WO2004059141A1

WO2004059141A1 - Temperaturgeregelte ölspritzdüse zur kolbenkühlung

Info

Publication number: WO2004059141A1
Application number: PCT/EP2003/012873
Authority: WO
Inventors: Roland GLÜCK; Hans-Jörg Kaifel; Stephan Wagner
Original assignee: Daimlerchrysler Ag
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2004-07-15
Also published as: DE10261180A1; US20050252997A1; EP1573183A1; JP2006510845A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Regelventil 1 für Schmiermittelkanäle von Kraftfahrzeugen. Das Regelventil 1 weist ein einer Steueröffnung 2 zugeordnetes Steuerglied 3 auf, das über ein erstes Steilteil 4.1 in einer die Steueröffnung 2 verschliessenden Endlage E vorgespannt ist und über ein zweites Steilteil 4.2 entgegengesetzt vorgespannt und in eine geöffnete Stellung S bringbar ist. Die durch das Schmiermittel über die Steueröffnung 2 auf das Steuerglied 3 wirkende Druckkraft wirkt dabei senkrecht zur Bewegungsrichtung des Steuerglieds 3.

Description

Temperaturgeregelte Ölspritzdüse zur Kolbenkühlung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Regelventil für Schmiermittelkanäle von Kraftfahrzeugen mit einem einer Steueröffnung zugeordneten Steuerglied, wobei das Steuerglied über mindestens ein erstes Stellteil in mindestens einer die Steueröffnung verschließenden Endlage V innerhalb eines Regelventilgehäuses vorgespannt ist und über mindestens ein zweites Stellteil in eine geöffnete Stellung S bringbar ist.

Es ist bereits eine Kolbenkühlung für Brennkraftmaschinen aus der DE 35 37 147 AI bekannt, wobei mittels einer Vorrichtung Öl gegen die zu kühlenden Stellen des Kolbens gespritzt wird und die Vorrichtung aus einem Regelventil besteht, welches am Durchgang durch das Regelventil in Abhängigkeit von der Oltemperatur den Schmierölkreislauf steuert. Das Regelventil ist dabei durch eine Feder gesteuert, die aus einer Memory-Legierung gebildet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelventil derart auszubilden und anzuordnen, dass ein einfacher Aufbau gewährleistet ist.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die durch das Schmiermittel über die Steueröffnung auf das Steuerglied wirkende Druckkraft senkrecht zur Federvorspannkraft des ersten und/oder zweiten Halteteils und/oder senkrecht zur Bewegungsrichtung des Steuerglieds angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, dass die Stellkräfte des Steuerglieds nahezu von der Druckkraft des Schmiermittels unabhängig sind. Die durch das Schmiermittel auf das Steuerglied wirkende Kraft wird von der Steuerglied-Führung bzw. dem Regelventilgehäuse aufgenommen. Das erste und das zweite Stellteil können entsprechend klein ausgebildet sein.

Hierzu ist es vorteilhaft, dass das Steuerglied als Kolben ausgebildet und innerhalb einer zylinderförmigen Ausnehmung des Regelventilgehäuses geführt ist, wobei die Steueröffnung in einer zylinderförmigen Führungsfläche für das Steuerglied vorgesehen ist. Die Ausbildung als Kolben gewährleistet eine einfache und relativ reibungsverminderte Führung für das Steuerglied. Zudem sind die Anschlagflächen, die die Steuerbewegung des Steuerglieds beschränken, einfach zu realisieren.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass das erste Stellteil und/oder das zweite Stellteil aus einer Memory-Legierung gebildet ist. Durch die Verwendung einer Memory-Legierung ist die Stellbewegung des jeweiligen Stellteils in Verbindung mit der relativ kleinen, druckunabhängigen Stellkraft gewährleistet.

Ferner ist es vorteilhaft, dass das erste Stellteil und/oder das zweite Stellteil als Federelement, im Besonderen als Schrauben-, Spiral- oder als Blattfeder ausgebildet ist. Die Verwendung von Schraubenfedern wird durch die zylinder- bzw. kolbenartige Ausbildung des Steuerglieds begünstigt.

Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass das Regelventilgehäuse eine Laufbuchse für das Steuerglied aufweist, wobei die Steueröffnung in der Laufbuchse angeordnet ist. Die Laufbuchse und das Steuerglied können aus gehärtetem Material gefertigt und in das Regelventil eingesetzt werden. Die Laufbuchse kann entsprechend weiterer Steuerparameter einfach ausgetauscht werden, um die Steuerzeiten des Regelventils zu ändern. Auch Verschleißerscheinungen des Steuerglieds bzw. der Laufbuchse können somit einfach aufgehoben werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass das Steuerglied in seiner geöffneten Stellung S gegen ein mit dem Regelventilgehäuse lösbar verbundenes Anschlagelement anliegt. Das Anschlagelement kann zwecks Montage entfernt werden. Es ist auch möglich das Anschlagelement auszutauschen.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass das erste Stellteil zwischen dem Steuerglied und dem Anschlagelement angeordnet und eingespannt ist und das zweite Stellteil zwischen dem Steuerglied und dem Regelventilgehäuse angeordnet und eingespannt ist. Somit kann die gewünschte Vorspannung des Steuerglieds gewährleistet werden.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass das Stellteil in jeder Position mit Bezug zu seiner axialen Stellbewegung beidseitig mit gleichem Schmiermitteldruck beaufschlagt ist. Die Stellbewegung wird somit nur unbedeutend durch den am Steuerglied anstehenden Schmiermitteldruck beeinflusst.

