DE102020207381A1

DE102020207381A1 - Valve device and internal combustion engine with valve device

Info

Publication number: DE102020207381A1
Application number: DE102020207381.3A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Issler; Jürgen Rudi
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2020-06-15
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2021-12-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung (1) zum Regulieren eines Volumenstroms eines Fluids (2), welche ein Gehäuse (5) umfasst, das innenseitig einen bereichsweise von dem Fluid (2) durchströmbaren Gehäuseinnenraum (7) begrenzt, der sich entlang einer Hubrichtung (H) erstreckt. Die Ventileinrichtung (1 ) weist außerdem einen Ventilkörper (8) auf, der in dem Gehäuseinnenraum (7) relativ zum Gehäuse (5) verdrehsicher und entlang der Hubrichtung (H) beweglich verstellbar ausgebildet ist. Das Gehäuse (5) umfasst eine Einlass-Öffnung (9) und eine Auslass-Öffnung (10), über welche der Gehäuseinnenraum (7) fluidisch nach außen geöffnet ist. Der Ventilkörper (8) weist wenigstens eine zur Hubrichtung (H) schräg verlaufende Steuerfläche (11) auf, mittels welcher der Ventilkörper (8) sich zur Einlass-Öffnung (9) hin verjüngend ausgebildet ist. Dabei ist die schräge Steuerfläche (11) des Ventilkörpers (8) der Auslass-Öffnung (10) des Gehäuses (5) zugewandt.The invention relates to a valve device (1) for regulating a volume flow of a fluid (2), which comprises a housing (5) which on the inside delimits a housing interior (7) through which the fluid (2) can flow in some areas, which extends along a stroke direction (H ) extends. The valve device (1) also has a valve body (8) which is designed to be non-rotatable relative to the housing (5) in the housing interior (7) and movably adjustable along the stroke direction (H). The housing (5) comprises an inlet opening (9) and an outlet opening (10) through which the housing interior (7) is fluidically opened to the outside. The valve body (8) has at least one control surface (11) running obliquely to the stroke direction (H), by means of which the valve body (8) is designed to taper towards the inlet opening (9). The oblique control surface (11) of the valve body (8) faces the outlet opening (10) of the housing (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung zum Regulieren eines Volumenstroms eines Fluids sowie eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Ventileinrichtung.The invention relates to a valve device for regulating a volume flow of a fluid and an internal combustion engine with such a valve device.

Zum Regulieren des Volumenstroms eines Fluids, welches in einer Brennkraftmaschine einem Kolben derselben zu seiner Kühlung über eine Freistrahldüse zuführbar ist, werden seit geraumer Zeit Ventileinrichtungen eingesetzt. Ein solches Fluid ist typischerweise ein geeignetes Öl. Derartige für den Einsatz in einer Brennkraftmaschine eingerichtete Ventileinrichtungen sind üblicherweise mit einem Gehäuse ausgeführt, welches innenseitig einen Gehäuseinnenraum begrenzt. Dabei ist dieser Gehäuseinnenraum gewöhnlich über eine Einlass-Öffnung des Gehäuses zum Einleiten des Fluids in den Gehäuseinnenraum und über eine Auslass-Öffnung zum Ausleiten des Fluids aus dem Gehäuseinnenraum fluidisch nach außen geöffnet. Typischerweise ist im Gehäuseinnenraum ein entlang einer Hubrichtung relativ zum Gehäuse und zur Auslass-Öffnung des Gehäuses verstellbarer Ventilkörper angeordnet. Bei solchen herkömmlichen Ventileinrichtungen sind der Gehäuseinnenraum und der Ventilkörper mit einem senkrecht zur Hubrichtung orientierten Kreisquerschnitt ausgebildet. Dies hat zur Folge, dass der Ventilkörper solcher herkömmlicher Ventileinrichtungen gegenüber dem Gehäuse drehbeweglich ist, also keine Verdrehsicherung des Ventilkörpers relativ zum Gehäuse vorgesehen ist. An dem Ventilkörper sind dabei gewöhnlich eine oder mehrere schräg zur Hubrichtung verlaufende Steuerfläche/n vorhanden, um ein präziseres Regulieren des Volumenstroms des Fluids zu ermöglichen.Valve devices have been used for some time to regulate the volume flow of a fluid which can be fed to a piston in an internal combustion engine for cooling it via a free jet nozzle. Such a fluid is typically a suitable oil. Such valve devices set up for use in an internal combustion engine are usually designed with a housing which on the inside delimits a housing interior. This housing interior is usually opened fluidically to the outside via an inlet opening of the housing for introducing the fluid into the housing interior and via an outlet opening for discharging the fluid from the housing interior. Typically, a valve body adjustable along a stroke direction relative to the housing and to the outlet opening of the housing is arranged in the housing interior. In such conventional valve devices, the housing interior and the valve body are designed with a circular cross section oriented perpendicular to the stroke direction. This has the consequence that the valve body of such conventional valve devices is rotatable with respect to the housing, that is to say that there is no anti-rotation lock of the valve body relative to the housing. One or more control surfaces running at an angle to the stroke direction are usually present on the valve body in order to enable the volume flow of the fluid to be regulated more precisely.

Als nachteilig bei solchen herkömmlichen Ventileinrichtungen erweist es sich dabei aber, dass - um sicherzustellen, dass unabhängig von der Drehstellung des Ventilkörpers relativ zum Gehäuse - der Volumenström des Fluids durch die Ventileinrichtung zuverlässig und genau reguliert werden kann, ein ringförmiger Kanal an der Innenseite des Gehäuses auf Höhe der Auslass-Öffnung vorhanden sein muss. Hierdurch entstehen jedoch Querschnitte und Kanten, an denen der Fluidstrom umgelenkt wird. Dies hat zur Folge, dass der Fluidstrom gedrosselt und eine Fluidgeschwindigkeit des Fluids starken lokalen Schwankungen unterworfen ist. Hieraus ergeben sich in nachteiliger Weise hydraulische Verluste, die die für die Kolbenkühlung zu Verfügung stehende Fluidmenge reduzieren. Außerdem ist der ringförmige Kanal an der Innenseite des Gehäuses auf Höhe der Auslass-Öffnung nur aufwendig herstellbar, was sich kostentreibend auf derartige herkömmliche Ventileinrichtung auswirkt.A disadvantage of such conventional valve devices is that - to ensure that regardless of the rotational position of the valve body relative to the housing - the volume flow of the fluid through the valve device can be regulated reliably and precisely, an annular channel on the inside of the housing must be present at the level of the outlet opening. However, this creates cross-sections and edges at which the fluid flow is deflected. This has the consequence that the fluid flow is throttled and a fluid velocity of the fluid is subject to strong local fluctuations. This disadvantageously results in hydraulic losses which reduce the amount of fluid available for piston cooling. In addition, the ring-shaped channel on the inside of the housing at the level of the outlet opening can only be produced with great effort, which has a cost-increasing effect on conventional valve devices of this type.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für Ventileinrichtungen zum Regulieren eines Volumenstroms eines Fluids sowie für Brennkraftmaschinen mit einer solchen Ventileinrichtung - insbesondere zur Beseitigung der oben genannten Nachteile - neue Wege aufzuzeigen.It is therefore an object of the present invention to provide new ways for valve devices for regulating a volume flow of a fluid and for internal combustion engines with such a valve device - in particular for eliminating the above-mentioned disadvantages.

Diese Aufgabe wird durch die Ventileinrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 sowie durch die Brennkraftmaschine gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch 15 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved by the valve device according to independent patent claim 1 and by the internal combustion engine according to independent patent claim 15. Preferred embodiments are the subject of the dependent claims.

Grundidee der Erfindung ist demnach, eine Ventileinrichtung zum Regulieren eines Volumenstroms eines Fluids mit einem Ventilkörper auszustatten, der in einem von einem Gehäuse innenseitig begrenzten Gehäuseinnenraum entlang einer Hubrichtung beweglich verstellbar und relativ zum Gehäuse, insbesondere entlang einer um die Hubrichtung umlaufenden Drehrichtung, verdrehsicher ausgebildet ist.The basic idea of the invention is therefore to equip a valve device for regulating a volume flow of a fluid with a valve body which is movably adjustable along a stroke direction in a housing interior bounded on the inside by a housing and is designed to be non-rotatable relative to the housing, in particular along a direction of rotation around the stroke direction .

