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Querverweis auf verwandte Anmeldung
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2012-0087269 , eingereicht am 9. August 2012, deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mitaufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Thermostat mit einem elastischen Element, welches eine Passage eines Kühlmittels abhängig von der Temperatur des Kühlmittels verändert und aktiv die Kühlmitteltemperatur regelt, um ein Überhitzen davon zu verhindern.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Ein Thermostat für ein Fahrzeug ist zwischen einem Motor und einem Radiator angeordnet, wird automatisch geöffnet/geschlossen durch die Temperaturveränderung eines Kühlmittels, um die Flussrate des Kühlmittels anzupassen, und somit wird die Temperatur des Kühlmittels in einem vorbestimmten Bereich geregelt.
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Ein mechanisches Thermostat dehnt Wachs abhängig von der Temperatur eines Kühlmittels aus, und die Ausdehnungskraft des Wachses sorgt dafür, dass ein Kolben das Ventil des Thermostats bewegt.
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Das mechanische Thermostat wird bei einer vorbestimmten Öffnen/Schließen-Temperatur des Kühlmittels betätigt, um das Ventil lediglich bei einer vorbestimmten Temperaturbedingung zu öffnen/schließen, und somit bewegt sich das mechanische Thermostat nicht aktiv gegen Veränderungen der Fahrbedingungen des Fahrzeugs.
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Folglich wurde ein elektrisches Thermostat eingeführt, um den Nachteil des mechanischen Thermostats zu ergänzen, und das elektrische Thermostat wird betätigt, um die Kühlmitteltemperatur in einem optimierten Bereich zu halten.
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Das elektrische Thermostat regelt aktiv die Kühlmitteltemperatur des Motors entsprechend den Fahrbedingungen, wie z. B. das Lastniveau des Fahrzeugs, um die optimierte Kühlmitteltemperatur aufrechtzuhalten, und das elektrische Thermostat kann die Kraftstoffverbrauchseffizienz verbessern und Abgas reduzieren.
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Als eine beispielhafte Ausführungsform weisen ein elektrisches Thermostat und ein mechanisches Thermostat drei Passagen auf. Eine erste Passage ist mit einem Radiator verbunden, eine zweite Passage ist mit einem Kühlmittelauslass eines Motors verbunden, und eine dritte Passage ist mit einem Kühlmitteleinlass eines Motors verbunden. Hierbei kann die Kühlmittelpumpe zwischen der dritten Passage und dem Kühlmitteleinlass angeordnet sein.
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Indessen ist eine Schraubenfeder so angeordnet, dass ein erstes Ventil, welches in einem Ventilkörper angeordnet ist, die erste Passage verschließt und die Schraubenfeder einen Außenumfang des Ventilkörpers bedeckt, und somit verschlechtert die Schraubenfeder die Wärmeaustauscheffizienz zwischen dem Wachsbehälter, welcher in dem Ventilkörper angeordnet ist, und dem Kühlmittel und erhöht den Strömungswiderstand des Kühlmittels.
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Die Informationen, welche in dem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung” offenbart sind, dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
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Erläuterung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein Thermostat mit einem elastischen Element zu schaffen, welches die Vorteile des Verbesserns einer Wärmeaustauscheffizienz zwischen Kühlmittel und einem Wachsbehälter und des Reduzierens eines Kühlmittelströmungswiderstands durch Verändern der Anbringungsstruktur eines elastischen Elements hat.
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Thermostatvorrichtung aufweisen: ein Thermostatgehäuse, welches aus einer ersten Passage und einer zweiten Passage gebildet ist, einen Ventilkörper, welcher in dem Thermostatgehäuse angeordnet ist, wobei ein erstes Ventil an einer Endseite davon ausgebildet ist, um die erste Passage zu öffnen oder zu verschließen, einen Halter, dessen einer Endabschnitt an der anderen Endseite des Ventilkörpers angebracht ist, wobei ein zweites Ventil an dem anderen Endabschnitt des Halters ausgebildet ist, um die zweite Passage zu öffnen oder zu verschließen, ein elastisches Element, welches den Halter in eine Richtung elastisch vorspannt, um dafür zu sorgen, dass das erste Ventil die erste Passage verschließt, und um dafür zu sorgen, dass das zweite Ventil die zweite Passage öffnet, und einen Antriebsabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, den Halter in eine Richtung zu drücken, dass entsprechend der Temperatur das erste Ventil die erste Passage öffnet und das zweite Ventil die zweite Passage verschließt.
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Ein Ende des elastischen Elements spannt elastisch einen oberen Abstützabschnitt des Halters hin zu dem ersten Ventil vor, und das andere Ende des elastischen Elements ist an einem unteren Abstützabschnitt abgestützt, welcher an einem inneren Umfang der zweiten Passage in dem Thermostatgehäuse ausgebildet ist.
