DE112016004901T5

DE112016004901T5 - Mehrstufiges Bypass-Ventil

Info

Publication number: DE112016004901T5
Application number: DE112016004901.3T
Authority: DE
Inventors: Jeff Sheppard; Sachin Bhatia
Original assignee: Dana Canada Corp
Current assignee: Dana Canada Corp
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2018-07-12
Also published as: CN108474496B; US20180299913A1; KR20180065028A; CN108474496A; WO2017070782A1; CA3002429A1; US10754364B2

Abstract

Ein Bypass-Ventil wird offenbart, das in der Lage ist, bei mindestens zwei unterschiedlichen Temperaturen aktiviert zu werden. Das Ventil weist eine Ventilkammer auf, die einen Ventilmechanismus in einer Kolben-Zylinderanordnung aufnimmt. Der Zylinder begrenzt zwei getrennte Kammern zum Aufnehmen von zwei unterschiedlichen Thermomaterialien, de jeweils unterschiedliche Aktivierungstemperaturen haben. Ein Kolben ist in jedem Ende des Zylinders angeordnet und operativ mit dem korrespondierenden Thermomaterial, das in dem Zylinder aufgenommen ist, gekoppelt. Ein Ventilschieber oder eine Ventilhülse ist operativ mit einem der dem Ventilmechanismus zugeordneten Kolben gekoppelt, wobei der Ventilschieber oder die Ventilhülse ausgebildet ist, in der Ventilkammer verschoben zu werden, um eine Strömung zu Fluidauslassöffnungen zu steuern, die in dem Ventil ausgebildet sind. In einigen Ausführungsbeispielen kann der zwei unterschiedliche Thermomaterialien aufnehmende Ventilmechanismus in Kombination mit einem zusätzlichen Ventilmechanismus angeordnet sein, der unterschiedliche Thermomaterialien aufnimmt, wodurch eine weitere mehrstufige Aktivierung möglich ist, die verschiedene Strömungsanordnungen durch das Ventil gestattet.

Description

QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62/246 911 , eingereicht am 27. Oktober 2015, deren Inhalt hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die Anmeldung bezieht sich auf ein Ventil, insbesondere auf ein thermisches Bypass-Ventil, das bei verschiedenen Temperaturen betätigt werden kann, wobei es mehrere Betriebszustände vorsieht.
HINTERGRUND
Die Verwendung von Ventilen, um die Strömung eines Fluids in einem Gesamtwärmetauscherkreis in einem Fahrzeugsystem zu steuern, ist bekannt. Steuerventile oder thermische Bypassventile (TBV) werden häufig in Kombination mit Wärmetauschern verwendet, um entweder ein Fluid zu einem entsprechenden Wärmetauscher zum Heizen oder Kühlen zu richten oder das Fluid in dem Wärmetauscherkreis woanders hin zu richten, um den Wärmetauscher bei Bedingungen, in denen die Wärmeübertragungsfunktion des Wärmetauschers nicht verlangt wird oder nur intermittierend verlangt wird, zu umgehen. Steuerventile oder thermische Bypassventile werden auch häufig in Fahrzeugsystemen verwendet, um die Temperatur eines bestimmten Fluids abzutasten, mit dem Ziel es entweder zu einem geeigneten Wärmetauscher zu richten, um entweder dazu beizutragen (i) ein Fluid eines Fahrzeugsystems in einem optimalen Temperaturbereich zu halten oder (ii) die Temperatur des Fahrzeugfluids beispielsweise auf den optimalen Betriebsbereich zu bringen.
Steuerventile oder thermische Bypassventile sind häufig in einem Wärmetauschersystem mittels externer Fluidleitungen eingeschlossen, die ihrerseits an einen Einlass/Auslass eines Wärmetauschers angeschlossen sind, wobei die Steuerventile von dem Wärmetauscher getrennt sind und entweder stromaufwärts oder stromabwärts zu dem Wärmetauscher in den externen Fluidleitungen verbunden sind. In einigen Anwendungen werden mehrere Steuerventile oder thermische Bypass-Ventile in Kombination verwendet, um eine besondere Steuersequenz zu erreichen, die effektiv die Fluidströmung durch den Gesamtwärmetauscherkreis vorschreibt, um sicherzustellen, dass das Fluid zu dem geeigneten Wärmetauscher oder der Komponente des Fahrzeugsystems bei verschiedenen Betriebsbedingungen gerichtet wird.
Aktuelle mechanische thermische Bypassventile haben typischerweise zwei Betriebszustände, z.B. entweder „ein“ oder „aus“, wobei eine inkrementale oder gestufte Betätigung eines einzigen Ventils mit mechanischen Betätigungsmechanismen schwer zu erzielen ist. Das Kombinieren oder das miteinander Verbinden verschiedener individueller Ventile, um eine besondere Betätigungssequenz zu erzielen, kann zu den dem Fahrzeugsystem zugeordneten Gesamtkosten hinzukommen und kann auch mehrere mögliche Punkte des Ausfalls und/oder der Leckage mit sich bringen. Raum- oder Abmessungszwänge für ein spezielles System können auch verhindern, dass mehrere individuelle Ventile verlangt werden, die in Kombination wirken, um einen gewünschten Betrieb oder eine Steuersequenz erzielen. Somit kann ein einziges Bypass-Ventil, das in der Lage ist, mehrere Betriebszustände vorzusehen und auf verschiedene Betriebsbedingungen anzusprechen, indem es bei einer ersten vorbestimmten Temperatur und noch bei einer zweiten unterschiedlichen vorbestimmten Temperatur beispielsweise betätigt wird, zur Gesamtkosteneinsparung, Raumeinsparung, Gewichteinsparung und/oder Wirtschaftlichkeit beitragen und ist daher wünschenswert.
ABRISS DER ERFINDUNG
In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein Bypass-Ventil vorgesehen, das umfasst: ein Gehäuse, das in sich eine Ventilkammer mit einer Mittelachse begrenzt; einen Fluideinlass, der in Fluidverbindung mit der Ventilkammer ist; einen ersten Fluidauslass, der entlang der Mittelachse stromabwärts zu dem Fluideinlass angeordnet ist, wobei der erste Fluidauslass in Fluidverbindung mit der Ventilkammer ist; einen zweiten Fluidauslass, der entlang der Mittelachse stromabwärts zu dem ersten Fluidauslass angeordnet ist, wobei der zweite Fluidauslass in Fluidverbindung mit der Ventilkammer ist; mindestens einen temperaturabhängigen Ventilmechanismus, der in der Ventilkammer zum Steuern der Strömung zu dem ersten und zweiten Fluidauslass angeordnet ist, wobei der mindestens eine Ventilmechanismus ein äußeres Gehäuse umfasst, das eine erste darin ausgebildete Kammer zum Aufnehmen eines ersten thermischen Materials mit einer ersten Aktivierungstemperatur und eine darin ausgebildete zweite Kammer zum Aufnehmen eines zweiten thermischen Materials mit einer zweiten Aktivierungstemperatur umfasst; einen ersten Kolben, der entlang der Mittelachse angeordnet ist und geeignet für eine Hin- und Herbewegung in Bezug auf die erste Kammer ist und betriebsmäßig mit dem ersten thermischen Material gekoppelt ist; und einen zweiten Kolben, der entlang der Mittelachse angeordnet ist und für eine Hin- und Herbewegung in Bezug auf die zweite Kammer angepasst ist und betriebsmäßig mit dem zweiten thermischen Material gekoppelt ist; ein Ventilelement, das betriebsmäßig mit dem einem des ersten oder zweiten Kolbens für eine Bewegung entlang der Mittelachse zum Öffnen und Schließen des ersten und zweiten Fluidauslasses gekoppelt ist; wobei das Bypass-Ventil eine erste Aktivierungstemperatur, die dem ersten thermischen Material zugeordnet ist, und eine zweite Aktivierungstemperatur, die dem zweiten thermischen Material zugeordnet ist, aufweist, wodurch daher mindestens drei unterschiedliche Betriebszustände vorgesehen werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist ein Bypass-Ventil zum Steuern einer Strömung eines Steuerfluids vorgesehen, umfassend: ein Gehäuse, das in sich eine Ventilkammer begrenzt, die eine Mittelachse aufweist; einen Fluideinlass, der in Fluidverbindung mit der Ventilkammer ist; einen ersten Fluidauslass, der entlang der Mittelachse stromabwärts zu dem Fluideinlass angeordnet ist, wobei der erste Fluidauslass in Fluidverbindung mit der Ventilkammer ist; einen zweiten Fluidauslass, der entlang der Mittelachse stromabwärts zu dem ersten Fluidauslass angeordnet ist, wobei der zweite Fluidauslass in Fluidverbindung mit der Ventilkammer ist; mindestens einen temperaturabhängigen Ventilmechanismus, der in der Ventilkammer zum Steuern der Strömung des Steuerfluids zu dem ersten und zweiten Fluidauslass angeordnet ist; ein Ventilelement, das arbeitsmäßig mit dem mindestens einen temperaturabhängigen Ventilmechanismus für eine Bewegung entlang der Mittelachse zum Öffnen und Schließen des ersten und zweiten Fluidauslasses gekoppelt ist; wobei der mindestens eine temperaturabhängige Mechanismus zwischen einer ersten Betriebsstellung, in der einer des ersten und zweiten Fluidauslasses in Fluidverbindung mit dem Fluideinlass ist, während der andere des ersten und zweiten Fluidauslasses fluidmäßig von dem Fluideinlass getrennt ist; und einer zweiten Betriebsstellung betätigbar ist, in der eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und dem anderen des ersten und zweiten Fluidauslasses hergestellt ist; und wobei das Bypass-Ventil mindestens einen ersten Betriebszustand, einen zweiten Betriebszustand und einen dritten Betriebszustand, wie von der Stellung des mindestens einen temperaturabhängigen Ventilmechanismus bestimmt, aufweist.
