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Thermostatische Vorrichtung zur Steuerung des KUhlflUssigkeitsdurchflusses
am Ausgang einer Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur
Steuerung des Kühlflüssigkeitsdurchflusses am Ausgang einer Brennkraftmaschine.
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Es sind bereits Vorrichtungen zur Steuerung des Kühiflüssigkeitsdurchflusses
am Ausgang von Brennkraftmaschinen bekannt, die einen Hohlkörper aufweisen, der
an der Offnung des Ausganges der Kühlflüssigkeit angeordnet ist, der an dem Motorblock
ausgebildet ist, in dessen Innenraum,
der mit der zuvor erwähnten
öffnung verbunden ist, ein thermostatisches Ventil angeordnet ist, das aus einem
strukturell unabhängigen, teilweise vorgefertigtem Element bekannter Art besteht
und das einen Rohranschluß zum Anschluß an eine zu dem Eingang des Kühlers fUhrende
Leltung aufweist.
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Das thermostatische Ventil derartiger bekannter Vorrichtungen weist
einen tragenden Aufbau auf, dessen wesentlicher Teil aus einem aus Blech ausgestanzten
Ríngsbesteht, der an einer Seite wenigstens zwei Arme trägt, die gegen die Ebene
des Ringes genelgt sind und mit dieser einstückig ausgebildet oder z.B. durch Löten
verbunden sind. Die Arme konvergieren zu einer kleinen Scheibe, die den Sitz des
Stiftes eines bekannten wärmedehnbaren Elementes trägt, der die zentrale Öffnung
des Ringes durchquert und dessen Stössel trägt. Auf der anderen Seite des Ringes
ist eine ringförmige Scheibe angeordnet die aus einem Verschlußorgan des Ventils
besteht, das den Durchgang durch die zentrale Effnung verschließen kann. Auf der
Seite des Ringes, auf der die ringförmige Scheibe liegt, ist ein im wesentlichen
U-förmiger BUgel angeordnet und an dem Ring angelötet oder durch gebogene Zungen
befestigt. Der zentrale Teil dieses Bügels, der parallel zu dem Ring verläuft, dient
als StUtze für die Spiralfeder, die den Stößel des wärmedehnbaren Elementes umgibt
und die das Verschlußorgan des Ventils gegen den Ring drückt, um den Durchgang durch
die ringföriige zentrale Öffnung zu unterbrechen.
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Der so gebildete Thermostat kann in den zu dessen Aufnahme bestimmten
Innenraum eingebracht und befestigt werden, wobei der äußere Umfang des Ringes zwischen
der ebenen Fläche des Körpers, in dem der Innenraum ausgebildet ist, und dem mit
dem Rohranschluß versehenen Deckel liegt. Das Verschließen erfolgt normalerweise
mittels Schrauben und/oder Nie ton.
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Dieser bekannte Aufbau weist verschiedene Nachteile auf, so vom Standpunkt
der Funktion als auch der' Wirtschaftlichkein, Eine dieser Nachteile besteht darin,
daß die Halterung des thermostatischen Ventils leicht von den Fehlern der Form der
zum Halten bestimmten Teile (dem Ring und dem Verschlußorgan des Ventils) und den
Verformungen, die in dem Ring auftreten können, wenn schließlich an ihm der U-förmige
Bügel befestigt wird, beeinträchtigt werden kann. Diese Fehler können durch spätere
Maßnahmen nicht mehr korrigiert werden.
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Ein weiterer Nachteil besteht in der Möglichkeit der fehlerhaften
Montage des Deckels, der insbesondere häufig in dem Falle auftritt, indem die thermostatische
Vorrichtung am Ausgang des Motors angeordnet ist. In einem derartigen Fall ist der
wärmeempfindliche Teil nicht mehr der Wirkung des warmen Wassers, das aus dem Motor
austritt, ausgesetzt, und das Ventil bleibt immer geschlossen, wodurch infolge von
Überhitzung der Motor stark beschädigt werden kann.
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Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist es bekannt, kostspielige Vorrichtungen
zu verwenden, die den Zweck haben, die Koppelung der Teile zu verhindern, wenn die
Montage nicht richtig durchgeführt ist.
