DE10307799A1

DE10307799A1 - Ölfilter-Bypassventil mit verzögerter Wirkung

Info

Publication number: DE10307799A1
Application number: DE10307799A
Authority: DE
Inventors: David Richard Staley
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2023-02-25
Also published as: US6592047B1; DE10307799B4

Abstract

Eine Bypassventilanordnung umfasst ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass, ein Ventilelement, das in dem Gehäuse angeordnet ist und zwischen einer geschlossenen und einer offenen Position bewegbar ist, und ein Materialstück, das in einer anfänglichen, im Wesentlichen festen Phase in Kontakt mit dem Ventilelement angeordnet ist, um so das Ventilelement in der geschlossenen Position zu halten. Das Materialstück ist nachfolgend in eine im Wesentlichen aufgeweichte Phase erwärmbar, um zu ermöglichen, dass sich das Ventilelement in die offene Position bewegen kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Ventile für Fluidmedien und insbesondere Bypassventile bzw. Umleitventile.
Bei der Verwendung von praktisch jeder Art von Maschine mit sich bewegenden Teilen ist es übliche Praxis, irgendeine Art von Schmiersystem als Teil einer derartigen Maschine (oder funktionell damit in Verbindung stehend) vorzusehen. Beispielsweise umfassen die meisten Verbrennungsmotoren ein Schmiersystem, bei dem Öl durch Durchgänge in dem Motorblock gepumpt wird, so dass bestimmte sich bewegende Teile (beispielsweise Kolben, Nocken, etc.) damit geschmiert werden. Im Wesentlichen alle derartigen Schmiersysteme umfassen irgendeine Art von Filter, der Partikel ausfiltert, die in dem zirkulierenden Fluidschmiermittel vorhanden sein können.
Wenn diese Filter mit sich angesammelten Partikeln verstopft werden, wird es zunehmend schwierig, die Zirkulation des Fluidschmiermittels durch das Filter fortzusetzen, wodurch es notwendig werden kann, das Filter zeitweilig auf irgendeine Art zu umgehen, bis das Filter (oder sein Filtrationsmedium) ausgetauscht werden kann. Diese Verfahren zum zeitweiligen Umgehen des Filters können die Form von Bypassventilen annehmen - die Teil des Filters sein können oder die an einem beliebigen anderen Punkt in dem Schmierkreis außerhalb des Filters positioniert sein können - oder sie können andere Formen annehmen. Siehe beispielsweise U. S. Patent Nrn. 4,099,540 von Papp; 4,127,484 von Walulik et al., 4,144,168 von Thornton; 4,174,699 von Gill; 4,190,198 von Casuga et al., 4,246,109 von Manders; 4,304,663 von Manders; 4,399,785 von Mills; 4,402,287 von Cochran; 4,406,784 von Cochran; 4,416,592 von Lindtveit; 4,462,352 von Mills; 4,476,825 von Mills; 4,755,289 von Villani; 5,124,052 von Hardaker; 5,180,490 von Eihusen et al.; 5,193,621 von Manke et al.; 5,339,776 von Regueiro; 5,843,284 von Waters et al. und 6,096,199 von Covington, die alle hier durch Bezugnahme eingeschlossen sind, wenn sie hier vollständig angegeben sind, und verschiedene Aspekte von Bypassventilen und/oder Verfahren zum Umgehen eines Filters in einem Schmier- oder Ölzirkulations-/Ölpumpsystem zeigen.
Bypassventile bzw. Bypasssysteme für Ölfilter sind typischerweise so ausgebildet, um die vorher erwähnte Situation eines "verstopften Filters" zu bewältigen. Jedoch existiert abgesehen von der Situation mit verstopftem Filter noch ein anderes potentielles Problem, das bisher beim Stand der Technik nicht berücksichtigt worden ist, nämlich die Möglichkeit einer unbeabsichtigten Zirkulation von Metallspänen und/oder anderen Partikeln während des Erstbetriebs des Motors. Derartige Partikel können von den Bearbeitungs- und anderen Herstellprozessen übrigbleiben, die dazu verwendet werden, den Motorblock, die Zylinderblöcke, etc. herzustellen, und können innerhalb der Gänge bzw. Galerien oder anderen Ölkreisen innerhalb des Motors versteckt liegen oder abgelagert sein. Nachdem ein Motorhersteller einen Motor hergestellt hat, wird der Motor typischerweise für eine kurze Zeitdauer betrieben, um sicherzustellen, dass der Motor richtig arbeitet, und um bestimmte Prüfungen und Kalibrierungen durchzuführen. Während dieses Erstbetriebes ist das Öl typischerweise kalt, wodurch eine zeitweilige Zunahme des Druckabfalls (d. h. eine wahrgenommene Zunahme des Druckes, ein Widerstand) über das Ölfilter bewirkt wird. Dieser erhöhte Widerstand über das Filter drängt das normalerweise geschlossene