DE2017759A1 - Thermostatgesteuertes Ventil, insbesondere für Motoren von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim öHj/A

Stuttgart-Untertürkheim 24 .März 1970

■ EFf Ro/mk

Betr.: Patent- und Gebrauchsmust erhilf sanmelduru;

Thermostatgesteuertes Ventil, insDesondere für

Motoren von Kraftfahrzeugen

Die Erfindun, oetrifft ein thermostatgesteuertes Ventil mit einem Ventilhauptschlußteller und einem Ventilkurzschlußteller, insbesondere in der Kühlwasserüberströinleitung vom Motor zum Kühler eines Kraftfahrzeuges.

Es ist ein thermoslatge steuert es. Ventil der oben genannten Art. bekannt, bei dem der Hauptschlußteller gegen einen schneidenartig ausgebildeten Ring des Ventilgehäuses anliegt und dadurch bei kaltem Motor die Wasserleitung -zum Kühler verschließt. Die Schneide des Ringes sitzt auf der ebenen Bodenseite des zylinderartig ausgebildeten Ventilhauptschlußtellera auf. Der Ventilkurzschlußteller dieses bekannten Ventils ist mit dem Ventilhauptschlußteller über Abstandsstifte und zwischengeschaitete Federn verbunden und wird von diesen Stiften geführt. Bei dem bekannten thermostatgesteuerten Ventil konnte zwar infolge der Schneidensitzausbildung die Verschmutzungsgefahr und damit eine unzulässig hohe Leekwaaaenn enge weitgehend vermieden werden. Jedoch haben Untersuchungen ergeben, daß bei Öffnungsbeginn des Ventilhauptschlußtellers des Thermostaten Schwingungen auftra-.._-■ - - .. -2-

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ten, die sich als Druckschwingungen im Kühlwasser fortsetzten und sich nachteilig auf die Haltbarkeit der im Fahrzeug eingebauten Wärmetauscher auswirkten.

E-S ist auch bei thermodatgesteuerten Ventilen bekannt geworden, zur Verhinderung des Flatterns des Ventilhauptschlußtellers beim Öffnungsvorgang, wodurch schädliche Druckschwingungen erzeugt werden, eine sogenannte Vorsteuerung zu verwenden. Bei dieser Vorsteuerung sind entweder der Ventilsitzring oder

^ der Ventilhauptschlußteller an ihrem Rand als Schneide ausgebildet und sitzen bei geschlossenem Zustand auf der zur Ventilachse geneigten Mantelfläche des.Gegenstückes auf, wobei aas Gegenstück entweder aus dem Ventilhauptschlußteller oder aus dem Ventilsitzring gebildet wird. Bei dieser Ausführung des thermostatgesteuerten Ventils hat es sich jedoch sehr nachteilig erwiesen, daß sich zwischen den Sitzflächen von Ventilsitz und Ventilteller Schmutzteilchen festklemmen können, wodurch größere Leckwassermengen auftreten können. Wie sich im Betrieb dieser Ventile gezeigt hat, können auch besonders angescharfte Schneiden am Ventilsitzring oder am Ventilhauptschlußteller ein Einklemmen von Schmutzteilen nicht völlig verhindern, wobei die Schmutzteilchen sogar wegen des hohen Schließdruckes zum Teil in

W die Schneide eingedrückt werden und das Ventil infolgedessen nicht mehr richtig schließt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Ventile zu vermeiden und ein thermostatgesteuertes, sicher schließendes Ventil zu schaffen, bei dem durch eine geeignete Anordnung und Ausbildung der Ventilteller und der Ventilverschluöteile die Strömungsverhältnisse verbessert sind und keine kritischen Schwingungen beim Öffnen und Schließen des Ventilhaupt schlufltellers· und des Ventilkurzschlußtellers auftreten.

Dies« Aufgab« wird durch das erfindungsgemäße thermoatatgesteuer-

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te Ventil gelöst, das durch die Kombination einer Versteuerung und eines Schneidensitsee des Ventilsit»ringes ait scharfer Schneide, bei dee die,Schneide und/oder Auflage aus hochfestem, nicht oxydierendem Werkstoff bestht, gekennzeichnet ist. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann die Versteuerung aua dem Ventilhauptschlußteller, der als Topf mit zur Ventilaehse geneigten Wänden ausgebildet ist, und der scharfen hochfesten Schneide des Ventilsitzringes bestehen, die in geschlossenem Zustand auf der Außenwand des Ventilhauptschlußtellers aufsitzt. Vorteilhaft können die Schneide und deren Sitz auf der Außenwand des Trichters vorzugsweise aus V2A-Stahl bestehen und feinstbearbeitet und gegebenenfalls vergütet sein. Da die Bearoeitung und Herstellung des Ventilhauptschlußtellers aus V2A-Stanl mit hohen Kosten verbunden ist, ist es auch denkbar, den Ventilhauptschlußteller aus einem anderen Werkstoff herzustellen und nuQOie Sitzfläche aus einem für sich hergestellten Ring aus hochfestem, nicht oxydierenden Werkstoff auszubilden.

Durch diese Ausbildung der Verschlußteile des Thermostaten wird verhindert, daß sich am Schneidensitz Schmutzablagerungen ansammeln können. Durch ,Schmutzablagerungen, z. B. durch i-m Kopf ^von gegossenen Zylinderköpfen zurückgebliebenem Formsand, zwischen den Dichtflächen von Ventilsitzring und Ventilteller, würd· ein einwandfreies Schließen des Ventilhaujptechlußtsller· verhindert werden, was größere LeckwasBermengen zur Folge hätte» Durch die trichterförmige Ausbildung des Ventilhauptschlußtellers werden die Strbmungsverhältnisse im thermostatgesteuerten Ventil entscheidend verbessert. Während des Offnungsvorganges kann das Kühlwasser an den trichterförmigen Wänden des Ventilhauptsehluötellers ungehindert entlangströmen, so daß der federbelastete Ventilhauptechlußteller nicht mehr zu Schwingungen oder zum Flattern neigt. Die f\ir den Wärmetauscher gefährlichen Druckschwingungen werden dadurch vollständig vermieden.

