-
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
-
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil und die Priorität der U.S. Provisional Application No. 61/426,547, eingereicht am 23. Dezember 2010 unter dem Titel VENTILVORRICHTUNG. Der Inhalt der genannten Patentanmeldung wird hiermit durch Bezugnahme ausdrücklich in die vorliegende ausführliche Beschreibung aufgenommen.
-
Gebiet der Technik
-
Diese Schrift betrifft eine Ventilvorrichtung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
-
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
-
Es sind eine Reihe von Systemen zur Regulierung der Temperatur einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Öl, unter Verwendung eines Wärmetauschers oder eines Ölkühlers bekannt. Genauer ist es bekannt, dass man die Temperatur von Öl, das in einem Getriebe verwendet wird, regulieren kann, um die Temperatur des Öls in einem gewünschten Temperaturbereich zu halten, so dass die Temperatur des Öls weder zu hoch noch zu niedrig ist. In einem bestimmten System zur Regulierung der Temperatur von Getriebeöl mittels eines Wärmetauschers ist ein Mischventil vorgesehen, das in der Lage ist, entweder warmes Kühlmittel, zum Beispiel aus einem Fahrzeugmotor, oder kaltes Kühlmittel, das zum Beispiel von einem Kühlkörper herkommt, durch den Wärmetauscher zu lenken, so dass der Wärmetauscher als Heizung oder als Kühlung wirkt. Eine Form eines Mischventils zur Regulierung der Temperatur einer Flüssigkeit, beispielsweise eines Kühlmittels, weist ein Ventilgehäuse auf, in dem erste und zweite Kammern ausgebildet sind, sowie Einlass- und Auslasskanäle, durch die eine Flüssigkeit in die erste Kammer hinein und aus daraus heraus strömen kann. Weitere Durchlässe bzw. Kanäle sind im Gehäuse vorgesehen, durch die Kühlmittel entweder bei einer höheren Temperatur oder bei einer niedrigeren Temperatur in die zweite Kammer hinein oder daraus heraus strömen kann. Ein linearer Stellantrieb in Form eines Wachsmotors ist in der ersten Kammer eingebaut und weist einen Stellantriebskörper, der das Wachs enthält, und einen Kolben auf, der sich durch eine Ausdehnung des Wachses in eine Ausfahrstellung bewegen kann, wenn die Temperatur des Wachses auf einen bestimmten Grad erhöht wird. Da ein erheblicher Teil des Stellantriebskörpers in der ersten Kammer angeordnet ist, wird die Temperatur des Stellantriebskörpers und dessen Wachses in einem gewissen Umfang zumindest von der Temperatur der Flüssigkeit bestimmt, die durch die erste Kammer strömt. Ein Ventilmechanismus, der einen Ventilkolben bzw. Schieber aufweist, dient dazu, den linearen Stellantrieb zu betätigen, wobei ein Ende des Schiebers wirkmäßig mit dem Kolben verbunden ist, um mit diesem zusammen bewegt zu werden. Der Ventilmechanismus ist in der zweiten Kammer des Gehäuses angeordnet und ist in der Lage, sowohl den Strom des Kühlmittels, das die höhere Temperatur aufweist, als auch den des Kühlmittels, das die niedrigere Temperatur aufweist, durch die zweite Kammer hindurch zu steuern.
-
Eine Schwierigkeit mit dem genannten Mischventil ist, dass dafür eine Anzahl von separaten, im Ventilgehäuse eingebauten Komponenten oder Teilen nötig ist, um den linearen Stellantrieb einzubauen. Außerdem kann der Zusammenbau eines solchen Mischventils wegen dessen Komplexität schwierig sein und kann die Herstellungskosten erhöhen.
-
Eine andere Schwierigkeit mit dem genannten Mischventil ist, dass die Temperatur des Wachses im Wachsmotor-Stellantrieb möglicherweise nicht nur von der Temperatur der Flüssigkeit, die durch die erste Kammer strömt, sonder auch von der Temperatur des Kühlmittels in der zweiten Kammer beeinflusst wird, da ein Ende des Wachsmotor-Stellantriebs und seines Kolbens entweder an die zweite Kammer angrenzt oder darin angeordnet ist. Der Einfluss der Temperatur des Kühlmittels kann zumindest in einigen Fällen den ordnungsgemäßen Betrieb des Wachsmotor-Stellantriebs negativ beeinflussen.
