verbesserung der Raumausnutzung eines Motorraumes.
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Darüber hinaus gibt es durch Steuerung des Massenstromes der Arbeitsfluide derart, dass die Arbeitsfluide an dem Ölkühler vorbei oder in diesen hinein strömen können, mittels eines schnellen Expandierens oder Kontrahierens des Bypassventils in Abhängigkeit von der Temperatur der Arbeitsfluide und durch eine einfache Struktur des Ölkühlers, der als eine Einheit mit dem Bypassventil vorgesehen ist, den Effekt des Erzielens einer bequemen Herstellung und Montage und des Reduzierens von Herstellungskosten durch Vereinfachung der Bauteile.
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Außerdem gibt es den Effekt, dass während des Vorbeiführens des Arbeitsfluids die erforderliche Leistung einer Hydraulikpumpe durch die Erhöhung der Strömungsrate reduziert werden kann, und durch die spätere Montage der inneren Bauteile an dem Ventilgehäuse, das als eine Einheit mit dem Kopfbehälter vorgesehen ist, und die Austauschbarkeit der inneren Bauteile nach einem Defekt gibt es den Effekt der Reduzierung von Wartungskosten und der Verbesserung der Bequemlichkeit von Austauscharbeiten.
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Ferner gibt es den Effekt, dass die Strömungsrate durch Sicherstellung der Bypassströmungspassage im Vergleich zum Stand der Technik erhöht wird, indem eine Leckage des von dem Ölkühler gekühlten Getriebeöls an dem Getriebe mittels des Bypassventils im Voraus verhindert wird.
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Außerdem kann die Zuverlässigkeit der Massenstromsteuerung entsprechend der Temperatur des Getriebeöls sichergestellt werden, und durch Reduzieren des Reibungsverlustes innerhalb des Getriebes mittels schneller Erwärmung des Getriebeöls wird die gesamte Kraftstoffverbrauchseffizienz des Fahrzeuges verbessert.
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Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ allgemeine Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen, die Geländewagen (SUV) einschließen, Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, die eine Vielfalt von Booten und Schiffen einschließen, Luftfahrzeuge, und dergleichen, sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Steckdosen-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit Alternativkraftstoff (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl stammen) umfasst. Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehrere Antriebsquellen, zum Beispiel sowohl Benzinantrieb als auch Elektroantrieb aufweist.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Blockschema eines Getriebeöl-Kühlsystems, bei dem ein Ölkühler für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
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2 eine Vorderansicht des Ölkühlers für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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3 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 2;
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4 eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts B in 3;
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5 eine perspektivische Explosionsansicht eines Bypassventils, das bei dem Ölkühler für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
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6A und 6B Ansichten von Betriebszuständen des Bypassventils, das bei dem Ölkühler für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet wird; und
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7A und 7B Ansichten von Betriebszuständen einer Drucksteuereinrichtung für das Bypassventil, das bei dem Ölkühler für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
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Mit Bezug auf die 1 bis 4 ist ein Ölkühler 100 für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung derart konfiguriert, dass ein Arbeitsfluid in Abhängigkeit von der Temperatur des Arbeitsfluids in diesen hineintritt oder an diesem vorbeiströmt. Daher kühlt der Ölkühler 100 als ein Luftkühlungstyp das Arbeitsfluid durch Wärmeaustausch mit Außenluft, die von außen eingeführt wird.
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Hier kann das Arbeitsfluid als Getriebeöl konfiguriert sein, das von einem Getriebe 5 eingeführt wird.
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Wie in 1 gezeigt, ist der Ölkühler 100 als eine Einheit mit einem Bypassventil 110 konfiguriert. Der Ölkühler 100 ist über das Bypassventil 110 mit dem Getriebe 5 verbunden, das an der einen Seite eines Motors 3 montiert ist.
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Der Ölkühler 100 ist vor einem Kühler 7 angeordnet, durch welchen mit der während der Fahrt strömenden Außenluft Wärme getauscht wird. Das Bypassventil 110 lässt Getriebeöl aus dem Getriebe 5 in Abhängigkeit von der Temperatur des Getriebeöls schnell an dem Ölkühler 100 vorbei oder in diesen hinein.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, weist der Ölkühler 100 einen Kopfbehälter 101, einen Verbindungsbehälter 103, Rohre T und das Bypassventil 110 auf.
