DE1905039A1

DE1905039A1 - Kuehlmittelkreislauf,insbesondere fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1905039A1
Application number: DE19691905039
Authority: DE
Inventors: Roland Saur
Original assignee: Behr Thomson Dehnstoffregler GmbH and Co
Current assignee: Behr Thomson Dehnstoffregler GmbH and Co
Priority date: 1969-02-01
Filing date: 1969-02-01
Publication date: 1970-08-06
Also published as: FR2033794A5; SU396031A3; GB1298013A

Description

Firma Behr-Thomson Dehnstoffregler GmbH, Stuttgart-Feuerbaoh,

Steiermärker Straße 12

"Kühlmittelkreislauf, insbesondere für Brennkraftmaschinen"

Die Erfindung betrifft einen Kühlmittelkreislauf, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit einem im Kühlerrücklauf angeordneten thermostatisch gesteuerten Ventil, wobei zwei in einem Gehäuse verbundene., gleichachsig angeordnete Tellerventile von einem im Gehäuse gelagerten temperaturempfindlichen Arbeitselement betätigbar sind und das Gehäuse zwei einander im wesentlichen gegenüberliegende Anschlußstutzen und einen etwa senkrecht zur Verschiebungsrichtung der Tellerventile angeordneten Abflußstutzen aufweist.

Es sind thermostatische Steuerventile bekannt, bei denen mit dem Arbeitselement zwei Ventilteller verbunden sind, die den Zufluß durch zwei einander im wesentlichen gegenüberliegende Anschlußstutzen des Ventilgehäuses regeln. Im Ruhe- bzw. Kaltzustand ist ein Anschlußstutzen über das zugehörige Tellerventil geschlossen, während das andere Ventil voll geöffnet ist.

Mit zunehmender Temperatur des zugeführten Mediums verschiebt sich das Arbeitselement, wodurch der eine Ventilteller vonseinem Ventilsitzring abgehoben wird und der andere Ventilteller sich dem zugehörigen Ventilsitzring ,njülert. In. diesem Betriebszustand strömen durcii beide Anschlußstutzen Medien mit verschiedener Temperatur ein. Das durch den Abflußstutzen abfließende Medium soll möglichst auf einer konstanten Temperatur gehalten werden. Mit Hilfe des Arbeitselementes, dessen Öffnungstemperatur der gewünschten Temperatur des abfließenden Mediums angepaßt ist, kann dies

009832/110·

—2—

Gmpräfdi· am Fernaprecber haben keine rechtsverbindliche Wirkung.

erreicht werden. Nachteilig bei dieser bekannten Einrichtung ist . es, daß die Beaufschlagung des temperaturempfindlichen Arbeitsele-f mentes durch die beiden zufließenden Medien nicht immer dem, je- ; weiligen Mengenanteil entspricht. Innerhalb des Gehäuses treten ^! für das von einem Stutzen zufließende Medium ungünstige Strömungs-i Verhältnisse auf, wodurch dieses Medium häufig am Arbeitselement vorbei unmittel in den Abflußstutzen fließt.

Bei Kühlmittelkreisläufen unter Verwendung dieser bekannten thermostatisch gesteuerten Ventile wird im allgemeinen dem Anschlußstutzen, dem die Halterung des Arbeitselementes benachbart ist, Kühlflüssigkeit zugeführt, die von einem Kühler kommt, während dem gegenüberliegenden Anschlußstutzen über eine Kurzschlußleitung das von der Brennkraftmaschine erwärmte Kühlmittel zugeführt wird. Der Abflußstutzen ist dann mit dem Eingang des Kühlmantels der Brennkraftmaschine verbunden. Es treffen somit im Ventilgehäuse Kühlmittelanteile von verschiedenen Temperaturen und Mengen aufeinander, die zum einen Teil ungekühlt von der Brennkraftmaschine und zum anderen Teil gekühlt aus dem Kühler kommen.

