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Die Erfindung betrifft ein Stellmittel für einen einer Brennkraftmaschine zugeordneten Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeuges, wobei das Stellmittel ein Temperaturdehnelement hat, welches bei einer einen Schwellwert übersteigenden Temperatur die Auslenkung eines Federelementes entgegen seiner Rückstellkraft bewirkt, und wobei das Stellmittel ein Stellglied aufweist, welches mit einem dem Kühlmittelkreislauf zugeordneten Schließelement verbunden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem eine Brennkraftmaschine und eine Kühlmittelpumpe verbindenden Kühlmittelkreislauf, in dem ein Stellmittel der vorstehend genannten Art den Kühlmitteldurchlass bedarfsweise vermindert.
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Ein solches Stellmittel für einen einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges zugeordneten Kühlmittelkreislauf wird in der Praxis bereits vielfach eingesetzt und zählt somit durch offenkundige Vorbenutzung zum Stand der Technik. Hierbei dient die Kühlmittelpumpe der Förderung des Kühlmittels, wobei die Förderleistung üblicherweise über die Drehzahl des Pumpenrades geregelt wird.
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Beim Kaltstart der Brennkraftmaschine ist zunächst keine Kühlung erwünscht, wohingegen mit ansteigender Temperatur eine zunehmende Kühlung erforderlich ist. Durch die verminderte Förderleistung kann sich die Brennkraftmaschine schneller aufheizen und dadurch schneller einen Zustand geringeren Kraftstoffverbrauchs und geringerer Stickoxidemissionen erreichen.
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Die
DE 10 2010 032 540 A1 betrifft eine Kühlmittelpumpe für einen Verbrennungsmotor mit einem mittels eines Temperaturdehnelementes verstellbaren Verschlusselement zum Verschließen der Druck- und/oder Saugseite, sodass eine selbstregulierende, temperaturgesteuerte Pumpe darstellbar ist. Weiterhin kann ein Rückstellelement vorgesehen sein, das in der Kraftwirkung dem Temperaturdehnelement entgegenwirkt und im Falle der Temperaturabsenkung die Rückstellbewegung bewirkt.
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Darüber hinaus ist es auch bereits bekannt, ein Thermostatventil mit zwei Endstellungen zur Steuerung des Kühlmittelumlaufes bei Fahrzeug-Brennkraftmaschinen einzusetzen, das mit einem ein Ventil betätigenden Temperaturdehnelement und einer elektrisch verstellbaren Einrichtung zur zusätzlichen Beeinflussung der Stellung des Thermostatventils ausgestattet ist.
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Bei einem Thermostatventil gemäß der
DE 32 26 104 C2 hat die elektrisch verstellbare Einrichtung ein verstellbares Widerlager für den beweglichen Arbeitskolben des Ventil-Dehnstoffelementes. Mit dieser Einrichtung lässt sich der Arbeitsbereich des Thermostatventils hinsichtlich der Temperaturen, bei denen dessen Endstellungen erreicht werden, variieren. Die Einrichtung kann zur Verstellung ein von der Umgebungstemperatur abhängiges Dehnstoffelement, ein elektrisch beheizbares Dehnstoffelement, einen Elektromotor oder einen Magneten aufweisen.
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Bei einem Thermostatventil gemäß der
DE 40 22 731 C2 hat die Einrichtung zwei übergeordnete, in entgegengesetzten Verstellrichtungen arbeitende, elektrisch aktivierbare Verstellantriebe, mit denen das Thermostatventil unabhängig von der Situation des Ventil-Dehnstoffelementes in die zwei Endstellungen bringbar ist.
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"Dehnstoffelement" bzw. "Dehnstoffarbeitselement" bezeichnet einen mit Dehnstoff gefüllten Aktor und besteht in der Regel aus einem Gehäuse, einem Arbeitskolben und dem Dehnstoff. Das Gehäuse ist beispielsweise mit Wachs als Dehnstoff gefüllt, dessen Volumenänderung in eine Bewegung gewandelt wird.
