DE112006000970T5

DE112006000970T5 - Selbst vernietende Klappenventile

Info

Publication number: DE112006000970T5
Application number: DE112006000970T
Authority: DE
Inventors: Yuri Oakville Peric; Brian E. Brampton Cheadle
Original assignee: Dana Canada Corp
Current assignee: Dana Canada Corp
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2008-03-06
Also published as: CA2504754A1; CN101184944B; WO2006111006A1; CN101184944A

Abstract

Klappenventilanordnung zum Steuern eines Fluidflusses von einer Flusskammer einer Fluidvorrichtung, wobei die Klappenventilanordnung Folgendes aufweist:
einen Hauptkörperteil mit einer Ventilöffnung dort hindurch zur Kommunikation mit der Flusskammer;
wobei der Hauptkörperteil einen transversalen Stift enthält, der von der Ventilöffnung beabstandet ist, wobei der Stift einen vergrößerten Kopf hat;
ein flexibles Klappenventil mit einem Montageendbereich, der ein Loch definiert, durch welches sich der Stift erstreckt, wobei das Klappenventil durch den vergrößerten Kopf bei einer Position zurückgehalten wird;
wobei das Klappenventil einen freien Endbereich hat, der von einer ersten Position, bei welcher der freie Endbereich einen Fluss durch die Ventilöffnung wenigstens teilweise blockiert, zu einer zweiten Position, bei welcher der freie Endbereich die Ventilöffnung von einer Blockierung freigibt, bewegbar ist; und
eine Vorspanneinrichtung zum Zwingen des freien Endbereichs in die erste Position.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bertifft Ventile und insbesondere Klappenventile.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Autofluide, wie beispielsweise Motoröl- oder Getriebefluide, absorbieren im Einsatz Wärme. Um eine Fluidverschlechterung zu verhindern, muss diese Wärme oft entfernt werden. Gemeinhin werden Wärmetauscher zu diesem Zweck verwendet. Darüber hinaus sind Wärmetauscher bekannt, um diese Funktion adäquat in moderaten Umgebungsbedingungen durchzuführen. Jedoch können bei kalten Umgebungsbedingungen Motoröle und Getriebefluide eine hohe Viskosität aufweisen. Bei solchen Bedingungen fließen Autofluide nicht leicht durch Wärmetauscher. Als Ergebnis kann die Zwischenschaltung eines Wärmetauschers in einem Ölkreislauf eine Zirkulation nachteilig behindern. Sogar ein Austrocknen von einigen stromabwärtigen Komponenten, wie Getrieben, kann auftreten.
Um diese nachteiligen Effekte zu vermeiden, ist es bekannt, einen Mechanismus zum Umgehen des Wärmetauschers zur Verfügung zu stellen. Eine Art, auf welche dies in der Vergangenheit durchgeführt worden ist, besteht im Vorsehen eines Umgehungskanals. Der Umgehungskanal ist parallel zu dem Wärmetauscher geschaltet und hat einen relativ niedrigen Widerstand gegenüber den Durchfluss von Fluiden hoher Viskosität im Vergleich mit dem Wärmetauscher. Strukturen dieses Typs sind bekannt, um ein Austrocknen stromabwärtiger Komponenten zu vermeiden, können aber daran leiden, dass der Durchfluss bei normalen Betriebsbedingungen zwischen den Wärmetauscher und dem Umgehungskreis aufgeteilt wird. Dies erfordert, dass die Wärmetauscher proportional größer und schwerer gemacht werden, um dieselbe gesamte Wärmeaustauschleistungsfähigkeit für das Kühlsystem zu erreichen. Diese hinzugefügte Größe und dieses hinzugefügte Gewicht und die damit verbundenen hinzugefügten Kosten sind für Autohersteller unerwünscht.
Um das Problem eines aufgeteilten Flusses abzumildern, ist es im Stand der Technik bekannt, Umgehungsventile vorzusehen. Manchmal werden diese Umgehungsventile mittels Druck aktiviert und sind integriert mit dem Wärmetauscher aufgebaut oder an diesem angebracht. Eine Struktur, die für das Vorangehende beispielhaft ist, ist in dem Patent der Vereinigten Staaten Nr. 5,236,043 (Armbruster), erteilt am 17. August 1993, gezeigt. Diese Struktur enthält ein Klappenventil aus Federstahl, das in einer geschlossenen Position vorgespannt ist, um einen Umgehungsfluss aufzuhalten, und das dazu geeignet ist, dazu gezwungen zu werden, offen zu sein, wenn der Fließwiderstand durch den normalen Durchgang des Wärmetauschers zu hoch ist, wie bei Kaltstartbedingungen. Wärmetauscher von diesem allgemeinen Typ können eine Austrocknung stromabwärtiger geschmierter Komponenten vermeiden und können so angepasst sein, dass ein Umgehungsfluss bei normalen Betriebsbedingungen im Wesentlichen Null ist, um dadurch einen kompakten Aufbau des Wärmetauschers zuzulassen. Jedoch wird bei Armbruster eine Verbindung des Klappenventils mit dem Wärmetauscherkörper durch einen mittels Druck angebrachten Nietansatz bewirkt. Ein solcher Aufbau ist schwierig zu erreichen und leidet an der Neigung, ein Leck zu bilden.
