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Die Erfindung betrifft ein Regelventil für einen Mediumkreislauf eines Verbrennungsmotors, insbesondere ein Thermostat eines Kühlmittelkreislaufes des Verbrennungsmotors, wobei das Regelventil ein Ventilgehäuse aufweist, in welchem ein Dehnstoffelement in einem Gehäuse angeordnet ist, welches mit einem Kraftspeicher, der ein zu einem Ventilsitz korrespondierendes Anlageelement aufweist, in Wirkverbindung steht.
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Derartige Regelventile sind zum Beispiel als Thermostat eines Kühlmittelkreislaufes bekannt. Derartige Regelventile können aber auch in einem anderen Mediumkreislauf des Verbrennungsmotors, beispielsweise in einem Ölkreislauf eingesetzt werden.
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Die
DE 37 40 500 C1 befasst sich mit einem Thermostat, welches temperaturbedingt öffnet, und bei welchem nach Überschreiten einer maximal zulässigen Temperatur ein Verschließen des Ventils verhindert werden soll. Dies wird erreicht, indem z.B. ein Bügel an dem Schließglied anliegt, wobei sich die Feder an dem Bügel abstützt. An dem Bügel sind zwei federnde Zungen angeordnet, welche mit endseitigen Rasthaken in Öffnungen des Widerlagers eingreifen können.
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Die
US 5,294,046 offenbart ein Sicherungselement, welches das Thermostat, nach überschreiten einer bestimmten Mediumtemperatur geöffnet hält, bis dieses mechanisch, z.B. mit einem Schraubendreher entriegelt wird. Das Sicherungselement ist als Federlasche ausgeführt, an welchem die Ventilscheibe entlang gleitet, diese dabei auslenkt, so dass die Federlasche in ihre Ursprungsposition zurückspringt, wenn die Ventilscheibe die Federlasche passiert hat.
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Die
DE 195 47 493 C1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erstbefüllung eines Fluidkreislaufes einer Brennkraftmaschine mit einem Fluid, das von einer Fluidförderpumpe in den Fluidkreislauf gefördert wird. In dem Fluidkreislauf ist ein federbelastetes Sperrventil angeordnet, das zur Erstbefüllung zumindest zeitweise in eine Öffnungsstellung gebracht wird, insbesondere zur Erstbefüllung des Ölkreislaufes mit Schmieröl. Das Sperrventil ist bereits mit Beginn der Erstbefüllung durch ein Abstandselement in die Öffnungsstellung eingestellt. Das Abstandselement ist zwischen der Sitzfläche des Ventilkörpers und der Sitzfläche des Ventilgehäuses angeordnet, und als elastischer Lappen ausgebildet. Mittels des eingeklemmten Lappens wird ein Entlüftungsspalt gebildet, über den die Luft aus den Ölkanälen durch die Ölförderpumpe verdrängt wird. Durch die Strömung bzw. dem Druck des Schmieröls klappt der Lappen um, so dass das Sperrventil seine normale Funktion als Rücklaufsperre übernehmen kann. Nach der Erstbefüllung verbleibt der Lappen in seiner ausgeklappten Position.
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Üblicherweise werden Kraftfahrzeuge, bzw. deren Verbrennungsmotoren am Ende der Herstellungslinie mit den erforderlichen Betriebsmedien befüllt bzw. erstbefüllt. Dazu wird angestrebt die Erstbefüllung möglichst rationell und zeitsparend, also schnell und sicher durchzuführen. Beispielsweise das Kühlsystem wird hierzu evakuiert, bevor Kühlmedium eingefüllt wird. Dennoch können Luftblasen in dem System verbleiben, da das Thermostat üblicherweise geschlossen ist, und somit quasi eine Blockade bildet, welche einen ungestörten Kühlmittelfluss bei dem Einfüllen verhindert. Dadurch wird aber der Erstbefüllungsprozess in die – zeitlich betrachtet – Länge gezogen. Auch bei einem notwendigen Neubefüllen bzw. Nachbefüllen, also zum Beispiel bei turnusmäßig wiederkehrenden Servicearbeiten in Werkstätten oder dergleichen treten Probleme auf, da diese möglicherweise keine Evakuierungsvorrichtung angeschafft haben. Insbesondere kann eine Neu- bzw. Nachbefüllung zu Servicezwecken dazu führen, dass die erforderliche Mediummenge nicht erreicht wird, also dass mehr oder weniger als erforderlich ei- bzw. aufgefüllt wird. Dies beinhaltet Unsicherheitsfaktoren, welche unter bestimmten Umständen zu einem Versagen bzw. Beschädigen des Verbrennungsmotors führen können.
