DE102009032647A1 - Kühlsystem für eine Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für eine Verbrennungskraftmaschine, umfassend einen mit Kühlkanälen der Verbrennungskraftmaschine verbindbaren Zulauf für Kühlflüssigkeit sowie einen ebenfalls mit den Kühlkanälen der Verbrennungskraftmaschine verbindbaren Ablauf für Kühlflüssigkeit, eine Pumpe zum Pumpen der Kühlflüssigkeit durch den Zulauf und Ablauf, einen mit dem Ablauf einerseits und dem Zulauf andererseits verbundenen Kühler zum Kühlen der Kühlflüssigkeit sowie eine Bypassleitung, die den Ablauf ohne Durchlaufen des Kühlers mit dem Zulauf verbindet, und eine Ventilanordnung, umfassend ein Ventilelement und eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung des Ventilelements, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement in dem Ablauf angeordnet ist und mindestens drei Flüssigkeitsanschlüsse aufweist, wobei ein erster Flüssigkeitsanschluss mit einem von einem Kühlflüssigkeitsaustritt der Verbrennungskraftmaschine kommenden Abschnitt des Ablaufs, ein zweiter Flüssigkeitsanschluss mit einem zu dem Kühler führenden Abschnitt des Ablaufs und ein dritter Flüssigkeitsanschluss mit der zu dem Zulauf führenden Bypassleitung verbunden ist, und dass die Betätigungseinrichtung ein Dehnstoffelement aufweist, welches in dem Zulauf stromab des Anschlusses der Bypassleitung an den Zulauf angeordnet ist, und mit welchem das Ventilelement derart betätigbar ist, dass der erste Flüssigkeitsanschluss mit dem zweiten und/oder dritten Flüssigkeitsanschluss verbunden wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für eine Verbrennungskraftmaschine, umfassend einen mit Kühlkanälen der Verbrennungskraftmaschine verbindbaren Zulauf für Kühlflüssigkeit sowie einen ebenfalls mit den Kühlkanälen der Verbrennungskraftmaschine verbindbaren Ablauf für Kühlflüssigkeit, eine Pumpe zum Pumpen der Kühlflüssigkeit durch den Zulauf und Ablauf, einen mit dem Ablauf einerseits und dem Zulauf andererseits verbundenen Kühler zum Kühlen der Kühlflüssigkeit sowie eine Bypassleitung, die den Ablauf ohne Durchlaufen des Kühlers mit dem Zulauf verbindet, und eine Ventilanordnung, umfassend ein Ventilelement und eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung des Ventilelements.
  • In solchen Kühlsystemen fördert eine Pumpe das Kühlmittel, beispielsweise ein Wasser-Glykol-Gemisch über den Motorblock und den Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine und im Anschluss über einen Kühler zurück in den Motorblock bzw. Zylinderkopf. Es ist dabei auch bereits bekannt, eine Bypassleitung vorzusehen, mit der in der Kaltstartphase des Motors die aus dem Motorblock bzw. Zylinderblock kommende Kühlflüssigkeit ohne Durchlaufen des Kühlers direkt zurück in den Zulauf zum Motorblock bzw. Zylinderkopf geführt wird. Ein solches Kühlsystem ist beispielsweise aus DE 103 51 852 A1 bekannt. Dabei ist eine Ventilanordnung an der Auslassseite der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen, die ein Ventilelement und eine Betätigungseinrichtung aufweist. Durch geeignete Betätigung des Ventilelements können mit nur einer Ventilanordnung die einzelnen Kühlflüssigkeitsströme in gewünschter Weise aufgeteilt werden. Zur Betätigung des Ventilelements kann beispielsweise ein Dehnstoffelement vorgesehen sein, das innerhalb der Ventilkugel eines beispielsweise als Kugelventil ausgebildeten Ventilelements angeordnet ist. Das Dehnstoffelement steht in wärmeleitendem Kontakt mit der Kühlflüssigkeit und expandiert bzw. kontrahiert bei Erwärmung bzw. Abkühlung und betätigt auf diese Weise als Thermostat das Ventilelement automatisch.
