DE1942250B2 - Temperaturabhaengiger Stellmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen temperaturabhängigen Stellmotor, mit in einem Gehäuse befindlichem festen, flüssigen oder gasförmigen Stoff, bei dem die der Kolbenaustrittsstelle entgegengesetzte Endfläche des Gehäuses eine zylindrische Verlängerung aufweist und diese zylindrische Verlängerung als Halteelement für ein verschiebbar gelagertes erstes Stellglied dient sowie w> mit einem Arbeitskolben und einem zweiten Stellglied, wobei die Verlängerung in Längsrichtung eine zentrale Bohrung aufweist in die radiale Bohrungen münden.

Ein derartiger temperaturabhängiger Stellmotor ist durch das ältere Patent 19 05 039 geschützt. ivi

Bei derartigen temperaturabhängigen Stellmotoren wird bei Temperaturerhöhung bzw. bei einem bestimmten Wärmezustand der Arbeitskolben mehr oder weniger weit aus dem Gehäuse herausgeschoben. Dadurch wird eine Temperaturerhöhung in eine Verschiebebewegung umgesetzt Derartige Arbeitselemente Finden in verschiedenartigsten Regelanlagen zunehmend Verwendung.

Die zur Betätigung des Kolbens notwendige Temperaturerhöhung wird entweder durch eine elektrische Heizung, hauptsächlich aber durch ein entsprechend Wärme transportierendes Medium geliefert

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den temperaturabhängigen Stellmotor nach dem älteren Patent 19 05 039 derart auszubilden, daß mehrere Stellbewegungen ausführbar sind, die unter dem Einfluß der Temperatur eines Mediums erfolgen, wobei die Herstellung dieser Massenartikel unter möglichst geringem Arbeitszeit- und Kostenaufwand ermöglicht werden soll.

Diese Aufgabe wird bei einem Stellmotor der eingangs erläuterten Art im wesentlichen dadurch gelöst daß das zweite Stellglied am oder oberhalb des oberen Randes des Gehäuses am Kolbenaustrittsende des Gehäuses angeordnet ist daß der Teil des Stellmotors, der die temperaturabhängige Stoff-Füllung enthält zwischen den Stellgliedern bzw. einem Ringrand eines Stellgliedes angeordnet und dadurch lediglich dem Temperatureinfluß eines zwischen den beiden Stellgliedern vorhandenen Mediums ausgesetzt ist

Dadurch wird erreicht daß für die Betätigung des Stellmotors lediglich ein Medium maßgebend ist während außerhalb der beiden Stellglieder auch andere, in ihrer Temperatur verschiedene, Medien vorhanden sein können. Die vorgesehene Längsbohrung in der zylindrischen Verlängerung des Gehäuses ermöglicht andererseits in speziellen Fällen eine geringe Teilmenge eines Mediums außerhalb des unteren Stellgliedes wirksam werden zu lassen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft wenn ein zylindrischer Halteteil für das zweite Stellglied zwischen Gehäuse und einer Kolbendichtungskappe angebracht ist In noch weiterer Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn der untere Rand des zylindrischen Halteteils eingebördelt ist

Nach einem noch weiteren Merkmal der Erfindung ist es vorteilhaft wenn das vorzugsweise eben ausgebildete zweite Stellglied mittels eines umgebördelten Randes des zylindrischen Halteteils befestigt ist.

In zweckmäßiger Ausgestaltung ist das zweite Stellglied trichterartig ausgebildet.

Nach einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in einem Bördelrand des Gehäuses eine Abdeckkappe befestigt deren Außenrand mit dem Ringrand des Stellgliedes dichtend zusammenwirkt

Schließlich ist es für viele Anwendungsfälle vorteilhaft daß das erste und zweite Stellglied als Ventilteller ausgebildet sind, die mit in einem Ventilgehäuse angeordneten Ventilsitzringen zusammenarbeiten.

Durch die Einbördelung des unteren Randes des zylindrischen Halteteils im oberen Gehäuserand ergibt sich eine zusätzliche Dichtungswirkung. Durch die in einem Bördelrand des Gehäuses befestigte Abdeckkappe wird erreicht, daß für die Betätigungstemperatur des Stellmotors nur die Temperatur des Mediums maßgebend ist, welches sich unterhalb des zweiten Stellgliedes befindet Die Abdeckkappe wirkt dabei als thermische Isolierung.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand von Ausführungsbeispielen, die schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. Dabei

F i g. 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Ventilgehäuse, insbesondere für Kühlwassersysteme, und

Fig.2 ein abgewandeltes, zweites Aus/ührungsbeispiel der Erfindung.