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Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Regelventil der Eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, dass sowohl eine Erstbefüllung bei dem Hersteller als auch eine Neu- bzw. Nachbefüllung zu Servicezwecken schnell und zuverlässig durchführbar ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Regelventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei zumindest ein an dem Anlageelement angeordnetes Arretierelement vorgesehen ist, welches eine zu einer Rastfläche des Ventilgehäuses korrespondierende Gegenrastfläche aufweist.
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Bevorzugt ist, wenn das Regelventil als Thermostat mit temperaturempfindlichem Stellelement, bevorzugt einem Dehnstoffelement, ausgeführt ist, welches in einem Kühlmittelkreislauf des Verbrennungsmotors zur Steuerung betriebsbedingter Kühlmittelströmungen dienen soll. Das Dehnstoffelement kann auch als Wachselement bezeichnet werden, welches auf Temperaturänderungen des Kühlmittels reagiert. Mit anderen Worten verhindert das Regelventil mit seiner normalen Funktion eine Kühlmittelströmung, wenn das Medium bzw. das Kühlmittel kalt ist, und ermöglicht eine stufenlos einstellbare Kühlmittelströmung im Kühlmittelkreislauf, wenn das Kühlmittel bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors zunehmend wärmer wird. Grundsätzlich ist die Funktion eines Thermostaten bekannt und nicht erfindungswesentlich, weswegen hier nicht näher darauf eingegangen wird.
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Mittels des erfindungsgemäßen Arretierelementes ist nun möglich, das Regelventil in einer bevorzugt vollständig geöffneten Position bei dem Hersteller des Kraftfahrzeuges bzw. des Verbrennungsmotors in dem Mediumkreislauf, beispielsweise in dem Kühlmittelkreislauf zu montieren. Hierzu muss lediglich die Gegenrastfläche des Anlageelementes mit der Rastfläche des Ventilgehäuses, in eine kraftschlüssige Verbindung gebracht werden. So werden die von dem Regelventil zu steuernden Kanäle bzw. Zuleitungen zu dem Mediumkreislauf für eine Erstbefüllung offen gehalten, so dass eine schnelle und sichere Erstbefüllung ermöglicht werden kann. Da das Regelventil somit den Kühlmittelkreislauf nicht mehr blockiert, kann auch auf eine vorher durchzuführende Evakuierung des Systems verzichtet werden.
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Eine kraftschlüssige Verbindung des Arretierelementes an dem entsprechenden Gehäusebereich ist im Sinne der Erfindung eine Verbindungsart, welche in Fügerichtung der Fügepartner erhalten bleibt, entgegen der Fügerichtung der Fügepartner aber aufhebbar ist, ohne dass die Fügepartner zerstört werden, so dass die geöffnete Position des Regelventils mittels des Arretierelementes beispielsweise zu Servicezwecken, also zu einem Neu- bzw. Nachbefüllen nach der Erstbefüllung jederzeit wieder eingestellt werden kann. Insofern wird mit der Erfindung nicht nur erreicht, dass die Erstbefüllung rationeller durchführbar ist, sondern auch ein Neu- bzw. Nachbefüllen schneller und sicherer durchführbar ist.
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Günstig im Sinne der Erfindung ist, wenn das Arretierelement einen Fußbereich und einen dazu gegenüberliegend angeordneten Kopfbereich aufweist, zwischen denen ein Wirksteg angeordnet ist. Der Fußbereich kann auch als Fußschenkel bezeichnet werden, wobei der Kopfbereich auch als Kopfschenkel bezeichnet werden kann. Der Kopfschenkel bildet die Gegenrastfläche. Bezogen auf den Wirksteg sind der Fußschenkel und der Kopfschenkel im Längsschnitt gesehen bevorzugt gleich orientiert, bezogen auf eine Mittelachse des Regelventils in bevorzugter Ausgestaltung von dieser jeweils wegorientiert ausgeführt. Der Fußschenkel ist an dem Anlageelement befestigt, so dass das Arretierelement zusammen mit dem Anlageelement bewegbar ist, wenn die kraftschlüssige Verbindung thermisch bedingt aufgehoben ist.
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Zielführend ist, wenn in dem Ventilgehäuse Öffnungen eingebracht sind, welche mit zumindest einer Ihrer Kanten die erfindungsgemäße Rastfläche bilden, worauf weiter unten näher eingegangen wird.
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Der Wirksteg weist bevorzugt einen Fußabschnitt und einen Kopfabschnitt auf, welche über einen Übergangsabschnitt ineinander übergehen. Der Übergangsabschnitt bildet eine Gegenanlagefläche.