  • Ein Nachteil der auslassseitigen Position der Ventilanordnung besteht darin, dass das Dehnstoffelement einer Temperaturänderung der Kühlflüssigkeit erst ausgesetzt ist und somit die durch das Dehnstoffelement bewirkte Thermostatregelung erst eingreift, wenn die Kühlflüssigkeit den Motorblock und den Zylinderblock bereits durchströmt hat. Die Regelung erfolgt daher verzögert und die Kaltstartphase der Verbrennungskraftmaschine wird in unerwünschter Weise verlängert. Es ist auch bekannt, derartige Ventilanordnungen auf der Einlassseite für Kühlflüssigkeit anzuordnen. Nachteilig bei einer solchen Anordnung ist allerdings, dass der Kühler und insbesondere die Kühlschläuche bei einem Kaltstart des Motors umgehend dem vollen Kühlflüssigkeitsdruck ausgesetzt sind. Gerade in den Wintermonaten kann dies zu Beschädigungen der Kühlschläuche führen.
  • Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kühlsystem der eingangs genannten Art bereitzustellen, das zum einen eine schnelle Regelung erlaubt und zum anderen eine Beschädigung des Kühlsystems sicher verhindert.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
  • Für ein Kühlsystem der eingangs genannten Art löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, dass das Ventilelement in dem Ablauf angeordnet ist und mindestens drei Flüssigkeitsanschlüsse aufweist, wobei ein erster Flüssigkeitsanschluss mit einem von einem Kühlflüssigkeitsaustritt der Verbrennungskraftmaschine kommenden Abschnitt des Ablaufs, ein zweiter Flüssigkeitsanschluss mit einem zu dem Kühler führenden Abschnitt des Ablaufs und ein dritter Flüssigkeitsanschluss mit der zu dem Zulauf führenden Bypassleitung verbunden ist, und dass die Betätigungseinrichtung ein Dehnstoffelement aufweist, welches in dem Zulauf stromab des Anschlusses der Bypassleitung an den Zulauf angeordnet ist, und mit welchem das Ventilelement derart betätigbar ist, dass der erste Flüssigkeitsanschluss mit dem zweiten und/oder dritten Flüssigkeitsanschluss verbunden wird.
  • Bei der Verbrennungskraftmaschine kann es sich insbesondere um die Verbrennungskraftmaschine eines Automobils handeln. Die Kühlkanäle können dabei den Motorblock und/oder Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine durchlaufen. Der Kühlflüssigkeitsaustritt bzw. Kühlflüssigkeitseintritt der Verbrennungskraftmaschine ist dabei der Eingang bzw. Ausgang der Kühlkanäle. Bei der Kühlflüssigkeit kann es sich in an sich bekannter Weise um ein Wasser-Glykol-Gemisch handeln. Die Pumpe pumpt die Kühlflüssigkeit in ebenfalls an sich bekannter Weise durch das Kühlsystem, also insbesondere von der Zulaufleitung durch die Kühlkanäle des Motors in die Ablaufleitung und je nach Ventilstellung durch den Kühler oder den Bypass. Selbstverständlich kann auch mehr als ein Kühler vorgesehen sein. Ebenso kann der zu dem Kühler geleitete Kühlflüssigkeitsstrom auch einen Öl-Wasser-Wärmetauscher durchlaufen und/oder im Winterbetrieb einer Heizung des Automobils zugeführt werden.
  • Über den Bypass kann in an sich bekannter Weise von dem Motor kommende Kühlflüssigkeit direkt, also ohne Durchlaufen von die Flüssigkeit abkühlenden Elementen, insbesondere einem Kühler, aus dem Ablauf wieder dem Zulauf zugeführt werden. Dies ist erwünscht, wenn der Motor noch nicht Betriebstemperatur erreicht hat und eine möglichst schnelle Erwärmung auf die Betriebstemperatur erfolgen soll. In diesem Zustand soll die Kühlflüssigkeit nicht durch einen Kühler oder ähnliches gekühlt werden.
  • Erfindungsgemäß sind das Ventilelement zum wahlweisen Verbinden des ersten Anschlusses mit dem zweiten und/oder dritten Anschluss der Ventilanordnung in dem Ablauf und das Dehnstoffelement in dem Zulauf angeordnet. Das Ventilelement ist aufstromseitig und abstromseitig mit der Zulaufleitung verbunden. Außerdem ist das Ventilelement mit dem Bypass verbunden. Das in dem Zulauf angeordnete Dehnstoffelement steht in wärmeleitendem Kontakt mit der Kühlflüssigkeit und wird entsprechend der Kühlflüssigkeitstemperatur erwärmt. Dabei dehnt es sich aus und betätigt entsprechend das Ventilelement. Auf diese Weise erfolgt abhängig von der Kühlflüssigkeits- und damit der Motortemperatur eine automatische Regelung des von dem Motor kommenden Kühlflüssigkeitsflusses durch den Kühler wieder in den Zulauf oder über den Bypass direkt in den Zulauf. Die Ventilanordnung arbeitet also als Thermostat, wobei es insbesondere möglich ist, nur eine Ventilanordnung vorzusehen.