In einem Ausführungsbeispiel ist der mindestens eine temperaturabhängige Ventilmechanismus in einer neutralen Stellung bei Temperaturen unter der ersten Aktivierungstemperatur; die erste Betriebsstellung des mindestens einen temperaturabhängigen Ventilmechanismus ist bei Temperaturen des Steuerfluids gleich oder über der ersten Aktivierungstemperatur vorgesehen und die zweite Betriebsstellung des mindestens einen temperaturabhängigen Ventilmechanismus ist bei Temperaturen des Steuerfluids gleich oder über einer zweiten Aktivierungstemperatur, die höher ist als die erste Aktivierungstemperatur vorgesehen.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Bypass-Ventil in dem ersten Betriebszustand mit dem mindestens einen temperaturabhängigen Ventilmechanismus in der neutralen Stellung; das Bypass-Ventil ist in dem zweiten Betriebszustand mit dem mindestens einen temperaturabhängigen Ventilmechanismus in der ersten Betriebsstellung; und das Bypass-Ventil ist in dem dritten Betriebszustand mit dem mindestens einen temperaturabhängigen Ventilmechanismus in der zweiten Betriebsstellung.
In einem Ausführungsbeispiel ist in dem ersten und dritten Betriebszustand eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und dem ersten Fluidauslass hergestellt und der zweite Fluidauslass ist durch das Ventilelement geschlossen, und in dem zweiten Betriebszustand ist eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und dem zweiten Fluidauslass hergestellt, wobei der erste Fluidauslass von dem Ventilelement geschlossen ist.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Ventilelement in Form eines Ventilschiebers ausgebildet, der gleitend in der Ventilkammer angeordnet ist, wobei der Ventilschieber ein erstes und zweites Ende mit einem Außendurchmesser, der im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Ventilkammer entspricht, aufweist, wobei das erste und zweite Ende durch einen Zwischenbereich beabstandet sind, der einen kleineren Durchmesser als das erste und zweite Ende aufweist, wobei das erste Ende nahe dem Fluideinlass und stromaufwärts zu dem zweiten Ende liegt.
In einem Ausführungsbeispiel ist das zweite Ende des Ventilschiebers mit einer Vertiefung ausgebildet, die das Ende einer Rückstellfeder aufnimmt, die in der Ventilkammer angeordnet ist.
In einem Ausführungsbeispiel ist mindestens eine erste Strömungsdurchgangsöffnung in dem ersten Ende des Ventilschiebers parallel zu der Mittelachse ausgebildet und erstreckt sich durch das erste Ende, wobei die mindestens eine Strömungsdurchgangsöffnung eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und dem Zwischenbereich des Ventilschiebers vorsieht.
In einem Ausführungsbeispiel ist in dem ersten und zweiten Betriebszustand eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und einem des ersten und zweiten Fluidauslasses durch die mindestens eine erste Strömungsdurchgangsöffnung und den Zwischenbereich des Ventilschiebers vorgesehen und in dem dritten Betriebszustand ist der erste Fluidauslass durch den ersten Bereich der Ventilschiebers geschlossen.
In einem Ausführungsbeispiel ist in dem ersten Betriebszustand der zweite Fluidauslass durch den zweiten Bereich des Ventilschiebers geschlossen.
In einem Ausführungsbeispiel ist in dem ersten Betriebszustand der erste Fluidauslass von dem Ventilelement geschlossen und eine Fluidverbindung ist zwischen dem Fluideinlass und dem zweiten Fluidauslass hergestellt; in dem zweiten Betriebszustand ist eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und sowohl dem ersten als auch dem zweiten Fluidauslass hergestellt; und in dem dritten Betriebszustand ist der zweite Fluidauslass von dem Ventilelement geschlossen und eine Fluidverbindung ist zwischen dem Fluideinlass und dem ersten Fluidauslass hergestellt.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Ventilelement eine Ventilhülse, die gleitend in der Ventilkammer angeordnet ist und mit dem Ventilmechanismus betriebsmäßig gekoppelt ist, um die Strömung zu dem ersten und zweiten Fluidauslass in den mindestens drei Betriebszuständen zu steuern.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Ventilhülse im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist einen Außendurchmesser auf, der so bemessen ist, dass er dem Innendurchmesser der Ventilkammer entspricht, wobei die Ventilhülse ein erstes Ende, das mit dem Ventilmechanismus in Eingriff ist, aufweist, wobei das erste Ende mit mindestens einer Strömungsdurchgangsöffnung versehen ist, damit das Steuerfluid durch das erste Ende hindurchgehen kann, wobei die Ventilhülse auch ein offenes zweites Ende zum Aufnehmen eines Endes einer Rückstellfeder aufweist.
In einem Ausführungsbeispiel ist der mindestens eine Ventilmechanismus ein Thermomotor, der umfasst: ein äußeres Gehäuse, das in der Ventilkammer in enger Nähe zu dem Fluideinlass angeordnet ist, wobei das äußere Gehäuse eine darin ausgebildete erste Kammer, die ein erstes Thermomaterial aufnimmt, und eine darin ausgebildete zweite Kammer, die ein zweites Thermomaterial aufnimmt, aufweist; einen ersten Kolben, der entlang der Mittelachse angeordnet ist und angepasst ist, in Bezug auf die erste Kammer eine Hin- und Herbewegung auszuüben und in operativer Weise mit dem ersten Thermomaterial gekoppelt ist; und einen zweiten Kolben, der entlang der Mittelachse angeordnet ist und angepasst ist, in Bezug auf die zweite Kammer eine Hin- und Herbewegung auszuüben und in operativer Weise mit dem zweiten Thermomaterial gekoppelt ist, wobei das erste Thermomaterial sich beim Aufheizen auf eine Temperatur der oder über der ersten Aktivierungstemperatur ausdehnt und beim Abkühlen unter die erste Aktivierungstemperatur zusammenzieht, und wobei das zweite Thermomaterial sich beim Aufheizen auf eine Temperatur der oder über der zweiten Aktivierungstemperatur, die höher ist als die erste Aktivierungstemperatur, ausdehnt und beim Abkühlen unter die zweite Aktivierungstemperatur zusammenzieht.
In einem Ausführungsbeispiel ist der erste Kolben angeordnet, gegen eine Stirnwand der Ventilkammer nahe dem Fluideinlass anzustoßen und der zweite Kolben angeordnet ist, gegen das Ventilelement anzustoßen.
In einem Ausführungsbeispiel ist der erste Kolben ausgebildet, sich entlang der Mittelachse abhängig von dem Aufheizen des ersten Thermomaterials auf eine Temperatur der oder über der ersten Aktivierungstemperatur auszufahren und sich abhängig von dem Abkühlen unter die erste Aktivierungstemperatur zurückzuziehen und wobei der zweite Kolben ausgebildet ist, entlang der Mittelachse abhängig von dem Aufheizen des zweiten Thermomaterials auf eine Temperatur der oder über der zweiten Aktivierungstemperatur auszufahren und sich beim Abkühlen unter die zweite Aktivierungstemperatur zurückzuziehen.
In einem Ausführungsbeispiel sind der erste und zweite Kolben an entgegengesetzten Enden des äußeren Gehäuses des Ventilmechanismus angeordnet.
In einem Ausführungsbeispiel ist der Ventilmechanismus ein erster Ventilmechanismus, wobei das Bypass-Ventil weiterhin einen zweiten Ventilmechanismus aufweist, der in Reihe mit dem ersten Ventilmechanismus angeordnet ist, wobei der zweite Ventilmechanismus ein Thermomaterial aufnimmt, das sich beim Aufheizen auf eine Temperatur einer dritten Aktivierungstemperatur oder über dieser unterschiedlich zu der ersten und zweiten Aktivierungstemperatur ausdehnt und sich beim Abkühlen unter die dritte Aktivierungstemperatur zusammenzieht, wobei der erste und zweite Ventilmechanismus sich einen des ersten und zweiten Kolbens teilen.
In einem Ausführungsbeispiel ist ein dritter Ventilmechanismus in Reihe und in Kombination mit dem ersten und zweiten Ventilmechanismus angeordnet, wobei der dritte Ventilmechanismus ein Thermomaterial aufnimmt, das sich beim Aufheizen auf eine Temperatur einer vierten Aktivierungstemperatur oder darüber, unterschiedlich zu der ersten, zweiten und dritten Aktivierungstemperatur, ausdehnt, und sich beim Abkühlen unter die vierte Aktivierungstemperatur zusammenzieht, wobei der dritte Ventilmechanismus sich den anderen des ersten und zweiten Kolbens mit dem ersten Ventilmechanismus teilt.