Ölfilterbypassventil in die offene Stellung, wodurch zugelassen wird, dass ungefiltertes und möglicherweise mit Partikeln beladenes Öl um (anstatt durch) das Ölfilter und daher in den Motor strömt. Diese Bypasssituation erfolgt nicht aufgrund dessen, dass das Filter verstopft ist, sondern aufgrund des erhöhten Druckabfalls über das Filter infolge der anfänglichen niedrigen Temperatur wie auch der hohen Viskosität des Öls. Sobald das Öl ausreichend erwärmt und verdünnt ist, vermindert sich der Druckabfall bzw. Widerstand über das Filter und das Bypassventil schließt sich, woraufhin das Öl durch das Filter anstatt um dieses herum umgelenkt wird. Wie oben erwähnt ist, kann dieses zeitweilige Umgehen des Ölfilters während der ersten wenigen Zyklen bzw. Takten eines neuen Motors eine Zirkulation von Metallspänen und Partikeln bewirken, die verschiedene Motorkomponenten beschädigen können.
Es besteht daher ein Bedarf, ein Bypassventil vorzusehen, das die normale Ölfilterbypassfunktion ausführt, wenn das Filter verstopft ist, aber das auch diese Bypassfunktion während der ersten Zyklen eines neu zusammengebauten Motors verzögern kann, bis das Öl ausreichend erwärmt worden ist.
Die vorliegende Erfindung löst die Nachteile der Vorgehensweisen nach dem Stand der Technik dadurch, dass eine Bypassventilanordnung mit verzögerter Wirkung vorgesehen wird. Diese Bypassventilanordnung umfasst: ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass; ein Ventilelement, das innerhalb des Gehäuses angeordnet und zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position bewegbar ist; und ein Materialstück, das in einer anfänglichen, im Wesentlichen festen Phase in Kontakt mit dem Ventilelement angeordnet ist, um so das Ventilelement in der geschlossenen Stellung beizubehalten. Das Materialstück ist nachfolgend in eine im Wesentlichen aufgeweichte Phase erwärmbar, um so zu erlauben, dass sich das Ventilelement in die offene Stellung bewegen kann. In der geschlossenen Stellung ist das Ventilelement abdichtend an dem Gehäuseeinlass angeordnet, um eine Fluidströmung hindurch zu verhindern, während in der offenen Stellung das Ventilelement von dem Einlass entfernt positioniert ist, wodurch eine Fluidströmung durch diesen zugelassen wird.
Es ist eine Aufgabe und ein Vorteil, dass die vorliegende Erfindung eine anfängliche Verzögerung der Bypasswirkung in einem Bypassventil vorsieht. Bei Verwendung in Verbindung mit einem Motor und seinem Ölzirkulationssystem, wie hier beschrieben ist, hilft ein Ölfilterbypassventil gemäß der vorliegenden Erfindung, die Auswirkungen einer unbeabsichtigten Zirkulation von Partikelschmutzstoffen in dem Motor während der ersten Zyklen bzw. Takte des Motors zu mindern.
Die Erfindung wird im Folgenden nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt eines typischen Bypassventils gemäß dem Stand der Technik ist;
Fig. 2-3 Seitenansichten im Schnitt einer Bypassventilanordnung in einer geschlossenen Position gemäß zweier Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind, die T-förmige bzw. kugelförmige Ventilelemente zeigen; und
Fig. 4 die Bypassventilanordnung von Fig. 2 zeigt, jedoch in einer offenen Stellung.
Die Fig. 2-4 zeigen eine Bypassventilanordnung 10 mit verzögerter Wirkung gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Bypassventilanordnung umfasst: (a) ein Gehäuse 12 mit einem Einlass 16 und einem Auslass 18; (b) ein Ventilelement 20, das in dem Gehäuse angeordnet und zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position bewegbar ist; und (c) ein Materialstück 30, das in einer anfänglichen, im Wesentlichen festen Phase in Kontakt mit dem Ventilelement 20 angeordnet ist, um das Ventilelement in der geschlossenen Position beizubehalten. Das Materialstück 30 ist nachfolgend in eine im Wesentlichen aufgeweichte Phase erwärmbar, um so zuzulassen, dass sich das Ventilelement 20 in die offene Position bewegen kann. In der geschlossenen Position ist das Ventilelement 20 abdichtend an dem Gehäuseeinlass 14 angeordnet, um einen Fluiddurchfluss durch diesen zu verhindern, während in der offenen Position das Ventilelement 20 von dem Einlass 14 entfernt angeordnet ist, wodurch ein Fluiddurchfluss durch diesen zugelassen wird.
Um dem Leser das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, sind alle hier verwendeten Bezugszeichen in der nachfolgenden Tabelle zusammen mit den Elementen, die diese darstellen, zusammengefasst:
