DE19543348A1 - Thermostatisch gesteuertes Bypaßventil mit elektromagnetischer Zusatzsteuerung für ein mit einem Latentwärmespeicher und einer Standheizung ausgerüstetes Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ein thermostatisch gesteuertes Bypassventil mit elektromagnetischer Zu­ satzsteuerung, das sich insbesondere für ein mit einem Latentwär­ mespeicher und einer Standheizung (Verbrennungsgas/Flüssigkeits- Wärmetauscher) ausgerüstetes Kraftfahrzeug eignet.

Für die thermostatische Durchflußregelung des Bypassventiles ist ein, aus einem dehnbaren zylindrisch ausgebildeten Hohlkörper und einem Rohr gebildeter Ventilkörper vorgesehen, der verschiebbar in einer vertikal angeordneten Bohrung eines Ventilgehäuses geführt ist und der bei ansteigender Kühlwassertemperatur durch seine Vol­ umenzunahme beim Verdampfen einer im Hohlkörper enthaltenen Flüs­ sigkeit durch den Auftrieb im Kühlwasser in seine obere Endlage ge­ drängt wird. Dabei gibt der Ventilkörper den Durchfluß des Kühlwa­ ssers durch eine in einem unteren Gehäusedeckel angebrachte Abfl­ ußöffnung hindurch zu einem in den Kühlwasserkreislauf integrier­ ten Kühler (Luft/Flüssigkeits-Wärmetauscher) bei gleichzeitigem Abdichten einer am Ventilgehäuse angebrachten Abflußöffnung für die Abzweigung einer am Kühler vorbeiführenden Bypassleitung zuneh­ mend frei.

Der Hohlkörper besteht aus einem dehnbaren elastischen Wellrohr, dessen untere Öffnung durch einen als Anker für die elektromagne­ tische Zusatzsteuerung dienenden unteren Flansch und dessen obere Öffnung durch einen oberen Flansch abgedichtet ist. Zusammen mit einem dünnwandigen Rohr, das über den Hohlkörper gestülpt und am unteren Flansch befestigt ist, bildet der die Flüssigkeit enthal­ tende Hohlkörper einen Ventilkörper, der mit etwas Spiel über ei­ nen schmalen Bund, der unterhalb des Rohres vom unteren Flansch nach außen gezogen ist, sowie über eine Ausbauchung, die im Mittelteil des Rohres angebracht ist, verschiebbar in der verti­ kal angeordneten Bohrung des Ventilgehäuses geführt ist.

In einer oberen Endlage des Ventilkörpers ist die für die Bypass­ leitung vorgesehene Abflußöffnung im Ventilgehäuse durch die am Rohr angebrachte Ausbauchung abgedeckt und durch den nach außen ge­ zogenen Bund des unteren Flansches zusätzlich von der Zuleitung des Kühlwassers abgetrennt, so daß das Kühlwasser im oberen Tempe­ raturbereich unterhalb vom unteren Flansch des Hohl- bzw. Ventil­ körpers in das Ventilgehäuse einströmt und dann zum größten Teil durch die im unteren Gehäusedeckel angebrachte Abflußöffnung hin­ durch über eine Zuleitung zum Kühler abfließt, bevor das Kühlwas­ ser über eine Rückleitung zum Motor des Fahrzeuges zurückströmt. Um ein Verklemmen des Ventilkörpers durch Fremdkörper, die mögli­ cherweise über das Kühlwasser in das Bypassventil gelangen, zu ver­ hindern, darf das Spiel bzw. der Luftspalt zwischen der Ausbauch­ ung des Rohres und der im Ventilgehäuse angebrachten Bohrung, sowie das Spiel zwischen dem nach außen gezogenen Bund des unteren Flansches und der Bohrung nicht zu eng bemessen sein, so daß ein bestimmter Anteil des Kühlwassers auch durch den Spalt, der zwi­ schen der Ausbauchung des Rohres und der Bohrung des Ventilgehäuses gebildet ist, hindurch über die Bypassleitung zum Motor zurück­ strömt, statt über den Kühler. Um dies zu verhindern, ist die im Ven­ tilgehäuse angebrachte Bohrung in vorliegender Anmeldung im Ver­ schiebebereich vom unteren Flansch des Hohl- bzw. Ventilkörpers etwas erweitert, so daß durch die abgesetzte Bohrung eine Schulter gebildet ist, gegen die der untere, als Anker ausgebildete Flansch des Ventilkörpers mit seinem nach außen gezogenen Bund in der obe­ ren Endlage des Ventilkörpers stirnseitig anschlägt. Durch die plane Auflage des nach außen gezogenen Bundes an der Schulter der abgesetzten Bohrung ist die für die Bypassleitung vorgesehene Ab­ flußöffnung im Ventilgehäuse im oberen Temperaturbereich des Kühl­ wassers ausreichend von der Zuleitung des Kühlwassers abgetrennt, so daß das Kühlwasser gänzlich über den Kühler zum Motor zurück­ fließt und eine Abzweigung des Kühlwassers über die am Kühler vor­ beiführende Bypassleitung praktisch ausgeschlossen ist.