  • Das Dehnstoffelement betätigt das Ventilelement so, dass unterhalb einer Grenztemperatur von dem Motor kommende Kühlflüssigkeit zunächst vollständig über die Bypassleitung wieder in den Zulauf geführt wird. Bei Erwärmen und damit Ausdehnen des Dehnstoffelements wird die von dem Motor kommende Kühlflüssigkeit zunächst jeweils teilweise über den Kühler und durch den Bypass wieder in den Zulauf geleitet. Oberhalb einer Grenztemperatur wird die von dem Motor kommende Kühlflüssigkeit dann gesteuert durch die Betätigungseinrichtung bzw. das Ventilelement vollständig durch den Kühler geleitet. Für das teilweise Führen der Flüssigkeit durch den Kühler und den Bypass wird der erste Anschluss jeweils teilweise mit dem zweiten und dem dritten Anschluss verbunden. Natürlich kann auch eine Möglichkeit vorgesehen sein, das Ventilelement in eine Position zu stellen, in der der Durchfluss von dem ersten Anschluss zu dem zweiten oder dritten Anschluss gesperrt ist.
  • Das Ventilelement und die Betätigungseinrichtung sind erfindungsgemäß räumlich getrennt. Indem das Ventilelement auf der Auslassseite der Kühlflüssigkeit aus dem Motor angeordnet ist, werden zum einen in vorteilhafter Weise der Kühler und insbesondere die Kühlwasserschläuche in der Kaltstartphase nicht dem vollen Flüssigkeitsdruck ausgesetzt. Eine Beschädigung wird somit gerade in den kalten Wintermonaten sicher vermieden. Indem andererseits das Dehnstoffelement auf der Einlassseite der Kühlflüssigkeit in den Motor angeordnet ist, wird eine besonders schnelle und damit gute Regelung insbesondere in der Kaltstartphase des Motors erreicht, da die Temperatur der Kühlflüssigkeit bereits vor dem Durchströmen des Motorsblocks bzw. Zylinderkopfes von dem Dehnstoffelement aufgenommen und entsprechend sofort für die Regelung berücksichtigt wird. Erfindungsgemäß werden also die jeweiligen Vorteile der einlass- und auslassseitigen Positionierung von Ventilanordnungen miteinander kombiniert, indem ein durch die Einlasstemperatur der Kühlflüssigkeit gesteuertes Auslassthermostat bereitgestellt wird.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Ventilelement ein in einem Ventilgehäuse drehbar gelagertes Kugelventil aufweist, wobei das Ventilgehäuse die mindestens drei Flüssigkeitsanschlüsse aufweist, wobei das Kugelventil mindestens zwei Öffnungen aufweist, und wobei das Kugelventil durch das Dehnstoffelement in dem Ventilgehäuse derart drehbar ist, dass durch die Öffnungen des Ventilelements der erste Flüssigkeitsanschluss mit dem zweiten und/oder dritten Flüssigkeitsanschluss verbunden wird. Das Ventilelement kann also ein Kugel(segment-)ventil sein. Mit solchen Kugelventilen ist eine besonders präzise und dabei robuste Steuerung möglich. Ein Hohlkugel(segment) ist dabei über eine oder mehrere geeignete Wellen drehbar in dem Gehäuse gelagert. Eine mit dem Dehnstoffelement verbundene Stange oder ähnliches greift an der Ventilkugel zur Drehung derselben beispielsweise exzentrisch an. Es ist aber auch denkbar, dass das Ventilelement ein Tellerventil aufweist, welches mindestens einen flüssigkeitsdichten Teller aufweist, dessen Position durch das Dehnstoffelement derart betätigbar ist, dass der erste Flüssigkeitsanschluss mit dem zweiten und/oder dritten Flüssigkeitsanschluss verbunden wird. Das Tellerventil kann insbesondere zwei Teller aufweisen, die jeweils eine Verbindung zweier Anschlüsse zueinander unterbrechen. Es kann beispielsweise ein Teller für die Verbindung zwischen dem ersten Flüssigkeitsanschluss und dem zweiten Flüssigkeitsanschluss vorgesehen sein und ein zweiter Teller für die Verbindung zwischen dem ersten Flüssigkeitsanschluss und dem dritten Flüssigkeitsanschluss. Durch geeignete Positionierung der Teller kann dann ein von dem ersten Flüssigkeitsanschluss kommender Kühlflüssigkeitsstrom ganz oder teilweise dem zum Kühler laufenden Abschnitt des Ablaufs und/oder der Bypassleitung zugeführt werden. Falls dies erforderlich ist, kann zusätzlich in einfacher Weise ein Druckentspannungsventil in das Kühlsystem integriert werden.