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Das Gehäuse des Dehnstoffelementes weist einen im Wesentlichen zylindrisch ausgeführten Grundkörper auf, welcher in einen Kopfbereich übergeht. In günstiger Ausgestaltung weist der Kopfbereich, bezogen auf die Mittelachse zwei gegenläufig ausgeführte Bereiche auf, von denen ein erster, im Längsschnitt gesehen unterer Bereich sich bis zu einem Zenit quasi kugelabschnittsartig erweitert, wobei ein zweiter, im Längsschnitt gesehen oberer Bereich sich von dem Zenit in Richtung zur Mittelachse bis zu einer Stirnfläche quasi kugelabschnittsartig verjüngt. Der erste, im Längsschnitt gesehen untere Bereich kann als Anlagefläche bezeichnet werden. Denkbar ist natürlich auch wenn zumindest der erste, im Längsschnitt gesehen untere Bereich konusförmig bis zu dem Zenit geführt.
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Günstig ist, wenn der Übergangsabschnitt des Arretierelementes, also die Gegenanlagefläche mit einer zur beispielhaften Wölbung bzw. zur Ausgestaltung der Rastfläche zusammenwirkenden negativen Wölbung bzw. negativen Ausgestaltung ausgeführt ist, so dass der Übergangsabschnitt bzw. die Gegenanlagefläche quasi als Einlegevertiefung bezeichnet werden kann, in welchen sich die Anlagefläche des Dehnstoffelementgehäuses einlegen kann.
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Das Arretierelement ist mit seinem Kopfschenkel so ausgeführt, dass dieses mit seiner freien Stirnkante durch die Öffnung in einem Deckel des Ventilgehäuses greift, wobei der Kopfschenkel bzw. die Gegenrastfläche an der Rastfläche, also an der entsprechenden Öffnungskante anliegt. In dieser Position ist der Kraftspeicher zusammengedrückt, so dass das Anlageelement keinen Kontakt zum Ventilsitz hat. Durch die kraftschlüssige Verbindung der Gegenrastfläche bzw. des Kopfschenkels mit der entsprechenden Gegenrastfläche im Deckel des Ventilgehäuses bzw. den Öffnungskanten, also der kraftschlüssigen Verbindung der beiden Fügepartner, und durch die Anlage der Anlagefläche an der Gegenanlagefläche wird der Kraftspeicher in dieser gespannten Position gehalten, so dass das Regelventil bzw. das Thermostat für eine Erstbefüllung in der geöffneten Position verbleibt. Zielführend ist also, dass der Kraftspeicher bei einer Erstmontage des Regelventils gespannt ist, also nicht entspannt ist.
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Ist der Verbrennungsmotor mit der erforderlichen Menge Kühlmittel (und natürlich auch mit anderen Betriebsmedien) gefüllt, kann der Verbrennungsmotor in Betrieb genommen werden. Zunächst verbleibt das Gehäuse des Dehnstoffelementes dabei in seiner Position. Der Kraftspeicher ist mit seinem Anlageelement dabei durch die kraftschlüssige Verbindung der beiden Fügepartner (Kopfschenkel/Deckelöffnung), also durch das Arretierelement in der geöffneten Position gehalten, indem das Arretierelement mit seinem Kopfschenkel an der Öffnungskante abgestützt ist. Mit zunehmender Temperatur des Kühlmittels bewirkt das in dem Gehäuse angeordnete Dehnstoffelement eine Verschiebung des Gehäuses entlang der Mittelachse des Regelventils in Richtung zum Anlageelement (das Dehnstoffelement dehnt sich aus). Durch diese axiale Verschiebung wird die Anlagefläche des Dehnstoffelementgehäuses relativ zur Anlagefläche des Arretierelementes verschoben, wobei die Anlagefläche an der Gegenanlagefläche entlang gleitet, wobei der Zenit quasi entlang des Fußabschnittes des Wirksteges in Richtung zum Fußschenkel an dem Fußabschnitt anliegend gleitet. Dabei wird das Arretierelement gespreizt, wobei sich der Kopfschenkel, also die Gegenrastfläche von der Mittelachse des Regelventils weg orientiert bewegt.
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Mit weiterer Erwärmung des Kühlmittels bewirkt das Wachselement schließlich, dass der erste, im Längsschnitt gesehene untere Bereich des Kopfbereiches bis zu dem Anlageelement verschoben wird. Das Arretierelement wird dabei, den jeweiligen Kopfschenkel betrachtend, weiter gespreizt, da der Zenit weiter in Anlage mit dem Wirksteg bzw. mit dessen Fußabschnitt steht, wobei der Fußabschnitt, bezogen auf die Mittelachse des Regelventils näher an dieser angeordnet ist als der Kopfabschnitt. Die kraftschlüssige Verbindung der Gegenrastfläche im Kopfbereich des Arretierelements bzw. des Kopfschenkels und der Rastfläche im Deckel des Ventilgehäuses wird dabei aufgehoben. Da das Arretierelement mit seinem Fußschenkel mit dem Anlageelement verbunden ist, wird nur der Kopfschenkel relativ zur Rastfläche verschoben.
