用于流体控制阀的阀芯和流体控制阀的制作方法

文档序号:22072227发布日期:2020-09-01 18:55阅读:135来源:国知局
用于流体控制阀的阀芯和流体控制阀的制作方法

本发明涉及一种用于流体控制阀的阀芯和一种流体控制阀。



背景技术:

流体控制阀通常已知并且尤其用于影响闭合的流体回路中的流体流动。在汽车领域中,流体控制阀例如用于在冷却回路中、例如水冷回路中或油冷回路中的温度调节。在此,热源、例如内燃机、电动机或用于电动机的电池,典型地与输送装置和流体控制阀以及特别是构造成热交换器或冷却器的散热器流体连通地相互连接成一个冷却回路。流体控制阀的任务现在在于,将流体的温度调节到一个能预定的值。为此可以规定,流体控制阀根据从热源流出的流体的温度将流体的能预定的第一个分量再次直接引回到热源,而流体的第二分量则输送给散热器,以便在那里例如通过与环境空气的热交换提供流体冷却。这种流体控制阀也称为恒温器阀或温度调节器并且可以例如在用于内燃机的油冷装置的情况下安装在阀模块中,所述阀模块除了用于流体控制阀的阀壳体外也包含泵和油滤并且所述阀模块也称为油模块或油管理模块。

阀芯是流体控制阀的一个分件并且尤其包括能与温度相关地调整的阀件,用于与温度相关地改变所述阀件的位置的操纵装置配设给该阀件。此外,阀芯还可以具有设置用于与阀件交互作用的阀座,因而在针对阀件位置改变时,针对流体流的流动横截面可能受到影响、特别是可能至少部分闭塞或释放。



技术实现要素:

本发明的任务是,提供一种阀芯和一种有改进的耐久性的流体控制阀。

针对本文开头所述类型的阀芯用权利要求1的特征解决该任务。所述阀芯包括:用于容纳构造在阀壳体内的保持架部分,该保持架部分配设有第一控制圆盘,该第一控制圆盘被第一控制凹槽贯穿;以及能围绕中轴线转动运动地容纳在保持架部分内的阀件,该阀件包括与第一控制圆盘邻接布置的、横向于中轴线延伸的第一控制区段,该第一控制区段根据阀件的转动位置构造用于释放或闭塞所述第一控制凹槽;以及变形元件,该变形元件用第一末端区域与保持架部分连接并且用第二末端区域与阀件连接,并且该变形元件为了与温度相关的造型变化而构造用于将旋转运动导入到阀件上。

保持架部分的一个主要的任务是,提供用于阀件的枢转支承结构以及用于变形元件的扭矩支承结构。由此独立于构造用于容纳阀芯的阀壳体地实现了在阀件和保持架部分之间的能枢转运动的相对运动。这例如允许了在制造时在阀芯装入到阀壳体中之前对阀芯的功能检验。此外,保持架部分还提供控制圆盘,该控制圆盘被第一控制凹槽贯穿并且因此提供阀座的功能。控制凹槽形成了流体通道的一个区段,该区段例如从人员出发延伸至散热器并且该区段能被阀件根据流体的温度完全地闭塞、局部闭塞或完全释放。为此,阀件包括横向于中轴线延伸的控制区段,该控制区段根据在阀件和控制圆盘之间的旋转的相对运动能部分或完全闭塞或完全释放所述控制凹槽的自由的横截面。

变形元件的任务是,根据穿流阀芯的流体的温度提供阀件相对保持架部分的枢转运动。变形元件优选构造用于完全自给自足的工作方式,因此不需要外部输入的操纵能量,如电流等。更确切地说,从有待输送的流体的热能获取用于变形元件的、阀件运动所需的操纵能量。

特别优选地规定,变形元件构造用于将有待输送的流体的热能直接转换成阀件相对保持架部分的相对运动。这种直接的转换可以例如以如下方式促成,即,变形元件至少部分由一种材料制成,该材料根据有待输送的流体的温度能改变其外形。这种外形变化例如可以作为变形元件的或变形元件的分区的各向同性的或各向异性的膨胀或收缩出现。