Ein weiterer Typ eines Klappenventils ist in dem Patent der Vereinigten Staaten NR. 3,998,571 (Falke), erteilt am 21. Dezember 1976, gezeigt, wobei ein Klappenventil für den Zylinder eines sich hin- und herbewegenden Kompressors gezeigt ist. Dieses Klappenventil ist Teil einer Klappenunteranordnung mit einem Klappenmontagebereich, der vor Ort vernietet ist. Jedoch hat die Nietkonstruktion auch eine Neigung für ein Leck, und die vernietete Unteranordnung fordert eine separate Handhabung und erhöht die Kosten und die Komplexität der Vorrichtung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei der vorliegenden Erfindung wird eine Klappenventilanordnung vom Niettyp zur Verfügung gestellt, wobei ein Hauptkörperteil einen Stiftbereich des Niets enthält. Der Hauptkörperteil ist permanent an irgendeinem Wärmetauscher oder einer anderen Fluidvorrichtung angebracht. Ein Klappenventil wird dann am Stiftbereich angeordnet, der einfach verformt wird, um die Klappenventilanordnung fertig zu stellen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Klappenventilanordnung zum Steuern eines Fluidflusses von einer Flusskammer einer Fluidvorrichtung zur Verfügung gestellt. Die Klappenventilanordnung weist einen Hauptkörperteil mit einer Ventilöffnung dort hindurch zur Kommunikation mit der Flusskammer auf. Der Hauptkörperteil enthält einen transversalen Stift, der von der Ventilöffnung beabstandet ist, wobei der Stift einen vergrößerten Kopf hat. Ein flexibles Klappenventil hat einen Montageendbereich, der ein Loch definiert, durch welches sich der Stift erstreckt, wobei das Klappenventil durch den vergrößerten Kopf bei einer Position gehalten wird. Das Klappenventil hat auch einen freien Endbereich, der von einer ersten Position, bei welcher der freie Endbereich wenigstens teilweise ein Fließen durch die Ventilöffnung blockiert, zu einer zweiten Position, bei welcher der freie Endbereich die Ventilöffnung von der Blockierung freigibt, bewegbar ist. Eine Vorspanneinrichtung ist auch vorgesehen, um den freien Endbereich in die erste Position zu zwingen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher zur Verfügung gestellt, der ein Wärmetauscherelement mit einer Endplatte aufweist. Das Wärmetauscherelement enthält einen Einlassverteiler, einen Auslassverteiler und Flussdurchgänge dazwischen für den Durchgang von einem Wärmeaustauschfluid durch das Wärmetauscherelement. Die Endplatte definiert wenigstens eine Flusskammer in Kommunikation mit wenigstens einem des Einlassverteilers und des Auslassverteilers. Eine Klappenventilanordnung ist an der Endplatte angebracht und enthält einen Hauptkörperteil mit einer Ventilöffnung dort hindurch, die mit der Flusskammer kommuniziert. Der Hauptkörperteil enthält einen transversalen Stift, der von der Ventilöffnung beabstandet ist, wobei der Stift einen vergrößerten Kopf hat. Ein flexibles Plattenventil hat einen Montageendbereich, der ein Loch definiert, durch welches sich der Stift erstreckt, wobei das Klappenventil durch den vergrößerten Kopf bei einer Position gehalten wird. Das Klappenventil hat auch einen freien Endbereich, der von einer ersten Position, bei welcher der freie Endbereich wenigstens teilweise einen Fluss durch die Ventilöffnung blockiert, zu einer zweiten Position, bei welcher der freie Endbereich die Blockierung der Ventilöffnung freigibt, bewegbar ist. Eine Vorspanneinrichtung ist auch vorgesehen, um den freien Endbereich in die erste Position zu zwingen.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Anbringen eines Klappenventils an einer Fluidvorrichtung mit einer Flusskammer zur Verfügung gestellt. Das Verfahren weist die Schritte eines Vorsehens eines Hauptkörperteils mit einer Ventilöffnung dort hindurch und eines transversalen Stifts an dem Hauptkörperteil, welcher Stift von der Ventilöffnung beabstandet ist, auf. Der Hauptkörperteil und der Stift werden permanent an der Fluidvorrichtung mit der Ventilöffnung in Kommunikation mit der Flusskammer befestigt bzw. gesichert. Ein elastisches Klappenventil wird an dem Stift montiert. Der Stift erstreckt sich durch das Klappenventil und das Klappenventil schließt wenigstens teilweise die Ventilöffnung. Ebenso wird der Stift verformt, um das Klappenventil an dem Hauptkörperteil zu befestigen bzw. zu sichern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beigefügten Zeichnungen, die nur dem Zwecke einer Illustration und einer Beschreibung dienen, und die nicht als Definition der Grenzen der Erfindung beabsichtigt sind, gilt Folgendes:
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Anordnung mit einem Wärmetauscher und einem eingedrehten bzw. eingeschraubten Ölfilter, wobei der Wärmetauscher ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Klappenventilanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält;
2 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der Struktur der 1 beim Montieren an einem Motorblock;
3 ist eine auseinander gezogene Ansicht der Struktur in einem umkreisten Gebiet 3 in 2;
4 ist eine auseinander gezogene Ansicht der Struktur in einem umkreisten Gebiet 4 in 3;
5 ist eine Draufsicht auf die Struktur in einem umkreisten Gebiet 3 in 2;
6 ist eine Teil-Querschnittsansicht entlang der Linien 6-6 der 5, wobei der freie Endbereich des Klappenventils in einer geschlossenen Position gezeigt ist;
6A ist eine Ansicht gleich der 6, aber eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei der freie Endbereich des Klappenventils in einer geschlossenen Position gezeigt ist;
7 ist eine Ansicht gleich der 6, wobei der freie Endbereich des Klappenventils in einer offenen Position gezeigt ist; und
7A ist eine Ansicht gleich der 7, aber des in 6A gezeigten Ausführungsbeispiels, wobei der freie Endbereich des Klappenventils wieder in einer offenen Position gezeigt ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜRHUNGSBEISPIELE
1 zeigt einen Wärmetauscher 22 mit einem eingedrehten Ölfilter 24 oder einer ähnlichen Fluidvorrichtung, das oder die daran montiert ist. Der Wärmetauscher 22 enthält eine Klappenventilanordnung 20 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und ein Wärmeaustauschelement 28. Der Wärmetauscher 22 ist vorzugsweise in der Form eines Ölkühlers vom Flussverstärkertyp, aber er könnte irgendein anderer Typ eines Wärmetauschers oder irgendein anderer Typ einer Fluidvorrichtung sein. Zum Zwecke der vorliegenden Beschreibung werden die exakten Formen des Wärmeaustauschelements 28 und des eingedrehten Ölfilters 24 nicht als Teil der vorliegenden Erfindung angesehen.
Der Wärmetauscher oder der Flussverstärker-Kühler 22 dient zur Verwendung mit einem Kühlmittelkreis und einem Schmiermittelkreis oder einem Kreis mit anderem Fluid und ist anhand eines Beispiels, wie es in 2 angezeigt ist, an einem mit einem Gewinde versehenen Rohr 26 montiert, das an einem Motor block 27 (der in 2 nur teilweise gezeigt ist) angebracht ist. Das mit einem Gewinde versehene Rohr 26 erstreckt sich durch einen Freiraum oder ein Loch 29 im Wärmetauscher 22, um die darauf folgende Anbringung über ein Gewinde des Ölfilters 24 an das Rohr 26 zuzulassen, wie es in 1 angezeigt ist, und auch um den Wärmetauscher 22 an dem Motorblock 27 an einer Stelle zu halten.
Wie es am besten in 3 zu sehen ist, enthält der Wärmetauscher 22 ein Wärmeaustauschelement 28 mit einer Endplatte 31, einer Oberseitenplatte 30 und einer dazwischen angeordneten dazwischen liegenden Klappenventilanordnung 20. Das Wärmeaustauschelement 28 ist von dem Typ mit gestapelten Platten und hat einen Kühlmitteleinlass 32 und einen Kühlmittelauslass 34. Das Wärmeaustauschelement 28 ist aus einer Vielzahl von Aluminiumplatten ausgebildet, die miteinander hartverlötet sind. Jede Platte hat voneinander beabstandete bogenförmige Öffnungen darin, die derart ausgerichtet sind, um jeweilige Fließdurchgänge oder Kammern oder Verteiler 36, 40 auszubilden. Einer dieser Verteiler kann ein Auslassverteiler sein, wie beispielsweise der Verteiler 36. Der andere von ihnen kann ein Auslassverteiler 40 sein, aber dies könnte vertauscht sein.
Wo der Verteiler 36 der Einlassverteiler ist, wird Öl in den Verteiler 36 durch eine Öffnung 37 (siehe 2) aufgenommen, die im Motorblock 27 ausgebildet ist. Dieses Öl läuft durch das Wärmeaustauschelement 28 zu dem Auslassverteiler 40 und läuft dann nach oben in den Ölfilter 24 und schließlich nach unten durch das Rohr 26, um zu dem Motorblock 27 zurückgebracht zu werden. Wo jedoch dieser Fluss umgekehrt ist, gelangt es durch das Rohr 26 nach oben zu dem Filter 24 und läuft dann in den Verteiler 40, durch das Wärmeaustauschelement 28 zu dem Verteiler 36 und dann zurück durch die Öffnung 37, um zu dem Motor zurückgebracht zu werden.
