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TECHNISCHER BEREICH
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Bypassventil, das abhängig von der Temperatur öffnet und schließt.
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HINTERGRUND
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Motor, Getriebe und Servolenkung verwenden Öl mit einer Viskosität, die bei Temperaturschwankungen stark variiert. Ölkühler entziehen dem Öl die Wärme. Der Hochleistungs-Kühlerkern hat kleine hydraulische Durchmesser, die auch als kleine Durchgänge bezeichnet werden können. Diese Durchgänge können auch „Turbulatoren“ oder „Lamellen“ aufweisen, um die Wärme besser zu übertragen. Kaltes Wetter führt dazu, dass der Ölfluss durch diese kleinen Kanäle stark eingeschränkt ist, da die Ölviskosität bei niedrigeren Temperaturen stark ansteigen kann.
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Bei kalter Witterung müssen die Ölsysteme noch in der Lage sein, die überschüssige Wärme abzuführen. Ein Teil oder mehrere Teile des Systems geben oft kontinuierlich Wärme, in Bereichen, die als „Hot Spots“ bezeichnet werden können, an das Öl ab. Solche Hot Spots befinden sich in Bereichen wie Motorkolben, Getriebe-Drehmomentwandler, hydraulische Lüftermotoren, Servolenkungs-Hydraulikmotor, Lager- und Getriebebereiche. Bei kaltem Wetter muss das Öl noch durch die „Hot Spot“-Bereiche fließen, damit die Wärme in und aus dem strömenden Öl abgeführt werden kann. Dies hilft auch, ein Überhitzen oder Verbrennen des Öls zu vermeiden.
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Die Hochleistungskühler verwenden lange Öffnungen mit kleinen Querschnitten, um eine turbulente Strömung zu erzeugen, so dass der Ölstrom beim Abkühlen des Öls stärker eingeschränkt wird. Die Fließfähigkeit des Fluids bei kleinen hydraulischen Durchmessern ist abhängig von der steigenden Temperatur. Wenn die Temperatur sinkt, wird das Öl sehr dick und erfordert einen viel höheren Differenzdruck, um das Öl durch den Kern zu fluten, oder der Durchfluss kann in hochkalten Fällen praktisch stoppen.
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Der Kühlkreislauf muss es dem Öl ermöglichen, in das Energiesystem zurückzufließen, aus dem es kam, damit es sowohl als Kühl- als auch als Schmiermittel agieren kann. Einige Ölkühlersysteme haben eine permanent offene Bypassöffnung zwischen dem stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Teil des Kerns, die eine zusätzliche Kernkompensation erfordert, um das nicht umgeleitete Öl zu kühlen und um das Umleiten von heißem Öl zu kompensieren. Das niedrigviskose heiße Öl, das durch die Bypassöffnung und am Ölkühler vorbeifließt, ist beträchtlich. Die Kerngröße muss vergrößert werden, um die zusätzliche Wärme im Bypassöl auszugleichen.
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Ein weiteres bekanntes System verwendet ein thermisches Stellglied, um eine erste Bypassöffnung zu öffnen, die gegen einen Ventilsitz mit einem sekundären Federabschnitt wirkt, um einen zweiten Ventilsitz anzubringen, wie im
US-Patent 6,499,666 beschrieben. Dies erfordert zusätzliche Komponenten wie einen Thermokolben, zwei Federn und zwei unabhängige Ventilsitzkomponenten, um die Bypassfunktion zu verwirklichen, und treibt die Kosten für eine solche Ergänzung auf ein höheres Stückkostenniveau. Das Erhöhen der Anzahl an Komponenten, um die Stellbewegung durchzuführen erhöht die Variabilität der Öffnungs- und Schließbetätigung bei bestimmten Temperaturen und Drücken. Ein Hochdrucksicherheitsventil kann erforderlich sein und kann zusätzliche Komponenten erfordern, wie z.B. im Kühlerkreislauf der Servolenkung eine zusätzliche Kugel und Feder erforderlich sein können. Der Bypasskreislauf hat ein Kolbenventil mit einem thermisch expandierenden wachsartigen Material hinter dem Kolbenventil. Das „wachsartige“ Material befindet sich hinter einem Kolben oder einer Membran, die genügend Kraft und Weg zum Bewegen des Ventils bereitstellt, aber die Baugruppe ist relativ teuer. Die Baugruppe verfügt in der Regel über ein sekundäres Hochdruckteilerventil und eine Feder, um eine Hochdruckentlastung um den geschlossenen thermischen Ventilabschnitt herum zu gewährleisten. Die dualen Systeme mit ihren mehreren Komponenten haben diese Komponenten als Zusatzkosten.