优选规定,流体流动在第一控制圆盘的或相关的第一控制区段的区域中具有流动方向,该流动方向至少基本上平行于阀件的中轴线,在阀件的和控制圆盘的控制区段之间的相对运动在一个横向于中轴线取向的平面内发生。因此流动的流体的压力波动、特别是脉动,不会影响或改变阀件的位置。此外,由此将阀件的与此有关的磨损保持在很低的水平。

本发明的有利的扩展设计方案是从属权利要求的主题。

相宜的是,变形元件构造成特别是与中轴线同轴地延伸的、由形状记忆合金制成的扭杆。所述扭杆优选由有形状记忆特性的镍-钛合金制成。在制造扭杆时,这个扭杆先是获得预定的外形,所述外形在装入到阀芯中时通过弹性塑性的变形改变。一旦扭杆基于绕流该扭杆的流体具有处在特定于材料的外形变化温度之上的温度,那么力求再次具有其最初的外形。若扭杆例如从其最初的外形起通过第一末端区域相对第二末端区域的扭转运动而围绕中轴线转动,那么扭杆在超过其特定于材料的外形变化温度时实行相反的扭转运动并且可以在此将扭矩施加到部件、如阀件上。因此基于扭杆的第二末端区域相对第一末端区域的相对运动,引起了阀件的枢转运动。

在扭杆的一种有利的设计方案中,这个扭杆由形状记忆材料制成,形状记忆材料实现了双向记忆效应。在此,扭杆无论在低于其特定于材料的外形变化温度的温度时还是在高于其特定于材料的外形变化温度的温度时,分别具有能固定地预定的外形。扭杆与此对应地根据周围的流体的温度分别具有预定的外形中的其中一个外形或必要时占据中间位置。在由实现了双向记忆效应的形状记忆材料制成的扭杆的一种实施方案中,不必将复位力或复位力矩施加到变形元件上,以便确保阀件相对保持架部分的期望的与温度相关的位置,从而在此可以取消复位装置。

在本发明的一种扩展设计方案中规定,变形元件包括套筒状的、单侧封闭的圆柱壳体和线性运动地密封容纳在圆柱壳体中的并且与活塞杆联接的工作活塞,其中,由圆柱壳体和工作活塞限界的工作室用膨胀材料、特别是用膨胀蜡填充,并且其中,针对活塞杆的与温度相关的线性运动到阀件的枢转运动的运动转换,在阀件上与中轴线同轴地形成了一种螺旋几何形状,活塞杆的联接件嵌接到该螺旋几何形状中。在此,变形元件配置用于根据周围的流体的温度提供线性运动。线性运动基于膨胀材料的温度相关的、优选各向同性的膨胀或收缩,膨胀材料尤其可以涉及膨胀蜡。膨胀材料优选这样与温度范围(在该温度范围中应当发生针对变形元件的外形变化)相匹配,使得在这个温度范围中发生了膨胀材料的相变(尤其从固相变到液相),因此在这个温度范围内可以造成特别大的外形变化。

由膨胀的或收缩的膨胀材料导入到工作活塞上和与该工作活塞连接的活塞杆上的线性运动必须紧接着转换成阀件的枢转运动。为此规定,在阀件上构造有螺纹状的螺旋几何形状,特别是构造成槽形的凹陷或螺旋形的突起。优选这样来选择螺旋几何形状的螺距,使得在导入线性运动时通过与活塞杆连接的联接件避免了自锁。联接件可以尤其涉及紧缩螺母,该紧锁螺母包围阀件的榫头状的、配设有螺旋几何形状的区段并且该紧锁螺母配设有与螺旋几何形状对应的联接几何形状。同样能规定紧锁螺母在阀件上的并且榫头状的区段在活塞杆上的运动学相反的布置。

优选规定,在阀件和保持架部分之间布置着用于提供复位力或复位力矩的复位器件、优选复位弹簧、特别是螺旋弹簧,复位力矩与由变形元件提供的复位力相反或由变形元件提供的扭矩相反。复位器件尤其用于,在有待输送的流体的温度下降时,确保阀件到预定的阀位置中的复位运动。倘若变形元件没有设计成能在没有外力的情况下造成这种复位运动,那么尤其设置这种复位器件。

