DE2163823C3 - Temperaturempfindhches Ventil fur Kuhlkreislaufe von Brennkraft maschinen - Google Patents

Description

35 Ventils eingebaut werden können.

Zur Lösung der zusätzlichen Aufgabe ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das Ventilverschlußteil dadurch vom Kühlmitteldruck im Öffnungssinn belastet ist, daß der andere radiale

Die Erfindung bezieht sich auf ein temperaturemp- 40 Flansch eine größere vom Kühlmitteldruck beauf-

findliches Ventil für Kühlkreisläufe von Brennkraft- schlagte Fläche als der erste radiale Flansch auf-

maschinen mit einem durch einen temperaturemp- weist. Da der Kühlmitteldruck sich mit steigender

findlichen Geber gegen die Kraft einer Feder in die Drehzahl der Brennkraftmaschine erhöht, ergibt sich

Offenlage beweglichen Venlilverschlußteil, wobei der unter diesen Betriebsbedingungen eine größere öff-

Kühlmitteldruck die Öffnungsbewegung des Ventil- 45 nungsbewegung des Ventilverschlußtcils.

Verschlußteils unterstützt und das Ventilverschlußteil In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der

in einem napfförmigen mit einem Ringflansch verse- Erfindung dargestellt. Es zeigt

henen Rahmen angeordnet ist, dessen offenes Ende F i g. I eine Teilseitenansicht einer Brennkraftma

eine Ausgangsöffnung bildet. schine mit zugeordnetem Kühlkreislauf in schemati-

Bei bekannten temperaturempfindlichen Ventilen 50 scher Darstellung,

dieser Art sind Ventilverschlußteile als Tellerventile F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch ein tempe-

oder Klappenventile bekannt. Bei hohen Drehzahlen raturempfindliches Ventil nach der Erfindung in der

der Brennkraftmaschine sind erhebliche Kühlmittel- Schließstellung,

mengen durch das temperaturempfindliche Ventil F i g. 3 einen der F i g. 2 entsprechenden Schnitt

Zum Kühler zu leiten, und die bekannten Ventilver- 55 mit teilweise geöffnetem Ventil,

schlußteile weisen einen beträchtlichen Durchfluß- Fig.4 einen der Fig.2 entsprechenden Schnitt

widerstand auf. mit voll geöffnetem Ventil,

Ferner ist bekannt, das Ventilverschlußteil als in F i g. 5 eine perspektivische Darstellung des Ven-

einem Rahmen hin- und herbewegliche Büchse aus- tilverschlußteils des Ventils gemäß den Fig.2 bis4

zubilden, wobei eine ringförmige Dichtung am Rah- 60 mit zum Teil weggebrochenen Teilen,

men gegen die Außenfläche der Büchse abdichtend F i g. 6 eine Seitenansicht einer anderen Ausfüh-

ar.liegt, um den zwischen dem Rahmen und der rungsform eines temperaturempfindlichen Ventils

Außenfläche der Büchse gebildeten Strömungsweg nach der Erfindung,

abzudichten. Bei der Öffnungsbewegung tritt eine F i g. 7 einen senkrechten Schnitt nach der Linie

Gleitbewegung zwischen der Büchse und der Dich- 65 7-7 in Fig. 6 in Richtung der Pfeile gesehen,

tung auf, so daß die Dichtung einem starken Abrieb F i g. 8 eine Draufsicht auf das Ventil gemäß

unterl'cgt. Es können infolge des Abriebs Flüssig- Fig. 6 in Richtung der Pfeile 8-8 in Fig.7 gesehen,

kcitsleckaiicn eintreten, und diese unbeherrschten F i g. 9 einen senkrechten Schnitt durch eine wei-

lere Ausführungsform eines temperaturempfindlichen Ventils,

Fig. H) bis 15 senkrechte Schnitte, die die aufeinanderfolgenden Maßnahmen bei dem Zusammenbau ei no temperaturempfinrMichen Ventils nach der Erfindung veranschaulichen.