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Die Größe des „In-Tank“-Tankölkühlers ist aufgrund des Bauraums begrenzt. Daher ist er im Allgemeinen in seiner Wärmeübertragungsfähigkeit für die extrem heißen Bedingungen begrenzt. Der hohe Wirkungsgrad des externen Ölkühlers bei kälteren Umgebungstemperaturen kann den Durchfluss des Öls begrenzen, da der Ölstrom wegen der extrem hohen Viskosität des Öls versucht, durch die kleinen Rohrdurchgänge des Kerns e in den Kühlerkern zu fließen. Der begrenzte Durchfluss begrenzt die Schmierung und Kühlung der nachfolgenden Komponenten.
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Die Druckdifferenz zwischen den vorgenannten Systemen bewirkt, dass das Fluid vom hohen Potenzial zum niedrigen Potenzialanteil des Systems strömt. Die metrische Version ist in der Regel in Kilopascal (kPa) oder Megapascal (MPa). Bei den Servolenkungs-, Getriebe- und Motorkühlern handelt es sich um „Bereiche mit Strömungswiderstand“. Ölkühler erhalten stromaufwärts Öl aus dem Teil der Systeme, die die meiste Arbeit verrichten und einen Teil ihrer Effizienz als Wärmeenergie in das Öl verlieren. Öl durch den Kühlerkreislauf stößt beim Durchströmen der Kühlerleitungen auf einen gewissen Widerstand, der beim Durchströmen der Hochleistungskühlerkanäle stark zunimmt. In Hochleistungskühlern aus dem Stand der Technik haben die Kanäle kleine hydraulische Durchmesser, wobei die Größe der Kanäle zur Verbesserung der Kühlleistung verringert wurde. Die kleineren Durchgänge reagieren empfindlich auf Viskositätsänderungen. Diese Bedingung kann als variabler Widerstand in Bezug auf die Temperaturänderung betrachtet werden, da sich die Ölviskosität in Bezug auf die Temperatur so stark ändert. Die Konsistenz der Öle ändert sich von einer „honigartigen“ Viskosität bei extremer Kälte und einer „wässrigen“ Viskosität bei hohen Temperaturen.
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Der Ölkühler hat einen hohen Strömungswiderstand, wenn das Öl extrem kalt ist, ähnlich einem Strömungskanal mit einer sehr kleinen Öffnung. Der Ölkühler hat einen geringen Strömungswiderstand, wenn das Öl extrem heiß ist, ähnlich einem Strömungskanal mit einer sehr großen Öffnung. Die Systemölpumpe versucht, den Ölstrom so weit anzutreiben, bis er den maximal zulässigen Systemöldruck erreicht. Der Differenzdruck von stromaufwärts nach stromabwärts des Kerns ist mit kaltem Öl extrem hoch. In großen Transportern und sogar einigen großen Geländewagen (Englisch: Sports Utility Vehicles, SUVs) können die Systemdruckgrenzen höher sein. Einige Ölkühlerkreisläufe haben einen Bypass-Kreislauf, um den Kühler zu umgehen. Dieser Bypass wird verwendet, um entweder den Druck im gesamten Kreislauf zu reduzieren oder um einen Rückfluss zum wärmeabgebenden Teil zu gewährleisten, um eine frühzeitige Erwärmung des Öls im System zu gewährleisten.
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Es besteht die Notwendigkeit für ein vereinfachtes Ventilsystem, um die Auswirkungen von Hochdruck durch ein temperaturempfindliches Bypassventil zu minimieren, das schließt, sobald die Systemtemperaturen eine vorgegebene höhere Temperatur erreichen.
