DE112010002185T5

DE112010002185T5 - Thermoventil

Info

Publication number: DE112010002185T5
Application number: DE201011002185
Authority: DE
Inventors: Tadasu Tomohiro; Yoshinori Sato; Ryuji Kanzaka
Original assignee: Nippon Thermostat Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Nippon Thermostat Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2012-04-12
Anticipated expiration: 2030-03-12
Also published as: WO2010137214A3; JP4892606B2; DE112010002185B4; JP2011007321A; WO2010137214A2; US20120055565A1; US8342418B2; CN102449570B; CN102449570A

Abstract

Die vorliegende Erfindung ist zum Bereitstellen eines Thermoventils, welches ohne unnötige Arbeit betrieben werden kann, um einfach und ohne Fehlschlagen Fluid in einen Kreislauf einzufüllen, der zum Zeitpunkt eines Hochtemperaturbereichs einen Fluidfluss dort hindurch hat. Das Thermoventil weist ein Ventilgehäuse 21 und einen Mittelführungsschaft 27 auf, der bewegbar ist, so dass er eine Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1, in welcher ein Ventilelement 31 in einer zweiten Betriebsposition BP2 zum Öffnen einer spezifischen Öffnung gehalten ist, und eine Ventilbewegungs-Zulassposition annimmt, in welcher zugelassen wird, dass sich das Ventilelement 31 verlagert, wobei der Mittelführungsschaft 27 und das Ventilgehäuse 21 zulassen, dass ein Bimetallring 51 dazwischen angeordnet ist, und wobei der Bimetallring verformt wird zum Halten des Mittelführungsschafts 27 in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 in dem Anfangsstadium, bis die Temperatur von Öl in dem Ventilgehäuse 21 erstlich den Hochtemperaturbereich erreicht, und zum Freigeben des Mittelführungsschafts 27 aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1, wenn die Temperatur des Öls in dem Ventilgehäuse 21 den Hochtemperaturbereich erreicht.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Thermoventil, und insbesondere ein Thermoventil, das geeignet ist für einen Ölkreislauf mit einem Wärmetauscher zum Austauschen von Wärme und Regulieren der Temperatur von Ö1, das zum Schmieren und Kühlen eines Fahrzeuggetriebes zu verwenden ist.
[Stand der Technik]
Im Allgemeinen wird das Fahrzeuggetriebe in ein Automatikgetriebesystem montiert, welches vom Typ eines stufenvariablen Getriebes oder vom Typ eines kontinuierlich variablen Getriebes ist. Das Automatikgetriebesystem weist einen Ölkühler auf, der dort hindurch zum Schmieren und Kühlen des Getriebes einen Öldurchgang hat. Zum selektiven Hindurchführen des Öls durch den Ölkühler wird ein Thermoventil verwendet, um Öldurchgangswege im Ansprechen bzw. in Reaktion auf die Temperatur des Öls zu ändern.
Als eines der Thermoventile dieser Art war bis jetzt ein Thermoventil eines Wachsaufnahmetyps zum selektiven Öffnen und Schließen der in Verbindung mit ersten und zweiten Wärmetauschern stehenden Öldurchgangswege bekannt. Der erste Wärmetauscher fungiert zum Austauschen der Wärme des Öls zum Schmieren und Kühlen des Getriebes mit der Wärme von Kühlwasser zum Kühlen eines Motors, nachdem das Kühlwasser durch einen Heizkörper hindurch geleitet wurde. Der zweite Wärmetauscher ist ein Ölkühler vom Luftkühlungstyp und ist zwischen dem Automatikgetriebe und dem ersten Wärmetauscher angeordnet zum Austauschen der Wärme des von dem ersten Wärmetauscher zu dem Automatikgetriebe zurückkehrenden Öls mit der Wärme von von der Front eines Kraftfahrzeugs her eingeleiteter Luft, so dass der zweite Wärmetauscher das von dem ersten Wärmetauscher zu dem Automatikgetriebe zurückkehrende Öl mittels Öffnens des Öldurchgangsweges zu dem zweiten Wärmetauscher mit dem Thermoventil kühlen kann, wenn die Temperatur des Öls höher als die vorbestimmte Temperatur wird.
Das Thermoventil vom Wachsaufnahmetyp weist ein Ventil zum Öffnen und Schließen eines gegabelten Öldurchgangsweges, der es erlaubt, dass das Öl in den zweiten Wärmetauscher eingeleitet wird, ein Ventilstützelement in einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form zum Abstützen des Ventils, und einen Stützschaft in einer Kolbenform zur beweglichen Abstützung des Ventilstützelements auf. Das Ventilstützelement hat Wachs darin aufgenommen, wobei das Wachs in Reaktion auf die Temperatur des Wachses ausdehnbar und zusammenziehbar ist. Das Thermoventil weist ferner eine Druckfeder zum federnden Vorspannen bzw. Drücken des Ventils auf, so dass das Ventil mittels des temperaturempfindlichen Wachses und der Druckfeder geöffnet und geschlossen werden kann. Dort ist bis jetzt solch ein Problem angetroffen worden, dass es schwierig ist, das Öl in dem Zustand, in welchem das Öl in dem Ölkreislauf im Stadium des Herstellens von Fahrzeugen auf einer niedrigen Temperatur gehalten wird, in den Ölkreislauf des zweiten Wärmetauschers einzufüllen, welcher für das auf einer hohen Temperatur gehaltene Öl geöffnet werden kann. Um solch ein Problem zu überwinden, wurde bislang eines der Thermoventile vorgeschlagen, welches zusätzlich zu dem Ventil, dem Stützelement, dem Stützschaft und der Druckfeder, die in dem zuvor erwähnten Thermoventil gebildet sind, einen Eingriffsstift aufweist. Der Eingriffsstift ist zum Sichern des Stützschaftes an einem Ventilgehäuse oder -behältnis in einem erzwungenen Geöffnet-Zustand ausgestaltet, in welchem das Ventilstützelement so bewegt ist, dass das Ventil gegen die Druckfeder geöffnet ist. Nachdem das Öl in den Ölkreislauf des zweiten Wärmetauschers eingefüllt wurde, wird, bevor der Stützschaft und das Ventilstützelement in ihre jeweiligen Ursprungspositionen zurückgestellt werden, der Eingriffsstift aus dem Stützschaft und dem Ventilgehäuse entfernt (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
[Zitierliste]
[Patentliteratur]

[PTL 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift 2007-333068

[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technische Probleme]
Das zuvor genannte übliche Thermoventil trifft jedoch auf solch ein Problem, dass das übliche Thermoventil eine Entfernungsoperation zum Entfernen des Eingriffsstiftes aus dem Stützschaft und dem Ventilgehäuse erfordert, um den Stützschaft von dem Ventilgehäuse zu lösen nachdem das Öl in den Ölkreislauf des zweiten Wärmetauschers eingefüllt wurde. Die Entfernungsoperation zum Entfernen des Eingriffsstiftes ist mühsam und zeitaufwendig und wird somit zu einer unnötigen Arbeit.
Ferner ist es, um ein Durchführen der Entfernungsoperation zum Entfernen des Eingriffsstiftes leicht zu machen, notwendig, einen von dem Eingriffsstift geformten Handhabungsabschnitt extrem nach außen bzw. auswärts von dem Ventilgehäuse vorstehen zu lassen.
Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen der bei dem üblichen Thermoventil angetroffenen Probleme gemacht. Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Thermoventil bereitzustellen, welches die Entfernungsoperation zum Entfernen des Eingriffsstiftes von dem Stützschaft und dem Ventilgehäuse unnötig machen kann und welches eine Öleinfülloperation realisieren kann, so dass Öl in einfacher Weise und ohne Fehlschlagen in den Ölkreislauf des zweiten Wärmetauschers eingefüllt wird, welcher für das auf einer hohen Temperatur gehaltene Öl geöffnet werden kann.
[Lösung für die Probleme]
Das Thermoventil gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: ein Ventilgehäuse, das mit einer Mehrzahl von Öffnungen, die jeweils in Verbindung mit den äußeren Durchgangswegen stehen, und einer Ventilbetätigungskammer ausgebildet ist, die mit den Öffnungen in Verbindung steht; ein Ventilelement, das in der Ventilbetätigungskammer in Reaktion auf die Temperatur eines Fluids in der Ventilbetätigungskammer verlagerbar ist, so dass es eine erste Betriebsposition zum Schließen einer unter den Öffnungen ausgewählten spezifischen Öffnung, wenn die Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer innerhalb eines vorbestimmten Niedertemperaturbereichs gehalten wird, und eine zweite Betriebsposition ein- bzw. annimmt zum öffnen der spezifischen Öffnung, wenn die Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer in einem vorbestimmten Hochtemperaturbereich gehalten wird, wobei das Ventilelement eine Antriebskraft in Richtung zu der ersten Betriebsposition in der Ventilbetätigungskammer empfängt; und ein Ventilposition-Begrenzungselement, das in dem Ventilgehäuse aufgenommen ist und das bewegbar ist, so dass es eine Ventilbewegungs-Begrenzungsposition, in welcher das Ventilelement in der zweiten Betriebsposition gehalten wird, und eine Ventilbewegungs-Zulassposition annimmt, in welcher zugelassen wird, dass sich das Ventilelement in Reaktion auf die Temperatur des Fluids verlagert, wobei das Ventilposition-Begrenzungselement in Richtung zu der Ventilbewegungs-Zulassposition angetrieben ist; dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoventil ferner aufweist: ein temperaturempfindliches Verformungselement, das zwischen dem Ventilposition-Begrenzungselement und dem Ventilgehäuse angeordnet ist und das in Reaktion auf die Temperatur verformbar ist, wobei das temperaturempfindliche Verformungselement verformt wird in eine Form zum Halten des Ventilposition-Begrenzungselements in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition in einem Anfangsstadium, bis die Temperatur des Fluids in dem Ventilgehäuse anfänglich den Hochtemperaturbereich erreicht und zum Freigeben des Ventilposition-Begrenzungselementes aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition, wenn die Temperatur des Fluids in dem Ventilgehäuse anfänglich den Hochtemperaturbereich erreicht.
Durch die Konstruktion des zuvor genannten Thermoventils hält das Thermoventil das Ventilposition-Begrenzungselement mit dem temperaturempfindlichen Verformungsventil in dem Anfangsstadium, bis das Fluid in die Ventilbetätigungskammer eingeleitet ist, in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition, so dass das Ventilelement in der zweiten Betriebsposition mit der spezifischen Öffnung geöffnet gehalten wird. Dies bedeutet, dass die spezifische Öffnung unabhängig von der Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer geöffnet werden kann. Daher kann das Fluid in einfacher Weise und ohne Fehlschlagen unter der Niedertemperatur-Arbeitsumgebung in den Kreislauf eingefüllt werden, der zum Zeitpunkt des Hochtemperaturbereichs den Fluidstrom dort hindurch aufweist. Das temperaturempfindliche Verformungselement kann von dem Ventilposition-Begrenzungselement freigegeben werden, so dass das Ventilbewegungs-Begrenzungselement von der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition freigegeben ist und das Ventilelement in die Ventilschließposition zurückgestellt wird, wohingegen das Ventilposition-Begrenzungselement in die Ventilbewegungs-Zulassposition zurückgestellt wird, wenn die Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer, nachdem des Öl in den Kreislauf Eingefüllt wurde, den Hochtemperaturbereich erreicht. Zu diesem Zeitpunkt ermöglicht es das von der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition in Reaktion auf die veränderte Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer freigegebene Ventilbewegungs-Begrenzungselement, dass das Thermoventil ohne unnötige Arbeit zum Freigeben des Ventilbewegungs-Begrenzungselementes aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition betrieben wird. Außerdem erfordert es das Thermoventil nicht, dass irgendein Betätigungselement zum Betätigen des Ventilbewegungs-Begrenzungselementes, so dass es aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition freigegeben ist, zur Außenseite des Ventilgehäuses hin vorsteht.
Bei dem Thermoventil mit der obigen Konstruktion (1), (2) kann das temperaturempfindliche Verformungselement bevorzugt in dem Ventilgehäuse aufgenommen und in Reaktion auf die Temperatur in dem Ventilgehäuse verformbar sein. Durch diese Konstruktion kann das temperaturempfindliche Verformungselement mit einer hohen Empfindlichkeit ansprechend auf die veränderliche Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer ausgestattet sein.
Bei dem Thermoventil mit der obigen Konstruktion (1), (3) kann das temperaturempfindliche Verformungselement außerhalb des Ventilgehäuses vorgesehen und in Reaktion auf die Temperatur von wenigstens einem von dem Ventilgehäuse und dem Ventilposition-Begrenzungselement verformbar sein. Durch diese Konstruktion wird wenigstens eines von dem Ventilgehäuse und dem Ventilposition-Begrenzungselement, die in Kontakt mit dem Fluid in der Ventilbetätigungskammer stehen, in Reaktion auf die Temperatur des Fluids in der Temperatur verändert, so dass das temperaturempfindliche Verformungselement durch die zwischen dem Fluid in der Ventilbetätigungskammer und dem einen von dem Ventilgehäuse und dem Ventilposition-Begrenzungselement geleitete Wärme in Reaktion auf die Temperatur des Fluids verformt wird. Die Verformung des temperaturempfindlichen Verformungselementes kann von der Außenseite des Ventilgehäuses aus beobachtet werden, wodurch es ermöglicht wird, visuell zu bestimmen, ob das temperaturempfindliche Verformungselement in dem Gehalten-Zustand mit dem Ventilposition-Begrenzungselement in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition gehalten, gehalten ist oder nicht.
Bei dem Thermoventil mit der obigen Konstruktion (1) bis (3), (4) kann das Ventilposition-Begrenzungselement bevorzugt von einem bewegbaren Schaft gebildet sein, der axial bewegbar an dem Ventilgehäuse abgestützt ist. Durch diese Konstruktion kann das temperaturempfindliche Verformungselement in der Konstruktion einfach sein, weil das temperaturempfindliche Verformungselement befestigt ist an oder in Eingriff steht mit dem Teil des Ventilposition-Begrenzungselementes und der Endfläche des Ventilposition-Begrenzungselementes.