Wie Fig. 1 zeigt, trägt eine Brennkraftmaschine IO auf ihrer Kurbelwelle ein Lüfterrad 12 und eine ktihlmittelpumpe !4. Ein Einlaß 16 der Kühlmittelpumpe 14 ist über ein Rohr 18 mit einer Auslaßöffluip.g 20 eines Kühlers 22 verbunden. Die Kühlmitu-lpumpe 14 fördert Kühlmittel durch Kühlmitlelkaii;ile der Brennkraftmaschine 10 zu einem AuslaÜ-Mut/en 24, der über ein Rohr K- mit dem oberen Teil des Kühlers 22 verbunden ist. Der Kühlmittelstrom durch den. Kühler 22 wird durch ein temperaiurcmpfindiichcs Ventil 28 geregelt, das im Auslaßvtui/en 24 angeordnet ist und auf die Kühlmitteltemperatur anspricht.

Das temperaturempfindliche Ventil H in den F i g. 2 bis 4 näher dargestellt.

Innerhalb des Auslaßstutzens 24 ist ein napfförmiger Rahmen 30 mittels eines radial nach außen gerichteten Ringflansches 32 befestigt, der durch Schrauben 38 zwischen zwei Rohrleitungsteilen 34 und 36 festgespannt ist. Der Flansch 32 bestimmt eine Auslaüöffnung 40 des temperaturempfindlichen Ventils 28. In der zylindrischen Wand des Rahmens 30 sind Einlaßöffnungen 42 vorgesehen.

In dem napfförmigen Rahmen 30 ist axial verschieblieh als Ventilverschlußteil eine zylindrische Büchse 44 angeordnet, die an ihrem unteren Ende einen radial nach außen gerichteten Flansch 46 aufweist. Dieser liegt in der in F i g. 2 dargestellten geschlossenen Stellung des temperaturempfindlichen Ventils gegen den Boden 48 des Rahmens 30 an.

Am ober η Ende der Büchse 44 ist ein radial nach außen gerichteter Flansch 50 vorgesehen, und in dessen Bereich ist rings um die Büchse 44 ein Dichtungsring 52 angeordnet. Befindet sich die Büchse 44 in der Schließstellung gemäß Fig.2, so ist ein Kühlmittelstrom durch Anlage des Flansches 46 gegen den Boden 48 des Rahmens 30 und durch den gegen den Dichtungsring 52 anliegenden Flansch 50 abgesperrt. Die Büchse 44 wird nach unten in die Schließstellung durch eine Schraubenfeder 54 gedruckt, die zwischen dem Flansch 46 und Lappen 56 am Rahmen 30 vorgespannt eingebaut ist.

Das temperaturempfindliche Ventil 28 wird durch einen temperaturempfindlichen Geber 58 geöffnet, um die in den Γ i g. 3 und 4 dargestellten Stellungen einzunehmen. Der temperaturempfindliche Geber 58 ist im Boden 48 des Rahmens 30 angeordnet und enthält eine Hülle 60 für ein temperaturempfindliches Wachs 62, eine zusammendrückbare Membran 64 und einen Stößel 66. Das Wachs dehnt sich bei ansteigender Temperatur aus und drückt die Membran 64 zusammen, die den Stößel 66 aus der Hülle 60 nach außen verdrängt. Der Stößel 66 ist von einer Dichtung 68 umschlossen, die den Austritt des Wachses aus der Hülle 60 verhindert.

Das freie Ende des Stößels 66 liegt gegen eine Zwischenwand 70 innerhalb der Büchse 44 an. Wie F i g. 5 zeigt, besteht diese Zwischenwand aus einem zentralen Teil 72 un^ mehreren radial gerichteten Armen, die die Verbindung mit der Mantelfläche der Büchse 44 herstellen. Die von dem Stößel 66 gegen die Zwischenwand 70 ausgeübte nach oben gerichtete Kraft bewirkt eine Aufwärlsbewegung der Büchse 44. wodurch die Flansche 46 und 50 von den mit ihnen zusammenarbeitenden Teilen des Rahmens 30 entfernt werden, so daß zwei Strömungswege durch das temperaturempfindliche Ventil 28 geöffnet werden. Der eine Strömungsweg 75 erstreckt sich /wischen dem Rahmen 30 und der Außenfläche Ue^r Büchse 44 im Bereich ihres Flansches 50, während sich der andere Strömungsweg 77 zwischen dem unteren Flansch 46 und dem Boden 48 des Rahmens 30 und dann durch die Bohrung 76 der Büchse 44 erstreckt.