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Der obere Abstützabschnitt des Halters ist mit dem Ventilkörper verbunden.
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Der Antriebsabschnitt ist in einen Einbauraum eingesetzt, welcher innerhalb des Ventilkörpers ausgebildet ist, und bewegt den Halter und den Ventilkörper.
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Der Antriebsabschnitt kann einen Wachsbehälter, welcher in dem Einbauraum des Ventilkörpers angeordnet ist, und Wachs aufweisen, welches in den Wachsbehälter eingefüllt ist, wobei der Ventilkörper verschiebbar an dem Wachsbehälter angebracht ist.
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Ein Kühlmittelloch ist an dem Ventilkörper ausgebildet, so dass Kühlmittel von außen ins Innere des Ventilkörpers einströmt.
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Der Antriebsabschnitt kann aufweisen eine Kolbenführung, welche in dem Halter angebracht ist, einen Hauptkolben, welcher in der Kolbenführung angeordnet ist und welcher den Halter entsprechend der Ausdehnung des Wachses durch die Temperatur drückt, und
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Ein Antriebsabschnitt-Einsetzloch ist in dem Halter ausgebildet und die Kolbenführung sind in das Antriebsabschnitt-Einsetzloch eingesetzt, wobei eine Kolbeneinsetznut an einer Innenseite des Antriebseinheit-Einsetzlochs ausgebildet ist und ein Endabschnitt des Hauptkolbens in die Kolbeneinsetznut eingesetzt ist.
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Das Thermostatgehäuse kann einen Zuflussraum aufweisen, welcher mit der ersten Passage und der zweiten Passage fluidverbunden ist, und eine dritte Passage, durch welche ein Fluid von dem Zuflussraum ausgelassen wird, ist zwischen der ersten Passage und der zweiten Passage ausgebildet.
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Das elastische Element kann eine kegelstumpfartige Kreiskegelform haben, in welcher ein Außendurchmesser des einen Endes des elastischen Elements kleiner als ein Außendurchmesser des anderen Endes des elastischen Elements ist.
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In einem Thermostat mit einem elastischen Element gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein elastisches Element nicht um einen Teil herum ausgebildet, an welchem der Wachsbehälter, worin Wachs eingefüllt ist, angeordnet ist, und somit steigt die Wärmeaustauscheffizienz zwischen dem Wachs und dem Kühlmittel.
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Da das elastische Element nicht um den äußeren Umfang des Ventilkörpers herum angeordnet ist, wird ferner das Fließen des Kühlmittels nicht gestört und der Gesamtkühlmittelströmungswiderstand wird reduziert.
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Da das Wachs schnell die Temperaturänderung des Kühlmittels detektiert, wird außerdem die Temperatur des Kühlmittels exakt und schnell geregelt.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Querschnittansicht, welche einen Fall zeigt, dass ein Thermostat in einem Verbrennungsmotor nicht betätigt wird, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine Querschnittansicht, welche einen Fall zeigt, dass ein Thermostat in einem Verbrennungsmotor betätigt wird, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine detaillierte Querschnittansicht eines Halters, welcher in einem Thermostat angeordnet ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Es sollte klar sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, unter anderem z. B. konkrete Abmessungen, Richtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
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In allen Zeichnungen beziehen sich die gleichen Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Bauteile der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüchen definiert, enthalten sein können.
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Nachstehend wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine Querschnittansicht, welche einen Fall zeigt, dass ein Thermostat in einem Verbrennungsmotor nicht betätigt wird, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf 1 weist ein Verbrennungsmotor mit einem Thermostat auf: einen Radiator 150, einen Kühlmittelauslass 160 eines Verbrennungsmotors, einen Kühlmitteleinlass 170 eines Verbrennungsmotors und ein Thermostat 100.
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Das Thermostat 100 weist ein Thermostatgehäuse 137 auf, und in dem Thermostatgehäuse 137 ist eine erste Passage 155 ausgebildet, um mit dem Radiator 150 verbunden zu sein, und ist eine zweite Passage 165 ausgebildet, um mit dem Kühlmittelauslass 160 verbunden zu sein, und ist eine dritte Passage 175 mit dem Kühlmitteleinlass 170 verbunden.
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Eine Kühlmittelpumpe ist in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwischen der dritten Passage 175 und dem Kühlmitteleinlass 170 angeordnet, um ein Kühlmittel von dem Thermostat 100 zu dem Verbrennungsmotor zirkulieren zu lassen.
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Wie in den Zeichnungen gezeigt, ist die erste Passage 155 an einer oberen Seite nach oben hin ausgebildet, ist die zweite Passage 165 an einer unteren Seite nach unten hin ausgebildet, und ist die dritte Passage 175 zwischen der ersten und der zweiten Passage 155 und 165 nach links ausgebildet.