Es sollte verstanden werden, dass das Wärmeaustauschelement 28 von einer im Allgemeinen herkömmlichen Aufbau ist, und daher sind nur diejenigen Teile, die für ein Verstehen der vorliegenden Erfindung nötig sind, in den Figuren gezeigt und hierin beschrieben.
Daraufhin, dass ein Fluss von erhitztem Öl in den Einlassverteiler 36 gezwungen wird und ein Fluss eines Kühlmittels zu dem Kühlmitteleinlass 32 geliefert wird, wird ein Fluss gekühlten Öls an dem Auslassverteiler 40 erzeugt und wird ein Fluss eines erhitzten Kühlmittels an dem Kühlmittelauslass 34 erzeugt. Wiederum könnte dieser Fluss umgekehrt sein.
Die Außenflächenplatte 30 hat eine abdichtende Oberfläche 42 und ein Paar von Öffnungen 44, 46. Die abdichtende Oberfläche 42 ist dazu geeignet, dass der Filter 24 mit ihr in Eingriff gelangt. Das Paar von Öffnungen 44, 46 kommuniziert mit einem kreisringförmigen Kanal (nicht gezeigt) in der Basis des Ölfilters 24. Eine dieses Paars von Öffnungen 44, 46 ist in Fluidkommunikation mit dem Auslassverteiler 40 zum Aufnehmen des Flusses von gekühltem Öl, wie es in 3 durch einen Pfeil 45 angezeigt ist. Die andere Öffnung 46 lässt einen Umgehungsfluss zu dem Ölfilter 24 zu, wie es weiter unten beschrieben wird.
Wendet man sich nun der Klappenventilanordnung 20 zu, wird gesehen werden, dass diese einen Hauptkörperteil oder eine Klappenstützstruktur 54 und ein elastisches Klappenventil 52, wobei das letztere aus Federstahl konstruiert bzw. aufgebaut ist, aufweist. Die Klappenstützstruktur 54 ist jeweils zwischen dem Wärmeaustauschelement 28 und der Außenflächenplatte 30 angeordnet und daran befestigt bzw. gesichert und hat einen Fluidanschlussbereich 58, der einen Durchgang oder eine Ventilöffnung 60 zur Kommunikation zwischen dem Einlassverteiler 36 und der Außenflächenplattenöffnung 46 definiert. Der Klarheit halber sollte der Fluidanschlussbereich 58 derart verstanden werden, dass er ein Bereich der Hauptstützstruktur 54 ist, der die Ventilöffnung 60 direkt umgibt.
Wie es am besten in 4 zu sehen ist, weist die Klappenstützstruktur 54 ein Paar von Platten 76, 78 auf. Die Platte 76 ist aus einer gewöhnlichen Aluminiumlegierung ausgebildet und die Platte 78 ist aus Hartlöt-Abdeckaluminium ausgebildet. Ein Niet oder Stift 62 hat einen ersten Kopfteil 80 und einen Stift oder eine Welle 82, der oder die sich durch eine in der Platte 76 ausgebildete Bohrung 84 erstreckt. Die Platte 78 hat einen Ausschnitt bzw. eine Vertiefung 88, der bzw. die mit der Bohrung 84 kommuniziert und dimensioniert ist, um den ersten Kopfteil 80 des Niets 62 aufzunehmen, so dass der Niet 62 durch das Paar von Platten 76, 78 gefangen oder eingefangen wird. Jedoch könnte der Ausschnitt 88 als Gegenbohrung an der Unterseite der Platte 76 unter einer Bohrung 84 ausgebildet sein, wobei die Platte 78 eine flache Platte ist, um den Niet 62 zu fangen und an einer Stelle zu halten. Der Ausschnitt 88 könnte auch teilweise bzw. aufgeteilt in beiden der Platten 76, 78 ausgebildet sein.
Das Klappenventil 52 hat einen Montageendbereich 68 und einen freien Endbereich 70. Der Montageendbereich 68 hat ein Loch 72, das dimensioniert ist, um die Nietwelle 82 aufzunehmen. Bei einer Betriebsposition stößt der Montageendbereich 68 an die oberste Oberfläche des Hauptkörperteils oder der Stützstruktur 54.
5 zeigt, dass die Öffnung 46 vergrößert sein könnte, wie beispielsweise dadurch, dass sie einen Kreissehnenbereich 47 hat. Dies würde mehr Raum zum Freigeben eines Ölflusses zur Verfügung stellen und einen Druckabfall reduzieren, wenn das Klappenventil 52 offen ist, was einen Umgehungsfluss zulässt.