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Ein weiterer Nachteil besteht schliealich darin, daß der Aufbau des
thermostatischen Ventils so ist, daß er kostspielige, von Hand durchzuführende Arbeiten
während der Montage erfordert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die frei von diesen Nachteilen ist und die sich durch
eine ausgezeichnete Halterung dei den in den Kühlkreisen der Brennkraftmaschine
auftretendenIhcken dadurch unterscheidet, daß das Ventil
nicht in
einer falschen Stellung befestigt werden kann, sowie durch einen wesentlich niedrigeren
Herstellungspreis.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Haltesitz des Endes des
Stiftes des wärmedehnbaren Elementes, der Sitz des Ventils, mit dem die ringförmige
Scheibe, die von dem Stößel des wärmedehnbaren Elementes getragen wird, zusammenwirkt
und die seitlichen Längsarme des U-förmigen Bügels für die Abstützung der Gegenfeder
und die Führung des Stößels einstückig mit dem Deckel und dem Rohranschluß ausgebildet
sind.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, das der Deckel
durch Druckgießen aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder einem Kunstharz gegossen
ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Figuren
1 bis 18 erläutert. Es zeigt: Figur 1 einen Längsschnitt,aus dem die bekannte Vorrichtung
zur Steuerung des Kühlflüssigkeitsdurchflusses zwischen dem Motor und dem Kühler
hervorgeht, Figur 2 eine perspektivische schematische Darstellung des thermostatischen
Ventils, das in die bekannte Vorrichtung der Fig. 1 eingebaut ist, Figur 3 einen
Längsschnitt der Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform,
Figur 4 eine perspektivische Darstellung eines Elements der Vorrichtung der Fig.
3, Figur 5 eine perspektivische Darstellung des Deckels und des thermostatischen
Ventils der Vorrichtung der Fig. 3,
Figur 6 einen Längs schnitt
der Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer ersten Abwandlung, Figur 7 eine perspektivische
Darstellung des Deckels, der das thermostatische Ventil trägt, das einen Teil der
Vorrichtung der Fig. 6 bildet, Figur 8 einen Längs schnitt der Vorrichtung gemäß
der Erfindung in einer weiteren Ausführungsform, Figur 9 einen Schnitt längs der
Linie IX - IX der Fig. 10, aus dem die Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer
weiteren Ausführungsform hervorgeht, Figur 10 eine Aufsicht der Vorrichtung der
Fig. 9, Figur 11 einen Schnitt längs der Linie XI - XI in Fig. 9, Figur 12 eine
Aufsicht in Richtung des Pfeils XII in Fig. 9, Figur 13 in vergrößertem Maßstab
eine Aufsicht einer'konstruktiven Einzelheit der Ausftrungsfoxm der Fig. 9 bis 12,
Figur 14 und 15 Schnitte längs der Linien XIV - XIV bzv. XV - XV in Fig. 13, Figur
16 eine Endansicht der Einzelheit der Fig. 13, Figur 17 eine Aufsicht der Einzelheit
von der Seite, die der der Aufsicht in Fig. 13 gegenüber liegt und Figur 18 einen
Schnitt längs der Linie XVIII - XVIII in Fig. 17.
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Figur 1 zeigt eine bekannte Anordnung, wobei mit 1 der Block einer
Brennkraftmaschine bezeichnet ist, in dem eine Öffnung 2 für den Austritt der Kühlflüssigkeit
ausgebildet ist.
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Mit 3 ist ein Hohlkörper bezeichnet, dessen Innenraum 4 mit der Öffnung
2 verbunden ist. Der Innenraum ist auf der anderen Seite mittels eines Deckels 5
verschlossen, der am Körper 3 und am Block 1 mittels Schrauben 6 befestigt ist,
von denen in der Zeichnung nureine gezeigt ist. Der Deckel 6 besteht aus einem Rohranschluß
7, der für den Anschluß einer flexiblen Leitung (nicht gezeigt) dient, die zum Eingang
des Kühlers führt.
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Zwischen dem Körper 3 und dem Deckel 5 ist der Außenrand des Ringes
8 des Thermostatventils 9 (siehe Fig. 2) festgeklemmt. Vom Rand der zentralen Öffnung
des Ringes 8 ragen die gegen die Achse des Ringes konvergierenden Arme 11 vor, die
mit einer Scheibe 12 verbunden sind. An der Scheibe 12 befindet sich der Sitz 13
am Ende der Stange 14 eines wärmeempfindlichen Teils, dessen Stößel 15, der in dem
Innenraum 4 liegt, das Verschlußelement trägt, das die Form einer Ringscheibe 16
hat, die die zentrale Öffnung des Ringes 8 verschließen kann.
