DE102014014513A1

DE102014014513A1 - Device for passing coolant

Info

Publication number: DE102014014513A1
Application number: DE102014014513.1A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: MURRPLASTIK PRODUKTIONSTECHNIK GmbH
Current assignee: MURRPLASTIK PRODUKTIONSTECHNIK GmbH
Priority date: 2014-10-06
Filing date: 2014-10-06
Publication date: 2016-04-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Durchleiten von Kühlflüssigkeit mit einem Gehäuse (12), mit einem durch das Gehäuse (12) verlaufenden, zwei erste Anschlüsse (18) aufweisenden ersten Durchleitkanal (20), mit einem durch das Gehäuse (12) verlaufenden, zwei zweite Anschlüsse (22) aufweisenden und gegenüber dem ersten Durchleitkanal (20) mittels einer Trennwand (26) abgedichteten zweiten Durchleitkanal (24), mit einem Absperrventil (30), das ein Absperrelement (34) zum Sperren des zweiten Durchleitkanals (24) und ein Betätigungselement (36) zum Bewegen des Absperrelements (34) zwischen einer den zweiten Durchleitkanal (24) sperrenden Sperrstellung und einer den zweiten Durchleitkanal (24) freigebenden Freigabestellung aufweist, wobei das Betätigungselement (36) durch die Trennwand (26) durchgeführt und mit einem im ersten Durchleitkanal (20) angeordneten, temperaturabhängig reversibel verformbaren Schaltelement (42) aus Metall verbunden ist.The invention relates to a device (10) for passing coolant with a housing (12), having a first passage (20) extending through the housing (12) and having two first connections (18), with a passage (12) passing through the housing (12). extending, two second terminals (22) and with respect to the first passage (20) by means of a partition wall (26) sealed second passage (24), with a shut-off valve (30) having a shut-off (34) for locking the second passage (24 ) and an actuating element (36) for moving the shut-off element (34) between a blocking position blocking the second passage (24) and a release position releasing the second passage (24), the actuating element (36) being passed through the partition (26) and with a in the first passage (20) arranged, temperature-dependent reversibly deformable switching element (42) made of metal is connected.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchleiten von Kühlflüssigkeit.The invention relates to a device for passing coolant.

Insbesondere bei Kraftfahrzeugen ist meist ein Hochtemperatur-Kühlkreislauf sowie ein Niedertemperatur-Kühlkreislauf vorhanden, wobei beide nicht direkt miteinander verbunden sind, so dass sich der Niedertemperatur-Kühlkreislauf nicht durch heißes Kühlmedium aus dem Hochtemperatur-Kühlkreislauf aufheizen kann. Oftmals ist jedoch nur ein gemeinsamer Ausgleichsbehälter für beide Kühlkreisläufe vorhanden, der beispielsweise überschüssiges Kühlmedium aus dem Hochtemperatur-Kühlkreislauf aufnimmt, wenn dieses sich aufgrund einer Erwärmung ausdehnt, oder bei einer Leckage eines der Kühlkreisläufe Kühlmedium an den jeweiligen Kühlkreislauf abgibt, indem das Kühlmedium im Ausgleichsbehälter beispielsweise mit einem vorgegebenen Druck beaufschlagt ist. Über den gemeinsamen Ausgleichsbehälter besteht somit eine indirekte Verbindung beider Kühlkreisläufe, die aber dann nachteilig sein kann, wenn die Temperatur im Hochtemperatur-Kühlkreislauf stark ansteigt.In particular, in motor vehicles, a high-temperature cooling circuit and a low-temperature cooling circuit is usually present, wherein both are not directly connected to each other, so that the low-temperature cooling circuit can not heat from the high-temperature cooling circuit by hot cooling medium. Often, however, only a common expansion tank for both cooling circuits is present, for example, receives the excess cooling medium from the high-temperature cooling circuit, if this expands due to heating, or emits in a leakage of the cooling circuits cooling medium to the respective cooling circuit by the cooling medium in the expansion tank for example, is acted upon by a predetermined pressure. Thus, there is an indirect connection between the two cooling circuits via the common expansion tank, which, however, can be disadvantageous if the temperature in the high-temperature cooling circuit rises sharply.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Durchleiten von Kühlflüssigkeit bereitzustellen, die einen Durchleitkanal selbsttätig sperrt, wenn in einem anderen Durchleitkanal die Temperatur über einen vorgegebenen Wert ansteigt.It is therefore an object of the invention to provide a device for passing coolant, which automatically blocks a passage when the temperature rises above a predetermined value in another passage.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a device having the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine Temperaturerhöhung über einen vorgegebenen Wert für die Verformung eines Schaltelements zu nutzen, das mit einem Betätigungselement verbunden ist, welches wiederum auf ein Absperrelement zum Sperren des anderen Durchleitkanals wirkt. Eine Temperaturänderung im einen Durchleitkanal bewirkt somit selbsttätig das Sperren des anderen Durchleitkanals, wobei es sowohl möglich ist, letzteren Durchleitkanal bei einer Temperaturerhöhung im ersteren Durchleitkanal über einen vorgegebenen zu sperren als auch bei einem Temperaturabfall unter einen vorgegebenen Wert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere mit ihren Durchleitkanälen jeweils eine Verbindung zwischen zwei Kühlkreisläufen einerseits (beispielsweise Hochtemperatur und Niedertemperatur) und einem gemeinsamen Ausgleichsbehälter andererseits schaffen.The invention is based on the idea to use a temperature increase above a predetermined value for the deformation of a switching element, which is connected to an actuating element, which in turn acts on a shut-off for blocking the other passage. A change in temperature in a passage thus automatically causes the blocking of the other passage, whereby it is both possible to block the latter passage at a temperature increase in the former passage over a predetermined as well as a temperature drop below a predetermined value. In particular, the device according to the invention can provide a connection between two cooling circuits on the one hand (for example, high temperature and low temperature) and a common reservoir on the other hand, in particular with their passages.

