DE10032354A1 - Thermostatventil mit elektrisch beheizbarem Arbeitselement - Google Patents

Abstract

Bei einem Thermostatventil für ein Kühlmittelkreislauf eines Verbrennungsmotors ist eine Grundplatte (17) vorgesehen, an welcher das Gehäuse (11) eines thermostatischen Arbeitselementes (10), dessen Kolben (12) ein Ventilelement (13) betätigt, und ein Widerlager (25) für eine Rückstellfeder (24) angebracht sind, mit der das Ventilelement (13) belastet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Thermostatventil für einen Kühl­ mittelkreislauf eines Verbrennungsmotors, das ein elektrisch beheizbares thermostatisches Arbeitselement enthält, dessen Gehäuse stationär ist und dessen Arbeitskolben an ein Ventil­ element angreift, das mit einer an einem Widerlager abge­ stützten Rückstellfeder belastet ist, das das Gehäuse käfig­ artig umgibt und einen ventiltellerartigen Flansch aufweist, der einem Ventilsitz zugeordnet und gegenüber dem Gehäuse ab­ gedichtet ist.

Ein Thermostatventil der eingangs genannten Art, wie es aus der DE-A 42 33 913 bekannt ist, hat den Vorteil, dass das Ge­ häuse des thermostatischen Arbeitselementes, in das elektri­ sche Anschlüsse hineingeführt werden, stationär angeordnet ist, so dass die elektrischen Anschlüsse keine Bewegungen mit ausführen müssen und außerdem außerhalb des strömenden Kühl­ mittels angeordnet sein können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Thermostatven­ til der eingangs genannten Art so auszubilden, dass es weit­ gehend von der konstruktiven Gestaltung eines Gehäuses, in das es eingebaut wird, unabhängig ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Grundplatte vor­ gesehen ist, an der das Gehäuse des Arbeitselementes und das Widerlager für die Rückstellfeder angebracht sind.

Auf diese Weise bilden die wesentlichen Elemente des Thermo­ statventils einen Einsatz, der intern die Abstützkräfte für das Gehäuse des thermostatischen Arbeitselementes und das Wi­ derlager der Rückstellfeder aufnimmt, so dass keine nennens­ werten Kräfte in ein Gehäuse eingeleitet werden, in welches dieses Thermostatventil eingebaut werden soll. Dadurch erge­ ben sich große konstruktive Freiheiten für die Gestaltung ei­ nes derartigen Gehäuses.

Vorteilhaft wird weiter vorgesehen, dass die Grundplatte ei­ nen dem ventiltellerartigen Flansch des Ventilgehäuses zuge­ ordneten Ventilsitz aufweist. Damit sind alle Funktionsele­ mente Bestandteil des Einsatzes.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die Grundplatte mit einem über Stege angeschlossenen inneren Kragen versehen ist, an welchem das Gehäuse des thermostati­ schen Arbeitselement es gehalten ist. Damit ergibt sich eine sehr kompakte Bauweise.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass das Gehäuse des Arbeitselementes mit einem Ringbund versehen ist, der einen Dichtungsring aufnimmt, der einem an den ven­ tiltellerartigen Flansch des Ventilelementes anschließenden Hals zugeordnet ist. Damit wird eine sichere Abdichtung zwi­ schen dem Ventilelement und dem Gehäuse des Arbeitselementes erhalten. Zweckmäßigerweise wird weiter vorgesehen, dass der innere Kragen der Grundplatte an dem Ringbund des Gehäuses des thermostatischen Arbeitselementes abgestützt ist. Damit erhält dieser Ringbund eine zweite Funktion.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die Grundplatte an einem Gehäuseteil befestigt ist, das mit wenigstens einem Anschluss für den Kühlmittelkreislauf und einer Zuführung für elektrische Leitungen versehen ist. Damit bildet das Thermostatventil ein Anschlussteil, das an einen Motorblock o. dgl. angeschlossen werden kann, ohne dass auf­ wendige Montagearbeiten erforderlich sind. In weiterer Aus­ gestaltung wird vorgesehen, dass das dem Arbeitskolben abge­ wandte Ende des Gehäuses des thermostatischen Arbeitselemen­ tes in eine kappenartige Führung des vorzugsweise aus Kunst­ stoff hergestellten Gehäuseteils eingesteckt ist. Diese kap­ penartige Führung dient einerseits zur Halterung des thermo­ statischen Arbeitselementes und andererseits auch zur thermi­ schen Isolierung des thermostatischen Arbeitselementes insbe­ sondere im gegenüber kaltem Kühlmittel, so dass bei einem Be­ heizen des thermostatischen Arbeitselementes nicht zu viel Energie verloren geht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen darge­ stellten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt entlang der Linie I-I der Fig. 2 durch ein als Einsatz ausgebildetes, erfindungsgemä­ ßes Thermostatventil,

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1, und

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 2 mit einem das Thermostatventil aufnehmenden Gehäuse­ teil.