Bei dem Thermoventil mit der obigen Konstruktion (4), (5) kann das temperaturempfindliche Verformungselement von seiner Anfangsstellung, in welcher das temperaturempfindliche Verformungselement mit dem bewegbaren Schaft in Eingriff ist, radial verformt werden, so dass der bewegbare Schaft in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition gehalten wird, wenn das temperaturempfindliche Verformungselement verformt wird, so dass der bewegbare Schaft aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition freigegeben wird. Durch diese Konstruktion kann das Thermoventil einfach in der Konstruktion sein, weil das temperaturempfindliche Verformungselement befestigt ist an oder in Eingriff ist mit dem Teil des bewegbaren Schaftes und der Endfläche des bewegbaren Schaftes, so dass der bewegbare Schaft ohne Fehlschlagen in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition gehalten werden kann und ohne Fehlschlagen aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition freigegeben werden kann.
Bei dem Thermoventil mit der obigen Konstruktion (5), (6) kann das temperaturempfindliche Verformungselement bevorzugt von einem Bimetallring gebildet sein, der den Teil des bewegbaren Schaftes umgibt und der im Durchmesser ausdehnbar ist, so dass er mit Abstand von dem Teil des bewegbaren Schafts angeordnet ist, wenn die Temperatur des Fluids den Hochtemperaturbereich erreicht. Durch diese Konstruktion kann das von einem Bimetallring gebildete sich temperaturempfindlich Verformende in Reaktion auf die Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer ausgedehnt werden und kann lediglich mit dem temperaturempfindlichen Verformungselement befestigt an oder in Eingriff mit dem Teil des bewegbaren Schaftes einfach in der Konstruktion sein, so dass der bewegbare Schaft ohne Fehlschlagen in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition gehalten werden kann, bis die Temperatur des Fluids den Hochtemperaturbereich erreicht. Das von einem Bimetallring gebildete temperaturempfindliche Verformungselement kann ohne Fehlschlagen aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition freigegeben werden, wenn die Temperatur des Fluids den Hochtemperaturbereich erreicht. Das temperaturempfindliche Verformungselement ist nicht unbedingt von einem Bimetallring gebildet, sondern kann aus einer Formgedächtnislegierung hergestellt sein. Der Metallring 51 kann von jeder Form anders als der Ringform sein, wie beispielsweise einer Bogenform, einer Stangenform, einer Plattenform und einer nichtkreisformigen Ringform, welche in Reaktion darauf, dass sich die Umgebungstemperatur verändert, bis zu einem gewissen Grad in Richtung zu und weg von dem Bewegbaren bewegt werden kann.
Bei dem Thermoventil mit der obigen Konstruktion (5), (7) kann das temperaturempfindliche Verformungselement einen Befestigungsabschnitt, der an dem Ventilgehäuse gesichert ist, und einen Verformungsabschnitt aufweisen, der mit dem Befestigungsabschnitt verbunden ist und der verformbar ist auf die Form mit dem bewegbaren Schaft aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition freigegeben. Durch diese Konstruktion kann die Wärme wirksam von dem Ventilgehäuse an das temperaturempfindliche Verformungselement geleitet werden, wodurch es ermöglicht ist, den zuverlässigen Betrieb des temperaturempfindlichen Verformungselementes zu erzielen.
Bei dem Thermoventil mit der obigen Konstruktion (5), (8) kann der Verformungsabschnitt des temperaturempfindlichen Verformungselementes gebildet sein von einem Bimetallring, der sich von dem Befestigungsabschnitt in der Radialrichtung des bewegbaren Schaftes erstreckt. Durch diese Konstruktion kann das temperaturempfindliche Verformungselement 61 in einem großen Ausmaß in der Radialrichtung des Mittelführungsschaftes 27 verformt werden und kann in einfacher Weise in Kontakt mit der Endfläche des bewegbaren Schaftes angeordnet werden.
Bei dem Thermoventil mit der obigen Konstruktion (1) bis (8), (9) schließt die Mehrzahl von Öffnungen die spezifische Öffnung aus und weist eine erste Einlassöffnung zum Einleiten des Fluids in das Innere des Ventilgehäuses, eine erste Auslassöffnung zum Ableiten des Fluids aus dem Inneren des Ventilgehäuses, eine zweite Auslassöffnung, die mit der ersten Einlassöffnung in Verbindung steht, und eine zweite Einlassöffnung auf zum Einleiten des aus der zweiten Auslassöffnung abgeleiteten Fluids, wobei in dem Ventilgehäuse ein erster Fluiddurchgangsweg ausgebildet ist, so dass die erste Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung miteinander in Verbindung stehen, wenn das Ventilelement die erste Betriebsposition annimmt, und wobei in dem Ventilgehäuse ein zweiter Fluiddurchgangsweg ausgebildet ist, so dass die zweite Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung durch die spezifische Öffnung miteinander in Verbindung stehen, wenn das Ventilelement die zweite Betriebsposition annimmt.
Durch diese Konstruktion können in Reaktion auf die Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer ohne Fehlschlagen der erste Fluiddurchgangsweg und der zweite Fluiddurchgangsweg selektiv gewechselt werden.
Bei dem Thermoventil mit der obigen Konstruktion (9), (10) weist die Mehrzahl von Öffnungen eine Verbindungsöffnung auf, die einen Teil des ersten Fluiddurchgangsweges bildet, und hat das Ventilelement einen ersten Ventilkörperabschnitt zum Öffnen und Schließen der Verbindungsöffnung und einen zweiten Ventilkörperabschnitt zum Öffnen und Schließen der spezifischen Öffnung, wobei der erste Ventilkörperabschnitt die erste Betriebsposition, in welcher die Verbindungsöffnung geöffnet ist, so dass die erste Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung durch den ersten Fluiddurchgangsweg miteinander in Verbindung stehen, und die zweite Betriebsposition ein- bzw. annimmt, in welcher die Verbindungsöffnung geschlossen ist, so dass die erste Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung außer Verbindung durch den ersten Fluiddurchgangsweg miteinander stehen, und wobei der zweite Ventilkörperabschnitt die erste Betriebsposition, in welcher die spezifische Öffnung geschlossen ist, so dass die zweite Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung außer Verbindung miteinander stehen, und die zweite Betriebsposition annimmt, in welcher die spezifische Öffnung geöffnet ist, so dass die zweite Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung miteinander in Verbindung stehen.
Durch diese Konstruktion kann der erste Ventilkörperabschnitt die erste Betriebsposition, in welcher die Verbindungsöffnung geöffnet ist, so dass die erste Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung durch den ersten Fluiddurchgangsweg miteinander in Verbindung stehen, und die zweite Betriebsposition annehmen, in welcher die Verbindungsöffnung geschlossen ist, so dass die erste Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung außer Verbindung durch den ersten Fluiddurchgangsweg miteinander stehen. Der erste Fluiddurchgangsweg und der zweite Fluiddurchgangsweg können in Reaktion auf die Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer ohne Fehlschlagen selektiv gewechselt werden, wobei das Thermoventil in der Konstruktion einfach ist, so dass es gerade bewegbar ist.
Bei dem Thermoventil mit der obigen Konstruktion (10), (11) kann das Ventilelement bevorzugt einen verschiebbaren zylindrischen Abschnitt, der axial verschiebbar mit dem Ventilposition-Begrenzungselement in Eingriff ist, einen Trommelabschnitt, der einstückig mit dem verschiebbaren zylindrischen Abschnitt ausgebildet ist, so dass eine von dem Ventilposition-Begrenzungselement verschlossene volumenvariable Kammer gebildet ist, den ersten Ventilkörperabschnitt axial verlagerbar an dem Trommelabschnitt abgestützt und den ersten Ventilkörperabschnitt und das Ventilelement so haben, dass sie einem ersten elastischen Element ermöglichen, zwischen ihnen einzugreifen, so dass auf den ersten Ventilkörper in die Richtung mit der Verbindungsöffnung geschlossen eine Antriebskraft ausgeübt wird.
Durch diese Konstruktion kann der Geschlossen-Zustand der Verbindungsöffnung durch den ersten Ventilkörperabschnitt zufriedenstellend aufrechterhalten werden, sogar wenn das Volumen der inneren Kammer des Trommelabschnitts in dem Zustand ist, in welchem das Ventilposition-Begrenzungselement in der Ventilposition-Begrenzungsposition gehalten ist. Die innere Kammer des veränderlichen Volumens ist bevorzugt mit dem Wachs gefüllt, das in Reaktion auf die Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer ausdehnbar und zusammenziehbar ist. In diesem Fall wird das Wachs während es geschmolzen ist ausgedehnt, so dass das Ventilelement den Trommelabschnitt in Bezug auf den bewegbaren Schaft verlagert, wenn die Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer erhöht wird, so dass die spezifische Öffnung von dem Ventilelement geöffnet werden kann. Daher bewirkt die erhöhte Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer zum öffnen der spezifischen Öffnung, dass das auf der hohen Temperatur gehaltene Fluid nicht nur zum Regulieren der Temperatur des Fluids verwendet werden, sondern zum Beispiel auch in andere Kreisläufe, wie beispielsweise einen Kühlkreislauf, eingeleitet werden kann.
Bei dem Thermoventil mit der obigen Konstruktion (10) und (11), (12) können der zweite Ventilkörperabschnitt und das Ventilgehäuse es bevorzugt ermöglichen, dass ein zweites elastisches Element zwischen ihnen eingreift, so dass auf den zweiten Ventilkörper in die Richtung mit der spezifischen Öffnung geschlossen eine Antriebskraft ausgeübt wird.
Durch diese Konstruktion kann das Ventilbewegungs-Begrenzungselement, das durch das Ventilelement die Antriebskraft von dem zweiten elastischen Element aufnimmt, sofort auf die Ventilbewegungs-Zulassposition zurückgestellt werden, wenn das temperaturempfindliche Verformungselement von dem Ventilposition-Begrenzungselement freigegeben wird.
Bei dem Thermoventil mit der obigen Konstruktion (1) bis (12), (13) kann das temperaturempfindliche Verformungselement bevorzugt auf einer spezifischen Position von einem von dem Ventilposition-Begrenzungselement und dem Ventilgehäuse gehalten werden, wenn das temperaturempfindliche Verformungselement zwischen dem Ventilposition-Begrenzungselement und dem Ventilgehäuse verformt wird auf die Form mit dem Ventilposition-Begrenzungselement aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition freigegeben in Reaktion darauf, dass die Temperatur des Fluids zuerst den Hochtemperaturbereich erreicht.
Durch diese Konstruktion kann das temperaturempfindliche Verformungselement ohne Fehlschlagen auf die spezifische Position des Ventilposition-Begrenzungselementes oder des Ventilgehäuses positioniert werden, wenn das temperaturempfindliche Verformungselement zwischen dem Ventilposition-Begrenzungselement und dem Ventilgehäuse verformt wird auf die Form mit dem Ventilposition-Begrenzungselement aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition freigegeben in Reaktion darauf, dass die Temperatur des Fluids erstlich den Hochtemperaturbereich erreicht, so dass die Freigabeoperation des Ventilposition-Begrenzungselementes ohne Fehlschlagen durchgeführt werden kann.
[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Thermoventil so aufgebaut, dass das Ventilposition-Begrenzungselement in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition gehalten wird zum Öffnen der spezifischen Öffnung unabhängig von der Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer mit dem temperaturempfindlichen Verformungsventil in dem Anfangsstadium mit dem Fluid in die Ventilbetätigungskammer eingeleitet, so dass das Fluid ohne Fehlschlagen unter der Niedertemperatur-Arbeitsumgebung in den zum Zeitpunkt des Hochtemperaturbereichs den Fluidfluss dort hindurch aufweisenden Kreislauf eingefüllt werden kann, und das temperaturempfindliche Verformungselement kann ohne irgendeine spezielle Freigabeoperation von dem Ventilposition-Begrenzungselement gelöst werden, so dass das Ventilbewegungs-Begrenzungselement aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition freigegeben ist und dass das Ventilelement auf die Ventilschließposition zurückgestellt ist bei der Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer, nachdem das Öl in den Kreislauf eingefüllt ist, was zu der Tatsache führt, dass das Thermoventil ohne unnötige Arbeit betrieben werden kann, um das Fluid in einfacher Weise und ohne Fehlschlagen in den zum Zeitpunkt des Hochtemperaturbereichs den Fluidfluss dort hindurch aufweisenden Kreislauf einzufüllen. Die vorliegende Erfindung ist für alle Thermoventile nutzbar, die für den Kreislauf geeignet sind, der den Wärmetauscher aufweist, welcher in der Lage ist, die Temperatur des zum Schmieren und Kühlen des Fahrzeuggetriebes verwendeten Öls zu regulieren.
[Kurzbeschreibung der Figuren]
[Fig. 1]
1 ist eine Block-Konstruktionsansicht eines wesentlichen Teils eines Fahrzeugantriebssystems, das in bzw. auf einem Anfangsstadium gehalten ist und das mit einem Thermoventil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist, wobei nur das Thermoventil im Querschnitt gezeigt ist.
[Fig. 2]
2 ist eine Block-Konstruktionsansicht des wesentlichen Teils des Fahrzeugantriebssystems, das auf dem Zeitpunkt gehalten ist, wenn Öl nach dem Anfangsstadium auf einer niedrigen Temperatur ist, und das mit dem Thermoventil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist, wobei nur das Thermoventil im Querschnitt gezeigt ist.
[Fig. 3]
3 ist eine Block-Konstruktionsansicht des wesentlichen Teils des Fahrzeugantriebssystems, das auf dem Zeitpunkt gehalten ist, wenn Öl nach dem Anfangsstadium auf einer hohen Temperatur ist, und das mit dem Thermoventil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist, wobei nur das Thermoventil im Querschnitt gezeigt ist.
[Fig. 4]
4(a) ist eine Draufsicht eines Bimetallrings, der einen Teil des Thermoventils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet, 4(b) ist eine Querschnittsansicht eines mit dem Bimetallring zusammenmontierten Ventilposition-Begrenzungselementes in dem Anfangsstadium, und 4(c) ist eine Querschnittsansicht eines mit dem Bimetallring zusammenmontierten Ventilposition-Begrenzungselementes, gehalten, nachdem die Öltemperatur angestiegen ist und einen Hochtemperaturbereich erreicht.
[Fig. 5]
5 ist eine schematische Konstruktionsansicht des Fahrzeugantriebssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[Fig. 6]
6 ist eine Block-Konstruktionsansicht des wesentlichen Teils des Fahrzeugantriebssystems, das auf dem Anfangsstadium gehalten ist und das mit einem Thermoventil gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist, wobei nur das Thermoventil im Querschnitt gezeigt ist.