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Weiterhin sind auch bereits sogenannte schaltbare Kühlmittelpumpen bekannt, bei denen ein als Ventil ausgeführtes Schließelement mittels eines Stellgliedes von einer geöffneten in eine die Kühlmittelleitung verschließende Stellung beweglich ist. Die Betätigung des Stellgliedes erfolgt üblicherweise durch elektrisch betätigbare oder druckbeaufschlagbare Aktoren.
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Die
DE 10 2010 062 752 A1 betrifft die Steuerung der Förderleistung über eine Axialverstellung des Pumpenrades einer Kühlmittelpumpe. Hierzu ist das Pumpenrad axial verschiebbar auf einer mit der Antriebseinrichtung, beispielsweise dem Elektromotor, verbundenen Welle gelagert und zwischen zwei Endstellungen verschiebbar. Zum axialen Verstellen des Pumpenrades ist der Ringkolben beispielsweise mittels eines Temperaturdehnelementes verstellbar, wobei mit zunehmender Temperatur das Pumpenrad beispielsweise in seine zunehmend fluidfördernde Stellung verschoben wird. Mit steigender Temperatur benötigt die Brennkraftmaschine eine ansteigende Kühlleistung, welche dann vom sich langsam ausdehnenden Temperaturdehnelement und von dem damit gekoppelten Pumpenrad bewirkt wird.
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Eine ähnliche Kühlmittelpumpe in einem Kraftfahrzeug ist auch aus der
DE 10 2011 079 898 A1 bekannt, bei der ebenfalls mittels eines Schiebers eine Förderrate geregelt wird. Zum Verstellen des Schiebers dient ein beheizbares Wachs-Dehnelement, durch das ein Scherenmechanismus betätigt wird und das eine bestimmte Kraftübertragung ermöglicht. In der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine wird das Wachs-Dehnelement bestromt und dadurch aktiviert. Hat die Brennkraftmaschine ihre Betriebstemperatur erreicht, so wird das Wachs-Dehnelement wieder stromlos geschaltet und kühlt dadurch ab, woraufhin sich der Schieber vom Laufrad abzieht und die Förderleistung der Pumpe erhöht. Hierdurch kann zudem eine Fail-Safe-Funktion realisiert werden.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Stellmittel weiter zu vereinfachen. Insbesondere soll bei der Betätigung des Stellmittels ein zusätzlicher elektrisch oder pneumatisch betätigbarer Aktor verzichtbar sein. Weiterhin soll ein mit einem derartigen Stellmittel ausgestattetes Kraftfahrzeug geschaffen werden.
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Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einem Stellmittel gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist also ein Stellmittel vorgesehen, bei dem die thermische Energie des Kühlmittels mittels des Temperaturdehnelementes in eine potentielle Energie umgewandelt und abrufbar speicherbar ist, indem nacheinander folgende Schaltzustände durch zumindest ein Arretiermittel einstellbar sind:
- • eine Vorspannposition, in welcher mittels des erwärmten Temperaturdehnelementes ein Betätigungselement des Stellmittels gegenüber dem relativ zu diesem insbesondere axial beweglichen Stellglied in eine das Federelement entgegen der Rückstellkraft komprimierende Position beweglich ist und in dieser Vorspannposition das Stellglied und das Betätigungselement mittels des Arretiermittels festlegbar sind,
- • eine Stellposition, in welcher lediglich das Betätigungselement in der Vorspannposition verriegelt und das Stellglied aufgrund der einwirkenden Rückstellkraft des Federelementes entgegen der Schwerkraft und/oder der Rückstellkraft eines Rückstellelementes gegenüber dem Betätigungselement verlagert ist, sowie
- • eine Ruheposition, in welcher weder Stellglied noch Betätigungselement durch das Arretiermittel festgelegt sind und in welcher das Betätigungselement aufgrund der Schwerkraft und/oder der Rückstellkraft des Rückstellelementes in Richtung des Temperaturdehnelementes verlagert ist.