-
Eine weitere Schwierigkeit mit dem genannten Mischventil besteht darin, dass es zu einem Druckabfall in der zweiten Kammer kommen kann, wo der Kühlmitteldruck bei Verwendung des oben beschriebenen Ventilmechanismus sinkt. Der Druckabfall kann auch das Ventil betreffen und eine Undichtigkeit bewirken.
-
Daher besteht in der Technik ein Bedarf an einer Ventilvorrichtung, die weniger Komponenten benötigt und ein einfacheres Design hat, wodurch die Komplexität und die Herstellungskosten verringert werden können. Außerdem besteht in der Technik ein Bedarf an einer Ventilvorrichtung, die eine kontaminierende Wirkung eines ersten Fluids auf ein zweites Fluid in einer zweiten Kammer abschwächen kann. Darüber hinaus besteht in der Technik ein Bedarf an einer Ventilvorrichtung, die Druckabfälle in der zweiten Kammer verringern kann, wobei ein Ventilmechanismus die Durchlässe steuert, durch die Fluid strömen kann.
-
KURZFASSUNG
-
In einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Ventilvorrichtung, die aufweist:
ein erstes Gehäuse, das mit einem zweiten Gehäuse verbunden ist;
wobei das erste Gehäuse eine erste Kammer aufweist, die mit einem ersten Einlass und einem ersten Auslass in Fluidverbindung steht;
wobei die erste Kammer dafür ausgelegt ist, einen Thermo-Stellantrieb aufzunehmen, der als Reaktion auf eine Temperatur eines ersten Fluids in der ersten Kammer von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewegt werden kann;
wobei das zweite Gehäuse eine zweite Kammer aufweist, die mit einem ersten Durchlass und einem zweiten Durchlass in Fluidverbindung steht, wobei die erste Kammer fluiddicht gegen die zweite Kammer abgedichtet ist;
wobei die zweite Kammer dafür ausgelegt ist, einen Ventilmechanismus aufzunehmen; der Ventilmechanismus wirkmäßig mit dem Thermo-Stellantrieb verbunden ist und, nachdem er vom Thermo-Stellantrieb betätigt worden ist, aus einer ersten Ventilstellung, die verhindert, dass ein zweites Fluid vom ersten Durchlass zum zweiten Durchlass strömt, in eine zweite Ventilstellung bewegbar ist, die einen Strom des zweiten Fluids vom ersten zum zweiten Durchlass zulässt.
-
Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Ventilvorrichtung, das Folgendes umfasst:
- – Formen oder Gießen eines ersten Gehäuses mit einem ersten Einlass, einem ersten Auslass und einer ersten Kammer, die mit dem ersten Einlass und dem ersten Auslass in Fluidverbindung steht;
- – Anordnen eines Thermo-Stellantriebs in der ersten Kammer, wobei der Thermo-Stellantrieb als Reaktion auf eine Temperatur des ersten Fluids in der ersten Kammer von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewegt werden kann;
- – Abdichten der ersten Kammer gegen Fluide;
- – Formen oder Gießen eines zweiten Gehäuses mit einem ersten Durchlass, einem zweiten Durchlass und einer zweiten Kammer, die mit dem ersten Durchlass und dem zweiten Durchlass in Fluidverbindung steht;
- – Anordnen eines Ventilmechanismus in der zweiten Kammer;
- – wirkmäßiges Verbinden des Ventilmechanismus mit dem Thermo-Stellantrieb; und
- – Verbinden des ersten Gehäuses mit dem zweiten Gehäuse;
wobei der Ventilmechanismus auf eine Betätigung durch den zweiten Stellantrieb hin aus einer ersten Ventilstellung, die verhindert, dass ein zweites Fluid vom ersten Durchlass zum zweiten Durchlass strömt, in eine zweite Ventilstellung, die zulässt, dass das zweite Fluid vom ersten Durchlass zum zweiten Durchlass strömt, bewegt werden kann.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
-
1 ist eine schematische Darstellung eines Motors und eines Getriebesystems, das einen Kühlkörper und einen Ölwärmetauscher für Getriebefluid oder Öl aufweist.