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An der Scheibe 16 stößt sich eine Gegenfeder 17 ab, deren unteres
Ende von dem zentralen Teil eines U-förmigen Bügels gehalten wird. Die ansteigenden
seitlichen Teile 19 bzw.
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20 des Bügels sind an dem Ring 8 mittels gebogener Zungen 21 befestigt,
die sich durch besondere Ausnehmungen in dem Ring erstrecken.
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Bei der in den Figuren 3 bis 5 gezeigten Ausführungsform der Anordnung
gemäß der Erfindung sind der Deckel 5 und der Rohranschluß 7 z.B. durch Gießen einstückig
ausgebildes und tragen das gesamte Ventil. Im Inneren des Anschlusses 7 ist ein
Vorsprung 22 ausgebildet, in dessen dem Innenraum 4 zugewandter Oberfläche eine
Ausnehmung ausgebildet
ist, die als Haltesitz für den Stift 14
des wärmedehnbaren Elementes dient. Einstückig mit den Teilen 5 und 7 ist auch der
Ringsitz 23 des Ventils ausgebildet, der am Innenrand eines kurzen Rohrstückes 24
ausgebildet ist, das sich von dem zum Anschluß 7 entgegengesetzten Teil des Deckels
aus in den Innenraum 4 erstreckt.
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Vom unteren Rand des Rohrstücks 24 aus erstrecken sich diametral gegenüberliegend
zwei Arme 25, die gleich sind und parallel zur Achse des Rohrstücks 24 verlaufen.
Diese Arme enden mit kurzen Querstücken 26, die einander zugewandt sind. Diese Stücke
dienen als Halterungen für das Ende eines Verbindungsteils 27 (siehe Fig. 4), das
einen U-förmigen Querschnitt hat und in seinem mittleren, verbreiterten Teil mit
einer Öffnung 28 für die Führung des Stößels 15 des wärmedehnbaren Elementes versehen
ist. Das Verbindungsteil ist auch mit Vorsprüngen 29 versehen, die abstandsgleich
von der Achse der Öffnung 28 angeordnet sind und die zur Zentrierung der Gegenfeder
17 dienen, die zwischen dem Verbindungsteil und der Ringscheibe 16 angeordnet ist,
die das Verschlußorgan des Ventils bildet, das in den Stößel 15 eingesetzt ist,
wie Fig. 3 zeigt.
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Der Aufbau wird durch ein Auslaßventil 30 vervollständigt, das in
der'Öffnung 31 angeordnet ist, die den Innenraum 4 mit dem Innenraum des Rohranschlusses
7 verbindet.
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Es ist ersichtlich, daß die in den Figuren 3 bis 5 gezeigte Anordnung
nicht nur wesentlich einfacher als die in den Figuren 1 und 2 gezeigte ist, sondern
auch besser funktioniert, da es möglich ist, die Teile so auszubilden, daß ein vollkommener
Halt beim Schließen der Ringscheibe 16 gegen den Sitz 23 bei den in den Kühlkreisen
von Brennkraftmaschinen auftretenden Drücken sicherstellt. Außerdem ergibt sich,
daß der Ring 8 des bekannten Aufbaus und seine zugehörigen Teile 11, 12 und 13 entfallen
ebenso wie die Notwendigkeit komplizierter und kostspieliger, von Hand
durchzuführender
Befestigungsarbeiten des U-förmigen Bügels 18, 19, 20 an dem Ring und die unvollkommene
Halterung, die eine derartige Befestigungsanordnung verursachen kann, um zu vermeiden,
daß von einer nicht korrekt durchgeführten Montage Haltefehler herrühren, vermieden
werden.
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Die Ausführungsform gemäß den Figuren 6 und 7 unterscheidet sich von
der der Figuren 3 bis 5 dadurch, daß der Innenraum 4 mit dem "By-pass" über die
Leitung 32 verbunden ist und an seinem Boden einen Sitz 33 aufweist, der mit einem
zweiten Verschlußteil zusammenwirken kann, dessen Verstellungen von dem wärmedehnbaren
Element 14, 15 zugleich mit denen der Ringscheibe 16 gesteuert werden.
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Die Scheibe 16 ist mit einer axialen Hülse 34 verbunden, die den Stößel
15 umgibt und weist am unteren Ende einen kleinen äußeren radialen Flansch 35 auf.
An diesem stützt sich eine Ringscheibe 36 ab, die an der kegelstumpfförmigen Gegenfeder
37 anliegt, deren anderes Ende auf das Verbindungsteil 27 wirkt.