10 Bypassventilanordnung
12 Gehäuse
14 Lippe/Stegabschnitt des Gehäuses
16 Einlass
18 Auslass
20 Ventilelement
22 Seite des Ventilelements
24 Ende des Ventilelements gegenüberliegend von Seite 22
26 Kopf eines T-förmigen Ventilelements
28 Schaft des T-förmigen Ventilelements
30 Materialstück
32 erstes Ende des Materialstücks
34 zweites Ende des Materialstücks
40 Vorspannelement
42 Windungen/Vorspannabschnitte des Vorspannelementes
A Ort des Materialstücks benachbart des Einlasses 16
B Ort des Materialstücks hinter dem Ventilelement 20
C Ort des Materialstücks zwischen Windungen 42
Das Gehäuse 12 ist typischerweise zylindrisch ausgebildet und besteht aus geformtem Metall, kann jedoch praktisch jede beliebige gewünschte Form annehmen und aus jedem beliebigen geeigneten Material bestehen, das die Motortemperaturen ohne wesentliche Verformung aushalten kann und durch Kontakt mit Motoröl nicht beschädigt wird (beispielsweise einige Kunststoffe). Das Gehäuse besitzt zumindest einen Einlass 16 und zumindest einen Auslass 18. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann ein typisches zylindrisches Gehäuse 12 einen Einlass 16 besitzen, der zentral an einer Endseite des Gehäuses angeordnet ist, wobei mehrere Auslässe 18 um den Umfang der zylindrischen Wand des Gehäuses angeordnet sind. Jedoch kann die Positionierung des Einlasses bzw. der Einlässe 16 und des Auslasses bzw. der Auslässe 18 verschiedene andere Gestaltungen annehmen.
Das Ventilelement 20 kann im Wesentlichen T-förmig sein, wie beispielsweise mit einem scheibenförmigen Kopf 26 und einem optionalen Schaft 28, wie in Fig. 2 gezeigt ist, oder kann im Wesentlichen kugelförmig sein, wie in Fig. 3 gezeigt, oder eine andere geeignete Gestaltung aufweisen. Die Seite 22 des Ventilelements 20 kann im Wesentlichen flach (beispielsweise Fig. 2) sein, im Wesentlichen kugelförmig (beispielsweise Fig. 3) sein oder kann eine andere geeignete Form aufweisen, solange das Ventilelement in den Einlass 16 abdichtet, wenn es an diesem angeordnet ist, wodurch eine Fluidströmung durch diesen ausgeschlossen wird.
Das Materialstück 30 kann in einer Vielzahl von Formen aus einer Vielzahl von Materialien ausgebildet sein und bezüglich zu dem Rest der Bypassventilelemente in einer Vielzahl von Arten positioniert sein. Beispielsweise kann ein guter Kandidat für das Materialstück ein Paraffinwachs sein, das speziell formuliert ist, um eine Erweichungs- oder Schmelztemperatur bei einer vorbestimmten Temperatur zu besitzen. Andere mögliche Materialien umfassen Bienenwachs oder andere Wachse, bestimmte Thermoplaste, gewählte Kohlenwasserstoffe, Petrolatum, Vaseline, Petroljelly oder andere Petroleumnebenprodukte und dergleichen, die beliebige Kombinationen der vorhergehenden umfassen. Einige Schlüsselqualitäten, die die Auswahl von Material(en), die verwendet werden, bestimmen können, umfassen: (a) das Material sollte unterhalb einer vorbestimmten Temperatur in einer im Wesentlichen festen oder halbfesten Form bleiben, um so in der Lage zu sein, das Ventilelement 20 in der geschlossenen Position an dem Einlass 16 zu halten und das Ventilelement 20 ausreichend gegen eine Öffnung zurückzuhalten; und (b) das Material sollte oberhalb der vorbestimmten Temperatur im Wesentlichen aufgeweicht bzw. biegsam werden und/oder schmelzen, um so das Ventilelement 20 im Wesentlichen nicht mehr zurückzuhalten, sondern sollte dem Ventilelement ermöglichen, sich von dem Einlass wegbewegen zu können oder von dem Einlass wegbewegt werden zu können, so dass Fluid durch diesen strömen kann (d. h. das Bypassventil sollte offen sein, wodurch zugelassen wird, dass das Fluid das Filter umgehen kann). Das Material kann auch optional andere Eigenschaften aufweisen, die für eine bestimmte Umgebung oder Anwendung geeignet sind. Beispielsweise kann das Material auch ein Detergens, ein Dispergator, ein Viskositätsmodifiziermittel, ein physikalisches bzw. chemisches Taggant und/oder dergleichen enthalten oder als solches dienen.