Vorteilhaft ist es ferner, dass der Steueröffnung mindestens zwei Austrittsöffnungen für Schmiermittel oder mindestens zwei Schmiermitteldüsen zugeordnet sind und mehreren Schmiermitteldüsen für verschiedene Zylinder ein gemeinsames Regelventil zugeordnet ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Regelventils in der geschlossenen Stellung der Steueröffnung;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Regelventils in der offenen Stellung der Steueröffnung.

Ein Regelventil 1 gemäß Figur 1 weist ein Regelventilgehäuse 1.1 auf, das innerhalb einer Ausnehmung 1.2 eine Laufbuchse 1.3 mit einem darin geführten Steuerglied 3 aufnimmt.

Die Ausnehmung 1.2 ist dabei zylinderförmig ausgebildet und weist vier Durchmesserstufen Dl - D4 auf. Die Ausnehmung 1.2 wird im Bereich der kleinsten Durchmesserstufe Dl, gemäß Figur 1 auf der rechten Seite als Eintrittsöffnung für Schmiermittel verwendet. Innerhalb der angrenzenden zweiten Durchmesserstufe D2 der Ausnehmung 1.2 ist die Laufbuchse 1.3 gelagert. Die Laufbuchse 1.3 ist ebenfalls zylinderförmig ausgebildet, wobei ihr Außendurchmesser dem Durchmesser der zweiten Durchmesserstufe D2 entspricht.

Die Laufbuchse 1.3 weist im Bereich einer an die zweite Durchmesserstufe D2 anschließenden dritten

Durchmesserstufe D3 eine Steueröffnung 2 auf. Zwischen der dritten Durchmesserstufe D3 und der Laufbuchse 1.3 wird aufgrund der Durchmesserdifferenz zwischen der Laufbuchse 1.3 und der Durchmesserstufe D3 ein Ringkanal 6.1 gebildet.

Die Laufbuchse 1.3 weist eine mit der Ausnehmung 1.2 korrespondierende zylindrische Ausnehmung mit einer ersten Durchmesserstufe dl und einer daran anschließenden zweiten Durchmesserstufe d2 auf. Die zweite Durchmesserstufe d2 ist dabei größer ausgebildet, wobei der stufenförmige Übergang als Anschlagfläche 3.1 für ein Steuerglied 3 ausgebildet ist.

Innerhalb der zweiten Durchmesserstufe d2 der Laufbuchse 1.3 ist das Steuerglied 3 axial geführt. Das Steuerglied 3 ist als einseitig offener Kolben ausgebildet, wobei die geschlossene Stirnfläche mit der Anschlagfläche 3.1 korrespondiert.

Die dritte Durchmesserstufe D3 und die Laufbuchse 1.3 werden dabei durch ein Anschlagelement 5 begrenzt, welches innerhalb einer an die dritte Durchmesserstufe D3 anschließenden vierten Durchmesserstufe D4 der Ausnehmung 1.2 angeordnet ist.

Das Steuerglied 3 bzw. der Steuerweg des Steuerglieds 3 ist somit durch die Anschlagfläche 3.1 einerseits und das Anschlagelement 5 andererseits begrenzt.

Das Steuerglied 3 ist mit Bezug zur axialen

Bewegungsrichtung beidseitig durch ein erstes Stellteil 4.1 und ein entgegengesetzt wirkendes zweites Stellteil 4.2 in seiner axialen Lage bestimmt. Beide Stellteile 4.1, 4.2 sind dabei als Schraubenfeder ausgebildet und entgegengesetzt gegen das Steuerglied 3 vorgespannt. Das erste Stellteil 4.1 liegt einerseits gegen das Anschlagelement 5 und andererseits am Steuerglied 3 bzw. an dessen Stirnseite an. Das zweite Stellteil 4.2 liegt einerseits an der Stirnseite des Steuerglieds 3 und andererseits an einer Gehäuseschulter 1.4 zwischen der ersten Durchmesserstufe Dl und der zweiten Durchmesserstufe D2 der Ausnehmung 1.2 an.