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Die Innenseite des Kopfbehälters 101 ist durch eine Membran 102 getrennt, die in der Mitte in Längsrichtung des Kopfbehälters 101 ausgebildet ist. Das Getriebeöl strömt in die auf die Membran 102 bezogene eine Seite des Kopfbehälters 101 und wird an der auf die Membran 102 bezogenen anderen Seite des Kopfbehälters 101 ausgelassen.
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Der Verbindungsbehälter 103 ist in einem vorbestimmten Abstand von dem Kopfbehälter 101 angeordnet.
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Eine Mehrzahl der Rohre T sind entlang einer Längsrichtung an der Innenfläche des Kopfbehälters 101 derart montiert, dass sie mit dem Verbindungsbehälter 103 in Verbindung stehen, so dass das Getriebeöl durch diese hindurchströmt.
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Der Kopfbehälter 101 und der Verbindungsbehälter 103 können derart angepasst sein, dass sie die Rohre T dazwischen aufweisen, und sind durch Seitenplatten 105 fixiert, die derart montiert sind, dass sie die Innenseiten beider Enden des Kopfbehälters 101 mit den Innenseiten beider Enden des Verbindungsbehälters 103 in einem Zustand verbinden, in dem sie im Abstand voneinander angeordnet sind.
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Das Bypassventil 110 ist an einer Außenseite des Kopfbehälters 101 als eine Einheit mit diesem montiert und mit einer Innenseite des Kopfbehälters 101 verbunden. Das Bypassventil 110 ist entsprechend einer Temperatur des von dem Getriebe 5 strömenden Getriebeöls wahlweise derart geöffnet oder geschlossen, dass das Getriebeöl an dem Kopfbehälter 101 vorbei oder in diesen hinein strömt. Wenn das Bypassventil 110 geöffnet ist, strömt das Getriebeöl in die auf die Membran 102 bezogene eine Seite des Kopfbehälters 101 und über jedes Rohr T in den Verbindungsbehälter 103 hinein. Danach strömt das Getriebeöl von dem Verbindungsbehälter 103 durch jedes Rohr T hindurch und in die auf die Membran 102 bezogene andere Seite des Kopfbehälters 101 hinein.
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Das heißt, das Getriebeöl strömt in der Art einer U-Kurve derart, dass es von dem Kopfbehälter 101 über den Verbindungsbehälter 103 ausgelassen und dann wieder in den Kopfbehälter 101 hineingelassen wird und gekühlt wird, indem es durch jedes der Rohre T derart hindurchtritt, dass es mit der Außenluft wärmegetauscht wird.
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Wie in den 4 und 5 gezeigt, weist das Bypassventil 110 ein Ventilgehäuse 111 und eine Steuereinrichtung 120 auf.
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Das Ventilgehäuse 111 ist an der Außenseite des Kopfbehälters 101 als eine Einheit mit diesem montiert.
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Das Ventilgehäuse 111 kann eine erste Zustromöffnung 112, die an der einen Seite davon entgegengesetzt zu dem Kopfbehälter 101 derart ausgebildet ist, dass ein Zustromanschluss P1 darin montiert ist, und eine Bypassöffnung 114 aufweisen, die in einer Position unterhalb und im Abstand von der ersten Zustromöffnung 112 derart ausgebildet ist, dass ein Bypassanschluss P2 darin montiert ist.
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Darüber hinaus kann das Ventilgehäuse 111 eine zweite Zustromöffnung 113, die korrespondierend mit der ersten Zustromöffnung 112 in der einen Fläche ausgebildet ist, die den Kopfbehälter 101 kontaktiert, und die mit der auf die Membran 102 bezogenen einen Seite des Inneren des Kopfbehälters 101 in Verbindung steht, und eine Auslassöffnung 115 aufweisen, die in einer Position unterhalb und im Abstand von der zweiten Zustromöffnung 113 derart ausgebildet ist, dass sie mit der auf die Membran 102 bezogenen anderen Seite des Inneren des Kopfbehälters 101 in Verbindung steht.
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Der Zustromanschluss P1 des Ventilgehäuses 111 ist in der ersten Zustromöffnung 112 montiert, welche in einem oberen Abschnitt des Ventilgehäuses 111 ausgebildet ist. Der Bypassanschluss P2 ist in der Bypassöffnung 114 montiert, welche in einem unteren Abschnitt des Ventilgehäuses 111 derart ausgebildet ist, dass sie mit dem Getriebe 5 verbunden ist.