Das Thermostatventil enthält ein thermostatisches Arbeitsele­ ment 10, das ein Gehäuse 11 aus Metall, beispielsweise aus Messing, aufweist. Dieses Gehäuse 11 ist ein Drehteil. Es enthält einen Dehnstoff, beispielsweise eine Wachsmischung, die bei einer mittels der Mischung des Wachses einstellbaren Temperatur den Aggregatzustand ändert und damit eine wesentliche Volumenvergrößerung erfährt. Der mit Dehnstoff befüllte Innenraum des Gehäuses 11 ist mittels einer sackartigen Mem­ bran nach außen abgedichtet, in welche ein Arbeitskolben 12 eingesetzt ist.

In dem Gehäuse 11 im Bereich des Dehnstoffes ist ein elektri­ sches Heizelement angeordnet, wie dies beispielsweise aus der DE-A 44 44 685 oder DE-A 195 01 140 bekannt ist. Zu diesem elektrischen Heizelement führen durch die dem Arbeitskolben 12 gegenüberliegende Stirnseite des Gehäuses 11 hindurch elektrische Versorgungsleitungen.

Wenn der in dem Gehäuse 11 befindliche Dehnstoff sich aus­ dehnt, so wird der Arbeitskolben 12 ausgetrieben, während das Gehäuse 11 stehen bleibt. Bei seinem Ausfahren nimmt der Ar­ beitskolben 12 ein Ventilelement 13 mit, das das Gehäuse 11 des Arbeitselementes 10 käfigartig umgibt. Das Ventilelement 13 besitzt in seinem dem Arbeitskolben 12 abgewandten Bereich einen ventiltellerartigen Flansch 14, der im Bereich seines äußeren Randes mit einem Dichtungsring 15 versehen ist. Die­ sem ventiltellerartigen Flansch 14 ist ein Ventilsitz 16 zu­ geordnet, der einen umlaufenden Ring darstellt, der Bestand­ teil einer Grundplatte 17 ist.

An den ventiltellerartigen Flansch 14 des Ventilelementes 13 schließt innen ein zylindrischer Hals 18 an, mit dem das Ven­ tilelement gegenüber dem Gehäuse 11 des thermostatischen Ar­ beitselementes 10 abgedichtet ist. Das Gehäuse 11 ist mit ei­ nem Ringbund 19 versehen, in den eine Ringnut 20 eingearbei­ tet ist, die einen Dichtungsring 21 aufnimmt.

Die Grundplatte 17 ist mit einem inneren Kragen 22 versehen, der unter Belassen eines relativ großen freien Strömungsquer­ schnittes mit Stegen 23 an den Bereich des Ventilsitzes 16 der Grundplatte 17 anschließt. Der Kragen 22, dessen innerer Rand umgebörtelt ist, stützt sich auf der dem Arbeitskolben 12 abgewandten Seite an den Ringbund 19 des Gehäuses 11 ab.

In vorteilhafter Weise ist der Kragen 22 und damit die Grund­ platte 17 auch in der anderen Richtung an dem Gehäuse 11 fi­ xiert, beispielsweise durch eine Schweißung oder eine Umbör­ delung o. dgl.

Das Ventilelement 13 ist im Bereich des ventiltellerartigen Flansches 14 mit einer Rückstellfeder 24 belastet, die sich an einem Widerlager 25 abstützt. Das Widerlager 25 ist mit Schenkeln 26 versehen, die an der Grundplatte 17 befestigt sind, beispielsweise verschweißt sind. Statt eines Verschwei­ ßens können selbstverständlich auch formschlüssige Verbindung vorgesehen werden, wie dies im Stand der Technik bekannt ist.