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Die Erfindung geht dabei von der überraschenden Erkenntnis aus, dass mittels des Temperaturdehnelementes sowohl die Bewegung des Stellgliedes in die Schließstellung als auch die entgegengesetzte Bewegung des Stellgliedes zurück in die Ruheposition oder Ausgangsposition ohne einen zusätzlichen Aktor realisiert werden können, indem hierzu die thermische Energie als potentielle Energie des Federelementes gespeichert und durch Lösen des Fixiermittels beliebig abrufbar ist. Zugleich erfolgt die Bewegung des Stellgliedes zurück in die Ruheposition unter der Wirkung eines zweiten Federelementes oder der Schwerkraft. Ein vollständiger Zyklus umfasst daher drei Positionen des Stellmittels. Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird das Temperaturdehnelement von dem erwärmten Kühlmittel beaufschlagt. Ein von dem Dehnstoff beaufschlagter Arbeitskolben wirkt dann auf das Betätigungselement des Stellmittels, sodass das Betätigungselement verlagert und das Federelement vorgespannt wird. Die Position des Stellgliedes und somit des Schließelementes ist jedoch unverändert. Hierzu dient zumindest ein Arretiermittel, welches das Stellglied in der Position fixiert bzw. arretiert, hingegen aber die Beweglichkeit des Betätigungselementes zunächst nicht verhindert oder beschränkt. Sobald das Betätigungselement jedoch die das Federelement maximal vorspannende Position als Endposition erreicht hat, wird auch das Betätigungselement in dieser Position arretiert. Diese Arretierung kann selbsttätig beispielsweise durch eine Sperrklinke oder Schnappfalle, oder aber durch eine aktive Betätigung des Arretiermittels, beispielsweise durch eine translatorische oder rotatorische Stellbewegung erreicht werden. Selbstverständlich kann dem Stellglied und dem Betätigungselement auch jeweils ein separates Arretiermittel zugeordnet sein. Aus der Vorspannposition wird das Stellglied nach entsprechender Betätigung des Arretiermittels mittels des Federelementes in die Stellposition verlagert, in welcher das Schließelement den Durchlass des Kühlmittels begrenzt oder verhindert. Diese Verlagerung erfolgt zugleich unter einer Verlagerung eines zweiten Federelementes entgegen seiner Rückstellkraft, welches somit gespannt wird oder entgegen der Schwerkraft oder sonstiger, beispielsweise pneumatischer oder hydraulischer Rückstellkräfte verlagert wird. Es versteht sich von selbst, dass diese Rückstellkräfte geringer sind als die Rückstellkraft des erstgenannten Federelementes, insbesondere also das zweite Federelement schwächer als das erste Federelement ist, da anderenfalls die Federkraft zur Verlagerung des Stellgliedes nicht ausreicht. Diese Stellfunktion des Stellgliedes zur Einstellung der Schließstellung ist vor allem nach einer Abkühlphase beim Start der Brennkraftmaschine gewünscht, in welcher eine thermische Energie des Kühlmittels, die mittels des Temperaturdehnelementes nutzbar wäre, nicht oder nicht in ausreichendem Maße zur Verfügung steht. Sobald eine den beispielsweise auch einstellbaren Wert übersteigende Temperatur des Kühlmittels erreicht ist, wird durch erneute Betätigung des Arretiermittels oder eines weiteren Arretiermittels die Rückstellbewegung des Stellgliedes ausgelöst, indem die Arretierung des Betätigungselementes gelöst wird und die Rückstellbewegung des genannten zweiten Federelementes oder eines sonstigen Rückstellelementes bzw. unter dem Einfluss der Schwerkraft erfolgt. Mit anderen Worten bildet das Betätigungselement das Widerlager für die rückstellende Bewegung des Stellgliedes, infolgedessen das Betätigungselement nach dem Lösen der Arretierung von dem Rückstellelement gemeinsam mit dem Stellglied entgegen der Schließstellung in Richtung des Temperaturdehnelementes verlagert wird. Somit ist wieder die Ausgangsposition bzw. Ruheposition erreicht. Der erfindungsgemäße Vorteil liegt demnach darin, dass die Bewegung des Betätigungselementes und des Stellgliedes in beide Richtungen durch das Temperaturdehnelement unter Zwischenspeicherung der damit erzeugten Kraft erreicht wird. Dabei ist lediglich zumindest ein Arretiermittel zum jeweiligen Auslösen der Bewegung zu betätigen, was mit einem weitaus geringeren Aufwand verbunden ist als die Erzeugung einer Stellbewegung.