Zunächst bleibt die Zufuhrleitung vom Kühler geschlossen, bis das direkt von der Brennkraftmaschine kommende Kühlmittel eine der Betriebstemperatur entsprechende Temperatur aufweist. Bei Zunahme der Temperatur des Kühlmittels wird das Arbeitselement und der Einlaß von der Kühlerseite geöffnet, bis schließlich bei Erreichen der Betriebstemperatur des Kühlmittels der EüLaß von der Motorseite verschlossen wird. Im Zwischenbereich hafc bei den bisher bekannten Ventilen das aus dem Kühler kommende kalte Kühlmittel einen wesentlich größeren Einfluß auf die Beaufschlagung des Arbeitselementes als das vom Motor kommende erwärmte Kühlmittel, welches unter Umgehung des Arbeitselementes direkt in den Ablaufstutzen abfließt, der mit dem Kühlmantel der Brennkraftmaschine verbunden ist. Speziell während des Warmlaufbetriebes, bei dem die Zufuhrleitung vom Kühler geschlossen ist, kann der Zustand eintreten, daß noch kein Kühlmittel vom Kühler her zugeleitet wird, ofewohl die Temperatur des Kühlmittels weit über den öffnun^spunkt des Ventils angestiegen ist. Diese Verzögerung im Ansprechen des Arbeitselementes tritt durch die vorerwähnten ungünstigen Strömungsverhältnisse auf und kann zum Teil so weit gehen, flaß im Kühlkreis* lauf unzulässige Überhitzungen auftreten, bevor ein Ansprechen Arbeitselementes eintritt. -^-

009832/1109

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühlmittelkreislauf, mit einem thermostatisch gesteuerten Ventil der eingangs erläuterten Art so auszubilden, daß er besser als die bisher bekannten den Erfordernissen der Praxis gerecht wird und insbe- ! sondere einer den jeweiligen Mengen- und Temperaturverhältnissen ' der beiden zufließenden Medien entsprechende Beaufschlagung des Arbeitselementes erlaubt.

; Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Kühlmittekreis- \ lauf der eingangs erläuterten Art im wesentlichen dadurch gelöst, daß das Gehäuse des temperaturabhängigen Arbeitselementes mit einem Bolzen verbunden ist, der einen verschiebbar gelagerten Ventilteller trägt und daß der Bolzen in Längsrichtung eine Boh-. rung aufweist in die radiale Bohrungen münden.

Dadurch wird erreicht, daß das im Anlaufbetrieb nur eine geringe Strömungsgeschwindigkeit aufweisende zufließende erwärmte Kühlmittel nicht vom Kurzschlußventilteller direkt in den Ablaufstutzen abgelenkt wird.
Vielmehr strömt das erwärmte Kühlmittel unabgelenkt in die Zentralbohrung des Bolzens und wird unterhalb des Ventiltellers radial abgelenkt, so daß es das Gehäuse des temperaturempfindlichen j Arbeitselementes umstreicht.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Ventilteller einen hülsenartigen Flansch auf, dessen Län_f;e klei- : ner ist als der Abstand der radialen Bohrungen von der Anschlagfläche des Bolzens für den Ventilteller im Schließsustand.

Dadurch wird erreicht, daß im Kühierbetrieb der Ventilteller einerseits die öffnung des Anschlußstutzens abschließt und andererseits durch die Bohrungen im Bolzen kein Leckwasser in das Ventilgehäuse eindringen kann.

009832/1109

In vorteilhafter Weise ist der Bolzen auf das Gehäuse des temperaturempfindlichen Arbeitselementes aufgeschweißt und weist einen Bördelrand als Anschlagfläche für das Tellerventil auf.

, Der Ventilteller besitzt vorteilhafterweise am äußeren Umfang j
einen zur Längsachse des temperaturempfindlichen Arbeitselementes geneigten Kragen. Durch diese Ausbildung werden die Strömungsverhältnisse im Ventilgehäuse ebenfalls verbessert.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die radialen Bohrungen schräg zur Bolzenlängsachse angeordnet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch ein AusfUhrungsbeispiel darstellt. Dabei zeigt:

Fig.l schematisch einen erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislauf für die Kühlmittelregelung von Brennkraftmaschinen,

Fig.2 einen teilweisen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes ther- j mostatisch gesteuertes Ventil, und

Fig.) einen Teilschnitt entsprechend der Fig.2 bei Kühlerbetrieb.

Aus Fig.l ist ersichtlich, daß eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Kühlmantel 2 umgeben ist. Der Kühlmantel 2 weist einen Heißwasser-Austrittsstutzen j> auf, der mit einem Kühlereintrittsstutzen kleines Kühler.ψ verbunden ii:t. Der Kaltwasser-Austrittsstutzen 6 dec Kühlers 5 steht mit einem ersten Anschlußstutzen 'J eines thermostatisch gesteuerten Ventils B in Verbindung. FeTier ist der zweite Anschlußstutzen 9 des Ventils 8 mit olner Kurzschlußleitung Io der Kühlmittelkreislaufleitung verbunden und der Auslaßstutzen 11 dec Ventils £3 mit einer Kühlinittelpumpe 12 bzw. dem Einla3stutzen des Kühlmantels 2 der Brennkraftmaschine 1.