In einem Ausführungsbeispiel ist der erste Kolben ausgebildet, entlang der Mittelachse abhängig vom Aufheizen des ersten Thermomaterials auf eine Temperatur der oder über der ersten Aktivierungstemperatur auszufahren und sich beim Abkühlen unter die erste Aktivierungstemperatur zurückzuziehen, wobei die Bewegung des ersten Kolbens bewirkt, dass der zweite Ventilmechanismus entlang der Mittelachse in die erste Richtung angeordnet wird; wobei der erste Kolben ausgebildet ist, entlang der Mittelachse in eine zweite Richtung, entgegengesetzt zu der ersten Richtung in Bezug auf den zweiten Ventilmechanismus abhängig vom Aufheizen des Thermomaterials in dem zweiten Ventilmechanismus auf eine Temperatur der oder über der dritten Aktivierungstemperatur auszufahren, wobei eine Bewegung des ersten Kolbens in die zweite Richtung bewirkt, dass der zweite Ventilmechanismus weiter entlang der Mittelachse in die erste Richtung angeordnet wird; wobei der zweite Kolben ausgebildet ist, entlang der Mittelachse in die zweite Richtung abhängig vom Aufheizen des zweiten Thermomaterials auf eine Temperatur der oder über der zweiten Aktivierungstemperatur auszufahren, wobei eine Bewegung des zweiten Kolbens in die zweite Richtung bewirkt, dass der erste und zweite Ventilmechanismus entlang der Mittelachse in die zweite Richtung angeordnet wird; und der zweite Kolben ausgebildet ist, sich entlang der Mittelachse in die erste Richtung abhängig vom Aufheizen des Thermomaterials in dem dritten Ventilmechanismus auf eine Temperatur der oder über der vierten Aktivierungstemperatur auszufahren, wobei eine Bewegung des zweiten Kolbens in die erste Richtung bewirkt, dass der erste und zweite Ventilmechanismus weiter entlang der Mittelachse in die erste Richtung angeordnet werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist eine Rückstellfeder in der Ventilkammer zum Vorspannen des Ventilelements montiert, derart, dass es in eine erste oder neutrale Stellung in Bezug auf den ersten Betriebszustand zurückkehrt.
Figurenliste
Es wird nun beispielhaft auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen, die beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt, und in der:

1 eine schematische Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines Bypass-Ventils entsprechend der vorliegenden Offenbarung in einem ersten Betriebszustand ist;
2 eine schematische Querschnittsansicht des Bypass-Ventils der 1 in einem zweiten Betriebszustand ist;
3 eine Querschnittsansicht des Bypass-Ventils der 1 in einem dritten Betriebszustand ist;
4 eine schematische Querschnittsansicht eines Ventilmechanismus ist, der in dem Bypass-Ventil der 1 eingeschlossen ist;
5 eine schematische Querschnittsansicht eines anderen Ausführungsbeispiels eines Bypass-Ventils entsprechend der vorliegenden Offenbarung in einem ersten Betriebszustand ist;
6 eine schematische Querschnittsansicht des Bypass-Ventils der 5 in einem zweiten Betriebszustand ist;
7 eine Querschnittsansicht des Bypass-Ventils der 5 in einem dritten Betriebszustand ist;
8 eine Querschnittsansicht des Bypass-Ventils der 5 in einem vierten Betriebszustand ist;
9 eine Querschnittsansicht des Bypass-Ventils der 5 in einem fünften Betriebszustand ist;
10 eine schematische Querschnittsansicht eines anderen Ausführungsbeispiels eines Bypass-Ventils nach der vorliegenden Offenbarung in einem ersten Betriebszustand ist;
11 eine schematische Querschnittsansicht des Bypass-Ventils der 10 in einem zweiten Betriebszustand ist;
12 eine schematische Querschnittsansicht des Bypass-Ventils der 10 in einem dritten Betriebszustand ist;
13A bis 13C schematische Systemdarstellungen sind, die drei Betriebszustände des Bypass-Ventils der 1 bis 3 darstellen, das in einem Fluidkreis eines Fahrzeugsystems eingeschlossen ist;
14A bis 14C schematische Systemdarstellungen sind, die drei Betriebszustände des Bypass-Ventils der 1 bis 3 darstellen, das in einem alternativen Fluidkreis eines Fahrzeugsystems eingeschlossen ist; und
15A bis 15C schematische Systemdarstellungen sind, die drei Betriebszustände des Bypass-Ventils der 10 bis 12 darstellen, das in einem Fluidkreis eines Fahrzeugsystems eingeschlossen ist.

Gleiche Bezugszeichen können in unterschiedlichen Figuren verwandt worden sein, um ähnliche Komponenten zu bezeichnen.
BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wird nun im Detail auf beispielhafte Implementationen der Technologie Bezug genommen. Die beispielhaften Ausführungsformen sind nur als Erläuterung der Technologie vorgesehen und sind nicht eine Eingrenzung der Technologie. Es wird für die Fachleute offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Variationen bezüglich der vorliegenden Technologie durchgeführt werden können. Somit ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Technologie Modifikationen und Variationen abdeckt, die innerhalb des Gebiets der vorliegenden Technologie liegen.
Nun bezugnehmend auf die 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines Bypass-Ventils 10 entsprechend der vorliegenden Offenbarung gezeigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Bypass-Ventil 10 vorgesehen, fluidmäßig mit mindestens einem Wärmetauscher verbunden zu werden und kann dazu dienen, entweder Fluid von einer Fluidquelle zu dem mindestens einen Wärmetauscher zum Wärmen oder Kühlen, abhängig von den besonderen Betriebsbedingungen zu leiten oder das Fluid woandershin in dem Gesamtwärmetauscherkreis zu leiten, um so den Wärmetauscher bei bestimmten Betriebsbedingungen zu überbrücken.
Das Bypass-Ventil 10 hat einen Hauptkörper 12, der eine Längsmittelachse A definiert, die hier auch als „Mittelachse“ oder als „Achse“ bezeichnet wird. Der Hauptkörper 12, der hier auch als „Gehäuse“ oder „Ventilgehäuse“ bezeichnet wird, weist eine Hauptbohrung 14 auf, die darin ausgebildet ist und die sich von einem offenen ersten Ende des Hauptkörper 12 zu einem geschlossenen zweiten Ende des Hauptkörpers 12 erstreckt. Die Hauptbohrung 14 definiert eine Ventilkammer in dem Hauptkörper 12 und wird in der folgenden Diskussion als „Ventilkammer 14“ bezeichnet. Ein Einlass 18, auch hier als „Fluideinlass“ bezeichnet, ist in dem Hauptkörper 12 ausgebildet und erstreckt sich derart, dass er in Fluidverbindung mit der Hauptbohrung 14 ist. Ein erster Auslassanschluss 20, hier auch als „erster Fluidauslass“ bezeichnet, ist in dem Hauptkörper 12 stromabwärts vom Einlass 18 ausgebildet und erstreckt sich in den Hauptkörper 12 derart, dass er in Fluidverbindung mit der Hauptbohrung 14 ist. Ein zweiter Auslassanschluss 22, hier auch als „zweiter Fluidauslass“ bezeichnet, ist stromabwärts sowohl vom Einlass 18 als auch vom ersten Auslass 20 angeordnet und ist in dem Hauptkörper 12 derart ausgebildet, dass er in Fluidverbindung mit der Hauptbohrung 14 ist.
Mindestens ein temperaturabhängiges Ventilbetätigungselement oder temperaturabhängiger Ventilmechanismus 24 ist innerhalb der Hauptbohrung 14 angeordnet und ist wirkungsmäßig mit einem Ventilschieber 26 (hier auch als „Ventilelement 26“ bezeichnet) gekoppelt, der auch in der Hauptbohrung 14 angeordnet ist. Der Ventilschieber 26 hat ein erstes und ein zweites Ende 28, 30, die jeweils einen Außendurchmesser aufweisen, der dem Durchmesser, der in dem Hauptkörper 12 gebildeten Ventilkammer 14 entspricht. Ein Zwischenteil 32 erstreckt sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 28, 30 des Ventilschiebers 26 und verbindet die Enden, wobei das Zwischenteil 32 einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Hauptbohrung 14. Das erste Ende 28 des Ventilschiebers 26 liegt nahe dem Fluideinlass und ist stromaufwärts zu dem zweiten Ende 30 angeordnet.
Der Ventilmechanismus 24 wird manchmal auch als Wärme- oder Thermomotor bezeichnet und weist im Allgemeinen eine Kolben-Zylinderanordnung auf. Nun bezugnehmend auf die 4 ist dort eine schematische Darstellung eines Ventilmechanismus 24 gezeigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der Ventilmechanismus 24 aus einem Zylinder 34 (hier auch als „äußeres Gehäuse“ bezeichnet), der in enger Nähe zu dem Fluideinlass 18 liegt. Der Zylinder 34 hat zwei darin ausgebildete getrennte Kammern 36, 38, wobei jede Kammer 36, 38 ein unterschiedliches Thermomaterial, wie ein Wachs, aufnimmt, das in der Lage ist, abhängig von Temperaturen, die dem in Kontakt mit dem Ventilmechanismus 24 kommenden Fluid zugeordnet sind, sich auszudehnen/zusammenzuziehen. Ein erster Kolben 40 ist an einem Ende des Zylinders 34 angeordnet und ist in Bezug auf den Zylinder 34 verschiebbar, wobei der erste Kolben wirkungsmäßig mit dem Thermomaterial, das in der im Zylinder 34 ausgebildeten Kammer aufgenommen ist, gekoppelt ist. Ein zweiter Kolben 42 ist an dem entgegengesetzten Ende des Zylinders 34 angeordnet und ist auch in Bezug auf den Zylinder 34 verschiebbar, wobei der zweite Kolbe 42 wirkungsmäßig mit dem in der im Zylinder 34 ausgebildeten zweiten Kammer 38 aufgenommenen Thermomaterial gekoppelt ist.