  • Nach einer besonders praxisgemäßen Ausgestaltung kann das Dehnstoffelement ein Dehnwachselement sein. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Dehnstoffelement das Ventilelement über eine mit einer Rückstellfeder in Wirkverbindung stehende Betätigungsstange betätigt. Die Betätigungsstange greift dann gegen die Federkraft der Rückstellfeder an dem Ventilelement an und betätigt dieses bei einer temperaturbedingten Expansion oder Kontraktion des Dehnstoffelements. Übt das Dehnstoffelement keine ausreichende Kraft auf die Rückstellfeder aus, kann sich die Feder entspannen und das Ventilelement dadurch z. B. so betätigen, dass von dem Motor kommende Kühlflüssigkeit über einen Bypass direkt in den Zulauf geleitet wird. Es ist aber auch möglich, dass bei Kräftefreiheit der Feder diese das Ventilelement so betätigt, dass von dem Motor kommende Kühlflüssigkeit durch den Kühler in den Zulauf geleitet wird. Dadurch wird bei einem Versagen des Dehnstoffelements jederzeit eine ausreichende Kühlung des Motors sichergestellt.
  • Nach einer weiteren besonders praxisgemäßen Ausgestaltung kann die Pumpe in dem Zulauf stromab des Anschlusses der Bypassleitung an den Zulauf angeordnet sein. Die Ansaugseite der Pumpe befindet sich also in Strömungsrichtung hinter dem Zufluss aus der Bypassleitung. Insbesondere kann die Pumpe im Wesentlichen unmittelbar vor dem Kühlflüssigkeitseintritt der Verbrennungskraftmaschine, also dem Eintritt in das Kühlkanalsystem, angeordnet sein.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:
  • 1 ein erfindungsgemäßes Kühlsystem nach einem ersten Ausführungsbeispiel in einem ersten Betriebszustand,
  • 2 das Kühlsystem aus 1 in einem zweiten Betriebszustand,
  • 3 ein erfindungsgemäßes Kühlsystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einem ersten Betriebszustand, und
  • 4 das Kühlsystem aus 3 in einem zweiten Betriebszustand.
  • Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. In den 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßes Kühlsystem 10 für eine Verbrennungskraftmaschine eines Automobils dargestellt. Von der Verbrennungskraftmaschine ist zur Veranschaulichung lediglich der Motorblock 12 gezeigt. Durch diesen verlaufen mehrere in den Figuren nicht dargestellte Kühlkanäle. Weiterhin kann ein Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine (nicht gezeigt) ebenfalls solche Kühlkanäle aufweisen. Das Kühlsystem 10 besitzt eine Zulaufleitung 14, die an der Einlassseite 16 des Motorblocks 12 mit den Kühlkanälen desselben und gegebenenfalls des Zylinderkopfes verbunden ist. Weiterhin besitzt das Kühlsystem 10 eine Ablaufleitung 18, die in dem gezeigten Beispiel einen ersten von der ebenfalls mit den Kühlkanälen verbundenen Auslassseite 20 des Motorblocks 12 ausgehenden Abschnitt 22 und einen sich an den ersten Abschnitt 22 anschließenden zweiten Abschnitt 24 aufweist. Der zweite Abschnitt 24 mündet als Kühlervorlauf in einen Kühler 26, vorliegend den Hauptkühler, des Kühlsystems 10. Am Ausgang des Kühlers 26 ist mit diesem der Zulauf 14 als Kühlerrücklauf verbunden. In dem Zulauf 14 befindet sich an der Einlassseite 16 des Motorblocks 12 eine Pumpe 28. Insbesondere mündet der Zulauf 14 in die Saugseite der Pumpe 28. Die Druckseite der Pumpe 28 ist mit den Kühlkanälen des Motorblocks 12 bzw. des Zylinderkopfes verbunden. Die Pumpe 28 pumpt Kühlflüssigkeit, im dargestellten Beispiel ein Wasser-Glykol-Gemisch durch das Kühlsystem 10.