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Ein Montageraum S kann in dem Ventilgehäuse 111 ausgebildet sein. Der Montageraum S steht mit der ersten und der zweiten Zustromöffnung 112 und 113, der Bypassöffnung 114 und der Auslassöffnung 115 derart in Verbindung, dass Getriebeöl in das Getriebe 5 oder den Kopfbehälter 101 hinein oder aus diesem heraus strömt.
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Die erste Zustromöffnung 112 kann auf derselben Linie wie die zweite Zustromöffnung 113 in Bezug auf die jeweiligen Seiten des oberen Abschnitts des Ventilgehäuses 111 positioniert sein, und die Bypassöffnung 114 kann auf derselben Linie wie die Auslassöffnung 115 in Bezug auf die jeweiligen Seiten des unteren Abschnitts des Ventilgehäuses 111 positioniert sein.
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Die Steuereinrichtung 120 ist in dem Montageraum S des Ventilgehäuses 111 montiert und derart angepasst, dass sie das darin strömende Getriebeöl durch Expansion oder Kontraktion entsprechend der Temperatur des von dem Getriebe 5 einströmenden Getriebeöls in den Kopfbehälter 101 strömt oder an diesem vorbeiführt.
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Die Steuereinrichtung 120 steuert den Massenstrom des Getriebeöls durch wahlweises Verbinden der ersten Zustromöffnung 112, die in dem Zustromanschluss P1 ausgebildet ist, mit der zweiten Zustromöffnung 113 oder der Bypassöffnung 114 durch wahlweises Schließen der Auslassöffnung 115.
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Die Steuereinrichtung 120 weist ein Gleitelement 121, eine Endkappe 127, eine Fixierstange 135, ein verformbares Element 137 und ein erstes Federelement 141 auf.
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Das eine Ende des Gleitelements 121 ist offen, und ein Montageabschnitt 122, der in Richtung zu dem inneren oberen Abschnitt derart vorsteht, dass er eine Öffnung bildet, ist an dem anderen Ende des Gleitelements 121 mittig ausgebildet.
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Wenigstens eine erste Öffnung 123 ist an der einen Seite des Gleitelements 121 entlang einer Längsrichtung korrespondierend mit der ersten Zustromöffnung 112 und der Bypassöffnung 114 ausgebildet.
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Ferner ist das Gleitelement 121 an der anderen Seite entlang der Längsrichtung mit wenigstens einer zweiten Öffnung 125 versehen, die mit der zweiten Zustromöffnung 113 und der Auslassöffnung 115 korrespondiert.
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Das Gleitelement 121 ist in das Ventilgehäuse 111 derart eingesetzt, dass es in den Montageraum S in einer gleitenden Weise montiert werden kann.
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Das Gleitelement 121 kann in einer zylindrischen Form ausgebildet sein, deren eines Ende, das nach oben weist, offen ist, und deren anderes Ende mit Ausnahme des Montageabschnitts 122 geschlossen ist.
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Hier sind die erste Öffnung 123 und die zweite Öffnung 125 jeweils paarweise im Abstand voneinander in Längsrichtung des Gleitelements 121 oben und unten ausgebildet, und unter der ersten und der zweiten Öffnung 123 und 125, die oben positioniert sind, kann die erste Öffnung 123 größer als die zweite Öffnung 125 ausgebildet sein.
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Die Endkappe 127 ist in einer Montageöffnung H montiert, welche in dem Ventilgehäuse 111 ausgebildet ist, und eine Fixiernut 129 ist in der Mitte der Endkappe 127 ausgebildet.
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Die Endkappe 127 ist derart montiert, dass der Montageraum S des Ventilgehäuses 111 mit Ausnahme der ersten und der zweiten Zustromöffnung 112 und 113, der Bypassöffnung 114 und der Auslassöffnung 115 in der Montageöffnung H abgedichtet ist, um zu verhindern, dass das Getriebeöl aus der Montageöffnung H leckt.
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Ferner kann die Endkappe 127 an dem Ventilgehäuse 111 mittels eines Montageringes 131 fixiert sein, der an der Innenumfangsfläche des offenen Endes des Ventilgehäuses 111 fest montiert ist.
