DE1905039B - Thermostatisch gesteuertes Ventil für den Kühlmittelkreislauf von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein thermostatisch gesteuer- mende kalte Kühlmittel einen wesentlich größeren tes Ventil mit zwei in einem Gehäuse gleichachsig Einfluß auf die Beaufschlagung des Arbeitselementes angeordneten, verbundenen Ventilen, die von einem als das vom Motor kommende erwärmte Kühlmittel, zwischen den Ventilen befindlichen temperaturemp- welches unter Umgehung des Arbeitselementes direkt findlichen Arbeitselement betätigbar sind und wobei 45 in den Ablaufstutzen abfließt, der mit dem Kühldas Gehäuse zwei einander im wesentlichen gegen- mantel der Brennkraftmaschine verbunden ist. Speüberliegende Anschlußstutzen für den Kühlerrück- ziell während des Warmlaufbetriebes, bei dem die lauf und die Kurzschlußleitung und einen etwa senk- Zufuhrleitung vom Kühler geschlossen ist, kann der recht zur Verschiebungsrichtung der Tellerventile Zustand eintreten, daß noch kein Kühlmittel vom angeordneten Abflußstutzen zum Motor aufweist, 50 Kühler her zugeleitet wird, obwohl die Temperatur und das die Kurzschlußleitung steuernde Ventil einen des Kühlmittels weit über den Öffnungspunkt des am verlängerten Schaft des temperaturempfindlichen Ventils angestiegen ist. Diese Verzögerung im An-Arbeitselementes verschiebbar gelagerten Ventilteller sprechen des Arbeitselementes tritt durch die vorträgt, erwähnten ungünstigen Strömungsverhältnisse auf

Es sind thermostaüsche Steuerventile bekannt, bei 55 und kann zum Teil so weit gehen, daß im Kühlkreisdenen mit dem Arbeitselement zwei Ventilteller ver- lauf unzulässige Überhitzungen auftreten, bevor ein bunden sind, die den Zufluß durch zwei einander im Ansprechen des Arbeitselementes eintritt, wesentlichen gegenüberliegende Anschlußstutzen des Bei einem anderen thermostatisch gesteuerten Ventilgehäuses regeln. Im Ruhe- bzw. Kaltzustand Tellerventil, insbesondere für den Kühlwasserumlauf ist ein Anschlußstutzen über das zugehörige Teller- 60 von Brennkraftmaschinen, ist, um am Anfang der ventil geschlossen, während das andere Ventil voll Ventiltellerbewegung den Wasserdurchfluß zu vergeöffnet ist. zögern und die große noch kalte, im Kühler beflnd-

Mit zunehmender Temperatur des zugeführten liehe Menge des Kühlwassers langsam in den Kühl« Mediums verschiebt sich das Arbeitselement, wo- wasserumlauf einzuschalten, der Ventilsitz und der durch der eine Ventilteller von seinem Ventilsitzring es Ventilteller mit einander entgegengerichteten zylinabgehoben wird und der andere Ventilteller sich dem drtochen Randflächen versehen, die im geschlossenen zugehörigen Ventilsitzring nähert, in diesem Be- Zustand und auf einem Teil des Öffnungsweges zwitriebszustand strömen durch beide Anschlußstutzen sehen sich einen Ringspalt bilden, der ab Beginn der

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Ventilöffnung eine geringe Wassermenge durchtreten leitung 10 der Kühlmittelkreislaufleitung verbunden

läßt, wobei die volle Ventilöffnung erst eintritt, wenn und der Auslaßstutzen 11 des Ventils ä mit einer

sich die zylindrischen Randflächen voneinander ent- Kühlmktelpumpe 12 bzw. dem EinlaUstutzen aes