Dies bietet den Vorteil, dass auf einen unter strömungstechnischen Aspekten nachteiligen innenseitig am Gehäuse auf Höhe einer Auslass-Öffnung angeordneten Ringkanal verzichtet werden kann. Da auf den bei herkömmlichen Ventileinrichtungen vorhandenen ringförmigen Kanal verzichtet werden kann, besticht die erfindungsgemäße Ventileinrichtung gegenüber solchen herkömmlichen Ventileinrichtungen durch geringere hydraulische Verluste und durch geringere Herstellungskosten.This offers the advantage that it is possible to dispense with an annular channel arranged on the inside of the housing at the level of an outlet opening, which is disadvantageous from a fluidic point of view. Since the annular channel present in conventional valve devices can be dispensed with, the valve device according to the invention impresses in comparison with such conventional valve devices by lower hydraulic losses and lower manufacturing costs.

Eine erfindungsgemäße Ventileinrichtung zum Regulieren eines Volumenstroms eines Fluids, vorzugsweise zum Regulieren eines Volumenstroms an einer Freistrahldüse einer Brennkraftmaschine zugeführtem Öl, umfasst ein Gehäuse. Dieses Gehäuse der Ventileinrichtung begrenzt an einer Innenseite des Gehäuses einen sich entlang einer Hubrichtung erstreckenden und von dem Fluid bereichsweise durchströmbaren Gehäuseinnenraum. Die Ventileinrichtung umfasst außerdem einen Ventilkörper, der sich entlang der Hubrichtung erstreckt und der in dem Gehäuseinnenraum relativ zum Gehäuse verdrehsicher und entlang der Hubrichtung beweglich verstellbar ausgebildet ist. Das Gehäuse weist eine Einlass-Öffnung zum Einleiten des Fluids in dem Gehäuseinnenraum entlang der Hubrichtung und eine Auslass-Öffnung zum Ausleiten des Fluids aus dem Gehäuseinnenraum quer zur Hubrichtung auf. Dabei umfasst der Ventilkörper wenigstens eine schräg zur Hubrichtung verlaufende Steuerfläche, die bevorzugt plan ausgebildet ist. Mittels dieser schrägen Steuerfläche des Ventilkörpers ist der Ventilkörper sich zur Einlass-Öffnung hin verjüngend ausgebildet. Dabei ist die schräge Steuerfläche des Ventilkörpers der Auslass-Öffnung des Gehäuses zugewandt. Aufgrund der verdrehsicheren Führung des Ventilkörpers im Gehäuseinnenraum ist die schräge Steuerfläche des Ventilkörpers in jeder Position des entlang der Hubrichtung verstellbaren Ventilkörpers der Auslass-Öffnung des Gehäuses zugewandt. Vorteilhaft kann somit wie oben bereits angedeutet auf einen in Höhe der Auslass-Öffnung angeordneten ringförmigen Kanal an der Innenseite des Gehäuses verzichtet werden, mittels welchem bei herkömmlichen Ventileinrichtungen die dort mögliche Verdrehung des Ventilkörpers relativ zum Gehäuse ausgeglichen werden soll. Ein solcher Ausgleich ist bei der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung nicht nötig, da der Ventilkörper relativ zum Gehäuse verdrehsicher angeordnet ist. Aus dem Verzicht auf einen solchen ringförmigen Kanal ergibt sich der Vorteil, dass hydraulische Verluste infolge von Strömungsumlenkungen vermindert werden können. Außerdem wirkt sich der Verzicht auf den ringförmigen Kanal senkend auf die Herstellungskosten der Ventileinrichtung aus, da ein solcher ringförmiger Kanal typischerweise nur aufwändig erzeugbar ist.A valve device according to the invention for regulating a volume flow of a fluid, preferably for regulating a volume flow of oil supplied to a free jet nozzle of an internal combustion engine, comprises a housing. This housing of the valve device delimits, on an inside of the housing, a housing interior that extends along a stroke direction and through which the fluid can flow in regions. The valve device also comprises a valve body which extends along the stroke direction and which is designed to be non-rotatable relative to the housing and movably adjustable along the stroke direction in the housing interior. The housing has an inlet opening for introducing the fluid into the housing interior along the stroke direction and an outlet opening for discharging the fluid from the housing interior transversely to the stroke direction. In this case, the valve body comprises at least one control surface which runs obliquely to the stroke direction and which is preferably planar. By means of this inclined control surface of the valve body, the valve body is designed to taper towards the inlet opening. The inclined control surface of the valve body faces the outlet opening of the housing. Due to the anti-twist guidance of the valve body in the housing interior, the inclined control surface of the valve body faces the outlet opening of the housing in every position of the valve body which is adjustable along the stroke direction. Advantageously, as already indicated above, there is no need for an annular channel on the inside of the housing at the level of the outlet opening, by means of which the possible rotation of the valve body relative to the housing is to be compensated for in conventional valve devices. Such a compensation is not necessary in the valve device according to the invention, since the valve body is arranged so that it cannot rotate relative to the housing. Dispensing with such an annular channel results in the advantage that hydraulic losses due to flow deflections can be reduced. In addition, dispensing with the annular channel has a lowering effect on the manufacturing costs of the valve device, since such an annular channel can typically only be produced with great effort.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Ventileinrichtung bildet die Steuerfläche des Ventilkörpers in einem Längsschnitt entlang der Hubrichtung mit der Hubrichtung einen spitzen Winkel aus. Mittels einer solchen Steuerfläche ist der mittels der Ventileinrichtung zu regulierende Volumenstrom des Fluids besonders präzise und feinjustierbar regulierbar.In an advantageous development of the valve device, the control surface of the valve body forms an acute angle with the stroke direction in a longitudinal section along the stroke direction. By means of such a control surface, the volume flow of the fluid to be regulated by means of the valve device can be regulated in a particularly precise and finely adjustable manner.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Ventileinrichtung begrenzen die schräg zur Hubrichtung angeordnete Steuerfläche und die Innenseite des Gehäuses einen sich von der Einlass-Öffnung weg verjüngenden Zwischenraum. Dieser Zwischenraum ist zweckmäßig als spitz zulaufender Spalt ausgebildet. Der Zwischenraum ist fluidisch mit dem Gehäuseinnenraum und der Einlass-Öffnung verbunden. Eine so ausgebildete Ventileinrichtung ist unter strömungstechnischen Aspekten besonders vorteilhaft.According to a further preferred development of the valve device, the control surface arranged obliquely to the stroke direction and the inside of the housing delimit an intermediate space that tapers away from the inlet opening. This gap is expediently designed as a tapering gap. The intermediate space is fluidically connected to the housing interior and the inlet opening. A valve device designed in this way is particularly advantageous from a fluidic point of view.

Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Ventileinrichtung weisen der Ventilkörper und der Gehäuseinnenraum in einem senkrecht zur Hubrichtung verlaufenden Querschnitt eine im Wesentlichen kongruente Schnittfläche auf. Diese Schnittfläche ist zur Verdrehsicherung des Ventilkörpers gegenüber dem Gehäuse mit einer von einem Kreis abweichenden Kontur ausgebildet. Vorzugsweise ist diese von einem Kreis abweichende Kontur gerundet ausgebildet. Dies erlaubt vorteilhaft eine besonders einfache Realisierung der Verdrehsicherung des Ventilkörpers relativ zum Gehäuse.In a further preferred development of the valve device, the valve body and the housing interior have an essentially congruent cut surface in a cross section running perpendicular to the stroke direction. This cut surface is designed to prevent rotation of the valve body with respect to the housing with a contour deviating from a circle. This contour deviating from a circle is preferably designed to be rounded. This advantageously allows a particularly simple implementation of the anti-twist device of the valve body relative to the housing.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Ventileinrichtung ist die Kontur der Schnittfläche des Ventilkörpers bzw. des Gehäuseinnenraum eine Ellipse oder ein Oval mit einem Achsenverhältnis ungleich 1. Vorzugsweise beläuft sich das Achsenverhältnis der Ellipse bzw. des Ovals zu 0,8 bis 0,95. Alternativ ist die Kontur ein Unrund. Eine weitere Alternative sieht vor, dass die Kontur mehrfach unrund, insbesondere als Trilobe oder kleeblattförmig, ausgebildet ist. Solche Konturen bieten vorteilhaft eine besonders zuverlässige Verdrehsicherung des Ventilkörpers gegenüber dem Gehäuse.According to a further preferred development of the valve device, the contour of the cut surface of the valve body or the interior of the housing is an ellipse or an oval with an axis ratio not equal to 1. The axis ratio of the ellipse or the oval is preferably 0.8 to 0.95. Alternatively, the contour is out of round. A further alternative provides that the contour is designed several times out of round, in particular as a trilobe or cloverleaf. Such contours advantageously offer a particularly reliable anti-twist protection of the valve body with respect to the housing.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Ventileinrichtung sieht vor, dass an dem Ventilkörper quer zur Hubrichtung abstehende Vorsprünge vorhanden sind, die zweckmäßig durch Führungsstiften oder Führungsschienen realisiert sind. Die am Ventilkörper vorhandenen Vorsprünge greifen in an der Innenseite des Gehäuses entlang der Hubrichtung ausgesparte Führungsnuten ein, die auf die Vorsprünge abgestimmt sind. Alternativ sind in umgekehrter Weise an der Innenseite des Gehäuses quer zur Hubrichtung abstehende Vorsprünge vorhanden, die zweckmäßig mittels Führungsstiften oder Führungsschienen umgesetzt sind. Diese an der Innenseite des Gehäuses vorhandenen Vorsprünge greifen in an dem Ventilkörper entlang der Hubrichtung ausgesparte Führungsnuten ein, welche komplementär zu Vorsprüngen des Gehäuses ausgebildet sind. Auch dies erlaubt eine besonders zuverlässige Verdrehsicherung des Ventilkörpers relativ zum Gehäuse. Besonders bevorzugt sind die Vorsprünge und die zugeordneten Führungsnuten jeweils komplementär zueinander ausgebildet.A further preferred development of the valve device provides that projections protruding transversely to the stroke direction are present on the valve body, which are expediently implemented by guide pins or guide rails. The projections present on the valve body engage in guide grooves recessed on the inside of the housing along the stroke direction, which are matched to the projections. Alternatively, in the opposite way, projections protruding transversely to the stroke direction are present on the inside of the housing, which are expediently implemented by means of guide pins or guide rails. These projections present on the inside of the housing engage in guide grooves which are recessed on the valve body along the stroke direction and which are designed to be complementary to projections of the housing. This also allows a particularly reliable anti-twist protection of the valve body relative to the housing. Particularly preferably, the projections and the associated guide grooves are each designed to be complementary to one another.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Ventileinrichtung umfasst die Ventileinrichtung eine entlang der Hubrichtung federelastisch verformbare Spanneinrichtung. Diese Spanneinrichtung ist einen Ends an dem Ventilkörper und anderen Ends an dem Gehäuse abgestützt. Dabei ist die entlang der Hubrichtung federelastisch verformbare Spanneinrichtung derart an dem Ventilkörper und dem Gehäuse abgestützt, dass bei einem Bewegen des Ventilkörpers entlang der Hubrichtung die Spanneinrichtung unter Erzeugung einer der Bewegung des Ventilkörpers entgegenwirkenden Spannkraft verformbar ist. Vorteilhaft kann somit mittels der Spanneinrichtung ein selbsttätiges Rückstellen des Ventilkörpers in eine durch Auslegung der Spanneinrichtung festlegbare Grundposition des Ventilkörpers bewirkt werden. Vorteilhaft kann die Spanneinrichtung vorgespannt sein bzw. vorspannbar ausgebildet sein.According to a further preferred development of the valve device, the valve device comprises a tensioning device that is resiliently deformable along the stroke direction. This tensioning device is supported at one end on the valve body and at the other end on the housing. The tensioning device, which is resiliently deformable along the stroke direction, is supported on the valve body and the housing in such a way that when the valve body is moved along the stroke direction, the tensioning device can be deformed while generating a tensioning force counteracting the movement of the valve body. An automatic resetting of the valve body can thus advantageously be brought about by means of the tensioning device into a basic position of the valve body that can be determined by the design of the tensioning device. The tensioning device can advantageously be pretensioned or designed to be pretensionable.

Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Ventileinrichtung ist das Bewegen des Ventilkörpers entgegen der Spannkraft mittels eines Druckgefälles zwischen Einlass-Öffnung und Auslass-Öffnung bewirkbar oder bewirkt. Dies hat vorteilhaft zur Folge, dass mittels der Ventileinrichtung in Abhängigkeit des Druckgefälles zwischen Einlass-Öffnung und Auslass-Öffnung der Volumenstrom des Fluids selbsttätig regulierbar ist.In a further preferred development of the valve device, the movement of the valve body against the clamping force can be brought about or brought about by means of a pressure gradient between the inlet opening and the outlet opening. This has the advantageous consequence that by means of the valve device, depending on the pressure gradient between the inlet Opening and outlet opening, the volume flow of the fluid can be regulated automatically.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Ventileinrichtung sind die Spanneinrichtung und der Ventilkörper materialeinheitlich miteinander verbunden. Alternativ oder zusätzlich sind die Spanneinrichtung und der Ventilkörper einstückig ausgebildet, also integral aneinander ausgeformt. Dies vereinfacht vorteilhaft die Montage der Spanneinrichtung und des Ventilkörpers, da diese als Baueinheit gemeinsam montiert werden können.According to a further preferred development of the valve device, the clamping device and the valve body are connected to one another using the same material. As an alternative or in addition, the tensioning device and the valve body are formed in one piece, that is to say formed integrally with one another. This advantageously simplifies the assembly of the clamping device and the valve body, since these can be assembled together as a structural unit.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Ventileinrichtung sieht vor, dass die Ventileinrichtung einen Stellkörper umfasst, der in einem der Einlass-Öffnung zugewandten Bereich den Ventilkörper umfasst bzw. ausbildet und der in einem der Einlass-Öffnung abgewandten Bereich die Spanneinrichtung umfasst bzw. ausbildet. Ein solcher den Ventilkörper und die Spanneinrichtung umfassender bzw. ausbildender Stellkörper ist vorteilhaft besonders kostengünstig herstellbar.A preferred development of the valve device provides that the valve device comprises an adjusting body which comprises or forms the valve body in an area facing the inlet opening and which comprises or forms the tensioning device in an area facing away from the inlet opening. Such an adjusting body, which includes or forms the valve body and the tensioning device, can advantageously be produced particularly cost-effectively.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Ventileinrichtung umfasst die Spanneinrichtung wenigstens eine über die Hubrichtung steigende Windung. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Spanneinrichtung eine ziehharmonika-artige Struktur, also eine quer zur Hubrichtung wenigstens einfach geknickte oder gewellte Struktur, die entlang der Hubrichtung elastisch stauchbar oder dehnbar ist. Eine derart ausgebildete Spanneinrichtung ist vorteilhaft besonders gut federelastisch verformbar.In a preferred development of the valve device, the tensioning device comprises at least one turn that increases over the stroke direction. As an alternative or in addition, the tensioning device comprises an accordion-like structure, that is to say a structure that is at least simply kinked or corrugated transversely to the direction of stroke, which is elastically compressible or expandable along the direction of stroke. A tensioning device designed in this way is advantageously particularly resiliently deformable.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Ventileinrichtung ist die Spanneinrichtung an einem der Einlass-Öffnung entlang der Hubrichtung abgewandten Ende des Gehäuseinnenraums an dem Gehäuse abgestützt. Dabei ist zur Abstützung der Spanneinrichtung an dem Gehäuse an einem dem Ventilkörper abgewandten Ende der Spanneinrichtung eine Abdeckung befestigt. Vorzugsweise ist die Abdeckung integral an der Spanneinrichtung ausgeformt. Besonders bevorzugt ist die Abdeckung mit einer Druckausgleichsbohrung versehen. Die Abdeckung ist unter Überdeckung einer der Einlass-Öffnung entlang der Hubrichtung gegenüberliegenden und den Gehäuseinnenraum fluidisch nach außen öffnenden Montage-Öffnung des Gehäuses zum Montieren der Spanneinrichtung am Gehäuse befestigt. Bevorzugt ist über die Montage-Öffnung des Gehäuses nicht nur die Spanneinrichtung sondern auch der Ventilkörper montierbar. Dies vereinfacht vorteilhaft die Montage der Spanneinrichtung bzw. des Ventilkörpers in dem Gehäuseinnenraum.In a further advantageous development of the valve device, the tensioning device is supported on the housing at an end of the housing interior facing away from the inlet opening along the stroke direction. To support the tensioning device on the housing, a cover is attached to an end of the tensioning device facing away from the valve body. The cover is preferably formed integrally on the tensioning device. The cover is particularly preferably provided with a pressure compensation bore. The cover is fastened to cover a mounting opening of the housing which is opposite the inlet opening along the stroke direction and which opens the housing interior fluidically to the outside for mounting the clamping device on the housing. Preferably, not only the clamping device but also the valve body can be installed via the installation opening in the housing. This advantageously simplifies the assembly of the tensioning device or the valve body in the housing interior.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Ventileinrichtung sieht vor, dass die Abdeckung mittels eines Stoffschlusses mit dem Gehäuse verbunden, insbesondere verschweißt ist. Alternativ oder zusätzlich ist die Abdeckung mittels eines die Abdeckung senkrecht zur Hubrichtung außen umgreifenden Bords an dem Gehäuse unter Ausbildung eines Formschlusses befestigt. Der Bord ist zweckmäßig mittels Bördelns erzeugt. Alternativ oder zusätzlich weist die Abdeckung an einer Außenumfangsfläche der Abdeckung eine senkrecht zur Hubrichtung vertiefte Nut auf, welche vorzugsweise umlaufend ausgebildet ist. Dabei ist die Abdeckung senkrecht zur Hubrichtung von einem entlang der Hubrichtung vom Gehäuse abstehenden und die Montage-Öffnung säumenden Kragen zumindest bereichsweise umgeben. In diesem Kragen ist eine Sicke vorhanden, welche zur Befestigung der Abdeckung an dem Gehäuse in der außenumfangsseitig angeordneten Nut der Abdeckung unter Ausbildung eines Formschlusses aufgenommen. Voranstehend beschriebene Befestigungsmöglichkeiten der Abdeckung an dem Gehäuse erlauben eine besonders kostengünstige Befestigung der Abdeckung an dem Gehäuse.Another preferred development of the valve device provides that the cover is connected, in particular welded, to the housing by means of a material bond. As an alternative or in addition, the cover is fastened to the housing by means of a board which surrounds the cover on the outside perpendicular to the lifting direction, forming a form fit. The board is expediently produced by means of flanging. As an alternative or in addition, the cover has on an outer circumferential surface of the cover a groove which is recessed perpendicular to the stroke direction and which is preferably designed to be circumferential. The cover is surrounded at least in some areas by a collar protruding from the housing along the stroke direction and lining the assembly opening, perpendicular to the stroke direction. In this collar there is a bead which, for fastening the cover to the housing, is received in the groove of the cover arranged on the outer circumference, forming a form fit. The above-described fastening options for the cover on the housing allow the cover to be fastened to the housing in a particularly cost-effective manner.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Ventileinrichtung umfasst der Ventilkörper ein Metall, insbesondere Aluminium oder eine darauf basierende Legierung, oder einen Kunststoff, insbesondere einen Thermoplast oder einen Duroplast, oder besteht aus einem solchen. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Spanneinrichtung ein Metall, insbesondere Aluminium oder eine darauf basierende Legierung, oder einen Kunststoff, insbesondere einen Thermoplast oder einen Duroplast, oder besteht aus einem solchen. Eine derartige Materialwahl erlaubt vorteilhaft eine besonders kostengünstige Ausbildung des Ventilkörpers bzw. der Spanneinrichtung.According to a further preferred development of the valve device, the valve body comprises or consists of a metal, in particular aluminum or an alloy based thereon, or a plastic, in particular a thermoplastic or a thermosetting plastic. Alternatively or additionally, the tensioning device comprises a metal, in particular aluminum or an alloy based thereon, or a plastic, in particular a thermoplastic or a thermosetting plastic, or consists of such a material. Such a choice of material advantageously allows a particularly cost-effective design of the valve body or the clamping device.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Brennkraftmaschine, welche vorzugsweise für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug geeignet ist. Die Brennkraftmaschine umfasst wenigstens einen Kolben, der zu seiner Kühlung mittels einer Freistrahldüse mit einem Fluid, vorzugsweise mit Öl, versorgbar ist. Darüber hinaus umfasst die Brennkraftmaschine eine erfindungsgemäße Ventileinrichtung gemäß der voranstehenden Beschreibung. Dabei ist der Gehäuseinnenraum der Ventileinrichtung über die Auslass-Öffnung mit der Freistrahldüse der Brennkraftmaschine fluidisch kommunizierend verbunden. Zweckmäßig ist die Einlass-Öffnung der Ventileinrichtung mit einer Fördereinrichtung zum Fördern des Fluids fluidisch kommunizierend verbunden. Die voranstehend aufgezeigten Vorteile der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung übertragen sich auch auf die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit einer solchen Ventileinrichtung.The invention also relates to an internal combustion engine which is preferably suitable for use in a motor vehicle. The internal combustion engine comprises at least one piston, which can be supplied with a fluid, preferably with oil, for cooling by means of a free jet nozzle. In addition, the internal combustion engine comprises a valve device according to the invention in accordance with the description above. The interior of the housing of the valve device is connected in a fluidically communicating manner to the free jet nozzle of the internal combustion engine via the outlet opening. The inlet opening of the valve device is expediently connected in a fluidically communicating manner to a conveying device for conveying the fluid. The above-mentioned advantages of the valve device according to the invention are also transferred to the internal combustion engine according to the invention with such a valve device.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference symbols referring to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch,

1 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung in einem Längsschnitt entlang einer Hubrichtung,
2 ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung in einem Längsschnitt entlang der Hubrichtung,
3 teilweise entlang der Hubrichtung geschnitten ein Beispiel eines Ventilkörpers für eine erfindungsgemäße Ventileinrichtung,
4 ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung in einem Längsschnitt entlang der Hubrichtung,
5 eine Detaildarstellung eines Längsschnitts entlang der Hubrichtung einer weiteren erfindungsgemäßen Ventileinrichtung.

They show, each schematically,

1 an example of a valve device according to the invention in a longitudinal section along a stroke direction,
2 a further example of a valve device according to the invention in a longitudinal section along the stroke direction,
3 partially cut along the stroke direction an example of a valve body for a valve device according to the invention,
4th a further example of a valve device according to the invention in a longitudinal section along the stroke direction,
5 a detailed representation of a longitudinal section along the stroke direction of a further valve device according to the invention.

In der 1 ist beispielhaft in einem Längsschnitt entlang einer Hubrichtung H eine erfindungsgemäße Ventileinrichtung 1 zum Regulieren eines Volumenstroms eines Fluids 2 gezeigt. Außerdem illustriert die 1 schematisch und extrem vereinfacht dargestellt eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 4, welche die Ventileinrichtung 1 umfasst. Dabei ist die Ventileinrichtung 1 der Brennkraftmaschine 4 zum Regulieren eines Volumenstroms an einer Freistrahldüse 3 der Brennkraftmaschine 4 zugeführtem Öl eingerichtet.In the 1 is an example of a valve device according to the invention in a longitudinal section along a stroke direction H. 1 for regulating a volume flow of a fluid 2 shown. In addition, the 1 an internal combustion engine according to the invention is shown schematically and in an extremely simplified manner 4th , which the valve device 1 includes. Here is the valve device 1 the internal combustion engine 4th for regulating a volume flow at a free jet nozzle 3 the internal combustion engine 4th supplied oil set up.