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Darüber hinaus kann der Montagering 131 in einer Ringnut 118 fest montiert sein, die ringsum die Innenumfangsfläche des offenen Endes des Ventilgehäuses 111 ausgebildet ist.
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Das heißt, das eine Ende der Endkappe 127 ist mittels des in der Ringnut 118 montierten Montageringes 131 in einem Zustand abgestützt, in dem das andere Ende der Endkappe 127 in die Montageöffnung H des Ventilgehäuses 111 eingesetzt ist, so dass die Endkappe 127 in dem Ventilgehäuse 111 fest montiert ist.
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Währenddessen kann ein Dichtungsring 133, welcher derart konfiguriert ist, dass er eine Leckage des in das Ventilgehäuse 111 strömenden Getriebeöls zu der Außenseite des Ventilgehäuses 111 verhindert, zwischen dem offenen Ende des Ventilgehäuses 111 und der Endkappe 127 montiert sein.
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Das heißt, der Dichtungsring 133 dichtet zwischen der Außenumfangsfläche der Endkappe 127 und der Montageöffnung H ab, um zu verhindern, dass das Getriebeöl nach außen leckt.
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Die Fixierstange 135 ist in einer kreisförmigen Stangenform ausgebildet, und das eine Ende davon ist in der Fixiernut 129 der Endkappe 127 fixiert.
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Das verformbare Element 137 ist in den Montageabschnitt 122 des Gleitelements 121 eingesetzt, und das untere Ende des verformbaren Elements 137 ist auf das andere Ende der Fixierstange 135 aufgesetzt.
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In Abhängigkeit von der Temperaturänderung des Getriebeöls wird eine Expansion oder Kontraktion in dem verformbaren Element 137 durchgeführt, und die Position des verformbaren Elements 137 wird durch Auftreten einer linearen Verschiebung mit dem Aufstieg oder Abstieg an der Fixierstange 135 derart verändert, dass sich das Gleitelement 121 wahlweise vor oder zurück bewegt.
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Das Gleitelement 121 kann an dem verformbaren Element 137 mittels eines Fixierringes 139 fixiert sein, der zwischen dem Montageabschnitt 122 und dem verformbaren Element 137 unter dem verformbaren Element 137, das in den Montageabschnitt 122 eingesetzt ist, montiert ist.
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Das verformbare Element 137 kann ein Wachsmaterial aufweisen, dessen Kontraktion und Expansion in Abhängigkeit von der Temperatur eines Arbeitsfluids, wie eines Getriebeöls, darin durchgeführt werden.
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Das Wachsmaterial ist ein Material, dessen Volumen in Abhängigkeit von der Temperatur expandiert oder kontrahiert, d.h. dessen Volumen expandiert, wenn die Temperatur steigt, und dessen Volumen kontrahiert, wenn die Temperatur sinkt und es in sein Ausgangsvolumen zurückkehrt.
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Das verformbare Element 137 wird durch eine Anordnung gebildet, die das Wachsmaterial darin aufweist, und wenn die Volumenverformung des Wachsmaterials in Abhängigkeit von der Temperatur darin auftritt, kann sich das verformbare Element 137 an der Fixierstange 135 vor oder zurück bewegen, während seine äußere Gestalt nicht verformt wird.
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Dementsprechend bewegt, wenn das Getriebeöl, das die vorbestimmte Temperatur überschreitet, über den Zustromanschluss P1 zu dem verformbaren Element 137 strömt, da dessen Volumen expandiert, das verformbare Element 137 das Gleitelement 121 vorwärts, während es von der Ausgangsposition, in der es an der Fixierstange 135 montiert ist, an der Fixierstange 135 aufsteigt.
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Umgekehrt bewegt sich, wie oben beschrieben, wenn das Getriebeöl unterhalb der vorbestimmten Temperatur in einem Zustand der Expansion des Volumens des verformbaren Elements 137 strömt, da das Volumen kontrahiert, das verformbare Element 137 an der Fixierstange 135 zurück und stellt das Gleitelement 121 in die Ausgangsposition zurück.
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Ferner wird, wenn das Getriebeöl unterhalb der vorbestimmten Temperatur in dem Ausgangszustand, in dem das verformbare Element 137 an der Fixierstange 135 montiert ist, zu dem verformbaren Element 137 strömt, da keine Expansion oder Kontraktion auftritt, die Position nicht verändert.