Wie es am besten in den 6 und 7 zu sehen ist, ist das obere entfernte Ende des Stifts 62 mit einer Finne überarbeitet oder in einen zweiten Kopfteil 64 verformt. In 3 ist, um die Art besser darzustellen, auf welche die verschiedenen Teile angeordnet sind, der zweite Kopfteil 64 in Phantomlinien entfernt von dem Stift 62 dargestellt, aber der Stift 62 und der zweite Kopfteil 64 sind tatsächlich integriert ausgebildet, wie es in den 6 und 7 angezeigt ist. Das Klappenventil 52 wird somit durch den Niet 62 gehalten oder gefangen, was entgegengesetzt zu einem Befestigungsmittel wie beispielsweise einer Schraube oder einem Bolzen ist. Der freie Endbereich 70 des Klappenventils 52 ist durch eine Biegung zwischen einer ersten oder geschlossenen Position, bei welcher der Fluidanschlussbereich 58 in einer darüber liegenden Beziehung zu der Ventilöffnung 60 anliegt oder diese bedeckt, wie es in 6 gezeigt ist, und einer zweiten oder offenen Position, beabstandet oberhalb der Ventilöffnung 60, wie es in 7 gezeigt ist, bewegbar. Die Dimensionen des freien Endbereichs 70 sind so, dass dann, wenn er bei seiner ersten oder geschlossenen Position angeordnet ist, ein Fluss durch den Durchgang 60 beschränkt wird und, spezifischer, im Wesentlichen aufgehalten wird. Jedoch könnte der freie Endbereich 70 derart dimensioniert sein, dass er die Ventilöffnung 60 nur teilweise abschließt, wo irgendein permanenter Umgehungsfluss erwünscht ist.
Die 6 bis 7A stellen auch dar, dass die Dicke der Platte 30 zulässt, dass das Klappenventil 52 innerhalb der Öffnung 46 versetzt bzw. ausgeschnitten oder versteckt ist, selbst wenn das Klappenventil offen ist. Dies stellt eine saubere oder flache Oberfläche 42 auf der Außenflächenplatte 30 zum Montieren von Komponenten, wie beispielsweise dem Filter 24, oder zum Anbringen des Wärmetauschers 22 an anderen Objekten, wie einem Motor, zur Verfügung. Dies schützt auch das Klappenventil während eines Transports und während eines Zusammenbaus des Wärmetauschers 22 mit anderen Komponenten.
Bei normalen Betriebsbedingungen, bei welchen relativ warmes, im Wesentlichen frei fließendes, Öl zu dem Einlassverteiler 36 geliefert wird, behält eine durch das Klappenventil 52 aus Federstahl oder den Montageendbereich 68 davon zur Verfügung gestellte Vorspannung den freien Endbereich 70 des Klappenventils 52 gegenüber dem Fluidanschlussbereich 58 bei, um einen Fluss durch die Ventilöffnung 60 zu beschränken oder aufzuhalten. Somit läuft das meiste des Flusses, der bei dem Einlassverteiler 36 ankommt, in einer Wärmeaustauschbeziehung durch das Wärmeaustauschelement 28 zu dem Auslassverteiler 40, was in dem Prozess Wärme zu dem Kühlmittel in dem Wärmeaustauschelement 28 transferiert. Dann läuft das Öl durch einen Auslass oder durch eine Öffnung 44 in der Außenflächenplatte 30 zu dem Ölfilter 24 zur Filterung, und kehrt darauf folgend auf herkömmliche Weise zu dem Ölkreislauf zurück.
Gegensätzlich dazu ist bei Bedingungen, wie sie beispielsweise im Zusammenhang mit einem Motorstart bei relativ kalten Umgebungsbedingungen vorhanden sind, bei welchen das Öl relativ kalt und viskos ist, der Druckwiderstand zwischen dem Einlassverteiler 36 und dem Auslassverteiler 40 relativ groß, was zum Ergebnis hat, dass das viskose Öl den freien Endbereich 70 des Klappenventils 52 weg von dem Fluidanschlussbereich 58 zwingt, wie es durch die Ablauffolge der 6, 7 angezeigt ist, so dass ein Ölfluss von dem Einlassverteiler 36 durch die Ventilöffnung 60 und die Öffnung 46 direkt zu dem Filter 24 läuft. Periodische momentane Druckspitzen oder Stoßflüsse in dem Ölkreislauf umgehen auch das Wärmeaustauschelement 28 auf diese Weise.
Die mechanischen Eigenschaften des Klappenventils 52 sind ausgewählt, um zu den Betriebsparametern des Wärmeaustauschelements und des Schmiermittelkreislaufs, mit welchem es verwendet wird, zu passen, wie es von Fachleuten auf dem Gebiet erkannt werden wird.