lernt haben. Kühlmantels 2 der Brennkraftmaschine 1,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 5 Das Ventilgehäuse 13 ist mit den /vnscniu,}-thermostatisch gesteuertes Ventil der eingangs er- stutzen 7 und 9 und einem AuslaßstutzenIl versenen läuterten Art so auszubilden, daß eine verbesserte und enthält ein temperaturempfindliches Aroeus-Beaufschlagung des Arbeitselementes durch die über element 14. Im Gehäuse 13 ist ein Ventilsitznng is die Kurzschlußleitung zurückfließende Kühlflüssig- befestigt. Ein Kolben 18 des temperaturempnndiicnen Veit erzielt wird. io Arbeitselementes 14 ist an einer Brücke 16 am \ en-Diese Aufgabe wird nach der Erfindung imwesent- tilsitzring 15 mit einer Befestigung 17 verbunden. liehen dadurch gelöst, daß der Schaft in Längsrich- Der Kolben 18 kann z. B. mit einem Gewinde verlung einen Durchflußkanal aufweist, dessen Austritt sehen sein und mit Hilfe einer Mutter li» in aer zum temperaturabhängigen Arbeitselement hin durch Brücke 16 festgeschraubt und gegebenenfalls nocn die Verschiebung des Ventiltellers gesteuert wird. 15 verlötet werden. Das Gehäuse 20 des temperatur-Dadurch wird erreicht, daß das im Anlaufbetrieb empfindlichen Arbeitselementes 14 ist nut einem nur eine geringe Strömungsgeschwindigkeit aufwei- Ventilteller 21 versehen. T-. Gehäuse 2J) des tempecnde zufließende erwärmte Kühlmittel nicht vom raturempfindlichen Arbeitwlementes 14 ist in De-Kurzschlußventilteller direkt in den Ablaufstutzen kannter Weise ein sich bei Erwärmung ausdehnender abgelenkt wird. Vielmehr strömt das erwärmte Kühl- 20 Stoff untergebracht, der den Kolben 18 aus dem nifttel unabgelenkt am Schaft vorbei bzw. durch die Gehäuse 20 herausdrückt. Durch die feste Serbin-Kanäle des Schaftes hindurch und wird unterhalb des dung des Kolbens 18 mit der Brücke 16 wird bei br-VLiitiltellers radial abgelenkt, so daß es das Gehäuse wärmung das Gehäuse 20 mit dem Ventilteller 21 (in α.s temperaturempfindlichen Arbeiiselementes um- F i g. 2 nach oben) verschoben, s* reicht. Die Durchflußmenge wird dabei vom Kurz- 25 Für das Gehäuse 20 ist am Ventilsitznng 15, vor- ^•!ilußventilteller gesteuert. zugsweise durch Arme 22, 23 eine Führung gebildet, ßci einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der wobei die Arme 22, 23 gleichzeitig ein Widerlager Erfindung besteht der Durchlaßkanal aus eine, Boh- für eine Rückstellfeder 24 bilden. Mit dem Gehäuse ρ mc, in die radiale oder schrägradiale Bohrungen 20 des temperaturempfindlichen Arbeitselementes 14 münden. 30 ist an dessen anderem Ende ein zweiter Ventilteller Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfin- 25 verbunden, der nach Erreichen der gewünschten dung, bei dem der Ventilteller am äußeren Umfang Betriebstemperatur die Öffnung 26 des zweiten Anmit "einem Kragen versehen ist und einen den Schaft schlußstutzens 9 verschließt.

umschließenden Flansch aufweist ist in vorteilhafter Wenn im Anfangszustand ein durch den An-

Weise die Länge des Flansches kleiner gewählt als 35 schlußstutzen 9 zuströmendes Medium eine Tem-

der Abstand der Austrittsöffnungen vom Anschlag peratur unterhalb der Öffnungstemperatur des tem-

des Ventilteller, peraturabhängigen Arbeitselementes 14 aufweist, liegt

Dadurch wird erreicht, daß im Kühlerbetrieb der der Ventilteller 21 am Ventilsitzring 15, an so daß

Ventilteller einerseits die Öffnung des Anschluß- der Zufluß durch den ersten Anschlußstutzen 7 Stutzens abschließt und andererseits durch die Ka- 40 gesperrt ist. Das durch den zweiten Anschlußstutzen 9

näle des Schaftes kein Leckwasser in das Ventil- zuströmende Medium umströmt das Arbeitselement

gehäuse eindringen kann. 14 und fließt durch den Abflußstutzen 11 ab. Mit

In vorteilhafter Weise ist der Anschlag für den zunehmender Erwärmung des zuströmenden Me-