Die nachfolgende Beschreibung wird anhand einer Verwendung des erfindungsgemäßen Stellmotors in einem Kühlmittelkreislauf, insbesondere für Brennkraftmaschinen mit einem im Kühlmittelrücklauf angeordneten, thermostatisch gesteuerten Ventil, vorgenommen, wobei zwei in einem Gehäuse verbundene, gleichachsig angeordnete Ventile von einem im Gehäuse gelagerten temperaturempFindlichen Arbeitselement bzw. Stellmotor betätigbar sind und das Gehäuse zwei einander im wesentlichen gegenüberliegende Anschlußstutzen und einen etwa senkrecht zur Verschieberichtung der Tellerventile angeordneten Abflußstutzen aufweist

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß ein Ventilgehäuse 14 Anschlußstutzen 21 und 22 und einen Auslaufstutzen 23 aufweist In dem Ventilgehäuse 14 ist ein erfindungsgemäßer Stellmotor mit Gehäuse 1 und Arbeitskolben 8 dargestellt Im Ventilgehäuse 14 ist ein Ventilsitzring 15 befestigt Der Arbeitskolben 8 des Stellmotors ist an einer Brücke, die als Kolbenwiderlager 17 ausgebildet ist befestigt Der Kolben 8 kann z. B. mit einem Gewinde versehen sein und mit Hilfe einer Mutter im Kolbenwiderlager 17 festgeschraubt und gegebenenfalls noch verlötet werden. Das Gehäuse 1 des Stellmotors ist mit einem Ventilteller 12 versehen. Im Gehäuse 1 des Stellmotors ist in bekannter Weise ein sich bei Erwärmung ausdehnender Stoff untergebracht, der den Kolben 8 aus dem Gehäuse 1 herausdrückt. Durch die feste Verbindung des Kolbens 8 mit dem Kolbenwiderlager 17 wird bei Erwärmung das Gehäuse 1 mit einem Ventilteller 12 bzw. 24 verschoben.

Das Gehäuse 1 ist an der der Kolbenaustrittsstelle entgegengesetzten Endfläche mit einer zylindrischen Verlängerung 2 (z. B. einem angeschweißten Bolzen) versehen, die eine zentrale Bohrung 3 aufweist, in die radiale Bohrungen 4 münden. Die Verlängerung 2 ist vorteilhafterweise mit einer Anschlagfläche bzw. einem Bördelrand 5 versehen. Auf der Verlängerung 2 ist verschiebbar, gegen die Wirkung einer Rückstellfeder 7 ein weiterer Ventilteller 6 befestigt, der mit einem Ventilsitzring 16 des zweiten Anschlußstutzens zusammenwirkt Der Ventilteller 12 wirkt andererseits mit einem Ventilsitzring 15 im Gehäuse 14 zusammen.

Nach F i g. 1 ist der Ventilteller 12 mit dem Gehäuse 1 über einen zylindrischen Halteteil 10 verbunden, der einerseits in einem Bördelrand 11 des Gehäuses festgehalten ist und andererseits einen Bördelrand 13 zur Befestigung des Ventiltellers 12 aufweist. Der Kolben 8 ist von einer elastischen Kolbendichtungskappe 9 umgeben, die durch den zylindrischen Halteteil 10 ebenfalls zusätzlich gestützt wird.

Dadurch, daß der Ventilteller 12 am bzw. oberhalb des oberen Randes des Gehäuses 1 befestigt ist, befindet sich der Stellmotor zur Gänze auf der unteren Seite des Ventilsitzringes 15.

In Fig.2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 versehen sind.

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Unterschiedlich gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Ausbildung des zweiten Stellgliedes. Dieses Stellglied 24 ist trichterartig ausgebildet und liegt mit einem Rand direkt am Gehäuse 1 an bzw. ist mit diesem Rand mit dem Gehäuse 1 fest verbanden. An der breiten Basis des trichterartigen Stellgliedes 24 ist ein, vorzugsweise ebener, Ringrand 26 vorgesehen. In einem Bördelrand 11 des Gehäuses 1 ist eine Abdeckkappe 25 befestigt, die mit ihrem Außenrand dichtend am Ringrand 26 des Stellgliedes 24 anliegt Die Abdeckkappe 25 ist mit einer öffnung versehen, in der der Bolzen 8 des Stellmotors geführt ist Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 dient die Abdeckkappe 25 als thermische Isolierung, da trotz des durch das Stellglied 24 hindurchragenden Stellmotors 1 keine Beeinflussung durch die Temperatur des Mediums oberhalb des Stellgliedes stattfinden kann. Damit wird dieselbe Wirkung wie bei Lösung nach F i g. 1 erzielt Ein weiterer Vorteil der Erfindung nach F i g. 2 besteht in der trichterförmigen Gestaltung der Abdeckkappe 25, durch deren strömungsgünstige Formgebung eine wesentliche Herabsetzung des Durchflußwiderstandes erzielt wird. Mit dem Fußteil der Abdeckkappe 25 ist der obere Teil des Gehäuses 1 abdichtend umgeben, so daß ein Medium oberhalb der Dichtungskappe 25 keinen Einfluß auf den Stellmotor ausübt