Gemäß 1 umfasst die Ventileinrichtung 1 ein Gehäuse 5, welches an einer Innenseite 6 des Gehäuses 5 einen sich in der Hubrichtung H erstreckenden Gehäuseinnenraum 7 begrenzt. Der Gehäuseinnenraum 7 ist bereichsweise von dem Fluid 2 durchströmbar. Die Ventileinrichtung 1 umfasst außerdem einen Ventilkörper 8, der sich entlang der Hubrichtung H erstreckt. Der Ventilkörper 8 ist in dem Gehäuseinnenraum 7 relativ zum Gehäuse 5 verdrehsicher und entlang der Hubrichtung H beweglich verstellbar ausgebildet. Das Gehäuse 5 der Ventileinrichtung 1 weist eine Einlass-Öffnung 9 zum Einleiten des Fluids 2 in den Gehäuseinnenraum 7 entlang der Hubrichtung H auf. Außerdem weist das Gehäuse 5 eine Auslass-Öffnung 10 zum Ausleiten des Fluids 2 aus dem Gehäuseinnenraum 7 quer zur Hubrichtung H auf. Der Ventilkörper 8 weist wenigstens eine Steuerfläche 11 auf, die schräg zur Hubrichtung H verläuft bzw. orientiert ist. Im Folgenden wird die schräg zur Hubrichtung H verlaufende Steuerfläche vereinfacht als „schräge Steuerfläche 11“ bezeichnet. Im gezeigten Beispiel ist die schräge Steuerfläche 11 plan ausgebildet. Mittels der Steuerfläche 11 ist der Ventilkörper 8 sich zur Einlass-Öffnung 9 hin verjüngend ausgebildet. Die schräge Steuerfläche 11 des Ventilkörpers 8 ist der Auslass-Öffnung 10 zugewandt.According to 1 comprises the valve device 1 a housing 5 , which is on an inside 6th of the housing 5 a housing interior extending in the stroke direction H. 7th limited. The interior of the housing 7th is partially from the fluid 2 permeable. The valve device 1 also includes a valve body 8th , which extends along the stroke direction H. The valve body 8th is in the interior of the housing 7th relative to the housing 5 torsion-proof and movably adjustable along the stroke direction H. The case 5 the valve device 1 has an inlet opening 9 for introducing the fluid 2 in the interior of the housing 7th along the stroke direction H. In addition, the housing 5 an outlet opening 10 for discharging the fluid 2 from the interior of the housing 7th transversely to the stroke direction H. The valve body 8th has at least one control surface 11th which runs or is oriented obliquely to the stroke direction H. In the following, the control surface running obliquely to the stroke direction H is referred to in simplified form as “inclined control surface 11”. In the example shown is the inclined control surface 11th trained flat. Using the control surface 11th is the valve body 8th towards the inlet opening 9 designed to be tapered. The inclined control surface 11th of the valve body 8th is the outlet opening 10 facing.

Aufgrund der schrägen Orientierung der Steuerfläche 11 relativ zur Hubrichtung H wird der Strömungsquerschnitt des den Gehäuseinnenraum 7 durchströmenden Fluids 2 in Abhängigkeit einer Position des Ventilkörpers 8 relativ zum Gehäuse 5 und zur Auslass-Öffnung 10 variiert. Dies wird dadurch erreicht, dass mittels der schrägen Steuerfläche 11 ein minimaler Drossel-Querschnitt eines durch den Gehäuseinnenraum 7 und die Auslassöffnung 10 gebildeten Strömungskanals festgelegt wird. Dieser Strömungsquerschnitt legt einen fluidischen Drosselwiderstand der Ventileinrichtung 1 fest, so dass mittels eines Verstellens des Ventilkörpers 8 entlang der Hubrichtung auch der fluidische Drosselwiderstand variierbar ist. Der Strömungsquerschnitt bzw. der Drosselwiderstand der Ventileinrichtung 1 bestimmt bei einem gegebenen Druckverhältnis von Einlass-Öffnung 9 zur Auslass-Öffnung 10 den Volumenstrom des die Ventileinrichtung 1 durchströmenden Fluids 2. Dabei kann der Ventilkörper 8 verstellbar sein zwischen einer Schließposition, in welcher der Ventilkörper 8 mit einem Schaftbereich 12 des Ventilkörpers 8 die Auslass-Öffnung 10 vollständig fluidisch abdeckt. Dies bedeutet, dass in dieser Schließposition des Ventilkörpers 8 der mittels der Ventileinrichtung 1 zu regulierende Volumenstrom des Fluids 2 Null ist. Bei einem Verstellen des Ventilkörpers 8 aus seiner Spreeposition entlang der Hubrichtung H von der Einlass-Öffnung 9 weg wird dann mittels einer die schräge Steuerfläche 11 von der Einlass-Öffnung 9 abgewandt abschließenden Steuerkante 30 des Ventilkörpers 8 zunächst die Auslassöffnung 10 segmentweise fluidisch frei gegeben. Solange die Auslassöffnung 10 mittels der Steuerkante 30 des Ventilkörpers 8 lediglich segmentweise frei gegeben ist, ist der Strömungsquerschnitt bzw. der Drosselwiderstand der Ventileinrichtung 1 durch das frei gegebene Segment der Auslass-Öffnung 10 festgelegt. Bei einem weiteren Verstellen des Ventilkörpers 8 entlang der Hubrichtung H von der Einlass-Öffnung 9 weg wird, sobald die Steuerkante 30 des Ventilkörpers 8 die Auslass-Öffnung 10 vollständig überstrichen hat, so dass die Auslass-Öffnung 10 vollständig fluidisch freigegen ist, der Strömungsquerschnitt bzw. der Drosselwiderstand der Ventileinrichtung 1 mittels der schrägen Steuerfläche festgelegt. Dabei vergrößert sich der Strömungsquerschnitt bzw. verringert sich der Drosselwiderstand der Ventileinrichtung 1 bei einem Verstellen des Ventilkörpers 8 entlang der Hubrichtung H von der Einlass-Öffnung 9 weg auch noch dann, wenn die Steuerkante 30 des Ventilkörpers 8 die Auslass-Öffnung 10 bereits vollständig überstrichen und fluidisch freigegeben hat.Due to the inclined orientation of the control surface 11th The flow cross-section of the housing interior is relative to the stroke direction H 7th flowing fluids 2 depending on a position of the valve body 8th relative to the housing 5 and to the outlet opening 10 varies. This is achieved by means of the inclined control surface 11th a minimum throttle cross-section through the housing interior 7th and the outlet port 10 formed flow channel is set. This flow cross-section creates a fluidic throttle resistance of the valve device 1 fixed, so that by means of an adjustment of the valve body 8th The fluidic throttle resistance can also be varied along the stroke direction. The flow cross-section or the throttle resistance of the valve device 1 determined at a given pressure ratio of the inlet port 9 to the outlet opening 10 the volume flow of the valve device 1 flowing fluids 2 . The valve body can 8th be adjustable between a closed position in which the valve body 8th with a shaft area 12th of the valve body 8th the outlet opening 10 completely fluidically covered. This means that the valve body is in this closed position 8th by means of the valve device 1 Volume flow of the fluid to be regulated 2 Is zero. When adjusting the valve body 8th from its spree position along the stroke direction H from the inlet opening 9 away is then by means of the inclined control surface 11th from the inlet port 9 remote control edge 30th of the valve body 8th first the outlet opening 10 Fluidly released segment by segment. As long as the outlet opening 10 by means of the control edge 30th of the valve body 8th is only released in segments, is the flow cross-section or the throttle resistance of the valve device 1 through the released segment of the outlet opening 10 set. With a further adjustment of the valve body 8th along the stroke direction H from the inlet port 9 will go away as soon as the control edge 30th of the valve body 8th the outlet opening 10 has completely swept over so that the outlet opening 10 is completely fluidically exposed, the flow cross-section or the throttle resistance of the valve device 1 determined by means of the inclined control surface. The flow cross-section increases or the throttle resistance of the valve device decreases 1 when adjusting the valve body 8th along the stroke direction H from the inlet port 9 away even if the control edge 30th of the valve body 8th the outlet opening 10 has already completely painted over and released fluidically.