Die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsge-

mal.kn Bauweise sind in F i g. 3 ersichtlich. Wird das

Ventil anfänglich geöffnet, so tritt zwischen dem

Flansch 46 und dem Rahmen eine Zumeßwirkung ein. Die Büchse 44 muß sich um einen bestimmten Weg bewegen, bevor ein merkbarer Durchsttom

durch den Strömungsweg 77 ■ "olgt. 1st eine gerin-

gere Zumeßwirkung erwünscht, so kann der Spalt

zwischen dem Flansch 46 und der zylindrischen Fläche des Rahmens 30 vergrößert werden. Ebenso kann bei größerer gewünschter Zumeßwirkung dieser

Späh verringert werden. Auch die Lage der Flinlaß-

öffnungen 42 im Rahmen in senkrechter Richtung

kann zur Beeinflussung der Zumeßwirkung gewählt werden.

Eine α eitere vorteilhafte Eigenschaft des erfindungsgemäßen Ventils ergibt sich aus der doppelten Absperrwirkung der Flansche 46 und 50. Wenn das Ventil öffnet, werden mit der Büchse 44 ihr Flansch 50 und der Dichtungsring 52 nach oben von dem Rahmen 30 fort bewegt, so daß im Gegensatz zu den bisher bekannten Bauarten eine reibende Wirkung der Dichtung bei dieser Bewegung nicht eintritt. Die Abnutzung an den bewegten Teilei. des Ventils ist daher gering, und außerdem sind wegen der Nachgiebigkeit des Dichtungsringes 52 keine engen Tolerierungen des Abstandes zwischen den beiden Flansehen der Büchse 44 erforderlich.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung liegt darin, daß eine Anpassung an veränderte Betriebsbedingungen erleichtert ist. Es ist im allgemeinen erwünscht, das temperaturempfindliche Ventil stärker zu öffnen, wenn die Brennkraftmaschine mit großen Drehzahlen läuft. Die Kühlanforderung ist von dem Wärmefluß von dem gezündeten Gemisch zu den Metallteilen der Maschine abhängig. Die verstärkte öffnung des temperaturempfindlichen 5<. V.ntils unter diesen Bedingungen wird in einfacher Weise dadurch erreicht, daß die beaufschlagten Flächen der Flansche 46 und 50 verschieden groß gewählt werden. Hat beispielsweise die Auslaßörfnung 40 einen Durchmesser von 3^,1 mm, während der Flansch 46 e^:nen Durchmesser von 3X,I mm hat. so ergibt sich ein Unterschied in der beaufschlagten Fläche von 0,73 cm-. Der auf diese unterschiedlichen Flächen des VcntilverschluÜteils wirkende hydrostatische Druck ändert sich mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Normalerweise wird die Schraubenfeder 54 so gewählt, daß sie das Ventil bei normalen Förderdrücken der Kühlmittelpiimpe geschlossen hält, wenn die Kühlmitteltemperatur unterhalb der Anspteehtcmperatur liegt. Wird die Ansprechtcmperatur erreicht und öffnet das Ventil, so bedingt der auf die unterschiedlich beaufschlagten Flächen wirkende Kühlmitteldruck eine Unterstützung der durch den temperaturempfindlichen (ieber

π« Rahmens 104 ist cine Schraubenfeder 120 vorge-

SS-.-?=ÄrÄÄS

maschine unmittelbar den

110 des Rahmens 104 hineinbewegbar ist

ÄÄSSoKSS ^^mäß _R ^Fig _hVe°s üegt die Schraubenfeder 54 nicht im Bereich des

Strömungswcges77. _{Fi 2}

Bei dem Ausführungsbeispiel ^τ-ίί der aus _bis 4 sind die Flansche 46 ^unJ» öderen Aus-Kunststoff hergestellten Büchse 44 Be· «deren Au _ führungsformen die die,gleichen Voneile wie ^ schriebene Ausfuhrungsform autwcisen s,

Ausgestaltungen der Baute.lc vorgesehen, wie die F i g. 6 bis 11 zeigen.