Wenn der Ventilmechanismus 24 in der Ventilkammer 14 in dem Hauptkörper 12 angeordnet ist, ist der zweite Kolben 42 so angeordnet, dass er gegen eine entsprechende Vertiefung 44, die in der Stirnwand 45 der Ventilkammer 14 nahe dem Fluideinlass 18 ausgebildet ist, anstößt oder in derselben aufgenommen ist. Der Ventilschieber 26 ist dann in der Ventilkammer 14 so angeordnet, dass das erste Ende 28 des Ventilschiebers 26 gegen den ersten Kolben 40 des Ventilmechanismus 24 anstößt und ihn kontaktiert. In entsprechender Weise kann das erste Ende 28 des Ventilschiebers 26 mit einer entsprechenden Vertiefung 48 (2) ausgebildet sein, um ein Ende des Ventilmechanismus 24 aufzunehmen. Das zweite Ende 30 des Ventilschiebers 26 kann auch mit einer Vertiefung 50 zum Aufnehmen eines Endes einer Rückstellfeder 52 ausgebildet sein, die in der Ventilkammer 14 angeordnet ist, wobei eines ihrer Enden gegen das zweite Ende 30 des Ventilschiebers 26 anliegt, während das andere Ende gegen eine Ventilabschlusskappe 54 anliegt, die in dem offenen Ende des Hauptkörpers 12 angeordnet ist, um die Ventilkammer 14 fluidmäßig abzudichten. Die Rückstellfeder 52 dient dazu, den Ventilmechanismus 24 zurück in seine erste oder neutrale Stellung zu zwingen oder vorzuspannen, wenn das thermisch sensitive Material in seinen Ursprungszustand zurückkehrt.
Mindestens eine erste Strömungsdurchgangsöffnung 56 ist in dem ersten Ende 28 des Ventilschiebers 26 parallel zu der Mittelachse A ausgebildet und erstreckt sich durch dieses hindurch, wobei die mindestens eine erste Strömungsdurchgangsöffnung 56 eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass 18 und dem Zwischenteil 32 des Ventilschiebers 26 vorsieht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von ersten Strömungsdurchgangsöffnungen 56 in dem ersten Ende 28 vorgesehen und ermöglicht, dass Fluid durch den Körper des ersten Endes 28 des Ventilschiebers 26 hindurchgeht, um eine ordnungsgemäße Funktionsweise des Bypass-Ventils 10 zu gestatten, wie genauer unten beschrieben wird.
Mindestens eine zweite Strömungsdurchgangsöffnung 56 ist auch in dem zweiten Ende 30 des Ventilschiebers 26 parallel zur Mittelachse A ausgebildet und erstreckt sich durch dieses hindurch. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von zweiten Strömungsdurchgangsöffnungen 56 in dem zweiten Ende 30 vorgesehen und ermöglicht, dass Fluid durch den Körper des ersten Endes 30 des Ventilschiebers 26 in den Raum hindurchgeht, in dem die Rückstellfeder 52 aufgenommen ist, um den Fluiddruck über die Ventilkammer 14 auszugleichen und eine ordnungsgemäße Funktionsweise des Bypass-Ventils 10 zu gestatten. Da das zweite Ende 30 des Schiebers 26 eine Vertiefung 50 aufweist, die offen zu dem die Rückstellfeder 52 aufnehmenden Raum ist, müssen die Strömungsdurchgangsöffnungen 56 in dem zweiten Ende 30 des Schiebers 26 nur durch die Bodenwand des zweiten Endes 30 gehen, wodurch eine Fluidverbindung zwischen dem Zwischenteil 32 des Ventilschiebers 26 und dem Inneren der Vertiefung 50 vorgesehen wird.
Wenn im Betrieb das Bypass-Ventil 10 in einem Fluidkreis, beispielsweise in einem Fahrzeugsystem montiert ist, strömt Steuerfluid in das Ventil 10 durch den Fluideinlass 18. In seinem ersten Betriebs- oder neutralen Zustand ist die Temperatur des in das Ventil 10 einströmenden Steuerfluids in einem ersten vorbestimmten Bereich und sowohl der erste als auch der zweite Kolben 40, 42 des Ventilmechanismus 24 sind in ihren ersten oder neutralen Stellungen, in denen sie hauptsächlich in dem Zylinder 34 aufgenommen, wobei der Ventilschieber 26 daher in der Ventilkammer 14 an der am weitesten rechts liegenden Stellung liegt und das zweite Ende 30 des Ventilschiebers 26 den zweiten Auslass 22 blockiert. Die Konfiguration des temperaturabhängigen Ventilmechanismus 24 nach 1 ist bei Fluidtemperaturen unter einer ersten Aktivierungstemperatur und/oder in dem ersten vorbestimmten Temperaturbereich vorgesehen und ist teilweise hier als „neutrale Stellung“ bezeichnet.
Wenn der Ventilmechanismus 24 in der neutralen Stellung ist, strömt Steuerfluid, das durch den Einlass 18 in die Hauptbohrung 14 eintritt, durch die Durchströmöffnungen 56, die in dem ersten Ende 28 des Ventilschiebers 26 ausgebildet sind, zu dem ersten Auslass 20, wie in 1 durch die Strömungsrichtungspfeile dargestellt ist. Dies kann als erster Betriebszustand oder kalter Zustand des Ventils 10 betrachtet werden, bei dem das Steuerfluid auf einer Temperatur ist, die niedriger als beide Aktivierungstemperaturen des Ventilmechanismus 24 ist.
Wenn die Temperatur des in das Ventil 10 eintretenden Steuerfluids sich auf einen zweiten vorbestimmten Bereich erhöht, aktiviert das in den Einlass 18 eintretende Fluid eines der Thermomaterialien, die in dem Zylinder 34 aufgenommen sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat das in der ersten Kammer 36 aufgenommene Thermomaterial die niedrigere Aktivierungstemperatur und beginnt aktiviert zu werden und expandiert, wodurch bewirkt wird, dass der erste Kolben 40 aus dem Zylinder 34 herausgeschoben wird, was darauf folgend den Ventilschieber 26 nach links bewegt. Die Konfiguration des temperaturabhängigen Ventilmechanismus 24 nach 2 ist bei Fluidtemperaturen bei oder über einer ersten Aktivierungstemperatur und/oder in dem zweiten vorbestimmten Temperaturbereich vorgesehen und wird manchmal hier als die „erste Betriebsstellung“ bezeichnet.
Wenn der Ventilschieber 26 sich nach links in die erste Betriebsstellung des Ventilmechanismus 24 bewegt, blockiert das zweite Ende 28 des Ventilschiebers 26 den ersten Auslass 20 und schließt ihn und öffnet den zweiten Auslass 22, da das zweite Ende 30 des Ventilschiebers 26 sich aus seiner vorhergehenden Position bewegt, in der er den zweiten Auslass 22 blockiert. Entsprechend strömt das in das Ventil 10 eintretende Fluid um den Ventilmechanismus 24 durch die Strömungsdurchgangsöffnungen 56 in dem ersten Ende 28 des Ventilschiebers 26 hindurch, wo es dann das Ventil 10 durch den zweiten Auslass 22 verlässt. Dieser zweite Betriebszustand des Bypass-Ventils 10 nach 2 kann als ein warmer Zustand bezeichnet werden, in dem die Temperatur des Steuerfluids unter einer der Aktivierungstemperaturen des Ventilmechanismus ist und in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Temperatur des Steuerfluids bei oder über der ersten Aktivierungstemperatur und unter der zweiten Aktivierungstemperatur.
Sobald die Temperatur des Steuerfluids sich bis zu einem dritten vorbestimmten Bereich erhöht, beginnt das in die Ventilkammer 14 durch den Fluideinlass 18 eintretende Fluid das zweite der zwei in dem Zylinder 34 aufgenommenen Thermomaterialien zu aktivieren. In entsprechender Weise dehnt sich das in der zweiten Kammer 38 aufgenommene Thermomaterial aus, wodurch bewirkt wird, dass der zweite Kolben 42 aus dem Zylinder 34 geschoben wird, wobei der zweite Kolben 42 gegen die Stirnwand des Hauptkörpers 12 wirkt, wodurch bewirkt wird, dass der Ventilschieber sich weiter nach links bewegt.
Die Konfiguration des temperaturabhängigen Ventilmechanismus 34 nach 3 ist bei Fluidtemperaturen entsprechend oder über einer zweiten Aktivierungstemperatur und/oder in dem dritten vorbestimmten Temperaturbereich vorgesehen und wird manchmal hier als „zweite Betriebsstellung“ bezeichnet.
Wenn der Ventilschieber 26 sich weiter nach links in die zweite Betriebsstellung bewegt, wird das erste Ende 28 des Ventilschiebers 26 in eine Stellung gebracht, in der der zweite Fluidauslass 22 blockiert wird und in der der erste Fluidauslass 20 wirksam wieder geöffnet wird. Dieser dritte Betriebszustand des Bypass-Ventils 10 ist in 3 dargestellt und kann als heißer Zustand bezeichnet werden, in dem die Temperatur des Steuerfluids über der ersten Aktivierungstemperatur und an oder über der zweiten Aktivierungstemperatur des Ventilmechanismus 24 liegt.