Damit das Kühlwasser beim automatischen Aufheizen des Latentwärme­ speichers über die Standheizung, sowie bei einer Beheizung des In­ sassenraumes im Stillstand des Fahrzeuges nicht über den Kühler, sondern über die Bypassleitung zur Pumpe der Standheizung zurück­ geleitet wird, ist im unteren Gehäusedeckel des Ventilgehäuses ein die elektromagnetische Zusatzsteuerung des Ventiles bildender huf­ eisenförmiger Elektromagnet eingebaut, der den Ventilkörper über dessen als Anker ausgebildeten unteren Flansch beim Aufheizen des Latentwärmespeichers in seiner unteren Endlage festhält bzw. bei der Beheizung des Insassenraumes im Stillstand des Fahrzeuges nach unten zieht. In der unteren Endlage des Ventilkörpers ist dann die vom unteren Gehäusedeckel abgezweigte Zuleitung zum Kühler durch den unteren Flansch des Ventilkörpers von der Zuleitung des Kühl­ wassers abgetrennt, so daß das seitlich am unteren Ende in das Ventilgehäuse einströmende Kühlwasser durch Längsschlitze, die unterhalb der Ausbauchung am Rohr des Ventilkörpers angebracht sind, hindurch in einen zwischen dem Hohlkörper und dem Rohr ge­ bildeten Zwischenraum strömt und durch weitere Längsschlitze, die oberhalb der Ausbauchung am Rohr angebracht sind, hindurch wieder nach außen strömt, bevor das Kühlwasser durch die oberhalb der Ausbauchung am Ventilgehäuse angebrachte Abflußöffnung hindurch über die am Kühler vorbeiführende Bypassleitung, sowie über eine weitere am Motor vorbei führende Bypassleitung wieder zur Pumpe der Standheizung zurückfließt.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Darstellungen Fig. 1 nä­ her erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Bypassventil mit seinem Ventilkörper, der sich hier in seiner unteren Endlage befindet und dessen eine Flüssigkeit 920 enthaltender Hohlkörper 914, 915, 916 aus einem dehnbaren elastisch­ en Wellrohr 914 gebildet ist, dessen untere Öffnung durch einen als Anker für die elektromagnetische Zusatzsteuerung des Ventiles dienenden unteren Flansch 915 und dessen obere Öffnung durch ei­ nen oberen Flansch 916 abgedichtet ist. Am unteren Flansch 915 des Hohl- bzw. Ventilkörpers ist ein über den Hohlkörper gestülptes Rohr 917, das in seinem Mittelteil eine Ausbauchung 918 aufweist, befestigt. Über diese Ausbauchung und einen schmalen Bund, der unterhalb des Rohres vom unteren Flansch 915 nach außen gezogen ist, ist der Ventilkörper verschiebbar in einer vertikal angeord­ neten Bohrung eines Ventilgehäuses 911 geführt, wobei die Bohrung im Verschiebebereich des unteren Flansches etwas erweitert ist, so daß über die nach außen abgesetzte Bohrung eine Schulter ge­ bildet ist, gegen die der untere Flansch des Ventilkörpers mit seinem nach außen gezogenen Bund in einer oberen Endlage des Ven­ tilkörpers stirnseitig anschlägt (Fig. 1b).

