DE112016002408T5

DE112016002408T5 - Umgehungsventil

Info

Publication number: DE112016002408T5
Application number: DE112016002408.8T
Authority: DE
Inventors: Jeff Sheppard
Original assignee: Dana Canada Corp
Current assignee: Dana Canada Corp
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2018-04-12
Also published as: CN107614950A; US20160349770A1; CN107614950B; WO2016191862A1; CA2986932A1

Abstract

Es wird ein Umgehungsventil offenbart, das in der Lage ist, bei zwei unterschiedlichen Temperaturen aktiviert zu werden. Das Ventil hat eine erste Bohrung in Fluidverbindung mit einem Fluideinlass und eine zweite Bohrung mit einem ersten Ende in Fluidverbindung mit einem ersten Auslass und einem zweiten Ende in Fluidverbindung mit einem zweiten Auslass. Eine erste und eine zweite Verzweigungsöffnung verbinden die erste Bohrung und das erste Ende der zweiten Bohrung bzw. die erste Bohrung und das zweite Ende der zweiten Bohrung miteinander. Ein erster Ventilmechanismus ist in der ersten Bohrung angeordnet, um eine Fluidströmung zu der ersten Verzweigungsöffnung zu steuern, und ist bei einer ersten Aktivierungstemperatur betätigbar. Ein zweiter Ventilmechanismus ist in der zweiten Bohrung angeordnet, um eine Strömung zu dem zweiten Auslass zu steuern, und ist bei einer zweiten Aktivierungstemperatur, die von der ersten Aktivierungstemperatur verschieden ist, betätigbar, wobei der erste und der zweite Ventilmechanismus in Reihe betätigbar sind, um drei verschiedene Operationszustände zu erhalten.

Description

Querverweis auf bezogene Anmeldung
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62/168 350, die am 29. Mai 2015 eingereicht wurde und deren Inhalt hier einbezogen wird.
Technisches Gebiet
Die Beschreibung bezieht sich auf ein Ventil, insbesondere auf ein thermisches Umgehungsventil, das bei zwei verschiedenen Temperaturen betätigt werden kann, wodurch mehrere Betriebszustände erhalten werden.
Hintergrund
Die Verwendung von Ventilen zum Steuern der Strömung eines Fluids innerhalb eines gesamten Wärmeaustauschkreises innerhalb eines Automobilsystems ist bekannt. Steuerventile oder thermische Umgehungsventile (TBV, thermal by-pass valves) werden häufig kombiniert mit Wärmetauschern verwendet, um entweder ein Fluid zu einem entsprechenden Wärmetauscher zum Erwärmen oder Kühlen zu leiten oder das Fluid woandershin in dem Wärmeaustauschkreis zu leiten, um unter Bedingungen, unter denen die Wärmeaustauschfunktion des Wärmetauschers nicht erforderlich oder nur intermittierend erforderlich ist, den Wärmetauscher zu umgehen. Steuerventile oder thermische Umgehungsventile werden auch häufig in Automobilsystemen verwendet, um die Temperatur eines bestimmten Fluids zu erfassen, um es entweder direkt zu einem geeigneten Wärmetauscher zu leiten, um beispielsweise dazu beizutragen, dass entweder (i) ein Fluid eines Automobilsystems innerhalb eines optimalen Temperaturbereichs gehalten wird oder (ii) die Temperatur des Fluids des Automobils in den optimalen Betriebsbereich gebracht wird.
Steuerventile oder thermische Umgehungsventile sind häufig durch externe Fluidleitungen in ein Wärmeaustauschsystem integriert, die ihrerseits mit einem Einlass/Auslass eines Wärmetauschers verbunden sind, wobei die Steuerventile von dem Wärmetauscher getrennt und entweder stromaufwärts oder stromabwärts des Wärmetauschers innerhalb der externen Fluidleitungen verbunden sind. Bei einigen Anwendungen werden mehrere Steuerventile oder thermische Umgehungsventile kombiniert verwendet, um für eine effektive Führung der Fluidströmung durch den gesamten Wärmeaustauschkreis einen bestimmten Steuerablauf zu erzielen, um zu gewährleisten, dass das Fluid unter den verschiedenen Betriebsbedingungen zu dem geeigneten Wärmetauscher oder der geeigneten Komponente des Automobilsystems geleitet wird.
Das Kombinieren und Miteinanderverbinden verschiedener individueller Ventile kann zu den Gesamtkosten beitragen, die mit dem Automobilsystem verbunden sind, und kann auch zu mehreren potenziellen Punkten des Versagens und/oder einer Undichtigkeit führen. Raum- und/oder Größenbeschränkungen für ein bestimmtes System können auch durch das Erfordernis mehrerer individueller Ventile, die zusammenarbeiten, um einen gewünschten Betrieb oder Steuerablauf zu erzielen, erschwert sein. Demgemäß kann ein einzelnes Umgehungsventil, das in der Lage ist, mehrere Betriebszustände bereitzustellen und auf verschiedene Betriebsbedingungen anzusprechen, indem es beispielsweise bei einer ersten vorbestimmten Temperatur und wieder bei einer zweiten, unterschiedlichen vorbestimmten Temperatur anspricht, zu Gesamtkosteneinsparungen, Raumeinsparungen, Gewichtseinsparungen und/oder Betriebsoptimierungen beitragen und daher erwünscht sein.
Kurzfassung der vorliegenden Offenbarung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist ein Umgehungsventil vorgesehen, welches aufweist: einen Hauptkörper; eine in dem Hauptkörper gebildete erste Bohrung, wobei die erste Bohrung ein erstes Ende und ein zweites Ende hat; eine in dem Hauptkörper gebildete zweite Bohrung, die im Abstand von der ersten Bohrung angeordnet ist und sich im Allgemeinen parallel zu dieser erstreckt, wobei die zweite Bohrung ein erstes Ende und ein zweites Ende hat; einen Fluideinlass in Fluidverbindung mit der ersten Bohrung; einen ersten Fluidauslass in Verbindung mit dem ersten Ende der zweiten Bohrung; einen zweiten Fluidauslass in Verbindung mit dem zweiten Ende der zweiten Bohrung; eine erste Verzweigungsöffnung, die fluidmäßig die erste Bohrung und das erste Ende der zweiten Bohrung miteinander verbindet; eine zweite Verzweigungsöffnung, die die erste Bohrung und das zweite Ende der zweiten Bohrung miteinander verbindet; einen ersten Ventilmechanismus, der in der ersten Bohrung angeordnet ist, um die Strömung zu entweder der ersten Verzweigungsöffnung oder der zweiten Verzweigungsöffnung zu steuern; und einen zweiten Ventilmechanismus, der in der zweiten Bohrung angeordnet ist, um die Strömung von entweder der ersten Verzweigungsöffnung oder der zweiten Verzweigungsöffnung zu entweder dem ersten Auslass oder dem zweiten Auslass zu steuern; wobei der erste Ventilmechanismus bei einer ersten vorbestimmten Aktivierungstemperatur aktiviert wird und der zweite Ventilmechanismus bei einer zweiten vorbestimmten Aktivierungstemperatur aktiviert wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es wird nun beispielhaft auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung zeigen und in denen:
1 eine schematische Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines Umgehungsventils nach der vorliegenden Offenbarung in einem ersten Betriebszustand ist;
2 eine Querschnittsansicht des Umgehungsventils aus 1 in einem zweiten Betriebszustand ist;
3 eine Querschnittsansicht des Umgehungsventils aus 1 in einem dritten Betriebszustand ist;
4 eine Vorderansicht eines Ventilmechanismus ist, der in dem Umgehungsventil der 1–3 verwendet wird;
5 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ventilverschlusskappe ist, die in Verbindung mit dem ersten Ventilmechanismus des Umgehungsventils der 1–3 verwendet wird;
6 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ventilverschlusskappe ist, die in Verbindung mit dem zweiten Ventilmechanismus des Umgehungsventils der 1–3 verwendet wird; und
7 ein schematisches Systemdiagramm ist, das illustriert, wie das Umgehungsventil in einen Fluidkreis eines Automobilsystems eingebaut sein kann.