Bei der Ausfuhrungsform nach den g_g hat das temperaturempfindhche Vent, 7» napfförmigen Rahmen,80 m.t ^c^_ren ^ra _Einlaßöff. außen gerichteten Flansch 82-mehreren „ungen 84, einer AuslaBoffnung 86, «ner^ucj und einem temperaturempfindltchen üeDer J als Vcnlilverjcl. uBlert dienende Buch« MMj-1 e^^ Mctallring va ut-r ·..» ■ ■—··-- -·-■ . _{p ß}.

aufgesetzt ist «»d e,n«i Melammg 54, mit sitz auf das obere Ende ^esetzUsL

Die Mctallringe 92 und W haben *g Schlitze (F 1 g. 8), die Toleranzen im υ jcr Büchse 88 ^^szUg^teIc^£^al _D ^e _e ⁿ _r' ^ Metallwünschlcn Festsitz zu B^⁶":^"^ axialer

ring 94 ist i^^b.^c^^h .⁸^e ToSrong dis Ab-Richtung n.chgiebig daml J« Tolenerung de Standes zw.schcn den Me a.lnngen V4 u zu eng getroffen werden muß

"ig .0 zeigt, wird der Rahmen 30 auf einer JJ^^J_abgestützt, _wobei der temperawr-

empfindliche Geber 58 in einer zentralen öffnung des Bodens 48 des Rahmens sitzt Das obere offene

Ende des Rahmens bildet die Auslaßoffnung 40 des .^ ^ _{dic öffnung durch die d},_e

_{übrigcn Tcile dcs} Ventils für den Zusammenbau e.n-

_gcführt werden können.
^ t, _wi(, _{pjg n} ^ _{wird cinc Büchs}e 44 mit einem

_{Flansch 46 in dcn} Rahmen eingesetzt so dali Bodenflächc 48 abgestutzt ist. In dieser _dcr ^ ^ ^ tcmperaturempfindl -

_chc ^fc _{n Gcbcrs 58} gegen die Zwischenwand 70 der _{44 Anschlicßcnd wird) wie} Fig. 12 ver-

_anschauIichl, _dic Schraubenfeder 54 über die zyhn_hse ^ _{dicsc anlicEcnd} geschoben,

^ ^ ^ ^^ ^ _g Anschhe-

_{ß d} · _{d wic F}ig. 13 zeigt, die scnrauocm«*·« ^ ^ _t „_{ngc zusarnmengc}druckt und

^ ^. ^ _{dcr n} ^ _{am Rah M nach}

_{inncn f}„ _e, _{Sodann wird der} Dichtungsring 52 _{der lindrischen Büchse} 441 auf-

geschoben, um gegen den Rahmen 30 im Bereich sei-₃₅ ner Auslaßöffnung 40 anzuliegen. Schließlich wird

gemäß Fig. 15 dat obere Ende der Büchse 44 radial g^ ^ ^ ^ ^ _b,

^_n ^ ^ ^.^ ^ _{übcrgrein Hicr}durch

Dichtungsring 52 abdichtend gegen den

'? w ⁸R ei d-s durch einen temperaturempfindt.lvcrschlußte.l das dujcn ein μ

«Chen Geber 114 bewcgnar.