Das Regelventilgehäuse 1.1 ist zumindest im Bereich der dritten Durchmesserstufe D3 im Durchmesser größer ausgebildet als die Laufbuchse 1.3, so dass Schmiermittel ausgehend von der Eintritts-Ausnehmung 1.2 über die Steueröffnung 2 und den Ringkanal 6.1 in einen Auslasskanal 6 abfließen kann. Der Auslasskanal 6 ist innerhalb des Regelventilgehäuses 1.1 radial zur zylinderförmigen Ausnehmung 1.2 bzw. zur Laufbuchse 1.3 angeordnet. Neben dem Auslasskanal 6 ist ein am Umfang des Regelventilgehäuses 1.1 versetzt angeordneter zweiter Auslasskanal 6' vorgesehen.

Das Anschlagelement 5 weist eine zentrische Ausnehmung 5.1 auf, die eine vom Schmiermitteldruck unabhängige Bewegung des Steuerglieds 3 gewährleistet. Das Anschlagelement 5 stellt außerdem die axiale Begrenzung für das Steuerglied 3, gemäß Figur 2 zur linken Seite hin, dar.

Gemäß Figur 2 befindet sich das Steuerglied 3 in der geöffneten Stellung, in der die Steueröffnung 2 freigegeben ist. Das in die Ausnehmung 1.2 einströmende Schmiermittel kann nun über die Steueröffnung 2 und den Ringkanal 6.1 in den Auslasskanal 6 zu den nicht dargestellten Schmiermitteldüsen strömen. In der geöffneten Position ist ^■ das erste Stellteil 4.1 weiter vorgespannt, wobei das zweite Stellteil 4.2 entsprechend axial weiter ausgedehnt bzw. entspannt ist. Das zweite Stellteil 4.2 ist dabei aus einer Memory-Legierung hergestellt, die bei Erreichen einer bestimmten Temperatur die in Figur 2 dargestellte Form des zweiten Stellteils 4.2 gewährleistet.

Bezugszeichenliste

1 Regelventil

1.1 Regelventilgehäuse

1.2 Ausnehmung

1.3 Laufbuchse

1.4 Gehäuseschulter

2 Steueröffnung 2' Steueröffnung

3 Steuerglied

3.1 Anschlagfläche

4.1 erstes Stellteil

4.2 zweites Stellteil

5 Anschlagelement 5.1 Ausnehmung

6 Auslasskanal 6 ' Auslasskanal 6.1 Ringkanal

Dl erste Durchmesserstufe

D2 zweite Durchmesserstufe

D3 dritte Durchmesserstufe

D4 vierte Durchmesserstufe dl erste Durchmesserstufe d2 zweite Durchmesserstufe

Claims

Patentansprüche

1. Regelventil (1) für Schmiermittelkanäle von Kraftfahrzeugen mit einem einer Steueröffnung (2) zugeordneten Steuerglied (3), das über mindestens ein erstes Stellteil (4.1) in mindestens einer die Steueröffnung (2) verschließenden Endlage E innerhalb eines Regelventilgehäuses (1.1) vorgespannt und über mindestens ein zweites Stellteil (4.2) in eine geöffnete Stellung S bringbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die durch das Schmiermittel über die Steueröffnung (2) auf das Steuerglied (3) wirkende Druckkraft senkrecht zur Bewegungsrichtung des Steuerglieds (3) verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Steuerglied (3) als Kolben ausgebildet und innerhalb einer zylinderförmigen Ausnehmung (1.2) des Regelventilgehäuses (1.1) geführt ist, wobei die Steueröffnung (2) in einer zylinderförmigen Führungsfläche für das Steuerglied (3) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das erste Stellteil (4.1) und/oder das zweite Stellteil (4.2) aus einer Memory-Legierung gebildet ist .

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das erste Stellteil (4.1) und/oder das zweite Stellteil (4.2) als Federelement, im Besonderen als Spiral- oder als Blattfeder ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Regelventilgehäuse (1.1) eine Laufbuchse (1.3) für das Steuerglied (3) aufweist, wobei die Steueröffnung (2) in der Laufbuchse (1.3) angeordnet ist .

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Steuerglied (3) in seiner geöffneten Stellung S gegen ein mit dem Regelventilgehäuse (1.1) lösbar verbundenes Anschlagelement (5) anliegt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das erste Stellteil (4.1) zwischen dem Steuerglied (3) und dem Anschlagelement (5) angeordnet und eingespannt ist und das zweite Stellteil (4.1) zwischen dem Steuerglied (3) und dem Regelventilgehäuse (1.1) angeordnet und eingespannt ist .

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Stellteil (4.1) in jeder Position mit Bezug zu seiner axialen Stellbewegung beidseitig mit gleichem Schmiermitteldruck beaufschlagt ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Steueröffnung (2) mindestens zwei Austrittsöffnungen für Schmiermittel oder mindestens zwei Schmiermitteldüsen zugeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e .k e n n z e i c h n e t , dass mehreren Schmiermitteldüsen für verschiedene Zylinder ein gemeinsames Regelventil zugeordnet ist.