在可以基于膨胀材料提供线性运动的变形元件中,收缩运动处在比膨胀运动低得多的力水平上,那么为了阀件的可靠的复位使用复位器件、特别是复位弹簧就是有利的。在这种情况下,复位弹簧可以构造用于优选平行于中轴线或与中轴线同轴地提供轴向力,以便由此在低于特定于材料的外形变化温度时将变形元件再次变形回到最初的外形。

备选也可以规定,在这种变形元件中使用复位器件,以便将复位力矩导入到阀件上。例如可以经由用作传动装置的、由在阀件上的螺旋几何形状和活塞杆的联接件构成的组合实行地通过将复位力矩导入到阀件上而造成变形元件的间接的复位。

在构造成扭杆的变形元件中,复位器件优选构造成螺旋弹簧,该螺旋弹簧抗扭地与保持架部分并且与阀件连接。在阀件围绕中轴线的枢转运动中完成螺旋弹簧的弹性的变形,螺旋弹簧在此经历了直径变大或直径变小并且在此可以储存动能。所储存的动能作为复位力矩被导入到阀件上,因而这个阀件可以使同样抗扭地与保持架部分和阀件联接的变形元件在低于特定于材料的外形变化温度时再次变形到一个外形,在该外形下,阀件相比第一控制圆盘占据了能预定择优位置。

在本发明的另一种设计方案中规定,阀件在保持架部分中布置在与中轴线同轴布置的第一控制圆盘和与中轴线同轴布置的第二控制圆盘之间,其中,第二控制圆盘被第二控制凹槽贯穿,并且其中,阀件包括与第二控制圆盘邻接布置的、横向于中轴线延伸的第二控制区段,该第二控制区段根据阀件的转动位置构造用于释放或闭塞第二控制凹槽。在阀芯的这种设计方案中,通过第一控制圆盘和第一控制区段的组合提供了第一阀,而通过第二控制圆盘并结合第二控制区段则提供了第二阀。根据第一控制凹槽和第二控制凹槽以及第一控制区段和第二控制区段的几何形状布置,可以例如同步地打开和关闭两个阀或实行对两个阀的相移的、特别是逆时针的打开和关闭。

优选规定,第一控制凹槽参照中轴线具有相对第二控制凹槽的角度偏差和/或第一控制区段参照中轴线具有相对第二控制区段的角度偏差。通过相应的角度偏差可以基于第一控制区段与第二控制区段的固定连接或者配设有第一控制凹槽的第一控制圆盘与配设有第二控制凹槽的第二控制圆盘的固定连接,达到了两个由相应构造的阀芯实现的阀的能预定的、与阀件的枢转位置相关的阀功能。这例如使得流体流能与温度相关地划分成多个分流,多个分流中,其中一个分流可以输送给散热器并且另一个分流可以直接输送给热源。

在本发明的另一种设计方案中规定,第一控制区段和第二控制区段分别构造成圆盘形,并且控制区段中的每一个控制区段具有至少一个、特别是平行于中轴线取向的控制开口。在两个控制区段的圆盘形的设计方案中,阀件的圆形的、轴向取向的端面用于双重功能,即,既用于影响相应的流体流,也用作相对保持架部分的轴承面。尤其可以规定,阀件经滑动支承地容纳在保持架部分中并且在此支承在保持架部分的分别配设的控制圆盘上。构造在相应的控制区段中的控制开口根据阀件相对保持架部分和所配设的控制圆盘的枢转位置,具有与构造在相应的控制圆盘中的控制凹槽的能调整的叠合部分,因此相应的阀的横截面能根据阀件的枢转位置加以影响。为此尤其规定,第一控制凹槽和第二控制凹槽分别构造成平行于中轴线取向的缺口。