[Fig. 7]
7 ist eine Block-Konstruktionsansicht des wesentlichen Teils des Fahrzeugantriebssystems, das auf dem Zeitpunkt gehalten ist, wenn Öl nach dem Anfangsstadium auf einer niedrigen Temperatur ist, und das mit dem Thermoventil gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist, wobei nur das Thermoventil im Querschnitt gezeigt ist.
[Fig. 8]
8 ist eine Draufsicht des ein temperaturempfindliches Verformungselement aufweisenden Thermoventils, das in dem Zustand gezeigt ist, in welchem das temperaturempfindliche Verformungselement in das Thermoventil gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung montiert ist.
[Beschreibung von Ausführungsformen]
Die bevorzugten Ausführungsformen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben werden.
[Eine Ausführungsform]
1 bis 5 zeigen ein Thermoventil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ein mit dem Thermoventil bestücktes Fahrzeugantriebssystem. Das Thermoventil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient zum mit dem Äußeren Wärmetauschen eines Öls (eines Fluids: zum Beispiel ATF (Automatikgetriebebereich)), das in einen Teil eines Ölhydraulikkreislaufs strömt, der einen Teil eines Automatikgetriebes für ein Kraftfahrzeug bildet, um die Öltemperatur innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereichs zu regulieren.
Die Konstruktion des Thermoventils wird zuerst erläutert werden.
Wie in 1 bis 3 und 5 gezeigt, weist das Fahrzeugantriebssystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen einen Verbrennungsmotor bildenden Motor 11 (siehe 5) und ein Automatikgetriebe 12 auf, das eine Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung bildet, die in der Lage ist, beim Übertragen der Antriebskraft des Motors 11 an nicht gezeigte Antriebsräder (Antriebskraft-Ausgabeseiten) Drehzahlen zu ändern. Das hierin hervorgebrachte Automatikgetriebe kann ein Getriebe vom stufenvariablen Typ oder ein Getriebe vom kontinuierlich variablen Typ sein und kann natürlich einen Typ einer hybriden Konstruktion umfassen, die mit einem Elektromotor bestückt ist. Das Thermoventil gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei einem Getriebe anders als das Automatikgetriebe 12 angewendet werden, das heißt einem manuellen Getriebe, oder kann verwendet werden bei einem einen Teil einer anderen Vorrichtung bildenden Ölkühlkreislauf, der Öl zum Schmieren und Kühlen der Elemente und Teile der Vorrichtung nutzt.
Das Fahrzeugantriebssystem 10 ist an ein Kraftfahrzeug montiert, das einen Kühler 13 und einen Heiz-Kernkörper bzw. Heizkörper 14 aufweist. Der Kühler 13 ist angepasst zum Kühlen von Kühlwasser für den Motor 11 mit von der Frontseite des Fahrzeugs aus eingeleiteter Luft. Der Heizkörper 14 ist gestaltet zum Wärmeaustausch des Kühlwassers des Motors 11 mit der in einen Fahrgastraum in dem Fahrzeug eingeleiteten Luft, um zu ermöglichen, dass der Fahrgastraum erwärmt wird. Das Kraftfahrzeug weist ferner einen ersten Wärmetauscher 15, ein Befestigungselement 17 und einen zweiten Wärmetauscher 18 auf. Der erste Wärmetauscher 15 ist an Leitungen (siehe H3 bis H5 in 5) vorgesehen, die zum Rückführen des Kühlwassers zu dem Motor 11 nach Passieren durch den Heizkörper 14 zum Austauschen der Wärme des durch den Heizkörper 14 hindurch passierenden Kühlwassers mit jener des Öls (Fluids) zum Schmieren und Kühlen des Automatikgetriebes 12 dienen. Das Befestigungselement 17 ist zum Verbinden des Automatikgetriebes 12 mit dem ersten Wärmetauscher 15 mit Öldurchgangswegen 16a, 16b ausgebildet und ist aufgebaut zum Sichern des ersten Wärmetauschers 15 an einem Gehäuse (nicht im Detail gezeigt), das einen Teil des Automatikgetriebes 12 bildet. Der zweite Wärmetauscher 18 dient als ein Ölkühler, der angepasst ist zum mit der von der Frontseite des Fahrzeugs aus eingeleiteten Luft Kühlen des von dem ersten Wärmetauscher 15 zu dem Automatikgetriebe 12 zurückkehrenden Öls.
Wie in 5 gezeigt nimmt der Motor 11 eine Wasserpumpe 11p in sich auf. Die Wasserpumpe 11p dient dazu, das Kühlwasser durch den oberen Schlauch H1 hindurch mit einer hohen Temperatur von dem Motor 11 aus in den Kühler 13 einzuleiten, wobei der Kühlwasser-Wärmeaustausch durch den unteren Schlauch H2 hindurch und somit von dem Kühler 13 gekühlt zu dem Motor 11 zurückgeführt wird. Die Wasserpumpe 11p dient ferner dazu, das Kühlwasser von dem Motor 11 über die Leitungen H3, H4 und H5 durch den Heizkörper 14, das heißt einen Wärmetauscher zum Erwärmen des Fahrgastraums, und durch den ersten Wärmetauscher 15 hindurch zu zirkulieren. Die Wasserpumpe 11p hat eine Einlassseite, an welcher ein Thermostat 19 angeordnet ist, der so eingerichtet ist, dass er erlaubt, dass zu dem Zeitpunkt, zu dem die Temperatur des Kühlwassers unterhalb des vorbestimmten Temperaturniveaus ist, den Kühler 13 umgehendes Kühlwasser von dem oberen Schlauch H1 in den unteren Schlauch H2 eingeleitet wird, wohingegen er die Menge des Kühlwassers zum Passieren durch den Kühler 13 in Reaktion auf die Temperatur des Kühlwassers zu dem Zeitpunkt reguliert, zu dem die Temperatur des Kühlwassers das vorbestimmte Temperaturniveau erreicht. Die Wasserpumpe 11p ist von einem mechanischen Pumpentyp, der von der Antriebskraft des Motors 11 angetrieben wird, und kann mit einer elektrischen Pumpe versehen sein, die zum Zirkulieren des Kühlwassers dient (zum Beispiel Kühlwasser, das zum Wärmen des Fahrgastraumes über einem Temperaturniveau gehalten ist), während der Motor 11 sich in einem Stopp befindet, wenn das Automatikgetriebe 12 zum Beispiel von einer hybriden Konstruktion ist.
Zwischen dem Automatikgetriebe 12 und dem ersten Wärmetauscher 15 sind ein Paar von Ölleitungen 18a, 18b und ein Thermoventil 20 vorgesehen, das heißt ein Regulierventil zum Regulieren der Temperatur des Öls zum Ermöglichen eines selektiven Intervenierens des zweiten Wärmetauschers 18 an dem Öldurchgangsweg 16b, welcher angepasst ist, um das Kühlwasser von dem ersten Wärmetauscher 15 zu dem Automatikgetriebe 12 zurückzuführen.
Wie in 2 und 3 gezeigt, ist das Thermoventil 20 aufgenommen in und gehalten von dem Befestigungselement 17, um selektiv einen, irgendeinen von einem ersten Strömungsdurchgangsweg PW1 oder einem zweiten Strömungsdurchgangsweg PW2 auf dem Öldurchgangsweg 16b in Reaktion auf die Temperatur des durch den Öldurchgangsweg 16b hindurch passierenden Öls zu bilden. Das Thermoventil 20 ist mit dem zweiten Wärmetauscher 18 durch Ölleitungen 18a und 18b verbunden, die jeweilige Innenabschnitte haben, die mit einem Öleinleitungs-Durchgangswegabschnitt 18c1 und einem Ölableitungs-Durchgangswegabschnitt 18c2 ausgebildet sind, welche so kombiniert sind, dass sie einen Teil des zweiten Strömungsdurchgangsweges PW2 bilden. Das Thermoventil 20 ist nicht notwendigerweise in dem Befestigungselement 17 aufgenommen, wenn das Thermoventil 20 auf der Rückführseite von dem ersten Wärmetauscher 15 zu dem Automatikgetriebe 12 angeordnet ist, sondern kann an den Ölleitungen 18a und 18b angeordnet sein, die näher zu dem Wärmetauscher 18 als die in 5 gezeigte Position sind.
Wenn die Temperatur des von dem ersten Wärmetauscher 15 in den Öldurchgangsweg 16b eingeleiteten und durch diesen hindurch passierenden Öls in einem vorbestimmten Niedertemperaturbereich ist, hat das Thermoventil 20 einen darin wie in 2 geformten ersten Strömungsdurchgangsweg PW1, so dass der Öldurchgangsweg 16b gebildet ist von einem das Öl von dem ersten Wärmetauscher 15 in das Thermoventil 20 einleitenden Öleinleitungs-Durchgangswegabschnitt 16b1, einem das Öl von dem Thermoventil 20 zu dem Automatikgetriebe 12 ableitenden Ölableitungs-Durchgangswegabschnitt 16b2 und dem selektiv in dem Thermoventil 20 ausgebildeten ersten Strömungsdurchgangsweg PW1.
Wenn sich andererseits die Temperatur des von dem ersten Wärmetauscher 15 in den Öldurchgangsweg 16b eingeleiteten und durch diesen hindurch passierenden Öls in einem Hochtemperaturbereich befindet, der vorbestimmt ist, so dass er ein Temperaturniveau höher als die obere Grenztemperatur des Niedertemperaturbereichs umfasst, hat das Thermoventil 20 einen wie in 3 gezeigt gebildeten zweiten Strömungsdurchgangsweg PW2, so dass der Öldurchgangsweg 16b gebildet ist von einem das Öl von dem ersten Wärmetauscher 15 in das Thermoventil 20 einleitenden Öleinleitungs-Durchgangswegabschnitt 16b1, einem das Öl von dem Thermoventil 20 zu dem Automatikgetriebe 12 ableitenden Ölableitungs-Durchgangswegabschnitt 16b2 und dem in Ölleitungen 18a, 18b und dem Thermoventil 20 gebildeten zweiten Strömungsdurchgangsweg PW2. Die hierin angesprochenen Nieder- und Hochtemperaturbereiche sind so festgelegt, dass sie die in Abhängigkeit von dem Fahrzeug bestimmten geeignetsten Temperaturen abdecken, und können somit die gleichen sich teilweise überlappenden Temperaturniveaus umfassen. Die untere Grenztemperatur des Hochtemperaturbereichs kann höher als die obere Grenztemperatur des Niedertemperaturbereichs sein, so dass verhindert wird, dass sich die Temperaturen miteinander überlappen.
Das in den 1 bis 3 gezeigte Thermoventil weist ein Ventilgehäuse 21 auf. Das Ventilgehäuse 21 ist mit einer Mehrzahl von äußeren Verbindungsöffnungen 21a, 21b, 21c, 21d, einem Paar von Ventilöffnungen 22a, 22b, und einer Ventilbetätigungskammer 23 ausgebildet, die annähernd in einer zylindrischen Form ist und die mit den äußeren Verbindungsöffnungen 21a, 21b, 21c, 21d und den Öffnungen 22a, 22b in Verbindung steht. Die äußeren Verbindungsöffnungen 21a, 21b, 21c, 21d und die Ventilöffnungen 22a, 22b bilden als eine Gesamtheit eine Mehrzahl von in der vorliegenden Erfindung definierten Öffnungen. Hier dienen die äußeren Verbindungsöffnungen 21a, 21b, 21c, 21d jeweils als eine erste Einlassöffnung, eine erste Auslassöffnung, eine zweite Einlassöffnung bzw. eine zweite Auslassöffnung und sind verbunden mit den korrespondierenden äußeren Durchgangswegen, die als der Öleinleitungs-Durchgangswegabschnitt 16b1, der Ölableitungs-Durchgangswegabschnitt 16b2, der Öleinleitungs-Durchgangswegabschnitt 18c1, der Ölableitungs-Durchgangswegabschnitt 18c2 definiert sind.
Das Ventilgehäuse 21 weist ein erstes Gehäuseelement 24, das eine Konkavitätsform hat und das ein Ende (siehe die obere Seite in den 1 bis 3) zur Außenseite hin offen hat, und ein zweites Gehäuseelement 25 auf, das eine Stopfenform hat und das mit dem ersten Gehäuseelement 24 verschraubt ist, so dass der eine Endabschnitt des ersten Gehäuseelements 24 hermetisch abgedichtet ist. Das erste Gehäuseelement 24 ist mit einem Verbindungs-Durchgangsweg 24a ausgebildet, der mit dem Öleinleitungs-Durchgangswegabschnitt 16b1 und dem Ölableitungs-Durchgangswegabschnitt 18c2 in Verbindung steht. Der Verbindungs-Durchgangsweg 24a steht durch die Ventilöffnung 22a (Verbindungsöffnung) mit der Ventilbetätigungskammer 23 in Verbindung, so dass der Öleinleitungs-Durchgangswegabschnitt 16b1 und der Ölableitungs-Durchgangswegabschnitt 18c2 miteinander in Verbindung stehen.
Das zweite Gehäuseelement 25 hat einen Befestigungsschrauben-Kupplungsabschnitt 25a, der an dem ersten Gehäuseelement 24 zum Beispiel mittels einer Schraubenkupplung (die andere Kupplungsverfahren als eine Schraubenkupplung umfassen kann) gesichert ist, einen mit Flansch versehenen zylindrischen Abschnitt 25b, der sich von dem ersten Gehäuseelement 24 an einem Endabschnitt axial auswärts erstreckt, und einen Ventilverkleidungsabschnitt 25c, der in dem ersten Gehäuseelement 24 an einem anderen Endabschnitt aufgenommen ist. Der Ventilverkleidungsabschnitt 25c ist mit einem ringförmigen Durchgangsweg 26 zwischen dem ersten Gehäuseelement 24 und dem zweiten Gehäuseelement 25 ausgebildet, so dass er mit dem Öleinleitungs-Durchgangswegabschnitt 18c1 in Verbindung steht. Der Ventilverkleidungsabschnitt 25c ist mit einer anderen Ventilöffnung 22b, die den ringförmigen Durchgangsweg 26 in Verbindung mit der Ventilbetätigungskammer 23 hält, und einer Mehrzahl von Verbindungsdurchgangsbohrungen 25e ausgebildet, die sich radial erstrecken und die in Umfangsrichtung im gleichen Winkelabstand zueinander bzw. umfänglich winkelgleich angeordnet sind, so dass die Ventilöffnung 22b mit dem ringförmigen Durchgangsweg 26 in Verbindung steht. Der Befestigungsschrauben-Kupplungsabschnitt 25a des zweiten Gehäuseelements 25 ist nicht im Detail beschrieben, jedoch mit einer Mehrzahl von Teilen aufgebaut, die eine innere ringförmige Umfangsnut 25g an dem radial einwärtigen Abschnitt des zweiten Gehäuseelements 25 bilden. Die innere ringförmige Umfangsnut 25g kann gebildet sein, nachdem die Nut 25g einen Bimetallring 51 zwischen den Teilen aufgenommen hat und dann die Teile durch Drücken, Schrauben, Schweißen und andere Befestigungsverfahren miteinander gekuppelt wurden. Der Bimetallring 51 wird nachstehend beschrieben werden.