Gleiche Bezugszahlen werden in verschiedenen Figuren verwendet, um gleiche Komponenten zu bezeichnen.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Es wird nun im Einzelnen auf beispielhafte Implementierungen der Technologie Bezug genommen. Die Ausführungsbeispiele werden nur im Wege der Erläuterung der Technologie gegeben und nicht als Beschränkung der Technologie. Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Variation bei der vorliegenden Technologie vorgenommen werden können. Somit ist beabsichtigt, dass die vorliegende Technologie solche Modifikationen und Variationen abdeckt, die in den Bereich der vorliegenden Technologie fallen.
Obgleich Begriffe wie "oben", "unten", "obere", "untere", "links", "rechts", "aufwärts", "abwärts" usw. in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden können, werden diese Ausdrücke nur aus Zweckmäßigkeitsgründen verwendet. Sie sind nicht so auszulegen, dass die Verwendung irgendwelcher dieser Begriffe erfordert, dass irgendeines der hier beschriebenen Umgehungsventile im Gebrauch eine bestimmte Orientierung hat.
Es wird nun auf die 1–3 Bezug genommen, in denen ein Ausführungsbeispiel eines Umgehungsventils 10 nach der vorliegenden Offenbarung gezeigt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist beabsichtigt, dass das Umgehungsventil 10 fluidmäßig mit zumindest einem Wärmetauscher verbunden ist und dazu dienen kann, Fluid von einer Fluidquelle zu dem zumindest einen Wärmetauscher zum Erwärmen oder Kühlen in Abhängigkeit von den besonderen Betriebsbedingungen zu leiten oder das Fluid irgendwohin in dem Gesamtwärmetauscherkreis zu leiten, so dass es den Wärmetauscher unter bestimmten Betriebsbedingungen umgehen kann. Ein schematisches Diagramm, das illustriert, wie das Umgehungsventil 10 in einem Wärmeaustauschkreis innerhalb eines Automobilsystems installiert sein kann, ist beispielsweise in 7 gezeigt. Wie in dem in 7 illustrierten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, ist das Umgehungsventil 10 zwischen einer Fluidquelle 11 (z. B. Motor, Getriebe usw.) und einem Wärmetauscher 13 angeordnet, wobei das Umgehungsventil 10 fluidmäßig mit einem Fluidauslass 15 an der Fluidquelle und einem Fluideinlass 17 an dem Wärmetauscher 13 gekoppelt ist. Das Umgehungsventil 10 ist auch fluidmäßig mit einer Rückkehrleitung 19 zum Leiten von Fluid von dem Wärmetauscher 13 und zum Zurückführen des Fluids zu der Fluidquelle 11 (oder potenziell irgendwohin in dem Gesamtfluidkreis) über die Rückkehrleitung 19 gekoppelt.
Das Umgehungsventil 10 hat einen Hauptkörper 12 (hier auch als das "Gehäuse 12" bezeichnet) mit einer ersten Bohrung 14 und einer zweiten Bohrung 16, die in diesem gebildet sind. Die erste und die zweite Bohrung 14, 16 sind Seite an Seite im gegenseitigen Abstand innerhalb des Hauptkörpers 12 angeordnet und erstrecken sich im Allgemeinen parallel zueinander. Eine erste Bohrungsverlängerung 18 mit einer kleineren Strömungsquerschnittsfläche als der der ersten Bohrung 14 erstreckt sich koaxial von und in Reihenfluidverbindung mit der ersten Bohrung 14. In gleicher Weise erstreckt sich eine zweite Bohrungsverlängerung 20 mit einer kleineren Strömungsquerschnittsfläche als der der zweiten Bohrung koaxial von und in Reihenfluidverbindung mit der zweiten Bohrung 16, wobei die erste und die zweite Bohrungsverlängerung 18, 20 entgegengesetzt zueinander innerhalb des Hauptkörpers 12 angeordnet sind, d. h., mit dem Ventil 10 in der in den 1–3 gezeigten Orientierung erstreckt sich die erste Bohrungsverlängerung 18 von dem unteren Ende der ersten Bohrung 14 abwärts, und die zweite Bohrungsverlängerung 20 erstreckt sich von dem oberen Ende der zweiten Bohrung 16 aufwärts.
Der Hauptkörper 12 definiert drei Hauptfluidöffnungen oder Öffnungen 22, 24, 26, die sich in den Hauptkörper 12 hinein erstrecken. Die erste Fluidöffnung 22 (hier auch als "Einlassöffnung 22" oder "erster Fluideinlass" bezeichnet) kommuniziert mit der ersten Bohrung 14 und hat bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Funktion einer Fluideinlassöffnung zum Hereinlassen eines Steuerfluids in das Umgehungsventil 10. Das Steuerfluid kann beispielsweise ein Motorkühlmittel, wie Glykol, Wasser oder eine Mischung von diesen, umfassen. Die zweite Fluidöffnung 24 (hier auch als "erste Auslassöffnung 24" oder "erster Fluidauslass" bezeichnet) kommuniziert mit der zweiten Bohrung 16 und hat bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Funktion einer ersten Auslassöffnung. Die dritte Fluidöffnung 26 (hier auch als "zweite Auslassöffnung 26" oder "zweiter Fluidauslass" bezeichnet) kommuniziert mit der zweiten Bohrungsverlängerung 20 und hat bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Funktion einer zweiten Auslassöffnung. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich eine weitere Bohrungsverlängerung 21 mit einer kleineren Strömungsquerschnittsfläche als der der zweiten Bohrungsverlängerung 20 koaxial von und in Reihenfluidverbindung mit der zweiten Bohrungsverlängerung 20 und bildet eine Verbindung mit der dritten Einlassöffnung 26, wodurch die zweite Bohrungsverlängerung 20 und die dritte Fluidöffnung 26 fluidmäßig miteinander verbunden sind. Jedoch ist darauf hinzuweisen, dass bei anderen Ausführungsbeispielen die zweite Bohrungsverlängerung 20 direkt mit der dritten Fluidöffnung 26 verbunden sein kann und andere Anordnungen möglich sind.
Die Fluidöffnungen 22, 24, 26 können ein Innengewinde für die Aufnahme eines entsprechenden Gewindeendes einer entsprechenden Fluidleitung oder Fluidarmatur enthalten, um das Umgehungsventil 10 innerhalb des Gesamtfluid- oder Wärmeaustauschkreises zu verbinden. Alternativ kann das Umgehungsventil 10 innerhalb eines Gesamtwärmeaustauschkreises oder Automobilsystems unter Verwendung anderer Verfahren verbunden sein, enthaltend beispielsweise das Formen von Fluidöffnungen 22, 24, 26 um entsprechende Fluidleitungen oder Armaturen herum, oder das Hartlöten oder Schweißen der Enden von Fluidleitungen oder Armaturen innerhalb der Fluidöffnungen 22, 24, 26.