-
2 ist ein seitlicher Aufriss einer Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Beschreibung.
-
3 ist ein seitlicher Aufriss einer Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Beschreibung, der einen Blick in das Gehäuse gestattet und in dem die Ventilstellung zulässt, dass warmes Kühlmittel strömt.
-
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Beschreibung, die einen Blick in das Gehäuse gestattet und in der die Ventilstellung zulässt, dass kaltes Kühlmittel strömt.
-
5 ist ein Graph, der zeigt, wie kaltes und warmes Kühlmittel als Funktion einer Öltemperatur in einer Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Beschreibung strömen.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
1 zeigt schematisch ein Kühlsystem für einen Fahrzeugmotor 110 und ein Fahrzeuggetriebe 112. Der Motor 110 wird mittels Kanälen gekühlt, die im Motor ausgebildet sind und durch die ein Kühlmittel, normalerweise eine Mischung aus Wasser und Glycol, strömen kann. Dieses Kühlmittel, das eine Form einer Wärmetauscherflüssigkeit darstelt, kann durch ein Kühlmittelrohr 114 in den Motor strömen und durch ein Kühlmittelrohr 116 aus dem Motor 116 strömen. Das Kühlmittel kann mittels eines Standardkühlkörpers 118 mit einem Auslass, der mit dem Rohr 114 verbunden ist, und einem Einlass, der mit dem Rohr 116 verbunden ist, gekühlt werden. Vorzugsweise ist ein Motorthermostat 120 in der Leitung 116 angeordnet, und abhängig von der Temperatur des Kühlmittels ist dieser Thermostat in der Lage, einen Teil des Kühlmittels durch eine Kühlmittelleitung 128 zurück zum Motor zu lenken. Mit einem anderen Auslass des Kühlkörpers 118 ist eine weitere Kühlmittelleitung 130 verbunden, durch die Wärmetauscherflüssigkeit, d. h. ein Kühlmittel, mit einer niedrigeren Temperatur über eine Ventilvorrichtung 2, die gemäß der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, durch einen Getriebeöl-Wärmetauscher 124 strömen kann. Der Getriebeöl-Wärmetauscher 124 kann einen Standardaufbau haben. Optional kann ein Niedertemperatur-Kühlkörper 133 in der Leitung 130 in der Nähe des Haupt-Kühlkörpers 118 vorgesehen sein.
-
Eine andere Kühlmittelleitung 134 verbindet den Kühlmittelauslass 136 des Motors mit der Ventilvorrichtung 2. Diese Leitung ist in der Lage, warmes Kühlmittel aus dem Motor zu einem Einlass 138 zu transportieren, der an einem Ende der Ventilvorrichtung 2 angeordnet ist. Die Ventilvorrichtung 2 ist durch eine kurze Leitung oder einen Übergang 140, durch die bzw. den Kühlmittel aus der Ventilvorrichtung 2 zum Wärmetauscher 124 strömen kann, mit dem Ölwärmetauscher verbunden. Dieses Kühlmittel kann entweder warmes Kühlmittel aus der Leitung 134 oder kaltes Kühlmittel aus der Leitung 130 sein. Die Temperatur des Kühlmittels, das durch den Übergang 140 strömt, hängt von der Stellung eines Ventilelements in der Ventilvorrichtung 2 ab, wie weiter unten ausführlich erläutert wird. Getriebeöl, das für unsere Zwecke als ”erstes Fluid” betrachtet werden kann, kann aus dem Getriebe 112 durch eine Leitung oder ein Rohr 142, das bei 144 mit einem Öleinlass verbunden ist, zum Öl-Wärmetauscher 124 strömen. Das erste Fluid oder das Öl kann an einer Leitung 146, wo es in die Ventilvorrichtung 2 strömt, aus dem Ölwärmetauscher auszutreten, so dass das Getriebeöl durch eine Ölleitung 148, die mit einem Ölauslass 150 verbunden ist, zum Getriebe 112 zurückkehren kann. Es wird sich zeigen, dass der Wärmetauscher 124 mit dieser Anordnung in der Lage ist, entweder das Getriebeöl mittels eines warmen Kühlmittels zu erwärmen oder das Getriebeöl mittels des kalten Kühlmittels zu kühlen.