Das Material 30 sollte so formuliert sein, dass es einen "Erweichungspunkt" (d. h. einen Schmelzpunkt, eine Fließgrenze, einen Verformungspunkt, etc.) bei oder etwa im Bereich der vorher erwähnten vorbestimmten Temperatur besitzt. Ob das Material 30 über dieser Temperatur schmelzen oder lediglich aufgeweicht bzw. elastisch werden soll, hängt von verschiedenen Faktoren ab, nämlich von: (a) der Kraft F1, die auf die Seite 22 des Ventilelementes 20 durch das Fluid außerhalb des Gehäuses ausgeübt wird; (b) der Größe der entgegengesetzten Kraft, die durch das Ventilelement 20 gegen die Fluidkraft F1 ausgeübt wird (wie beispielsweise durch ein Vorspannelement 40 etc. bewirkt); (c) ob das Materialstück 30 vollständig schmelzen und mit Fluid/Öl vermischt werden soll oder lediglich aufgeweicht werden und innerhalb des Gehäuses 12 im Wesentlichen intakt bleiben soll; (d) ob das Materialstück 30 in seine anfängliche feste bzw. halbfeste Form zurückkehren soll, nachdem es anfänglich Temperaturen über dem vorbestimmten Erweichungspunkt ausgesetzt worden ist (oder nimmt es eine andere "weichere" Form oder Phase an, wenn sich das Material 30 unter den Erweichungspunkt von seinem anfänglichen Verlauf über diese Temperatur abkühlt, so dass das Stück das Ventil 20 nicht mehr an einem Öffnen hindert); (e) ob das Stück 30 "vor" dem Ventilelement 20 an der Schnittstelle zwischen der Ventilseite 22 und dem Einlass/der Lippe 16/14 angeordnet ist (wie durch Bezugszeichen "A" in den Fig. 2-3 gezeigt) und/oder ob das Stück 30 innerhalb des Gehäuses 12 "hinter" dem Ventilelement 20 angeordnet ist (wie durch Bezugszeichen "B" bezeichnet ist); und dergleichen. Für typische Motoranwendungen kann ein empfohlener vorbestimmter Temperatur-/Erweichungspunkt in etwa 49°C (120°F) oder eine beliebige andere gewählte Temperatur innerhalb des normalen Betriebsöltemperaturbereiches des Motors sein.
Es kann erwünscht sein, dass sich über der vorbestimmten Temperatur bzw. über dem Erweichungspunkt das Materialstück 30 vollständig löst und sich mit dem Fluid mischt. Wenn beispielsweise das Stück 30 aus Vaseline (Petrolatum, Petroljelly) mit sehr hoher Dichte besteht, würde es sich sehr leicht mit einem auf Petroleum basierenden Motoröl mischen und würde sich später nicht mehr in zu Problemen führenden "Klumpen" verfestigen. Ähnlicherweise kann, wenn kein auf Petroleum basierendes Motoröl verwendet wird, ein Stück 30 bestehend aus einem Material ähnlich dem des Öls verwendet werden, so dass, wenn das Stück schmilzt, sich dieses harmlos in das Öl mischt.
Wie vorher erwähnt und in den Fig. 2-3 gezeigt ist, kann das Stück 30 in Position "A" in Kontakt mit sowohl dem Ventilelement 20 als auch dem Einlass/Lippenbereich 16/14 des Gehäuses 12 positioniert sein. Alternativ dazu kann das Stück 30 in dem Gehäuse derart angeordnet sein, dass sein erstes Ende 32 mit der Innenseite oder -fläche 24 des Ventilelementes in Kontakt steht und sein zweites Ende 34 direkt oder indirekt mit dem Inneren des Gehäuses in Kontakt steht, wie durch Bezugszeichen "B" in den Zeichnungen gezeigt ist. (Der Begriff "indirekter" Kontakt, wie hier verwendet ist, bedeutet, dass das zweite Ende 34 des Stückes in Kontakt mit irgendeinem Zwischenelement zwischen sich selbst und dem Gehäuse sein kann, wie beispielsweise einem Abstandshalter oder einem Abstandselement. Jedoch stünde ein derartiges Zwischenelement selbst in Kontakt mit dem Gehäuse, wodurch das zweite Ende 34 des Stückes in indirektem Kontakt mit dem Gehäuse angeordnet ist).
Eine andere Materialqualität für das Stück 30, die in einigen Anwendungen gewünscht sein kann, kann die Fähigkeit des Materials umfassen, sich an das Ventilelement 20 und/oder an das Gehäuse bzw. den Einlass 12/16 anzubinden. Diese Qualität kann für Anwendungen ähnlich denjenigen nützlich sein, die durch Bezugszeichen "A" in den Fig. 2-3 gezeigt sind und bei denen sie nützlich ist, damit sich das Material 30 an das Ventilelement 20 (und optional genauso an den Einlass/die Lippe 16/14) anbindet, um das Ventil 20 an einem Öffnen zu hindern. Selbstverständlich wäre es dann erwünscht, dass das Material 30 über dem vorbestimmten Erweichungspunkt schmilzt oder sich erweicht, so dass die Bindung unterbrochen wird und das Ventilelement dann nach Bedarf durch den Fluiddruck einwärts gepresst werden kann.