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Ein Verbindungsraum 139 ist in dem Thermostatgehäuse 137 ausgebildet, um mit der ersten Passage 155, mit der zweiten Passage 165 und mit der dritten Passage 175 verbunden zu sein, und ein Ventilkörper 210 ist in dem Verbindungsraum 139 angeordnet.
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Ein erstes Ventil 200 ist integral an einem äußeren Umfang eines oberen Endabschnitts des Ventilkörpers 210 ausgebildet, um selektiv die erste Passage 155 zu öffnen/verschließen, und ein oberer Endabschnitt eines Halters 320 ist an einem unteren Abschnitt des Ventilkörpers 210 angeordnet.
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Ein zweites Ventil 205 ist integral mit einem äußeren Umfang eines unteren Endabschnitts des Halters 320 ausgebildet, um die zweite Passage 165 selektiv zu öffnen/verschließen.
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Ferner ist ein Ventil-O-Ring 130 entlang eines äußeren Umfangs des ersten Ventils 200 angebracht, um den inneren Umfang der ersten Passage 155 zu berühren. Hierbei ist eine O-Ring-Nut an einem äußeren Umfang des ersten Ventils 200 ausgebildet und der Ventil-O-Ring 130 ist in der Nut angeordnet.
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Ein Einbauraum ist entlang eines Zentralabschnitts des Ventilkörpers 210 von einer oberen Endseite hin zu einer unteren Endseite ausgebildet, und ein Antriebsabschnitt, welcher den Ventilkörper 210 bewegt, ist in den Einbauraum 215 eingesetzt.
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Der Antriebsabschnitt weist auf: einen Hauptkolben 120, einen Gummikolben 148, eine Kolbenführung 127, eine zähflüssige Masse 147, eine Membran 115, Wachs 110, einen Wachsbehälter 135 und eine Glühkerze (Heizelement) 105, wobei die Glühkerze 105 elektrisch mit einem Anschluss 140 verbunden ist.
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Bezugnehmend auf die Zeichnung ist der Wachsbehälter 135 in dem Einbauraum 215 des Ventilkörpers 210 angeordnet, und Wachs ist in den Wachsbehälter 135 eingefüllt. Und die Kolbenführung 127 und der Kolben 120 sind in dem Halter 320 angeordnet.
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Der Hauptkolben 120 steht durch die Kolbenführung 127 nach unten hin vor, und der Endabschnitt davon ist angeordnet, um gegen den Halter zu drücken
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Das Kühlmittelloch 212 ist an dem Ventilkörper 210 ausgebildet, und das Kühlmittel strömt durch das Kühlmittelloch 212 zu dem Einbauraum, und die Wärme des Kühlmittels wird an den Wachsbehälter 135 und an das Wachs 110 übertragen.
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Das Kühlmittelloch 212 erstreckt sich in einer Längsrichtung des Ventilkörpers 210 und ist in einer Umfangsrichtung angeordnet.
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Wie in den Zeichnungen gezeigt, ist das elastische Element nicht an einem äußeren Umfang des Ventilkörpers 210 angeordnet, und somit wird die Wärme effizient von dem Kühlmittel an das Wachs 110 übertragen und ist der Strömungswiderstand des Kühlmittels reduziert.
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Das elastische Element 145 ist in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung innerhalb des Thermostatgehäuses 137 angeordnet, um den Ventilkörper 210 nach oben hin elastisch abzustützen, und ist an einer unteren Seite des Wachsbehälters 135 angeordnet.
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Erstens stützt ein oberer Endabschnitt des elastischen Elements 145 den Halter 320 elastisch nach oben ab, und ein unterer Endabschnitt des elastischen Elements 145 ist mittels eines unteren Abstützabschnitts 167, welcher in der dritten Passage 175 ausgebildet ist, abgestützt.
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Hierbei kann der untere Abstützabschnitt 167 entlang eines inneren Umfangs der dritten Passage 175 kontinuierlich oder mit Unterbrechungen ausgebildet sein.
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Ferner kann der untere Abstützabschnitt 167 integral mit dem Thermostatgehäuse 137 ausgebildet sein oder kann separat daran angebracht sein. Das elastische Element 145 hat eine Schraubenfederstruktur, und das Element 145 kann in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einen anderen Typ als ein elastisches Element variiert werden.
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Bezugnehmend auf 3 wird nachstehend der Halter 320 beschrieben. 3 ist eine detaillierte Querschnittansicht eines Halters, welcher in einem Thermostat angeordnet ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf 3 ist ein Antriebsabschnitt-Einsetzloch 300 in dem Halter 215 ausgebildet, sind der Hauptkolben 120 und die Kolbenführung 127 in das Antriebsabschnitt-Einsetzloch 300 eingesetzt, und ist das Antriebsabschnitt-Einsetzloch 300 nach oben hin geöffnet.