-
Die Ventilvorrichtung 2, die oben genannt und in 2 bis 4 dargestellt ist, wird hierin näher beschrieben. Wie oben angegeben, weist die Ventilvorrichtung 2 ein erstes Gehäuse 4 auf, das mit einem zweiten Gehäuse 6 verbunden ist. Das erste Gehäuse 4 weist auf: einen ersten Einlass 10, einen ersten Auslass 12 und eine erste Kammer 8, die mit dem ersten Einlass 10 und dem ersten Auslass 12 in Fluidverbindung steht, so dass ein erstes Fluid vom ersten Einlass 10 zum ersten Auslass 12 strömen kann, indem es in die erste Kammer 8 eintritt und dann daraus austritt. Die erste Kammer 8 ist ungefähr so bemessen, dass sie einen Thermo-Stellantrieb 14 aufnehmen kann und dabei zulässt, dass das erste Fluid aus dem ersten Einlass 10 in die erste Kammer 8 eintritt und dann aus dem ersten Auslass 12 austritt. Der Thermo-Stellantrieb 14 weist einen Stellantriebskolben 46 auf, der als Reaktion auf eine Temperatur des ersten Fluids in der ersten Kammer 8 aus einer ersten Stellung 16 (in 3 dargestellt) in eine zweite Stellung 20 (in 4 dargestellt) bewegt werden kann.
-
Das zweite Gehäuse 6 der Ventilvorrichtung 2 weist eine zweite Kammer 20 auf, die mit einem ersten Durchlass 22 und einem zweiten Durchlass 24 verbunden ist, so dass ein zweites Fluid aus dem ersten Durchlass 22 in die zweite Kammer 20 eintreten und dann aus dem zweiten Durchlass 24 austreten kann. In der hierin offenbarten Ventilvorrichtung ist die erste Kammer 8 gegen Fluide in der zweiten Kammer 20 abgedichtet, um zu verhindern, dass ein Fluid das andere verunreinigt. Die zweite Kammer 20 ist ungefähr so bemessen, dass sie einen Ventilmechanismus 26 aufnehmen kann, der den Strom des zweiten Fluids, der in die zweite Kammer 20 eintritt, steuert. Der Ventilmechanismus 26 ist wirkmäßig mit dem Thermo-Stellantrieb 14 verbunden und kann aus einer ersten Ventilstellung 28 (3) in eine zweite Ventilstellung 30 (4) bewegt werden, sobald er vom Thermo-Stellantrieb 14 betätigt worden ist. In der hierin beschriebenen Ventilvorrichtung 2 verhindert der Ventilmechanismus 26 in der ersten Ventilstellung 28, dass das zweite Fluid aus dem ersten Durchlass 22 in die zweite Kammer 20 eintritt, und hemmt daher auch den Austritt des zweiten Fluids in den zweiten Durchlass 24. Dagegen lässt der Ventilmechanismus 26 in der zweiten Ventilstellung 30 einen Strom des zweiten Fluids aus dem ersten Durchlass 22 zum zweiten Durchlass 24 zu, und lässt dadurch einen Strom des zweiten Fluids aus dem ersten Durchlass 22 zum zweiten Durchlass 24 zu.