Der zylindrische Abschnitt 25b des zweiten Gehäuseelements 25 hat einen Mittelabschnitt, der mit einer axialen Durchgangsbohrung ausgebildet ist, die darin einen Mittelführungsschaft 27 aufgenommen hat. Der Mittelführungsschaft 27 bildet einen bewegbaren Schaft, der axial bewegbar an dem Ventilgehäuse 21 abgestützt ist. Der Mittelführungsschaft 27 hat einen in der axialen Durchgangsbohrung des zylindrischen Abschnitts 25b des zweiten Gehäuseelements 25 aufgenommenen Gleitschaftabschnitt 27a großen Durchmessers, einen von dem Gleitschaftabschnitt 27a in Richtung zu der Ventilbetätigungskammer 23 hin vorstehenden zylindrischen Führungsschaftabschnitt 27b kleinen Durchmessers und einen Stopperabschnitt 27c, der einstückig mit dem Gleitschaftabschnitt 27a ausgebildet ist und der mit dem zylindrischen Abschnitt 25b des zweiten Gehäuseelements 25 in Eingriff bringbar ist, um zu verhindern, dass der Gleitschaftabschnitt 27a auswärts aus dem zylindrischen Abschnitt 25b des zweiten Gehäuseelements 25 herausbewegt wird.
Der Gleitschaftabschnitt 27a ist zum hermetischen Abdichten eines ringförmigen Spalts zwischen dem zweiten Gehäuseelement 25 und dem Gleitschaftabschnitt 27a mit einer Mehrzahl von Dichtringen 28 versehen. Der Führungsschaftabschnitt 27b ist teilweise in den Gleitschaftabschnitt 27a eingesetzt und mit diesem durch Verpressen des Führungsschaftabschnitts 27b mit dem Gleitschaftabschnitt 27a oder durch ein anderes Befestigungsverfahren gekuppelt. Die äußere Umfangsfläche des Führungsschaftabschnitts 27b hat eine hohe Härte und eine glatte, endbearbeitete und behandelte Gleitoberfläche. Der Gleitschaftabschnitt 27a ist mit einer ringförmigen Umfangsnut 27e (siehe 2) zwischen dem Führungsschaftabschnitt 27b und den Dichtringen 28 ausgebildet.
Andererseits ist die Ventilbetätigungskammer 23 des Thermoventils 20 – wie in den 1 bis 3 gezeigt – mit einem Ventilelement 31, einem mit Flansch versehenen äußeren Führungselement 32 annähernd in einer zylindrischen Form und einer konischen Schraubenfeder 33 annähernd in einer konischen Form versehen.
Das Ventilelement 31 hat einen ersten Ventilkörperabschnitt 41 zum Öffnen und Schließen der Ventilöffnung 22 und einen zweiten Ventilkörperabschnitt 42 zum öffnen und Schließen der Ventilöffnung 22b.
Der erste Ventilkörperabschnitt 41 ist bewegbar, so dass er eine erste Betriebsposition AP1, die in 2 gezeigt ist, und eine zweite Betriebsposition AP2 annimmt, die in den 1 und 3 gezeigt ist. Wenn der erste Ventilkörperabschnitt 41 in die erste Betriebsposition AP1 bewegt ist, ist die Ventilöffnung 22a geöffnet, so dass der Öleinleitungs-Durchgangswegabschnitt 16b1 durch den ersten Strömungsdurchgangsweg PW1 in Verbindung mit dem Ölableitungs-Durchgangswegabschnitt 16b2 gebracht ist. Wenn andererseits der erste Ventilkörperabschnitt 41 in die zweite Betriebsposition AP2 bewegt ist, ist die Ventilöffnung 22a geschlossen, so dass der Öleinleitungs-Durchgangswegabschnitt 16b1 außer Verbindung durch den ersten Strömungsdurchgangsweg PW1 hindurch mit dem Ölableitungs-Durchgangswegabschnitt 16b2 gebracht ist. Der zweite Ventilkörperabschnitt 42 ist bewegbar, so dass er eine in 2 gezeigte erste Betriebsposition BP1, in welcher der zweite Ventilkörperabschnitt 42 die Ventilöffnung 22b schließt, so dass der Öleinleitungs-Durchgangswegabschnitt 18c1 außer Verbindung mit dem Ölableitungs-Durchgangswegabschnitt 16b2 gebracht ist, und eine in den 1 und 3 gezeigte zweite Betriebsposition BP2 annimmt, in welcher der zweite Ventilkörperabschnitt 42 die Ventilöffnung 22b öffnet, so dass der Öleinleitungs-Durchgangswegabschnitt 18c1 in Verbindung mit dem Ölableitungs-Durchgangswegabschnitt 16b2 gebracht ist.
Das äußere Führungselement 32 hat einen Flanschabschnitt 32f, der an einem Stufenabschnitt 24d abgestützt ist, welcher an dem teilweise die Ventilbetätigungskammer 23 bildenden inneren Wandabschnitt des ersten Gehäuseelements 24 ausgebildet bzw. geformt ist, und einen Führungsabschnitt 32g, der annähernd in einer zylindrischen Form ist und der einstückig mit dem Flanschabschnitt 32f ausgebildet ist, um das Ventilelement 31 axial verschiebbar zu führen. Der Flanschabschnitt 32f ist mit einer Mehrzahl von Durchgangsbohrungen 32h ausgebildet, die umfänglich winkelgleich angeordnet sind, so dass sie einen Teil des ersten Strömungsdurchgangsweges PW1 bilden.
Das Ventilelement 31 hat einen verschiebbaren zylindrischen Abschnitt 43, der verschiebbar mit dem Führungsschaftabschnitt 27b des Mittelführungsschaftes 27 in Eingriff steht und der an dem zweiten Ventilkörperabschnitt 42 gesichert ist, einen Trommelabschnitt 45, der einstückig mit dem verschiebbaren zylindrischen Abschnitt 43 ausgebildet ist und der mit einer Wachsaufnahmekammer 44 ausgebildet ist, die von dem Führungsschaftabschnitt 27b des Mittelführungsschaftes 27 verschlossen ist, und einen Ventilführungsschaftabschnitt 46, der von dem Bodenwandabschnitt des Trommelabschnitts 45 zu der Ventilöffnung 22a in eine entgegengesetzte Richtung des verschiebbaren zylindrischen Abschnitts 43 vorsteht zum Abstützen des ersten Ventilkörperabschnitts 41, derart, dass der erste Ventilkörperabschnitt 41 in einer Axialrichtung des Mittelführungsschaftes 27 verschiebbar ist. Dies bedeutet, dass der erste Ventilkörperabschnitt 41 durch den Ventilführungsschaftabschnitt 46 mit seinem Mittelabschnitt an dem Trommelabschnitt 45 abgestützt ist, so dass er in Bezug auf den Trommelabschnitt 45 axial verschiebbar ist. Zwischen dem ersten Ventilkörperabschnitt 41 und dem Trommelabschnitt 45 ist eine Schraubendruckfeder 47 vorgesehen, die als ein erstes elastisches Element dient zum zwischen dem ersten Ventilkörperabschnitt 41 und dem Ventilelement 31 Ausüben einer Antriebskraft in eine die Ventilöffnung 22a mit dem ersten Ventilkörperabschnitt 41 schließende Richtung.
Andererseits ist die konische Schraubenfeder 33 zwischen dem zweiten Ventilkörperabschnitt 42 und dem Ventilgehäuse 41 vorgesehen, so dass sie als ein zweites elastisches Element zum Ausüben einer Antriebskraft in eine die Ventilöffnung 22b mit dem zweiten Ventilkörperabschnitt 42 schließende Richtung dient. Hier ist der zweite Ventilkörperabschnitt 42 einstückig an dem verschiebbaren zylindrischen Abschnitt 43 angebracht und zusammen mit dem Trommelabschnitt 45 und dem verschiebbaren zylindrischen Abschnitt 43 verschiebbar. Die dem zweiten Ventilkörperabschnitt 42 von der konischen Schraubenfeder 33 beaufschlagte Antriebskraft wirkt so, dass sie auf den zweiten Ventilkörperabschnitt 42 in einer die Ventilöffnung 22b mit dem zweiten Ventilkörperabschnitt 42 schließenden Richtung ausgeübt wird.
Die Wachsaufnahmekammer 44, die in dem Trommelabschnitt 45 des Ventilelements 31 und dem verschiebbaren zylindrischen Abschnitt 43 ausgebildet ist, ist mit einem Füllmaterial gefüllt, das in Reaktion auf die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 ausdehnbar und zusammenziehbar ist, wie beispielsweise einem Wachstyp, der der gleiche wie jener ist, der in der Patentliteratur Nr. 1 offenbart ist. Die Wachsaufnahmekammer 44 bildet daher eine Kammer variablen Volumens, welche zum Erhöhen des Volumens des Wachses ausgedehnt werden kann, wenn das Wachs ausgedehnt wird, wohingegen sie zum Vermindern des Volumens des Wachses zusammengezogen wird, wenn das Wachs zusammengezogen wird.
Genauer ist das Ventilelement 31 derart aufgebaut, dass der verschiebbare zylindrische Abschnitt 43 verschiebbar mit dem Führungsschaftabschnitt 27b des Mittelführungsschaftes 27 in Eingriff steht, wie in der obigen Beschreibung erläutert. Es wird daher verständlich sein, dass der zweite Ventilkörperabschnitt 42 in Reaktion darauf, dass das Wachs sich ausdehnt, wenn das Wachs in der Wachsaufnahmekammer 44 ausgedehnt wird, bewegt werden kann in eine Richtung, so dass der zweite Ventilkörperabschnitt 42 mit Abstand von dem Ventilverkleidungsabschnitt 25c angeordnet ist, gegen die Antriebskraft in eine Richtung mit dem zweiten Ventilkörperabschnitt 42 nahe dem Ventilverkleidungsabschnitt 25c, so dass die Ventilöffnung 22b geöffnet werden kann. Andererseits kann der zweite Ventilkörperabschnitt 42 in Reaktion auf die Wachskontraktion, wenn das Wachs in der Wachsaufnahmekammer 44 sich zusammenzieht, in eine Richtung derart bewegt werden, dass der zweite Ventilkörperabschnitt 42 von der Antriebskraft in eine Richtung mit dem zweiten Ventilkörperabschnitt 42 nahe dem Ventilverkleidungsabschnitt 25c zu dem Ventilverkleidungsabschnitt 25c hin bewegt wird, so dass die Ventilöffnung 22d geschlossen werden kann.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung verständlich wird, ist das Ventilelement 31 in Reaktion auf die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 verlagerbar und angepasst, die das Ventilelement in Richtung zur ersten Betriebsposition BP1 hin treibende Antriebskraft von der konischen Schraubenfeder 33 in der Ventilbetätigungskammer 23 zu empfangen. Daher kann das Ventilelement 31 die erste Betriebsposition BP1 (siehe 2), in welcher die Ventilöffnung 22b, die unter den Öffnungen 21a bis 21d und den Öffnungen 22a, 22b ausgewählte spezifische Öffnung, geschlossen ist, wenn die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 in dem vorbestimmten Niederdruckbereich ist, und die zweite Betriebsposition BP2 annehmen (siehe 3), in welcher die Ventilöffnung 22b geöffnet ist, wenn die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 in dem vorbestimmten Hochdruckbereich ist.
Die Tatsache, dass das Ventilelement 31 angepasst ist, durch den zweiten Ventilkörperabschnitt 42 die das Ventilelement 31 in Richtung zu der ersten Betriebsposition BP1 hin treibende Antriebskraft von der konischen Schraubenfeder 33 in der Ventilbetätigungskammer 23 zu empfangen, führt zu der Tatsache, dass das Ventilelement 31 das Wachs in der Wachsaufnahmekammer 44 mit Druck beaufschlagt und durch das Wachs eine Reaktionskraft von dem Mittelführungsschaft 27 ausgeübt wird.
Der Mittelführungsschaft 27, der axial bewegbar an dem Ventilgehäuse 21 vorgesehen ist, ist eingerichtet zum Bewegen des Ventilelements 31 zu einer Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1, so dass das Ventilelement 31 in der, zweiten Betriebsposition BP2 gehalten ist, wie in 1 gezeigt, und zu einer Ventilbewegungs-Zulassposition GP2, so dass das Ventilelement 31 in Reaktion auf die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 verdrängt wird, wie in 2 und 3 gezeigt. Der Mittelführungsschaft 27 wird in dem üblichen verwendungszustand des Thermoventils 20 durch das Wachs in der Wachsaufnahmekammer 44 von der konischen Schraubenfeder 33 in Richtung zu der ersten Betriebsposition BP1 und in Richtung zu der Ventilbewegungs-Zulassposition GP2 vorgespannt bzw. unter Druck gehalten.