Die vorangehende Struktur ist diesbezüglich von besonderem Vorteil, dass sie eine relativ hohe Kühlungsleistungsfähigkeit bei normalen Betriebsbedingungen erhält, wenn ein Kühlen nötig ist, da im Wesentlichen das gesamte Öl durch das Wärmeaustauschelement läuft, um bei solchen Bedingungen Wärme zu dem Kühlmittel zu transferieren. Gleichzeitig vermeidet die Struktur ein Austrocknen von mechanischen Komponenten bei normalen Übergangs-Hochdruckbedingungen, wie beispielsweise bei einem Starten bei kaltem Wetter, und vermeidet auch eine Metallermüdung, die aus Druckspitzen resultieren kann, in den dünnwandigen Platten, die das Wärmeaustauschelement ausbilden, da bei solchen Bedingungen ein Umgehungsfluss auftritt.
Bei der Anordnung des Wärmetauschers 22 ist die Klappenstützstruktur 54 permanent an dem Wärmeaustauschelement oder einer anderen Fluidvorrichtung 28 angebracht, wobei die Ventilöffnung 60 in Kommunikation mit der Flusskammer ist, von welcher es erwünscht ist, dass sie einen Fluidfluss steuert. Der Niet oder Stift 62 erstreckt sich transversal von der Stützstruktur 54. Die Klappenstützstruktur 54 ist permanent an der Fluidvorrichtung 28 angebracht, und zwar vorzugsweise durch Hartlöten, und vorzugsweise zur gleichen Zeit, wie die Komponenten der Fluidvorrichtung 28 miteinander hartverlötet werden, aber die Klappenstruktur 54 könnte auf andere Weisen angebracht werden. Darauf folgend wird der Montageendbereich 68 des Klappenventils 52 in seine Betriebsposition versetzt. Das bedeutet, dass das Ende der Klappenventils 52 mit dem Loch 72 darin an den Niet 62 in Anlage mit dem Hauptkörperteil 54 gelegt wird. Darauf folgend wird der Kopf 64 des Niets 62 verformt, um das Klappenventil 52 an einer Stelle zu halten.
Nimmt man als Nächstes Bezug auf die 6A und 7A ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem der Hauptkörperteil oder die Klappenstützstruktur 54 und der Stift oder Niet 62 integriert ausgebildet sind (ohne Kopf 80), und zwar vorzugsweise aus Aluminium. Die Stützstruktur 54 ist in einer gestapelten Beziehung zwischen der Außenflächenplatte 30 und dem Wärmeaustauschelement 28 angeordnet. Darauf folgend wird die Anordnung einer Hartlötoperation ausgesetzt, wie es allgemein oben beschrieben ist, um die Stützstruktur 54 an der Fluidvorrichtung 28 zu befestigen. Danach wird das Klappenventil 52 betriebsmäßig an dem Niet 62 positioniert und wird der Kopf 64 des Stifts oder Niets 62 verformt, um das Klappenventil 52 an einer Stelle zurückzuhalten.
Nachdem bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, wird es erkannt werden, dass verschiedene Modifikationen an den oben beschriebenen Strukturen durchgeführt werden können, ohne vom Sinngehalt oder Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
Zuallererst sollte es, während die Klappenventilanordnungen, die hierin beschrieben sind, bei einer Verwendung mit einem Wärmetauscher gezeigt sind, verstanden werden, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist und in Verbindung mit irgendeiner Fluidvorrichtung verwendet werden kann, die eine Flusskammer hat, von welcher ein intermittierender Fluss erwünscht ist.
Wo die Fluidvorrichtung ein Wärmetauscher ist, ist auch beabsichtigt, dass unterschiedliche Typen von Wärmetauschern in den Schutzumfang der Erfindung fallen. Beispielsweise können Wärmetauscher, die nicht vom Flussverstärkertyp sind, verwendet werden. Ebenso müssen die Wärmetauscher nicht aus gestapelten Platten ausgebildet sein und es ist auch nicht erforderlich, dass die verschiedenen Komponenten miteinander hartverlötet werden. Ebenso ist die Außenflächenplatte 30 nicht erforderlich; der Hauptkörperteil selbst könnte konfiguriert sein, um ein Paar mit dem Ölfilter oder irgendeiner anderen Fluidvorrichtung zu bilden.
Als weitere Modifikation könnten, während das Klappenventil des bevorzugten Ausführungsbeispiels aus einem Streifen aus einfachem Federstahl besteht, ohne weiteres ein elastischer Bimetallstreifen dafür eingesetzt werden. In diesem Fall würde das Klappenventil normalerweise bei kalten Fließbedingungen offen sein und unter normalen Betriebsbedingungen geschlossen. Natürlich würde ein Bimetall-Klappenventil noch flexibel sein und einen Druckspitzenschutz selbst bei warmen Fließbedingungen zur Verfügung stellen. Das Klappenventil könnte auch aus anderen Materialien, wie beispielsweise Plastik, her gestellt werden, und es könnte beschichtet sein, um seine Dichtungseigenschaften zu verbessern, wenn es erwünscht ist.