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Kühlt sich das Kühlmittel nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors wieder ab, bewirkt das Wachselement eine zur zuvor beschriebenen Verschiebung gegen gerichtete axiale Bewegung des Gehäuses, wodurch sich der Kraftspeicher gleichzeitig zum Zusammenziehen des Wachselementes entspannt.
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Das Arretierelement wird dabei mit seinem Kopfschenkel und einem Teilabschnitt des Wirksteges, bevorzugt mit seinem Kopfabschnitt durch die zuvor genannte Öffnung des Deckels bewegt. Ist das Wachselement wieder vollständig zusammengezogen, liegt das Anlageelement an dem Ventilsitz an, wobei das Regelventil geschlossen ist. Das Arretierelement durchgreift dabei die Öffnung in dem Deckel des Ventilgehäuses und ist gespreizt, wobei der erste, im Längsschnitt gesehen untere Bereich des Gehäusekopfes einschließlich dessen Zenites an dem Fußabschnitt anliegt, und diesen von der Mittelasche wegorientiert nach außen drückt, das Arretierelement also spreizt.
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Das Regelventil hat jetzt seine normale, bekannte Funktion, wobei das Arretierelement bei einem erneuten temperaturbedingten Öffnen bzw. Schließen an dem Kopfbereich federkraftbedingt anliegend gleichsinnig zur Bewegung des Gehäuses bewegt wird.
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Zielführend ist, wenn das Arretierelement dabei eine solche Länge aufweist, dass ein ungewollte kraftschlüssige Verbindung der Fügepartner (Kopfschenkel/Öffnungskante) vermieden, wenn sich das Wachselement temperaturbedingt maximal dehnt. Zudem sollte eine solche Ausgestaltung hinsichtlich der Länge und/oder der Materialstärke bzw. des Werkstoffes des Arretierelementes gewählt werden, dass eine Deformation ausgeschlossen ist.
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Sollte einmal erforderlich sein, den Kühlmittelkreislauf zu Servicezwecken Neu- bzw. Nachzubefüllen, kann das Arretierelement nun durch Einwirken einer externen Kraft, beispielsweise händisch über die Kopfschenkel wieder in das Ventilgehäuse hineingedrückt werden, so dass der Kraftspeicher gespannt wird, die Fügepartner wieder eine kraftschlüssige Verbindung eingehen, und das Regelventil seine zwangsgeöffnete Position hat.
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Ersichtlich ist also der Vorteil der Erfindung, dass mittels eines mechanischen Arretierelementes eine schnelle und sichere Erstbefüllung, aber auch eine Neu- bzw. Nachbefüllung zu Servicezwecken möglich ist, ohne dass z.B. das Kühlsystem evakuiert werden müsste. Mittels der normalen Funktion des Wachselementes wird die kraftschlüssige Verbindung thermisch bedingt quasi automatisch aufgehoben, wobei das Regelventil anschließend in seiner normalen Gebrauchsfunktion ist.
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Zweckmäßig ist, wenn das Arretierelement aus einem Werkstoff gebildet ist, welcher elastisch ist, gleichzeitig aber die kraftschlüssige Verbindung aufrechterhalten kann.