在本发明的一种有利的扩展设计方案中规定,保持架部分由第一保持架区段和第二保持架区段形成,该第一保持架区段包括第一控制圆盘和用于变形元件的第一末端区域的容纳区段,第二保持架区段则包括第二控制圆盘并且与第一保持架区段联接。无论是第一保持架区段还是第二保持架区段,优选分别作为塑料注塑件尤其由纤维增强的和/或滑动修正的(ptfe填充的)塑料(例如聚苯硫醚/pps或脂肪族聚酮/pk)制成。此外,优选规定,第一保持架区段和第二保持架区段通过形状配合地作用的卡锁连接或材料接合的焊接相互连接,并且第一控制圆盘和第二控制圆盘的外圆周面构造用于特别是密封地贴靠在阀壳体的内表面上。第一保持架部分相对第二保持架部分的特别是考虑到关于中轴线的角位置的具体的取向,可以通过在两个保持架部分上的彼此对应的、形状配合地作用的突起和凹陷得到保证。第一保持架部分和/或第二保持架部分补充性地或备选在其外圆周上、特别是在控制圆盘的区域中,这样与阀壳体的内表面匹配,使得实现了相对阀壳体的至少近似流体密封的密封或间隙密封。此外,备选可以规定,控制圆盘分别单独地构造并且容纳在共同的保持架部分上。

特别优选地规定,两个控制圆盘同轴地彼此间隔开地沿着中轴线布置,并且阀件布置在两个控制圆盘之间。阀件可以构造成塑料注塑件并且优选具有圆柱形的或圆套筒状的外形,带有两个沿着中轴线彼此间隔开布置的、沿径向向外环绕延伸的环形卷边轮廓,所述环形卷边轮廓形成了圆盘形的控制区段并且分别由至少一个特别是平行于中轴线取向的控制开口贯穿。

此外规定,在第一保持架区段上构造有容纳区段,该容纳区段用于固定变形元件的第一末端区域,并且变形元件的第二末端区域在变形元件作为扭杆的设计方案中固定在阀件上。因此在扭杆的外形变化时,进行阀件相对第一保持架区段和与该第一保持架区段固定地连接的第二保持架区段的期望的枢转运动。由此能期望地影响两个控制凹槽和阀件的相对控制凹槽运动的控制开口的自由的横截面。

本发明的任务也通过一种用于影响流体流的流体控制阀解决。在此规定,流体控制阀包括阀壳体,在阀壳体中容纳着按本发明的阀芯,其中,阀壳体具有第一输入端接头,该第一输入端接头流体连通地与第一阀室连接,第一阀室由阀壳体的第一内壁区段以及由第一控制圆盘的背对阀件的侧面限界,其中,阀壳体具有第一输出端接头,该第一输出端接头流体连通地与第二阀室连接,第二阀室由阀壳体的第二内壁区段以及由第一控制圆盘的面朝阀件的侧面限界。

在流体控制阀的这种设计方案中,这个流体控制阀用于闭塞或节流流体流,其中,流体可以在输入端接头上提供并且流入第一阀室,以便从那里根据阀件相对保持架部分的相对的枢转位置通过第一控制凹槽根据第一控制区段的枢转位置进入第二阀室,所述第二阀室流体连通地与第一输出端接头连接,流体紧接着能通过该第一输出端接头流出。

在流体控制阀的一种扩展设计方案中规定,阀壳体具有第二输出端接头,该第二输出端接头流体连通地与第一阀室连接。在此可以规定,在第一输入端接头上的提供的流体流根据阀件相对保持架部分的枢转位置直接在第二输出端接头上或至少部分或完全地在穿流第一控制圆盘内的第一控制凹槽后进入第二阀室地在第一输出端接头上提供。

在本发明的另一种设计方案中规定,在阀壳体上构造有第二输入端接头,该第二输入端接头流体连通地与第三阀室连接,第三阀室由阀壳体的第三内壁区段以及由保持架部分的第二控制圆盘的背对阀件的侧面限界。在此尤其规定,流体控制阀除了在第一输入端接头上提供的流体流外,也可以被在第二输入端接头上提供的流体流穿流,其中,根据阀件相对保持架部分的枢转位置,可以规定两个流体流的部分的混合以及两个流体流的至少一部分通过第一输出端接头的流出。

附图说明

附图中示出了本发明的有利的实施方式。附图中:

图1是用于内燃机的冷却回路的示意图,带有按照第一个实施方式的剖切示出的流体控制阀,该流体控制阀构造用于借助扭杆调节在冷却回路中的油温,扭杆由形状记忆材料制成;

图2是按图1的流体控制阀的立体的分解图;