Zweckmäßig ist das Schaltelement so angeordnet, dass es von Kühlflüssigkeit im ersten Durchleitkanal umströmt wird. Wenn es allseitig von der Kühlflüssigkeit umgeben ist, kann es schneller auf Temperaturänderungen ansprechen und eine schnellere Schaltung bewirken.Suitably, the switching element is arranged so that it is flowed around by cooling liquid in the first passage. If it is surrounded on all sides by the coolant, it can respond faster to temperature changes and cause a faster circuit.

Das Schaltelement kann beispielsweise aus einer Formgedächtnislegierung gefertigt sein und sich bei Über- oder Unterschreiten einer Schalttemperatur unter Bewegen des Betätigungselements gegen eine Rückstellkraft verformen. Die Rückstellkraft kann beispielsweise durch eine Rückstellfeder aufgebracht werden. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Schaltelement jedoch eine Bimetallplatte, die sich bei Temperaturänderung verformt. Diese nimmt vorteilhaft oberhalb einer Schalttemperatur eine erste Form und unterhalb der Schalttemperatur eine zweite Form an, so dass eine Verformung des Schaltelements im wesentlichen zwischen den beiden Formen stattfindet, die wiederum der Sperrstellung und der Freigabestellung des Absperrelements entsprechen. Eines Rückstellelements wie beispielsweise einer Feder bedarf es dann nicht.The switching element may for example be made of a shape memory alloy and deform when it exceeds or falls below a switching temperature while moving the actuating element against a restoring force. The restoring force can be applied for example by a return spring. However, according to a preferred embodiment, the switching element is a bimetallic plate which deforms when the temperature changes. This advantageously assumes a first shape above a switching temperature and below the switching temperature a second shape, so that a deformation of the switching element takes place substantially between the two forms, which in turn correspond to the blocking position and the release position of the shut-off. A return element such as a spring is not required.

Es wird bevorzugt, dass das Betätigungselement linear beweglich ist und beispielsweise als Stößel ausgebildet ist. Dies ist konstruktiv einfach zu bewerkstelligen. Dabei wird weiter bevorzugt, dass das Absperrventil ein Sitzventil ist mit einem Ventilsitz und einem auf den Ventilsitz aufsetzbaren und von ihm abhebbaren Ventilteller. Ein solches Sitzventil ist besonders einfach mittels eines Stößels zu betätigen.It is preferred that the actuating element is linearly movable and is designed for example as a plunger. This is structurally easy to accomplish. It is further preferred that the shut-off valve is a seat valve with a valve seat and a valve seat which can be placed on the valve seat and lifted off by it. Such a seat valve is particularly easy to operate by means of a plunger.