Wie in den Fig. 2-4 gezeigt ist, kann ein Vorspannelement 40 (wie beispielsweise eine Druckfeder, eine Auslegerfeder, eine Tellerfeder oder dergleichen) optional als Teil der Bypassventilanordnung 10 enthalten sein. Das Vorspannelement 40 kann innerhalb des Gehäuses angeordnet werden, um das Ventilelement 20 in seiner normal geschlossenen Position in abdichtendem Kontakt an dem Einlass 16 zu halten. Bei einigen Konstruktionen kann es erwünscht sein, das Materialstück 30 zwischen bzw. unter den Windungen oder Vorspannabschnitten 42 des Vorspannelementes anzuordnen, wie durch die gestrichelten Linien und Bezugszeichen "C" in Fig. 4 gezeigt ist. In dieser Zeichnung gibt die gestrichelte Linie an, wo das Materialstück 30 vor dem Wegschmelzen angeordnet war.
Die Bypassventilanordnung 10 kann im Wesentlichen auf dieselbe Weise gebildet werden, die typischerweise dazu verwendet wird, herkömmliche Bypassventile herzustellen. Jedoch muss berücksichtigt werden, wo das Materialstück 30 angeordnet werden soll und wie es während des Herstellprozesses angeordnet werden soll. Wenn das Stück 30 in Position "A" angeordnet werden soll, dann kann das Ventil hergestellt werden, wie es normalerweise gemacht wird, wobei das Material 30 dann durch Eintauchen, durch Rohr-/Tubenabgabe oder dergleichen aufgebracht wird. (Das Material 30 kann sparsam auf im Wesentlichen nur die Umfangsschnittstelle zwischen dem Einlass 16 und der Ventilelementseite 22 aufgebracht werden, wie in Fig. 2 gezeigt ist, oder kann freier über den größten Teil der oder die gesamte Ventilseite 22 aufgebracht werden, wie in Fig. 3 gezeigt ist). Wenn das Stück 30 in Position "B" angeordnet werden soll, dann kann das Stück in dem Gehäuse 12 vor dem Einsetzen des Ventilelementes 20 in dieses positioniert werden. (Wenn ein Vorspannelement 40 verwendet wird, kann das Stück 30 vor oder nach einem Einsetzen des Vorspannelementes eingesetzt werden.) Wenn das Materialstück 30 zwischen bzw. unter den Windungen 42 des Vorspannelementes bzw. der Feder wie in Position "C" positioniert werden soll, dann kann das Material 30 geschmolzen und in die Federgehäuseanordnung gegossen werden, und anschließend kann das Ventilelement 20 darin eingesetzt werden, während ermöglicht wird, dass sich das Material 30 abkühlen und unter den Windungen verfestigen kann.
Ein Verfahren zur Verwendung des vorliegenden Bypassventils mit verzögerter Wirkung umfasst die Schritte, dass: (a) das hier beschriebene Bypassventil 10 in einem Motor vorgesehen wird; (b) der Motor betrieben wird, um das Motoröl für eine erste Zeitperiode zu zirkulieren, während der das Materialstück 30 unterhalb einer vorbestimmten Erweichungstemperatur und in einem im Wesentlichen festen Zustand bleibt, wodurch das Bypassventil geschlossen gehalten wird; und (c) der Motor weiterhin betrieben wird, während sich das Materialstück über die gegebene Temperatur erwärmt und aufweicht bzw. schmilzt, wodurch zugelassen wird, dass sich das Bypassventil nachfolgend nach Bedarf öffnen kann.
Verschiedene andere Modifikationen bezüglich der vorliegenden Erfindung sind für Fachleute auf dem die vorliegende Erfindung betreffenden Gebiet offensichtlich. Beispielsweise ist es, obwohl das Wort "Öl" hier dazu verwendet worden ist, ein Schmiermittelfluid zu beschreiben, das mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, offensichtlich, das andere nicht ölhaltige Schmiermittel und sogät andere nicht schmiermittelhaltige Fluide mit der vorliegenden Bypassventilanordnung 10 verwendet werden können. Zusätzlich sei angemerkt, dass, obwohl eine mögliche Anwendung für die vorliegende Erfindung sicherlich einen Verbrennungsmotor umfasst, die Bypassventilanordnung 10 ähnlicherweise mit von Motoren verschiedenen Schmiermittelsystemen verwendet werden kann, und auch mit Anwendungen über Schmiermittelsysteme hinaus verwendet werden kann (beispielsweise hydraulische Systeme, Wasserversorgungssysteme, etc.). Ferner ist es, obwohl die vorliegende Erfindung ihre Wirkung als ein Filterbypassventil besitzt, offensichtlich, dass sie auch als ein Ventil dienen kann, in Verbindung mit dem kein Filter verwendet wird, oder wenn keine Bypassfunktion zwingend erforderlich ist, wie beispielsweise bei Druckentlastungsventilanwendungen, bei denen eine einmalige anfängliche Verzögerung gewünscht ist. Es sind auch andere Modifikationen, die hier nicht ausdrücklich erwähnt sind, möglich und liegen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung. Die folgenden Ansprüche, die alle Äquivalente umfassen, definieren den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.

