DE2417897C2 - Temperaturabhängiges Ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein temperaturabhängiges Ventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige temperaturabhängige Ventile finden \or allem in den Kühlsystemen von Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren Verwendung. Sie dienen dazu, den Hauptkühlkreislauf, der den im allgemeinen luftgekühlten Radiator des Kühlsystems umfaßt und somit eine sehr starke Kühlleistung besitzt, erst dann einzuschalten, wenn nach einem Kaltstart das Kühlmittel eine vorgegebene Temperatur erreicht hat. Durch die bei dieser Temperatur einsetzende Relativbewegung zwischen den beiden Teilen des temperaturabhängigen Elements wird das Schließelement gegen die Kraft der Vorspannfeder von seinem Ventilsitz abgehoben, so daß der von diesem Ventilsitz umschlossene Fiuiddurchlaß frei wird und das Kühlmittel durch den Kühlhauptkreislauf zirkulieren kann. Im allgemeinen wird dabei gleichzeitig ein bis dahin wirksamer Nebenkühlkreislauf unterbrochen.

Bei dieser Verwendungsart werden die bekannten temperaturabhängigen Ventile im allgemeinen unmittelbar in eine Strömungsleitung eingebaut. Bei einem aus der FR-PS 71 830 bekannten Ventil der eingangs genannten Gattung erfolgt dies mit Hilfe eines Einbauflansches, der an dem zweiteiligen, die gesamte Anordnung tragenden und umschließenden Rahmen ausgebildet ist. Das eine Bauteil des Rahmens weist einen waagrechten, ringförmigen Abschnitt und einen senkrechten, ringförmigen Abschnitt auf, wobei der waagrechte Abschnitt als Einbauflansch verwendet wird. Der andere Bauteil liegt im zusammengebauten Zustand stumpf an dem waagrechten, ringförmigen Abschnitt an. Da im Betrieb bei einem solchen temperaturabhängigen Ventil erhebliche Kräfte auftreten, ist es bei der bekannten Ausführung erforderlich, daß sowohl der Rahmen als auch das Schließelement aus relativ dickwandigen Metallteilen gebildet sind. Dies führt zu verhältnismäßig hohen Herstellungskosten, da die große Wandstärke dieser Bauteile einerseits zu einem erhöhten Materialverbrauch führt und andererseits die mit Hilfe eines Stanzvorganges durchgeführte Herstellung der einzelnen Bauteile erschwert wird.

Aus der US-PS 29 Cl 477 ist ferner ein Thermostatventil bekannt, dessen den Rahmen bildendes Gehäuse aus zwei Bauelementen besteht, von denen das eine einstückig ausgebildet ist und das andere zweistückig, nämlich aus einem Träger für das Sch'.ießelement und dem Befesti£"ngsflansch.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein temperaturabhängiges Ventil der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß es wesentlich einfacher und kostengünstiger herstellbar ist, ohne daß hierdurch die für eine einwandfreie Funktion erforderliche Stabilität verlorengeht.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gdöst.

Dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die am stärksten beanspruchten Teile eines solchen temperaturabhängigen Ventils diejenigen Bereiche sind, mit denen der Ventilrahmen an oder in der Kühlmittelleitung befestigt ist. Hieraus wurde der Schluß gezogen, daß es durchaus möglich ist, für die beiden im zusammengebauten Zustand den Ventilrahmen bildenden Bauteile wesentlich dünnere und damit materialsparendere und leichter verformbare Bleche zu verwenden, als dies bisher der Fall war, wenn durch eine spezielle Formgebung der Bauteile dafür gesorgt wird, daß die am stärksten beanspruchten Bereiche die erforderliche Steifigkeit und Festigkeit besitzen. Gerade dies aber wird bei der erfindungsgemäßen Ausführung erreicht, da sie zur Bildung eines im Querschnitt L-förmigen, in beiden Schenkeln doppelwandigen Einbauflansches führt, der ohne weiteres in der Lage ist, die auftretenden hohen Kräfte zuverlässig aufzunehmen und in die tragenden Bauteile einzuleiten. Von besonderer Bedeutung ist dabei, daß dieser doppelwandige Einbauflansch mit seinem ringförmigen vertikalen, d. h. sich parallel zu der ihn umgebenden Wand des Kühlmittel-Strömungskanals erstreckenden Schenkel so ausgebildet werden kann, daß dieser Schenkel an der Wand des Strömungsmittelkanals nahezu über seinen ganzen Umfang hinweg anliegt und dadurch eine sehr gute Abstützung erhält.