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Das Stellmittel könnte beispielsweise zur Betätigung einer Schließklappe mit einem schwenkbeweglichen Hebelarm als Stellglied ausgestattet sein. Weiterhin könnte die Verlagerung des Schließelementes durch eine rotatorische Bewegung einer Gewindespindel ausgelöst werden. Besonders vorteilhaft ist hingegen eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, bei welcher das Stellglied und das Betätigungselement in einer Führung gegenüber dieser und relativ zueinander translatorisch beweglich angeordnet sind. Indem also das Stellglied und das Betätigungselement in einer insbesondere als ein Hohlkörper, beispielsweise ein Rohrabschnitt, ausgeführten Führung translatorisch beweglich angeordnet sind, wird eine besonders kompakte und weitgehend wartungsfreie Bauform realisiert. Dabei sind das Stellglied und das Betätigungselement so in der Führung angeordnet, dass diese in der Führung relativ mittels des Federelementes zueinander abgestützt sind, während das insbesondere als Federelement ausgeführte Rückstellelement das Stellglied oder das Betätigungselement gegenüber der Führung abstützt. Selbstverständlich kann die Federkraft zumindest eines Federelementes bzw. des Rückstellelementes einstellbar sein.
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Wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Abwandlung das Stellglied und das Betätigungselement teleskopisch ineinander beweglich angeordnet sind, können die Vorspannposition, die Stellposition und die Ruheposition mit einem einzigen Arretiermittel eingestellt werden, indem dieses in einem Überschneidungsbereich des Betätigungselementes mit dem Stellglied angeordnet ist und in entsprechende Ausnehmungen eingreift.
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Hierzu kann vorzugsweise zumindest ein Arretiermittel als ein Sperrbolzen ausgeführt sein, welcher in Richtung der Haupterstreckung abschnittsweise eine radiale Erweiterung aufweist. Durch eine translatorische Bewegung des Sperrbolzens werden somit wahlweise nur das Stellglied, das Stellglied und das Betätigungselement oder weder das Stellglied noch das Betätigungselement festgelegt, wobei die radiale Erweiterung in der Vorspannposition in eine jeweilige Ausnehmung sowohl des Stellgliedes als auch des Betätigungselementes formschlüssig eingreift. In der Stellposition ist das Arretiermittel axial verlagert, sodass die radiale Erweiterung nur in die Ausnehmung des Betätigungselementes formschlüssig eingreift, während der radial zurückspringende Bereich, insbesondere also eine Einschnürung des Arretiermittels, das Stellglied nicht mehr arretiert. In der weiter verlagerten Ruheposition greift das Arretiermittel mit seiner radialen Erweiterung weder in die Ausnehmung des Stellgliedes noch in die Ausnehmung des Betätigungselementes ein. Die verschiedenen Schaltstellungen des Stellmittels können selbstverständlich auch auf andere Weise realisiert werden. Beispielsweise können bei einer nicht rotationssymmetrischen Ausprägung der radialen Erweiterung den verschiedenen Positionen jeweils unterschiedliche Winkelstellungen bezogen auf die Hauptachse des Arretiermittels zugeordnet sein.
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Als besonders praxisgerecht erweist es sich zudem auch, wenn das Rückstellelement zur Erzeugung einer hydraulischen und/oder pneumatischen Rückstellkraft oder einer Federkraft ausgeführt ist, um so lagenunabhängig eine konstante Rückstellkraft einleiten zu können. Zugleich wird dadurch die Zuverlässigkeit des Stellmittels weiter verbessert.