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Selbstverständlich sollte eine geeignete Materialauswahl auch hinsichtlich einer bestimmten Widerstandsfähigkeit bezüglich der Mediumumgebung (Wasser, Kühlmittel, Additive, Temperatur) ausgewählt werden. Insofern wird vorgeschlagen, dass das Arretierelement aus einem Federstahl oder aus einem geeigneten Kunststoff gebildet ist. Die kraftschlüssige Verbindung, bzw. die Anlagekraft der Rastfläche an der Gegenrastfläche bzw. der Anlagefläche an der Gegenanlagefläche sollte durch geeignete Materialwahl quasi hinsichtlich seiner Federkraft zweckmäßiger Weise so einstellbar sein, dass diese allein temperaturbedingt, bzw. durch das Spreizen des Arretierelementes mittels des Dehnstoffelementgehäuses also durch eine Relativbewegung des Gehäuses zum Arretierelement in Richtung zum Anlageelement aufgehoben werden kann, wenn das Kühlsystem erstbefüllt und/oder neu- bzw. nachbefüllt ist.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung sind eine Vielzahl von Arretierelementen, beispielsweise vier oder sechs Arretierelemente vorgesehen, welche in Umfangsrichtung um die Mittelachse herum zueinander gleich beabstandet sein könnten. Insofern ist es natürlich günstig, wenn auch eine entsprechende Anzahl an Öffnungen im Deckel des Ventilgehäuses vorgesehen ist. Das Arretierelement bzw. die Arretierelemente können auch als Klammer bezeichnet werden, wobei durch Einwirken auf einen einzigen Kopfschenkel jedes einzelne Arretierelement durch die jeweilige Verbindung des Fußschenkels mit dem Anlageelement quasi zwangsgeführt mitgenommen wird. Durch die elastische Ausgestaltung schnappt die Gegenanlagefläche hörbar in der Anlagefläche ein, so dass der Bediener einem ordnungsgemäßen Einrasten, bzw. der gewünschten Positionierung des Kopfschenkels an der entsprechenden Öffnungskante gewahr werden kann. Denkbar ist aber auch, ein Arretierelement so auszuführen, dass dieses an einem im Umfangsrichtung um die Mittelachse umlaufenden Fußschenkel von diesem abstehende Wirkstege mit daran angeordneten Kopfschenkeln bzw. Gegenrastflächen aufweist.
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Das Anlageelement kann auch als Federteller bezeichnet werden, welcher den Kraftspeicher in der bevorzugten Ausgestaltung als Schraubenfeder kopfseitig lagert, wobei an dem Federteller die zum Ventilsitz korrespondierende Dichtfläche angeordnet ist.
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Mit der Erfindung ist das Regelventil also in eine, stets gewollt wiederholbare zwangsgeöffnete Position bringbar, welche durch ein Abstützen des Arretierelementes bzw. dessen Kopfschenkel an einer Öffnungskante im Ventilgehäusedeckel aufrechterhalten wird, wobei der Kraftspeicher in seiner gespannten Position verbleibt, bis die kraftschlüssige Verbindung thermisch bedingt aufgehoben wird.
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Weitere Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und der folgenden Ablaufbeschreibung offenbart. Es zeigen
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1 ein Regelventil in einer mechanisch festgelegten geöffneten Position,
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2 das Regelventil aus 1 nach einem Start des Verbrennungsmotors,
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3 eine Ausschnittsvergrößerung aus 2, zur schematischen Darstellung von Rastpartnern,
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4 das Regelventil aus 1 mit einem auf Betriebtemperatur befindlichen Kühlmedium, und
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5 das Regelventil aus 1 in seiner geschlossenen Position, bei abgekühltem Kühlmedium.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt ein Regelventil 1 für einen Mediumkreislauf eines Verbrennungsmotors. Das Regelventil 1 ist beispielhaft als Thermostat 1 für einen Kühlmittelkreislauf ausgeführt.
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Beispielhaft ist das Regelventil 1 in einem Leitungsabschnitt 2 des Kühlmittelkreislaufes angeordnet, welcher beispielhaft einen zur linken Zeichnungsebene orientierten Bypass 3 beispielsweise zu einem Heizungskreislauf aufweist.
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Das Regelventil 1 weist ein Ventilgehäuse 4 auf, in welchem ein Dehnstoffelement in einem Gehäuse 6 angeordnet ist. Das Gehäuse 6 steht – bei normaler bzw. betriebbereiter Funktion des Regelventils 1 – mit einem Kraftspeicher 7 in Wirkverbindung, wobei der Kraftspeicher in 1 gespannt ist, so dass die Wirkverbindung in der in 1 dargestellten, zwangsgeöffneten Position zunächst aufgehoben ist.
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Der Kraftspeicher 7 weist ein zu einem Ventilsitz 8 korrespondierendes Anlageelement 9 auf.
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An dem Anlageelement 9 ist ein Arretierelement 11 angeordnet, welches erfindungsgemäß eine zu einer Anlagefläche 12 des Gehäuses 6 korrespondierende Gegenanlagefläche 13 aufweist, welche in 3 deutlicher erkennbar sind.
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Bei der in 1 dargestellten zwangsgeöffneten Position des Regelventils 1 ist die Anlagefläche 12 erfindungsgemäß in kraftschlüssigem Eingriff mit der Gegenanlagefläche 13, wobei eine Gegenrastfläche 16 des Arretierelementes 11 gemäß der Erfindung mit einer Rastfläche 32 des Ventilgehäuses 4 in kraftschlüssiger Verbindung steht, also wobei sich das Arretierelement 11 mit seinem Kopfschenkel an einer Öffnungskante in dem Ventilgehäuse 4 abstützt. Die Rastfläche 32 wird demnach vorteilhaft durch eine in dem Deckel des Ventilgehäuses 4 eingebrachte Öffnung 31 bzw. deren Öffnungskante gebildet. In dieser Zwangsposition kann das Regelventil 1 angeliefert und montiert werden. Natürlich kann die zwangsgeöffnete Position auch unmittelbar vor der Montage hergestellt werden.