Eine erste Verzweigungsöffnung 30 ist innerhalb des Hauptkörpers 12 gebildet und verbindet fluidmäßig die erste Bohrungsverlängerung 18 und die zweite Bohrung 16 an einem Ende von dieser, wobei die erste Verzweigungsöffnung 30 im Allgemeinen in Ausrichtung mit und/oder koaxial zu der zweiten Fluidöffnung 24 angeordnet ist. Demgemäß können für Herstellungszwecke die zweite Fluidöffnung 24 und die erste Verzweigungsöffnung 30 durch eine einzige Bohrung gebildet sein, die sich in dem Hauptkörper 12 durch die zweite Bohrung 16 erstreckt. Eine zweite Verzweigungsöffnung 32 ist auch innerhalb des Hauptkörperbereichs 12 gebildet, wobei die zweite Verzweigungsöffnung 32 sich im Allgemeinen parallel zu und im Abstand von der ersten Verzweigungsöffnung 30 erstreckt und fluidmäßig die erste Bohrung 14 und die zweite Bohrung 16 an dem anderen Ende hiervon, verglichen mit der ersten Verzweigungsöffnung 30, verbindet.
Ein erster peripherer Ventilsitz 34 ist an dem Übergang oder der Verbindung zwischen der ersten Bohrung 14 und der ersten Bohrungsverlängerung 18 gebildet. In dem illustrierten Ausführungsbeispiel ist der erste Ventilsitz 34 der ersten Bohrung 14 zugewandt und ist in der Form einer ringförmigen Schulter, die um die erste Ventilöffnung 36 herum gebildet ist. Ein zweiter peripherer Ventilsitz 38 ist an dem Übergang oder der Verbindung zwischen der zweiten Bohrung 16 und der zweiten Bohrungsverlängerung 20 gebildet. In dem illustrierten Ausführungsbeispiel ist der zweite Ventilsitz 38 der zweiten Bohrung 16 zugewandt und hat die Form einer ringförmigen Schulter, die die zweite Ventilöffnung 40 umgibt.
Ein auf die Temperatur ansprechender Ventilaktuator oder erster Ventilmechanismus 42(1) ist innerhalb der ersten Bohrung 14 angeordnet und operativ mit einer Ventilscheibe 44 gekoppelt, um die Ventilscheibe 44 zu dem Ventilsitz 34 hin und von diesem weg zu bewegen, wodurch die Ventilöffnung 36 geschlossen und geöffnet wird. Der Ventilaktuator oder Ventilmechanismus 42, der in 4 illustriert ist, wird manchmal als ein thermischer Motor bezeichnet und hat allgemein eine Kolben-Zylinder-Anordnung, bei der ein Zylinder 46 mit einem thermisch empfindlichen Material, wie einem Wachs, gefüllt ist, das sich ausdehnt und zusammenzieht und bewirkt, dass sich ein Kolben 47 axial aus dem Zylinder 46 heraus erstreckt, wenn das thermisch empfindliche Material auf eine vorbestimmte Temperatur oder in einen vorbestimmten Temperaturbereich erwärmt wird. Alternativ kann ein elektronischer Ventilmechanismus, der spezifisch so eingestellt werden kann, dass er bei einer bestimmten Temperatur oder einem bestimmten Temperaturbereich aktiviert wird, anstelle eines mechanischen Ventilmechanismus, der wie vorbeschrieben durch einen thermischen Motor betätigt wird, verwendet werden.
Eine Rückkehrfeder 48 des Ventilmechanismus 42(1) hat ein erstes oder oberes Ende 49, das an einem ersten oder unteren Ende 50 des Zylinders (4) angebracht ist, und ein zweites oder unteres Ende 51, das an dem unteren geschlossenen Ende 52 der ersten Bohrungsverlängerung 18 angebracht oder in anderer Weise fixiert ist. Wenn der Ventilmechanismus 42(1) aktiviert wird, erstreckt sich der Kolben 47 axial und aufwärts aus dem Zylinder 46, wodurch der Zylinder 46 und die Ventilscheibe 44 in einer ersten axialen Richtung (d. h. abwärts) zu dem Ventilsitz 34 hin bewegt werden, wobei der Zylinder 46 gegen die Rückkehrfeder 48 wirkt und sie zusammendrückt. Die Rückkehrfeder 48 dient daher dazu, den Ventilmechanismus 42(1) zurück in seine erste oder neutrale Position zu drücken, wenn das thermisch empfindliche Material in seinen Ausgangszustand zurückkehrt.
Eine vorrangige Feder 54 ist auf dem Zylinder 46 angeordnet und hat ein erstes oder oberes Ende 55, das an dem zweiten oder oberen Ende 56 des Zylinders 46 befestigt oder angebracht ist, und ein zweites Ende 57, das an der Ventilscheibe 44 befestigt oder in ein Eingriff mit dieser ist. Die vorrangige Feder 54 dient dazu, die Ventilscheibe 44 zu dem Ventilsitz 34 hin zu drücken oder vorzuspannen, aber ermöglicht auch der Ventilscheibe 44, unter bestimmten Betriebsbedingungen von dem Ventilsitz 34 weg bewegt oder gedrückt zu werden, z. B. in dem Fall, dass Druck innerhalb des Umgehungsventils 10 über einen bestimmten Wert hinaus zunimmt. Die Ventilscheibe 44 kann starr an dem Zylinder 46 befestigt sein oder kann entlang der äußeren Oberfläche des Zylinders 46 gleitbar sein, in der Weise der in dem US-Patent Nr. 6 253 837 , das hier in seiner Gesamtheit einbezogen wird, offenbarten Ventile.
Eine Unterlegscheibe oder zweite Ventilscheibe 58 ist an der Oberseite des zweiten Endes 56 des Zylinders 46 des Ventilaktuators 42(1) angeordnet und befestigt für eine Bewegung mit dem Zylinder 46, wobei die zweite Ventilscheibe 58 dazu dient, gegen eine Öffnung in einer entsprechenden Ventilverschlusskappe 60 (hier auch als "erste Ventilverschlusskappe 60" bezeichnet) abzudichten, die innerhalb der ersten Bohrung 14 angeordnet ist, wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird und wie am deutlichsten in den 2 und 3 gezeigt ist.
Ein zweiter auf die Temperatur ansprechender Ventilaktuator oder Ventilmechanismus 42(2) mit der gleichen allgemeinen Struktur wie der des vorstehend beschriebenen auf die Temperatur ansprechenden Ventilmechanismus 42(1) ist innerhalb der zweiten Bohrung 16 angeordnet und im Allgemeinen entgegengesetzt mit Bezug auf den ersten Ventilaktuator oder -mechanismus 42(1). Daher ist der erste Ventilmechanismus 42(1) in einer ersten axialen Richtung angeordnet, während der zweite Ventilmechanismus 42(2) so angeordnet ist, dass er in einer zweiten axialen Richtung orientiert ist.
Der zweite Ventilmechanismus 42(2) ist in der Struktur ähnlich dem ersten Ventilmechanismus 42(1) und ist daher auch operativ mit einer Ventilscheibe 44 so gekoppelt, dass er die Ventilscheibe 44 zu dem Ventilsitz 38 an dem Übergang oder der Verbindung zwischen der zweiten Bohrung 16 und der zweiten Bohrungsverlängerung 20 hin und von diesem weg bewegt, wodurch die zweite Ventilöffnung 40 geschlossen und geöffnet wird. Der zweite Ventilmechanismus 42(2) ist auch mit einer Rückkehrfeder 48 versehen, die ein erstes oder unteres Ende 49, das an einem Ende 50 des Zylinders 46 (4) des zweiten Ventilmechanismus 42(2) angebracht ist, und ein zweites oder oberes Ende 51, das an dem entgegengesetzten Ende 62 der zweiten Bohrungsverlängerung 20 angebracht oder in anderer Weise befestigt ist, hat. Es ist darauf hinzuweisen, dass das entgegengesetzte Ende 62 der zweiten Bohrungsverlängerung 20 ein offenes, ringförmiges Ende mit einer mittleren Öffnung, von der sich die Bohrungsverlängerung 21 erstreckt, ist.