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Das Schließelement könnte ein beliebiges Absperrelement aufweisen, wie beispielsweise einen Schieber oder einen Kugelhahn. Besonders zweckmäßig ist hingegen eine Variante der vorliegenden Erfindung, bei welcher das Schließelement einen Ventilteller aufweist, welcher gegen einen Ventilsitz in der Kühlmittelleitung dichtend anlegbar ist.
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Bevorzugt ist das Stellmittel zumindest abschnittsweise von dem Kühlmittel anströmbar in einem Leitungsabschnitt für das Kühlmittel der Brennkraftmaschine angeordnet. Indem zumindest das Temperaturdehnelement direkt von dem erwärmten Kühlmittel beaufschlagbar ist, werden eine schnelle Betätigung des Arbeitskolbens des Temperaturdehnelementes und dadurch kurze Reaktionszeiten erreicht.
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Darüber hinaus kann gemäß einer weiteren praxisnahen Variante das Stellmittel mit einem dem Temperaturdehnelement zugeordneten Heizelement verbunden sein, um so eine unabhängige Betätigung des Stellmittels zu ermöglichen. Beispielsweise kann mittels einer Steuerung während einer Abstellphase überwacht werden, ob sich das Stellglied in der Vorspannposition befindet, um anderenfalls das Heizelement zu aktivieren.
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Die zweitgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß noch mit einem Kraftfahrzeug gelöst, welches einen eine Brennkraftmaschine und eine Kühlmittelpumpe verbindenden Kühlmittelkreislauf hat, in dem ein Stellmittel der vorstehend genannten Art den Durchfluss des Kühlmittels bedarfsweise beschränkt. Dabei ist das Stellmittel zumindest abschnittsweise von dem Kühlmittel anströmbar in einem Leitungsabschnitt für das Kühlmittel der Brennkraftmaschine angeordnet. Indem zumindest das Temperaturdehnelement direkt von dem erwärmten Kühlmittel beaufschlagbar ist, wird eine schnelle Betätigung des Arbeitskolbens des Temperaturdehnelementes erreicht.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
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1 eine Seitenansicht eines mit einem Stellmittel für einen Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine ausgestatteten Kraftfahrzeuges;
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2 ein erfindungsgemäßes, mit einem Stellglied ausgestattetes Stellmittel in einer Ausgangsposition;
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3 das in 2 gezeigte Stellglied in einer perspektivischen Ansicht;
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4 das in 2 gezeigte Stellmittel in einer Vorspannposition während des Betriebes der Brennkraftmaschine;
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5 die in 4 gezeigte Vorspannposition des Stellmittels im Stillstand der Brennkraftmaschine;
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6 das in 2 gezeigte Stellmittel in einer Stellposition mit einem einen Durchlass verschließenden Schließelement;
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7 das in 2 gezeigte Stellmittel in einer Ruheposition vor Erreichen eines Temperaturschwellwertes.