In dem Fall eines Fahrzeugs beispielsweise kann es nützlich sein, ein Systemfluid (wie ein Motoröl, ein Getriebeöl, ein Achsöl, ein Abgas usw.) in einen Wärmetauscher zum Aufheizen und/oder Kühlen abhängig von der bestimmten Temperatur des Fluids während des Betriebs des Fahrzeugs zu richten und den Wärmetauscher bei anderen Betriebsbedingungen zu überbrücken, um so Druckverluste in dem Gesamtsystem zu vermeiden, wenn die Aufwärm- und/oder Kühlfunktion des Wärmetauschers nicht verlangt wird. Bei Kaltstartbedingungen beispielsweise kann verlangt werden, dass eine Anzahl von Fluiden aufgeheizt wird, um die Temperatur des Fluids auf seine optimale Betriebstemperatur so schnell wie möglich zu bringen. Bei solchen Umständen kann ein thermisches Bypass-Ventil 10 in das Fahrzeugsystem an einer Stelle zwischen der Fluidquelle 11 (z.B. dem Motor, dem Getriebe usw.) und einem entsprechenden Wärmetausacher 13 (z.B. einen Motorölkühler (EOC), Getriebeölkühler (TOC), Abgaswärmegewinnung (EGHR), usw.) eingefügt werden. Eine schematische Darstellung, die zeigt, wie das Bypass-Ventil 10 in einen Wärmetauscherkreis in einem Fahrzeugsystem eingefügt werden kann, ist beispielsweise in den 13A bis 13C gezeigt, die die drei Betriebszustände des Bypass-Ventils 10, wie oben beschrieben, darstellen. Wie gezeigt, ist das Bypass-Ventil 10 zwischen einer Fluidquelle 11 und einem Wärmetauscher 13 angeordnet, wobei das Bypass-Ventil 10 fluidmäßig mit einem Fluidauslass 15 an der Fluidquelle und einem Fluideinlass 17 an dem entsprechenden Wärmetauscher 13 gekoppelt und arbeitet so, dass das die Fluidquelle 11 verlassende Fluid zu dem Wärmetauscher 13 zum Aufwärmen über die Fluidleitung 19(1) geleitet wird, wenn die Temperatur des Steuerfluids in dem ersten vorbestimmten Bereich oder in dem kalten Zustand ist (z.B. wenn das Bypass-Ventil 10 in seiner ersten neutralen Stellung ist, die oben in Verbindung mit 1 beschrieben wurde), wie in 13A gezeigt und wie in Verbindung mit 1 beschrieben. Wie in 13B gezeigt, arbeitet das Bypass-Ventil 10 derart, dass das Fluid zurück in die Fluidquelle 11 über die Rückführleitung 21 gerichtet wird, wobei wirksam der Wärmetauscher 13 überbrückt wird, wenn die Temperatur in dem zweiten vorbestimmten Bereich oder im warmen Zustand ist, wie in Verbindung mit 2 beschrieben. Wie in 13C gezeigt, arbeitet das Bypass-Ventil 10 derart, dass das Fluid zurück in den Wärmetauscher 13 über die Fluidleitungen 19(2), 19(1) gerichtet wird, wenn die Temperatur des Fluids außerhalb des optimalen Betriebstemperaturbereichs ist und ein Kühlen verlangt, so wie wenn das Ventil in seinem dritten Betriebszustand oder im heißen Zustand ist, wie in Verbindung mit 3 beschrieben.
Nun bezugnehmend auf die 14A bis 14C wird eine andere Systemanordnung gezeigt, die illustriert, wie das Bypass-Ventil 10 in ein Fahrzeugsystem eingeschlossen werden kann. In dieser Anordnung ist das Bypass-Ventil 10 zwischen einer Fluidquelle 11 und zwei getrennten Wärmetauschern 13(1), 13(2) angeordnet, wobei der erste Wärmetauscher 13(1) als Heizvorrichtung arbeitet, während der zweite Wärmetauscher 13(2) als Kühlvorrichtung arbeitet. Wenn somit die Temperatur des die Fluidquelle 11 verlassenden Steuerfluids kalt ist oder unter beiden Aktivierungstemperaturen liegt, die dem Ventilmechanismus 24 zugeordnet sind, ist das Bypass-Ventil in seinem kalten oder ersten Betriebszustand (wie in 1 dargestellt), in dem das in das Bypass-Ventil 10 eintretende Fluid durch den ersten Auslass 20 zu dem ersten Wärmetauscher 13(1) zum Aufheizen über die Fluidleitung 19(1) gerichtet wird, bevor es zu der Fluidquelle 11 zurückkehrt. Wenn die Temperatur des Steuerfluids auf eine Temperatur über der ersten Aktivierungstemperatur, die dem Ventilmechanismus 24 zugeordnet ist, geht, bewegt sich das Bypass-Ventil 10 in seinen warmen oder zweiten Betriebszustand (in 2 dargestellt), in dem das in das Bypass-Ventil 10 eintretende Fluid durch den zweiten Auslass 22 gerichtet wird, wo es direkt zur Fluidquelle 11 über eine Rückführleitung 21 zurückgeführt werden kann, wobei es effektiv den ersten und/oder zweiten Wärmetauscher 13(1), 13(2) überbrückt, wie schematisch in 14(B) gezeigt. Wenn die Temperatur des Steuerfluids weiter auf eine Temperatur über beide Aktivierungstemperaturen, die dem Ventilmechanismus 24 zugeordnet sind, ansteigt, bewegt das Bypass-Ventil 10 sich in seinen heißen oder dritten Betriebszustand (in 3 dargestellt), in dem das in das Ventil 10 eintretende Fluid durch den ersten Auslass 20 zu dem zweiten Wärmetauscher 13(2) über die Fluidleitung 19(2) gerichtet wird, wie schematisch in 14C gezeigt ist.
Somit liefert das Bypass-Ventil 10, das oben im Zusammenhang mit den 1 bis 4 beschrieben wurde, ein mehrstufiges Ventil, das eine relativ einfache Gesamtkonstruktion aufweist und einen einzigen Ventilmechanismus 24 verwendet, wobei der Ventilmechanismus 24 mehrere Aktivierungstemperaturen als ein Ergebnis der mehreren Kammern 36, 38, die mit unterschiedlichen Thermomaterialien gefüllt sind, die in dem Zylinder 34, der den Ventilmechanismus 24 bildet, ausgeformt und aufgenommen sind, aufweist.
Nun bezugnehmend auf die 10 bis 12 ist eine andere beispielhafte Ausführungsform eines Bypass-Ventils entsprechend der vorliegenden Offenbarung gezeigt, wobei gleiche Bezugszeichen zum Identifizieren gleicher Komponenten verwendet wurden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Bypass-Ventil 100 ähnlich zu dem oben in Verbindung mit den 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem der Ventilmechanismus 24 in der Ventilkammer 14 des Hauptkörpers 12 angeordnet ist. Anstelle eines Ventilschiebers 26 mit zwei Endbereichen 28, 30, die voneinander beabstandet sind und durch ein Zwischenteil 32 mit einem verringerten Durchmesser im Vergleichen zu den Endbereichen 28, 30 verbunden sind, wobei der Ventilschieber 26 so angeordnet ist, dass er gegen den ersten Kolben 40 des Ventilmechanismus zum Steuern der Strömung entweder zu dem ersten oder dem zweiten Fluidauslass 20, 22 anstößt, wird eine einzige Ventilhülse 60 zum Steuern der Strömung zu der ersten und zweiten Auslassöffnung 20, 22 verwendet. Die Ventilhülse 60 weist eine allgemein zylindrische Struktur mit einem ersten Ende 61, das ausgebildet ist, den ersten Kolben 40 aufzunehmen, und einem korrespondierenden Ende des Ventilmechanismus 24 auf, so dass die Ventilhülse 60 mit dem Kolben 40 und dem Ventilmechanismus 24 verschoben wird. Das erste Ende 61 hat mindestens eine darin ausgebildete Strömungsdurchgangsöffnung, wodurch ein Fluid durch das erste Ende 61 der Ventilhülse 60 hindurch strömen kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das erste Ende 61 in Form einer käfigartigen Struktur, die eine Mehrzahl von darin ausgebildeten Strömungsöffnungen 56 aufweist. Das zweite Ende 62 der Ventilhülse 60 ist ein offenes Ende, das ausgebildet ist, ein Ende einer Rückstellfeder 42 aufzunehmen. Der Außendurchmesser der Ventilhülse 60 ist so bemessen, dass er zu dem inneren Durchmesser der Ventilkammer 14 korrespondiert, wobei die Ventilhülse entlang der Hauptbohrung 14 in dem Hauptkörper 12 des Ventils 10 verschiebbar ist.
Eine Einlassöffnung 18 ist in dem Hauptkörper 12 ausgeformt und erstreckt sich durch die Hauptbohrung 14, so dass sie in Fluidverbindung mit der Ventilkammer 14 ist. Eine erste Auslassöffnung 20 ist in dem Hauptkörper 12 stromabwärts von und in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel an der entgegengesetzten Seite des Hauptkörpers 12 zu der Einlassöffnung 18 ausgebildet, wobei die erste Auslassöffnung 20 sich in dem Hauptkörper 12 so erstreckt, dass er in Fluidverbindung mit der Hauptbohrung 14 ist. Eine zweite Auslassöffnung 22 ist stromabwärts und benachbart zu der ersten Auslassöffnung 20 angeordnet, wobei die zweite Auslassöffnung 22 sich in den Hauptkörper 12 erstreckt, so dass sie in Fluidverbindung mit der Ventilkammer 14 ist.
Wenn im Betrieb das Bypass-Ventil 10 in seinem ersten Betriebszustand ist, wie in 10 gezeigt, strömt das Steuerfluid in das Ventil durch die Fluideinlassöffnung 18 ein, wo es in Kontakt mit dem Ventilmechanismus 24 kommt. Wenn die Temperatur des in das Ventil 10 einströmenden Steuerfluids in einem ersten vorbestimmten Bereich ist, der unter beiden Aktivierungstemperaturen der zwei getrennten Thermomaterialien ist, die in dem Zylinder 34 des Ventilmechanismus 24 aufgenommen sind, verbleibt das Ventil 10 in seiner ersten neutralen Stellung, wobei die Ventilhülse 60 in ihrer rechtesten Stellung angeordnet ist, in der die Ventilhülse 60 gegen das erste korrespondierende Ende des Ventilmechanismus 24 liegt, wobei der erste Kolben 40 in seiner vollständig zurückgezogenen Stellung ist und die Ventilhülse 60 wirksam die erste Auslassöffnung 20 blockiert oder abdichtet. Somit strömt das in das Ventil 10 eintretende Fluid durch die den Ventilmechanismus 24 umgebende Ventilkammer 14, durch die Strömungsdurchgangsöffnungen 56, die in dem ersten Ende 61 der Ventilhülse 60 vorgesehen sind und nach außen durch die zweite Fluidauslassöffnung 22.