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Ein oberer Abstützabschnitt 310 steht an einem äußeren Umfang eines oberen Endabschnitteinlasses des Antriebsabschnitt-Einsetzlochs 300 vor, um den oberen Endabschnitt des elastischen Elements 145 abzustützen.
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Unter Bezugnahme auf 1 und 3 stützt ein oberer Endabschnitt des elastischen Elements 145 den oberen Endabschnitt 310, dessen äußerer Durchmesser kurz ist, nach oben hin ab, und ist ein unterer Endabschnitt des elastischen Elements 145 mittels des unteren Abstützabschnitts 167 abgestützt, dessen innerer Durchmesser lang ist.
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Folglich ist der Durchmesser des oberen Abschnitts des elastischen Elements 145 klein und der Durchmesser des unteren Abschnitts davon ist größer, und somit hat das elastische Element 145 eine kegelstumpfartige Kreiskegelform.
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Der obere Abstützabschnitt 310 des Halters 320 kann an einem unteren Endabschnitt des Ventilkörpers 210 durch ein Verbindungsverfahren, wie z. B. durch eine Bolzenverbindung, fixiert sein. Ferner kann der Halter 320 integral mit einem unteren Endabschnitt des Ventilkörpers 210 ausgebildet sein.
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2 ist eine Querschnittansicht, welche einen Fall zeigt, dass ein Thermostat in einem Verbrennungsmotor betätigt wird, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf 2 durchströmt das Kühlmittel, welches durch den Kühlmittelauslass 160 einströmt, den Zuflussraum 139, um dem Kühlmitteleinlass 170 zugeführt zu werden.
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Und, wenn die Temperatur des Kühlmittels steigt oder der elektrische Strom an die Glühkerze geliefert wird, dann steigt die Temperatur des Wachses 110.
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Während die Temperatur des Wachses steigt, dehnt sich das Wachs 110 aus, um die Membran 115 nach unten hin zu dehnen.
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Falls die Membran 115 nach unten hin gedehnt wird, dann werden der Gummikolben 148 und der Hauptkolben 120 somit nach unten bewegt, und der untere Endabschnitt des Hauptkolbens 120 drückt den Halter 320 nach unten.
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Da der untere Endabschnitt des Ventilkörpers 210 an dem oberen Endabschnitt des Halters 320 fixiert ist, werden der Ventilkörper 210 und der Halter 320 gemeinsam bewegt.
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Folglich öffnet das erste Ventil 200 die erste Passage 155, und das zweite Ventil 205 verschließt die zweite Passage 165 oder reduziert den Öffnungsgrad der Passage 165. Daraus resultierend wird die Kühlmitteldurchflussrate, das durch die zweite Passage 165 strömt, reduziert, und die Kühlmitteldurchflussrate, das durch die erste Passage 155 strömt, erhöht.
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Da die erste Passage 155 mit dem Radiator 150 verbunden ist, steigt die Kühlmitteldurchflussrate, welches durch den Radiator 150 gekühlt wird. Folglich wird die Temperatur des gesamten Kühlmittels nicht erhöht, um in einem vorbestimmten Bereich gehalten zu werden.
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Bezugnehmend auf 1 und 2 weist der Ventilkörper 210 eine Struktur auf, dass das Kühlmittel von dem Zuflussraum 139 des Thermostat-Gehäuses 137 hin zu dem Einbauraum 215 strömt.
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Folglich ist das elastische Element 145 nicht um den Wachsbehälter 135, in welchen das Wachs 110 gefüllt ist, herum angeordnet, und somit wird von dem Wachsbehälter 135 die Wärme effektiv mit Kühlmittel ausgetauscht.
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Falls indessen das elastische Element 145 um den Außenumfang des Ventilkörpers 210 herum angeordnet ist, wird der Fluss des Kühlmittels durch das Element 145 gestört.
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Da jedoch das elastische Element 145 nicht um den Wachsbehälter 135, in welchen das Wachs 110 gefüllt ist, herum angeordnet ist, wird der Fluss des Kühlmittels in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht gestört.
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Folglich detektiert das Wachs 110 schnell die Temperatur des Kühlmittels, und die Kühlmitteltemperatur wird schnell und exakt geregelt.
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Zur Erleichterung der Erklärung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „obere(r)”, ”untere (r)”, „innere (r)” und „äußere (r)” dazu verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf ihre jeweiligen Positionen, wie sie in den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben.
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Die vorhergehende Beschreibung von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung diente dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2012-0087269 [0001]