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BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Offenbarung bietet ein temperaturabhängiges Ventil, das in einer Vielzahl von verschiedenen Komponenten implementiert werden kann, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, einem Ölkühler. Das temperaturabhängige Ventil beinhaltet ein Gehäuse und eine zylindrische Struktur, die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Das Gehäuse definiert einen Einlasskanal und einen Auslasskanal, wobei das längliche Gehäuse der zylindrischen Struktur zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal angeordnet ist. Die zylindrische Struktur beinhaltet eine erste Schicht, so dass die zylindrische Struktur konfiguriert ist, um sich von einem verringerten Durchmesser auf einen vergrößerten Durchmesser auszudehnen, wenn die erste Schicht der zylindrischen Struktur einem erhöhten vorbestimmten Temperaturbereich ausgesetzt ist, wodurch die zylindrische Struktur den Einlasskanal und den Auslasskanal bei einem derart erhöhten vorbestimmten Temperaturbereich einschränkt. Es versteht sich, dass die erste Schicht zur Bildung der zylindrischen Struktur aufgerollt sein kann. Darüber hinaus kann die erste Schicht aus einem beliebigen aus einer Vielzahl von Materialien gebildet sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, einer Formgedächtnislegierung.
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Die zylindrische Struktur des vorgenannten temperaturabhängigen Ventils kann optional eine zweite Schicht beinhalten, die an der ersten Schicht befestigt ist, wobei sich die zweite Schicht über eine erste Seite der ersten Schicht erstreckt. Unabhängig davon, ob die zylindrische Struktur aus einer einlagigen ersten Schicht oder aus zwei Schichten (gebildet durch die erste Schicht und die zweite Schicht) besteht, wird/werden die Schicht(en) zur Bildung der zylindrischen Struktur aufgerollt. Wenn zwei Schichten implementiert sind, kann sowohl die erste Schicht, als auch die zweite Schicht so gebildet werden, dass die erste Schicht und die zweite Schicht unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Wenn jedoch nur die erste Schicht implementiert ist, kann die erste Schicht durch eine Formgedächtnislegierung gebildet sein.
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Das Gehäuse des temperaturabhängigen Ventils kann ferner eine Bohrung mit einem Gehäuseinnendurchmesser definieren, wobei die Bohrung sowohl mit dem Einlasskanal als auch mit dem Auslasskanal des Gehäuses fluidisch gekoppelt ist. Die Bohrung ist konfiguriert, um die zylindrische Struktur so zu halten, dass die zylindrische Struktur innerhalb der Bohrung angeordnet ist, unabhängig davon, ob die zylindrische Struktur auf den größeren Durchmesser ausgedehnt ist oder nicht oder ob die zylindrische Struktur den kleineren Durchmesser aufweist. Dementsprechend ist der Innendurchmesser des Gehäuses größer als der kleinere Durchmesser und der größere Durchmesser der zylindrischen Struktur. Die zylindrische Struktur ist so konfiguriert, dass sie sich innerhalb der Bohrung frei bewegt, wenn das Gehäuse und die zylindrische Struktur einer kühleren Temperatur ausgesetzt sind, die niedriger ist als die vorgegebene Temperatur. Wenn jedoch das Gehäuse und die zylindrische Struktur einer erhöhten Temperatur ausgesetzt sind, die höher ist als die vorgegebene Temperatur, dehnt sich die zylindrische Struktur innerhalb der Bohrung vollständig aus und blockiert so den Einlasskanal und den Auslasskanal.
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Die erste Schicht des temperaturabhängigen Ventils kann zur Bildung der zylindrischen Struktur aufgerollt sein. Wenn jedoch optional eine zweite Schicht über der ersten Schicht angebracht ist, ist die zweite Schicht zusammen mit der ersten Schicht zur Bildung der zylindrischen Struktur aufgerollt.
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Um das temperaturabhängige Ventil zu montieren, wird das Gehäuse durch einen ersten Abschnitt oder eine erste Hälfte gebildet, die mechanisch an einem zweiten Abschnitt oder einer zweiten Hälfte befestigt ist, nachdem die zylindrische Struktur in einem Abschnitt der ersten Hälfte des Gehäuses angeordnet ist. Mindestens einer aus dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Gehäuses kann eine Bohrung definieren, die konfiguriert ist, um die zylindrische Struktur innerhalb des Gehäuses zu halten. Daher ist zu verstehen, dass die zylindrische Struktur zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt angeordnet sein kann. Somit können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des Gehäuses eine Bohrung definieren, die konfiguriert ist, um die zylindrische Struktur zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal zu halten.
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Das temperaturabhängige Ventil kann für irgendeine aus einer Vielzahl von Komponenten eingesetzt werden, wie beispielsweise für einen Ölkühler, ohne hierauf beschränkt zu sein.
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Die vorliegende Offenbarung und ihre besonderen Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, deutlicher.