-
In einer Ausführungsform weist die Ventilvorrichtung 2 beispielsweise und ohne dass dies eine Beschränkung darstellt, einen dritte Durchlass 36 im zweiten Gehäuse 6 auf, wie in den 2 bis 4 dargestellt ist. Die Anzahl der Durchlässe ist nicht besonders beschränkt, und abhängig vom Ventildesign und den Ventilanforderungen können weitere Durchlässe vorhanden sein. In der offenbarten Ausführungsform dient der dritte Durchlass als weiterer Einlasskanal in die zweite Kammer 20, und in der ersten Ventilstellung 28 (3) lässt der Ventilmechanismus 26 zu, dass das zweite Fluid aus dem dritten Durchlass 36 zum zweiten Durchlass 24 strömt, während der Strom des zweiten Fluids aus dem ersten Durchlass gehemmt ist. In der zweiten Ventilstellung 30 (4) wird ein Strom des zweiten Fluids aus dem dritten Durchlass 36 gehemmt, während ein Strom aus dem ersten Durchlass 22 zum zweiten Durchlass 24 zugelassen wird.
-
Die Anordnung der Durchlässe ist nicht besonders beschränkt und kann auf Basis der Design-Anforderungen der Ventilvorrichtung 2 eingerichtet werden. In der hierin beschriebenen Ventilvorrichtung 2 sind der erste Durchlass 22 und der dritte Durchlass 36 so angeordnet, dass der erste Durchlass 22 in Bezug auf den dritten Durchlass diametral gegenüberliegend und axial versetzt angeordnet ist; und der Strom des zweiten Fluids aus sowohl dem ersten Durchlass 22 als auch dem dritten Durchlass 36 ist senkrecht zum Strom des zweiten Fluids aus der dem zweiten Durchlass 24. In einer anderen Ausführungsform können die Durchlässe so angeordnet sein, wie in der veröffentlichten US-Patentanmeldung Nr. 2010/0181516 offenbart, die durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
-
Der Thermo-Stellantrieb 14, der in der hierin offenbarten Ventilvorrichtung 2 verwendet wird, ist nicht besonders beschränkt. In der hierin offenbarten Ausführungsform weist der Thermo-Stellantrieb 14 einen Kolben 46 auf mit einem ersten Ende, das mit einem Stellantriebskörper 42 verbunden ist, welcher ein kontrahierend ausdehnungsfähiges Material aufweist. Das zweite Ende 56 des Kolbens greift am Ventilmechanismus 26 an. In einer Ausführungsform ist der Stellantriebskörper 42 wärmeleitend und der Kolben 46 ist nicht wärmeleitend.
-
Das kontrahierend ausdehnungsfähige Material, das im Stellantriebskörper 42 verwendet wird, kann mehrere Formen aufweisen. In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem kontrahierend ausdehnungsfähigen Material beispielsweise, und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, um Wachs. In einem anderen Beispiel könnte ein Material mit Formgedächtnis verwendet werden. Das sich kontrahierend ausdehnungsfähige Material dehnt sich aus, wenn es erwärmt wird, und braucht daher mehr Platz, und wenn es abkühlt, zieht sich das Material zusammen. Dies beeinflusst die Bewegung des Kolbens 46, der sich aus der ersten Stellung 16 in die zweite Stellung 18 bewegt, sobald sich das kontrahierend ausdehnungsfähige Material ausgedehnt hat. Da das zweite Ende 56 des Kolbens 46 am Ventilmechanismus 26 angreift, betätigt eine Bewegung des Kolbens 46 aus der ersten Stellung 16 in die zweite Stellung 18 bei einer Ausdehnung des kontrahierend ausdehnungsfähigen Material den Ventilmechanismus 26 und bewirkt, dass sich dieser aus der ersten Ventilstellung 28 in die zweite Ventilstellung 30 bewegt; und steuert dadurch den Strom des zweiten Fluids in die zweite Kammer 20.
-
In einer Ausführungsform der hierin offenbarten Ventilvorrichtung 2 ist die erste Kammer 8 fluiddicht gegen die zweite Kammer 20 abgedichtet, um zu verhindern, dass ein Fluid das andere verunreinigt. In der hierin offenbarten Ausführungsform ist die erste Kammer 8 unter Verwendung eine Dichtscheibe 38, die eine Öffnung 40 aufweist, gegen Fluide abgedichtet. Die Dichtscheibe 38 greift an einem Verbindungsende des Stellantriebskörpers 58 an, um den Stellantriebskörper 42 thermisch gegen das zweite Fluid zu isolieren, wodurch ein Einfluss der Temperatur des zweiten Fluids auf das kontrahierend ausdehnungsfähige Material abgeschwächt wird. Die Öffnung 40 ist dafür ausgelegt, den Kolben 46 abdichtend aufzunehmen und dessen Bewegung aus der ersten Stellung 16 in die zweite Stellung 18 zu gestatten.