Ähnlich der Funktion des ersten Ventilmechanismus 42(1) erstreckt sich, wenn der zweite Ventilmechanismus 42(2) aktiviert wird, der Kolben 47 axial und abwärts aus dem Zylinder 46 heraus, wodurch der Zylinder 46 und die angebrachte Ventilscheibe 44 in der zweiten axialen Richtung (d. h. aufwärts), die im Allgemeinen entgegengesetzt zu der ersten axialen Richtung ist, zu dem Ventilsitz 38 hin gegen die Rückkehrfeder 48 bewegt werden, wodurch bewirkt wird, dass die Rückkehrfeder 48 in einer ähnlichen Weise wie mit Bezug auf den ersten Ventilmechanismus 42(1) beschrieben zusammengedrückt wird.
Der zweite Ventilmechanismus 42(2) weist auch eine vorrangige Feder 54 auf, die auf dem Zylinder 46 des zweiten Ventilaktuators 42(2) angeordnet ist, wobei die vorrangige Feder 54 ein erstes oder unteres Ende 55, das an dem zweiten oder unteren Ende 56 des Zylinders 46 befestigt oder angebracht ist, und ein zweites oder oberes Ende 57, das an der Ventilscheibe 44 befestigt oder mit dieser in Eingriff ist, hat. Demgemäß dient wie in dem Fall des ersten Ventilmechanismus 42(1) die vorrangige Feder 54 des zweiten Ventilaktuators 42(2) dazu, die Ventilscheibe 44 aufwärts zu dem Ventilsitz 38 zu drücken oder vorzuspannen, aber ermöglicht auch der Ventilscheibe 44, unter bestimmten Betriebsbedingungen von dem entsprechenden Ventilsitz 38 weg bewegt oder gedrückt zu werden, z. B. in dem Fall, dass Druck innerhalb des Umgehungsventils 10 über einen bestimmten Wert hinaus zunimmt.
Eine Unterlegscheibe oder zweite Ventilscheibe 58 ist auch an dem unteren oder zweiten Ende 56 des Zylinders 46 des zweiten Ventilmechanismus 42(2) für eine Bewegung mit dem Zylinder 46 angeordnet und befestigt, wobei die zweite Ventilscheibe 58 dazu dient, eine Öffnung in der entsprechenden Ventilverschlusskappe 64 (hier auch als die "zweite Verschlusskappe 64" bezeichnet) abzudichten, die mit der zweiten Bohrung 16 assoziiert ist, wie in den 2 und 3 beschrieben ist, wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird.
Wie aus 4 ersichtlich ist, können der erste und der zweite Ventilmechanismus 42(1) und 42(2) identisch sein.
Die erste Bohrung 14 enthält eine in dem Hauptkörper 12 gebildete Öffnung 66, die der Ventilöffnung 36 gegenüberliegt und durch die die Ventilanordnung oder der erste Ventilmechanismus 42(1) in die erste Bohrung 14 während der Montage des Umgehungsventils 10 eingesetzt werden kann. Wie vorstehend erläutert ist, ist die erste Ventilverschlusskappe 60 in die Öffnung 66 eingesetzt, um die erste Bohrung 14 abzudichten, nachdem der erste Ventilmechanismus 42(1) in seiner Lage angeordnet ist, oder alternativ kann die erste Ventilverschlusskappe 60 mit dem ersten Ventilmechanismus 42(1) durch Einsetzen des Kolbens 47 des ersten Ventilmechanismus 42(1) in das hohle Innere eines mittleren Manschettenbereichs 68 der ersten Verschlusskappe 60 vormontiert werden, und diese Subanordnung kann dann durch die Öffnung 66 in den Hauptkörper 12 eingesetzt werden. Die Kappe 60 kann aus einem formbaren Kunststoffmaterial oder jedem geeigneten Material gemäß den aus dem Stand der Technik bekannten Prinzipien gebildet sein. Die Verschlusskappe 60 kann in einigen Versionen aus Stahl oder anderen Metallen gebildet sein. Die erste Ventilverschlusskappe 60 ist einzeln in 5 gezeigt.
Wie in 2 gezeigt ist, definiert die erste Ventilverschlusskappe 60 einen Teil des Strömungspfads, der die erste Bohrung 14 und die zweite Verzweigungsöffnung 32 miteinander verbindet, wie teilweise durch den Strömungsrichtungspfeil 63 angezeigt ist. Genauer gesagt, die Kappe 60 enthält einen oberen zylindrischen Stöpselbereich 70 und einen im Abstand angeordneten scheibenartigen ringförmigen Endbereich 72, der eine mittlere Öffnung 71 definiert, die durch eine Reihe von in gegenseitigem Abstand angeordneten Flügeln oder Streben 74 verbunden sind. Demgemäß kann durch die erste Bohrung 14 eintretendes Fluid durch die mittlere Öffnung 71 des scheibenartigen ringförmigen Endbereichs 72 der Kappe 60 und durch die offenen Räume zwischen den in gegenseitigem Abstand angeordneten Streben 74 hindurchgehen, wie durch den Strömungsrichtungspfeil 75 illustriert ist (siehe beispielsweise die 2 und 3).
In dem illustrierten Ausführungsbeispiel hat die mittlere Öffnung 71 der ersten Ventilverschlusskappe 60 eine gestufte Bohrung mit einem ersten Durchmesser 92 (5), der ausreichend zum Aufnehmen der zweiten Ventilscheibe 58 ist, und einem zweiten Durchmesser 94 (5), der kleiner als der Durchmesser der Scheibe 58 ist, mit einer sich einwärts erstreckenden ringförmigen Schulter 28 (5), die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Durchmesser 92, 94 erstreckt. Wenn die mittlere Öffnung 71 durch die zweite Ventilscheibe 58 abgedichtet ist, ist die Ventilscheibe 58 in abgedichtetem Eingriff mit der ringförmigen Schulter 28 und ist zumindest teilweise in die erste Bohrung der mittleren Öffnung 71 vertieft. Es ist darauf hinzuweisen, dass diese spezifische Anordnung zum Abdichten der mittleren Öffnung 71 jedoch nicht wesentlich ist und dass die Scheibe 58 gegen die untere (äußere) Oberfläche des ringförmigen Endbereichs 72 der Kappe 60 abdichten kann, derart, dass die Scheibe 58 nicht in die Kappe 60 vertieft ist.
