DE2347038A1

DE2347038A1 - Thermostat fuer die kuehlung von verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE2347038A1
Application number: DE19732347038
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Robionek
Original assignee: ROBIONEK HANS JOACHIM
Current assignee: ROBIONEK HANS JOACHIM
Priority date: 1973-09-19
Filing date: 1973-09-19
Publication date: 1975-03-27

Description

DipL-Ing. A. Spalthoff 43 essen ι. den 18. S .. 1973

Patentanwalt ^^A

Postschließfach 1533 Telefon (02141) 772008

Akten-Nr. 21 6^3 S/0 In der Antwort bitte angeben

HANS-JOACHIM ROBIONEK, 466 GELSENKIRCHEN-BUER,

WINKELMANNSHOF 7

THERMOSTAT FÜR DIE KÜHLUNG VON VERBRENNUNGSMOTOREN

Die Erfindung betrifft einen Thermostaten für die Kühlung von Verbrennungsmotoren, deren Gehäuse ein bei Temperaturänderungen sein Volumen veränderndes Medium aufweist, welchem ein oder mehrere Stellteile zugeordnet ist bzw. sind, welches je mit einem die Kühlung absperrenden oder freigebenden Schließglied in Wirkverbindung steht, welches bzw. welche unter der Einwirkung einer Feder od.dgl. steht bzw. stehen.

Für die Kühlung der Verbrennungsmotoren werden Thermostate verwendet, die bei einer bestimmten, vorher eingestellten

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Temperatur ansprechen und dann bei einer Wasserkühlung den Kühlkreislauf zum Kühler mehr oder weniger stark freigeben oder bei Luftkühlung eine Klappe mehr oder weniger weit öffnen, so daß das Kühlmittel,in dem einen Fall Wasser und in dem anderen Fall Luft, eine Kühlung des Motorblocks bewirken kann, wobei bei der Wasserkühlung ein Kühlkreislauf vorliegt.

Es ist bekannt, derartige Thermostate so auszubilden, daß diese ein bei Temp era tür änderungen sein Volumen veränderndes Medium, z.B. Wachs, Alkohol usw., aufweisen. Diesem Medium ist ein Stellteil, beispielsweise ein Kolben, eine Membran, ein Faltenbalg usw., zugeordnet, so daß bei einer Ausdehnung des Mediums eine Beaufschlagung des Stellteils stattfindet, welches hinwiederum mit einem Schließglied in Verb in— ding steht, das bei einer Wasserkühlung den Kühlkreislauf entsprechend dem Grad seiner Öffnung freigibt oder bei einer Luftkühlung die die Luftmenge dosierende Klappe steuert. Diese bekannten Thermostate stellen sog. Proportionalregler dar, welche einen bestimmten, ebenfalls einstellbaren Proportionalbereich besitzen. Nachteilig erweist sich bei diesen Thermostaten, daß z.B. bei einer Einstellung des Sollwertes auf 80° C der Istwert innerhalb des Proportionalbandes vom Sollwert abweichen kann, d.h. im Winter und bei geringer Leistung der Maschine liegt die Motortemperatur relativ niedrig, während im Sommer

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und bei hoher Leistung die Motortemperatur vergleichsweise hoch ist. Dies bedeutet, daß die Motortemperatur nicht optimal den jeweiligen Bedingungen angepaßt ist, was zu Mo·» torschäden, Verschlechterung der Werte der schädlichen An» teile der Abgase,zu größerem Benzinverbrauch usw. führen kann.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Thermostat für die Kühlung von Verbrennungsmotoren der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher unter Vermeidung vorerwähnter Nachteile einfach herzustellen und zu montieren ist sowie eine Einhaltung der Motortemperatur unabhängig von den jeweiligen Gegebenheiten in einem für den Motor günstigsten Bereich ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß an dem Gehäuse des Thermostaten über ein Rohr ein oder mehrere Temperaturfühler angeschlossen ist bzw. sind, welcher bzw. welche mit einem bei Temp er a tür änderungen sein Volumen verändernden Medium gefüllt ist bzw. sind. Der Temperaturfühler kann zusätzlich die Außentemperatur ermitteln. Je nach der vorgenommenen Einstellung dehnt sich bei Erreichen der eingestellten Temperatur das im Temperaturfühler enthaltende Medium aus, so daß dieses über die Rohrleitung auf den eigentlichen Thermostaten einwirkt und entweder direkt auf dessen Stellteil einwirkt, oder aber auf das Gehäuse selbst, ggf. unter Zwischenschaltung