Zwar sind Materialdopplungen im Flanschbereich bei temperaturabhängigen Ventilen aus der DE-OS 21 09 326 und der DE-AS 14 76 446 bekannt. Auch ist in der letztgenannten Druckschrift bereits darauf hingewiesen, daß durch das Zusammenwirken beider Teile die Stabilität des Ventils größer wird. Diese beiden bekannten Ventile können jedoch bei gleicher Blechstärke die Stabilität der erfindungsgemäßen Ausführung nicht erreichen. Bei dem Ventil gemäß der DE-OS 21 09 326

b5 wird nämlich die Materialverdopplung nur in einer Richtung vollzogen, während bei dem Ventil der DE-AS 14 75 446 der eine Rahmenteil nur als Steg ausgebildet ist. Das Ventil der letztgenannten Druckschrift ist über-

dies für den Einbau in Schlauche vorgesehen und eignet sich wegen seiner Umfangsdicke nicht für die Einspannung zwischen zwei Gehäuseteile. Auch der vorstehend erläuterte Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, daß zur weiteren Verbesserung der Stabilität ein axialer, doppelwandiger Teil am ganzen Umfang an der Wand des Kühlmittelströmungskanals anliegen kann, ist bei diesen beiden bekannten Ventilen nicht gegeben.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils ist im Anspruch 2 angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben,
j Fig 1 zeigt eine Sprengdarstellung des temperaturabhängigen Ventiles.

Fi g. 2 ist ein Seitenschritt des Ventiles entsprechend der F i g. 1, wobei das Ventil in einer Fluidleiiung eingebaut ist,

Fig.3 ist eine perspektivische Sprengdarstellung einer anderen Ausführungsform,

F i g. 4 ist ein Seitenschnitt des Ventiles der F i g. 3.

In der F i g. 1 erkennt man, daß das Ventil im wesentlichen aus drei Hauptteilen aufgebaut iit: Einem Halteteil 10, einem Führungselement 12, und einem F.chließelement 14.

Das Halteteil 10 hat einen ringförmigen, senkrechten Abschnitt 20 und einen ringförmigen, waagerechten Abschnitt 22. Ein ringförmiger Ventilsitz 23, der sich an den unteren Teil des senkrechten Abschnittes 20 anschließt, steht mit einer Vielzahl von Stegen 24 in Verbindung. Diese Stege erstrecken sich unter Winkeln als ein Verlängerungsabschnitt von dem Ventilsitz 23 aus nach oben und werden durch einen ringförmigen oder mit einer Öffnung versehenen flachen Abschnitt 26 abgeschlossen. Die Abschnitte 20, 22, 23, 24 und 26 des Halteteiles 10 sind einstückig ausgebildet und können aus einem dünnen Material wie z. B. aus Blech oder ähnlichem hergestellt werden. Dies kann durch ein fortlaufendes Stanzverfahren oder ähnliches geschehen.

Das Führungselement 12 hat einen ringförmigen, waagerechten Abschnitt 30, einen ringförmigen vertikalen Abschni*' 32 und eine Vielzahl von Streben 34, die sich von dem senkrechten Abschnitt 32 als eine Verlängerung nach unten erstrecken und durch ein ringförmiges cder mit einer öffnung versehenes Führungsteil 36 abgeschlossen werden. Die Abschnitte 30, 32,34 und 36 des Führungselementes 12 sind einstückig ausgebildet und können aus einem dünnen Material wie beispielsweise aus Blech oder ähnlichem hergestellt werden. Dies kann durch ein fortlaufendes Stanzverfahren oder ähnliches geschehen.

Das Schließelement K hat einen Schließabschnitt 40. der eine zentrisch angeordnete, nach unten geneigte Ausnehmung 37 trägt, in der ein temperaturabhängiges Element 41 gehalten wird. Dieses besteht aus einem Behälter 42 mit einem temperaturabhängigen Material und einem Betätigungsstift 44. Das temperaturabhängige Element 41 kann von jeder beliebigen, passenden Art sein. Vorzugsweise ist das Element 41 von der Art, bei der der Behälter 42 stabil ist. wobei sich in dem Behälter 42 ein temperaturabhängiges ausdehnbares- zusammenziehbares Material enthalten ist, das auf den Betätigungsstift 44, der sich von dem Behälter 42 her erstreckt, wirkt. Bei diesem bevorzugten Element 41 besteht eine relative, axiale Bewegung zwischen dem Betätigungsstift 44 und dem Behälter 42. die von der Temperatur der das Element 41 ausgesetzt ist, abhängt. Der Betätigungsstift 44 hat vorzugsweise ein Gewinde und eine aufgeschraubte Mutter 46. Die Mutter 46 wird in jeder beliebigen Weise mit dem mit einer Öffnung versehenen flachen Abschnitt 26 verbunden. Das temperaturabhängige Element 41 kann jedoch bereits so eingestellt sein, daß es genau bei einer gegebenen Temperatur atispricht. In einem solchen Fall wird eine Einstelleinrichtung zum Einstellen des Betätigungsstiftes 44 in Bezug auf den Behälter42 nicht verwendet.