Ebenso muss, während bei den dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen das Klappenventil dazu geeignet ist, einen Fluss im Wesentlichen aufzuhalten, wenn der freie Endbereich davon bei seiner ersten oder geschlossenen Position angeordnet ist, dies nicht der Fall sein. Der freie Endbereich könnte beispielsweise derart bemaßt sein, dass er den Durchgang nur teilweise abdeckt, um eine Messung eines Umgehungsflusses zu allen Seiten zuzulassen.
Bei dem in den 2 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispiel könnte der Niet aus einem elastischen Material mit vorgeformten Köpfen 64 und 80 hergestellt und in eine Position aufgesetzt oder eingeschnappt sein, nachdem die Stützstruktur 54 mit dem Wärmeaustauschelement 28 hartverlötet ist.
Schließlich könnte die Klappenstützstruktur oder der Hauptkörperbereich 54 an der Fluidvorrichtung, an welcher sie oder er angebracht ist, unterschiedlich angeordnet bzw. lokalisiert oder ausgerichtet sein. Beispielsweise würde dort, wo die Ölflussrichtung umgekehrt ist, so dass sie zuerst durch das Filter 24 geht und dann durch das Wärmeaustauschelement 28, wie es oben angegeben ist, die Klappenventilanordnung 20 von oben nach unten gedreht sein, so dass das Klappenventil 52 nach innen in einen Flussdurchgang oder einen Verteiler in der Vorrichtung offen wäre. Das Klappenventil 52 könnte auch in einem Auslassdurchgang oder -verteiler anstelle eines Einlassverteilers angeordnet sein.
Aus dem Vorangehenden wird es Fachleuten auf dem Gebiet offensichtlich sein, dass der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nur die beigefügten Ansprüche beschränkt ist, die zweckmäßig ausgelegt werden.
Zusammenfassung
Selbst vernietende Klappenventile
Eine Klappenventilanordnung vom Niettyp für eine Fluidvorrichtung hat einen Hauptkörperteil, der eine Ventilöffnung definiert, die mit der Fluidvorrichtung kommuniziert. Der Hauptkörperteil enthält einen Stift oder eine Welle eines Niets, der benachbart zu der Ventilöffnung beabstandet ist. Der Hauptkörperteil ist permanent an der Fluidvorrichtung angebracht, wie beispielsweise durch Hartlöten. Ein Klappenventil wird dann an der Nietwelle montiert, um die Ventilöffnung abzudecken, und die Nietwelle wird verformt, um das Klappenventil an einer Stelle zurückzuhalten.

Claims

Klappenventilanordnung zum Steuern eines Fluidflusses von einer Flusskammer einer Fluidvorrichtung, wobei die Klappenventilanordnung Folgendes aufweist: einen Hauptkörperteil mit einer Ventilöffnung dort hindurch zur Kommunikation mit der Flusskammer; wobei der Hauptkörperteil einen transversalen Stift enthält, der von der Ventilöffnung beabstandet ist, wobei der Stift einen vergrößerten Kopf hat; ein flexibles Klappenventil mit einem Montageendbereich, der ein Loch definiert, durch welches sich der Stift erstreckt, wobei das Klappenventil durch den vergrößerten Kopf bei einer Position zurückgehalten wird; wobei das Klappenventil einen freien Endbereich hat, der von einer ersten Position, bei welcher der freie Endbereich einen Fluss durch die Ventilöffnung wenigstens teilweise blockiert, zu einer zweiten Position, bei welcher der freie Endbereich die Ventilöffnung von einer Blockierung freigibt, bewegbar ist; und eine Vorspanneinrichtung zum Zwingen des freien Endbereichs in die erste Position.
Klappenventilanordnung nach Anspruch 1, wobei der Hauptkörperteil einen integrierten Vorsprung enthält, der den Stift ausbildet.
Klappenventilanordnung nach Anspruch 1, wobei der Hauptkörperteil ein Paar von Platten aufweist, die in einer geschichteten Beziehung anei nander befestigt sind, wobei eine des Paars von Platten eine darin ausgebildete Bohrung hat, wobei der Stift durch die Bohrung verläuft.
Klappenventilanordnung nach Anspruch 3, wobei das Paar von Platten gemeinsam einen Ausschnitt dazwischen in Kommunikation mit der Bohrung ausbildet und wobei der Stift einen zweiten vergrößerten Kopf enthält, der innerhalb des Ausschnitts angeordnet ist, wobei der Stift zwischen den Platten mechanisch gefangen ist.
Klappenventilanordnung nach Anspruch 4, wobei der Ausschnitt in der Platte ohne die Bohrung ausgebildet ist.