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einer Menbran od.dgl., so daß das Gehäuse eine zusätzliche Verstellung erfährt, die sowohl in dem einen als auch in dem anderen Falle der Verstellbewegung des Stellteiles und damit des Schließgliedes überlagert ist. Durch die Maßnahme wird erreicht, daß der Sollwert des Thermostaten verschoben wird, VaI eine Kompensation der Störgrößen bewirkt wird. Es ist jedoch auch möglich, den Temperaturfühler im Rücklauf des Kühlwasserkreislaufes anzubringen, weil dann eine Verschiebung des Sollwertes des Thermostaten sowohl in Abhängigkeit von der Außentemperatur als auch in Abhängigkeit von der Motorleistung erfolgt. Außerdem ist es möglich, mehrere derartiger Temperaturfühler vorzusehen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht, daß die Motortemperatur optimal nach den jeweiligen Betriebsbedingungen geregelt wird. Bei Winterbetrieb kann eine höhere und bei Sommerbetrxeb eine niedrigere Temperatur eingehalten werden. Dies führt zu wesentlichen Vorteileno Im Winterbetrieb ergeben sich geringere Anteile schädlicher Bestandteile in den Abgasen, eine höhere Leistung, geringerer Benzinverbrauch, ein verminderter Anfall von Wasser und Säuren im Motoröl sowie bessere Heizung. Im Sommerbetrxeb ereignen sich weniger temperaturbedingte Motorschäden. Darüber hinaus ist ein Umstellen der Motoren auf Sommer— und Winterbetrieb durch Einsetzen entsprechend vor eingestellter Thermostaten nicht mehr erforderlich, weil jetzt mit einem einzigen Thermostat ten die Motortemperatur sowohl bei Winterbetrieb als auch bei Sommerbetrxeb optimal eingehalten werden kann.

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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Rohr des Temperaturfühlers mit dem Teil des Gehäuses des Thermostat ten verbunden, in dem sich das bei Temperaturänderungen sein Volumen verändernde Medium befindet. Durch die Ausdehnung des Mediums bei Erwärmung sowohl im eigentlichen Thermostaten als auch im Temperaturfühler, findet entsprechend dem Volumenverhältnis der beiden vorerwähnten Medien eine Beaufschlagung des Stellteils des Thermostaten und damit ein mehr oder weniger weites Offnen des mit ihm verbundenen .Schließgliedes statt.

Es ist jedoch auch möglich, daß das Rohr des Temperaturfühlers derart anViem Gehäuse des Thermostaten angeschlossen und dieses so gelagert ist, daß bei einer durch den Temperaturfühler hervorgerufenen Volumenänderung seines Mediums das Gehäuse eine Stellbewegung ausführt, welche sich der des Stell« teils des Thermostaten überlagerte In diesem Falle stehen die Medien des Thermostaten und des Temperaturfühlers nicht unmittelbar miteinander in Verbindung, sondern unter Zwischenschaltung eines weiteren Stellteils in Form eines Kolbens, einer Membran, eines FaltenfcaLges usw. , wobei die Volumenänderung zur Beaufschlagung des Gehäuses des Thermostaten dient und damit ebenfalls eine Verstellung des Schließgliedes herbeiführt. Dieser Bewegung des Schließgliedes wird die Bewegung überla·=» gert, welche durch die Ausdehnung des Mediums innerhalb des

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eigentlichen Thermostaten bewirkt wird.

Die Rohrverbindung bzw. -verbindungen zwischen Temperaturfühler und Thermostat sind von Kapillaren, d.h. also Röhrchen mit haarfeinen Durchtrittskanälen, gebildet»

Der bzw. die Temperaturfühler ermitteln die Temperatur der Außenluft und/oder der Rücklaufleitung des Kühlwasserkreislaufes. Es ist auch möglich, die Temperatur des Motoröls mittels eines Temperaturfühlers in das System mit einzube— ziehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigtS

Figo 1 eine geschnittene Ansicht des erfindungsgemäß ausgebildeten Thermostaten in schematischer Darstellung im Kühlwasserkreislauf,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Anordnung des erfindungsgemäßen Thermostaten.

Mit 1 ist der Motorblock bezeichnet, von dem die Vor lauf leitung 2 zum Kühler 3 führt, der über die Rücklauf leitung 4 an den unteren Bereich des Motors 1 angeschlossen ist.