  • Das Kühlsystem 10 weist außerdem eine Bypassleitung 30 auf, die den von dem Kühlwasseraustritt des Motorblocks 12 ausgehenden Abschnitt 22 des Ablaufs 18 unter Umgehung des Kühlers 26 direkt mit dem Zulauf 14 verbindet. Die Saugseite der Pumpe 28 ist somit stromab des Anschlusses der Bypassleitung 30 an den Zulauf 14 angeordnet. Zwischen dem von der Auslassseite 20 des Motorblocks 12 ausgehenden Abschnitt 22 des Ablaufs 18 sowie der Bypassleitung 30 und dem zu denn Kühler 26 laufenden Abschnitt 24 des Ablaufs befindet sich ein Ventilelement 32. In dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Ventilelement 32 um ein in einem Ventilgehäuse angeordnetes Hohlkugelsegment. Das Ventilgehäuse besitzt dabei drei Fluidanschlüsse, wobei ein erster Anschluss mit dem Abschnitt 22 des Zulaufs, ein zweiter Anschluss mit dem Abschnitt 24 des Zulaufs 18 und ein dritter Anschluss mit der Bypassleitung 30 verbunden ist. Das Hohlkugelsegment besitzt in dem gezeigten Beispiel zwei Öffnungen. Es ist in dem Gehäuse in an sich bekannter Weise drehbar gelagert.
  • Durch eine Drehung des Hohlkugelsegments kann durch entsprechende Anordnung der Öffnungen der Ventilkugel der erste Fluidanschluss des Gehäuses mit dem zweiten und/oder dem dritten Fluidanschluss verbunden werden.
  • In 1 ist eine Position des Ventilelements 32 gezeigt, bei dem der erste Anschluss nur mit dem dritten Anschluss verbunden ist, während die Verbindung zu dem zweiten Anschluss gesperrt ist. Diese Position wird in der Kaltstartphase der Verbrennungskraftmaschine eingenommen. In dieser Position fließt durch die Pumpe 28 aus dem Zulauf 14 durch den Motorblock 12 gepumpte Kühlflüssigkeit also durch den ersten Abschnitt 22 des Ablaufs 18 und von diesem vollständig durch die Bypassleitung 30 unter Umgehung des Kühlers 26 wieder zurück in den Zulauf 14, wie dies in 1 schematisch durch die Pfeile 34 veranschaulicht ist. In 2 ist eine andere Position des Ventilelements 32 gezeigt, in der der erste Anschluss des Ventilgehäuses nur mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, während die Verbindung zu dem dritten Anschluss gesperrt ist. In dieser Position des Ventilelements 32 fließt also die von der Pumpe 28 aus dem Zulauf 14 durch den Motorblock 12 und in den Abschnitt 22 des Ablaufs 18 gepumpte Kühlflüssigkeit vollständig durch den in den Kühler 26 mündenden Abschnitt 24 des Ablaufs 18, durch den Kühler 26 hindurch und von dort wieder in den Zulauf 14 und durch den Motorblock 12 usw. Dies ist in 2 durch die Pfeile 36 veranschaulicht. Die in 2 gezeigte Betriebsstellung wird eingenommen, wenn die Verbrennungskraftmaschine ihre Betriebstemperatur erreicht hat. Das Ventilelement 32 kann auch in den 1 und 2 nicht gezeigte Zwischenpositionen einnehmen, indem die Verbindung zwischen dem ersten Anschluss und damit dem Abschnitt 22 des Ablaufs 18 einerseits und dem zweiten Anschluss und damit dem Abschnitt 24 des Ablaufs 18 und dem dritten Anschluss und damit der Bypassleitung 30 andererseits gleichzeitig und jeweils teilweise geöffnet ist. In diesem Zustand fließt also je nach Stellung des Ventilelements 32 ein Teil der Kühlflüssigkeit durch den Kühler 26 und ein Teil durch die Bypassleitung 30 direkt zurück in den Zulauf 14.