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Figurenliste
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Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, der bevorzugten Ausführungsform, den Ansprüchen und den dazugehörigen Figuren:
- 1 veranschaulicht einen exemplarischen, nicht einschränkenden, Ölkühler mit einem temperaturabhängigen Ventil.
- 2A ist eine vergrößerte Ansicht des in 1 dargestellten exemplarischen, nicht einschränkenden, temperaturabhängigen Ventils, wobei die zylindrische Struktur als einen verringerten Durchmesser aufweisend (kontrahierter Zustand) dargestellt ist.
- 2B ist eine vergrößerte Ansicht des in 1 dargestellten exemplarischen, nicht einschränkenden, temperaturabhängigen Ventils, wobei die zylindrische Struktur als einen vergrößerten Durchmesser aufweisend (expandierter Zustand) dargestellt ist.
- 3A ist eine vergrößerte Ansicht eines zweiten exemplarischen, nicht einschränkenden, temperaturabhängigen Ventils, wobei die zylindrische Struktur als einen verringerten Durchmesser aufweisend (kontrahierter Zustand) dargestellt ist.
- 3B ist eine vergrößerte Ansicht des in 3A dargestellten exemplarischen, nicht einschränkenden, temperaturabhängigen Ventils, wobei die zylindrische Struktur als einen vergrößerten Durchmesser aufweisend (expandierter Zustand) dargestellt ist.
- 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines dritten exemplarischen, nicht beschränkenden, temperaturabhängigen Ventils, wobei die zylindrische Struktur als einen verringerten Durchmesser aufweisend (kontrahierter Zustand) dargestellt ist.
- 5 ist eine vergrößerte Ansicht des in 4 dargestellten exemplarischen, nicht einschränkenden, temperaturabhängigen Ventils, wobei die zylindrische Struktur als einen vergrößerten Durchmesser aufweisend (expandierter Zustand) dargestellt ist.
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Ähnliche Bezugszeichen beziehen sich in der gesamten Beschreibung von mehreren Ansichten der Figuren auf ähnliche Teile.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es wird nun ausführlich auf die derzeit bevorzugten Zusammensetzungen, Ausführungsformen und Methoden der vorliegenden Offenbarung verwiesen, die die besten derzeit den Erfindern bekannten Ausführungsformen der vorliegende Offenbarung darstellen. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu. Es ist jedoch zu verstehen, dass die offenbarten Ausführungsformen nur exemplarisch für die vorliegende Offenbarung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt sein kann. Daher sind die hierin offenbarten spezifischen Details nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als repräsentative Grundlage für jeden Aspekt der vorliegenden Offenbarung und/oder als repräsentative Grundlage für die Unterweisung eines Fachmanns, die vorliegende Offenbarung unterschiedlich anzuwenden.
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Außer in den Beispielen oder, wo nicht anderweitig ausdrücklich darauf hingewiesen, sind alle numerischen Größen in dieser Beschreibung, die Materialmengen oder Reaktions- und/oder Verwendungsbedingungen angeben, als durch das Wort „ungefähr“ modifiziert zu verstehen, um den größtmöglichen Umfang der vorliegenden Offenbarung zu beschreiben. Im Allgemeinen ist die Ausführung innerhalb der angegebenen numerischen Grenzen bevorzugt. Auch, sofern nicht ausdrücklich gegenteilig angegeben: Prozent, „Teile von“ und Verhältniswerte beziehen sich auf das Gewicht; die Beschreibung einer Gruppe oder Klasse von Materialien, als für einen bestimmten Zweck im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung geeignet oder bevorzugt, impliziert, dass Mischungen von zwei oder mehr der Mitglieder der Gruppe oder Klasse gleichermaßen geeignet oder bevorzugt sind; die erste Definition eines Akronyms oder einer anderen Abkürzung gilt für alle nachfolgenden Verwendungen derselben Abkürzung und gilt für normale grammatikalische Variationen der ursprünglich definierten Abkürzung; und, sofern nicht ausdrücklich gegenteilig angegeben, wird die Messung einer Eigenschaft durch dieselbe Technik bestimmt, auf die zuvor oder später für dieselbe Eigenschaft Bezug genommen wurde.
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Es ist auch zu verstehen, dass diese vorliegende Offenbarung nicht auf die im Folgenden beschriebenen spezifischen Ausführungsformen und Methoden beschränkt ist, da spezifische Komponenten und/oder Bedingungen natürlich variieren können. Darüber hinaus wird die hier verwendete Terminologie nur zur Beschreibung bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet und soll in keiner Weise einschränkend sein.