Fig. 1A in Blickrichtung A eine Seitansicht des Bypassventiles mit einem seitlich am unteren Ende des Ventilgehäuses angeformten An­ schlußflansch für die Zuleitung 906 des Kühlwassers zum Ventil.

Fig. 1B in Blickrichtung B eine Seitansicht des Bypassventiles mit einem am Ventilgehäuse angeformten Anschlußflansch für eine By­ passleitung 909.

Fig. 1C in Blickrichtung G zu Fig. 1 eine Draufsicht auf das Ven­ tilgehäuse 911 mit seinem unteren Gehäusedeckel 912.

Fig. 1D in Blickrichtung D zu Fig. 1A den unteren Gehäusedeckel 912 von unten mit einem an der Unterseite des Deckels angeformten, nach unten hin offenen Gehäuse, in dem ein hufeisenförmiger Elek­ tromagnet 995 unterbringbar ist (Fig. 1b).

Fig. 1a entsprechend Schnitt a-a zu Fig. 1B einen Querschnitt des Ventilgehäuses 911.

Fig. 1b entsprechend Schnitt b-b zu Fig. 1A den Ventilkörper in seiner oberen Endlage, in der ein Anschlag zwischen dem nach auß­ en gezogenen Bund des unteren Flansches 915 vom Ventilkörper und der nach außen gezogenen Schulter in der abgesetzten Bohrung des Ventilgehäuses 911 gebildet ist. Durch die teilweise Verdampfung der im Hohlkörper enthaltenen Flüssigkeit 920 hat sich der Hohl­ körper der Länge nach soweit ausgedehnt, daß der Ventilkörper du­ rch den Auftrieb im Kühlwasser in seiner oberen Endlage festgehal­ ten ist. Die Längenausdehnung des Hohlkörpers ist durch eine am oberen Ende des Rohres 917 etwas nach innen gezogene Stirnwandung auf ein erforderliches Mindestmaß eingeschränkt, so daß der Druck im Hohlkörper auf einen Wert angestiegen ist, bei dem die Flüssig­ keit nicht mehr weiter verdampft.

Bei einer baldigen Beheizung des Insassenraumes im Stillstand des Fahrzeuges nach einer vorangegangenen Fahrt oder nach dem automa­ tischen Aufheizen des Latentwärmespeichers wird der in seiner ob­ eren Endlage befindliche Ventilkörper durch den, die elektromag­ netische Zusatzsteuerung bildenden hufeisenförmigen Elektromagnet 995 über den als Anker dienenden unteren Flansch 915 des Ventil­ körpers nach unten gezogen, so daß das durch einen Heizkörper hi­ ndurchgeleitete erhitzte Kühlwasser über die vom Bypassventil ab­ gezweigte, am Kühler vorbeiführende Bypassleitung 909, sowie über eine weitere am Motor vorbei führende Bypassleitung wieder zur Pum­ pe der Standheizung zurückfließt.

Vor dem automatischen Aufheizen des Latentwärmespeichers über die Standheizung ist das Kühlwasser im Bypassventil bereits soweit ab­ gekühlt, daß sich der Ventilkörper in seiner unteren Endlage be­ findet. Der hufeisenförmige Elektromagnet hat dann lediglich die Aufgabe, den Ventilkörper bis zum Abschluß dieses Aufheizvorgan­ ges in seiner unteren Endlage festzuhalten.

Der Eisenkern des Elektromagnetenist durch eine rechteckig aus­ gebildete Platte, in der zwei Bolzen für die Aufnahme der beiden Magnetspulen befestigt sind, gebildet. Dabei ist die Platte des Eisenkernes gleichzeitig als Deckel zum Verschließen des am unte­ ren Gehäusedeckel 912 angeformten, nach unten hin offenen Ge­ häuse ausgebildet, so daß die beiden Spulen des Elektromagneten staub- und spritzwasserdicht im Gehäuse untergebracht sind.

Die im unteren Gehäusedeckel 912 angebrachte Abflußöffnung für die Zuleitung 907 zum Kühler (Fig. 1C) ist innerhalb einer an der Innenseite des Deckels angebrachten Ringnut, in der ein O-Ring 922 eingesetzt und festgehalten ist, angebracht (Fig. 1). Der O- Ring dämpft den Aufprall des Ventilkörpers, wenn derselbe bei einer Beheizung des Insassenraumes im Stillstand des Fahrzeuges durch den Elektromagnet 995 nach unten gezogen wird und sorgt zu­ gleich für eine Abdichtung der im unteren Gehäusedeckel angebrach­ ten Abflußöffnung in der unteren Endlage des Ventilkörpers.