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Ein erfindungsgemäßes Stellmittel 1 für einen einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine zugeordneten Kühlmittelkreislauf 2 eines in 1 gezeigten Kraftfahrzeuges 3 wird nachstehend anhand der 2 bis 7 näher erläutert. Das Stellmittel 1 dient dabei der temperaturabhängigen Unterbrechung des Kühlmitteldurchflusses durch eine lediglich andeutungsweise dargestellte Kühlmittelleitung 4 des Kühlmittelkreislaufes 2, um so in bestimmten Betriebsphasen des Kraftfahrzeuges 3 die Kühlmittelzufuhr zu unterbinden und die Erwärmung der Brennkraftmaschine zu beschleunigen. Zu diesem Zweck hat das Stellmittel 1 ein als Wachs-Dehnelement ausgeführtes Temperaturdehnelement 5, welches bei einer einen Schwellwert übersteigenden Temperatur die Auslenkung eines ersten Federelementes 6 entgegen seiner federelastischen Rückstellkraft bewirkt. Anders als beim Stand der Technik wird diese Stellkraft jedoch nicht direkt auf ein Stellglied 7 und somit auf ein Schließelement 8 übertragen, sondern zunächst als potentielle Energie in Form des vorgespannten ersten Federelementes 6 gespeichert. Hierzu wirkt das Temperaturdehnelement 5 auf ein Betätigungselement 9, welches in einer in den 2 und 3 dargestellten rohrförmigen Führung 10 des Stellmittels 1 axial beweglich angeordnet ist. Dabei führt die axiale Bewegung des Betätigungselementes 9 zunächst noch nicht zu einer Verlagerung des Stellgliedes 7, sondern lediglich zu einer Vorspannung des Federelementes 6. Das Stellglied 7 wird dann durch Betätigung eines Arretiermittels 11, dessen einzelne Schaltzustände nachstehend erläutert werden, durch die Rückstellkraft des ersten Federelementes 6 relativ zu der das Stellglied 7 aufnehmenden Führung 10 axial verlagert. Auf diese Weise wird das Schließelement 8 betätigt und zugleich ein ebenfalls als Druckfeder ausgeführtes Rückstellelement 12 gespannt, dessen Federkraft geringer ist als die Federkraft des ersten Federelementes 6. Dieses Rückstellelement 12 stützt sich stirnseitig an einer Innenwandfläche 13 der Führung 10 ab und ermöglicht so eine Rückstellbewegung des Stellgliedes 7.
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Das Arretiermittel 11 besteht aus einem Bolzen mit einem Schaft 14 und einer als Kopf ausgeführten, zylindrischen radialen Erweiterung 15. Diese ist durch eine Durchbrechung 16 der Führung 10 im Überlappungsbereich des Stellgliedes 7 und des Betätigungselementes 9 in dessen Innenraum hinein verlagerbar. Um die gewünschten Betriebspositionen, die nachstehend anhand der 4 bis 7 näher erläutert werden, einstellen zu können, ist das Stellglied 7 wie in 3 erkennbar mit einer als doppelte Bohrung 18 ausgeführten Durchbrechung 17 ausgestattet. Zumindest die in 3 links dargestellte der beiden in Form einer Acht verbundenen Bohrungen 18 entspricht unter Berücksichtigung praxisgerechter Toleranzmaße dem Durchmesser der radialen Erweiterung 15 des Arretiermittels 11. Ein die beiden Bohrungen 18 verbindender Bereich hat hingegen eine wesentlich geringere Durchlassbreite b als der Durchmesser D der radialen Erweiterung 15, die jedoch größer als der Querschnitt des Schaftes 14 bemessen ist. Das Stellglied 7 ist somit axial unbeweglich fixiert, wenn die radiale Erweiterung 15 in die Bohrung 18 eingreift, jedoch entsprechend der durch die beiden Bohrungen 18 definierten Durchbrechung 17 des Stellgliedes 7 eingeschränkt axial beweglich, wenn lediglich der Schaft 14 des Arretiermittels 11 von der Durchbrechung 17 eingeschlossen ist. Das Betätigungselement 9 ist mit einer Ausnehmung 19 ausgestattet, die auf die radiale Erweiterung 15 des Arretiermittels 11 abgestimmt ist und deren Arretierung innerhalb der Führung 10 ermöglicht.