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Durch das Abstützen des Arretierelements 11 mit seinem Kopfschenkel am Ventilgehäuse 4 sowie mit seinem Fußschenkel 17 am Anlageelement 9, verbleibt der Kraftspeicher 7 in seiner gespannten Lage, wodurch das Anlageelement 9 zum Ventilsitz 8 in der geöffneten Position gehalten bzw. zwangsarretiert wird.
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So kann Medium, beispielsweise Kühlmedium in das Kühlsystem eingefüllt (Erstbefüllung) werden, ohne dass eine Evakuierung des Kühlsystems erforderlich wäre. Natürlich sollte das einzufüllende Medium einen Temperaturbetrag unterhalb der Dehn-Wirktemperatur des Dehnstoffelementes aufweisen. Eine Mediumströmung bei der Erstbefüllung, aber auch eine Mediumströmung nach dem Einfüllen bei nicht zwangsweise geöffnetem Regelventil 1 (2 und 4) ist mittels der Pfeile 14 erkennbar.
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Zweckmäßig ist, wenn vier oder sechs Arretierelemente 11 im Umfangsrichtung gesehen gleich beabstandet vorgesehen sind, wobei bei der gewählten Ansicht lediglich zwei Arretierelemente 11 erkennbar sind.
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Jedes Arretierelement 11 ist unabhängig voneinander, jedoch identisch ausgeführt, weswegen auch nur eines beschrieben wird.
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In 3 sind lediglich das Gehäuse 6, das Arretierelement 11, und das Ventilgehäuse 4 bzw. dessen Deckel ausschnittsweise dargestellt, wobei andere Komponenten weggelassen wurden.
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Das Arretierelement 11 (3) weist seinen Kopfschenkel und seinen dazu gegenüberliegenden Fußschenkel 17 auf Der Kopfschenkel bildet die Gegenrastfläche 16.
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Bezogen auf eine Mittelachse X des Regelventils 1 sind die beiden Schenkel gleichsinnig von der Mittelachse X wegorientiert. Zwischen dem Kopfschenkel und dem Fußschenkel 17 ist ein Wirksteg 18 angeordnet.
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Der Wirksteg 18 weist einen Fußabschnitt 19 und einen Kopfabschnitt 21 auf. Zwischen beiden Abschnitten 19, 21 ist ein Übergangsabschnitt angeordnet, welcher die Gegenanlagefläche 13 bildet. Der Wirksteg 18 kann auch als Federsteg bezeichnet werden, welcher die kraftschlüssige Verbindung der Anlagepartner 12, 13 insbesondere aber auch die kraftschlüssige Verbindung der Rastpartner 16, 32 zunächst aufrechterhält.
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Der Wirksteg 18 ist so ausgeführt, dass sein Fußabschnitt 19 bezogen auf die Mittelachse X näher an dieser angeordnet ist als der Kopfabschnitt 21, wenn die Anlagefläche 12 in kraftschlüssiger Anlage mit der Gegenanlagefläche 13 ist.
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Bei der in 1 dargestellten Situation ist das Arretierelement 11, welches auch als Klammer bezeichnet werden kann, ungespreizt. Beispielhaft ist erkennbar, dass der Fußschenkel 17 im Wesentlichen parallel zum Kopfschenkel verläuft, wobei der Kraftspeicher 7 durch die kraftschlüssige Verbindung der beiden Rastpartner 16, 32 gespannt ist.
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Mit dem Fußschenkel 17 ist das Arretierelement 11 mit dem Anlageelement 9, welches zudem als Federteller für den Kraftspeicher 7 angesehen werden kann, verbunden. Insofern sind zwar alle Arretierelemente 11 von einander separiert, stehen jedoch über das Anlageelement 9 miteinander in Wirkverbindung.
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Ersichtlich ist, dass durch ein Einwirken auf zumindest einen der Kopfschenkel die weiteren Arretierelemente 11 zwangsweise mitgenommen werden können. Möglich ist auch eine Ausgestaltung eines Arretierelements, welches einen im Umfangsrichtung umlaufenden Fußschenkel aufweist, von dem im Umfangsrichtung beabstandete Wirkstege abstehen, an denen der Kopfschenkel angeordnet wäre. Möglich ist auch nur ein einziges Arretierelement vorzusehen.