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Bei der Ausführungsform nach Figur 8 ist der Deckel einstückig mit
dem Körper 3 ausgebildet und die Enden der Verbindungsteile 27 werden in Ausnehmungen
gehalten, die diametral gegenüber in den zylindrischen Seitenwänden des Innenraums
4 ausgebildet sind. Hierdurch erhält man eine weitere Vereinfachung des Aufbaus
der Anordnung und eine weitere Verminderung der Herstellungskosten.
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Die in den Figuren 9 bis 18 gezeigte Ausführungsform unterscheidet
sich von der entsprechend den Figuren 3 bis 5 in den folgenden Einzelheiten.
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Der Deckel 5 hat eine etwa kreisförmige Form, während er vorher quadratisch
war, und weist nur drei Bohrungen zur Befestigung der Anordnung an einem hohlen
Haltekörper auf
(in den Figuren 9 und 10 nicht' gezeigt). Außerdem
ist der Sitz 23 des Ventils direkt im Boden des Deckels 3 an dem Rand der mit dem
Inneren des Rohranschlusses 7 verbundenen Öffnung ausgebildet. Die Arme 25 gehen
direkt von dem Boden des Deckels in den Bereich aus, der den Sitz 23 umgibt, und
sind im Bereich der unteren Enden mit einander zugewandten Quernuten versehen, in
die die gegenüberliegenden Enden des Verbindungsteils 27 eingreifen, das als Gegenhalterung
für die Feder 17 dient, die auf die Ventilscheibe 16 einwirkt, und das als Führung
für den Stößel 17 des wärmedehnbaren' Elementes dient. Die Achse des Rohranschlusses
7 liegt in einer Ebene, die die Achse des wärmedehnbaren Elementes enthält, und
bildet einen Winkel von weniger als 900 mit der Symmetrieebene S-S (siehe Figur
12) der Arme 25. Das untere Ende des Rohranschlusses 7 schließlich ist an dem Deckel
5 mit einer Rippe 34 verbunden, die in der Ebene liegt, die die Achsen des Rohranschlusses
bzw. des wärmedehnbaren Elementes enthält.
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Das Verbindungsteil 27, dessen Aufbau im einzelnen inden Figuren 13
bis 18 gezeigt ist, ist aus einem Blechstück geschnitten und gestanzt, Das Verbindungsteil
weist ein Mittelstück 35 auf, dessen Länge größer ist als der Durchmesser der Feder
17, die es halten muß, sowie zwei gegenüberliegende Längsansätze 36 bzw. 36'; deren
Breite etwas größer ist als die der Arme 25. In dem Mittelstück ist eine zentrale
Öffnung 28 ausgebildet, von decen- ICreisrand in Richtung der Seite des Verbindungsteils,
der gegen das Scheibenventil 16 gerichtet ist, eine ringförmige Rippe 37 ausgeht,
die die Aufgabe hat, das Mittelstück 35 zu versteifen und den Stößel 15 des wärmedehnbaren
Elementes zu führen. Das Mittelstück weist seitliche, gerade Ränder 35' bzw. 35"
auf, die parallel zur mittleren Längsebene des Verbindungsteils verlaufen und die
mit den geraden Randbereichen mit den parallelen Bereichen der Ansatze 36 und 36'
durch Bogenstücke 38 verbunden sind, deren Krümmungsmittelpunkt mit dem Mittelpunkt
der Öffnung 28 zusammenfällt.
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Die Bogenstücke 38 und die geraden Randbereiche der Ansätze 36 und
36' sind an ihren jeweiligen Rändern so gebogen, daß jede Seite des QuermittélstUcks
des Verbindungsteils zwei gegenüberliegende Halterippen 39 und 40 bildet, die sich
in der gleichen Richtung wie die ringförmige Rippe 37 erstrecken.
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Die Rippen 40, die an den Seiten liegen, die sich gegenüber der mittleren
Längsebene befinden, enden in einer bestimmten Entfernung von den gegenüberliegenden
Rändern der Enden der Ansätze 36 und 36' des Verbindungsteils, die in den Bereichen
der Zungen 41, die mit dem Teil 35 des Verbindungsteils koplanar sind und von den
angrenzenden Enden der Rippen 40 durch Einschnitte 42 (siehe Figur 17) getrennt
sind, deren Länge der Dicke der Rippen 40 entspricht.