  • Die Betätigung des Ventilelements 32 erfolgt in dem gezeigten Beispiel über ein stromab des Anschlusses der Bypassleitung 30 an den Zulauf 14 in dem Zulauf 14 angeordnetes Dehnstoffelement 38, in dem dargestellten Beispiel ein Dehnwachselement 38. Dieses steht somit in wärmeleitendem Kontakt mit der durch den Zulauf 14 fließenden Kühlflüssigkeit und expandiert bzw. kontrahiert entsprechend der Temperatur der Kühlflüssigkeit. Das Dehnstoffelement 38 ist mit einer Betätigungsstange 40, vorliegend einem Arbeitsstift 40, verbunden, der wiederum an seinem dem Dehnstoffelement 38 abgewandten Ende mit einer in Axialrichtung des Arbeitsstiftes 40 angeordneten Rückstellfeder 42 in Wirkverbindung steht. Über eine an der Betätigungsstange 40 angelenkte Verbindungsstange 43 wird das Ventilelement 32, vorliegend das Kugelventil bei einer Bewegung der Betätigungsstange 40 aufgrund einer Expansion oder Kontraktion des Dehnstoffelements 38 gegen die Federkraft der Rückstellfeder 42 verstellt, wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist. Dabei ist das Dehnstoffelement 38 in 1 weitgehend kontrahiert und in 2 weitgehend expandiert. Es ist leicht erkennbar, dass neben den beiden in den 1 und 2 gezeigten Positionen des Ventilelements 32 stufenlos beliebige Mischverhältnisse der durch den Kühler 26 einerseits und die Bypassleitung 30 andererseits geführten Kühlflüssigkeit einstellbar sind.
  • In den 3 und 4 ist ein erfindungsgemäßes Kühlsystem 10 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. 3 zeigt wiederum die Betriebsposition in der Kaltstartphase der Verbrennungskraftmaschine, während 4 die Betriebsposition bei Erreichen der Betriebstemperatur der Verbrennungskraftmaschine darstellt. Das Kühlsystem 10 nach den 3 und 4 entspricht weitgehend dem in den 1 und 2 gezeigten Kühlsystem. Es unterscheidet sich von dem in den 1 und 2 gezeigten Kühlsystem 10 allerdings durch das Ventilelement. In den 3 und 4 ist ein Tellerventilelement 44 vorgesehen. In dem gezeigten Beispiel besitzt das Ventilelement 44 zwei Ventilteller 46, 48, die koaxial zueinander auf der von dem Dehnstoffelement 38 betätigten Betätigungsstange 40 angeordnet sind. Bei einer Betätigung der Betätigungsstange 40 durch das Dehnstoffelement 38 werden die Ventilteller 46, 48 also in Axialrichtung der Betätigungsstange 40 gegen die Rückstellkraft einer Rückstellfeder 50 verschoben.
  • In der in 3 gezeigten Betriebsstellung ist das Dehnstoffelement 38 minimal expandiert. In dieser Stellung wird die Verbindung zwischen dem ersten Flüssigkeitsanschluss und dem zweiten Flüssigkeitsanschluss vollständig gesperrt, so dass sämtliche durch den Motorblock 12 gepumpte Kühlflüssigkeit von der Auslassseite 20 des Motorblocks 12 durch die Bypassleitung 30 direkt zurück in den Zulauf 14 fließt, wie dies in 3 durch die Pfeile 34 veranschaulicht ist. Insbesondere sperrt der zweite Ventilteller 48 die Verbindung zu dem in den Kühler 26 mündenden Abschnitt 24 des Ablaufs 18. In der in 4 gezeigten Betriebsstellung ist das Dehnstoffelement 38 dagegen expandiert, so dass der erste Ventilteller 46 des Ventilelements 44 die Verbindung zwischen dem von dem Kühlwasseraustritt 20 des Motorblocks 12 kommenden Abschnitt 22 des Ablaufs 18 zu der Bypassleitung 30 sperrt, so dass sämtliche durch den Motorblock 12 gepumpte Kühlflüssigkeit über den Abschnitt 24 des Ablaufs 18 und den Kühler 26 zurück in den Zulauf 14 fließt, wie dies durch die Pfeile 36 in 4 veranschaulicht ist.