Der Behälter 42 wird dicht von einer Hülse 48 umschlossen, die sich durch das Führungselement 36 des

ίο Führungsteiles 12 erstreckt. Die Hülse 48 hat an ihrem oberen Abschnitt einen Flansch 49. Ein schraubenförmiges federndes Element oder eine Feder 50 umschließt die Hülse 48 und den Führungsteil 36, und steht mit den Streben 34 des Führungsteiles 12 und den Flansch 49 der Hülse 48 in Eingriff. Dadurch drückt die Feder 50 den Schließabschnitt 40 auf den Ventilsitz 23 des Halteteiles 10 zu. Die Mutter 46, die mit dem flachen Abschnitt 26 in Eingriff steht, bestimmt die Lage des Betätigungsstiftes 44 in Bezug auf den Behälter 42. Der ßetätigungsstift 44 kann in Bezug auf die Mutter 46 durch Verschraubung eingestellt werden, so daß er auf diese Weise in Bezug auf den Behälter 42 eingestellt wird.

Der ringförmige, waagerechte Abschi.itt 22 des Halteteils 10 und der ringförmige, waagerechte Abschnitt 30 des Führungselementes 12 stehen miteinander im Eingriff. Der senkrechte Abschnitt 20 des Halteteils 10 ist im Lingriff mit dem senkrechten Abschnitt 32 des Führungselementes 12 dargestellt. Die ringförmigen, waagerechten Abschnitte 22 und 30 und/oder die ringförmigen, senkrechten Abschnitte 20 und 32 des Halteteils 10 bzw. des Führungsteiles 12 sind miteinander in passender Weise verbunden, wie z. B. durch Löten, Schweissen, usw. Die ringförmigen Abschnitte 20,22,30 und 32 bilden auf diese Weise einen stabilen Flansch, der

J5 zwischen zwei Teile einer Fluidleitung geklemmt werden kann.

Wenn das Ventil innerhalb einer Fluidleitung eingebaut wird, befindet sich der Behälter 42 des Elementes 41 an der stromaufwärtsgerichteten Seite, so daß der Behälter 42 mit dem Fluid in Berührung kommt, bevor das Fluid durch das Ventil geflossen ist. Wenn der Scbließabschnitt 40. wie es in der Fig. 2 dargestellt ist. mit dem Ventilsitz 23 in Eingriff steht, wird der Durchfluß des Fluids durch die Leitung unterbunden.

Wenn sich das mit dem Behälter 42 in Berührung stehende Fluid über eine vorbestimmte Temperatur erwärmt, entsteht eine relative Bewegung zwischen dem Behälter 42 und dem Betätigungsstift 44. Da der Betätigungsstift 44 durch die Mutter 45 gehalten wird, bewegt

so sich der Betätigungsstift 44 nicht. Daher bewegt sich der Behälter 42 nach unten und nimmt den Schließabschnitt 40 mit. Auf diese Weise bewegt sich der Schließabschnitt 40 und kommt mit dem ringförmigen Ventilsitz 23 außer Eingriff. Dadurch setzt ein Durchfluß des Fluids durch die an dem ringförmigen Ventilsitz gebildete Öffnung ein. Eine solche Bewegung des Schließabschnittes 40 erfolgt entgegen den Kräften des federnden Elementes 50. Sobald die Temperatur des Fluids, die mit dem Behälter 42 in Berührung steht, unterhalb eines vorgegebenen Wp^tes sinkt, bewegt das federnde Element 50 den Schließabschnitt 40 und den Behälter 42 nach oben, so dai3 das Ventil erneut gesperrt ist (siehe F ig. 2).

Die Fig. 2 zeigt das Ventil in einem Leitungssystem mit einem Einlaß 60, einem Hauptauslaß 62, der mit dem Fluid in einem Kühler oder ähnlichem in Verbindung steht, und einem Seitenkanal 64. Am unteren Abschnitt der Hülse 48 ist ein zusätzliches Schücßelement 66 an-

geordnet, das eine Vielzahl von Vorsprüngen β8 hat. Wenn sich der Behälter 42 und du· I liilse 48 nach unten bewegen, bewegt sich das zusätzliche SchlieLlelement 6b ebenfalls nach unten und aul den Seiienkanal M /al Wenn sich das I laupt-Schließelement 14 nach unten bewegt, um einen größeren I IuU des fluids durch das Ventil /u ermöglichen, bewegt sich das zusätzliche Schneidelement 66 nach unten, wodurch der Seitenkanal M ge schlossen wird.