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Die zwischen der ringförmigen Rippe 37 und den Enden der Ansätze 36
und 36' eingeschlossenen Stücke des Verbindungsteils sind, umweiter das Verbindungsteil
zu versteifen, mit Längsausnehmungen 45 versehen, deren Tiefe klein im Vergleich
zur Breite ist. Die Länge des Verbindungsteils ist gleich dem Abstand zwischen den
gegenüberliegenden Böden der durchlaufenden Nuten, die in geringem Abstand von dem
freien Ende der Arme ausgebildet sind. An ihrer Krümmung weisen die Ränder der Enden
der Ansätze 36 und 36' in der Aufsicht des Verbindungsteils (siehe Figur 13 bis
17) ein Profil auf, das ein gerades Stück 43, das sich von der Rippe 39 bis zur
mittleren Längsebene des Verbindungsteils erstreckt, und ein bogenförmiges Stück
44 hat, dessen Krümmungsmittelpunkt mit dem Mittelpunkt der Öffnung 28 zusammenfällt
und das sich von der genannten mittleren Ebene bis zu dem freien Ende der jeweiligen
Zunge 41 erstreckt.
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Während der Montage der Vorrichtung gemäß den Figuren 9 bis 12 wird
das Verbindungsteil - an dem um die ringförmige Rippe 37 sich ein Ende der Feder
17 abstützt und in dessen
zentraler Öffnung 28 der Stößel 15 des
wärmedehnbaren Elementes eingreift - vor allem. quer oder nahezu quer bezüglich
der Symmetrieebene S - S (siehe Figur 12) der Arme 25 angeordnet, wobei die jeweiligen
Rippen 37, 39 und 40 und der Stift 14 des wärmedehnbaren Elementes gegen den an
dem Inneren Ansatz 22 des Rohranschlusses 7 ausgebildeten Sitz gerichtet sind. Wenn
man nun den Stift 14 in diesen Sitz einführt und das Verbindungsteil gegen den Sitz
verschiebt, drückt man die Feder 17 gegen die Ventilscheibe 16, die von dem Stößel
getragen wird, zusammen, bis die Ansätze 36 und 36' die Höhe der durchlaufenden
Nuten erreichen, die in den Armen 25 ausgebildet sind. Da die Höhe der Nuten wenigstens
dem Abstand y (siehe Figur 15, 16 und 17) entspricht, der die Außenseite an den
Bodenwänden der Ausnehmungen 45 und die Seite des Verbindungsteils trennt, an der
die Rippen 37, 39 und 40 vorstehehen, ist es durch Drehen des Verbindungsteils in
Richtung des Pfeils 46 (siehe Figur 12) möglich, die Ansätze 36 und 36' in die in
den gegenüberliegenden Armen 25 ausgebildeten Nuten einzuführen. Diese Einführung,
begünstigt durch die besondere, zuvor beschriebene Ausbildung der Ränder der Enden
der Ansätze 36 und 36', endet, wenn die Rippe 39 an den Teilen der Seitenflächen
der Arme 25 anliegen, die unmittelbar über den Nuten liegen. Der Vorgang wird nun
durch das Umbiegen der Zungen 41 in Richtung der Rippen 40 vervollständigt. Hat
man auf diese Weise die Blockierung des Verbindungsteils an den Armen 25 erreicht,
wird die Lösung des Thermostaten nach seiner ontage praktisch verhindert.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist z.B. möglich, daß der
Deckel 5 ohne das Rohrstück 24 hergestellt wird.
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In diesem Falle gehen die Arme 25, deren Anzahl von zwei verschieden
sein kann, direkt von dem Deckel 5 aus, während der Sitz 23 an der ebenen Fläche
des Deckels gegenüber der, die den Anschluß 7 trägt, um die Mündung der mit dem
Innenraum 4 verbundenen Öffnung ausgebildet ist.
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Dieser Sitz kann zweckmäßigerweise in einem Ring (nichtgezeigt) ausgebildet
sein, der aus einem härteren Material als dem des Deckels hergestellt ist und der
in einer ringförmigen, am Ende des Rohrstücks 24 oder auch in der genannten ebenen
Fläche des Deckels 5 ausgebildeten Nut getragen und zweckmäßigerweise gehalten wird.
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Auch der Aufbau, der als Abstützung der Gegenfeder 17, die das wärmedehnbare
Element vorspannt, und zur eventuellen Führung des Stößels dieses Elementes dient,
kann von dem zuvor Beschriebenen verschieden sein.
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Schließlich ist das Vorhandensein des Auslaßventils 30, 31 für die
Erfindung nicht unbedingt erforderlich.