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Es ist auch zu beachten, dass die Singularform „ein“, „eine“ und „der/die/das“, wie sie in der Spezifikation und den beigefügten Ansprüchen verwendet wird, mehrere Referenzen umfasst, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes anzeigt. So ist beispielsweise vorgesehen, dass die Referenz auf eine Komponente im Singular eine Vielzahl von Komponenten umfasst.
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Der Begriff „umfassend“ ist gleichbedeutend mit „beinhaltend“, „aufweisend“, „enthaltend“ oder „gekennzeichnet durch“. Diese Begriffe sind inklusive und unbeschränkt und schließen zusätzliche, nicht erwähnte Elemente oder Verfahrensschritte nicht aus.
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Der Ausdruck „bestehend aus“ schließt jedes Element, jeden Schritt oder jeden Bestandteil aus, der nicht im Anspruch angegeben ist. Der Ausdruck „im Wesentlichen bestehend aus“ beschränkt den Umfang eines Anspruchs auf die spezifizierten Materialien oder Schritte sowie auf solche, die die grundlegenden und neuartigen Eigenschaften des beanspruchten Gegenstands nicht substanziell beeinträchtigen.
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Die Begriffe „umfassend“, „bestehend aus“ und „im Wesentlichen bestehend aus“ können alternativ verwendet werden. Wird einer dieser drei Begriffe verwendet, kann der vorliegend offenbarte und beanspruchte Gegenstand die Verwendung eines der beiden anderen Begriffe beinhalten.
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Durch diese gesamten Anmeldung, wenn auf Veröffentlichungen verwiesen wird, werden die Offenbarungen dieser Veröffentlichungen in ihrer Gesamtheit durch Verweis in diese Anmeldung aufgenommen, um den Stand der Technik, auf den sich diese vorliegende Offenbarung bezieht, besser zu beschreiben.
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Die nachfolgende detaillierte Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und soll weder die vorliegende Offenbarung noch die Anwendung und Verwendung der vorliegenden Offenbarung einschränken. Darüber hinaus besteht keine Absicht, an eine Theorie gebunden zu sein, die im vorstehenden Hintergrund oder in der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellt wird.
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Unter Bezugnahme auf 1 sieht die vorliegende Offenbarung ein temperaturabhängiges Ventil 10 vor, das in einer Vielzahl von verschiedenen Komponenten implementiert sein kann, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, einem Ölkühler, der nur als nicht einschränkendes Beispiel dargestellt ist. In Bezug auf verschiedene nicht einschränkende exemplarische Ausführungsformen, die in den 2A-5 dargestellt sind, beinhaltet das temperaturabhängige Ventil 10 ein Gehäuse 12 und eine zylindrische Struktur 18, die innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet ist. Das Gehäuse 12 definiert einen Einlasskanal 14 und einen Auslasskanal 16, wobei der (optional längliche) Zylinderkörper 24 der zylindrischen Struktur 18 zwischen dem Einlasskanal 14 und dem Auslasskanal 16 angeordnet ist. Die Zylinderstruktur 18 definiert ein proximales Ende 20, ein distales Ende 22 und einen Zylinderkörper 24 dazwischen. Wie in den 2A-2B und 3A-B dargestellt, ist die Achse 45 der zylindrischen Struktur 18 im Wesentlichen parallel zur Achse 43 der innerhalb des Gehäuses 12 definierten Bohrung 42. Wie in den 3A-3B dargestellt, ist die Achse 45 der zylindrischen Struktur 18 jedoch im Wesentlichen senkrecht zum Fluidweg 34 innerhalb des Hohlraums 50, der in dem in 3A-3B dargestellten Gehäuse 12 definiert ist.
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Das Beispiel der 2A-2B veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der der Einlasskanal 14 und der Auslasskanal 16 des Gehäuses 12 optional proximal zu einem zentralen Bereich 15 der Bohrung 42 definiert sind. In diesem nicht einschränkenden Beispiel beinhaltet die zylindrische Struktur 18 eine erste Schicht 30, so dass die zylindrische Struktur 18 konfiguriert ist, um sich von einem verringerten Durchmesser 26 auf einen vergrößerten Durchmesser 28 auszudehnen, wenn die erste Schicht 30 der zylindrischen Struktur 18 einem Fluid 32 bei einer erhöhten vorbestimmten Temperatur ausgesetzt ist, wodurch die zylindrische Struktur 18 den Fluidweg 34 zwischen dem Einlasskanal 14 und dem Auslasskanal 16 bei einer derart erhöhten vorbestimmten Temperatur einschränkt. Eine beispielhafte, nicht einschränkende, erhöhte vorgegebene Temperatur kann, muss aber nicht unbedingt, 40 Grad Celsius betragen. Es versteht sich, dass die erste Schicht 30 wie dargestellt zur Bildung der zylindrischen Struktur 18 aufgerollt sein kann.