In gleicher Weise enthält die zweite Bohrung 16 eine Öffnung 78, die der Ventilöffnung 40 gegenüberliegt und durch die der zweite Ventilmechanismus 42(2) während der Montage des Umgehungsventils 10 in die zweite Bohrung 16 eingesetzt werden kann. Die zweite Ventilverschlusskappe 64 ist in die Öffnung 78 eingesetzt, um die zweite Bohrung 16 abzudichten, nachdem der zweite Ventilmechanismus 42(2) in seiner Lage innerhalb der zweiten Bohrung 16 angeordnet ist, oder alternativ kann die zweite Ventilverschlusskappe 64 mit dem zweiten Ventilmechanismus 42(2) durch Einsetzen des Kolbens 47 des zweiten Ventilmechanismus 42(2) in das hohle Innere eines mittleren Manschettenbereichs 68 der zweiten Verschlusskappe 64 vormontiert sein, und diese Subanordnung kann dann in den Hauptkörper 12 durch die Öffnung 78 eingesetzt werden. Die zweite Ventilverschlusskappe 64 ist einzeln in 6 gezeigt und hat eine ähnliche Struktur wie die erste Ventilverschlusskappe 60, die zum Abdichten der ersten Bohrung 14 verwendet wird, dahingehend, dass sie auch einen zylindrischen Stöpselbereich 79 und einen im Abstand von diesem angeordneten scheibenartigen ringförmigen Endbereich 80 hat, der eine mittlere Öffnung 82 definiert, wobei der zylindrische Stöpselbereich 79 und der ringförmige Endbereich 80 durch eine Reihe von in gegenseitigem Abstand angeordneten Flügeln oder Streben 81 miteinander verbunden sind. Bei dem vorliegenden, in den 1–3 illustrierten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Streben 81 der zweiten Ventilverschlusskappe 64 weiter als die Streben 74 der ersten Ventilverschlusskappe 60, so dass die zweite Ventilverschlusskappe 64 daher länger als die erste Ventilverschlusskappe 60 ist und sich weiter in die zweite Bohrung 16 erstreckt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sichert die längere zweite Ventilverschlusskappe 64 die parallele Anordnung der ersten und der zweiten Verzweigungsöffnung 30, 32. Wie bei der ersten Ventilverschlusskappe 60 kann in die zweite Bohrung 16 eintretendes Fluid durch die mittlere Öffnung 82 des scheibenartigen ringförmigen Endbereichs 80 der zweiten Ventilverschlusskappe 64 und durch die zwischen den in gegenseitigem Abstand angeordneten Streben 81 gebildeten Räume oder Spalte hindurchgehen, wie durch in 3 gezeigte Strömungsrichtungspfeile 84, 86 illustriert ist.
Im dem illustrierten Ausführungsbeispiel hat die mittlere Öffnung 82 der zweiten Ventilverschlusskappe 64 eine gestufte Bohrung mit einem ersten Durchmesser, der ausreichend ist, die zweite Ventilscheibe 58 aufzunehmen, und einem zweiten Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser der Scheibe 58 ist, mit einer sich einwärts erstreckenden ringförmigen Schulter 28 (6), die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Durchmesser erstreckt. Wenn die mittlere Öffnung 82 durch die zweite Ventilscheibe 58 abgedichtet ist, ist die Ventilscheibe 58 in abdichtendem Eingriff mit der ringförmigen Schulter 28 und ist zumindest teilweise in die erste Bohrung der mittleren Öffnung 82 vertieft. Es ist darauf hinzuweisen, dass diese spezifische Anordnung zum Abdichten der mittleren Öffnung 82 jedoch nicht wesentlich ist und dass die Scheibe 58 gegenüber der unteren (äußeren) Oberfläche des ringförmigen Endbereichs 80 der Kappe 64 abdichten kann, derart, dass die Scheibe 58 nicht innerhalb der Kappe 64 vertieft ist.
Beide Ventilverschlusskappen 60, 64 können weiterhin eine Nut 85 aufweisen, die in ihren jeweiligen zylindrischen Stöpselbereichen 70, 79 für die Aufnahme einer geeigneten Abdichtvorrichtung oder eines O-Rings 87 gebildet sind, um sicherzustellen, dass eine fluiddichte Abdichtung zwischen den Wänden der jeweiligen Öffnungen 66, 78 und den Ventilverschlusskappen 60, 64 geschaffen wird, wenn die Kappen 60, 64 in den Hauptkörperbereich 12 des Ventils 10 eingesetzt sind.
Zusätzliche Abdichtstöpsel 83 können verwendet werden, um jegliche zusätzlichen Öffnungen oder nicht verwendeten Öffnungen, die in dem Hauptkörper 12 des Ventils 10 gebildet sein können, zu schließen oder abzudichten. Beispielsweise kann zur vereinfachten Herstellung die zweite Verzweigungsöffnung 32, die die erste Bohrung 14 und die zweite Bohrung 16 miteinander verbindet, durch eine Öffnung 88 gebildet sein, die in einer Oberfläche des Hauptkörpers 12 gebildet ist und sich durch den Hauptkörper 12 zu der ersten Bohrung 14 und durch die erste Bohrung 14 zu der zweiten Bohrung 16 erstreckt. Der Bereich der Öffnung 88, der sich von der äußeren Oberfläche des Hauptkörpers 12 zu der ersten Bohrung 14 erstreckt, wird im Wesentlichen nicht benötigt und kann durch jeden geeigneten Abdichtstöpsel 83 oder jedes andere geeignete Mittel zum Abdichten der Öffnung 88 abgedichtet oder geschlossen werden und kann einen O-Ring 90 enthalten.
Während der Montage des Ventils 10 werden der erste und der zweite Ventilmechanismus 42(1), 42(2) so ausgewählt, dass der zweite Ventilmechanismus 42(2) bei einem unterschiedlichen thermischen Bereich betätigt oder aktiviert wird als der erste Ventilmechanismus 42(1). Dies kann auf der Grundlage der thermischen Eigenschaften des jeweiligen thermischen Materials, das innerhalb des Zylinders 46 jedes der Ventilmechanismen 42(1), 42(2) aufgenommen ist, erreicht werden. Alternativ können, wie vorstehend erwähnt ist, elektronisch gesteuerte Ventile verwendet werden, die auf unterschiedliche Aktivierungstemperaturen eingestellt sind.
Im Betrieb ist, wenn ein Steuerfluid durch die Einlassöffnung 22 in das Ventil 10 eintritt und in die erste Bohrung 14 strömt, der erste Ventilmechanismus 42(1) in seiner ersten oder neutralen Position, in der die zweite Ventilscheibe 58, die gegen den ringförmigen Endbereich 72 der ersten Ventilverschlusskappe 60 abdichtet und die erste Ventilscheibe 44 einen Abstand von dem Ventilsitz 34 aufweist, wie in 1 illustriert ist. Demgemäß sind, wenn der erste Ventilmechanismus 42(1) in seiner ersten oder neutralen Position ist, die Ventilöffnung 36 und die erste Bohrungsverlängerung 18, die mit dem ersten Ventilmechanismus 42(1) assoziiert ist, geöffnet und in Fluidverbindung mit der ersten Bohrung 14. Daher strömt in die erste Bohrung 14 eintretendes Fluid an der geöffneten Ventilscheibe 44 vorbei durch die Öffnung 36 in die erste Bohrungsverlängerung 18, wie durch die Strömungsrichtungspfeile 43, 45 in 1 illustriert ist. Von der ersten Bohrungsverlängerung 18 strömt das Fluid durch die erste Verzweigungsöffnung 30 zu der zweiten Bohrung 16, wie durch den Strömungsrichtungspfeil 53 illustriert ist. Aufgrund der entgegengesetzten Anordnung des ersten und des zweiten Ventilmechanismus 42(1), 42(2) in ihren jeweiligen Bohrungen 14, 16 verbindet die erste Verzweigungsöffnung 30 die erste Bohrung 14 und die zweite Bohrung 16 an dem Ende der zweiten Bohrung 16 (unteres Ende), das von dem thermischen Aktuator, der mit dem zweiten Ventilmechanismus 42(2) assoziiert ist, entfernt ist. Demgemäß gelangt Fluid, das in die zweite Bohrung 16 über die erste Verzweigungsöffnung 30 eintritt, nicht in direkten Kontakt mit dem zweiten Ventilmechanismus 42(2). Stattdessen geht das Steuerfluid, das von der ersten Bohrung 14 aus über die erste Verzweigungsöffnung 30 in die zweite Bohrung 16 eintritt, durch die offenen Durchgänge, die zwischen den Streben 81 der zweiten Ventilverschlusskappe 64 gebildet sind, hindurch (siehe Strömungsrichtungspfeil 53 in 1) und wird von dem Ventil 10 durch die erste Auslassöffnung 24 ausgegeben, von wo aus es zu der geeigneten Stromabwärtskomponente geleitet werden kann, die einen Teil des Gesamtsystems bildet, z. B. einem Wärmetauscher 13 (siehe beispielsweise 7).