Claims

1. Bypassventilanordnung mit:

a) einem Gehäuse (12) mit einem Einlass (16) und einem Auslass (18);

b) einem Ventilelement (20), das in dem Gehäuse (12) angeordnet und zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position bewegbar ist, wobei in der geschlossenen Position das Ventilelement (20) abdichtend an dem Einlass (16) angeordnet ist, um einen Fluiddurchfluss durch diesen zu verhindern, und wobei in der offenen Position das Ventilelement (20) von dem Einlass (16) entfernt angeordnet ist, um einen Fluiddurchfluss durch diesen zuzulassen; und

c) einem Materialstück (30), das in einer anfänglichen, im Wesentlichen festen Phase in Kontakt mit dem Ventilelement (20) angeordnet ist, um so das Ventilelement (20) in der geschlossenen Position beizubehalten, wobei das Materialstück (30) nachfolgend in eine im Wesentlichen aufgeweichte Phase erwärmbar ist, um so zu ermöglichen, dass sich das Ventilelement (20) in die offene Position bewegen kann.

2. Bypassventilanordnung nach Anspruch 1, wobei das Materialstück (30) ein Wachs, ein Paraffin, ein Thermoplast, ein Kohlenwasserstoff, Vaseline, Petrolatum oder ein anderes Petroleumnebenprodukt oder dergleichen ist, einschließlich beliebiger Kombinationen der vorhergehenden.