图3是流体控制阀的剖切示出的第二个实施方式,该流体控制阀构造用于借助蜡膨胀元件调节在冷却回路中的油温,带有在第一个旋转位置中的阀件;并且

图4是按图3的阀件在第二个旋转位置中的剖切的细节图。

具体实施方式

在图1中示意性示出的冷却回路1纯粹示例性地由泵2、油滤3、内燃机4、流体控制阀5以及热交换器6形成,它们分别借助连接管路15至20流体连通地相互连接。

在图1中示出的部件:泵2、油滤3、内燃机4和热交换器6仅用于图示说明流体控制阀5的可能的使用情形并且因此不作详细说明。

原则上以此为出发点,即,泵2构造用于将油穿过油滤3地输送进入内燃机4,其中,内燃机4被由泵2提供的油流穿流。在穿流内燃机4时,基于在那里发生的燃烧过程而发生了油流的变热,其中,为了内燃机4的有利的运行,遵守用于穿流内燃机4的油流的预定的温度窗口(温度区间)。出于这个原因,从内燃机4出来的油流提供给流体控制阀5,以便在那里根据油温完全或仅部分地或甚至不输送给热交换6。热交换器尤其构造用于从油流出来进入用于冷却回路1的环境空气的散热。穿流热交换器6的(部分)油流紧接着重新提供给流体控制阀5并且可以从那里起再次根据现在存在的油温至少部分再一次提供给热交换器6或者部分或完全地引回给泵2。

为了形成冷却回路1,泵2用连接管路15流体连通地与油滤3连接,油滤本身则通过连接管路16流体连通地与内燃机4连接。在内燃机4中为油流设置的冷却通道为清楚起见并没有图示出。从内燃机4出来的油流通过连接管路17提供给流体控制阀5的第一输入端接头21并且根据控制阀5的接下来还要详细说明的工作位置提供给第一输出端接头23或第二输出端接头24或两个输出端接头23、24。

第一输出端接头23通过连接管路18与热交换器流体连通地连接。第二输出端接头24通过连接管路20与泵2连接。此外还规定,热交换器6通过连接管路19与流体控制阀5的第二输入端接头22连接。

在图1和2中纯粹示例性地示出的流体控制阀5包括仅示意性示出的、基本上套筒状构造的、单侧(除了第二输入端接头22外)闭合的阀壳体30,在该阀壳体的眼珠性构造的凹槽33中容纳着阀芯40。为了除两个输入端接头21、22和两个输出端接头23、24外确保阀壳体30的流体密封的设计,在阀壳体30的开放式构造的末端区域31上布置着原则上杯形的、特别是旋转对称地构造的终端盖32。该终端盖32传力配合地在阀壳体30的凹槽33的圆柱形构造的凹进结构35中压入并且用环绕的卷边36贴靠到由此形成的圆环形的端面37上,以便确保终端盖32沿着阀壳体30的中轴线34的能预定的定位。此外,密封圈57设置用于在阀壳体30和终端盖32之前密封。

此外,在凹槽33中还布置着基本上杯形地构造的第一保持架部分41、同样基本上杯形地构造的第二保持架部分42、与纺纱筒类似地构造的阀件43、也称为变形元件的扭杆44以及容纳部分45,它们接下来作详细说明。

由图1的图示可知,第一保持架部分41、第二保持架部分42以及容纳部分45与中轴线34同轴地布置,其中,第一保持架部分41和第二保持架部分42以未详细示出的方式尤其通过粘接或焊接或卡锁/夹持牢固地并且因此也抗扭地彼此连接。

由图2可知,容纳部分45包括联接环46,该联接环与中轴线34同轴地取向并且具有径向突出的突出部47,该突出部能形状配合地嵌接在第一保持架部分41的对应的凹槽48中并且因此确保了容纳部分45在第一保持架部分41上的抗扭的锁紧。此外,容纳部分45还包括通过在联接环46上的径向辐条49固定的、套筒状地构造的容纳区段50。该容纳区段50在末端侧配设有在图2中可以看到的、纯粹示例性地呈正方形的凹槽51,该凹槽构造用于容纳扭杆44的以对应的方式呈正方形的末端区域58。纯粹示例形地构造成圆锥区段形的圆形钻孔52连接在凹槽51上,该钻孔的内径选择得远大于扭杆44的外径,因而扭杆44能自由运动地容纳在钻孔52中。纯粹示例性地规定,容纳部分45具有背对保持架部分41和42的、环绕的、轴向取向的槽53,在该槽中容纳着圆环形的弹性体弹簧54,该弹性体弹簧支撑在终端盖32的圆环形构造的端面55上。弹性体弹簧54的任务基本上在于,使由第一保持架部分41、第二保持架部分42和容纳部分45形成的组件压靠到构造在阀壳体30中的环形卷边39的端面38上并且因此确定了该组件沿着中轴线34的轴线的位置。