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Das erste Federelement 141 ist zwischen dem Gleitelement 121 und dem Ventilgehäuse 111 angeordnet, und beim Aufstieg und Abstieg des verformbaren Elements 137 in Abhängigkeit von dessen Expansion oder Kontraktion wird das erste Federelement 141 zusammengedrückt oder auseinandergezogen, um eine Federkraft auf das Gleitelement 121 auszuüben.
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Das erste Federelement 141 kann von einer Schraubenfeder gebildet werden, deren eines Ende an der Innenseite des geschlossenen Endes des Ventilgehäuses 111 abgestützt ist, und deren anderes Ende an der Innenseite des geschlossenen Endes des Gleitelements 121 abgestützt ist.
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Darüber hinaus ist das Ventilgehäuse 111 mit einer Stütznut 119 versehen, in welcher das erste Federelement 141 in einem abgestützten Zustand an der Innenseite des geschlossenen Endes des Ventilgehäuses 111 fixiert ist, so dass das eine Ende des ersten Federelements 141 mittels der Stütznut 119 stabil abgestützt wird.
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Nachfolgend wird mit Bezug auf die 6A und 6B der Betrieb des wie oben konfigurierten Bypassventils 110 beschrieben.
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Wie in S1 von 6A gezeigt, behält, wenn das durch den Zustromanschluss P1 hindurchströmende Getriebeöl unter der vorbestimmten Temperatur ist, da das verformbare Element 137 nicht verformt wird, das Gleitelement 121 den Ausgangsmontagezustand bei.
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In diesem Falle liegt die erste Öffnung 123 des Gleitelements 121 in der ersten Zustromöffnung 112 und der Bypassöffnung 114, wodurch die erste Zustromöffnung 112 und die Bypassöffnung 114 offen sind.
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Die obere zweite Öffnung 125 liegt unter der zweiten Zustromöffnung 113, so dass die zweite Zustromöffnung 113 geschlossen ist, und die untere zweite Öffnung 125 liegt in der Auslassöffnung 115, so dass die Auslassöffnung 115 in einem offenen Zustand ist.
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Dementsprechend strömt das von dem Getriebe 5 in die erste Zustromöffnung 112 strömende Getriebeöl über die Bypassöffnung 114 wieder in das Getriebe 5 hinein, da die zweite Zustromöffnung 113 geschlossen ist.
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Wenn das Getriebeöl unter der vorbestimmten Temperatur ist, ist das Bypassventil 110 in der Lage, das Getriebe 5 schnell aufzuwärmen, indem es ermöglicht wird, dass das aus dem Getriebe 5 strömende Getriebeöl unter der vorbestimmten Temperatur über die Bypassöffnung 114 wieder zu dem Getriebe 5 zurückgeführt wird, ohne durch den Kopfbehälter 101 hindurch gekühlt zu werden.
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Das Getriebeöl wird in der auf die Membran 102 bezogenen anderen Seite des Inneren des Kopfbehälters 101 in einem gekühlten Zustand gehalten und strömt über die geöffnete Auslassöffnung 115 in das Ventilgehäuse 111 hinein, jedoch strömt, da das Getriebeöl nicht über die geschlossene zweite Zustromöffnung 113 in den Kopfbehälter 101 hineinströmt, nur eine sehr geringe Menge an Getriebeöl durch die Auslassöffnung 115 hindurch und zusammen mit dem Getriebeöl, das über die Bypassöffnung 114 vorbeiströmen kann, in das Getriebe 5 hinein.
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Das heißt, die durch die Auslassöffnung 115 hindurchströmende sehr geringe Menge an gekühltem Getriebeöl hat keinen Einfluss auf die Temperatur des Getriebeöls, das zurückströmen kann, und da das nicht gekühlte Getriebeöl kontinuierlich vorbeiströmt und in das Getriebe 5 hineinströmt, kann die Erwärmung des Getriebes 5 schneller durchgeführt werden.
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Da bei dem Ölkühler 100 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung das Getriebe 5 durch den oben beschriebenen Betrieb des Bypassventils 110 schneller erwärmt werden kann, ist es möglich, die gesamte Kraftstoffeffizienz des Fahrzeuges durch Reduzieren des Reibungsverlustes in dem Getriebe 5 zu verbessern.