-5-

009832/1 109

* BAD ORIQlMAL

Das Ventilgehäuse 13 ist mit den Anschlußstutzen 7 und 9 und einem Auslaßstutzen 11 versehen und enthält ein temperaturempfindliches ; Arbeitselement 14. Im Gehäuse 13 ist ein Ventilsitzring 15 be- ; festigt. Ein Kolben 18 des temperaturempfindlichen Arbeitsele- _: mentes'14 ist an einer Brücke 16 am Ventilsitzring 15 mit einer Befestigung 17 verbunden. Der Kolben 18 kann z.B. mit einem Gewinde versehen sein und mit Hilfe einer Mutter 19 in der Brücke 16 festgeschraubt und gegebenenfalls noch verlötet werden. Das Gehäuse £o des temperaturempfindlichen Arbeitselementes 14 ist mit ehern Ventilteller 21 versehen. Im Gehäuse 2_o des temperaturempfindlichen Arbeitselementes 14 ist in bekannter Weise ein sich bei Erwärmung ausdehnender Stoff untergebracht, der den Kolben -18 aus dem Gehäuse 2!o herausdrückt. Durch die feste Verbindung des Kolbens 18 mit der Brücke 16 wird bei Erwärmung das Gehäuse _g£ mit dem Ventilteller 21 (inFig.2 nach oben) verschoben.

Für das Gehäuse 2_o ist am Ventilsitzring 15 > vorzugsweise durch Arme 22,23 eine Führung gebildet, wobei die Arme 22,23 gleichzeitig ein Widerlager für eine Rückstellfeder 24 bilden. Mit dem Gehäuse 2£ des temperaturempfindlichen Arbeitselementes 14 ist an ! dessen anderen Ende ein zweiter Ventilteller 25 verbunden, der nach Erreichen der gewünschten Betriebstemperatur die Öffnung 26 des zweiten Anschlußstutzens 9 verschließt.

Wenn im Anfangszustand ein durch den Anschlußstutzen 9 zuströmendes Medium eine Temperatur unterhalb der Öffnungstemperatur des temperaturabhängigen Arbeitselementes 14 aufweist, liegt der Ventilteller 21 am Ventilsitzring 15 an, so daß der Zufluß durch den . ersten Anschlußstutzen 7 gesperrt ist. Das durch den zweiten An- i schlußstutzen 9 zuströemende Medium umströmt das Arbeitselement 14j j und fließt durch den Abflußstutzen 11 ab. Mit zunehmender Er- ' • wärmung des zuströmenden Mediums öffnet dann das Arbeitselement 14 wobei sich das Gehäuse 2_o nach oben verschiebt, so daß das Ven- ; ί til 15j21 öffnet und das Ventil 25*25 zunehmend geschlossen wird.

009832/1109

j Während eines Übergangszustandes sind beide Ventile geöffnet und auf das temperaturempfindliche Arbeitselementi W -Wirken .beide.zuströmenden Medien- ein. -.-.,. .... ., ..-

Erfindungsgemäß istdas Gehäuse 2_o des temperaturabhängigen Ar-, beitselementes 14 mit einem Bolzen 27 verbunden, der einen verschiebbar gelagerten Ventilteller 25 trägt. Der Bolzen 2? weist in seiner Längsrichtung eine Zentralbohrung 28 auf. In diese Zentralbohrung 2b¹ münden radiale Bohrungen 29· Diese Bohrungen 29 können senkrecht zur Längsrichtung des Bolzens bzw. zur Zentralbohrung 28 laufen. Bevorzugt sind sie jedoch schräg zur Achse geneigt angeordnet.

Der Bolzen 27 weist einen Bördelrand _?o auf, der als Befestigung und Widerlager für den Ventilteller 25 dient. Der Ventilteller 25 stützt sich über eine Rückstellfeder 33 am Gehäuse 2_£ ab.

Der Ventilteller 25 weist einen hülsenartigen -Plansch 31 auf, des-, sen Länge geringer ist als der Abstand der radialen Bohrungen 29 vom Bördelrand 3o. ^!