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In Bezug auf alle Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die zylindrische Struktur 18 des temperaturabhängigen Ventils 10 optional eine zweite Schicht 36 beinhalten, die an der ersten Schicht 30 befestigt ist, wobei die zweite Schicht 36 sich über eine erste Seite 38 der ersten Schicht 30 erstreckt --- und zusammen mit der ersten Schicht 30 zu einer zylindrischen Struktur 18 aufgerollt ist. Bei der Bildung der zylindrischen Struktur 18 einer beliebigen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die erste Schicht 30, muss aber nicht notwendigerweise, wie in den Beispiel-FIG. 3A-3B dargestellt, in mehreren Umdrehungen aufgerollt sein. Die zweite Schicht 36 kann einen Temperaturkoeffizienten aufweisen, der sich vom Temperaturkoeffizienten der ersten Schicht 30 unterscheidet. Wenn jedoch, ähnlich wie die erste Schicht 30, die zweite Schicht 36 der zylindrischen Struktur 18 einem Fluid 32 mit einem erhöhten vorbestimmten Temperaturbereich ausgesetzt ist, wodurch sich die erste und zweite Schicht 30, 36 ausdehnen (entweder durch leichtes Abwickeln, wie in den 2A-3B dargestellt, oder durch Ausdehnen, wie in 5 dargestellt), so dass die zylindrische Struktur 18 den Fluidweg 34 zwischen dem Einlasskanal 14 und dem Auslasskanal 16 bei einem derart erhöhten vorbestimmten Temperaturbereich beschränkt. Darüber hinaus kann jede der ersten Schicht 30 und/oder der zweiten Schicht aus einem beliebigen aus einer Vielzahl von Materialien gebildet sein, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, einer Formgedächtnislegierung 40.
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In Bezug auf das zusätzliche, nicht einschränkende Beispiel in den 3A-3B ist jedoch eine exemplarische Ausführungsform dargestellt, bei der der Einlasskanal 14 optional an einem ersten Ende des Hohlraums 50 des Gehäuses 12 und der Auslasskanal 16 des Gehäuses 12 optional an einem zweiten Ende des Hohlraums 50 derart definiert sind, dass die zylindrische Struktur 18 den Fluidweg 34 beschränkt, der zwischen dem Einlasskanal 14 und dem Auslasskanal 16 definiert ist. Ähnlich wie das nicht einschränkende Beispiel von 2A-2B beinhaltet die zylindrische Struktur 18 in 3A, 3B eine erste Schicht 30, so dass die zylindrische Struktur 18 konfiguriert ist, um sich von einem verringerten Durchmesser 26 auf einen vergrößerten Durchmesser 28 auszudehnen, wenn die erste Schicht 30 der zylindrischen Struktur 18 einem Fluid 32 mit einem vergrößerten vorbestimmten Temperaturbereich ausgesetzt ist, wodurch die zylindrische Struktur 18 den Fluidweg 34 zwischen dem Einlasskanal 14 und dem Auslasskanal 16 bei einem derart erhöhten vorbestimmten Temperaturbereich beschränkt. Es ist zu verstehen, dass die erste Schicht 30 zur Bildung der zylindrischen Struktur 18 aufgerollt sein kann. Darüber hinaus kann die erste Schicht 30 aus einem beliebigen aus einer Vielzahl von Materialien gebildet sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, einer Formgedächtnislegierung 40. Es ist in Bezug auf alle Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu verstehen, dass das temperaturabhängige Ventil optional auch einen am Gehäuse befestigten Mittelstift 54 beinhalten kann, wobei sich der Mittelstift 54 in eine Öffnung der zylindrischen Struktur erstreckt, so dass die zylindrische Struktur den verringerten Durchmesser definiert. Siehe 3A-3B und 4-5.