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Das Gehäuse 6 (3) des Dehnstoffelementes weist einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper 22 auf, welcher in einen Kopfbereich 23 übergeht. Der Kopfbereich 23 weist bezogen auf die Mittelachse X zwei gegenläufig ausgeführte Bereiche 24, 26 auf, von denen ein erster, im Längsschnitt gesehen unterer Bereich 24 sich bis zu einem Zenit 27 quasi kugelabschnittsartig erweitert, wobei ein zweiter, im Längsschnitt gesehen oberer Bereich 26 sich von dem Zenit 27 in Richtung zur Mittelachse X bis zu einer Stirnfläche 28 quasi kugelabschnittsartig verjüngt. Der erste, im Längsschnitt gesehen untere Bereich 24 bildet die Anlagefläche 12. Denkbar ist natürlich auch wenn zumindest der erste, im Längsschnitt gesehen untere Bereich 24 konusförmig bis zu dem Zenit 27 geführt ist.
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In 3 ist erkennbar, dass ein Übergang von dem Grundkörper 22 zum ersten, im Längsschnitt gesehen unteren Bereich 24 leicht entgegen gesetzt zur Wölbung des unteren Bereiches 24 ausgeführt ist. Günstig ist, wenn auch ein Übergang des Fußabschnitts 19 zur Gegenanlagefläche 13 des Arretierelementes 11 „weich“ ausgeführt ist, also so, dass die dargestellte „scharfe“ Kante ebenfalls leicht, an die Rundung des Gehäuses 6 angepasst verrundet ist. Dies erleichtert unter anderem ein thermisch bedingtes Aufheben der bevorzugten kraftschlüssigen Verbindung der beiden Anlagepartner 12, 13. natürlich können die beiden Anlagepartner auch ohne Kraftschluss aneinander liegen.
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Ist das Kühlsystem mit Kühlmedium erstbefüllt, kann der Verbrennungsmotor gestartet werden, wobei andere Betriebsmedien usw. nicht betrachtet werden. Mit zunehmender Betriebsdauer erwärmt sich das Kühlmedium, worauf das Dehnstoffelement, bzw. das Wachselement in bekannter Weise reagiert, so dass das Gehäuse 6 entlang der Mittelachse X, in der Zeichnungsebene zum unteren Rand hin verschoben wird (Pfeil 29), was in 2 erkennbar ist.
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Insofern wird die kraftschlüssige Verbindung der beiden Rastpartner 16, 32, aber auch der Anlagepartner 12, 13 temperaturbedingt, quasi automatisch aufgehoben, so dass das Regelventil 1 nicht mehr blockiert, also nicht mehr mechanisch bedingt zwangsgeöffnet ist.
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Das Gehäuse 6 gelangt mit seinem Zenit 27 in Kontakt mit dem Fußabschnitt 19 des Wirksteges 18. Das Dehnstoffelement bzw. das Wachselement dehnt sich mit steigender Temperatur so weit aus, dass der Kopfbereich 23, bzw. sein erster, im Längsschnitt gesehen untere Bereich 24 an dem Anlageelement 9 anliegt (4). Bei der axial orientierten Verschiebung gleitet der Zenit 27 an dem Fußabschnitt 19 entlang, wodurch das Arretierelement 11 bzw. die Klammer gespreizt wird. Mit dem Aufspreizen verliert der Kopfschenkel den Kontakt zum Ventilgehäuse. Gleichwohl verlaufen Kopfschenkel und Fußschenkel 17 beispielhaft parallel zueinander (4). Der erste, im Längsschnitt gesehen untere Bereich 24 des Kopfbereiches 23 bzw. sein Zenit 27 liegt im Bereich des Fußschenkels 17 an dem Fußabschnitt 19 an. Bei der Relativbewegung des Gehäuses 6 zum Arretierelement 11 wird dieses weiter gespreizt, was in 2 mittels der Pfeile 33 dargestellt ist. Bei dieser Spreizbewegung gleitet der bzw. gleiten die Kopfschenkel 16 von der Mittelachse X wegorientiert an der Öffnungskante entlang, bis die kraftschlüssige Verbindung der beiden Rastpartner 16, 32 aufgehoben ist. So ist das Regelventil 1 temperaturbedingt geöffnet, also nicht mehr zwangsblockiert. Das Arretierelement 11 ist nun quasi in einer freien Position, in welcher sich dieses, insbesondere mit seinem Kopfabschnitt 21 durch die Öffnung 31 bewegen kann.