Wie insbesondere Fig. 1 erkennen läßt, ist in der Vorlauf leitung 2 ein Thermostat vorgesehen, dessen Gehäuse mit 5 bezeiäa—

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net ist. In dem Gehäuse 5 des Thermostaten befindet sich in einem etwa zylinderförmigen Raum 6 ein bei Temperatüränderungen sein Volumen veränderndes Medium 7j z_oB. Wachs. Der zylinderförmige Raum 6 ist mit einer rohrförmigen Einbuchtung 8 versehen, in welcher der Stellteil 9 verschiebbar geführt ist, der als Kolben ausgebildet ist. An der Oberseite des Stellteils 9 ist das Schließglied 10 angebracht, welches unter der Einwirkung einer Feder 11 steht, die sich einmal am Deckel 12 des Gehäuses und zum anderen am Schließglied 10 abstützt. Die Justierung des Schließgliedes 10 in Form einer Ventilscheibe am Stellteil 9 geschieht mittels der EiEhS ehr aube 13·

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der Unterseite des Gehäuses 5 ein Kapillarrohr 14 angeschlossen, welches zu einem Temperaturfühler 15 führt, dessen Inneres mit einem bei Tempera tür änderungen sein Volumen veränderndes Medium 16 gefüllt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel stimmt das Medium 7 im Zylinderraum 6 des Thermostaten mit dem Medium l6 im Temperaturfühler sowie in der Kapillare 14 überein, das heißt also, es handelt sich im vorliegenden Falle um Wachs. Der Temperaturfühler ist in der Rücklaufleitung k zum Motor 1 angeordnet, so daß über diesen Fühler sowohl die Außentempera~ tür als auch die Motorleistung erfaßt und je lach dem Grad der hierdurch hervorgerufenen Ausdehnung des Mediums 16 eine Ver-

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stellung des Sollwertes herbeigeführt wird, und zwar im Sinne einer optimalen Erreichung des für den Motor giünstigsten Temperaturbereiches. Die Verschiebung des Sollwertes geschieht z.B. in der Weise, daß dessen Maximum bei einer Außentemperatur von Minus 20 ° einem Wert von 9O⁰C entspricht, während sein Minimum bei einer Außentemperatur von Plus 30 C einem Wert von Plus 6O C entspricht. Dies gibt für den wahrscheinlichen Istwert unter Berücksichtigung des Proportionalbandes einen Wert von maximal 8O C bei einer Außentemperatur von Minus 20 C und von 75 C bei einer Außentemperatur von Plus 30° C

In vielen Fällen wird es genügen, den Temperaturfühler 15 lediglich die Außentempetatur erfassen zu lassen, so daß eine Anordnung in der Rücklauf leitung nicht erforderlich äste

Der erfindungsgemäß in seiner Charakteristik veränderte Thermostat ist vorteilhaft sowohl bei Luft- als auch bei Wasserkühlung von Verbrennungsmotoren anwendbar. Außerdem lassen sich mehrere Temp era tür fühler an den Thermostaten zuschalten, die beispielsweise die Außentemperatur und die Rücklauftemperatur erfassen« Des weiteren ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung auch bei Thermostaten möglich, die ein zweites Schließglied für eine Kurzschlußleitung vom Vorlauf direkt zum Rücklauf besitzen. Auch ist es möglich, daß als bei Temperatüranderungen sein Volumen veränderndes Medium ein Gas Verwendung findet.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE ί

1. )y Thermostat für die Kühlung von Verbrennungsmotoren, dessen Gehäuse ein bei Temp er a tür änderungen sein Volumen veränderndes Medium aufweist, welchem ein oder mehrere Stellteile zugeordnet ist bzw« sind, welches je mit einem die Kühlung absperrenden oder freigebenden Schließglied in Wirkverbindung steht, welches bzw, welche unter der Einwirkung einer Feder od.dgl. steht bzw. stehen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (5) des Thermostaten über ein Rohr (l4) ein oder mehrere Temperaturfühler (15) angeschlossen ist bzw. sind, welcher bzw» welche mit einem bei Temperaturänderungen sein Volumen verändernden Medium (l6) gefüllt ist bzw. sind.

2.) Thermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (l4) des Temperaturfühlers (15) mit dem Teil (6) des Gehäuses (5) des Thermostaten verbunden ist, in dem sich das bei Temperaturänderungen sein Volumen verändernde Medium (7) befindet.

3») Thermostat nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeich·« net, daß das Rohr (l4) des Temperaturfühlers (15) derart an dem Gehäuse (5) des Thermostaten angeschlossen und dieses so gelagert ist, daß bei einer durch den Temperaturfühler Cl5) hervorgerufenen Volumenänderung seines Mediums (l6) das Gehäuse (5) eine Stellbewegung ausführt, welche sich der des Stellteils (9) des Thermostaten überlagert.

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k.) Thermostat nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrverbindung (l4) bzw. «verbindungen zwischen Temperaturfühler (15) und Gehäuse (5) des Thermostaten von Kapillaren (1A) gebildet ist bzWo sind.

5.) Thermostat nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw,, die Temperaturfühler (15) die Temperatur der Außenlift und/oder der Rücklauf leitung des Kiihlwasserkeislauf es ermitteln.

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