Es ist jedoch auch möglich, dass das Betätigungselement dazu ausgebildet ist, die Verformung des Schaltelements in eine Drehbewegung umzuwandeln. Eine Drehbewegung ist insbesondere dann erforderlich, wenn das Absperrventil ein Scheibenventil ist mit einer zur Absperrung und zur Freigabe des zweiten Durchleitkanals verdrehbaren Absperrscheibe.However, it is also possible that the actuating element is designed to convert the deformation of the switching element into a rotational movement. A rotational movement is required in particular when the shut-off valve is a disc valve with a shut-off disc which can be rotated to block and release the second passage.

In den meisten Anwendungsfällen wird der zweite Durchleitkanal bei Überschreiten der Schalttemperatur im ersten Durchleitkanal gesperrt, wenngleich auch die Ausgestaltung denkbar ist, in der der zweite Durchleitkanal bei Unterschreiten der Schalttemperatur im ersten Durchleitkanal gesperrt wird.In most applications, the second passage is blocked when the switching temperature is exceeded in the first passage, although the embodiment is conceivable in which the second passage is blocked when falling below the switching temperature in the first passage.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtIn the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment schematically illustrated in the drawing. It shows

1 eine Vorrichtung zum Durchleiten von Kühlflüssigkeit im Längsschnitt. 1 a device for passing coolant in longitudinal section.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung 10 stellt eine Verbindung eines ersten Kühlkreislaufs (Hochtemperatur-Kühlkreislauf) und eines zweiten Kühlkreislaufs (Niedertemperatur-Kühlkreislauf) mit einem gemeinsamen Ausgleichsbehälter dar. Sie weist ein Gehäuse 12 auf, das ein oberes Gehäuseteil 14 und ein unteres Gehäuseteil 16 aufweist, wobei durch das obere Gehäuseteil 14 ein zwei erste Anschlüsse 18 aufweisender erster Durchleitkanal 20 und durch das untere Gehäuseteil 16 ein zwei zweite Anschlüsse 22 aufweisender zweiter Durchleitkanal 24 für Kühlflüssigkeit verläuft. Die beiden Durchleitkanäle 20, 24 sind mittels einer Trennwand 26 voneinander abgedichtet getrennt, welche zwischen den Gehäuseteilen 14, 16 angeordnet ist. Ein O-Ring 28 zwischen der Trennwand 26 und dem oberen Gehäuseteil 14 hindert Kühlflüssigkeit in diesem Bereich daran, von einem der Durchleitkanäle 20, 22 in den jeweils anderen zu gelangen.The device shown in the drawing 10 represents a connection of a first cooling circuit (high-temperature cooling circuit) and a second cooling circuit (low-temperature cooling circuit) with a common expansion tank. It has a housing 12 on, which is an upper housing part 14 and a lower housing part 16 having, through the upper housing part 14 a first two connections 18 having the first passage 20 and through the lower housing part 16 a two second connections 22 having the second passage 24 for coolant flows. The two passageways 20 . 24 are by means of a partition 26 sealed from each other, which between the housing parts 14 . 16 is arranged. An O-ring 28 between the partition 26 and the upper housing part 14 prevents cooling fluid in this area from it, from one of the passageways 20 . 22 to reach each other.