Der Mittelführungsschaft 27 wird in dem Anfangsstadium des Thermoventils 20, nämlich dem Stadium von dem Fertigstellungszeitpunkt des montierten Thermoventils 20 an bis zu dem Zeitpunkt, wenn das Thermoventil 20 als Teil eines Ölhydraulikkreislaufs mit dem Automatikgetriebe 12 verbunden ist und die Ventilbetätigungskammer 23 mit dem Öl befüllt ist, bei der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 in Eingriff gehalten. Zwischen dem Mittelführungsschaft 27 und dem Ventilgehäuse 21 ist ein Bimetallring 51 vorgesehen, der in einer inneren ringförmigen Nut 25g, die in dem inneren Umfangsabschnitt des zweiten Gehäuseelements 25 ausgebildet ist, und in einer äußeren ringförmigen Nut 27e aufnehmbar ist, die in dem äußeren Umfangsabschnitt des Mittelführungsschafts 27 ausgebildet ist, so dass der Mittelführungsschaft 27 in dem Anfangsstadium des Thermoventils 20 dadurch, dass der Bimetallring 51 in der inneren ringförmigen Nut 25g des zweiten Gehäuseelements 25 und der ringförmigen Nut 27e des Mittelführungsschaftes 27 aufgenommen ist, in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 mit dem Ventilgehäuse 21 in Eingriff sein kann.
Der Bimetallring 51 ist von einem temperaturempfindlichen Verformungselement gebildet, das in etwa eine C-Form hat und das in Reaktion auf die Temperatur des Öls in dem zweiten Gehäuseelement 25 verformbar ist, welche gleich der oder nahe an der Temperatur (eine Temperatur gemessen an der Position axial einwärts der Dichtringe 28) des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 ist. Der Bimetallring 51 ist so aufgebaut, dass er zwei Arten von Metallelementen 51a und 51b aufweist, die annähernd in einer C-Form sind und die sich im Wärmeausdehnungskoeffizienten (linearer Ausdehnungskoeffizient) unterscheiden, wie in 4(a) gezeigt. Das innere Metallelement 51a unter den C-förmigen Metallelementen 51a und 51b ist größer im linearen Ausdehnungskoeffizienten als das äußere Metallelement 51b, so dass der Innendurchmesser Dr des Bimetallrings 51 nahe an dem Durchmesser D1 der Bodenfläche der äußeren ringförmigen Nut 27e des Gleitschaftabschnitts 27a ist, wie in 4(b) gezeigt, wenn die Temperatur um den Bimetallring 51 herum in dem vorbestimmten Niedertemperaturbereich ist, wohingegen der Innendurchmesser Dr des Bimetallrings 51 größer als der Außendurchmesser D2 des Gleitschaftabschnitts 27a wird, wie in 4(c) gezeigt, wenn die Temperatur um den Bimetallring 51 herum in dem vorbestimmten Hochtemperaturbereich ist. Das Prinzip und das Herstellungsverfahren des Bimetalls sind im Stand der Technik gut bekannt und werden daher nachstehend nicht beschrieben werden.
Der Bimetallring 51 ist in zwei unterschiedliche Ausdehnungsformen verformbar, wobei er in dem Anfangsstadium des Thermoventils 20, bis die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 erstlich den Hochtemperaturbereich erreicht, mit dem Mittelführungsschaft 27 in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 gehalten, wie in 4(b) gezeigt, und, wie in 4(c) gezeigt, wenn die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 erstlich den Hochtemperaturbereich erreicht, mit dem Mittelführungsschaft 27 aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 freigegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt, zu dem die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 erstlich den Hochtemperaturbereich erreicht, wird der äußere Umfangsabschnitt des auf die Ausgedehntform verformten Bimetallrings 51 mit dem Bodenabschnitt der inneren ringförmigen Nut 25g in Eingriff gebracht, wie in 4(c) gezeigt, so dass der Bimetallring 51 derart wirken kann, dass der Mittelführungsschaft 27 koaxial in Bezug auf das Ventilgehäuse 21 positioniert ist, nämlich in der Mitte des Ventilgehäuses 21 positioniert ist. Dies bedeutet, dass der Bimetallring 51 einen Teil des Gleitschaftabschnitts 27a umgibt und in dem Anfangsstadium des Thermoventils 20 in Eingriff mit der äußeren ringförmigen Nut 27e des Gleitschaftabschnitts 27a steht, wobei der Bimetallring 51 jedoch im Durchmesser ausgedehnt wird, so dass er von dem Teil des Gleitschaftabschnitts 27a gelöst wird, wenn die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 erstlich den Hochtemperaturbereich erreicht. Außerdem ist, wenn die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 erstlich den Hochtemperaturbereich erreicht, so dass der Bimetallring 51 auf die Ausgedehntform verformt ist, wobei der Mittelführungsschaft 27 aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 zwischen dem Mittelführungsschaft 27 und dem Ventilgehäuse 21 freigegeben ist, der Bimetallring 51 mit einem von dem Mittelführungsschaft 27 und dem Ventilgehäuse 21 in Eingriff, so dass er gehalten ist in der am meisten bevorzugten radialen spezifizierten Position, die erforderlich ist, so dass er in Bezug auf den Mittelführungsschaft 27 freigegeben ist.
Nachstehend wird der Betrieb beschrieben. Das wie oben beschriebene Thermoventil 20 der vorliegenden Ausführungsform ist in 1 gezeigt und es hat ein Anfangsstadium, bis das Öl in die Ventilbetätigungskammer 23 eingeleitet ist. Das Anfangsstadium umfasst ein Stadium, bei dem das Thermoventil 20, nachdem es in seinem Montagevorgang fertiggestellt wurde, als eines von Fahrzeugteilen an eine Fahrzeugmontagefabrik geliefert wird, ein Stadium, bei dem das Thermoventil 20 mit dem Fahrzeugantriebssystem 10 zusammenmontiert wird, und ein Stadium, bei dem die Ventilbetätigungskammer 23 mit dem Öl befüllt wird. In dem obigen Anfangsstadium wird der Mittelführungsschaft 27 von dem Bimetallring 51 in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 gehalten, so dass das Ventilelement 31 in der zweiten Betriebsposition BP2 gehalten wird. Daher wird die spezifizierte Ventilöffnung 22b unabhängig von der Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 in dem Offen-Zustand gehalten.
Das Thermoventil 20, das in dem Ventilbewegungs-Begrenzungszustand gehalten ist, wobei der Mittelführungsschaft 27 von dem Bimetallring 51 in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 gehalten ist, wird dann zum Beispiel in der Fahrzeugmontagefabrik mit dem Fahrzeugantriebssystem 10 zusammenmontiert. Direkt nach dem Montagevorgang des Thermoventils wird das Öl nicht in den ersten Wärmetauscher 15, das Thermoventil 20, den zweiten Wärmetauscher 18 und die jeweils als ein Kühlerrohr dienenden Ölleitungen 18a, 18b eingefühlt.
Der Zeitpunkt, zu dem das Öl in die Ventilbetätigungskammer 23 eingefüllt wird, ist vor oder nach dem Betrieb des Automatikgetriebes 12, nachdem das Thermoventil 20 mit dem Fahrzeugantriebssystem 10 zusammenmontiert ist. Zu diesem Zeitpunkt ist die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 in dem Niedertemperaturzustand gehalten, in dem die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 nicht den vorbestimmten Hochtemperaturbereich erreicht, aber die spezifizierte Ventilöffnung 22b ist unabhängig von der Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 in dem Offen-Zustand gehalten.
Daher kann das Öl unter der Niedertemperatur-Betriebsumgebung, nämlich in dem Zustand, in dem die Temperatur des Öls außerhalb des Hochtemperaturbereichs ist, ohne Fehlschlagen in den Kreislauf des zweiten Wärmetauschers 18 eingefüllt werden, welcher es erlauben könnte, dass das Öl dort hindurchströmt, wenn die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 den vorbestimmten Hochtemperaturbereich erreicht, wenn der übliche Ventilbetrieb durchgeführt wird.
Wenn das Thermoventil 20 mit dem Fahrzeugantriebssystem 10 fertig zusammenmontiert ist und die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 erstmalig bzw. erstlich den Hochtemperaturbereich erreicht, wird der Bimetallring 51 im Durchmesser ausgedehnt und hat somit den Mittelführungsschaft 27 in einer radial spezifizierten Position positioniert, nämlich mit dem äußeren Umfangsabschnitt des Bimetallrings 51 in der Mitte des Ventilgehäuses 21, bevor das Wachs in dem Ventilelement 31 ausgedehnt wird, so dass das Ventilelement 31 die konische Schraubenfeder 33 zusammendrückt. Der Bimetallring 51 wird daher aus der äußeren ringförmigen Nut 27e des Mittelführungsschafts 27 gelöst, so dass der Mittelführungsschaft 27 durch den Bimetallring 51 aus seinem Gehalten-Zustand freigegeben werden kann. Zu diesem Zeitpunkt wird das die Antriebskraft in Richtung zur ersten Betriebsposition BP1 empfangende Ventilelement 31 bewegt, so dass es die Ventilöffnung 22b schließt, und der Mittelführungsschaft 27, der ein Verlagern des Ventilelements 31 erlaubt, wird in die Ventilbewegungs-Zulassposition GP2 bewegt.
Zu diesem Zeitpunkt führt der Umstand, dass der Mittelführungsschaft 27 in Reaktion auf die veränderte Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 freigegeben ist, zu der Tatsache, dass unnötige Operationen für den Mittelführungsschaft 27 zum Freigeben aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 vollständig unnötig sein können. Das Thermoventil 20 gemäß der vorliegenden Erfindung benötigt keine Operation, die bei der üblichen Vorrichtung erforderlich ist, so dass der Bimetallring 51 resultierend aus der manuellen Betätigung zum Freigeben des Mittelführungsschaftes 27 aus dem Ventilgehäuse 21 auswärts vorsteht. Die Tatsache, dass die unnötigen Operationen für den Mittelführungsschaft 27 zum Freigeben aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 vollständig unnötig sein können, ermöglicht es, dass das Öl sogar unter der Niedertemperatur-Betriebsumgebung, nämlich in dem Zustand mit der Temperatur des Öls außerhalb des Hochtemperaturbereichs, in einfacher Weise ohne Fehlschlagen in den Kreislauf des den Ölfluss dort hindurch aufweisenden zweiten Wärmetauschers 18 eingefüllt werden kann.
Hier wird die folgende Operation wie bei dem üblichen Thermoventil gesehen angenommen und zum Vergleich mit dem obigen Vorteil des Thermoventils 20 gemäß der vorliegenden Erfindung berücksichtigt. Sogar wenn versucht wird, das Öl bei dem Öl in der Ventilbetätigungskammer 23 nur durch den Betrieb des Thermoventils 20 in den Kreislauf des zweiten Wärmetauschers 18 einzufüllen, kann das Öl nicht in den Kreislauf des zweiten Wärmetauschers 18 eingefüllt werden, wenn die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 im Niedertemperaturbereich liegt, so dass der Betrieb zum Prüfen, ob das Öl entweicht oder nicht, nicht durchgeführt werden kann in dem Stadium, in dem die Temperatur des Öls in dem Niedertemperaturbereich ist. Der Grund ist der, dass die Ventilöffnung 22b, die in Verbindung mit dem zweiten Wärmetauscher 18 und den Ölleitungen 18a, 18b steht, sogar mit dem ersten Wärmetauscher 15 mit dem Öl befüllt geschlossen bleibt. Während der Zeitspanne, in der die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 bei dem Funktionstest nach Vollendung des Montagevorgangs nicht den Hochtemperaturbereich erreicht, kann der gesamte Funktionstest nicht vollendet werden. Es können nicht nur Zeitabweichungen zum Einfüllen des Öls in die Ventilbetätigungskammer 23 verursacht werden, sondern es kann auch die Betriebsfähigkeit zum Einfüllen des Öls in die Ventilbetätigungskammer 23 verschlechtert werden.
Im Gegensatz dazu ist die vorliegende Ausführungsform in der Konstruktion einfach, wobei der Bimetallring 51 aus einem temperaturempfindlichen Verformungselement hergestellt ist, das aufgenommen ist in und in Eingriff ist mit der äußeren ringförmigen Nut 27e des Mittelführungsschafts 27, so dass es in Reaktion auf die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 ausdehnbar ist, wodurch der Mittelführungsschaft 27 ohne Fehlschlagen in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 gehalten werden kann, bis die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 den Hochtemperaturbereich erreicht. Daher kann das Öl zu den Zeiten der Nieder- und Hochtemperaturbereiche in die den Ölfluss dort hindurch erlaubenden Kreisläufe eingefüllt werden. Wenn die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 den Hochtemperaturbereich erreicht, wird der aus dem temperaturempfindlichen Verformungselement hergestellte Bimetallring 51 vom Mittelführungsschaft 27 gelöst, so dass der Mittelführungsschaft 27, wie oben beschrieben, aus seiner Fixierung bzw. Halterung freigegeben werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform nimmt das Ventilelement 31 die erste Betriebsposition BP1, in welcher der erste Strömungsdurchgangsweg PW1 realisiert ist, so dass die erste Einlassöffnung 21a in Verbindung mit der ersten Auslassöffnung 21b gebracht ist, und die zweite Betriebsposition BP2 ein bzw. an, in welcher der zweite Strömungsdurchgangsweg PW2 ist, so dass die zweite Einlassöffnung 21c durch die spezifizierte Öffnung in dem Ventilgehäuse 21 in die erste Auslassöffnung 21b gebracht wird, wodurch der erste Strömungsdurchgangsweg PW1 und die zweite Betriebsposition BP2 in Reaktion auf die Temperatur des in die Ventilbetätigungskammer 23 eingeleiteten Öls ohne Fehlschlagen selektiv gewechselt werden können.