Wird das vorstehend beschriebene, mit einem erfindungsgemäßen Stellmotor versehene Ventil 14 in einen Kühlerkreislauf eingeschaltet, dann ist normalerweise der erste Anschlußstutzen 21 mit dem Kaltwasseraustrittsstutzen des Kühlers und der zweite Anschlußstutzen 22 des Ventils mit einer Kurzschlußleitung der Kühlmittelkreislaufleitung verbunden und ferner der Auslaßstutzen 23 des Ventils mit einer Kühlmittelpumpe bzw. dem Einlaßstutzen des Kühlmantels einer Brennkraftmaschine. Dadurch, daß sich der Ventilteller 12 bzw. 24 oberhalb des Stellmotors befindet wird jeglicher Kaltwassereinfluß auf die Öffnungstemperatur des Stellmotors vermieden.

Zweckmäßigerweise ist der Ventilteller 6 mit einem hülsenartigen Flansch 20 versehen, dessen Länge geringer ist als der Abstand der radialen Bohrungen 4 vom Bördelrand der Verlängerung 2. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß bei Anliegen des Ventiltellers 6 auf die Öffnung 16 des Anschlußstutzens 22 der hülsenartige Flansch 20 die Austrittsöffnungen der radialen Bohrungen 4 verschließt, so daß kein Leckwasser aus dem Anschlußstutzen 22 in das Ventilgehäuse eindringen kann.

Der erfindungsgemäße Stellmotor ist nicht auf die Anwendung in einem Ventil eines thermostatisch gesteuerten Kühlmittelkreislaufes beschränkt. Er 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. Es sind ferner eine Reihe weiterer Anwendungsmöglichkeiten gegeben, bei denen zwei unabhängig voneinander wirkende Stellglieder 6 und 12, die vorzugsweise gegen Rückstellfedern 7 bzw. 19 wirken, in Abhängigkeit von der Temperatur Stellbewegungen durchführen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Temperaturabhängiger Stellmotor, mit in einem Gehäuse befindlichem festen, flüssigen oder gasförmigen Stoff, bei dem die der Kolbenaustrittsstelle s entgegengesetzte Endfläche des Gehäuses eine zylindrische Verlängerung aufweist und diese zylindrische Verlängerung als Halteelement für ein verschiebbar gelagertes erstes Stellglied dient, sowie mit einem Arbeitskolben und einem zweiten to Stellglied wobei die Verlängerung in Längsrichtung eine zentrale Bohrung aufweist, in die radiale Bohrungen münden, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Stellglied (12 bzw. 24) am oder oberhalb des oberen Randes des Gehäuses (1) am Kolbenaustrittsende des Gehäuses angeordnet ist, daß der Teil des Stellmotors (1), der die temperaturabhängige Stoff-Füllung enthält, zwischen den Stellgliedern (6 bzw. 12, 24) bzw. einem Ringrand (26) eines Stellgliedes (24) angeordnet und dadurch lediglich dem Temperatureinfluß eines zwischen den beiden Stellgliedern (6 bzw. 12, 24) vorhandenen Mediums ausgesetzt ist

2. Stellmotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zwischen Gehäuse (1) und einer Kolbendichtungskappe (9) angebrachten zylindrischen Halteteil (10) für das zweite Stellglied (12).

3. Stellmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rand des zylindrischen Halteteils (10) eingebördelt ist jo

4. Stellmotor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vorzugsweise eben ausgebildete zweite Stellglied (12) mittels eines umgebördelten Randes (13) des zylindrischen Halteteils (10) befestigt ist

5. Stellmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Stellglied (24) trichterartig ausgebildet ist

6. Stellmotor nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine in einem Bördelrand (11) des Gehäuses (1) befestigte Abdeckkappe (25), deren Außenrand mit dem Ringrand (26) des Stellgliedes (24) dichtend zusammenwirkt.

7. Stellmotor nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet « daß erstes (6) und zweites (12 bzw. 24) Stellglied als Ventilteller ausgebildet sind, die mit in einem Ventilgehäuse (14) angeordneten Ventilsitzringen (15,16) zusammenarbeiten.

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