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In Bezug auf das zusätzliche, nicht einschränkende Beispiel in den 4-5 ist jedoch eine exemplarische Ausführungsform dargestellt, bei der die zylindrische Struktur 18 in einem Ölfilteradapter 37 so angeordnet ist, dass die zylindrische Struktur 18 den Fluidweg 34 ( 5) beschränkt, der zwischen dem Einlasskanal 14 und dem Auslasskanal 16 definiert ist. Ähnlich zu dem nicht einschränkenden Beispiel der 2A-3B beinhaltet die zylindrische Struktur 18 in 4-5 eine erste Schicht 30, so dass die zylindrische Struktur 18 konfiguriert ist, um sich von einem verringerten Durchmesser 26 auf einen vergrößerten Durchmesser 28 auszudehnen, wenn die erste Schicht 30 der zylindrischen Struktur 18 einem Fluid 32 mit einem vergrößerten vorbestimmten Temperaturbereich ausgesetzt ist, wodurch die zylindrische Struktur 18 den Fluidweg 34 zwischen dem Einlasskanal 14 und dem Auslasskanal 16 bei einem derart erhöhten vorbestimmten Temperaturbereich beschränkt. Es ist zu verstehen, dass die erste Schicht 30, aber nicht unbedingt, zu der zylindrischen Struktur 18 aufgerollt sein kann. Die erste Schicht 30 kann jedoch einfach als Zylinder konfiguriert sein, wie in den 4-5 dargestellt. Darüber hinaus kann die erste Schicht 30 aus einem beliebigen aus einer Vielzahl von Materialien gebildet sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, einer Formgedächtnislegierung 40.
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Ähnlich wie in dem Beispiel von 2A-2B kann die zylindrische Struktur 18 von 3A-5 optional eine zweite Schicht 36 beinhalten, die an der ersten Schicht 30 befestigt ist, wobei die zweite Schicht 36 sich über eine erste Seite 38 der ersten Schicht 30 erstreckt. Unabhängig davon, ob die zylindrische Struktur 18 durch eine einlagige erste Schicht 30 (wie in den 4-5 dargestellt) oder durch zwei Schichten (gebildet durch die erste Schicht 30 und die zweite Schicht 36 dargestellt in den 2A-3B) gebildet ist, werden die Schicht(en) zur Bildung der zylindrischen Struktur 18 aufgerollt.
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Wie in den 2A-5 dargestellt, kann das Gehäuse 12 des temperaturabhängigen Ventils 10 ferner eine Bohrung 42 mit einem Innendurchmesser des Gehäuses 12 definieren, wobei die Bohrung 42 sowohl mit dem Einlasskanal 14 als auch mit dem Auslasskanal 16 des Gehäuses 12 fluidisch gekoppelt ist. Die Bohrung 42 ist konfiguriert, um die zylindrische Struktur 18 im Gehäuse 12 so zu halten, dass die zylindrische Struktur 18 innerhalb der Bohrung 42 gehalten oder angeordnet ist, unabhängig davon, ob die zylindrische Struktur 18 auf den größeren Durchmesser 28 erweitert ist oder nicht (siehe 2B, 3B, 5) oder ob die zylindrische Struktur 18 den kleineren Durchmesser 26 aufweist (siehe 2A, 3A, 4).
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Unter besonderer Bezugnahme auf das Beispiel in den 3A-3B definiert das Gehäuse eine flache Bohrung 42 oder eine zylindrische Aussparung an mindestens einem der ersten und zweiten Abschnitte 46, 48, um die zylindrische Struktur 18 zu halten, unabhängig davon, ob die zylindrische Struktur 18 einen verringerten Durchmesser 26 (3A) oder einen größeren Durchmesser 28 (3B) definiert. Somit ist der Durchmesser der Bohrung 42 sowohl größer als der verringerte Durchmesser 26, als auch als der vergrößerte Durchmesser 28 der zylindrischen Struktur 18, wie in den 3A-3B dargestellt. Im Beispiel von 3A-3B ist/sind die Bohrung(en) 42 auf mindestens einem des ersten und des zweiten Abschnitts 46, 48 in einem mittleren Bereich 47 des Hohlraums 50 (zwischen dem Einlasskanal 14 und dem Auslasskanal 16) definiert. Im Beispiel von 3A-3B dehnt sich die zylindrische Struktur 18 aus, um den Fluidweg 34 zwischen dem Einlasskanal 14 und dem Auslasskanal 16 zu blockieren.