Oberseitig ist das Ventilgehäuse 911 durch einen oberen Gehäuse­ deckel 913, in dem eine Entlüftungsschraube 921 befestigt ist abgedichtet.

Im unteren Temperaturbereich des Kühlwassers bzw. nach einer län­ geren Stillstandszeit des Fahrzeuges befindet sich der Ventilkör­ per in seiner unteren Endlage (Fig. 1), so daß das seitlich am unteren Ende über eine Zuleitung 906 in das Ventilgehäuse einströ­ mende Kühlwasser beim Vorwärmen des Motors durch Längsschlitze 919, die unterhalb der Ausbauchung 918 am Rohr 917 angebracht sind, hindurch in einen zwischen dem Hohlkörper 914, 915, 916 und dem Rohr gebildeten Zwischenraum strömt und durch weitere Längsschlit­ ze 919, die oberhalb der Ausbauchung am Rohr angebracht sind, hindurch wieder aus diesem Zwischenraum nach außen dringt, bevor das Kühlwasser durch eine oberhalb der Ausbauchung am Ventilge­ häuse angebrachte Abflußöffnung hindurch über eine am Kühler vor­ beiführende Bypassleitung 909 wieder zum Motor zurückfließt. Sobald nun die Kühlwassertemperatur im Bypassventil durch die Wär­ meabgabe des Latentwärmespeichers und die anschließende Wärmeab­ gabe des in Betrieb genommenen Motors einen Wert erreicht, der etwas über der Phasenumwandlungstemperatur des im Latentwärmespei­ cher enthaltenen Wärmespeichermediums liegt, verdampft die im Hohlkörper enthaltene Flüssigkeit 920, so daß der Hohlkörper durch den Dampfdruck in Längsrichtung ausgedehnt und der Ventilkörper durch den Auftrieb im Kühlwasser in seine obere Endlage gedrängt wird (Fig. 1b), in der nun das Kühlwasser durch die im unteren Ge­ häusedeckel 912 angebrachte Abflußöffnung hindurch über eine Zu­ leitung 907 zum Kühler strömt, um dann durch den Kühler hindurch über eine Rückleitung wieder zum Motor zurückzufließen. Nach einer kurzen Fahrt, sowie nach einem automatischen Aufheizen des Latentwärmespeichers über die Standheizung befindet sich der Ventilkörper also in seiner oberen Endlage.

Wird bald darauf die Beheizung des Insassenraumes im Stillstand des Fahrzeuges über eine Zeitschaltuhr oder über eine Fernsteue­ rung in Betrieb genommen, dann sollte der Elektromagnet 993 in der Lage sein, den Ventilkörper von seiner oberen Endlage aus n­ ach unten zu ziehen, wenn man vermeiden will, daß das Kühlwasser zu Beginn der Beheizung über den Kühler zur Pumpe der Standhei­ zung zurückfließt.

Claims (1)

1. Thermostatisch gesteuertes Bypassventil mit elektromagnetisch­ er Zusatzsteuerung für ein mit einem Latentwärmespeicher und einer Standheizung ausgerüstetes Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Ventilgehäuse (911) angebrachte, vertikal an­ geordnete Bohrung für die Längsführung eines aus einem Hohlkör­ per (914, 915, 916) und einem Rohr (917) gebildeten Ventilkörpers im Verschiebebereich eines unteren Flansches (915) vom Hohl- bzw. Ventilkörper etwas erweitert ist, so daß durch die Erwei­ terung der Bohrung eine Schulter gebildet ist, gegen die der untere Flansch des Ventilkörpers mit seinem unterhalb vom Rohr (917) nach außen gezogenen Bund in einer oberen Endlage des Ven­ tilkörpers stirnseitig anschlägt, wobei der untere Flansch zu­ gleich als Anker für einen, in einem unteren Gehäusedeckel (912) des Ventilgehäuses eingebauten hufeisenförmigen Elektromagnet (993) ausgebildet ist.