3. Bypassventilanordnung nach Anspruch 1, wobei das Materialstück (30) einen Erweichungspunkt bei einer vorbestimmten Temperatur besitzt, wobei das Materialstück (30) unterhalb des Erweichungspunktes im Wesentlichen fest oder halbfest ist und über dem Erweichungspunkt im Wesentlichen biegsam ist.

4. Bypassventilanordnung nach Anspruch 3, wobei das Materialstück (30) verhindert, dass sich das Ventilelement (20) öffnen kann, wenn sich das Materialstück (30) unterhalb des Erweichungspunktes befindet, und wobei sich das Materialstück (30) erweicht und zulässt, dass sich das Ventilelement (20) öffnen kann, wenn sich das Materialstück (30) über dem Erweichungspunkt befindet.

5. Bypassventilanordnung nach Anspruch 3, wobei die vorbestimmte Temperatur innerhalb eines normalen Betriebstemperaturbereiches für Motoröl liegt.

6. Bypassventilanordnung nach Anspruch 5, wobei die vorbestimmte Temperatur etwa 49°C (120°F) beträgt.

7. Bypassventilanordnung nach Anspruch 1, wobei das Materialstück (30) erste und zweite Enden aufweist und in dem Gehäuse (12) angeordnet ist, wobei das erste Ende in Kontakt mit dem Ventilelement (20) angeordnet ist und wobei das zweite Ende direkt oder indirekt an dem Gehäuse (12) angeordnet ist, um das Ventilelement (20) gegen eine Öffnung zu zwängen.

8. Bypassventilanordnung nach Anspruch 1, wobei das Materialstück (30) in Kontakt mit sowohl dem Einlass (16), als auch dem Ventilelement (20) angeordnet ist.

9. Bypassventilanordnung nach Anspruch 8, wobei das Materialstück (30) mit dem Ventilelement (20) verbunden ist.

10. Bypassventilanordnung nach Anspruch 1, wobei das Ventilelement (20) eine Kugel ist.

11. Bypassventilanordnung nach Anspruch 1, wobei das Ventilelement (20) ein Rotationskörper mit einem im Wesentlichen T-förmigen Längsquerschnitt ist.

12. Bypassventilanordnung nach Anspruch 1, wobei das Ventilelement (20) eine im Wesentlichen kugelförmige Seite aufweist, die in der geschlossenen Position an dem Einlass (16) abdichtet.

13. Bypassventilanordnung nach Anspruch 1, wobei das Ventilelement (20) eine im Wesentlichen flache Seite aufweist, die in der geschlossenen Position an dem Einlass (16) abdichtet.

14. Bypassventilanordnung nach Anspruch 1, ferner mit: (d) einem Vorspannelement (40) innerhalb des Gehäuses (12), wobei das Vorspannelement (40) eine Vorspannkraft auf das Ventilelement (20) ausübt, um so das Ventilelement (20) in die geschlossene Position vorzuspannen.

15. Bypassventilanordnung nach Anspruch 14, wobei das Vorspannelement (40) eine Feder (40) ist, die in Vorspannkontakt mit dem Ventilelement (20) angeordnet ist.

16. Bypassventilanordnung nach Anspruch 15, wobei das Materialstück (30) in dem Gehäuse (12) zwischen Windungen (42) der Feder (40) angeordnet ist, um so zu verhindern, dass die Feder (40) gepresst wird, und um das Ventilelement (20) in der geschlossenen Position zu halten.

17. Bypassventilanordnung nach Anspruch 1, wobei die im Wesentlichen aufgeweichte Phase eine flüssige Phase ist.

18. Bypassventilanordnung mit:

a) einem Gehäuse (12) mit einem Einlass (16) und einem Auslass (18);

b) einem Ventilelement (20), das in dem Gehäuse (12) angeordnet und zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position bewegbar ist, wobei in der geschlossenen Position das Ventilelement (20) abdichtend an dem Einlass (16) angeordnet ist, um einen Fluiddurchfluss durch diesen zu verhindern, und wobei in der offenen Position das Ventilelement (20) von dem Einlass (16) entfernt angeordnet ist, um einen Fluiddurchfluss durch diesen zuzulassen;

c) einem Vorspannelement (40) in dem Gehäuse (12), wobei das Vorspannelement (40) eine Vorspannkraft auf das Ventilelement (20) ausübt, um so das Ventilelement (20) in die geschlossene Position vorzuspannen; und

d) einem Materialstück (30), das in einer anfänglichen, im Wesentlichen festen Phase in Kontakt mit dem Ventilelement (20) angeordnet ist, um so das Ventilelement (20) in der geschlossenen Position beizubehalten, wobei das Materialstück (30) nachfolgend in eine im Wesentlichen flüssige Phase schmelzbar ist, um so zu ermöglichen, dass sich das Ventilelement (20) in die offene Position bewegen kann.