Daher hat das Umgehungsventil 10 einen ersten Betriebszustand, wie in 1 illustriert ist, in dem der erste und der zweite Ventilmechanismus 42(1), 42(2) in ihrer jeweiligen ersten oder neutralen Position sind, wobei die zweite Ventilscheibe 58 jedes Mechanismus 42(1), 42(2) gegen den entsprechenden ringförmigen Endbereich 72, 80 der entsprechenden Ventilverschlusskappe 60, 64 abdichtet und wobei die Ventilscheibe 44 jedes Ventilmechanismus 42(1), 42(2) einen Abstand von dem entsprechenden ringförmigen Ventilsitz 36, 38 aufweist, wobei das in das Ventil 10 eintretende Steuerfluid eine Temperatur hat, die innerhalb eines ersten vorbestimmten Bereichs ist, beispielsweise unterhalb 90 Grad Celsius.
Demgemäß bleibt, wenn das in das Ventil 10 eintretende Steuerfluid innerhalb des ersten vorbestimmten Temperaturbereichs, z. B. unterhalb 90 Grad Celsius, ist, wie durch den ersten Ventilmechanismus 42(1) erfasst wird, der erste Ventilmechanismus 42(1) geöffnet (oder in seiner ersten, neutralen Position), was ermöglicht, dass das Steuerfluid durch die Ventilöffnung 36 und durch die erste Verzweigungsöffnung 30 zu der zweiten Bohrung 16 hindurchgehen kann, wo es durch die erste Auslassöffnung 24 ausgegeben wird, und zu einer zweckmäßigen Systemkomponente geleitet werden kann, die einen Teil des Gesamtfluid- oder Wärmeaustauschkreises bildet.
In dem Fall eines Automobils kann es beispielsweise nützlich sein, ein Systemfluid (wie Motoröl, Getriebefluid, Achsenöl, Abgas usw.) zu einem Wärmetauscher zum Erwärmen und/oder Kühlen in Abhängigkeit von der besonderen Temperatur des Systemfluids während des Betriebs des Fahrzeugs zu leiten und den Wärmetauscher unter anderen Betriebsbedingungen zu umgehen, um Druckverluste in dem Gesamtsystem zu vermeiden, wenn die Erwärmungs- und/oder Kühlungsfunktion des Wärmetauschers nicht erforderlich ist. In dem Fall eines Automobils unter Kaltstartbedingungen kann beispielsweise eine Anzahl von Systemfluiden eine Erwärmung benötigen, um die Temperatur des Systemfluids so schnell wie möglich auf ihre optimale Betriebstemperatur zu bringen. Unter derartigen Umständen kann das Ventil 10 in das Automobilsystem an einem Ort zwischen der Fluidquelle 11 (z. B. dem Motor, dem Getriebe usw.) und einem entsprechenden Wärmetauscher 13 (z. B. dem Motorölkühler (EOC, engine oil cooler), dem Getriebeölkühler (TOC, transmission oil cooler), der Abgaswärme-Wiedergewinnung (EGHR, exhaust gas heat recovery) usw.) eingebaut sein, wie in 7 illustriert ist, um das aus dem Ventil 10 austretende Steuerfluid zu dem Wärmetauscher zur Erwärmung zu leiten, wenn die Temperatur des Steuerfluids innerhalb des ersten vorbestimmten Bereichs ist. Das Umgehungsventil 10 kann auch zum Umgehen des Wärmetauschers 13 unter anderen Betriebsbedingungen und zum Zurückleiten des Steuerfluids zu dem Wärmetauscher unter anderen Betriebsbedingungen verwendet werden, wie nachfolgend beschrieben wird.
Wenn die Temperatur des in das Ventil 10 eintretenden Steuerfluids in einen zweiten vorbestimmten Bereich ansteigt, beispielsweise auf eine Temperatur oberhalb 100 Grad Celsius und unterhalb 120 Grad Celsius, gelangt das durch die Einlassöffnung 22 in die erste Bohrung 14 eintretende Steuerfluid in Kontakt mit dem ersten Ventilmechanismus 42(1), wodurch es bewirkt, dass das innerhalb des Zylinders 46 des ersten Ventilmechanismus 42(1) aufgenommene thermische Material expandiert und hierdurch den ersten Ventilmechanismus 42(1) aktiviert, wodurch bewirkt wird, dass die Ventilscheibe 44 gegenüber dem ringförmigen Ventilsitz 34 abdichtet und dadurch die Ventilöffnung 36 blockiert oder schließt. Dies bewirkt, dass die zweite Ventilscheibe 58, die ursprünglich gegen den ringförmigen Endbereich 72 der ersten Ventilverschlusskappe 60 gedrückt wurde, sich von der ersten Ventilverschlusskappe 60 weg bewegt, wodurch die mittlere Öffnung 71 des ringförmigen Endbereichs 72 der ersten Ventilverschlusskappe 60 geöffnet und/oder freigelegt wird. Demgemäß kann das in die erste Bohrung 14 eintretende Steuerfluid durch die mittlere Öffnung 71 des ringförmigen Endbereichs 72 der ersten Ventilverschlusskappe 60 und durch die zwischen den Streben 74 gebildeten Spalte oder Räume hindurchgehen und in die zweite Verzweigungsöffnung 32 gelangen, wie in 2 illustriert ist. Von der zweiten Verzweigungsöffnung 32 strömt das Fluid in der Richtung des Pfeils 75 in die zweite Bohrung 16 oder wird in diese übertragen, wobei es in Kontakt mit dem zweiten Ventilmechanismus 42(2) gelangt. Da der zweite Ventilmechanismus 42(2) ausgewählt oder spezifisch eingestellt ist, bei einer unterschiedlichen, höheren Temperatur als der erste Ventilmechanismus 42(1) betätigt/aktiviert zu werden, bleibt, wenn die Temperatur des in die zweite Bohrung 16 eintretenden Steuerfluids innerhalb des zweiten vorbestimmten Bereichs (z.B. eine Temperatur oberhalb 100 Grad Celsius und unterhalb 120 Grad Celsius) ist, der zweite Ventilmechanismus 42(2) in seiner ersten oder neutralen Position, in der seine Ventilscheibe 44 einen Abstand von dem entsprechenden Ventilsitz 38 aufweist und die zweite Ventilscheibe 58 gegen den ringförmigen Endbereich 80 der entsprechenden zweiten Ventilverschlusskappe 64 gedrückt wird oder abdichtet, wie in 2 illustriert ist. Demgemäß verhindert die zweite Ventilscheibe oder Unterlegscheibe 58, dass Fluid durch die in dem ringförmigen Endbereich 80 der zweiten Ventilverschlusskappe 64 gebildete mittlere Öffnung 82 und die zwischen den Streben 81 gebildeten Räume oder Spalte strömt, während die erste Ventilscheibe 44 dem über die zweite Verzweigungsöffnung 32 in die zweite Bohrung 16 eintretenden Steuerfluid ermöglicht, aus der zweiten Bohrung 16 durch die Ventilöffnung 40 zu strömen, wo es über die zweite Auslassöffnung 26 aus dem Ventil 10 ausgegeben wird, wie durch die Strömungsrichtungspfeile 65, 67 in 2 gezeigt ist, so dass es effektiv den Wärmetauscher 13 (oder eine andere Systemkomponente) umgeht, der/die in Fluidverbindung mit der ersten Auslassöffnung 24 des Ventils 10 angeordnet ist, wo es irgendwohin in dem Gesamtsystem geleitet oder zu der Fluidquelle 11 zurückgeführt werden kann.