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Im Gegensatz dazu bewegt sich, wie in S2 von 6B gezeigt, das Gleitelement 121 in dem Montageraum S des Ventilgehäuses 111 vorwärts (steigt auf), da das verformbare Element 137 expandiert und verformt wird, wenn die Temperatur des durch die erste Zustromöffnung 112 hindurchströmenden Getriebeöls dieselbe wie oder höher als die vorbestimmte Temperatur ist.
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Das Gleitelement 121 wird an der Innenseite des Ventilgehäuses 111 derart vorgerückt, dass die Bypassöffnung 114 und die Auslassöffnung 115 in einem offenen Zustand gehalten werden.
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Die obere erste und die obere zweite Öffnung 123 und 125 liegen in der ersten Zustromöffnung 112 bzw. der zweiten Zustromöffnung 113, wodurch die erste und die zweite Zustromöffnung 112 und 113 im offenen Zustand gehalten werden.
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Zu diesem Zeitpunkt strömt das Getriebeöl, welches über den Zustromanschluss P1 in die erste Zustromöffnung 112 strömt und eine Temperatur hat, welche dieselbe wie oder höher als die vorbestimmte Temperatur ist, über die zweite Zustromöffnung 113 in den Kopfbehälter 101 hinein. Das Getriebeöl, das in die auf die Membran 102 bezogene eine Seite des Kopfbehälters 101 geströmt ist, strömt über jedes der Rohre T in den Verbindungsbehälter 103 derart hinein, dass es zuerst durch Wärmeaustausch mit der Außenluft gekühlt wird.
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Das zuerst gekühlte Getriebeöl strömt von dem Verbindungsbehälter 103 über jedes der Rohre T in die auf die Membran 102 bezogene andere Seite des Kopfbehälters 101 derart hinein, dass es nochmalig durch Wärmeaustausch mit der Außenluft gekühlt wird.
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Das aus dem Kopfbehälter 101 geströmte Getriebeöl, strömt von dem Kopfbehälter 101 über die Auslassöffnung 115 in das Ventilgehäuse 111 hinein und dann von dem Ventilgehäuse 111 über die Bypassöffnung 114 in das Getriebe 5 hinein.
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Dementsprechend strömt das in dem Ölkühler 100 gekühlte Getriebeöl in das infolge des Temperaturanstiegs des Getriebeöls überhitzte Getriebe 5, um das Getriebe 5 zu kühlen.
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Währenddessen ist, wenn das Gleitelement 121 durch das verformbare Element 137, das sich entlang der Fixierstange 135 bewegt, vorgerückt wird, das erste Federelement 141 in einem Zustand, in dem es zwischen dem Ventilgehäuse 111 und dem Gleitelement 121 zusammengedrückt ist.
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In diesem Zustand bewegt sich, wenn die Temperatur des durch die erste Zustromöffnung 112 hindurchströmenden Getriebeöls unter die vorbestimmte Temperatur sinkt, das verformbare Element 137 an der Fixierstange 135 rückwärts, während es kontrahiert und aus dem Expansionszustand wieder in den Ausgangszustand verformt wird.
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Zu diesem Zeitpunkt steigt das Gleitelement 121 durch die Federkraft des ersten Federelements 141 in dem komprimierten Zustand schneller in die Ausgangsposition ab, wie in S1 von 6A als Ausgangsmontagezustand gezeigt ist, wodurch die geöffnete zweite Zustromöffnung 113 geschlossen wird.
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Der Ölkühler 100 kann durch den oben beschriebenen Betrieb des Bypassventils 110 entsprechend der Temperatur des von dem Getriebe 5 einströmenden Getriebeöls mit dem Massenstrom des Getriebeöls gesteuert werden.
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Das Gleitelement 121 ist an dem mit dem Montageabschnitt 122 versehenen anderen Ende mit wenigstens einer Entlastungsöffnung 143 versehen, die in einer Position im Abstand von dem Montageabschnitt 122 ausgebildet ist.
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Eine Mehrzahl von Entlastungsöffnungen 143 können in Positionen entlang der Umfangsrichtung um den Montageabschnitt 122 herum in einem vorbestimmten Winkel im Abstand voneinander ausgebildet sein, und in der beispielhaften Ausführungsform sind vier Entlastungsöffnungen 143 in Positionen entlang der Umfangsrichtung um den Montageabschnitt 122 herum in einem Winkel von 90° im Abstand voneinander ausgebildet, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und die Größe, die Anzahl und die Positionen der Entlastungsöffnungen 143 können modifiziert und angepasst werden.