19. Bypassventilanordnung nach Anspruch 18, wobei das Materialstück (30) ein Wachs, ein Paraffin, ein Thermoplast, ein Kohlenwasserstoff, Vaseline, Petrolatum oder ein anderes Petroleumnebenprodukt oder dergleichen ist, einschließlich beliebiger Kombinationen der vorhergehenden.

20. Bypassventilanordnung nach Anspruch 18, wobei das Materialstück (30) einen Schmelzpunkt bei einer vorbestimmten Temperatur besitzt, wobei das Materialstück (30) unterhalb des Schmelzpunktes im Wesentlichen fest oder halbfest ist und verhindert, dass sich das Ventilelement (20) öffnen kann, und wobei das Materialstück (30) über dem Schmelzpunkt schmilzt und zulässt, dass sich das Ventilelement (20) öffnen kann.

21. Verfahren zur anfänglichen Verzögerung der Bypasswirkung eines Bypassventils als Teil eines wärmeerzeugenden Systems mit den Schritten, dass:

a) das Bypassventil vorgesehen wird, wobei das Bypassventil umfasst:

1. ein Gehäuse (12) mit einem Einlass (16) und einem Auslass (18);

2. ein Ventilelement (20), das in dem Gehäuse (12) angeordnet und zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position bewegbar ist, wobei in der geschlossenen Position das Ventilelement (20) abdichtend an dem Einlass (16) angeordnet ist, um einen Fluiddurchfluss durch diesen zu verhindern, und wobei in der offenen Position das Ventilelement (20) von dem Einlass (16) entfernt angeordnet ist, um einen Fluiddurchfluss durch diesen zuzulassen;

3. ein Vorspannelement (40) in dem Gehäuse (12), wobei das Vorspannelement (40) eine Vorspannkraft auf das Ventilelement (20) ausübt, um so das Ventilelement (20) in die geschlossene Position vorzuspannen;

4. ein Materialstück (30), das in einer anfänglichen, im Wesentlichen festen Phase in Kontakt mit dem Ventilelement (20) angeordnet ist, um so das Ventilelement (20) in der geschlossenen Position beizubehalten, wobei das Materialstück (30) nachfolgend über eine vorbestimmte Erweichungstemperatur in eine im Wesentlichen aufgeweichte Phase erwärmbar ist, um so zu ermöglichen, dass sich das Ventilelement (20) in die offene Position bewegen kann;

b) das wärmeerzeugende System für eine erste Zeitperiode betrieben wird, während der das Materialstück (30) unterhalb der vorbestimmten Erweichungstemperatur und in einem im Wesentlichen festen Zustand ist, wodurch das Bypassventil geschlossen gehalten wird; und

c) der Betrieb des wärmeerzeugenden Systems fortgesetzt wird, während sich das Materialstück (30) über die vorbestimmte Erweichungstemperatur erwärmt und sich erweicht oder schmilzt, wodurch zugelassen wird, dass sich das Bypassventil nachfolgend nach Bedarf öffnet.

22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das wärmeerzeugende System ein Verbrennungsmotor ist.

23. Verfahren zur anfänglichen Verzögerung der Bypasswirkung eines Ölfilterbypassventils in einem Motor mit den Schritten, dass:

a) das Ölfilter-Bypassventil vorgesehen wird, wobei das Ölfilter- Bypassventil umfasst:

1. ein Gehäuse (12) mit einem Einlass (16) und einem Auslass (18);

b) der Motor für eine erste Zeitperiode betrieben wird, während der das Materialstück (30) unterhalb der vorbestimmten Erweichungstemperatur und in einem im Wesentlichen festen Zustand bleibt, wodurch das Ölfilter-Bypassventil (10) geschlossen gehalten wird; und

c) der Betrieb des Motors fortgesetzt wird, während sich das Materialstück (30) über die vorbestimmte Erweichungstemperatur erwärmt und sich erweicht oder schmilzt, wodurch zugelassen wird, dass sich das Ölfilter-Bypassventil (10) nachfolgend nach Bedarf öffnet.