Wenn die Temperatur des in das Ventil 10 eintretenden Steuerfluids fortfährt, zu einem dritten vorbestimmten Temperaturbereich anzusteigen (z. B. während eines regelmäßigen Betriebs des Automobils), beispielsweise auf eine Temperatur höher als 130 Grad Celsius, beginnt der zweite Ventilmechanismus 42(2), aktiviert zu werden, da das innerhalb des entsprechenden Zylinders 46 des zweiten Ventilmechanismus 42(2) aufgenommene thermische Material bei dieser Temperatur expandiert und bewirkt, dass die Ventilscheibe 44 in abdichtenden Kontakt mit dem ringförmigen Ventilsitz 38 gebracht wird, so dass die Ventilöffnung 40 effektiv geschlossen oder blockiert wird. Daher strömt in das Ventil 10 bei einer Temperatur von beispielsweise mehr als 130 Grad Celsius eintretendes Fluid in die erste Bohrung 14, durch die mittlere Öffnung 71 der ersten Ventilverschlusskappe 60 zu der zweiten Verzweigungsöffnung 32, da die erste Ventilöffnung 36 des ersten Ventilmechanismus 42(1), der bereits aktiviert wurde, durch die Ventilscheibe 44 blockiert ist. Von der zweiten Verzweigungsöffnung 32 aus tritt das Fluid in die zweite Bohrung 16 ein, wo es in Kontakt mit dem zweiten Ventilmechanismus 42(2) gebracht wird, wo das thermische Material in dem zweiten Ventilmechanismus 42(2) sich jetzt, da die Temperatur des Steuerfluids innerhalb des dritten vorbestimmten Bereichs ist, ausdehnt, wodurch der zweite Ventilmechanismus 42(2) aktiviert wird und in seine zweite oder geschlossene Position gebracht wird, wie in 3 illustriert ist. Da der zweite Ventilmechanismus 42(2) aktiviert wird, wird die Ventilscheibe 44 in Kontakt mit dem zweiten peripheren Ventilsitz 38 gebracht und dichtet diesen ab, wodurch die zweite Ventilöffnung 40 effektiv abgedichtet oder geschlossen wird, während die zweite Ventilscheibe oder Unterlegscheibe 58 jetzt einen Abstand von dem ringförmigen Bereich 80 der zweiten Ventilverschlusskappe 64 aufweist. Demgemäß strömt das von der zweiten Verzweigungsöffnung 32 aus in die zweite Bohrung 16 eintretende Fluid durch die mittlere Öffnung 82 des ringförmigen Endbereichs 80 der zweiten Ventilverschlusskappe 64 und durch die zwischen den Streben 81 gebildeten Spalte oder Räume, wo es wieder von dem Ventil 10 durch die erste Auslassöffnung 24 ausgegeben wird und beispielsweise zu dem Wärmetauscher 13 zum Kühlen geleitet werden kann. Demgemäß kann ein einziges Steuerfluid bei zwei unterschiedlichen Temperaturbereichen zu derselben Fluidauslassöffnung, z. B. der ersten Fluidauslassöffnung 24 des Hauptkörpers 12 des Ventils 10 zu einer verbundenen Komponente, beispielsweise dem Wärmetauscher 13, geleitet werden, während das Steuerfluid durch eine andere Fluidauslassöffnung, z. B. die zweite Auslassöffnung 26, geleitet werden kann, wenn es in einem unterschiedlichen Temperaturbereich ist.
Während ein Ausführungsbeispiel des Umgehungsventils beschrieben wurde, ist für den Fachmann offensichtlich, dass bestimmte Adaptionen und Modifikationen des beschriebenen Ausführungsbeispiels vorgenommen werden können. Daher ist das vorstehende diskutierte Ausführungsbeispiel als veranschaulichend und nicht als beschränkend anzusehen.

Claims

Umgehungsventil, welches aufweist: einen Hauptkörper; eine in dem Hauptkörper gebildete erste Bohrung, wobei die erste Bohrung ein erstes Ende und ein zweites Ende hat; eine in dem Hauptkörper gebildete zweite Bohrung, die im Abstand von der ersten Bohrung angeordnet ist und sich im Allgemeinen parallel zu dieser erstreckt, wobei die zweite Bohrung ein erstes Ende und ein zweites Ende hat; einen Fluideinlass in Fluidverbindung mit der ersten Bohrung; einen ersten Fluidauslass in Verbindung mit dem ersten Ende der zweiten Bohrung; einen zweiten Fluidauslass in Verbindung mit dem zweiten Ende der zweiten Bohrung; eine erste Verzweigungsöffnung, die fluidmäßig die erste Bohrung und das erste Ende der zweiten Bohrung miteinander verbindet; eine zweite Verzweigungsöffnung, die fluidmäßig die erste Bohrung und das zweite Ende der zweiten Bohrung miteinander verbindet; einen ersten Ventilmechanismus, der in der ersten Bohrung angeordnet ist, um die Strömung zu entweder der ersten Verzweigungsöffnung oder der zweiten Verzweigungsöffnung zu steuern; und einen zweiten Ventilmechanismus, der in der zweiten Bohrung angeordnet ist, um die Strömung von entweder der ersten Verzweigungsöffnung oder der zweiten Verzweigungsöffnung zu entweder dem ersten Auslass oder dem zweiten Auslass zu steuern; wobei der erste Ventilmechanismus bei einer ersten vorbestimmten Aktivierungstemperatur aktiviert wird und der zweite Ventilmechanismus bei einer zweiten vorbestimmten Aktivierungstemperatur aktiviert wird.
Umgehungsventil nach Anspruch 1, bei dem die erste Verzweigungsöffnung fluidmäßig das zweite Ende der ersten Bohrung und das erste Ende der zweiten Bohrung miteinander verbindet und bei dem die zweite Verzweigungsöffnung fluidmäßig das erste Ende der ersten Bohrung und das zweite Ende der zweiten Bohrung miteinander verbindet.
Umgehungsventil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der erste Ventilmechanismus zwischen einer ersten Position, an der die erste Bohrung in Fluidverbindung mit der ersten Verzweigungsöffnung ist, und einer zweiten Position, an der die erste Bohrung in Fluidverbindung mit der zweiten Verzweigungsöffnung ist, betätigbar ist; und der zweite Ventilmechanismus zwischen einer ersten Position, die eine Fluidverbindung zwischen entweder der ersten Verzweigungsöffnung und dem ersten Fluidauslass über die zweite Bohrung oder der zweiten Verzweigungsöffnung und dem zweiten Fluidauslass über die zweite Bohrung herstellt, und einer zweiten Position, die eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Verzweigungsöffnung und nur dem ersten Fluidauslass herstellt, betätigbar ist.