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Eine Drucksteuereinrichtung 150 kann zwischen dem Gleitelement 121 und dem verformbaren Element 137 vorgesehen sein. Die Drucksteuereinrichtung 150 öffnet und schließt wahlweise die Entlastungsöffnung 143, um den Innendruck des Ventilgehäuses 111 zu steuern, wenn ein Differenzdruck durch das gekühlte Getriebeöl auftritt, das von dem Ölkühler 100 in das Ventilgehäuse 111 strömt.
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Die Drucksteuereinrichtung 150 ist derart konfiguriert, dass sie ein Öffnungs- und Schließelement 151, das an der Innenseite des anderen Endes des Gleitelements 121 korrespondierend mit der Entlastungsöffnung 143 derart angeordnet ist, dass es in der Lage ist, auf- und abzusteigen, und ein zweites Federelement 155 aufweist, das zwischen dem Öffnungs- und Schließelement 151 und dem verformbaren Element 137 in dem Gleitelement 121 angeordnet ist und eine Federkraft auf das Öffnungs- und Schließelement 151 ausübt.
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Das Öffnungs- und Schließelement 151 ist in einer Scheibenform mit einer mittigen Durchgangsöffnung 152 ausgebildet, die mit dem Montageabschnitt 122 korrespondiert, und kann an der Innenseite des anderen Endes des Gleitelements 121 in einem Zustand montiert sein, in dem es durch die Durchgangsöffnung 152 hindurch auf den Montageabschnitt 122 aufgesetzt ist.
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Ferner kann das Öffnungs- und Schließelement 151 einstückig mit einem Vorsprung 153 ausgebildet sein, der von der Innenumfangsfläche der Durchgangsöffnung 152 in Richtung zu dem zweiten Federelement 155 vorsteht.
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Der Vorsprung 153 führt das Öffnungs- und Schließelement 151 derart, dass es entlang dem Montageabschnitt 122 stabil auf- und absteigt, wenn der Differenzdruck in Abhängigkeit von der Strömungsrate des von dem Ölkühler 100 in das Ventilgehäuse 110 strömenden Getriebeöls auftritt oder der erzeugte Differenzdruck freigegeben wird und das Öffnungs- und Schließelement 151 auf- oder absteigt.
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Das zweite Federelement 155 kann von einer Schraubenfeder gebildet werden, deren eines Ende an dem verformbaren Element 137 abgestützt ist, und deren anderes Ende an dem Öffnungs- und Schließelement 151 abgestützt ist.
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Nachfolgend wird mit Bezug auf die 7A und 7B der Betrieb der wie oben konfigurierten Drucksteuereinrichtung 150 beschrieben.
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Wie in den 7A und 7B gezeigt, wird die Drucksteuereinrichtung 150 wahlweise in einem Zustand betrieben, in dem die Bypassöffnung 114 und die Auslassöffnung 115 offen sind, da das Gleitelement 121 durch die Expansionsverformung des verformbaren Elements 137 vorgerückt (aufgestiegen) ist.
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Wenn die Menge des gekühlten Getriebeöls, die von dem Kopfbehälter 101 über die Auslassöffnung 115 in das Ventilgehäuse 111 hinein geströmt ist, gering ist, wird keine Druckdifferenz zwischen dem auf das untere Ende des Gleitelements 121 bezogenen oberen Abschnitt und unteren Abschnitt des Ventilgehäuses 111 erzeugt.
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Dementsprechend behält, wie in S10 von 7A gezeigt, die Drucksteuereinrichtung 150 den Ausgangsmontagezustand bei, in dem die Entlastungsöffnung 143 geschlossen ist.
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Wenn die Menge des gekühlten Getriebeöls, die über die Auslassöffnung 115 in das Ventilgehäuse 111 hinein geströmt ist, erhöht ist, wird eine Druckdifferenz zwischen dem auf das untere Ende des Gleitelements 121 bezogenen oberen Abschnitt und unteren Abschnitt des Ventilgehäuses 111 erzeugt.
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Wie in S20 von 7B gezeigt, steigt das Öffnungs- und Schließelement 151 durch den Druck des Getriebeöls infolge des erzeugten Differenzdruckes derart auf, dass es die Entlastungsöffnungen 143 öffnet.