Ventilteller durch Aufbördelung des Schaftendes ge- diums öffnet dann das Arbeitselement 14, wobei sich bildet. 45 das Gehäuse 20 nach oben verschiebt, so daß das

Bei der Verwendung eines Ventiltellers mit einem Ventil 15, 21 öffnet und das Ventil 25, 26 zuneh-

am äußeren Umfang vorgesehenen, zur Längsachse mend geschlossen wird. Während eines Übergangs-

dcs temperaturempfindlichen Arbeitselementes ge- zustandes sind beide Ventile geöffnet und auf das

neigten Kragen werden die Strömungsverhältnisse ,m temperaturempfindliche Arbeitselement 14 wirken Ventilgehäuse ebenfalls verbessert. 50 beide zuströmenden Medien ein.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungs- Erfindungsgemäß ist das Gehäuse 20 dts tempe-

bcispiels erläutert. Dabei zeigt raturabhängigen Arbeitselementes 14 mit einem

Fig. 1 schematisch einen Kühlmittelkreislauf für Schaft 27 verbunden, der einen verschiebbar gelager-

dic Kühlmittelregelung von Brennkraftmaschinen mit ten Ventilteller 25 trägt. Der Schaft 27 weist in seiner

einem erfindungsgemäßen Ventil, 55 Längsrichtung einen Durchflußkanal 28 auf. In dic-

F i g. 2 einen teilweisen Schnitt durch ein erfin- sen Durchflußkanal 28 münden radiale Bohrungen

dungsgemäßes thermostatisch gesteuertes Ventil, und 29. Diese Bohrungen 29 können senkrecht zurLangs-

F iß. 3 einen Teilschnitt entsprechend der Fig. 2 richtung des Schaftes bzw. zum zentralen Kanal z»

bei Kühlerbetrieb. laufen. Bevorzugt sind sie jedoch schräg zur Achse

Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß eine Brennkraft- 60 geneigt ang^ordnat.

maschine 1 mit einem Kühlmantel 2 umgeben ist. Der Schaft 27 weist einen Bördelrand 30 auf, der

Der Kühlmantel 2 weist einen Heißwasser-Austritts- als Befestigung und Widerlager für den Ventilteller

stutzen 3 auf, der mit einem Kühlereintrittsstutzen 4 25 dient. Der Ventilteller 25 stützt sich über eine

eines Kühlers 5 verbunden ist. Der Kaltwasser-Aus- Rückstellfeder 33 am Gehäuse 2Q ab. trittsstutzen 6 des Kühlers 5 steht mit einem ersten 6_S Der Ventilteller 25 weist einen hülsenartigen

Anschlußstutzen 7 eines thermostatisch gesteuerten Flansch 31 auf, dessen Länge geringer ist als der

Ventils fi in Verbindung. Ferner ist der zweite An- Abstand der radialen Bohrungen 29 vom Bordel-

schlußstutzen 9 des Ventils 8 mit einer Kurzschluß- rand ?>0.

Wie aus F ί g. 3 ersichtlich, ist die Anordnung so getroffen, daß bei Anliegen des Ventiltellers 25 auf die öffnung 26 des Anschlußstutzens 9 der hülsenartige Flansch 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 Ventilteller 25 an seinem äußeren Umfang einen Kragen 32 aufweisen, der schräg zur Längsachse des temperaturempfindlichen Arbeitselementes verläuft. Der Kragen 32 dient dazu, das durch den Anschlußstutzen 9 zuströmende Medium derart abzulenken, daß es das thermostatische Afbeitselement 14 voll umströmt. Andererseits dient der Kragen 32 auch als Leitblech für das aus den radialen Bohrungen 29 austretende Medium.

Der erfindungsgemäße Kühlmittelkreislauf ermöglicht es, an sich beliebig gestattete Ventilgehäuse 13 zu verwenden, wobei die Anschlußstutzen 7, 9 und 11 den jeweiligen Einbauverhältnissen entsprechend angeordnet und ausgebildet sein können. Die Anschlußstutzen können auch schräg verlaufen, Krümmungen aufweisen od. dgl. mehr.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines erfindungsgetnäßen Ventils in einem Kühlmittelkreis-ίο lauf, etwa entsprechend der P i g. 1.