Umgehungsventil nach Anspruch 3, bei dem die zweite Verzweigungsöffnung fluidmäßig gegenüber dem Fluideinlass isoliert ist, wenn der erste Ventilmechanismus in der ersten Position ist; und bei dem das erste Ende der zweiten Bohrung fluidmäßig gegenüber dem zweiten Ende der zweiten Bohrung isoliert ist, wenn der zweite Ventilmechanismus in der ersten Position ist.
Umgehungsventil nach Anspruch 3 oder 4, welches aufweist: einen ersten Betriebszustand, bei dem der erste Ventilmechanismus in der ersten Position ist und der zweite Ventilmechanismus in der ersten Position ist, wobei der Fluideinlass durch das zweite Ende der ersten Bohrung, die erste Verzweigungsöffnung und das erste Ende der zweiten Bohrung in Fluidverbindung mit dem ersten Fluidauslass ist; einen zweiten Betriebszustand, bei dem der erste Ventilmechanismus in der zweiten Position ist und der zweite Ventilmechanismus in der ersten Position ist, wobei der Fluideinlass durch das erste Ende der ersten Bohrung, die zweite Verzweigungsöffnung und das zweite Ende der zweiten Bohrung in Fluidverbindung mit dem zweiten Fluidauslass ist; und einen dritten Betriebszustand, bei dem der erste Ventilmechanismus in der zweiten Position ist und der zweite Ventilmechanismus in der zweiten Position ist, wobei der Fluideinlass durch das erste Ende der ersten Bohrung, die zweite Verzweigungsöffnung und das erste Ende der zweiten Bohrung in Fluidverbindung mit dem ersten Fluidauslass ist.
Umgehungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die erste Aktivierungstemperatur angenähert niedriger als oder gleich 90°C ist und bei dem die zweite Aktivierungstemperatur angenähert höher als oder gleich 120°C ist.
Umgehungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die erste und die zweite Verzweigungsöffnung sich im Allgemeinen senkrecht zu der ersten und der zweiten Bohrung erstrecken, wobei die erste und die zweite Verzweigungsöffnung einen gegenseitigen Abstand aufweisen und im Allgemeinen zueinander parallel sind.
Umgehungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welches weiterhin aufweist: eine erste Bohrungsverlängerung, die in Reihe mit der ersten Bohrung kommuniziert und im Wesentlichen mit der ersten Bohrung entlang einer mittleren Achse der ersten Bohrung ausgerichtet ist; eine zweite Bohrungsverlängerung, die in Reihe mit der zweiten Bohrung kommuniziert und im Wesentlichen mit der zweiten Bohrung entlang einer mittleren Achse der zweiten Bohrung ausgerichtet ist; einen ersten Ventilsitz, der der ersten Bohrung an einer Verbindungsstelle zwischen der ersten Bohrung und der ersten Bohrungsverlängerung zugewandt ist; und einen zweiten Ventilsitz, der der zweiten Bohrung an einer Verbindungsstelle zwischen der zweiten Bohrung und der zweiten Bohrungsverlängerung zugewandt ist; wobei die erste Verzweigungsöffnung sich von der ersten Bohrungsverlängerung erstreckt und fluidmäßig die erste Bohrung und die zweite Bohrung verbindet und der zweite Fluidauslass mit der zweiten Bohrungsverlängerung kommuniziert.
Umgehungsventil nach Anspruch 8, bei dem der erste Ventilmechanismus bei der ersten Aktivierungstemperatur gegen den ersten Ventilsitz wirkt und fluidmäßig die erste Bohrungsverlängerung und die erste Verzweigungsöffnung gegenüber der ersten Bohrung isoliert; und wobei der zweite Ventilmechanismus gegen den zweiten Ventilsitz wirkt und fluidmäßig die zweite Bohrungsverlängerung und den zweiten Fluidauslass gegenüber der zweiten Bohrung isoliert.
Umgehungsventil nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die erste Bohrungsverlängerung und die zweite Bohrungsverlängerung jeweils eine Strömungsquerschnittsfläche haben, die kleiner als die der ersten beziehungsweise zweiten Bohrung ist; und wobei die erste und die zweite Bohrungsverlängerung mit Bezug aufeinander entgegengesetzt angeordnet sind, die erste Bohrungsverlängerung sich von dem zweiten Ende der ersten Bohrung erstreckt und die zweite Bohrungsverlängerung sich von dem zweiten Ende der zweiten Bohrung erstreckt.
Umgehungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, weiterhin aufweisend eine erste Ventilverschlusskappe, die in der ersten Bohrung angeordnet ist und eine erste fluiddichte Abdichtung mit dem Hauptkörper bildet, wobei der erste Ventilmechanismus mit der Ventilverschlusskappe zusammenwirkt, um eine Strömung von der ersten Bohrung zu der zweiten Verzweigungsöffnung zu steuern; und eine zweite Ventilverschlusskappe, die in der zweiten Bohrung angeordnet ist und eine fluiddichte Abdichtung mit dem Hauptkörperbereich bildet, wobei der zweite Ventilmechanismus mit der zweiten Ventilverschlusskappe zusammenwirkt, um die Strömung von der zweiten Verzweigungsöffnung zu dem ersten Fluidauslass zu steuern.
Umgehungsventil nach Anspruch 11, bei dem jede der Ventilverschlusskappen aufweist: ein Zylinderstöpselende zum Bilden einer fluiddichten Abdichtung mit dem Hauptkörper; ein offenes ringförmiges Ende zum Zusammenwirken mit dem jeweiligen ersten oder zweiten Ventilmechanismus; und eine Reihe von Streben, die das Zylinderstöpselende und das offene ringförmige Ende miteinander verbinden und Fluiddurchgänge zwischen sich bilden.
Umgehungsventil nach Anspruch 12, bei dem die Streben der zweiten Ventilverschlusskappe länger als die Streben der ersten Ventilverschlusskappe sind, wobei die zweite Ventilverschlusskappe eine größere Gesamtlänge als die erste Ventilverschlusskappe hat.
Umgehungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem der erste und der zweite Ventilmechanismus eine der folgenden Alternativen sind: mechanische Ventile oder elektronische Ventile.
Umgehungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem der erste und der zweite Ventilmechanismus mechanische Ventile sind, die jeweils aufweisen: einen Zylinderbereich, der ein thermisch empfindliches Material beherbergt; einen Kolben, der für eine Bewegung als Antwort auf die Expansion und/oder Kontraktion des thermisch empfindlichen Materials mit dem Zylinder gleitend verbunden ist; eine erste Ventilscheibe, die mit einem ersten Ende des Zylinders zum Zusammenwirken mit einem entsprechenden Ventilsitz verbunden ist; und eine zweite Ventilscheibe, die mit einem gegenüberliegenden, zweiten Ende des Zylinders verbunden ist.
Umgehungsventil nach Anspruch 5, bei dem der erste Fluidauslass mit einem Einlass eines Wärmetauschers verbunden ist, wobei das Umgehungsventil ein Steuerfluid in dem ersten und dem dritten Betriebszustand zu dem Wärmetauscher leitet, und bei dem der zweite Fluidauslass in dem zweiten Betriebszustand mit einer Fluidrückkehrleitung verbunden ist, um das Steuerfluid von dem Wärmetauscher weg zu leiten.