In der vorliegenden Ausführungsform umfassen die Öffnungen 21a bis 21d und die Öffnungen 22a, 22b die Ventilöffnung 22a, die die einen Teil des ersten Strömungsdurchgangsweges PW1 formende Verbindungsöffnung bildet, und das Ventilelement 31 hat den ersten Ventilkörperabschnitt 41 zum Öffnen und Schließen der Ventilöffnung 22a und den zweiten Ventilkörperabschnitt 42 zum Öffnen und Schließen der Ventilöffnung 22b. Außerdem nimmt der erste Ventilkörperabschnitt 41 die erste Betriebsposition AP1 an, in der die Ventilöffnung 22a zum Erlauben, dass die erste Einlassöffnung 21a und die erste Auslassöffnung 21b durch den ersten Strömungsdurchgangsweg PW1 miteinander in Verbindung gebracht werden, geöffnet ist, und er nimmt die zweite Betriebsposition AP2 an, in der die Ventilöffnung 22a zum Erlauben, dass die erste Einlassöffnung 21a und die erste Auslassöffnung 21b außer Verbindung durch den ersten Strömungsdurchgangsweg PW1 miteinander gebracht werden, geschlossen ist, wohingegen der zweite Ventilkörperabschnitt 42 die erste Betriebsposition BP1 annimmt, in der die Ventilöffnung 22b zum Erlauben, dass die zweite Einlassöffnung 21c und die erste Auslassöffnung 21b auseinandergebracht werden, geschlossen ist, und die zweite Betriebsposition BP2, in der die Ventilöffnung 22b zum Erlauben, dass die zweite Einlassöffnung 21c und die erste Auslassöffnung 21b miteinander in Verbindung gebracht werden, geöffnet ist. Demgemäß nimmt das Ventilelement 31 die erste Betriebsposition BP1 an mit der Ventilöffnung 22a geöffnet und mit der Ventilöffnung 22b geschlossen, wohingegen es die zweite Betriebsposition BP2 annimmt mit der Ventilöffnung 22a geschlossen und mit der Ventilöffnung 22b geöffnet. Das Thermoventil 20 gemäß der vorliegenden Erfindung ist somit, da es mit einer lediglich geradlinigen Bewegung des Ventilelements 31 auskommt, in der Konstruktion einfach und ermöglicht es, dass der erste Strömungsdurchgangsweg PW1 und der zweite Strömungsdurchgangsweg PW2 selektiv und gleichmäßig ohne Fehlschlagen in Reaktion auf die Temperatur des in die Ventilbetätigungskammer 23 eingeleiteten Öls gewechselt werden.
Wie im Detail beschrieben wurde, hat das Ventilelement 31 einen verschiebbaren zylindrischen Abschnitt 43, der verschiebbar mit dem Führungsschaftabschnitt 27b des Mittelführungsschaftes 27 in Eingriff ist und der an dem zweiten Ventilkörperabschnitt 42 gesichert ist, und einen Trommelabschnitt 45, der einstückig mit dem verschiebbaren zylindrischen Abschnitt 43 ausgebildet ist und der mit einer Wachsaufnahmekammer 44 ausgebildet ist, die von dem Führungsschaftabschnitt 27b des Mittelführungsschaftes 27 verschlossen ist. Der erste Ventilkörperabschnitt 41 ist an dem Trommelabschnitt 45 abgestützt, so dass er in der Axialrichtung des Mittelführungsschafts 27 verlagerbar ist, wobei die Schraubendruckfeder 47 an dem ersten Ventilkörperabschnitt 41 vorgesehen ist, um den ersten Ventilkörperabschnitt 41 zum Schließen der Ventilöffnung 22a zu der Ventilöffnung 22a hin zu treiben. Die zuvor erwähnte Konstruktion ermöglicht es, bevorzugt den Geschlossen-Zustand mit der Ventilöffnung 22a mit dem ersten Ventilkörperabschnitt 41 geschlossen aufrechtzuerhalten, sogar wenn das Volumen des Wachses in der Wachsaufnahmekammer 44 des Trommelabschnitts 45 in dem Zustand variiert, in dem der Mittelführungsschaft 27 in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 gehalten ist.
Außerdem weist das Thermoventil 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die konische Schraubenfeder 33 auf, die zwischen dem zweiten Ventilkörperabschnitt 42 und dem Ventilgehäuse 21 angeordnet ist, um den zweiten Ventilkörperabschnitt 42 in Richtung zur Ventilöffnung 22b hin zu drängen zum Schließen der Ventilöffnung 22b, so dass auf den Mittelführungsschaft 27 die Antriebskraft der konischen Schraubenfeder 33 durch das Ventilelement 31 ausgeübt werden kann, so dass er sofort in die Ventilbewegungs-Zulassposition GP2 zurückgestellt wird, wenn der Bimetallring 51 von dem Mittelführungsschaft 27 gelöst ist, so dass der Mittelführungsschaft 27 aus seiner Halterung freigegeben ist.
Bei dem Thermoventil 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die im Volumen variable Wachsaufnahmekammer 44 mit dem Wachs gefüllt, das in Reaktion auf die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 ausdehnbar und zusammenziehbar ist, so dass, wenn die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 erhöht wird, das Wachs in dem Trommelabschnitt 45 ausgedehnt wird, das Ventilelement 31 es ermöglicht, dass sich der Trommelabschnitt 45 in Bezug auf den Mittelführungsschaft 27 verlagert, so dass die Ventilöffnung 22b von dem Ventilelement 31 geöffnet werden kann. Die Ventilöffnung 22b, die von dem Ventilelement 31 geöffnet wird, wenn die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 erhöht wird, ermöglicht es, das Öl in andere ein Hochtemperaturöl verwendende Kreisläufe einzuleiten, zum Beispiel einen von dem zweiten Wärmetauscher 18 repräsentierten Kühlkreislauf, und die Temperatur des Öls zu regulieren.
Der Bimetallring wird zwischen dem Mittelführungsschaft 27 und dem zylindrischen Abschnitt 25b des zweiten Gehäuseelements 25 des Ventilgehäuses 21 in das kaum Berühren verformt, so dass der Mittelführungsschaft aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition P1 freigegeben ist, wenn die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 erstlich den Hochtemperaturbereich erreicht. Zu diesem Zeitpunkt ist der Bimetallring 51 mit dem zylindrischen Abschnitt 25b des zweiten Gehäuseelements 25 des Ventilgehäuses 21 in Eingriff und in der am meisten zum Freigeben des Mittelführungsschaftes 27 geeigneten spezifischen Position gehalten, so dass der Bimetallring 51 ohne Fehlschlagen in eine bestimmte Position positioniert werden kann, wodurch es ermöglicht wird, die Freigabeoperation für den Führungsschaft 27 ohne Fehlschlagen durchzuführen, wenn der Bimetallring 51 in die Form verformt ist, so dass der Führungsschaft 27 aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 freigegeben ist.
Wie im Obigen beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform in dem Anfangsstadium, bis das Öl in die Ventilbetätigungskammer 23 eingeleitet ist, der Mittelführungsschaft von dem Bimetallring 51 in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 gehalten, und die Ventilöffnung 22b ist unabhängig von der Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 geöffnet, so dass das Öl sogar unter der Niedertemperatur-Betriebsumgebung ohne Fehlschlagen in den zweiten Wärmetauscher 18 eingefüllt werden kann, was eine Strömung von Fluid, wie beispielsweise von Öl, zu dem Zeitpunkt, zu dem die Temperatur des Öls in dem Hochtemperaturbereich ist, selbst unter einer Niedertemperatur-Betriebsumgebung erlaubt. Ferner wird, wenn die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 nach dem Öleinfüllvorgang den Hochtemperaturbereich erreicht, der Bimetallring 51 von dem Mittelführungsschaft 27 gelöst, so dass der Mittelführungsschaft 27 aus seiner Halterung freigegeben ist, das Ventilelement 31 in eine Richtung mit der Ventilöffnung 22b geschlossen bewegt wird und der Mittelführungsschaft 27 in die Ventilbewegungs-Zulassposition GP2 zurückgestellt wird, so dass keine Notwendigkeit bestehen kann zum Durchführen von unnötigen Operationen zum Freigeben des Mittelführungsschaftes 27 aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 oder anderweitig keine Notwendigkeit, irgendein Betätigungswerkzeug zum Vollenden der oben erwähnten Freigabeoperation außerhalb des Ventilgehäuses zu manipulieren. Im Ergebnis kann die vorliegende Erfindung ein Thermoventil 20 bereitstellen, welches ohne Durchführen irgendeiner bei dem üblichen Thermoventil erforderlichen unnötigen Freigabeoperation leicht und ohne Fehlschlagen den Vorgang zum Einfüllen des Öls in den Kreislauf realisieren kann, der zu dem Zeitpunkt, zu dem das Öl in der Ventilbetätigungskammer 23 in dem Hochtemperaturbereich ist, den Fluidstrom aufweist.
Obwohl das wie oben beschriebene Thermoventil 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen in dem Ventilgehäuse 21 aufgenommenen Bimetallring verwendet, der annähernd in einer C-Form ist, so dass er mit der äußeren ringförmigen Nut 27e des Mittelführungsschaftes 27 in dem Anfangsstadium in Eingriff steht, ist die Form des Bimetallrings 51 (nicht) auf die C-Form beschränkt, sondern kann in irgendeiner Form ausgebildet sein, wenn der Bimetallring 51 von dem Mittelführungsschaft 27 gelöst werden kann, wenn die Temperatur des durch den Öldurchgangsweg 16b hindurch passierenden dies erstlich den Hochtemperaturbereich erreicht. Ferner braucht der Bimetallring 51 nicht aus einem wie oben beschriebenen Bimetallring hergestellt sein.
Der Bimetallring 51 kann ersetzt werden durch einen Eingriffsring, der zum Beispiel aus einer Formgedächtnislegierung hergestellt ist, wenn der Eingriffsring es ermöglichen kann, dass der Mittelführungsschaft 27 aus seiner Halterung in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 freigegeben wird und in die Ventilbewegungs-Zulassposition GP2 zurückgestellt wird, wenn die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 den Hochtemperaturbereich erreicht. Der Bimetallring 51 kann irgendeine Form anders als die Ringform, wie die C-Form, haben, wie beispielsweise eine Bogenform, eine Stangenform, eine Plattenform und eine nicht kreisförmige ringförmige Form, welche in Reaktion darauf, dass die Umgebungstemperatur sich verändert, teilweise zu und weg von dem Mittelführungsschaft 27 bewegt werden kann. Genauer kann der Bimetallring 51 durch ein Paar von Eingriffselementen ersetzt werden, die jeweils zum Beispiel aus einem Bimetall oder einer Formgedächtnislegierung hergestellt sind, jeweils einander gegenüberliegend in der konkaven Form und Konkavitätsform sind und die mit der äußeren ringförmigen Nut 27e des Mittelführungsschafts 27 in Eingriff bringbar sind.
Das temperaturempfindliche Verformungselement kann ersetzt werden durch ein Eingriffselement von einem kombinierten Typ, der ein Element hat, das verformbar ist, indem es temperaturempfindlich ist, und ein Element hat, das nicht durch Temperaturempfindlichkeit verformbar ist. Die Verformungsrichtung des temperaturempfindlichen Verformungselementes zum Zeitpunkt, zu dem der Mittelführungsschaft 27 aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 freigegeben ist, ist nicht auf die wie oben beschriebene radiale Expansionsrichtung beschränkt, sondern kann bevorzugt die radiale Kontraktionsrichtung sein, nämlich die Richtung mit dem Bimetallring 51 in den Mittelführungsschaft 27 zurückgezogen, wobei die äußere Umfangsfläche des Bimetallrings 51 radial einwärts der Außenfläche des Mittelführungsschaftes ist. Daher kann das temperaturempfindliche Verformungselement mit dem Ventilgehäuse in Eingriff sein und auf der zum Freigeben des Mittelführungsschafts 27 geeigneten spezifischen Position gehalten werden. Ferner kann das temperaturempfindliche Verformungselement mit dem Ventilposition-Begrenzungselement wie dem Mittelführungsschaft 27 in Eingriff sein und auf der spezifischen Position gehalten sein. Hier ist die zum Freigeben des Mittelführungsschafts 27 geeignete spezifische Position vorgesehen, eine spezifische Position in der Radialrichtung des Mittelführungsschafts 27 anzugeben. Mit anderen Worten ist die spezifische Position vorgesehen, so dass sie eine spezifische Position in der Richtung senkrecht zu der Radialrichtung des Ventils meint, nämlich senkrecht zu der Axialrichtung des Ventilbetriebs. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die spezifische Position nicht beschränkt auf die obige Position, die in der Radialrichtung des Ventilposition-Begrenzungselementes wie dem Mittelführungsschaft 27 spezifiziert ist.
Außerdem braucht das temperaturempfindliche Verformungselement nicht wie oben aufgebaut sein, so dass es wie der Bimetallring 51 in der äußeren ringförmigen Nut 27e des Mittelführungsschafts 27 aufgenommen ist, sondern kann so aufgebaut sein, dass es irgendeine Form hat zum in Eingriff bringen mit einer Stufe, einer ringförmigen Konkavität oder Konvexität, nicht ringförmigen Konkavitäten (Löchern), die an dem Ventilposition-Begrenzungselement geformt sind, das den bewegbaren Schaft, wie zum Beispiel den Mittelführungsschaft, bildet, so dass der Mittelführungsschaft 27 gesteuert ist, sich axial in die Richtung zu bewegen, in der der Mittelführungsschaft 27 von dem Ventilgehäuse 21 freigegeben ist.
(Andere Ausführungsform)
6 und 7 zeigen eine andere Ausführungsform des Thermoventils gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Thermoventil und das Fahrzeugantriebssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind mit Ausnahme des temperaturempfindlichen Verformungselementes und seiner peripheren Konstruktion fast die gleichen in der Konstruktion wie jene des zuvor beschriebenen Thermoventils und des Fahrzeugantriebssystems der zuvor erwähnten Ausführungsform, so dass die Strukturelemente der vorliegenden Ausführungsform, die gleich wie und ähnlich zu jenen der zuvor erwähnten Ausführungsform sind, die gleichen Bezugsziffern wie jene der zuvor erwähnten Ausführungsform in den 1 bis 5 tragen und nachstehend vereinfacht beschrieben werden, wohingegen die Unterscheidungspunkte von der zuvor erwähnten Ausführungsform nachstehend im Detail beschrieben werden.
Wie in den 6 und 7 gezeigt, weist das Thermoventil 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Ventilgehäuse 21, ein Ventilelement 31 und einen Mittelführungsschaft 27 auf, der einen bewegbaren Schaft und ein Ventilbewegungs-Begrenzungselement bildet. Bei dem Thermoventil 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, das sich von dem Thermoventil 20 gemäß der zuvor erwähnten Ausführungsform unterscheidet, ist das Ventilgehäuse 21 nicht mit der inneren ringförmigen Nut 25g (siehe 3) ausgebildet, wobei der Mittelführungsschaft 27 nicht mit der äußeren ringförmigen Nut 27e ausgebildet ist.
Wie in 6 gezeigt, sind die Länge des Gleitschaftabschnitts 27a des Mittelführungsschafts 27 und die Länge des zweiten Gehäuseelements 25 des Ventilgehäuses 21 so festgelegt, dass die äußere Endfläche des Gleitschaftabschnitts 27a des Mittelführungsschafts 27 annähernd bündig mit der Endfläche 25j des zweiten Gehäuseelements 25 des Ventilgehäuses 21 ist, wenn der Mittelführungsschaft 27 die Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 annimmt, in welcher das Ventilelement 31 in der zweiten Betriebsposition BP2 gehalten ist.