第一保持架部分41在其圆柱形构造的外壁65上具有纯粹示例性地分别以相同的角分度和用分别相同的矩形的轮廓构造的截面66,该截面按照图1所示能与阀壳体30的第一输入端接头21和第一输出端接头23重合。所述截面66按照图1所示始终并且与阀件43的旋转位置无关地实现了从第一输入端接头21到第一输出端接头23的流体流。

第一保持架部分41的底部区段67纯粹示例性地构造成圆盘形并且例如配设有四个分别以相同的角分度与中轴线对称构造的控制凹槽68。控制凹槽68按照图1所示根据阀件43的旋转位置实现了从第一输入端接头21到第二输出端接头23的流体流。也可以称为第一控制圆盘的底部区段67,具有纯粹示例性地构造成平坦的轴线的端面69、70。

第二保持架部分42具有和第一保持架部分41基本上相同的构造方式。在圆柱形构造的外壁75上,以相同的角分度纯示例性地布置着四个分别呈矩形的截面76。截面76中的其中一个截面按照图1所示与第二输出端接头24重合。

也可以称为第二控制圆盘的底部区段77,配设有第二控制凹槽78,该第二控制凹槽分别以相同的角分度与中轴线34对称地布置。底部区段77的轴向的端面79和80纯粹示例形地构造成平坦的。

与第二保持架部分42不同的是,第一保持架部分41在底部区段67中具有中央的贯通钻孔71,阀件43的圆环形构造的导引区段85嵌接到该贯通钻孔中。示例性地规定,导引区段85完全贯穿所述中央的贯通钻孔71。

第一保持架部分41和阀壳体30的第二内壁区段25一起形成了第一阀室27,第一输入端接头21和第一输出端接头23配设给该第一阀室。此外,第一保持架部分41和第二保持架部分42与阀壳体30的第二内壁区段26形成了第二阀室28,第二输出端接头24配设给该第二阀室。此外,阀壳体30的第三内壁区段61和第二保持架部分42形成了第三阀室62,第二输入端接头22配设给该第三阀室。

以纺纱筒样式构造的阀件43按照图1和2所示包括圆套筒状构造的基体86,在该基体上构造有两个沿着中轴线34间隔开地布置的并且沿径向突出的圆盘形构造的阀盘87和88,所述阀盘也可以称为控制区段。每个阀盘纯粹示例性地配设有四个以相对中轴线相同的角分度构造的、圆环区段形的缺口89、90。

由于图1和2的图示可知,两个保持架部分41、42的纯粹示例性地分别呈圆环区段形的控制凹槽68和78,在一个未示出的、横向于中轴线34取向的投影平面中具有彼此间的完全的重合。

此外,由图2的图示可知,缺口89和90在阀盘87和88上分别(沿着中轴线34)具有相同的轮廓,但在未详细示出的、横向于中轴线34取向的投影平面中则具有约30度的角度偏差。此外规定,控制凹槽68和78沿圆周方向的延伸长度选择成小于缺口89和90沿阀盘87和88的圆周方向的延伸长度,以便也在考虑到所出现的制造公差的情况下确保可靠的密封效果。与此对应地可以根据阀件43相对第一保持架部分41和第二保持架部分42的旋转位置必要时发生在第一输入端接头21上和第二输入端接头22上提供的流体流的混匀。优选规定,控制圆盘67、77和阀盘87。88这样相对彼此调整,使得分别通过控制凹槽68或78和缺口89或90确保了温和的打开。补充性地或备选地规定,扭杆44为了阀件43在第一末端位置和第二末端位置之间的枢转运动构造在例如30度的角度区间内。为了到阀件43上的更高的扭矩,所述角度区间选择得较小并且例如为20度。