Klappenventilanordnung nach Anspruch 4, wobei der Ausschnitt in der Platte mit der Bohrung ausgebildet ist.
Klappenventilanordnung nach Anspruch 4, wobei der Ausschnitt teilweise in jeder der Platten des Paars von Platten ausgebildet ist.
Klappenventilanordnung nach Anspruch 2, wobei der Hauptkörperteil eine einzelne Platte ist.
Klappenventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die weiterhin eine Außenflächenplatte aufweist, die über dem Hauptkörperteil liegt, wobei die Außenflächenplatte Öffnungen darin hat, die mit der Flusskammer und dem Fluidanschluss kommunizieren.
Wärmetauscher, der Folgendes aufweist: ein Wärmeaustauschelement mit einer Endplatte; wobei das Wärmeaustauschelement einen Einlassverteiler, einen Auslassverteiler und Flussdurchgänge dazwischen für den Durchgang von einem Wärmeaustauschfluid durch das Wärmeaustauschelement enthält; wobei die Endplatte wenigstens eine Flusskammer in Kommunikation mit wenigstens einem des Einlassverteilers und des Auslassverteilers definiert; eine Klappenventilanordnung, die an der Endplatte angeordnet ist, wobei die Plattenventilanordnung einen Hauptkörperteil mit einer Ventilöffnung dort hindurch enthält, die mit der Flusskammer kommuniziert; wobei der Hauptkörperteil einen transversalen Stift enthält, der von der Ventilöffnung beabstandet ist, wobei der Stift einen vergrößerten Kopf hat; ein flexibles Klappenventil mit einem Montageendbereich, der ein Loch definiert, durch welches sich der Stift erstreckt, wobei das Klappenventil durch den vergrößerten Kopf bei einer Position zurückgehalten wird; wobei das Klappenventil einen freien Endbereich hat, der von einer ersten Position, bei welcher der freie Endbereich einen Fluss durch die Ventilöffnung wenigstens teilweise blockiert, zu einer zweiten Position, bei welcher der freie Endbereich eine Blockierung der Ventilöffnung freigibt, bewegbar ist; und eine Vorspanneinrichtung zum Zwingen des freien Endbereichs in die erste Position.
Wärmetauscher nach Anspruch 10, wobei die Vorspanneinrichtung das Klappenventil ist, das aus Federstahl ausgebildet ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 10, wobei die Vorspanneinrichtung das Klappenventil ist, das aus einem Bimetallstreifen ausgebildet ist, der ausgerichtet ist, um sich unter normalen Wärmetauscher-Betriebsbedingungen zu einer der ersten und der zweiten Position zu bewegen.
Wärmetauscher nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei das Klappenventil nur dimensioniert ist, um den Fluidanschluss teilweise zu blockieren.
Wärmetauscher nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei das Klappenventil dimensioniert ist, um den Fluidanschluss vollständig zu blockieren.
Klappenventilanordnung nach Anspruch 14, wobei der Hauptkörperteil einen integrierten Vorsprung enthält, der den Stift ausbildet.
Klappenventilanordnung nach Anspruch 14, wobei der Hauptkörperteil ein Paar von Platten aufweist, die in einer geschichteten Beziehung aneinander befestigt sind, wobei eine des Paars von Platten eine darin ausgebildete Bohrung hat, wobei der Stift durch die Bohrung verläuft.
Verfahren zum Anbringen eines Klappenventils an einer Ventilvorrichtung mit einer Flusskammer, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Vorsehen eines Hauptkörperteils mit einer Ventilöffnung dort hindurch und eines transversalen Stifts an dem Hauptkörperteil, beabstandet von der Ventilöffnung; permanentes Befestigen des Hauptkörperteils und des Stifts an der Fluidvorrichtung mit der Ventilöffnung in Kommunikation mit der Flusskammer; Montieren eines elastischen Klappenventils an dem Stift, wobei sich der Stift durch das Klappenventil erstreckt und wobei das Klappenventil die Ventilöffnung wenigstens teilweise schließt; und Verformen des Stifts zum Befestigen des Klappenventils an den Hauptkörperteil.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Hauptkörperteil durch Lagern von zwei Platten miteinander in Schichten zur Verfügung gestellt wird; Ausbilden einer Bohrung in einer Platte und eines Ausschnitts zwischen den Platten in Kommunikation mit der Bohrung; und wobei der Stift durch Lokalisieren eines Niets in der Bohrung vorgesehen ist, wobei der Niet einen Kopf hat, der in dem Ausschnitt angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Hauptkörperteil durch Vorsehen einer Platte zur Verfügung gestellt ist, transversales Verformen eines Bereichs der Platte, um den Stift auszubilden.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei der Hauptkörperteil vor dem Schritt eines Montierens des elastischen Klappenventils an der Fluidvorrichtung durch Hartlöten befestigt wird.