Der 1 ist außerdem zu entnehmen, dass in dem Längsschnitt entlang der Hubrichtung H die Steuerfläche 11 mit der Hubrichtung H einen spitzen Winkel ausbildet. Die schräge Steuerfläche 11 und die Innenseite 6 des Gehäuses 5 begrenzen einen sich von der Einlass-Öffnung 9 weg verjüngenden Zwischenraum 28 teilweise. Der Zwischenraum 28 ist im gezeigten Beispiel als Spalt 27 ausgebildet. Der Spalt 27 ist beispielsweise keilförmig, also spitz zulaufend, ausgebildet. Der Zwischenraum 28 bzw. der Spalt 27 ist fluidisch mit dem Gehäuseinnenraum 7 und der Einlass-Öffnung 9 verbunden. Der Ventilkörper 8 und der Gehäuseinnenraum 7 weisen in einem senkrecht zur Hubrichtung H verlaufenden Querschnitt eine im Wesentlichen kongruente Schnittfläche auf. Diese Schnittfläche ist zur Verdrehsicherung des Ventilkörpers 8 gegenüber dem Gehäuse 5 mit einer Kontur ausgebildet, die von einem Kreis abweicht. Diese von einem Kreis abweichende Kontur der Schnittfläche ist zweckmäßig gerundet. Beispielsweise ist die Kontur eine Ellipse oder ein Oval mit einem Achsenverhältnis ungleich 1. Zum Beispiel beläuft sich das Achsenverhältnis der elliptischen bzw. ovalen Kontur der Schnittfläche zu 0,8 bis 0,95. Alternativ ist die Kontur als Unrund ausgebildet. Die Kontur kann als Gleichdick ausgebildet sein. Die Kontur ist alternativ beispielsweise mehrfach unrund ausgebildet. Eine solche mehrfach unrund ausgebildete Kontur kann als Trilobe oder kleeblattförmig ausgebildet sein. An dem Ventilkörper 8 können beispielsweise quer zur Hubrichtung H abstehende Vorsprünge vorhanden sein, welche mittels Führungsstiften oder Führungsschienen ausgebildet sein können. Die an dem Ventilkörper 8 und quer zur Hubrichtung H abstehenden Vorsprünge sind in zu diesen Vorsprüngen komplementär ausgebildeten an der Innenseite 6 des Gehäuses 5 entlang der Hubrichtung H ausgesparten Führungsnuten aufgenommen. Die Vorsprünge greifen also in die Führungsnuten ein. Alternativ können an der Innenseite 6 des Gehäuses 5 quer zur Hubrichtung H abstehende Vorsprünge vorhanden sein, die beispielsweise mittels Führungsstiften oder Führungsschienen realisiert sind. Diese an der Innenseite 6 des Gehäuses 5 quer zur Hubrichtung H abstehenden Vorsprünge können in auf diese Vorsprünge abgestimmten an dem Ventilkörper 8 entlang der Hubrichtung H ausgesparten Führungsnuten aufgenommen sein.the 1 it can also be seen that in the longitudinal section along the stroke direction H the control surface 11th forms an acute angle with the stroke direction H. The inclined control surface 11th and the inside 6th of the housing 5 limit yourself from the inlet opening 9 away tapering space 28 partial. The gap 28 is in the example shown as a gap 27 educated. The gap 27 is, for example, wedge-shaped, that is to say tapered to a point. The gap 28 or the gap 27 is fluidic with the interior of the housing 7th and the inlet port 9 connected. The valve body 8th and the interior of the housing 7th have a substantially congruent cut surface in a cross section running perpendicular to the stroke direction H. This cut surface is used to prevent rotation of the valve body 8th opposite the housing 5 formed with a contour that deviates from a circle. This contour of the cut surface, which deviates from a circle, is suitably rounded. For example, the contour is an ellipse or an oval with an axis ratio not equal to 1. For example, the axis ratio of the elliptical or oval contour of the cut surface is 0.8 to 0.95. Alternatively, the contour is designed as a non-round shape. The contour can be designed as a uniform thickness. Alternatively, for example, the contour is configured several times out of round. Such a multiple non-circular contour can be designed as a trilobe or cloverleaf. On the valve body 8th For example, projections protruding transversely to the stroke direction H can be present, which can be formed by means of guide pins or guide rails. The one on the valve body 8th and projections protruding transversely to the stroke direction H are in complementary form to these projections on the inside 6th of the housing 5 Recessed guide grooves added along the stroke direction H. The projections thus engage in the guide grooves. Alternatively, on the inside 6th of the housing 5 transversely to the stroke direction H protruding projections may be present, which are implemented, for example, by means of guide pins or guide rails. These on the inside 6th of the housing 5 Projections protruding transversely to the stroke direction H can be adapted to these projections on the valve body 8th be added along the stroke direction H recessed guide grooves.

1 zeigt darüber hinaus, dass die Ventileinrichtung 1 eine entlang der Hubrichtung H federelastisch verformbare Spanneinrichtung 13 umfasst. Die Spanneinrichtung 13 der Ventileinrichtung 1 ist einen Ends an dem Ventilkörper 8 und anderen Ends an dem Gehäuse 5 abgestützt. Dabei ist die Spanneinrichtung 13 derart an dem Ventilkörper 8 und dem Gehäuse 5 abgestützt, das bei einem Bewegen des Ventilkörpers 8 entlang der Hubrichtung H die Spanneinrichtung 13 unter Erzeugung einer der Bewegung des Ventilkörpers 8 entgegenwirkenden Spannkraft F verformbar ist. Im Beispiel der 1 ist dabei das Bewegen des Ventilkörpers 8 entgegen der Spannkraft F mittels eine Druckgefälles zwischen Einlass-Öffnung 9 und Auslass-Öffnung 10 bewirkbar oder bewirkt. Dies bedeutet, dass das Regulieren des Strömungsquerschnitts bzw. des Drosselwiderstands der Ventileinrichtung 1 in Abhängigkeit des Druckgefälles zwischen Einlass-Öffnung 9 und Auslass-Öffnung 10 durch die Ventileinrichtung 1 selbsttätig erfolgt. Das Druckgefälle zwischen Einlass-Öffnung 9 und Auslass-Öffnung 10 fällt typischerweise von der Einlass-Öffnung 9 zur Auslass-Öffnung 10 ab. 1 also shows that the valve device 1 a tensioning device that is resiliently deformable along the stroke direction H. 13th includes. The clamping device 13th the valve device 1 is one end on the valve body 8th and other ends on the housing 5 supported. Here is the clamping device 13th such on the valve body 8th and the case 5 supported when moving the valve body 8th the clamping device along the stroke direction H. 13th producing one of the movement of the valve body 8th counteracting clamping force F is deformable. In the example of the 1 is moving the valve body 8th against the clamping force F by means of a pressure gradient between the inlet opening 9 and outlet opening 10 can be brought about or brought about. This means that the regulation of the flow cross-section or the throttle resistance of the valve device 1 depending on the pressure gradient between the inlet opening 9 and outlet opening 10 through the valve device 1 takes place automatically. The pressure gradient between the inlet opening 9 and outlet opening 10 typically falls from the inlet port 9 to the outlet opening 10 away.

In der 2 ist in einem Längsschnitt entlang der Hubrichtung H ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung 1 gezeigt. Diesem Beispiel entsprechend sind die Spanneinrichtung 13 und der Ventilkörper 8 der Ventileinrichtung 1 materialeinheitlich miteinander verbunden. Im gezeigten Beispiel sind die Spanneinrichtung 13 und der Ventilkörper 8 einstückig ausgebildet. Das bedeutet, dass die Ventileinrichtung 1 einen Stellkörper 14 umfasst, der in einem der Einlass-Öffnung 9 zugewandten Bereich 15 den Ventilkörper 8 umfasst bzw. ausbildet und der in einem der Einlass-Öffnung 9 abgewandten Bereich 16 die Spanneinrichtung 13 umfasst bzw. ausbildet.In the 2 is a further example of a valve device according to the invention in a longitudinal section along the stroke direction H. 1 shown. The clamping devices correspond to this example 13th and the valve body 8th the valve device 1 uniformly connected to each other. In the example shown are the clamping devices 13th and the valve body 8th formed in one piece. That means the valve device 1 an actuator 14th includes, which is in one of the inlet opening 9 facing area 15th the valve body 8th comprises or forms and in one of the inlet opening 9 averted area 16 the clamping device 13th includes or trains.

3 zeigt beispielshaft einen Stellkörper 8 für eine erfindungsgemäße Ventileinrichtung 1 entlang der Hubrichtung H teilweise geschnitten. Der in der 3 gezeigte Stellkörper 8 kann dem Stellkörper 8 des Beispiels der 2 entsprechen. Es ist erkennbar, dass die Spanneinrichtung 13 wenigstens eine über die Hubrichtung H steigende Windung 17 umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann die Spanneinrichtung 13 eine entlang der Hubrichtung (H) elastisch stauchbare bzw. dehnbare ziehharmonika-artige Struktur umfassen, was aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Figuren allerdings nicht gezeigt ist. Der 3 kann entnommen werden, wie der den Ventilkörper 8 und die Spanneinrichtung 13 umfassende bzw. ausbildende Stellkörper 14 realisiert sein kann. 3 shows an example of an actuator 8th for a valve device according to the invention 1 partially cut along the stroke direction H. The Indian 3 control body shown 8th can the control body 8th the example of 2 correspond. It can be seen that the clamping device 13th at least one turn that increases over the stroke direction H. 17th includes. Alternatively or additionally, the clamping device 13th comprise an accordion-like structure that is elastically compressible or stretchable along the stroke direction (H), which is not shown in the figures for reasons of clarity. the 3 can be seen how the valve body 8th and the clamping device 13th comprehensive or training actuators 14th can be realized.