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Dann strömt ein Teil des durch die Auslassöffnung 115 hindurchströmenden gekühlten Getriebeöls über die offene Entlastungsöffnung 143 in das Gleitelement 121 hinein, wodurch eine Druckdifferenz innerhalb und unterhalb des Gleitelements 121 in dem Ventilgehäuse 111 beseitigt wird.
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Darüber hinaus wird, wenn die Druckdifferenz in dem Ventilgehäuse 111 beseitigt ist, das Öffnungs- und Schließelement 151 der Drucksteuereinrichtung 150 durch die Federkraft des zweiten Federelements 155, das während des Aufstiegs des Öffnungs- und Schließelements 151 zusammengedrückt wird, schnell abgesenkt und in den Ausgangsmontagezustand zurückgeführt, wodurch die Entlastungsöffnungen 143 wieder geschlossen werden, wie in S10 von 7A gezeigt ist.
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Das heißt, mittels des oben beschriebenen Vorgangs kann das Bypassventil 110 durch den Betrieb der Entlastungsöffnung 143 und der Drucksteuereinrichtung 150 die Druckdifferenz beseitigen, die durch die Differenz in der Strömungsrate des von dem Getriebe 5 und dem Kopfbehälter 101 in das Ventilgehäuse 111 strömenden Getriebeöls verursacht wird.
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Ferner ist es, wenn die Druckdifferenz in dem Ventilgehäuse 111 beseitigt wird, möglich, die gesamte Druckresistenz und Haltbarkeit des Bypassventils 110 und die Zuverlässigkeit und Ansprechempfindlichkeit des Ventilbetriebs zu verbessern.
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Wie oben erwähnt, gibt es bei dem Ölkühler 100 für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung durch das Bypassventil 110, das entsprechend der Temperatur des Getriebeöls betrieben wird, den Effekt der Verbesserung der Raumausnutzung eines Motorraumes.
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Darüber hinaus gibt es durch Steuerung des Massenstromes der Arbeitsfluide derart, dass die Arbeitsfluide an dem Ölkühler 100 vorbei oder in diesen hinein strömen können, mittels eines schnellen Expandierens oder Kontrahierens eines Elements des Bypassventils 110 in Abhängigkeit von der Temperatur des Getriebeöls und durch eine einfache Struktur des Ölkühlers 100, der als eine Einheit mit dem Bypassventil 110 vorgesehen ist, den Effekt des Erzielens einer bequemen Herstellung und Montage und des Reduzierens von Herstellungskosten durch Vereinfachung der Bauteile.
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Außerdem gibt es den Effekt, dass während des Vorbeiführens des Getriebeöls die erforderliche Leistung einer Hydraulikpumpe durch die Erhöhung der Strömungsrate reduziert werden kann, und durch die spätere Montage der inneren Bauteile an dem Ventilgehäuse 111, das als eine Einheit mit dem Kopfbehälter 101 vorgesehen ist, und die Austauschbarkeit der inneren Bauteile nach einem Defekt gibt es den Effekt der Reduzierung von Wartungskosten und der Verbesserung der Bequemlichkeit von Austauscharbeiten.
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Ferner gibt es den Effekt, dass die Strömungsrate durch Sicherstellung der Bypassströmungspassage im Vergleich zum Stand der Technik erhöht wird, indem eine Leckage des von dem Ölkühler 100 gekühlten Getriebeöls an dem Getriebe mittels des Bypassventils 110 im Voraus verhindert wird.
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Ebenso kann die Zuverlässigkeit der Massenstromsteuerung entsprechend der Temperatur des Getriebeöls sichergestellt werden, und durch Reduzieren des Reibungsverlustes innerhalb des Getriebes 5 mittels schneller Erwärmung des Getriebeöls wird die gesamte Kraftstoffverbrauchseffizienz des Fahrzeuges verbessert.
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Obwohl bei dem Ölkühler für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung der Fall beschrieben ist, in dem das Arbeitsfluid Getriebeöl ist, das von einem Getriebe eingeführt wird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Das heißt, alle Arbeitsfluide, die durch Wärmeaustausch erwärmt oder gekühlt werden müssen, können als Arbeitsfluid verwendet werden.
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Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „oben“, „unten“, „innen“, „außen“ usw. verwendet, um die Merkmale der beispielhaften Ausführungsform in Bezug auf die Positionen dieser Merkmale in den Figuren zu beschreiben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2014-0163764 [0001]