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Ein vollständiger Zyklus wird nachstehend anhand der 4 bis 7 erläutert. Darin zeigt 4 eine Vorspannposition, in welcher das durch die Brennkraftmaschine erwärmte Kühlmittel das Temperaturdehnelement 5 umströmt. Nach Erreichen einer Schwelltemperatur bewegt sich durch die an sich bekannte thermische Dehnung eines nicht näher beschriebenen Dehnstoffes ein Arbeitskolben 20 des Temperaturdehnelementes 5 in Richtung des Betätigungselementes 9. Somit wird durch das erwärmte Temperaturdehnelement 5 das Betätigungselement 9 in eine das erste Federelement 6 entgegen der Rückstellkraft komprimierende Position bewegt, während das Arretiermittel 11 das Stellglied 7 arretiert. Sobald das Betätigungselement 9 die Vorspannposition erreicht hat, wird auch das Betätigungselement 9 mittels des Arretiermittels 11 arretiert. Hierzu wird das Arretiermittel 11 in die 0-Position in Pfeilrichtung 21 bewegt, in welcher die radiale Erweiterung 15 zugleich in die Durchbrechung 17 des Stellgliedes 7 als auch in die Ausnehmung 19 des Betätigungselementes 9 eingreift und diese sowohl relativ zueinander als auch in der Führung 10 arretiert, wie dies in 5 zu erkennen ist. Nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine und der damit einhergehenden Abkühlung des Kühlmittels nimmt auch der Arbeitskolben 20 des Temperaturdehnelementes 5 seine zurückgezogene Position ohne Kontakt zu dem Betätigungselement 9 ein.
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Ausgehend von der in der 5 gezeigten Vorspannposition wird das Stellglied 7 durch eine weitere Verschiebung des Arretiermittels 11 in Pfeilrichtung 21 aktiviert, indem die radiale Erweiterung 15 des Arretiermittels 11 ausschließlich in die Ausnehmung 19 des Betätigungselementes 9 eingreift, hingegen die Durchbrechung 17 des Stellgliedes 7 den Schaft 14 des Arretiermittels 11 einschließt und so die gewünschte translatorische Bewegung in Pfeilrichtung 22 ermöglicht. Unter der Einwirkung der Federkraft des ersten Federelementes 6 wird somit das Stellglied 7 in die Stellposition verlagert, in welcher das Schließelement 8 den Durchlass des Kühlmittels verschließt. Diese Verlagerung erfolgt zugleich unter einer Verlagerung des Rückstellelementes 12 entgegen seiner Rückstellkraft, welches somit gespannt wird. Diese Stellfunktion des Stellgliedes 7 zur Einstellung der Schließstellung ist vor allem nach einer Abkühlphase beim Starten der Brennkraftmaschine gewünscht, in welcher eine thermische Energie des Kühlmittels, die mittels des Temperaturdehnelementes 5 nutzbar wäre, nicht oder nicht in ausreichendem Maße zur Verfügung steht.
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Sobald das Kühlmittel die Betriebstemperatur erreicht hat, wird durch eine entgegengesetzte Verschiebung des Arretiermittels 11 in Pfeilrichtung 23 sowohl die axiale Beweglichkeit des Stellgliedes 7 also auch des Betätigungselementes 9 freigegeben und die Rückstellbewegung in Pfeilrichtung 24 entgegen der Schließstellung durch die Rückstellkraft des Rückstellelementes 12 bewirkt. Hierdurch nimmt das Stellmittel 1 seine Ausgangsposition bzw. Ruheposition ein, in welcher ein neuer Zyklus beginnen kann, sobald der Temperaturschwellwert des Temperaturdehnelementes 5 erreicht ist, welcher wesentlich größer ist als die zum Öffnen des Schließelementes 8 bestimmte Solltemperatur des Kühlmittels.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stellmittel
- 2
- Kühlmittelkreislauf
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- Kühlmittelleitung
- 5
- Temperaturdehnelement
- 6
- Federelement
- 7
- Stellglied
- 8
- Schließelement
- 9
- Betätigungselement
- 10
- Führung
- 11
- Arretiermittel
- 12
- Rückstellelement
- 13
- Innenwandfläche
- 14
- Schaft
- 15
- radiale Erweiterung
- 16
- Durchbrechung
- 17
- Durchbrechung
- 18
- Bohrung
- 19
- Ausnehmung
- 20
- Arbeitskolben
- 21
- Pfeilrichtung
- 22
- Pfeilrichtung
- 23
- Pfeilrichtung
- 24
- Pfeilrichtung
- D
- Durchmesser
- b
- Durchlassbreite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010032540 A1 [0004]
- DE 3226104 C2 [0006]
- DE 4022731 C2 [0007]
- DE 102010062752 A1 [0010]
- DE 102011079898 A1 [0011]