为了与温度相关地改变阀件43相对第一保持架部分41和第二保持架部分42的旋转位置,扭杆44在其第二末端区域59上以和在第一末端区域58上相同的方式配设有沿着中轴线34延伸的正方形的轮廓。扭杆44的第二末端区域59嵌接到阀件43内的纯粹示例性地呈正方形的凹槽91中并且因此抗扭地容纳在阀件43中。

阀盘87和88的轴向的端面92和93纯粹示例性地构造成平坦的并且能滑动运动地贴靠在保持架部分41和42的轴向的端面70和79上,由此确保了用于阀件43相对两个保持架部分41和42的滑动支承。

还规定,在导引区段85的圆环形的端面94上抗扭地固定着与中轴线34同轴布置的螺旋弹簧99。此外,该螺旋弹簧99抗扭地固定在容纳区段50的圆环形的端面56上。

接下来借助图1的图示详细说明流体控制阀5的工作方式:

图1的图示示出了用于流体控制阀5的初始位置,当由内燃机提供的油具有温度t1并且该温度低于冷却油所需的温度时,例如就存在所述初始位置。在这个油温t1下,存在在预紧到扭转的螺旋弹簧99和部分弹性和塑性地在围绕中轴线34的旋转运动的范畴内变形的扭杆44之间的扭矩平衡。在此,扭杆44的和螺旋弹簧99的分别由彼此相反的扭矩引起的内部的应力这样与第一保持架41、第二保持架42和阀件43的几何形状协调一致,使得在第一阀盘87内的缺口89与第一保持架部分41的也称为第一控制圆盘的底部区段67内的控制凹槽68重合。由此实现了从第一输入端接头21到第二输出端接头24的流体流。与此对应地存在在第一输入端接头21和第二输出端接头24之间的直接的流体连通的连接并且油可以直接从内燃机4通过流体控制阀5再次流到泵2,以便在那里重新在穿流油滤3之后进入内燃机4。可以补充性地或备选地规定,为阀件43、扭杆44或螺旋弹簧99配设未详细示出的止挡,所述止挡限制了扭杆44的扭转运动和/或阀件43的枢转运动,以由此避免扭杆44的超负荷。

基于在第一保持架部分41内的既与第一输入端接头21也与第一输出端接头23重合的截面66,原则上也实现了从第一输入端接头21到第一输出端接头23的流体流。基于第二阀盘88的封锁作用阻止了油通过连接管路18到热交换器6并且从那里经由连接管路19到流体控制阀5的第二输入端接头22的进一步流动。由此达到封锁作用,即,阀件43的第二阀盘88封闭在第二保持架部分42的也称为第二控制圆盘的底部区段77中的控制凹槽78。因此在此不发生油流,因此也不会发生油在热交换器6内与环境空气的对油温重要的热交换。

基于在容纳区段50内的钻孔52以及阀件43的基体86的圆套筒状的外形,扭杆44被从第一输入端接头21流到第二输出端接头24的油流始终用分别动态的油温加载。

一旦油温基于在内燃机4内的燃烧过程上升,就发生了从油到扭杆44的热传递,因而这个热传递在油达到温度t2的时间点上发生了扭杆44到其初始外形的返回变形,所述温度t2对应扭杆44的形状记忆材料的特定于材料的外形变化温度。扭杆44这样装入到流体控制阀5中,使得该扭杆在低于特定于材料的外形变化温度的温度时基于通过预紧到围绕中轴线34扭转的螺旋弹簧99的扭矩导入而经历了扭转变形并且阀件占据前述的基本位置。

在达到特定于材料的外形变化温度时,现在发生了这种扭转变形的复位,因为随着油温渐增,扭杆44的扭矩也大于螺旋弹簧99的复位力矩。在此发生了第二末端区域59相对第一末端区域58的枢转运动并且与此对应地发生了阀件43围绕中轴线34的旋转运动。

基于这种旋转运动,一方面在第一输入端接头21和第二输出端接头24之间的能自由穿流的横截面发生改变,因为在第一阀盘87的缺口89和第一保持架部分41内的控制凹槽68之前的重合变小。