WÄ IW SiSI IM mit PrctoiU metalhsche ^SHtem Rahmen 104 zusammen-.ufgebracht, die ™£j*£j™£ Kühlmittels durch T^^™?mdS^Ventil zu steuern. Zw,-

ί _n ^eS VentXrschlußteil 118 und Lappen t,l auf eine vorgegebene Ansprechtemperatur ata stimmen. Die Ausführungsformen nach den Fig.7 ^ ^ ^.^^ ^ _{ähnKchcr Weisc} ^ammenges^

werden, jedoch mit dem Unterschied, daß vor dem Einsetzen der Büchse auf deren unteres Ende der unlere MetaUring aufgesetzt wird und daß an Stelle d ₅o nachträglichen Bildung des oberen Flansches 50 der obere MetaUring aufgesetzt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Flüssigkeitsleckagen erhöhen in unerwünschter p-iicntansDriiche- Weise die Warmlaufzeit der Brennkraftmaschine. tMiuiunsprucne. ^ Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

1. Temperaturempfindliches Ventil für Kühl- temperalurempfindliches Ventil der eingangs erkreisläufe von Brennkraftmaschinen mit einem 5 wähnten Art so weiter auszugestalten, daß sich ein durch einen temperaturempfindlichen Geber ge- nur wenig gedrosselter Durchstrom durch das goffgen die Kraft einer Feder in die Offenlage beweg- neu· Ventil ergibt. Zusätzlich soll die Aufgabe «lost liehen Ventilverschlußteil, wobei der Kühlmittel- werden, daß die Ansprechicmperalur des \ cntns sich druck die Öffnungsbewegung des Ventilver- mit höherer Drehzahl der Brennkraftmaschine verschlußteils unterstützt und das Ventilverschluß- io ringen.

teil in einem napfförmigen mit einem Ringflansch Die herausgestellte Aufgabe wird erf.ndungsgemaß versehenen Rahmen angeordnet ist, dessen offe- dadurch gelöst, daß das Ventilverschlußteil als zylnines Ende eine Ausgangsöffnung bildet, da- drisc.e Büchse ausgebildet ist, deren Bohrung einen durch gekennzeichnet, daß das Ventil- axialen Strömungsweg bildet -jnd deren Enden raverschlußleil (44) als zylindrische Büchse ausge- 15 diale Flansche tragen, von denen der eine mit dem bildet ist, deren Bohrung (76) einen axialen Stm- Boden des Rahmens ein den Strömungsweg durch mungsweg bildet ;;nd deren Enden radiale Flan- die Bohrung der Büchse sperrendes Ventil bildet, sehe (46, 50) tragen, von denen der eine Flansch während der andere Flansch mit einem an der Aus-(46) mit dem Boden (48) des Rahmens ein den laßöffnung liegenden ringförmigen Teil der Rahmen-Strömungsweg durch die Bohrung (76) der 20 wand ein einen Slrömungsweg zwischen dem Rah-Büchse sperrendes Ventil bildet, während der an- men und der Büchse sperrendes Ventil bildet,
dere Flansch (50) mit einem an der Auslaßöff- Aul diese Weise werden beim öffnen des Ventils nung (40) liegenden ringförmigen Teil der Rah- durch Bewegen der Büchse gegen die Kraft der Femenwand ein einen Strömungsweg zwischen dem der zwei Strömungswe^e geöffnet, die einen im we-Rahmen und der Büchse sperrendes Ventil bildet. 25 sentlichen ungedrosselten Durchstrom des Kühlmit

2. Temperaturempfindliches Ventil nach An- tels gestatten. Da durch die Ausbildung der als Verspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ven- Schlußglieder dienenden Flansche der Büchse Gleittilverschlußteil (44) dadurch vom Kühlmittel- bewegungen zu einer Dichtung vermieden sind, sind druck im Öffnungssinn behstet i ', daß der an- die aufgezeigten Mangel durch Abrieb an der Dichdere radiale Flansch (50) ein" größere vom Kühl- 30 tung überwunden. Durch die erfindungsgemäße Ausmitteldruck beaufschlagte Fläche al· der erste ra- bildung wird ferner eine einfache und daher wirtdiale Flansch (46) aufweist. schaftliche Herstellung des Ventils in Fließbandfertigung ermöglicht, da durch das obere offene Ende des Rahmens nacheinander sämtliche Einzelteile des