Wenn die Temperatur des in das Ventil 10 einströmenden Steuerfluids sich in einen zweiten vorbestimmten Bereich erhöht, der den Aktivierungstemperaturen eines der zwei getrennten, in dem Ventilmechanismus 24 aufgenommenen Thermomaterialien entspricht, beginnt das Thermomaterial mit der niedrigen Aktivierungstemperatur sich auszudehnen, wodurch bewirkt wird, dass der erste Kolben 40 (in dem dargestellten Ausführungsbeispiel), aus dem Zylinder 34 heraus bewegt wird, wodurch die Ventilhülse 60 nach links bewegt wird und teilweise die erste Fluidauslassöffnung 20 öffnet und teilweise die zweite Fluidauslassöffnung 22 schließt. Wenn daher das Ventil 10 in seinem zweiten Betriebszustand, wie in 11 dargestellt, ist, wird das durch das Ventil 10 strömende Steuerfluid sowohl zu dem ersten als auch dem zweiten Fluidauslass 20, 22 gerichtet.
Wenn die Temperatur des in das Ventil 10 einströmende Steuerfluid sich weiter auf eine Temperatur in einem dritten vorbestimmten Bereich erhöht, der einer Aktivierungstemperatur des zweiten in dem Ventilmechanismus 24 aufgenommenen Thermomaterial entspricht, beginnt das zweite Thermomaterial sich auszudehnen, wodurch bewirkt wird, dass der zweite Kolben 42 aus dem Zylinder 34 herausgedrückt wird. Da der zweite Kolben 42 gegen die Stirnwand 45 des Hauptkörpers 12 wirkt, wird der Zylinder 34 selbst nach links bewegt, was daraufhin die Ventilhülse 60 weiter nach links bewegt und die erste Auslassöffnung 20 vollständig öffnet und die zweite Auslassöffnung 22 schließt oder blockiert, wie in 12 gezeigt. Somit wird in dem dritten Betriebszustand des Ventils 10 das in das Ventil 10 einströmende Steuerfluid vollständig zu dem ersten Auslass 20 gerichtet.
In dem Fall eines Fahrzeugs kann ein Bypass-Ventil 10, das die mehrstufige Betätigung, wie oben in Verbindung mit den 10 bis 12 beschrieben, liefert, in Fällen nützlich sein, bei denen ein Steuerfluid für zwei unterschiedliche Anwendungen während einer speziellen Betriebsphase geteilt werden muss. Beispielsweise kann es bei Kaltstartbedingungen wünschenswert sein, das Steuerfluid zu einem Wärmetauscher oder einer Heizvorrichtung zu leiten, damit zum Aufheizen des Fluids beigetragen wird, um es auf seine bevorzugte Betriebstemperatur zu bringen. Wenn die Temperatur des Steuerfluids eine angehoben wird, kann es, wenn es eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat, wünschenswert sein, das Steuerfluid sowohl zu der Heizvorrichtung als auch zu dem zweiten Wärmetauscher oder -kühler zu leiten, um eine Erhöhung beim Aufheizen des Fahrgastraums vorzusehen, wobei eine mögliche Überhitzungsbedingung durch Leiten eines Teils des Steuerfluids zu der Kühlvorrichtung vermieden wird. Sobald die Temperatur des Steuerfluids sich weiter erhöht hat und ein Beitrag zur Aufheizung des Fahrgastraums nicht länger benötigt wird, kann das Fluid nur zu der Kühlvorrichtung in den dritten Betriebszustand des Ventils 10 geleitet werden. Somit kann das Bypass-Ventil 10, wie in den 10 bis 12 dargestellt wird, in das Fahrzeugsystem an einer Stelle eingeführt werden, die zwischen der Fluidquelle 11 und zwei unterschiedlichen Wärmetauschern 13(1), 13(2) liegt, wie beispielsweise in 15A bis 15C gezeigt ist. Daher wird während des ersten Betriebszustands des Bypass-Ventils 10, das in 15A dargestellt ist, das gesamte Steuerfluid zu dem ersten Wärmetauscher oder der Heizvorrichtung 13(1) geleitet, um zum Aufwärmen bei Kaltstartbedingungen beizutragen. In dem zweiten Betriebszustand des Bypass-Ventils 10, wie in 15B dargestellt, wird das Steuerfluid sowohl zu der Heizvorrichtung 13(1) und dem zweiten Wärmetauscher oder der Kühlvorrichtung 13(2) gerichtet. 15C stellt den dritten Betriebszustand des Bypass-Ventils 10 dar, bei dem das Steuerfluid zu dem zweiten Wärmetauscher 13(2) zum Kühlen geleitet wird, sobald die Temperatur des Steuerfluids in dem dritten vorbestimmten Bereich liegt.
Bezugnehmend nun auf die 5 bis 9 ist eine andere beispielhafte Ausführungsform eines Bypass-Ventils 10 entsprechend der vorliegenden Offenbarung gezeigt, bei der gleiche Bezugszeichen zum Identifizieren gleicher Komponenten verwendet wurden.
In dem betreffenden Ausführungsbeispiel ist das Bypass-Ventil 10 ähnlich zu dem oben im Zusammenhang mit den 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel, wobei ein Ventilschieber 26 zum Steuern der Strömung zu beiden der ersten und zweiten Auslassöffnungen 20, 22 verwendet wird. Jedoch ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel anstelle der Anordnung eines einzigen Ventilmechanismus 24 in der im Hauptkörper 12 ausgebildeten Ventilkammer 14 ein Ventilmechanismus 24 in Kombination mit zwei zusätzlichen Ventilmechanismen 70, 72 angeordnet. Wie in den vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen besteht der Ventilmechanismus 24 aus einem Zylinder 34 mit darin ausgebildeten zwei getrennten Kammern 36, 38 zum Aufnehmen zweier getrennter Thermomaterialien, die jeweils eine unterschiedliche Aktivierungstemperatur aufweisen. Ein erster und zweiter Kolben 40, 42 sind in dem Zylinder 34 verschiebbar zu ihm angeordnet, wie beispielsweise in 4 dargestellt. Die Ventilmechanismen 70, 72 haben den gleichen Aufbau darin, dass sie ebenfalls einen Zylinder 74, 76 umfassen, jedoch nehmen in diesem Fall die Zylinder 74, 76 jeweils ein einziges Thermomaterial auf. In gleicher Weise sind Ventilmechanismen 70, 72 beidseitig des mittleren Ventilmechanismus 24 angeordnet und ausgebildet, den ersten und zweiten Kolben 40, 42 jeweils mit dem mittig angeordneten Ventilmechanismus 24 zu teilen. Wenn somit der Ventilmechanismus 70 in Reihe mit dem mittleren Ventilmechanismus 24 liegt, erstreckt sich der erste Kolben teilweise in den Zylinder 34, wobei er operativ mit dem in der ersten Kammer 36 aufgenommenen Thermomaterial gekoppelt ist, und teilweise in den Zylinder 74, wobei er mit dem in dem Ventilmechanismus 70 aufgenommenen Thermomaterial gekoppelt ist. Der zweite Kolben 42 des mittleren Ventilmechanismus 24 erstreckt sich teilweise in den Zylinder 34, wo er operativ mit dem in der zweiten Kammer 38 aufgenommenen Thermomaterial gekoppelt ist, und erstreckt sich teilweise in den Zylinder 76 des Ventilmechanismus 72, wo er operativ mit dem darin aufgenommenen Thermomaterial gekoppelt ist. Während in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Ventilmechanismen 70, 72 sich den ersten und zweiten Kolben 40, 42 des mittleren Ventilmechanismus 24 teilen, sei verstanden, dass andere Anordnungen möglich sind, bei denen Ventilmechanismen 70, 72 getrennte Kolben aufweisen, die nur gegen den ersten und zweiten Kolben 40, 42, der dem Ventilmechanismus 24 zugeordnet ist, stoßen und wirken.
Die Ventilmechanismen 24, 70, 72 sind so gewählt, dass jedes der darin aufgenommenen Thermomaterialien unterschiedliche Aktivierungstemperaturen bietet, was in einer mehrstufigen Ansteuerung des Bypass-Ventils 10 resultiert. Beispielsweise sind in einem ersten Betriebszustand, wie in 5 gezeigt, alle Ventilmechanismen 24, 70, 72 in ihrer ersten oder neutralen Stellung, bei der die Kolben 40, 42 in ihren in Bezug auf den Zylinder 34 des Ventilmechanismus 24 sowie die Zylinder 74, 76 der Ventilmechanismen 70, 72 zurückgezogenen Stellungen sind. In dieser Stellung ist der Ventilschieber 26 in seiner rechtesten Stellung in der Hauptbohrung 14, in der das zweite Ende 30 des Ventilschiebers 26 die erste Fluidauslassöffnung 20 blockiert oder schließt. Somit strömt das Steuerfluid, wenn es bei Eintritt in das Ventil 10 über die Einlassöffnung 18 auf einer Temperatur in einem ersten vorbestimmten Bereich liegt, der unter der Aktivierungstemperatur jeweils der verschiedenen in den Ventilmechanismen 24, 70, 72 aufgenommenen Thermomaterialien ist, über die Ventilmechanismen 24, 70, 72 durch die Durchströmungsöffnungen oder-anschlüsse 56, die in dem ersten und zweiten Ende 28, 30 des Ventilschiebers 26 gebildet sind, und nach außen durch die zweite Auslassöffnung 22.