在阀件43的第二阀盘88中的缺口90和在第二保持架部分42的底部区段77内的控制凹槽78优选这样构造,使得以和在第一输入端接头21和第二输出端接头24之间的能自由穿流的横截面变小相同的方式,扩大在第一输出端接头23和第二输入端接头22之间的能自由穿流的横截面。由内燃机4提供的油流的一部分,现在由此可以穿流热交换器6,以便紧接着在第二输入端接头22上重新进入流体控制阀5并且流体控制阀5在第二输出端接头24上朝着泵2的方向离开。

在进一步上升的油温下,阀件43的旋转位置这样改变,使在第一输入端接头21和第二输出端接头24之间的能自由穿流的横截面完全被封闭,因而由内燃机4提供的油流仅从第一输入端接头21流到第一输出端接头23上并且在穿流热交换器6之后通过第二输入端接头22流到第二输出端接头24,并且因此确保了整个流体流的冷却。

流体控制阀105的在图3中示出的第二个实施方式配设有接下来详细说明的阀芯104,该阀芯构造成与阀芯40不同,但就直接设置用于影响流体流的部件而言则与在图1和2中示出的流体控制阀5的第一个实施方式没有重大差别。与此对应地为功能相同的部件使用相同的附图标记。

在两个流体控制发5、105的阀芯40、104之间的主要区别在于针对相应的阀件43、106的与温度相关的运动提供的方式,其中,在流体控制阀105中,取代在流体控制阀5中使用的扭杆44地使用蜡膨胀元件107。在两个流体控制阀5、105之间的设计结构上的区别基本上限于,蜡膨胀元件107提供了与温度相关的线性运动,该线性运动借助联接件111和相应地匹配的阀件106转换成阀件106的枢转运动,扭杆44则直接执行与温度相关的扭转运动,该扭转运动可以作为枢转运动导入到相关的阀件43上。

也可以称为变形元件的蜡膨胀元件107,包括套筒状的、单侧闭合的圆柱壳体112和仅示意性地虚线示出的、能线性运动地密封容纳在所述圆柱壳体112内的并且与活塞杆114联接的工作活塞113。由圆柱壳体112和由工作活塞113限界的工作室127用膨胀材料、特别是用膨胀蜡填充。在此,圆柱壳体112形成了蜡膨胀元件107的第一末端区域,而活塞杆114则形成了蜡膨胀元件107的第二末端区域。

在膨胀材料变热时,这个膨胀材料膨胀并且将工作活塞113朝着阀件106的方向移动,由此使与工作活塞113联接的活塞杆114执行沿着中轴线34的线性运动并且纯粹示例性地构造成杯形的联接件111在此相对阀件106移动。在此,阀件106仅枢转运动地容纳在两个底部区段117和118之间,所述底部区段也称为第一保持架部分115和第二保持架部分116的控制圆盘。

此外规定,联接件111用至少一个沿径向突出的榫头122嵌接到构造在阀件106的导向钻孔120内的对应的斜槽119中,其中,斜槽119关于中轴线34优选螺旋形地构造。因此通过至少一个斜槽119相对中轴线34的角位置,在联接件111线性运动时产生了阀件106围绕中轴线34从按图3的枢转位置进入按图4的枢转位置的枢转运动。这样来选择斜槽119的角位置或斜率,使得不会在联接件111和阀件106之间出现自锁。纯粹示例性地在两个枢转位置之间为阀件106规定了约30度的枢转角。

此外,在膨胀材料的前述膨胀运动时和由此因此的活塞杆114和联接件111的线性运动时,压缩在联接件111和阀件106的底部区段121之间容纳在导向钻孔120内的螺旋弹簧99并且因此通过弹性的变形储存一个复位能量。这个复位能量在膨胀材料接下来伴随膨胀材料的膨胀的变小而冷却时能将联接件111和活塞杆114一起相对阀件106移动。基于在联接件111和阀件106之间的通过在联接件111上的榫头122和阀件106上的斜槽119实现的运动耦合,在此出现了阀件106从按图4的枢转位置到按图3的枢转位置的返回枢转运动。

用于这种枢转运动的扭矩支持纯粹示例性地借助另一个构造在联接件111上的径向突出的榫头123实现,该榫头嵌接到直槽124中,直槽构造在第一保持架部分115的支撑区段125上。所述支撑区段125延伸至圆柱壳体112的端侧126并且因此确保了蜡膨胀元件107的可靠的轴向的固定。

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