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Unter Bezugnahme auf die 2A-2B ist der Bohrungsdurchmesser 41 der im Gehäuse 12 definierten Bohrung 42 ebenfalls größer als sowohl der verringerte Durchmessers 26 (siehe 2A), als auch als der erhöhte Durchmesser 28 (siehe 2B) der zylindrischen Struktur 18. Darüber hinaus sind, wie in den 2A-2B dargestellt, der Einlasskanal 14 und der Auslasskanal 16 durch die expandierte zylindrische Struktur 18 proximal zu dem Einlass- und Auslasskanal 16 blockiert, wenn die zylindrische Struktur 18 einem Fluid 32 mit einer vorbestimmten erhöhten Temperatur ausgesetzt ist, die 40 Grad Celsius betragen kann, aber nicht unbedingt muss.
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Unter Bezugnahme auf die in den 2A, 3A und 4 dargestellten Beispiele kann jedoch, wenn die zylindrische Struktur 18 einen verringerten Durchmesser 26 definiert (2A, 3A und 4), die zylindrische Struktur 18 optional konfiguriert sein, um sich innerhalb der Bohrung 42 frei zu bewegen, wenn das Gehäuse 12 und die zylindrische Struktur 18 einem Fluid 32 mit einer kühleren Temperatur ausgesetzt sind, die niedriger als die vorgegebene Temperatur ist, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, 40 Grad Celsius. Sobald die zylindrische Struktur 18 jedoch, wie vorstehend erwähnt, dem Fluid 32 mit einer erhöhten Temperatur ausgesetzt ist, die höher ist als die vorgegebene Temperatur, dehnt sich die zylindrische Struktur 18 innerhalb der Bohrung 42 (2B, 3B und 5) vollständig aus und blockiert so den Fluidweg 34 vom Einlasskanal 14 zum Auslasskanal 16.
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Daher kann, wie bereits erwähnt, in den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung die erste Schicht 30 des temperaturabhängigen Ventils 10 zu der zylindrischen Struktur 18 aufgerollt sein. Wenn jedoch eine zweite Schicht 36 optional über der ersten Schicht 30 befestigt ist, ist die zweite Schicht 36 zusammen mit der ersten Schicht 30 zur Bildung der zylindrischen Struktur 18 aufgerollt. Unabhängig davon ist die zylindrische Struktur 18 konfiguriert, um sich auszudehnen (wobei sich die Schicht(en) beim Ausdehnen der temperaturabhängigen Schicht teilweise abrollen). Somit wächst der verkleinerte Durchmesser 26 der zylindrischen Struktur 18 auf einen vergrößerten Durchmesser 28.
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In Bezug auf die 3A-3B kann, um das temperaturabhängige Ventil 10 zu montieren, das Gehäuse 12 des temperaturabhängigen Ventils 10 optional durch einen ersten Abschnitt 46 (oder eine Hälfte) gebildet sein, der mechanisch an einem zweiten Abschnitt 48 (oder einer Hälfte) befestigt ist, nachdem die zylindrische Struktur 18 in einem Abschnitt der ersten Hälfte des Gehäuses 12 angeordnet ist. So kann im Beispiel von 3A die zylindrische Struktur 18 mit einem verringerten Durchmesser 26 während des Montageprozesses innerhalb der Bohrung 42 angeordnet sein. Wie dargestellt, kann mindestens einer des ersten und des zweiten Abschnitts des Gehäuses 12 eine Bohrung 42 definieren, die konfiguriert ist, um die zylindrische Struktur 18 innerhalb des Gehäuses 12 zwischen dem Einlasskanal 14 und dem Auslasskanal 16 zu halten. Das temperaturabhängige Ventil 10 kann an einer beliebigen aus einer Vielzahl von Komponenten implementiert sein, wie beispielsweise, aber nicht darauf beschränkt, an einem Ölkühler.
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Obwohl in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung mindestens eine exemplarische Ausführungsform vorgestellt wurde, ist zu beachten, dass es eine Vielzahl von Varianten gibt. Es ist auch zu beachten, dass die exemplarische Ausführungsform oder die exemplarischen Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu dienen, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Offenbarung in irgendeiner Weise einzuschränken. Vielmehr wird den Fachleuten durch die vorstehende detaillierte Beschreibung eine komfortable Anleitung zur Umsetzung der exemplarischen Ausführungsform oder der exemplarischen Ausführungsformen zur Verfügung gestellt. Es ist zu verstehen, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen und deren rechtlichen Entsprechungen dargelegt sind, abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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