Zum Sperren des zweiten Durchleitkanals 24 weist die Vorrichtung 10 ein Absperrventil 30 auf, das als Sitzventil mit einem Ventilsitz 32 am unteren Gehäuseteil 16 und einem Absperrelement in Form eines Tellers 34 ausgebildet ist. Der Teller 34, welcher hier mit einer flachen Form dargestellt ist, aber auch eine ballige Form bis hin zur Kugelform aufweisen kann, ist fest auf einem Betätigungselement in Form eines Stößels 36 angeordnet, welcher linear beweglich ist und mit seinem unteren Ende auf einem vom unteren Gehäuseteil 16 nach oben stehenden Führungszapfen 38 geführt ist. Der Stößel 36 ist durch die Trennwand 26 durchgeführt, wobei im Bereich der Durchführung die beiden Durchleitkanäle 20, 24 mittels einer Dichtung 40 gegeneinander abgedichtet sind. An seinem oberen Ende trägt der Stößel 36 ein Schaltelement in Form einer Bimetallplatte 42, die im ersten Durchleitkanal 20 so angeordnet ist, dass sie von beiden Seiten umströmt wird, wenn durch den ersten Durchleitkanal 20 Kühlflüssigkeit durchgeleitet wird. Die Bimetallplatte 42 nimmt, abhängig von ihrer Temperatur, zwei verschiedene Formen an. Zum einen, bei einer Temperatur unterhalb einer Schalttemperatur, eine nach oben gewölbte Form, wie in 1 dargestellt, zum anderen, bei einer Temperatur oberhalb der Schalttemperatur, eine nach unten gewölbte Form. Wird die Schalttemperatur über- bzw. unterschritten, so schnappt die Bimetallplatte 42 in die jeweils andere Form und nimmt dabei den Stößel 36 mit, so dass der Teller 34 zwischen einer in 1 gezeigten, den zweiten Durchleitkanal 24 freigebenden Freigabestellung und einer Sperrstellung beweglich ist, in der er auf dem Ventilsitz 32 aufsitzt und den zweiten Durchleitkanal 24 sperrt.For blocking the second passage 24 has the device 10 a shut-off valve 30 on that as a seat valve with a valve seat 32 on the lower housing part 16 and a shut-off element in the form of a plate 34 is trained. The dish 34 , which is shown here with a flat shape, but may also have a spherical shape up to the spherical shape, is fixed on an actuating element in the form of a plunger 36 arranged, which is linearly movable and with its lower end on one of the lower housing part 16 upstanding guide pin 38 is guided. The pestle 36 is through the partition 26 carried out, wherein in the field of implementation, the two passageways 20 . 24 by means of a seal 40 sealed against each other. At its upper end carries the plunger 36 a switching element in the form of a bimetallic plate 42 , in the first passage 20 is arranged so that it is flowed around from both sides, when passing through the first passage 20 Coolant is passed through. The bimetal plate 42 assumes two different forms, depending on their temperature. On the one hand, at a temperature below a switching temperature, an upwardly curved shape, as in 1 on the other hand, at a temperature above the switching temperature, a downwardly curved shape. If the switching temperature is exceeded or undershot, the bimetal plate snaps 42 in the other form, taking the plunger 36 with, so the plate 34 between an in 1 shown, the second passage 24 releasable release position and a locking position is movable, in which he is on the valve seat 32 seated and the second passage 24 locks.

Die Vorrichtung 10 findet ihren Einsatz bei Anwendungen, bei denen ein Hochtemperatur-Kühlkreislauf und ein Niedertemperatur-Kühlkreislauf mit einem gemeinsamen Ausgleichsbehälter verbunden werden. Der in 1 links dargestellte der ersten Anschlüsse 18 ist dabei mit dem Hochtemperatur-Kühlkreislauf verbunden, der links dargestellte der zweiten Anschlüsse 22 mit dem Niedertemperatur-Kühlkreislauf. Die rechts dargestellten Anschlüsse (erster Anschluss 18, zweiter Anschluss 22) sind an den Ausgleichsbehälter angeschlossen. Auf diese Weise wird ein Ausgleichsbehälter eingespart, wobei jedoch die Möglichkeit besteht, dass bei einer starken Erwärmung der Kühlflüssigkeit im Hochtemperatur-Kühlkreislauf heißes Kühlmittel über den Ausgleichsbehälter in den Niedertemperatur-Kühlkreislauf gelangt. Dies wird dadurch verhindert, dass bei einer Überschreitung der Schalttemperatur die Bimetallplate 42 von der in 1 gezeigten, nach oben gewölbten Form in die nach unten gewölbte Form schnappt und somit das Absperrventil 30 geschlossen wird.The device 10 is used in applications where a high-temperature refrigeration cycle and a low-temperature refrigeration cycle are connected to a common reservoir. The in 1 shown on the left of the first connections 18 is connected to the high-temperature cooling circuit, the left of the illustrated second connections 22 with the low-temperature cooling circuit. The connections shown on the right (first connection 18 , second connection 22 ) are connected to the expansion tank. In this way, a surge tank is saved, but there is the possibility that at a strong heating of the coolant in the high-temperature cooling circuit hot coolant passes through the surge tank in the low-temperature cooling circuit. This is prevented by the bimetallic plate exceeding the switching temperature 42 from the in 1 shown, upwardly curved shape in the downwardly arched shape snaps and thus the shut-off valve 30 is closed.

Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 10 zum Durchleiten von Kühlflüssigkeit mit einem Gehäuse 12, mit einem durch das Gehäuse 12 verlaufenden, zwei erste Anschlüsse 18 aufweisenden ersten Durchleitkanal 20, mit einem durch das Gehäuse 12 verlaufenden, zwei zweite Anschlüsse 22 aufweisenden und gegenüber dem ersten Durchleitkanal 20 mittels einer Trennwand 26 abgedichteten zweiten Durchleitkanal 24, mit einem Absperrventil 30, das ein Absperrelement 34 zum Sperren des zweiten Durchleitkanals 24 und ein Betätigungselement 36 zum Bewegen des Absperrelements 34 zwischen einer den zweiten Durchleitkanal 24 sperrenden Sperrstellung und einer den zweiten Durchleitkanal 24 freigebenden Freigabestellung aufweist, wobei das Betätigungselement 36 durch die Trennwand 26 durchgeführt und mit einem im ersten Durchleitkanal 20 angeordneten, temperaturabhängig reversibel verformbaren Schaltelement 42 aus Metall verbunden ist.In summary, it should be noted that the invention relates to a device 10 for passing coolant with a housing 12 , with one through the housing 12 running, two first connections 18 having first passage 20 , with one through the housing 12 running, two second connections 22 having and with respect to the first passage 20 by means of a partition 26 sealed second passage 24 , with a shut-off valve 30 that is a shut-off element 34 for blocking the second passage 24 and an actuator 36 for moving the shutoff element 34 between a second passage 24 blocking blocking position and a second passage 24 having releasing release position, wherein the actuating element 36 through the partition 26 performed and with a in the first passage 20 arranged, temperature-dependent reversible deformable switching element 42 made of metal.

Claims

Device for passing coolant with a housing ( 12 ), with a through the housing ( 12 ), two first connections ( 18 ) having first passage ( 20 ), with a through the housing ( 12 ), two second ports ( 22 ) and with respect to the first passage ( 20 ) by means of a partition wall ( 26 ) sealed second passage ( 24 ), with a shut-off valve ( 30 ), which has a shut-off element ( 34 ) for blocking the second passage ( 24 ) and an actuator ( 36 ) for moving the shut-off element ( 34 ) between a second passage ( 24 ) blocking the blocking position and a second passage ( 24 ) releasing release position, wherein the actuating element ( 36 ) through the partition wall ( 26 ) and with a in the first passage ( 20 ), temperature-dependent reversibly deformable switching element ( 42 ) is made of metal.

Device according to claim 1, characterized in that the switching element ( 42 ) is arranged so that it of cooling liquid in the first passage ( 20 ) is flowed around.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the switching element ( 42 ) is made of a shape memory alloy and when exceeding or falling below a switching temperature while moving the actuating element ( 36 ) deformed against a restoring force.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the switching element is a bimetallic plate ( 42 ), which deforms when the temperature changes.

Device according to claim 4, characterized in that the bimetallic plate ( 42 ) assumes a first shape above a switching temperature and a second shape below the switching temperature.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating element ( 36 ) is linearly movable.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the shut-off valve ( 30 ) a seat valve is provided with a valve seat ( 32 ) and one on the valve seat ( 32 ) attachable and can be lifted by him valve disc ( 34 ).

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the actuating element ( 36 ) is adapted to the deformation of the switching element ( 42 ) into a rotary motion.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the shut-off valve ( 30 ) a disk valve is provided with a shut-off and to release the second passage ( 24 ) rotatable shut-off disc.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second passage ( 24 ) when the switching temperature in the first passage ( 20 ) is locked.