Es ist erkennbar, dass der Stellkörper 14 einen im Wesentlichen allgemeinzylindrisch und nicht kreis-zylindrisch ausgebildeten Schaftbereich 12 aufweist, der entlang der Hubrichtung H einen Ends durch die Steuerkante 30 begrenzt ist und entlang der Hubrichtung H anderen Ends durch die Windung 17 der Spanneinrichtung 13. Dabei kann der Stellkörper 14 aus einem allgemein-zylindrischen und nicht kreis-zylindrischen Halbzeug hergestellt sein, dessen Außenumfangsfläche jener des Schaftbereichs 12 des Stellkörpers 14 entsprechen kann. Der Stellkörper 14 kann dann aus diesem allgemein-zylindrischen und nicht kreis-zylindrischen Halbzeug hergestellt sein, indem im Halbzeug entlang der Hubrichtung einen Ends stirnseitig ein Sackloch erzeugt wird und anderen Ends beispielsweise durch Anfasen die schräge Steuerfläche 11. Das so erzeugte mit dem Sackloch 29 versehene Zwischenprodukt des Stellkörpers 14 kann nun im Bereich des Sacklochs 29 spanend weiterbearbeitet werden, so dass die Windungen 17 der Spanneinrichtung 13 aus einer das Sackloch 29 begrenzenden Umfangswandung getrennt werden. Alternativ versteht es sich, dass der Stellkörper 14 auch mittels eine urformenden Verfahrens hergestellt sein kann.It can be seen that the adjusting body 14th an essentially generally cylindrical and non-circular-cylindrical shaft region 12th having one end along the stroke direction H through the control edge 30th is limited and along the stroke direction H other end by the turn 17th the clamping device 13th . The adjusting body can 14th be made from a generally cylindrical and non-circular-cylindrical semi-finished product, the outer peripheral surface of which is that of the shaft area 12th of the actuator 14th can correspond. The control body 14th can then be made from this generally cylindrical and not circular-cylindrical semi-finished product by creating a blind hole at one end in the semi-finished product along the stroke direction and the inclined control surface at the other end, for example by chamfering 11th . That created with the blind hole 29 provided intermediate product of the adjusting body 14th can now in the area of the blind hole 29 machined further so that the windings 17th the clamping device 13th from one the blind hole 29 delimiting circumferential wall are separated. Alternatively, it goes without saying that the adjusting body 14th can also be produced by means of a primary forming process.

Beim Blick auf die 2 ergibt es sich außerdem, dass die Spanneinrichtung 13 der Ventileinrichtung 1 an einem der Einlass-Öffnung 9 entlang der Hubrichtung H abgewandten Ende des Gehäuseinnenraums 7 an dem Gehäuse 5 abgestützt ist. Dabei ist zur Abstützung der Spanneinrichtung 13 an dem Gehäuse 5 an einem dem Ventilkörper 8 abgewandten Ende der Spanneinrichtung 13 eine Abdeckung 18 befestigt. Die Abdeckung 18 kann integral mit der Spanneinrichtung 13 verbunden sein. Die Abdeckung 18 kann mit einer Druckausgleichsbohrung versehen sein. Die Abdeckung 18 ist unter Überdeckung einer der Einlass-Öffnung 9 entlang der Hubrichtung H gegenüberliegenden und dem Gehäuseinnenraum 7 fluidisch nach außen öffnenden Montage-Öffnung 19 des Gehäuses 5 am Gehäuse 5 befestigt. Die Montage-Öffnung 19 des Gehäuses 5 dient zum Montieren der Spanneinrichtung 13. Die Montage-Öffnung 19 des Gehäuses 5 kann zum Montieren der Spanneinrichtung 13 und es Ventilkörpers 8 dienen. Dabei ist dem Beispiel der 2 entsprechend die Abdeckung 18 mittels eine Stoffschlusses 25 mit dem Gehäuse 5 verbunden. Im gezeigten Beispiel ist die Abdeckung 18 mit dem Gehäuse 5 verschweißt.When looking at the 2 it also results that the clamping device 13th the valve device 1 at one of the inlet opening 9 along the stroke direction H facing away from the end of the housing interior 7th on the housing 5 is supported. It is used to support the clamping device 13th on the housing 5 on one of the valve body 8th remote end of the clamping device 13th a cover 18th attached. The cover 18th can be integral with the clamping device 13th be connected. The cover 18th can be provided with a pressure compensation hole. The cover 18th is overlapping one of the inlet openings 9 along the stroke direction H opposite and the housing interior 7th assembly opening that opens fluidically to the outside 19th of the housing 5 on the housing 5 attached. The assembly opening 19th of the housing 5 is used to mount the clamping device 13th . The assembly opening 19th of the housing 5 can be used to mount the clamping device 13th and there valve body 8th serve. The example is the 2 accordingly the cover 18th by means of a material bond 25th with the case 5 connected. In the example shown is the cover 18th with the case 5 welded.

In der 4 ist ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung in dem Längsschnitt entlang der Hubrichtung H gezeigt. Dem Beispiel der 4 entsprechend kann alternativ oder zusätzlich zum in 2 gezeigten Stoffschluss die Abdeckung 18 mittels eines die Abdeckung 18 senkrecht zur Hubrichtung H außen umgreifenden Bords 20 an dem Gehäuse 5 unter Ausbildung eines Formschlusses 26 befestigt sein. Der Bord 20 ist zweckmäßigerweise mittels Bördelns hergestellt.In the 4th Another example of a valve device according to the invention is shown in the longitudinal section along the stroke direction H. The example of 4th accordingly, alternatively or in addition to the in 2 the cover shown 18th by means of the cover 18th perpendicular to the stroke direction H of the outside encompassing board 20th on the housing 5 with the formation of a form fit 26th be attached. The board 20th is expediently made by flanging.

5 zeigt ein Detail eines Längsschnitts entlang der Hubrichtung H eines weiteren erfindungsgemäßen Beispiels der Ventileinrichtung 1. Es ist erkennbar, dass alternativ oder zusätzlich zu den voranstehend beschriebenen und in den 2 und 4 illustrierten Befestigungsmöglichkeit der Abdeckung 18 an dem Gehäuse 5 die Abdeckung 18 an einer Außenumfangsfläche 21 der Abdeckung 18 eine senkrecht zur Hubrichtung H vertiefte Nut 22 aufweisen kann. Die Nut 22 ist beispielsweise umlaufend ausgebildet. Dabei ist dem Beispiel der 5 entsprechend die Abdeckung 18 senkrecht zur Hubrichtung H von einem entlang der Hubrichtung H vom Gehäuse 5 abstehenden und die Montage-Öffnung 19 säumenden Kragen 23 zumindest bereichsweise umgeben. In diesem Kragen 23 ist eine Sicke 24 vorhanden, die zur Befestigung der Abdeckung 18 an dem Gehäuse 5 in der Nut 22 unter Ausbildung eines Formschlusses 26 aufgenommen ist. 5 shows a detail of a longitudinal section along the stroke direction H of a further example of the valve device according to the invention 1 . It can be seen that, as an alternative or in addition to those described above and in the 2 and 4th illustrated attachment of the cover 18th on the housing 5 the cover 18th on an outer peripheral surface 21 the cover 18th a groove deepened perpendicular to the stroke direction H. 22nd may have. The groove 22nd is designed for example circumferentially. The example is the 5 accordingly the cover 18th perpendicular to the stroke direction H from one along the stroke direction H from the housing 5 protruding and the mounting opening 19th hemmed collar 23 at least partially surrounded. In this collar 23 is a bead 24 available for fastening the cover 18th on the housing 5 in the groove 22nd with the formation of a form fit 26th is recorded.

Selbstverständlich kann die Abdeckung 18 auch mittels einer Kombination der Befestigungsmöglichkeiten der 2, 4 und 5 an dem Gehäuse befestigt sein.Of course, the cover can 18th also by means of a combination of the fastening options of the 2 , 4th and 5 be attached to the housing.