Wie aus Figo ersichtlich, ist die Anordnung so getroffen, daß bei Anliegen des Ventiltellers 25 auf die öffnung 26 des Anschlußstutzens 9 der hülsenartige Plansch 31 die Austrittsöffnungen der radialen Bohrungen 29 verschließt, so daß kein Leckwasser aus dem Anschlußstutzen 9 in das Ventilgehäuse eindringen kann.

Zusätzlich kann, nach einer Weiterbildung der Erfindung, der Ve»- _: tilteller 25 an seinem äußeren Umfang einen Kragen 32 aufweisen, : der schräg zur Längsachse des temperaturempfindlichen Arbeitsele- ; mentes verläuft. Der Kragen 32 dient dazu, daß durch den Anschlußstutzen 9 zuströmende Medium derart abzulenken, daß es das I thermostatische Arbeitselement 14 voll umströmt. Andererseits ^: dient der Kragen 32 auch als Leitblech für das aus den radialen i ' Bohrungen 29 austretende Medium. \

009832/1109

.Der erfindungsgemäße Kühlmittelkreislauf ermöglicht es, an sich beliebig gestaltete Ventilgehäuse 15 zu verwenden, wobei die Ansohlußatutzen 7*9 und 11 den jeweiligen Einbauverhältnissen entsprechend angeordnet und ausgebildet sein können. Die Anschlußstutzen können auch schräg verlaufen, Krümmungen aufweisen od. dergl. mehr.

Besondere vorteilhaft 1st die Verwendung eines erfindungsgemäßen Ventil« in einem Kühlmittelkreislauf, etwa entsprechend der Fig.l.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt, ■· sondern läßt sich gleich vorteilhaft überall dort anwenden, wo .· ein Medium eine bestimmte Betriebstemperatur aufweisen soll und j diese Betriebstemperatur durcli den jeweiligen Anteil zweier Me-, dien verschiedener Temperatur geregelt wird.

Die Erfindung ist felier nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere können fachlichkonstruktive Abänderungen hinsichtlich der Ausbildung der Halterung des Arbeitselementes, der Befestigung des Kolbens, der Befestigung des Ventilsitzringes im Gehäuse u.dergl. mehr vorgenommen werden, ohne den Berefch der Erfindung zu verlassen. Die Erfindung umfaßt ferner sämtliche Teil- und ünterkombinationen der ibeschriebenen und/oder dargestellten Merkmale.

- Ansprüche -

009832/1 109

BAD

Claims

Ansprüche

Cl. Kühlmittelkreislauf, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit Nniaem im Kühlerrücklauf angeordneten, thermostatisch gesteuerten I Ventil, wobei zwei in einem Gehäuse verbundene, gleichachsig an- ;geordnete Ventile von einem im Gehäuse gelagerten temperaturempfindlichen Arbeitsäement betätigbar sind und das Gehäuse zwei einander im wesentlichen gegenüberliegende Anschlußstutzen und einen etwa senkrecht zur Verschiebungsrichtung der Tellerventile angeordneten Abflußstutzen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hehäuse (2jo) des temperaturabhängigen Arbeitselementes (14) mit einem Bolzen (27) versehen ist, der einen verschiebbar gelagerten Ventilteller (25) trägt und daß der Bolzen (27) in Längsrichtung eine Bohrung (28) aufweist, in die radiale Bohrungen (29) münden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (25) einen hülsenartigen Plansch (3I) aufweist und daß dessen Länge kleiner ist als der Abstand der radialen Bohrungen (29) von der Anschlagfläche (30) des Bolzens (27) für den Ventilteller (25) im Schließzustand.
5· Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (27) einen Bördelrand (po) als Anschlagfläche aufweist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (25) am äußeren Umfang mit einem zur Längsachse des temperaturempfindlichen Arbeitselementes (14) geneigten Kragen (22) versehen ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Bohrungen (29) schräg zur Bolzenlängsachse verlaufen.

009832/1109

IHSPECTED
6. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaufstutzen (11) mit einem Kühlmanteleinlaß (12) j einer Brennkraftmaschine (l), der Anschlußstutzen (9) mit einer Kurzschlußleitung (Io) und der Anschlußstutzen (7) in einem Kühler-Kai twasseraustrittsstutzen (ό) verbunden ist.

009832/1109

ΊΟ

Leerseite