Wie in den 6 bis 8 gezeigt, ist an der Endfläche 25j des zweiten Gehäuseelements 25 außerhalb des Ventilgehäuses 21 ein temperaturempfindliches Verformungselement 61 in der vorbestimmten Befestigungsstellung montiert. Das temperaturempfindliche Verformungselement 61 wird in dem Anfangsstadium, in welchem das temperaturempfindliche Verformungselement 61 an das Ventilgehäuse 21 und den Mittelführungsschaft 27 angelegt ist, und in einem Stadium, in welchem die Temperatur des temperaturempfindlichen Verformungselementes 61 unter der vorbestimmten Temperatur ist, in einem Fläche-zu-Fläche-Kontakt mit sowohl dem Ventilgehäuse 21 als auch dem Mittelführungsschaft 27 gehalten. Das temperaturempfindliche Verformungselement 61 ist in dem Anfangsstadium derart zwischen dem Ventilgehäuse 21 und dem Mittelführungsschaft 27 angeordnet und an dem Ventilgehäuse 21 gesichert, dass die Wärme von dem Mittelführungsschaft 27 an das temperaturempfindliche Verformungselement 61 überführt wird.
Das temperaturempfindliche Verformungselement 61 ist verformbar auf eine Form, in welcher in dem Anfangsstadium, bis die Temperatur des Öls in dem Ventilgehäuse 21 erstlich den Hochtemperaturbereich in Reaktion auf wenigstens eine von zum Beispiel beiden von den Temperaturen von dem Ventilgehäuse 21 und dem Mittelführungsschaft 27 erreicht, der Mittelführungsschaft 27 in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 gehalten wird und in welcher der Mittelführungsschaft 27 aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 freigegeben wird, wenn die Temperatur des Öls in dem Ventilgehäuse 21 erstmalig bzw. erstlich den Hochtemperaturbereich erreicht.
Genauer weist das temperaturempfindliche Verformungselement 61 einen Befestigungsabschnitt 61a, der an der Endfläche 25j des zweiten Gehäuseelements 25 des Ventilgehäuses 21 mittels einer Befestigungsschraube 62 gesichert ist, und einen Verformungsabschnitt 61b auf, der sich von dem Befestigungsabschnitt 61a aus zu dem Gleitschaftabschnitt 27a des Mittelführungsschafts 27 hin erstreckt und der verformbar ist auf eine Form, in welcher der Mittelführungsschaft 27 aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 freigegeben ist, wenn die Temperatur des Öls in dem Ventilgehäuse 21 über der vorbestimmten Temperatur ist.
Der Verformungsabschnitt 61b des temperaturempfindlichen Verformungselements 61 ist von einer Bimetallplatte, zum Beispiel in einer Stangenform, gebildet und erstreckt sich in der Radialrichtung des Mittelführungsschaftes 27 von dem Befestigungsabschnitt 61a und ist somit so aufgebaut, dass er zwei Metallelemente 61e, 61f, jeweils in schlanker Plattenform, aufweist, die sich im linearen Ausdehnungskoeffizienten unterscheiden und zusammengefügt sind. Das Metallelement 61e nahe der Mittelachse des Mittelführungsschafts 27 ist im linearen Ausdehnungskoeffizienten größer als das Metallelement 61f. Der Verformungsabschnitt 61b des temperaturempfindlichen Verformungselementes 61 nimmt eine in 8 in durchgezogenen Linien gezeigte Anfangsstellung AT1 oder eine Stellung nahe der Anfangsstellung AT1, wenn die Temperatur des Verformungsabschnitts 61b in dem vorbestimmten Niedertemperaturbereich ist, und eine in 8 in Phantomlinien gezeigte Freigabestellung AT2 oder Krümmung nahe der Freigabestellung ein, wenn die Temperatur des Verformungsabschnitts 61b den vorbestimmten Hochtemperaturbereich erreicht.
Daher kann das temperaturempfindliche Verformungselement 61 eine wie in 8 in durchgezogenen Linien gezeigte Stellung einnehmen, nämlich eine Anfangsstellung AT1, in welcher das temperaturempfindliche Verformungselement 61 in dem Anfangsstadium des Thermoventils 60, bis das Thermoventil 60 als ein Teil eines Öldruckkreislaufs mit dem Automatikgetriebe 12 verbunden ist und die Ventilbetätigungskammer 23 von dem Fertigstellungszeitpunkt an, zu dem das Thermoventil mit dem Fahrzeugantriebssystem 10 zusammenmontiert ist, mit Öl befüllt ist, in Eingriff mit dem Mittelführungsschaft 27 gehalten ist, so dass der Mittelführungsschaft 27 in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 gehalten ist. Das temperaturempfindliche Verformungselement 61 kann dann in Radialrichtung des Mittelführungsschafts 27 verformt werden, so dass es von der Anfangsstellung AT1 in die in 8 in Phantomlinien gezeigte Freigabestellung AT2 bewegt wird oder in eine Richtung gekrümmt wird, in der das temperaturempfindliche Verformungselement 61 von dem Mittelführungsschaft 27 gelöst ist in Reaktion auf die erhöhten Temperaturen des Ventilgehäuses 21 und des Mittelführungsschafts 27, wenn die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 nach dem Fertigstellungszeitpunkt, zu dem das Thermoventil 60 mit dem Fahrzeugantriebssystem 10 zusammenmontiert ist, erstlich den vorläufig festgelegten bzw. vorbestimmten Hochtemperaturbereich erreicht.
Das temperaturempfindliche Verformungselement 61 hat einen Rotationsstopperabschnitt 61c, der im Wesentlichen senkrecht zu dem Befestigungsabschnitt 61a gebogen ist. Das zweite Gehäuseelement 25 des Ventilgehäuses 21 hat eine flache Seitenfläche 25k, die an der Seitenfläche dessen ausgebildet ist. Der Rotationsstopperabschnitt 61c steht in Eingriff mit der flachen Seitenfläche 25k des zweiten Gehäuseelements 25 des Ventilgehäuses 21, so dass verhindert werden kann, dass das temperaturempfindliche Verformungselement 61 zusammen mit der Befestigungsschraube 62 gedreht wird, wenn das temperaturempfindliche Verformungselement 61 mittels der Befestigungsschraube 62 mit dem zweiten Gehäuseelement 25 des Ventilgehäuses 21 gekuppelt wird. Der Rotationsstopperabschnitt 61c des temperaturempfindlichen Verformungselements 61 ist gemäß der vorliegenden Erfindung nicht notwendigerweise erforderlich. Statt des zuvor erwähnten Rotationsstopperabschnitts 61c des temperaturempfindlichen Verformungselements 61 kann die Endfläche 25j des zweiten Gehäuseelements 25 des Ventilgehäuses 21 mit einem Führungsabschnitt oder einem Positionierungsabschnitt in einer Vorsprungsform oder einer Konkavitätsform ausgebildet sein, der in Eingriff mit dem Teil des Befestigungsabschnitts 61a des temperaturempfindlichen Verformungselementes 61 steht, so dass das temperaturempfindliche Verformungselement 61 in Bezug auf das zweite Gehäuseelement 25 des Ventilgehäuses 21 ausgerichtet und positioniert ist, so dass verhindert werden kann, dass sich das temperaturempfindliche Verformungselement 61 zusammen mit der Befestigungsschraube 62 dreht, wenn das temperaturempfindliche Verformungselement mittels der Befestigungsschraube 62 mit dem zweiten Gehäuseelement 25 des Ventilgehäuses 21 gekuppelt wird.
In dem Thermoventil 60 gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform kann der Verformungsabschnitt 61b des temperaturempfindlichen Verformungselements 61 in dem Stadium, in dem Öl in die Ventilbetätigungskammer 23 eingeleitet wird, die in 8 in durchgezogenen Linien gezeigte Anfangsstellung AT1 annehmen. Daher wird durch das temperaturempfindliche Verformungselement 61 der Mittelführungsschaft 27 in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 gehalten und wird das Ventilelement 31 in der zweiten Betriebsposition BP2 gehalten, wobei die Ventilöffnung 22b geöffnet ist, nämlich in dem Geöffnet-Zustand gehalten ist.
Die Tatsache, dass die Ventilöffnung 22b in dem Geöffnet-Zustand gehalten wird, sogar wenn die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23 nicht die vorbestimmte Hochtemperatur erreicht, wenn das Öl, nachdem das Thermoventil 60 in dem Automatikgetriebe 12 montiert ist, in die Ventilbetätigungskammer 23 eingefüllt wird, führt zu der Tatsache, dass das Öl in den Kreislauf des in dem üblichen Ventilbetrieb des Thermoventils 60 den Ölfluss dort hindurch aufweisenden zweiten Wärmetauschers 18 eingefüllt werden kann, wenn die Temperatur des Öls unter der Niedertemperatur-Betriebsumgebung, in welcher die Temperatur des Öls nicht in dem Hochtemperaturbereich ist, die vorläufig festgelegte Hochtemperatur erreicht.
Wenn die Temperatur des Öls in der Ventilbetätigungskammer 23, nachdem das Automatikgetriebe 12 in dem Fahrzeugantriebssystem 10 montiert ist, erstlich den Hochtemperaturbereich erreicht, wird wenigstens einer von dem Ventilgehäuse 21 und dem Mittelführungsschaft 27, die in Kontakt mit dem Öl in der Ventilbetätigungskammer 23 stehen, in Reaktion auf die Temperatur des Öls in der Temperatur verändert, so dass die Wärme des Ventilgehäuses 21 und des Mittelführungsschaftes 27 zu dem temperaturempfindlichen Verformungselement 61 geleitet werden kann. Zu diesem Zeitpunkt wird das temperaturempfindliche Verformungselement 61 in der Radialrichtung des Mittelführungsschafts 27 verformt, so dass es von der Anfangsstellung AT1 aus in die Freigabestellung bewegt wird, wobei die Freigabestellung AT2 in 8 in Phantomlinien gezeigt ist und in eine Richtung gekrümmt ist, so dass das temperaturempfindliche Verformungselement 61 in Reaktion auf die erhöhten Temperaturen des Ventilgehäuses 21 und des Mittelführungsschafts 27 von dem Mittelführungsschaft 27 gelöst ist.
Der Mittelführungsschaft 27 wird somit durch das temperaturempfindliche Verformungselement 61 aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 freigegeben, und das Ventilelement 31 wird durch die Antriebskraft der konischen Schraubenfeder 33 zum Schließen der Ventilöffnung 22b zu der ersten Betriebsposition BP1 hin zurückgestellt. Gleichzeitig wird der Mittelführungsschaft 27 in die Ventilbewegungs-Zulassposition GP2 zurückgestellt.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung verständlich sein wird, resultiert die vorliegende Ausführungsform mit einfacher Konstruktion, bei der nur das temperaturempfindliche Verformungselement 61 in Eingriff mit dem den bewegbaren Schaft bildenden Mittelführungsschaft 27 gehalten und somit von diesem gehalten ist, in der Tatsache, dass der Mittelführungsschaft 27 ohne Fehlschlagen in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 gehalten wird, bis die Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer 23 den Hochtemperaturbereich erreicht, wohingegen der Mittelführungsschaft 27 ohne Fehlschlagen aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 in Reaktion auf die veränderte Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer 23 freigegeben wird, wenn die Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer 23 den Hochtemperaturbereich erreicht.
Im Ergebnis benötigt die so aufgebaute vorliegende Ausführungsform nicht nur nicht irgendeine Arbeit zum Freigeben des Mittelführungsschafts 27 aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1, sondern es kann außerdem das Öl unter der Arbeitstemperaturumgebung, in welcher die Temperatur des Öls nicht den Hochtemperaturbereich erreicht, einfach und ohne Fehlschlagen in den Kreislauf des in dem Hochtemperaturbereich den Ölfluss dort hindurch aufweisenden zweiten Wärmetauschers 18 eingefüllt werden.
Außerdem kann das temperaturempfindliche Verformungselement 61 von der Außenseite des Ventilgehäuses 21 her beobachtet werden, wodurch es ermöglicht ist, visuell zu bestimmen, ob der Mittelführungsschaft 27 von dem temperaturempfindlichen Verformungselement 61 in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 gehalten wird oder nicht. Sogar wenn das temperaturempfindliche Verformungselement 61 aus irgendeinem Grund nicht normal arbeitet, kann durch Entfernen der Befestigungsschraube 62 aus dem zweiten Gehäuseelement 25 des Ventilgehäuses 21 der Mittelführungsschaft 27 aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 freigegeben werden. Dies bedeutet, dass die so konstruierte vorliegende Ausführungsform eine Betriebssicherungsfunktion erhält.
Ferner ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Verformungsabschnitt 61b des temperaturempfindlichen Verformungselements 61 aus einer Bimetallplatte hergestellt, die sich in der Radialrichtung des Mittelführungsschafts 27 erstreckt, so dass das freie Ende des Verformungsabschnitts 61b des temperaturempfindlichen Verformungselements 61 in einem großen Ausmaß in der Radialrichtung des Mittelführungsschafts 27 verformt werden kann und der Verformungsabschnitt 61b leicht in Kontakt mit der flachen Seitenfläche 25k des zweiten Gehäuseelements 25 des Ventilgehäuses 21 angeordnet werden kann. Als Folge kann, ohne dass das temperaturempfindliche Verformungselement 61 in einem großen Ausmaß aus dem Ventilgehäuse 21 vorsteht, der Mittelführungsschaft 27 ohne Fehlschlagen in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 gehalten und aus dieser freigegeben werden. Da das temperaturempfindliche Verformungselement 61 einen Befestigungsabschnitt 61a hat, der an dem zweiten Gehäuseelement 25 des Ventilgehäuses 21 zu sichern ist, kann die Wärme wirksam von dem Ventilgehäuse 21 und dem Mittelführungsschaft 27 an das temperaturempfindliche Verformungselement 61 geleitet werden, wodurch bewirkt wird, dass das temperaturempfindliche Verformungselement 61 in Bezug auf den Mittelführungsschaft 27 und das Ventilgehäuse 21 zuverlässig arbeitet. Die Wärme kann nicht nur von einem von dem Mittelführungsschaft 27 und dem Ventilgehäuse 21 an das temperaturempfindliche Verformungselement 61 geleitet werden, sondern von sowohl dem Mittelführungsschaft 27 als auch dem Ventilgehäuse 21, wodurch sich eine ausgezeichnete Wärmebetriebssicherheit ergibt.