  • In beiden Ausführungsbeispielen betätigt die Rückstellfeder 42, 50 bei Kräftefreiheit, also bei nicht expandiertem Dehnstoffelement 38, wie dies jeweils in den 1 und 3 dargestellt ist, das jeweilige Ventilelement 32, 44 so, dass sämtliche aus dem Motorblock 12 kommende Kühlflüssigkeit durch die Bypassleitung 30 direkt wieder in den Zulauf 14 geführt wird. Bei expandiertem Dehnstoffelement 38, wie dies in den 2 und 4 gezeigt ist, wird die Rückstellfeder 42, 50 dagegen jeweils komprimiert.
  • Durch die erfindungsgemäße einlassseitige Steuerung des auslassseitig angeordneten Ventilelements mittels eines Dehnstoffelements wird eine besonders schnelle Temperaturregelung bei gleichzeitig sicherer Vermeidung von Beschädigungen insbesondere der Kühlschläuche bei niedrigen Temperaturen erreicht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10351852 A1 [0002]

Claims (6)

  1. Kühlsystem für eine Verbrennungskraftmaschine, umfassend – einen mit Kühlkanälen der Verbrennungskraftmaschine (12) verbindbaren Zulauf (14) für Kühlflüssigkeit sowie einen ebenfalls mit den Kühlkanälen der Verbrennungskraftmaschine (12) verbindbaren Ablauf (18) für Kühlflüssigkeit, – eine Pumpe (28) zum Pumpen der Kühlflüssigkeit durch den Zulauf (14) und Ablauf (18), – einen mit dem Ablauf (18) einerseits und dem Zulauf (14) andererseits verbundenen Kühler (26) zum Kühlen der Kühlflüssigkeit sowie eine Bypassleitung (30), die den Ablauf (18) ohne Durchlaufen des Kühlers (26) mit dem Zulauf (14) verbindet, und – eine Ventilanordnung (32, umfassend ein Ventilelement (32, 44) und eine Betätigungseinrichtung (38) zur Betätigung des Ventilelements (32, 44), – dadurch gekennzeichnet, – dass das Ventilelement (32, 44) in dem Ablauf (18) angeordnet ist und mindestens drei Flüssigkeitsanschlüsse aufweist, wobei ein erster Flüssigkeitsanschluss mit einem von einem Kühlflüssigkeitsaustritt (20) der Verbrennungskraftmaschine (12) kommenden Abschnitt (22) des Ablaufs (18), ein zweiter Flüssigkeitsanschluss mit einem zu dem Kühler (26) führenden Abschnitt (24) des Ablaufs (18) und ein dritter Flüssigkeitsanschluss mit der zu dem Zulauf (14) führenden Bypassleitung (30) verbunden ist, und – dass die Betätigungseinrichtung (38) ein Dehnstoffelement (38) aufweist, welches in dem Zulauf (14) stromab des Anschlusses der Bypassleitung (30) an den Zulauf (14) angeordnet ist, und mit welchem das Ventilelement (32, 44) derart betätigbar ist, dass der erste Flüssigkeitsanschluss mit dem zweiten und/oder dritten Flüssigkeitsanschluss verbunden wird.
  2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (32) ein in einem Ventilgehäuse drehbar gelagertes Kugelventil (32) aufweist, wobei das Ventilgehäuse die mindestens drei Flüssigkeitsanschlüsse aufweist, wobei das Kugelventil (32) mindestens zwei Öffnungen aufweist, und wobei das Kugelventil (32) durch das Dehnstoffelement (28) in dem Ventilgehäuse derart drehbar ist, dass durch die Öffnungen des Ventilelements (32) der erste Flüssigkeitsanschluss mit dem zweiten und/oder dritten Flüssigkeitsanschluss verbunden wird.
  3. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (44) ein Tellerventil (44) aufweist, welches mindestens einen flüssigkeitsdichten Teller (46, 48) aufweist, dessen Position durch das Dehnstoffelement (38) derart betätigbar ist, dass der erste Flüssigkeitsanschluss mit dem zweiten und/oder dritten Flüssigkeitsanschluss verbunden wird.
  4. Kühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dehnstoffelement (38) ein Dehnwachselement ist.
  5. Kühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dehnstoffelement (38) das Ventilelement (32, 44) über eine mit einer Rückstellfeder (42, 50) in Wirkverbindung stehende Betätigungsstange (40) betätigt.
  6. Kühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (28) in dem Zulauf (14) stromab des Anschlusses der Bypassleitung (30) an den Zulauf (14) angeordnet ist.
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