-
Das Material der Dichtscheibe 38 ist nicht besonders beschränkt. Das Material der Dichtscheibe 38 sollte eine Abdichtung der ersten Kammer 8 gegenüber der zweiten Kammer 20 gegen Fluide ermöglichen und kann auch wärmeisolierend sein. In einer Ausführungsform kann die Dichtscheibe zum Beispiel, und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, aus polymerischem Material bestehen.
-
Das Verfahren zum Abdichten der ersten Kammer 8 unter Verwendung der Dichtscheibe 38 ist ebenfalls nicht besonders beschränkt. In einer Ausführungsform ist die Dichtscheibe zum Beispiel, und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, ultraschallverschweißt. Andere Verfahren würden Gewinde, Klammern, Sicherungsringe, Schnappverschlusskonstruktionen, mit Gewinden versehene Befestigungsmittel und andere beinhalten.
-
Um zu verhindern, dass sich ein Fluid mit dem anderen mischt, kann die erste Kammer 8 außer mit den oben aufgezählten Elementen auch mit einem O-Ring 62 versehen sein, der einen Kontakt des ersten Fluids in der ersten Kammer 8 mit dem Verbindungsende des Stellantriebskörpers 58 hemmt und gleichzeitig zulässt, dass das erste Fluid mit dem übrigen Abschnitt des Stellgliedkörpers 42, der in der ersten Kammer 8 angeordnet ist, wechselwirkt. Der hierin beschriebene O-Ring 62 stellt eine sekundäre Dichtung bereit, die weggelassen werden kann, wenn eine leckfreie Fuge erhalten werden kann, zum Beispiel, und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, mittels Ultraschallschweißens.
-
Der Ventilmechanismus 26, der in der hierin beschriebenen Ventilvorrichtung 2 verwendet wird, ist nicht besonders beschränkt. In einer Ausführungsform und wie in den 3 und 4 dargestellt, weist der Ventilmechanismus 26 ein reziprozierendes Hülsenelement 48 auf, das einen Strom des zweiten Fluids durch das Hülsenelement 48 gestattet. Das Hülsenelement 48 weist ein Hülsenelementende 60 auf, das mit dem zweiten Ende des Kolbens 56 verbunden ist; dadurch gestattet es eine Bewegung des Hülsenelement 48 aus der ersten Ventilstellung 28 in die zweite Ventilstellung 30, sobald es betätigt worden ist. Das Hülsenelement 48 wirkt als inkrementeller Stromregulierer, da es sich schrittweise zwischen den ersten und zweiten Stellungen bewegt und dabei den Durchlass 22 schrittweise erweitert, während der Durchlass 36 schrittweise verengt wird, und umgekehrt. In einer anderen Ausführungsform weist der Ventilmechanismus einen Schieber auf, wie in der veröffentlichten US-Patentanmeldung Nr. 2010/0181516 offenbart, der durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
-
In einem Ausführungsbeispiel der hierin beschriebenen Ventilvorrichtung 2 weist die zweite Kammer 20 eine Vorspanneinrichtung 50 auf, die den Ventilmechanismus 26 oder das Hülsenelement 48 auf die erste Ventilstellung 28 vorspannt. Die Vorspanneinrichtung 50, die im hierin beschriebenen Ventilmechanismus 50 verwendet wird, ist nicht besonders beschränkt und kann verschiedene Formen aufweisen. In einer Ausführungsform ist die Vorspanneinrichtung zum Beispiel, und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, eine Feder.
-
Die relative Anordnung der Verbindung zwischen dem ersten Gehäuse 4 und dem zweiten Gehäuse 6 kann an einer Reihe von Stellen durchgeführt werden. In einer Ausführungsform ist das erste Gehäuse 4 zum Beispiel und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, und wie in den 2 bis 4 dargestellt, im Wesentlichen mittig 52 mit dem zweiten Gehäuse 6 verbunden.