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In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisehe Darstellung des eingebauten thermostatgesteuerten Ventils in der Kühlwasserüberströmleitung mit einer Schneidensitzausführung, .

Pig. 2 eine weitere Schneidenaitzausführung in vergrößertem Maßstab.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung dee eingebauten thermostatgesteuerten Ventile in der Kühlwasserüberströmleitung. Die Leitung 1 führt zum Fahrzeugkühler, die Leitung 2 zur Kühlwasserpumpe und die Leitung 3 kommt vom Motor. In der eingezeichneten Stellung ist das thermostatgesteuerte Ventil in Richtung zum Kühler geschlossen. Die Kühlwasserpumpe pumpt daher das Kühlwasser nur im Motor um.

Das thermostatgesteuerte Ventil besteht im wesentlichen aus einem Rahmenkörper 4 mit einem oberen Bügel 5 und einem unteren Bügel 6. Zwischen den beiden Bügeln 5, 6 ist der Ventileitzring

7 fest eingespannt. An dem oberen Bügel 5 ist eine Wachspatrone

8 mittels einer Verschraubung 9 befestigt. Die Wachspatrone 8 weist an ihrem oberen Ende einen Kragen 10 auf, gegen den der Ventilhauptschlußteller 11 mittels einer Druckfeder 12 gedruckt wird, die sich am unteren Bügel 6 des Rahmenkörpere 4 abstützt. An ihrem unteren Ende besitzt die Wachspatrone 8 einen konusförmigen Absatz 13 und ist durch einen Zylinderteil 14 mit abechlies· sendem Kragen 15 verlängert. Auf dem Zylinderteil 14 wird der VentilkurzschluQteller 16 geführt und mittel» einer Druckfeder 17 gegen den Kragen 15 gedruckt. Während sich die Druckfeder 12 an dem Bügel 6 abstützt, stützt sich die Druckfeder 17 an des

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konusförraigen Absatz 13 der Wachspatrone θ ab.

In geschlossenem Zustand des thermostatgesteuerten Ventils, bei dem das Kühlwasser mittels der Kühlwasserpumpe nur im Motor umgepumpt wird (entsprechend den ausgezogenen Pfeilen in der Figur), sitzt die Schneide 18 des Ventilsitzringes 7 auf der Aussenwand 19 des trichterförmig ausgebildeten Ventilhauptschlußtellers 11 auf. Die Schneidensitzflächen des Trichters und der Schneide 18 des Ventil sitzringe β 7 sind aus hochfesten^ nicht oxydierenden Werkstoff, vorzugsweise V2A-Stahl hergestellt.

In der Fig. 2 ist eine andere Sehneidensitzauaführung in vergrößertem Maßstab zu erkennen. Sie unterscheidet sich von der Schneidensitzausführung nach Fig. 1 dadurch, daß die Schneide aus V2A-Stahl an den Ventilsitzring angebracht ist und in geschlossenem Zustand des Ventils auf einem Auflagering 22 auf der Mantelfläche des Ventilhauptsehlußtellers aufsitzt. Durch diese Maßnahme kann teures Material eingespart werden.

Wenn sich nun das Kühlwasser bei erhäter Betriebstemperatur de-a Motors erwärmt, dann dehnt sich die Wachspatrone aus, eo daß der Ventilhauptsehlußteller 11 entgegen der Federkraft der Feder 12 nach unten gedruckt wird und gleichzeitig der Ventilkurzechlußtel-ler 16 auf der Sitzfläche 20 aufsetzt.- Dadurch ist die vom Motor kommende Kühlleitung 3 mit der zum Wärmetauscher führende» Kühlleitung 1 direkt verbunden und die unmittelbar zur Kühlwasserpumpe führende Kühlleitung 2 ist verschlossen. Beim Öffnung·» Vorgang können infolge der strömungsgünstigen Ausbildung des Ventilhauptsehlußtellers keine Schwingungen und kein Flattern mehr auftreten. Die Führung des Ventilhauptsehlußtellere ist von der Führung des Ventilkurzsehlußteilerβ unabhängig und auc$ die Funktion der Druckfedern 12 und 17 ist voneinander •o daß auch au« dieses Grunde Druckachwiagungan verbind·!* den.

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   24.Mars 1970

   Patent- und Schuttansprüche

   VAThermostatgesteuertes Ventil mit einem Ventilhauptschlußteller und einem Ventilknrzschlußteller, insbesondere in der KüJilvvasserüberströmleitung vom Motor zum Kühl-er eines Kraftfahrzeugeö, gekennzeichnet durch die Komoination einer Vor-

   (7 1?) '

   steuerung und eines Schneidensitzea des Ventilsitzringes (7)

   fc mit scharfer Schneide, bei dem die Schneide und/oder Auflagt aus hochfestem, nicht oxydierendem Werkstoff besteht.
2. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuerung aus dem Ventilhauptschlußteller (11), der alc Topf mit zur Ventilachse geneigten Wänden (i8) ausgeDildet ist, und der scharfen, hochfeeten Schneide (18) des Ventilsitzringes (7) bestehen, die in geschlossenem Zustand auf der Außenwand (19) des Ventilhauptschlußtellers aufsitzt.
3. 3. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide und deren Sitz auf der Außenwand des Trichters vorzugsweise aus V2A-Stahl bestehen und feinatbearbeitet

   * und gegebenenfalls vergütet sind.

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