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Kühlt das Kühlmedium ab, reagiert das Dehnstoffelement entsprechend, bzw. zieht sich zusammen. Dies bewirkt eine zur zuvor beschriebenen axialen Verschiebung gegen gerichtete axiale Rückbewegung des Gehäuses 6, also in der Zeichnungsebene zum oberen Rand hin.
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Bei dieser Bewegung verbleibt das Arretierelement 11 mit seinem Fußschenkel 17 vorteilhaft in Kontakt dem Kopfbereich 23, wobei der Kraftspeicher 7 bei der Rückbewegung des Gehäuses 6 entspannt. Insofern wird das Arretierelement 11 gleichsinnig zur Rückbewegung des Gehäuses 6 federkraftbedingt mitgenommen, wodurch das Arretierelement 11, insbesondere mit seinem Kopfabschnitt 21 durch die Öffnung 31 des Ventilgehäuses 4 bewegt wird. Mit zunehmender Abkühlung des Kühlmediums, zieht sich das Dehnstoffelement so zusammen, dass das Anlageelement 9 an dem Ventilsitz 8 anliegt, wobei das Arretierelement 11 entsprechend federkraftbedingt quasi mitgenommen wird.
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Das Arretierelement 11 ist gespreizt, wobei die beiden in 5 erkennbaren Wirkstege 18 im Längsschnitt gesehen quasi V-förmig zueinander verlaufen.
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Bei der in 5 dargestellten Situation ist das Regelventil 1 nach der Erstbefüllung, und dem erfolgten Abkühlen des Kühlmediums in seiner geschlossenen Position dargestellt. Das Regelventil 1 ist mechanisch nicht mehr zwangsblockiert, und kann seine normale Funktion ausführen. Auch bei einem erneuten Erwärmen des Kühlmediums besteht keine Gefahr, dass die kraftschlüssige Verbindung der beiden Rastpartner 16, 32 bzw. die Verbindung der beiden Anlagepartner 12, 13 ungewollt hergestellt wird, da der Kraftspeicher 7 eine derart große Relativbewegung des Arretierelementes 11 zum Gehäuse 6 verhindert. Vielmehr bewirkt der Kraftspeicher 7 eine stetige Anlage des Anlageelementes 9 an dem Kopfbereich 23 des Gehäuses 6, so dass der unteren Bereich 24 stets im Bereich des Fußschenkels 17 in Kontakt mit dem Fußabschnitt 19 des Arretierelementes 11 bleibt, wodurch das Arretierelement 11 in seiner gespreizten Position verbleibt. Günstig ist aber auch, dass das Arretierelement 11, insbesondere mit seinem Kopfabschnitt 21 eine solche Länge aufweist, dass bei maximaler, temperaturbedingter Dehnung des Wachselementes ein Verhaken des Arretierelementes 11 mit dem Ventilgehäuse 4 vermieden ist.
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Vorteilhaft ist aber, dass die geöffnete Position gemäß 1 wieder erreichbar ist, wenn eine externe Kraft, beispielsweise händisch auf zumindest einen der Kopfschenkel wirkt. Dadurch wird der Kraftspeicher 7 gespannt, bis die Gegenanlagefläche 13 vernehmbar in kraftschlüssige Anlage mit der Anlagefläche 12 gelangt. Zudem gelangt der Kopfschenkel also die Gegenrastfläche 16 wieder in kraftschlüssiger Anlage mit der Rastfläche 32, so dass das Arretierelement 11 über die Anlage mit seinem Kopfschenkel an der Öffnungskante abgestützt ist, und den Kraftspeicher in der gespannten Lage hält. So hat das Regelventil 1 erneut seine gewollt mechanisch blockierte zwangsgeöffnete Position erreicht, welche wiederum thermisch bedingt durch Dehnung des Dehnstoffelementes aufhebbar ist.
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Durch die mechanisch blockierte Zwangsöffnung des Regelventils 1 kann der beispielhafte Kühlkreislauf z.B. zu Servicezwecken Neu- bzw. Nachbefüllt werden, ohne dass es einer umständlichen Evakuierung des Kühlsystems bedürfen muss.
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Ersichtlich ist bei der Erfindung, dass das Regelventil 1 mittels des zumindest einen Arretierelementes 11, bzw. mit der Klammer mechanisch in eine blockierte, zwangsgeöffnete Position bringbar oder bei der Erstmontage gebracht ist, welche sich thermisch bedingt automatisch, also selbsttätig aufhebt, wobei eine ungewollte Blockierung zur Sicherstellung eines normalen Betriebes vermieden ist, gleichwohl aber die blockierte zwangsgeöffnete Position gewollt wiederherstellbar ist.