Bei den Beispielen der 1 bis 5 umfasst der Ventilkörper 8 ein Metall, beispielsweise Aluminium oder eine darauf basierende Legierung, oder besteht aus einem Metall, wie Aluminium oder einer darauf basierenden Legierung. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Spanneinrichtung 13 ein Metall, wie beispielsweise Aluminium oder eine darauf basierende Legierung, oder besteht aus einem solchen. Der Ventilkörper 8 kann einen Kunststoff, wie beispielsweise einem Thermoplast oder einem Duroplast, umfassen oder aus einem solchen bestehen. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Spanneinrichtung 13 einen Kunststoff, zum Beispiel einen Thermoplast oder einen Duroplast, umfassen oder aus einem solchen bestehen.In the examples of the 1 until 5 comprises the valve body 8th a metal, for example aluminum or an alloy based thereon, or consists of a metal such as aluminum or an alloy based thereon. Alternatively or additionally, the clamping device comprises 13th a metal such as aluminum or an alloy based thereon, or consists of such. The valve body 8th can comprise or consist of a plastic, such as a thermoplastic or a thermosetting plastic, for example. Alternatively or additionally, the clamping device can also be used 13th a plastic, for example a thermoplastic or a thermosetting plastic, comprise or consist of such.

Wie oben bereits angedeutet illustriert die 1 neben der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung 1 auch ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 4, die die erfindungsgemäße Ventileinrichtung 1 umfasst. Die Brennkraftmaschine 4 weist einen aus Gründen der Übersichtlichkeit in der 1 nicht gezeigten Kolben auf, der zu seiner Kühlung mittels der Freistrahldüse 3 mit einem Fluid 2 versorgbar ist. Dieses Fluid 2 kann ein Öl sein. Dabei ist der Gehäuseinnenraum 7 der Ventileinrichtung 1 der Brennkraftmaschine 4 über die Auslassöffnung 10 der Ventileinrichtung 1 mit der Freistrahldüse 3 fluidisch verbunden. Die Einlass-Öffnung 9 der Ventileinrichtung 1 kann mit einer Fördereinrichtung zum Fördern des Fluids 2 fluidisch kommunizieren.As already indicated above, the illustrates 1 next to the valve device according to the invention 1 also an example of an internal combustion engine according to the invention 4th that the valve device according to the invention 1 includes. The internal combustion engine 4th has a for the sake of clarity in the 1 piston, not shown, which is used to cool it by means of the free jet nozzle 3 with a fluid 2 can be supplied. This fluid 2 can be an oil. The interior of the housing is here 7th the valve device 1 the internal combustion engine 4th via the outlet opening 10 the valve device 1 with the free jet nozzle 3 fluidically connected. The inlet opening 9 the valve device 1 can with a conveying device for conveying the fluid 2 communicate fluidically.

Claims

Valve device (1) for regulating a volume flow of a fluid (2), in particular for regulating the volume flow at a free jet nozzle (3) of an internal combustion engine (4) supplied oil, with a housing (5) which, on an inside (6) of the housing (5), delimits a housing interior (7) extending along a stroke direction (H) and through which the fluid (2) can flow, - with a housing interior (7) extending along the stroke direction ( H) extending valve body (8), which is designed in the housing interior (7) relative to the housing (5) so as to be non-rotatable and movably adjustable along the stroke direction (H), - the housing (5) having an inlet opening (9) for introduction of the fluid (2) in the housing interior (7) along the stroke direction (H) and an outlet opening (10) for discharging the fluid (2) from the housing interior (7) transversely to the stroke direction (H), - the valve body (8) has at least one control surface (11) which runs obliquely to the stroke direction (H) and is preferably planar, by means of which the valve body (8) is tapered towards the inlet opening (9), - wherein the oblique to the stroke direction ( H) oriented control surface (11) of the valve body (8) facing the outlet opening (10) of the housing (5).

Valve device (1) after Claim 1 , characterized in that in a longitudinal section along the stroke direction (H) the control surface (11) forms an acute angle with the stroke direction (H).

Valve device (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the control surface (11) oriented obliquely to the stroke direction (H) and the inside (6) of the housing (5) have an intermediate space (28), in particular a gap (29), tapering away from the inlet opening (9) , partially limit, which fluidly communicates with the housing interior (7) and the inlet opening (9).

Valve device (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that - the valve body (8) and the housing interior (7) have an essentially congruent cut surface in a cross section running perpendicular to the stroke direction (H), - the cut surface for forming the anti-rotation device of the valve body (8) with respect to the housing ( 5) has a contour deviating from a circle, in particular rounded.

Valve device (1) after Claim 4 , characterized in that - the contour is an ellipse or an oval with an axis ratio not equal to 1, in particular with an axis ratio of 0.8 to 0.95; or that - the contour is out of round; or that - the contour is several times out of round, in particular as a trilobe or clover leaf shape.

Valve device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that - on the valve body (8) transversely to the stroke direction (H) protruding projections, in particular guide pins or guide rails, are present, which are adapted to this on the inside (6) of the Housing (5) engage recessed guide grooves along the stroke direction (H); or that - on the inside (6) of the housing (5) transversely to the stroke direction (H) protruding projections, in particular guide pins or guide rails, are present, which are adapted to these in the valve body (8) cut out along the stroke direction (H) guide grooves intervention.

Valve device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve device (1) comprises a tensioning device (13) which is resiliently deformable along the stroke direction (H) and which has one end on the valve body (8) and the other end on the housing (5) is supported so that when the valve body (8) is moved along the stroke direction (H), the tensioning device (13) can be deformed while generating a tensioning force (F) counteracting the movement of the valve body (8).

Valve device (1) after Claim 7 , characterized in that the movement of the valve body (8) against the clamping force (F) can be or is brought about by means of a pressure gradient between the inlet opening (9) and the outlet opening (10).

Valve device (1) after Claim 7 or 9 , characterized in that - the clamping device (13) and the valve body (8) are connected to one another as a single material; and / or that - the tensioning device (13) and the valve body (8) are integrally formed.

Valve device (1) after Claim 9 , characterized in that the valve device (1) comprises an actuating body (14) which, in an area (15) facing the inlet opening (9), comprises or forms the valve body (8) and which in one of the inlet opening ( 9) area (16) facing away from the clamping device (13) comprises or forms.

Valve device (1) according to one of the Claims 5 until 10 , characterized in that - the tensioning device (13) comprises at least one turn (17) rising over the stroke direction (H); and / or that - the tensioning device (13) comprises an accordion-like structure which is designed to be elastically compressible or stretchable along the stroke direction (H).

Valve device (1) according to one of the Claims 7 until 11th , characterized in that - the tensioning device (13) is supported on the housing (5) at an end of the housing interior (7) facing away from the inlet opening (9) along the stroke direction (H), - with the tensioning device (13) being supported on the housing ( 5) on an end of the tensioning device (13) facing away from the valve body (8) a cover (18) is fastened, in particular integrally, which is preferably provided with a pressure compensation bore, the cover (18) covering one of the inlet openings (9) along the stroke direction (H) opposite and the housing interior (7) fluidically outward opening mounting opening (19) of the housing (5) for mounting the clamping device (13), in particular for mounting the clamping device (13) and the valve body (8), is attached to the housing (5).

Valve device (1) after Claim 12 , characterized in that - the cover (18) is connected, in particular welded, to the housing (5) by means of a material bond (25); and / or that - the cover (18) is fastened to the housing (5) by means of a rim (20) which surrounds the cover (18) perpendicular to the lifting direction (H) on the outside, forming a form fit (26); and / or that - the cover (18) on an outer circumferential surface (21) of the cover (18) has a groove (22) that is deepened perpendicular to the stroke direction (H), preferably circumferentially, the cover (18) perpendicular to the stroke direction (H ) is surrounded at least in some areas by a collar (23) protruding from the housing (5) along the stroke direction (H) and lining the assembly opening (19), in which collar (23) there is a bead (24) which is used for fastening the cover (18) is received on the housing (5) in the groove (22) with the formation of a form fit (26).

Valve device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the valve body (8) and / or the clamping device (13) is a metal, in particular aluminum or an alloy based on it, or a plastic, in particular a thermoplastic or a thermosetting plastic , includes or consists of such.

Internal combustion engine (4), in particular for a motor vehicle, - With at least one piston, which can be supplied with a fluid (2), in particular oil, for its cooling by means of a free jet nozzle (3), - With a valve device (1) according to one of the preceding claims, - The housing interior (7) of the valve device (1) communicating fluidically via the outlet opening (10) with the free jet nozzle (3), and preferably via the inlet opening (9) with a conveying device for conveying the fluid (2) .