Wenn aufgrund einer Volumenvergrößerung des Dehnstoffes der Arbeitskolben 12 aus dem Gehäuse 11 des thermostatischen Ar­ beitselementes 10 ausgefahren wird, so nimmt er das Ventil­ element 13 gegen die Wirkung der Rückstellfeder 24 mit. Die dabei für das Gehäuse 11 notwendigen Abstützkräfte werden von dem Kragen 22 der Grundplatte 17 aufgenommen, der sich an dem Ringbund 19 des Gehäuses 11 abstützt. Die Kräfte der Rück­ stellfeder 24 werden von dem Widerlager 25 über die Schenkel 26 ebenfalls in die Grundplatte 17 eingeleitet, so dass alle Betätigungskräfte innerhalb der geschilderten Baueinheit auf­ genommen werden und nicht an ein Gehäuse o. dgl. übertragen werden. Die Grundplatte 17, das Ventilelement 13 und das Wi­ derlager 25 mit den Schenkeln 26 sind aus Metall hergestellt, so dass hohe Kräfte aufgenommen werden können. Es bestehen somit relativ große Freiheiten für die konstruktive Gestal­ tung eines das Thermostatventil aufnehmenden Gehäuses sowie bezüglich des für das Gehäuse zu verwendenden Materials.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist das anhand Fig. 1 und 2 erläuterte Thermostatventil mit einem deckelartigen Ge­ häuseteil 28 aus Kunststoff zu einer Baugruppe zusammenge­ fügt. Das Gehäuseteil 28 ist mit einem Flansch 29 versehen, mit dem es an ein Bauteil, beispielsweise einen Motorblock eines Verbrennungsmotors, anschließt. Dabei wird die einen umlaufenden Rand aufweisende Grundplatte 17 zwischen diesen beiden Teilen eingespannt. In den Flansch 29 ist ein umlau­ fender Dichtungsring 30 eingesetzt, der einen sich an die Grundplatte 17 anlegenden und einen an das andere Bauteil an­ legenden Abschnitt aufweist. Dieser Dichtungsring 30 hat so­ mit eine doppelte Dichtungsfunktion.

Das Gehäuseteil 28 weist innen eine kappenartige Führung 31 auf, in welche das dem Arbeitskolben 12 abgewandte Ende des Gehäuses 11 des thermostatischen Arbeitselementes 10 einge­ steckt ist. Der Innenraum der kappenartigen Führung 31 ist mittels eines in eine Ringnut des Gehäuses 11 eingelegten Dichtungsringes 32 gegen den kühlmittelführenden Bereich ab­ gedichtet.

Die kappenartige Führung 31 ist mit dem Außenmantel des Ge­ häuseteils 28 über wenigstens einen Steg verbunden, der einen ausreichend großen Strömungsquerschnitt zu einem Schlauchan­ schluss 33 belässt. Die elektrischen Zuleitungen zu dem Heiz­ element des thermostatischen Arbeitselementes 10 werden durch den Steg von außen her in nicht näher dargestellter Weise zu dem Gehäuse 11 des thermostatischen Arbeitselementes 10 zuge­ führt.

Das Gehäuseteil 28 ist darüber hinaus noch mit der Grundplat­ te 17 verbunden. Die Grundplatte 17 ist im Bereich ihres um­ laufenden Randes mit mehreren Aussparungen 34 versehen, die auch in Fig. 2 zu sehen sind. Durch diese Aussparungen hin­ durch ragen Ansätze 35 des Gehäuseteils 28 die entweder als Klipsverbindung gestaltet sind oder die mittels Erhitzens nietartig umgeformt sind.

Claims (8)

1. Thermostatventil für einen Kühlmittelkreislauf eines Verbrennungsmotors, das ein elektrisch beheizbares thermosta­ tisches Arbeitselement enthält, dessen Gehäuse stationär ist und dessen Arbeitskolben an ein Ventilelement angreift, das mit einer an einem Widerlager abgestützten Rückstellfeder be­ lastet ist, das das Gehäuse käfigartig umgibt und das einen ventiltellerartigen Flansch aufweist, der einem Ventilsitz zugeordnet und gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundplatte (17) vorgesehen ist, an der das Gehäuse (11) des Arbeitselementes (10) und das Widerlager (25) für die Rückstellfeder (24) angebracht sind.

2. Thermostatventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Grundplatte (17) einen dem ventiltellerartigen Flansch (14) des Ventilelementes (13) zugeordneten Ventilsitz (16) aufweist.

3. Thermostatventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Widerlager (25) mittels wenigstens zwei Schenkeln (26) an der Grundplatte (17) gehalten ist.

4. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (17) mit einem über Stege (23) angeschlossenen inneren Kragen (22) versehen ist, an welchem das Gehäuse (11) des thermostatischen Ar­ beitselementes (10) gehalten ist.

5. Thermostatventil nach einem der Anspruche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) des thermostati­ schen Arbeitselementes (10) mit einem Ringbund (19) versehen ist, der einen Dichtungsring (21) aufnimmt, der einem an den ventiltellerartigen Flansch (14) des Ventilelementes an­ schließenden Hals (18) zugeordnet ist.

6. Thermostatventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, dass der innere Kragen (22) der Grundplatte (17) an dem Ringbund (19) des Gehäuses (11) des thermostatischen Arbeits­ elementes (10) abgestützt ist.

7. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (17) an einem Ge­ häuseteil (28) befestigt ist, das mit wenigstens einem An­ schluss (33) für den Kühlmittelkreislauf und einer Zuführung für elektrische Leitungen versehen ist.

8. Thermostatventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, dass das dem Arbeitskolben (12) abgewandte Ende des Ge­ häuses (11) des thermostatischen Arbeitselementes (10) in ei­ ne kappenartige Führung (31) des Gehäuseteils (28) einge­ steckt ist.