Wenn die Temperatur des Steuerfluids auf einen zweiten vorbestimmten Bereich steigt, beginnt das Thermomaterial mit der niedrigsten Aktivierungstemperatur, wie das in dem Ventilmechanismus 70 aufgenommene Thermomaterial, sich auszudehnen, wodurch bewirkt wird, dass der Kolben 40 aus dem Zylinder 74 herausgeschoben wird und gegen den Ventilmechanismus 24 (der stationär bleibt) wirkt, wodurch der Zylinder 74 veranlasst wird, sich nach links zu bewegen, was daraufhin den Ventilschieber 26 nach links um einen Abstand schiebt, der das zweite Ende 30 des Ventilschiebers 26 in eine Stellung bringt, die die zweite Auslassöffnung 22 blockiert oder schließt, wodurch die erste Auslassöffnung 20 geöffnet wird. Daher tritt in dem zweiten Betriebszustand des Bypass-Ventils 10, wie in 6 dargestellt, das Steuerfluid in das Ventil über die Einlassöffnung 18 ein und strömt aus dem Ventil 10 über die erste Auslassöffnung 20 aus.
Wenn die Temperatur des Steuerfluids weiter steigt, so dass sie in einem dritten vorbestimmten Temperaturbereich liegt, beginnt das Thermomaterial mit der nächsten niedrigsten Aktivierungstemperatur, wie das in der ersten Kammer 36 des Ventilmechanismus 24 aufgenommene Thermomaterial, aktiviert zu werden, wodurch der Teil des ersten Kolbens 40, der in dem Zylinder 34 positioniert war, veranlasst, aus dem Zylinder 34 herausgeschoben zu werden, was wiederum bewirkt, dass der Ventilmechanismus 70 weiter nach links zusammen mit dem Ventilschieber 26 geschoben wird. Durch Bewegen des Ventilschiebers 26 weiter nach rechts wird das erste Ende 28 des Ventilschiebers in eine Position gebracht, in der der erste Fluidauslass 20 blockiert oder geschlossen wird, während das zweite Ende 30 des Ventilschiebers 26 aus seiner die zweite Auslassöffnung blockierenden Stellung heraus bewegt wird, wodurch der zweite Fluidauslass 22 geöffnet wird. Somit wird in dem dritten Betriebszustand des Ventils 10, wie in 7 gezeigt, das einströmende Steuerfluid durch die Hauptbohrung 14 geleitet und strömt über in dem Ventilschieber 26 gebildete Öffnungen 56 und verlässt das Ventil 10 durch den zweiten Fluidauslass 22.
Wenn die Temperatur des Steuerfluids bis zu einem vierten vorbestimmten Temperatureich ansteigt, wird das Thermomaterial mit der nächstniedrigsten Aktivierungstemperatur, wie das in der zweiten Kammer 38 des Ventilmechanismus 24 aufgenommene Thermomaterial, aktiviert und veranlasst den zweiten Kolben 42, aus dem Zylinder 34 geschoben zu werden. Wenn der Kolben 42 gegen den Ventilmechanismus 72 wirkt, der in seiner Position gegen die Stirnwand des Hauptkörpers 12 stationär ist, wird der Zylinder 34 nach links bewegt, was wiederum den Ventilmechanismus 70 und den Ventilschieber 26 veranlasst, sich in einer Kettenreaktion auch weiter nach links zu bewegen. Die Bewegung des Ventilschiebers 26 weiter nach links bringt das erste Ende 28 des Ventilschiebers 26 in eine den zweiten Fluidauslass 22 blockierenden Stellung, während der erste Fluidauslass 20 geöffnet wird. Somit wird in dem vierten Betriebszustand des Ventils, wie in 8 dargestellt, das einströmende Steuerfluid durch die Hauptbohrung 14 und nach außen über den ersten Auslass 20 gerichtet.
Wenn die Temperatur des Steuerfluids sich zu einem fünften vorbestimmten Temperaturbereich erhöht, beginnt das Thermomaterial mit der höchsten Aktivierungstemperatut, wie das in dem Ventilmechanismus 72 aufgenommene Thermomaterial, sich auszudehnen, wodurch bewirkt wird, dass der Teil des zweiten Kolbens 72 der in dem Zylinder 76 aufgenommen ist, aus dem Zylinder 76 herausgedrückt wird, wodurch der Ventilmechanismus 24 und der Ventilmechanismus 70 zusammen mit dem Ventilschieber 26 noch weiter nach links bewegt werden. Die Bewegung des Ventilschiebers 26 nach links bewegt das erste Ende 28 des Ventilschiebers aus der den zweiten Fluidauslass 22 blockierenden oder verschließenden Stellung, wodurch ein Öffnen sowohl des ersten als auch des zweiten Fluidauslasses 20, 22 erreicht wird. Somit wird in dem fünften Betriebszustand des Ventils, wie in 9 dargestellt, das einströmende Steuerfluid durch den Hauptkörper 12 des Ventils 10 und nach außen durch sowohl die erste als auch die zweite Fluidauslassöffnung 20, 22 gerichtet.
Durch Anordnen verschiedener Ventilmechanismen 24, 70, 72 in Kombination mit einem einzigen Ventilkörper 12, wobei jeder Ventilmechanismus eine oder mehrere unterschiedliche Aktivierungstemperaturen aufweist, können verschiedenste Betriebszustände bei Verwendung eines einzigen thermischen Bypass-Ventils 10 erreicht werden, wodurch verschiedene Strömungsanordnungen, die unterschiedlichen Temperaturbereichen des einströmenden Steuerfluids zugeordnet sind, erzielt werden.
Während verschiedene beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, sei verstanden, dass bestimmte Anpassungen und Modifikationen der beschriebenen Ausführungsbeispiele durchgeführt werden können. Daher sind die oben diskutierten Ausführungsbeispiele als illustrativ und nicht als einschränkend anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62246911 [0001]

Claims

Bypass-Ventil zum Steuern einer Strömung eines Steuerfluids, umfassend: ein Gehäuse, das in sich eine Ventilkammer begrenzt, die eine Mittelachse aufweist; einen Fluideinlass, der in Fluidverbindung mit der Ventilkammer ist; einen ersten Fluidauslass, der entlang der Mittelachse stromabwärts angeordnet ist, wobei der erste Fluidauslass in Fluidverbindung mit der Ventilkammer ist; einen zweiten Fluidauslass, der entlang der Mittelachse stromabwärts zu dem ersten Fluidauslass angeordnet ist, wobei der zweite Fluidauslass in Fluidverbindung mit der Ventilkammer ist; mindestens einen temperaturabhängigen Ventilmechanismus, der in der Ventilkammer zum Steuern der Strömung des Steuerfluids zu dem ersten und zweiten Fluidauslass angeordnet ist; ein Ventilelement, das operativ mit dem mindestens einen temperaturabhängigen Ventilmechanismus für eine Bewegung entlang der Mittelachse zum Öffnen und Schließen des ersten und zweiten Fluidauslasses gekoppelt ist; wobei der mindestens eine von der Temperatur abhängige Mechanismus zwischen einer ersten Betriebsstellung, in der einer des ersten und zweiten Fluidauslasses in Fluidverbindung mit dem Fluideinlass ist, während der andere des ersten und zweiten Fluidauslasses fluidmäßig von dem Fluideinlass isoliert ist, und einer zweiten Betriebsstellung betätigbar ist, in der eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und dem anderen des ersten und zweiten Fluidauslasses hergestellt ist; und wobei das Bypass-Ventil mindestens einen ersten Betriebszustand, einen zweiten Betriebszustand und einen dritten Betriebszustand, wie von der Stellung des mindestens einen temperaturabhängigen Ventilmechanismus bestimmt, aufweist.
Bypass-Ventil nach Anspruch 1, bei dem: der mindestens eine temperaturabhängige Ventilmechanismus in einer neutralen Stellung bei Temperaturen des Steuerfluids unter einer ersten Aktivierungstemperatur ist; die erste Betriebsstellung des mindestens einen temperaturabhängigen Ventilmechanismus bei Temperaturen des Steuerfluids der oder über der ersten Aktivierungstemperatur vorgesehen ist; und die zweite Betriebsstellung des mindestens einen temperaturabhängigen Ventilmechanismus bei einer zweiten Aktivierungstemperatur, die höher als die erste Aktivierungstemperatur ist, oder über derselben vorgesehen ist.
Bypass-Ventil nach Anspruch 1, bei dem: das Bypass-Ventil in dem ersten Betriebszustand ist, wenn der mindestens eine temperabhängige Ventilmechanismus in der neutralen Stellung ist; das Bypass-Ventil in dem zweiten Betriebszustand ist, wenn der mindestens eine temperaturabhängige Ventilmechanismus in dem ersten Betriebsstellung ist; und das Bypass-Ventil in dem dritten Betriebszustand ist, wenn der mindestens eine ventilabhängige Mechanismus in der zweiten Betriebsstellung ist.
Bypass-Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem: in dem ersten und dritten Betriebszustand eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und dem ersten Fluidauslass hergestellt ist und der zweite Fluidauslass von dem Ventilelement abgeschlossen ist; und in dem zweiten Betriebszustand eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und dem zweiten Fluidauslass hergestellt ist und der erste Fluidauslass durch das Ventilelement abgeschlossen ist.