-
Das Verfahren zum Verbinden des ersten Gehäuses 4 mit dem zweiten Gehäuse 6 ist ebenfalls nicht besonders beschränkt. In einer Ausführungsform ist das erste Gehäuse zum Beispiel, und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, durch Verklammern, mit Twistlocks, durch Ultraschallverbindung oder Drehschweißen abdichtend mit dem zweiten Gehäuse 6 verbunden. In einem anderen Ausführungsbeispiel können die ersten und zweiten Gehäuse 4, 6 zum Beispiel, und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, eine Stecker-Buchsen- bzw. Nut-und-Feder-Verbindung sein. Die Stecker-Buchsen-Verbindung kann zum Beispiel, und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, mit einem Gewinde versehen sein, um das erste und das zweite Gehäuse 4, 6 miteinander zu verbinden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel könnten die ersten und zweiten Gehäuse 4, 6 stumpf anliegende Kanten aufweisen, um eine Stoßfuge bereitzustellen. Die Stoßfuge kann zum Beispiel, und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, verklammert oder mittels anderer Einrichtungen verbunden werden. Ein einem noch anderen Ausführungsbeispiel weisen die ersten und zweiten Gehäuse 4, 6 komplementär gezahnte Abschnitte auf, die verwendet werden können, um die Gehäuse miteinander zu verbinden. Die gezahnten Abschnitte können die Ausrichtung der ersten und zweiten Gehäuse 4, 6 unterstützen. In einer weiteren Ausführungsform kann ein O-Ring verwendet werden, um das Verbinden der ersten und zweiten Gehäuse 4, 6 zu unterstützen. Der O-Ring kann zum Beispiel, und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, zwischen den ersten und zweiten Gehäusen 4, 6 vorhanden sein.
-
Das Material, das für die ersten und zweiten Gehäuse 4, 6 der Ventilvorrichtung 2 verwendet wird, ist nicht besonders beschränkt. In einer Ausführungsform kann das erste Gehäuse 4 zum Beispiel, und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, wärmeisolierend sein, um einen Wärmeverlust des ersten Fluids, wenn es durch die erste Kammer 8 strömt, zu vermeiden. Dagegen kann das erste Gehäuse 6 durchlässig sein und eine Ableitung von Wärme des zweiten Fluids, das durch die zweite Kammer 20 strömt, zulassen. Durch die Verwendung des ersten Gehäuses 4 und des zweiten Gehäuses 6 ist es möglich, die Ventilvorrichtung 2 so zu entwerfen, dass ein Gehäuse wärmeisolierend ist, während das andere Gehäuse wärmedurchlässig ist. Das Material, das für die ersten und zweiten Gehäuse 4, 6 verwendet wird, ist nicht besonders beschränkt, und ein geeignetes Material kann abhängig von den Anforderungen ausgewählt werden, zum Beispiel, und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, vom Design, dem Maß der Wärmeisolierung/-durchlässigkeit und der Verbindung der Gehäuse. In einer Ausführungsform ist das erste Gehäuse 4 zum Beispiel, und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, aus wärmeisolierendem Kunststoff gefertigt und das zweite Gehäuse ist aus wärmedurchlässigem Kunststoff gefertigt. Andere Materialien für das Gehäuse können zum Beispiel, und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, Aluminium, Stahl, keramikbeschichtetes Metall und andere beinhalten.
-
In einer weiteren Ausführungsform weist die hierin beschriebene Ventilvorrichtung ein Entlastungsloch 54 im ersten Gehäuse 4 auf. Das Entlastungsloch 54 kann zum Beispiel, und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, ein Loch im ersten Gehäuse 4 sein, durch das das erste Fluid, das aus der ersten Kammer 8 entweicht und sich zur zweiten Kammer 20 bewegt, aus der Ventilvorrichtung 2 abgelassen werden kann. Das Entlastungsloch kann für Sicherheit sorgen und außerdem dazu beitragen, ein Mischen von einem Fluids mit dem anderen zu verhindern. Die Stelle, wo sich das Entlastungsloch 54 befindet, ist nicht besonders beschränkt. In einer Ausführungsform kann das Entlastungsloch 54 zum Beispiel, und ohne dass dies eine Beschränkung darstellen würde, in der Nähe des Verbindungsendes des Stellantriebs 58 im ersten Gehäuse 4 angeordnet sein.