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 diese Betriebstemperatur durch den jeweiligen Anteil zweier Medien verschiedener Temperatur geregelt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Medien mit verschiedener Temperatur ein. Das durch Patentansprüche; dei. Abflußstutzen abfließende Medium soll möglichst auf einer konstanten Temperatur gehalten wer-

1. Thermostatisch gesteuertes Ventil mit zwei den. Mit Hilfe des Arbeitselementes, dessen öffin einem Gehäuse gleichachsig angeordneten, 5 nungatemperatur der gewünschten Temperatur des verbundenen Ventilen, die von einem zwischen abfließenden Mediums angepaßt ist, ..~nn dies erden Ventilen befindlichen temperaturempfind- reicht werden. Nachteilig bei dieser bekannten Einlichen Arbeitselement betätigbar sind und wobei richtung ist es, daß die Beaufschlagung des tempedas Gehäuse zwei einander im wesentlichen raturempfindlichen Arbeitselementes durch die beigegenüberliegende Anschlußstutzen für den Küh- io den zufließenden Medien nicht immer dem jeweiligen lerrücklauf und die Kurzschlußleitung und einen Mengenanteil entspricht. Innerhalb des Gehäuses etwa senkrecht zur Verschiebungsrichtung der treten für das von einem Stutzen zufließende Mtdium Tellerventile angeordneten Abflußstutzen zum ungünstige Strömungsverhältnisse auf, wodurch die-Motor aufweist, und das die Kurzschlußleitung ses Medium häufig am Arbeitselement vorbei unsteuernde Ventil einen am verlängerten Schaft 15 mittelbar in den Abflußstutzen fließt.

des temperaturempfindlichen Arbeitselementes Bei Kühlmittelkreisläufen unter Verwendung dieser verschiebbar gelagerten Ventilteller trägt, da- bekannten thermostatisch gesteuerten Ventile wird durch gekennzeichnet, daß der Schaft im allgemeinen dem Anschlußstutzen, dem die HaI-(27) in Längsrichtung einen Durchflußkanal (28) terung des Arbeitselementes benachbart ist, Kühlaufweist, dessen Austritt zun« temperaturabhängi- 20 flüssigkeit zugeführt, die von einem Kühler kommt, gen Arbeitselement (14) hin durch die Verschie- während dem gegenüberliegenden Anschlußstutzen bung des Ventiltellers (25) gesteuert wird. über eine Kurzschlußleitung das von der Brennkraft-

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn- maschine erwärmte Kühlmittel zugeführt wird. Der zeichnet, daß der Durchflußkanal aus einer Boh- Abflußstutzen ist dann mit dem Eingang des Kühlrung (28) besteht, in die radiale oder schräg- 25 mantels der Brennkraftmaschine verbunden. Es radiale Bohrungen (29) münden. treffen somit im Ventilgehäuse Kühlmittelanteile von

3. Veir.'I nach Anspruch 1 oder 2, mit einem verschiedenen Temperaturen und Mengen aufein-Ventilteller, der am äußeren Umfang mit einem ander, die zum einen Teil ungekühlt von der Brenn-Kragen versehen ist und einen den Schaft um- kraftmaschine und zum anderen Teil gekühlt aus schließenden Flansch aufvi ^J.ist, dadurch gekenn- 30 dem Kühler kommen.

zeichnet, daß die Länge des Flansches (31) Zunächst bleibt die Zufuhrleitung vom Kühler gekleiner ist als der Abstand der Austrittsöffnungen schlossen, bis das direkt von der Brennkraftmaschine vom Anschlag (30) des Ventiltellers (25). kommende Kühlmittel eine der Betriebstemperatur

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekenn- entsprechende Temperatur aufweist. Bei Zunahme zeichnet, daß der Anschlag (30) durch Aufbör- 35 der Temperatur des Kühlmittels wird das Arbeitsdelung des Schaftendes gebildet ist. element und der Einlaß von der Kühlerseite geöffnet,

bis schließlich bei Erreichen der Betriebstemperatur

des Kühlmittels der Einlaß von der Motorseite verschlossen wird. Im Zwischenbereich hat bei den bis-40 her bekannten Ventilen das aus dem Kühler kom-