Bypass-Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Ventilelement in Form eines Ventilschiebers ausgebildet ist, der gleitend verschiebbar in der Ventilkammer angeordnet ist, wobei der Ventilschieber ein erstes und zweites Ende mit einem Außendurchmesser, der im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Ventilkammer entspricht, aufweist, wobei das erste und zweite Ende durch einen Zwischenbereich beabstandet sind, der einen kleineren Durchmesser als das erste und zweite Ende aufweist, wobei das erste Ende nahe dem Fluideinlass und stromaufwärts zu dem zweiten Ende liegt.
Bypass-Ventil nach Anspruch 5, bei dem das zweite Ende des Ventilschiebers mit einer Vertiefung ausgebildet ist, die das Ende einer Rückstellfeder aufnimmt, die in der Ventilkammer angeordnet ist.
Bypass-Ventil nach Anspruch 5 oder 6, bei dem mindestens eine erste Strömungsdurchgangsöffnung in dem ersten Ende des Ventilschiebers parallel zu der Mittelachse ausgebildet ist und sich durch das erste Ende erstreckt, wobei die mindestens eine Strömungsdurchgangsöffnung eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und dem Zwischenbereich des Ventilschiebers vorsieht.
Bypass-Ventil nach Anspruch 7, bei dem in dem ersten und zweiten Betriebszustand eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und einem des ersten und zweiten Fluidauslasses durch die mindestens eine erste Strömungsdurchgangsöffnung und den Zwischenbereich des Ventilschiebers vorgesehen ist, und in dem dritten Betriebszustand der erste Fluidauslass durch den ersten Bereich des Ventilschiebers geschlossen ist.
Bypass-Ventil nach Anspruch 8, bei dem in dem ersten Betriebszustand der zweite Fluidauslass durch den zweiten Teil des Ventilschiebers geschlossen ist.
Bypass-Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem: in dem ersten Betriebszustand der erste Fluidauslass durch das Ventilelement geschlossen ist und eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und dem zweiten Fluidauslass hergestellt ist; in dem zweiten Betriebszustand eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und sowohl dem ersten als auch dem zweiten Fluidauslass hergestellt ist; und in dem dritten Betriebszustand der zweite Fluidauslass durch das Ventilelement geschlossen ist und eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und dem ersten Fluidauslass hergestellt ist.
Bypass-Ventil nach Anspruch 10, bei dem das Ventilelement eine Ventilhülse ist, die gleitend verschiebbar in der Ventilkammer angeordnet ist und mit dem Ventilmechanismus operativ gekoppelt ist, um die Strömung zu dem ersten und zweiten Fluidauslass in den mindestens drei Betriebszuständen zu steuern.
Bypass-Ventil nach Anspruch 11, bei dem die Ventilhülse im Wesentlichen zylindrisch ist und einen Außendurchmesser aufweist, der so bemessen ist, dass er dem Innendurchmesser der Ventilkammer entspricht, wobei die Ventilhülse ein erstes den Ventilmechanismus kontaktierendes Ende mit mindestens einer Strömungsdurchgangsöffnung versehen ist, damit das Steuerfluid durch das erste Ende hindurchgehen kann, aufweist, wobei die Ventilhülse auch ein offenes zweites Ende zum Aufnehmen eines Endes einer Rückstellfeder aufweist.
Bypass-Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem mindestens ein Ventilmechanismus ein Thermomotor ist, der umfasst: ein äußeres Gehäuse, das in der Ventilkammer in enger Nähe zu dem Fluideinlass angeordnet ist, wobei das äußere Gehäuse eine darin ausgebildete erste Kammer, die ein erstes Thermomaterial aufnimmt, und eine darin ausgebildete zweite Kammer, die ein zweites Thermomaterial aufnimmt, aufweist; einen ersten Kolben, der entlang der Mittelachse angeordnet ist und angepasst ist, in Bezug auf die erste Kammer eine Hin- und Herbewegung auszuüben und der operativ mit dem ersten Thermomaterial gekoppelt ist; und einen zweiten Kolben, der entlang der Mittelachse angeordnet ist und angepasst ist, in Bezug auf die zweite Kammer eine Hin- und Herbewegung auszuüben, und der operativ mit dem zweiten Thermomaterial gekoppelt ist; wobei das erste Thermomaterial sich beim Aufheizen auf eine Temperatur der oder über der ersten Aktivierungstemperatur ausdehnt und beim Abkühlen unter die erste Aktivierungstemperatur zusammenzieht; und wobei das zweite Thermomaterial sich beim Aufheizen auf eine Temperatur der oder über der zweiten Aktivierungstemperatur, die höher als die erste Aktivierungstemperatur ist, ausdehnt und beim Abkühlen unter die zweite Aktivierungstemperatur zusammenzieht.
Bypass-Ventil nach Anspruch 13, bei dem der erste Kolben angeordnet ist, gegen eine Stirnwand der Ventilkammer nahe dem Fluideinlass anzustoßen und der zweite Kolben angeordnet ist, gegen das Ventilelement anzustoßen.
Bypass-Ventil nach Anspruch 13 oder 14, bei dem der erste Kolben ausgebildet ist, entlang der Mittelachse abhängig von dem Aufheizen des ersten Thermomaterials auf eine Temperatur der oder über die erste Aktivierungstemperatur auszufahren, und sich abhängig von dem Abkühlen unter die erste Aktivierungstemperatur zurückzuziehen und wobei der zweite Kolben ausgebildet ist, abhängig von dem Aufheizen des zweiten Thermomaterials auf eine Temperatur auf der oder über der zweiten Aktivierungstemperatur auszufahren und sich abhängig von dem Abkühlen unter die zweite Aktivierungstemperatur zurückzuziehen.
Bypass-Ventil nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem der erste und zweite Kolben an entgegengesetzten Enden des äußeren Gehäuses des Ventilmechanismus angeordnet sind.
Bypass-Ventil nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem der Ventilmechanismus ein erster Ventilmechanismus ist, wobei das Bypass-Ventil weiterhin einen zweiten Ventilmechanismus aufweist, der in Reihe mit dem ersten Ventilmechanismus angeordnet ist, wobei der zweite Ventilmechanismus ein Thermomaterial aufnimmt, das sich beim Aufheizen auf eine Temperatur einer dritten Aktivierungstemperatur oder über dieselbe, unterschiedlich zu der ersten und zweiten Aktivierungstemperatur, ausdehnt und beim Abkühlen unter die dritte Aktivierungstemperatur zusammenzieht, wobei der erste und zweite Ventilmechanismus sich einen des ersten und zweiten Kolbens teilen.
Bypass-Ventil nach Anspruch 17, bei dem ein dritter Ventilmechanismus in Reihe und in Kombination mit dem ersten und zweiten Ventilmechanismus angeordnet ist, wobei der dritte Ventilmechanismus ein Thermomaterial aufnimmt, das sich beim Aufheizen einer Temperatur einer vierten Aktivierungstemperatur oder über derselben, unterschiedlich zu der ersten, zweiten und dritten Aktivierungstemperatur, ausdehnt und beim Abkühlen unter die vierte Aktivierungstemperatur zusammenzieht, wobei der dritte Ventilmechanismus den anderen des ersten und zweiten Kolbens sich mit dem ersten Ventilmechanismus teilt.
Bypass-Ventil nach Anspruch 17 oder 18, bei dem: der erste Kolben angepasst ist, entlang der Mittelachse in eine erste Richtung in Bezug auf den ersten Ventilmechanismus abhängig vom Aufheizen des ersten Thermomaterials auf eine Temperatur der oder über der ersten Aktivierungstemperatur auszufahren und sich beim Abkühlen unter die erste Aktivierungstemperatur zurückzuziehen, wobei die Bewegung des ersten Kolbens bewirkt, dass der zweite Ventilmechanismus entlang der Mittelachse in die erste Richtung angeordnet wird; der erste Kolben angepasst ist, entlang der Mittelachse in eine zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung in Bezug auf den zweiten Ventilmechanismus abhängig von dem Aufheizen des Thermomaterials in dem zweiten Ventilmechanismus auf eine Temperatur der dritten Aktivierungstemperatur oder darüber auszufahren, wobei die Bewegung des ersten Kolbens in die zweite Richtung bewirkt, dass der zweite Ventilmechanismus weiter entlang der Mittelachse in die erste Richtung angeordnet wird; der zweite Kolben angepasst ist, entlang der Mittelachse in eine zweite Richtung abhängig von dem Aufheizen des zweiten Thermomaterials auf eine Temperatur der zweiten Aktivierungstemperatur oder darüber auszufahren, wobei die Bewegung des zweiten Kolbens in die zweite Richtung bewirkt, dass der erste und zweite Ventilmechanismus entlang der zweiten Achse in die erste Richtung angeordnet wird; und der zweite Kolben angepasst ist, entlang der zweiten Achse in die erste Richtung abhängig von dem Aufheizen des Thermomaterials in dem dritten Ventilmechanismus auf eine Temperatur der vierten Aktivierungstemperatur oder darüber auszufahren, wobei die Bewegung des zweiten Kolbens in die erste Richtung bewirkt, dass der erste und zweite Ventilmechanismus weiter entlang der Mittelachse in die erste Richtung angeordnet wird.
Bypass-Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem eine Rückstellfeder in der Ventilkammer zum Vorspannen des Ventilelements derart, dass es in eine erste oder neutrale Stellung in Bezug auf den ersten Betriebszustand zurückkehrt, montiert ist.