Obwohl die Beschreibung für die obige vorliegende Ausführungsform auf das Ventilelement 31 gerichtet wurde, das von einem Wachsaufnahmetyp ist, kann jegliche Art des Ventilelements 31 anstelle des Wachsaufnahmetyps verwendet sein. Zum Beispiel kann einer der Typen des Ventilelements 31 eingerichtet sein zum Ausdehnen und Zusammenziehen des Fluids in der Ventilbetätigungskammer 23 in Reaktion auf die Temperatur des Fluids, so dass die Ventilöffnung 22b geschlossen und geöffnet wird. Die obige Ausführungsform wurde über die vertikal angeordneten Thermoventile 20 und 60 erläutert, wie in den 1 bis 3 und 6 und 7 gezeigt, jedoch können die Thermoventile 20 und 60 natürlich jeweilige Stellungen haben, die horizontal und in jeglichen anderen Richtungen angeordnet sind.
Obwohl die obige vorliegende Ausführungsform für den Umstand erläutert wurde, dass der Mittelführungsschaft 27 in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 gehalten wird in dem Anfangsstadium, bis das Öl in die Ventilbetätigungskammer 23 eingeleitet ist, und das Ventilelement 31 die zweite Betriebsposition BP2 annimmt, kann der Mittelführungsschaft 27 erneut in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition GP1 gehalten werden, wenn der Mittelführungsschaft 27 manuell von außen her in Richtung zum Inneren des Ventilgehäuses 21 hin gedrückt wird, bevor das Öl zum Beispiel zum Austauschen des Öls erneut in die Ventilbetätigungskammer 23 eingefüllt wird. Aus der vorhergehenden Beschreibung wird es verständlich sein, dass das Fluid nicht nur in dem Stadium des Montierens des Thermoventils, sondern auch zum Zeitpunkt des Ölaustauschs einfach und ohne Fehlschlagen in den Kreislauf des Wärmetauschers eingefüllt werden kann, der zu dem Zeitpunkt, zu dem das Fluid auf der hohen Temperatur ist, den Fluidfluss dort hindurch aufweist.
Wie im Obigen erläutert wurde, ist das Thermoventil gemäß der vorliegenden Erfindung so eingerichtet, dass das Ventilposition-Begrenzungselement in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition gehalten ist zum Öffnen der spezifischen Öffnung unabhängig von der Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer, wobei das temperaturempfindliche Verformungsventil in dem Anfangsstadium mit dem Fluid in die Ventilbetätigungskammer eingeleitet ist, so dass das Fluid ohne Fehlschlagen unter der Niedertemperatur-Arbeitsumgebung in den Kreislauf eingefüllt werden kann, der zum Zeitpunkt des Hochtemperaturbereichs den Fluidfluss dort hindurch aufweist, und das temperaturempfindliche Verformungselement kann ohne irgendeine spezielle Freigabeoperation von dem Ventilposition-Begrenzungselement gelöst werden, so dass das Ventilbewegungs-Begrenzungselement aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition freigegeben ist und das Ventilelement auf die Ventilschließposition zurückgestellt wird bei der Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer, nachdem das Öl in den Kreislauf eingefüllt ist, was zu der Tatsache führt, dass das Thermoventil ohne unnötige Arbeit betrieben werden kann, um das Fluid einfach und ohne Fehlschlagen in den Kreislauf einzufüllen, der zum Zeitpunkt des Hochtemperaturbereichs den Fluidfluss dort hindurch hat. Die vorliegende Erfindung ist für alle die Thermoventile nutzbar, die für den Kreislauf mit dem Wärmetauscher geeignet sind, der in der Lage ist, die Temperatur des zum Schmieren und Kühlen des Fahrzeuggetriebes verwendeten Öls zu regulieren.
Bezugszeichenliste

12: Automatikgetriebe
15: erster Wärmetauscher
16b1, 18c1: Öleinleitungs-Durchgangswegabschnitt
16b2, 18c2: Ölableitungs-Durchgangswegabschnitt
18:: zweiter Wärmetauscher
20, 60: Thermoventil
21: Ventilgehäuse
21a: äußere Verbindungsöffnung (erste Einlassöffnung)
21b: äußere Verbindungsöffnung (erste Auslassöffnung)
21c: äußere Verbindungsöffnung (zweite Einlassöffnung)
21d: äußere Verbindungsöffnung (zweite Auslassöffnung)
22a: eine Ventilöffnung (Verbindungsöffnung)
22b: andere Ventilöffnung (spezifische Öffnung)
23: Ventilbetätigungskammer
24: erstes Gehäuseelement
25: zweites Gehäuseelement
25g: innere ringförmige Nut
25j: Endfläche
27: Mittelführungsschaft (Ventilposition-Begrenzungselement)
27a: Gleitschaftabschnitt
27b: Führungsschaftabschnitt
27e: äußere ringförmige Nut
31: Ventilelement
32: äußeres Führungselement
32h: Durchgangsbohrung
33: konische Schraubenfeder (zweites elastisches Element)
41: erster Ventilkörperabschnitt
42: zweiter Ventilkörperabschnitt
43: verschiebbarer zylindrischer Abschnitt
44: Wachsaufnahmekamme (volumenvariable Kammer)
45: Trommelabschnitt
46: Ventilführungsschaft
47: Schraubendruckfeder (erstes elastisches Element)
51: Bimetallring (temperaturempfindliches Verformungselement)
61: temperaturempfindliches Verformungselement
61a: Befestigungsabschnitt
61b: Verformungsabschnitt
62: Befestigungsschraube
AP1, BP1: erste Betriebsposition
AP2, BP2: zweite Betriebsposition
AT1: Anfangsstellung
AT2: Freigabestellung
GP1: Ventilbetätigungs-Begrenzungsposition
GP2: Ventilbetätigungs-Zulassposition
PW1: erster Fluiddurchgangsweg
PW2: zweiter Fluiddurchgangsweg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007-333068 [0005]

Claims

Thermoventil mit: einem Ventilgehäuse, das mit einer Mehrzahl von Öffnungen, die jeweils in Verbindung mit den äußeren Durchgangswegen stehen, und einer Ventilbetätigungskammer ausgebildet ist, die mit den Öffnungen in Verbindung steht; einem Ventilelement, das in Reaktion auf die Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer in der Ventilbetätigungskammer verlagerbar ist, so dass es eine erste Betriebsposition zum Schließen einer unter den Öffnungen ausgewählten spezifischen Öffnung, wenn die Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer innerhalb eines vorbestimmten Niedertemperaturbereichs gehalten ist, und eine zweite Betriebsposition annimmt zum Öffnen der spezifischen Öffnung, wenn die Temperatur des Fluids in der Ventilbetätigungskammer innerhalb eines vorbestimmten Hochtemperaturbereichs gehalten ist, wobei das Ventilelement eine Antriebskraft in Richtung zu der ersten Betriebsposition hin in der Ventilbetätigungskammer empfängt; und einem Ventilposition-Begrenzungselement, das in dem Ventilgehäuse aufgenommen ist und das bewegbar ist, so dass es eine Ventilbewegungs-Begrenzungsposition, in welcher das Ventilelement in der zweiten Betriebsposition gehalten ist, und eine Ventilbewegungs-Zulassposition annimmt, in welcher zugelassen wird, dass sich das Ventilelement in Reaktion auf die Temperatur des Fluids verlagert, wobei das Ventilposition-Begrenzungselement in Richtung zu der Ventilbewegungs-Zulassposition hin getrieben wird; dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoventil ferner aufweist: ein temperaturempfindliches Verformungselement, das zwischen dem Ventilposition-Begrenzungselement und dem Ventilgehäuse angeordnet ist und das in Reaktion auf die Temperatur verformbar ist, wobei das temperaturempfindliche Verformungselement verformt wird in eine Form zum Halten des Ventilposition-Begrenzungselementes in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition in einem Anfangsstadium, bis die Temperatur des Fluids in dem Ventilgehäuse anfänglich den Hochtemperaturbereich erreicht, und zum Freigeben des Ventilposition-Begrenzungselementes aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition, wenn die Temperatur des Fluids in dem Ventilgehäuse anfänglich den Hochtemperaturbereich erreicht.
Thermoventil gemäß Anspruch 1, bei welchem das temperaturempfindliche Verformungselement in dem Ventilgehäuse aufgenommen ist und in Reaktion auf die Temperatur in dem Ventilgehäuse verformbar ist.
Thermoventil gemäß Anspruch 1, bei welchem das temperaturempfindliche Verformungselement außerhalb des Ventilgehäuses vorgesehen ist und in Reaktion auf die Temperatur von wenigstens einem von dem Ventilgehäuse und dem Ventilposition-Begrenzungselement verformbar ist.
Thermoventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem das Ventilposition-Begrenzungselement gebildet ist von einem bewegbaren Schaft, der axial bewegbar an dem Ventilgehäuse abgestützt ist.
Thermoventil gemäß Anspruch 4, bei welchem das temperaturempfindliche Verformungselement, wenn des temperaturempfindliche Verformungselement verformt wird, so dass der bewegbare Schaft aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition freigegeben ist, radial aus seiner Anfangsstellung verformt wird, in welcher das temperaturempfindliche Verformungselement mit dem bewegbaren Schaft in Eingriff ist, so dass der bewegbare Schaft in der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition gehalten ist.
Thermoventil gemäß Anspruch 5, bei welchem das temperaturempfindliche Verformungselement gebildet ist von einem Bimetallring, der einen Teil des bewegbaren Schafts umgibt und der im Durchmesser ausdehnbar ist, so dass er mit Abstand von dem Teil des bewegbaren Schafts angeordnet ist, wenn die Temperatur des Fluids den Hochtemperaturbereich erreicht.
Thermoventil gemäß Anspruch 4 oder 5, bei welchem das temperaturempfindliche Verformungselement einen Befestigungsabschnitt, der an dem Ventilgehäuse gesichert ist, und einen Verformungsabschnitt hat, der mit dem Befestigungsabschnitt verbunden ist und der verformbar ist auf die Form mit dem bewegbaren Schaft aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition freigegeben.
Thermoventil gemäß Anspruch 7, bei welchem der Verformungsabschnitt des temperaturempfindlichen Verformungselements gebildet ist von einem Bimetallring, der sich von dem Befestigungsabschnitt in der Radialrichtung des bewegbaren Schafts erstreckt.
Thermoventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem die Mehrzahl von Öffnungen die spezifische Öffnung ausschließt und aufweist eine erste Einlassöffnung zum Einleiten des Fluids in das Innere des Ventilgehäuses, eine erste Auslassöffnung zum Ableiten des Fluids aus dem Inneren des Ventilgehäuses, eine zweite Auslassöffnung, die mit der ersten Einlassöffnung in Verbindung steht, und eine zweite Einlassöffnung zum Einleiten des von der zweiten Auslassöffnung abgeleiteten Fluids, ein erster Fluiddurchgangsweg in dem Ventilgehäuse ausgebildet ist, so dass die erste Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung miteinander in Verbindung stehen, wenn das Ventilelement die erste Betriebsposition annimmt, und ein zweiter Fluiddurchgangsweg in dem Ventilgehäuse ausgebildet ist, so dass die zweite Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung durch die spezifische Öffnung miteinander in Verbindung stehen, wenn das Ventilelement die zweite Betriebsposition annimmt.
Thermoventil gemäß Anspruch 9, bei welchem die Mehrzahl von Öffnungen eine Verbindungsöffnung umfasst, die einen Teil des ersten Fluiddurchgangsweges bildet, und das Ventilelement einen ersten Ventilkörperabschnitt zum öffnen und Schließen der Verbindungsöffnung und einen zweiten Ventilkörperabschnitt zum Öffnen und Schließen der spezifischen Öffnung hat, der erste Ventilkörperabschnitt die erste Betriebsposition, in welcher die Verbindungsöffnung geöffnet ist, so dass die erste Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung durch den ersten Fluiddurchgangsweg miteinander in Verbindung stehen, und die zweite Betriebsposition annimmt, in welcher die Verbindungsöffnung geschlossen ist, so dass die erste Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung außer Verbindung durch den ersten Fluiddurchgangsweg miteinander stehen, und der zweite Ventilkörperabschnitt die erste Betriebsposition, in welcher die spezifische Öffnung geschlossen ist, so dass die zweite Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung außer Verbindung miteinander stehen, und die zweite Betriebsposition annimmt, in welcher die spezifische Öffnung geöffnet ist, so dass die zweite Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung miteinander in Verbindung stehen.
Thermoventil gemäß Anspruch 10, bei welchem das Ventilelement einen verschiebbaren zylindrischen Abschnitt, der axial verschiebbar mit dem Ventilposition-Begrenzungselement in Eingriff ist, und einen Trommelabschnitt hat, der einstückig mit dem verschiebbaren zylindrischen Abschnitt ausgebildet ist, so dass er eine von dem Ventilposition-Begrenzungselement verschlossene volumenvariable Kammer bildet, der erste Ventilkörperabschnitt axial verlagerbar an dem Trommelabschnitt abgestützt ist, und der erste Ventilkörperabschnitt und das Ventilelement es einem ersten elastischen Element ermöglichen, dazwischen einzugreifen, so dass auf den ersten Ventilkörper eine Antriebskraft in der Richtung mit der Verbindungsöffnung geschlossen ausgeübt wird.
Thermoventil gemäß Anspruch 10 oder 11, bei welchem der zweite Ventilkörperabschnitt und das Ventilgehäuse es ermöglichen, dass ein zweites elastisches Element dazwischen eingreift, so dass auf den zweiten Ventilkörper eine Antriebskraft in die Richtung mit der spezifischen Öffnung geschlossen ausgeübt wird.
Thermoventil gemäß einen der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem das temperaturempfindliche Verformungselement von einem von dem Ventilposition-Begrenzungselement und dem Ventilgehäuse in einer spezifischen Position gehalten wird, wenn das temperaturempfindliche Verformungselement zwischen dem Ventilposition-Begrenzungselement und dem Ventilgehäuse auf die Form mit dem Ventilposition-Begrenzungselement aus der Ventilbewegungs-Begrenzungsposition freigegeben verformt wird in Reaktion darauf, dass die Temperatur des Fluids erstlich den Hochtemperaturbereich erreicht.