-
In einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Herstellung der Ventilvorrichtung 2, wie hierin offenbart. Das Verfahren beinhaltet den Schritt des Formens oder Gießens eines ersten Gehäuses 4 mit einem ersten Einlass 10, einem ersten Auslass 12 und einer ersten Kammer 8, die mit dem ersten Einlass 10 und dem ersten Auslass 12 in Fluidverbindung steht. Ein Thermo-Stellantrieb 14 wird dann in der ersten Kammer 8 angeordnet. Der Thermo-Stellantrieb 14 kann als Antwort auf eine Temperatur eines ersten Fluids in der ersten Kammer 8 von einer ersten Stellung 16 in eine zweite Stellung 18 bewegt werden. Die erste Kammer 8 wird dann gegen Fluide abgedichtet. Eine Prüfung kann durchgeführt werden, um die Dichtheit der ersten Kammer 8 zu überprüfen. Es wird ein zweites Gehäuse 6 geformt oder gegossen, das mit einem ersten Durchlass 22, einem zweiten Durchlass 24 und einer zweiten Kammer 20, die mit dem ersten Durchlass 20 und dem zweiten Durchlass 24 in Fluidverbindung steht. Ein Ventilmechanismus 26, der wirkmäßig mit dem Thermo-Stellantrieb 14 verbunden ist, wird in der zweiten Kammer 20 des zweiten Gehäuses 6 angeordnet. Die ersten und zweiten Gehäuse werden dann miteinander verbunden, um die Ventilvorrichtung 2 zu bilden.
-
Der Schritt des Formens oder Gießens der ersten und zweiten Gehäuse ist nicht besonders beschränkt und sollte einem Fachmann bekannt sein oder von diesem bestimmt werden können. Der Schritt kann auf Basis des Materials des Gehäuses eingerichtet werden, das ebenfalls nicht besonders beschränkt ist, und sollte einem Fachmann bekannt sein oder von diesem auf Basis der Verwendung der Ventilvorrichtung 2 bestimmt werden können.
-
5 offenbart anhand eines nicht-beschränkenden Beispiels den Strom des warmen und des kalten Kühlmittels in der zweiten Kammer 20 als Funktion der Öltemperatur in der ersten Kammer 8 in einer Ausführungsform der Ventilvorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Beschreibung. Die Einlasstemperatur des kalten Kühlmittels liegt bei etwa 40°C, und der Einlass des heißen Kühlmittels liegt bei etwa 90°C. Bei niedrigen Öltemperaturen wird zugelassen, dass heißes Kühlmittel durch die Ventilvorrichtung 2 strömt. Wenn die Öltemperatur steigt, bewegt sich der Ventilmechanismus 26 aus der ersten Ventilstellung 28 in die zweite Ventilstellung 30, wodurch mehr kaltes Kühlmittel in die zweite Kammer 20 gelangen kann und in den Wärmetauscher gelenkt wird, um das Öl abzukühlen.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels dargestellt und beschrieben worden ist, bei dem es sich um eine Ausführungsform handelt, die eine besondere Nützlichkeit bei der Regulierung der Temperatur einer Flüssigkeit, wie beispielsweise eines Autogetriebefluids, mittels eines Wärmetauschers und eines Kühlmittels wie einer Wasser-Glycol-Mischung hat, sei klargestellt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin dargestellten Einzelheiten beschränkt ist, da selbstverständlich verschiedene Weglassungen, Modifizierungen, Ersetzungen und Änderungen der Formen und Einzelheiten des offenbarten Systems und der Ventilvorrichtung und ihres Betriebs von einem Fachmann durchgeführt werden können, ohne in irgendeiner Weise vom Gedanken und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