Das Haupt-Schließelement 14 hat einen sich nach unten erstreckenden Abschnitt 70, einen waagerechten Abschnitt 72 und einen sich nach oben erstreckenden Umfangsabschnitt 74. Rs hat sich herausgestellt, daß eine solche Ausbildung des Haupl-Sehließelementes 14 ein sehr festes und dauerhaftes Schließelement liefert. Außerdem ermöglicht ein solches Schließelement einen sehr wirkungsvollen im wesentlichen nicht turbulenten Fluß des Fluids.

Die in den F-' i g. J und 4 dargestellte Aiisführiing.sform des Ventiles enthält im wesentlichen drei hauptsächliche Bestandteile: ein Halteteil 110. ein Führungsteil 112 und ein Schließelement 114.

Das Halteteil 110 hat einen ringförmigen, senkrechten Abschnitt 120 und einen ringförmigen, waagerechten Abschnitt 122. Ein ringförmiger Ventilsitz 123, der j> sich an dem unteren Ende des senkrechten Abschnittes 120 befindet, ist mit einer Vielzahl von Stegen 124 verbunden, die sich unter einem Winkel von dem Ventil 123 aus nach oben erstrecken und durch einen ringförmigen oder mit einer öffnung versehenen flachen Abschnitt jo 126 abgeschlossen werden. Die Abschnitte 120,122, 123, 124 und 126 des Halteteiles 110 sind einstückig hergestellt und können aus einem dünnen Material gebildet werden, wie z. B. aus Blech oder ähnlichem. Die Herstellung kann durch ein fortlaufendes Stanzverfahren oder i=> ähnliches erfolgen.

Das Führungsteil 112 hat einen ringförmigen, waagerechten Abschnitt 130, einen ringförmigen, senkrechten Abschnitt 132 und eine Vielzahl von Stegen 134, die sich von dem senkrechten Abschnitt 132 aus nach unten erstrecken und durch eine ringförmige oder mit einer Öffnung versehene Führung 136 abgeschlossen sind. Die Abschnitte 130, 132, 134 und 136 des Führungsteiles 112 sind einstückig ausgebildet und können aus dünnem Material, wie z. B. Blech hergestellt werden.

Das Schließelement 114 hat einen Schließabschnitt 140, der eine zentrisch angeordnete, nach unten geneigte Ausnehmung 137 trägt, in welcher ein temperaturabhängiges Element 142 mit einem Betätigungsstift 144 gehalten ist. Das temperaturabhängige Element 142 kann dem Element 42 des in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ventiles ähnlich sein. Der untere Teil des Elementes 142 ist in der Führung 136 des Führungsteiles 112 angeordnet. Der Betätigungsstift 144 trägt vorzugsweise ein Gewinde und eine Mutter 146. die auf dieses Gewinde aufgeschraubt ist.

Ein schraubenförmiges, federndes Element oder eine Feder 150 umschließt das Element 142 und die Führung 136, und steht mit den Stegen 134 und dem Schließabschnitt 140 in Eingriff. Der Schließabschnitt 140 wird auf den Ventilsitz 123 des Halteteils 110 hingedrückt. Die Mutter 146 steht mit dem flachen Abschnitt 126 in Eingriff und bestimmt die Lage des Betätigungsstiftes 144 in Bezug auf das Element 142. Ein Teil der Mutter 146 kann durch den ringförmigen, flachen Abschnitt 126 hindurchtreten und ist vorzugsweise mit diesem verbunden. Der Betätigungsstift 144 kann durch Verschraubung in Bezug auf die Mutter 146 eingestellt werden.

und wird auf diese Weise m Ue/ug auf das Kleinen! 14; eingestellt.

Der ringförmige, waagerechte Abschnitt 122 lies Mal teieils 110 und tier ringförmige, waagerechte Abschnit 150 de¹· Führungsteiles 112 stehen miteinander in Fun griff. Der senkrechte Abschnitt 120 des Halleteiles IK ist im Eingriff mit dem senkrechten Abschnitt 152 de¹ Fühiungsteiles 112 dargestellt. Die ringförmigen, waa gerechten Abschnitte 122 i.nd 130 und/oder die ringfor migen. senkrechten Abschnitte 120 und 132 sind ancin ander in passender Weise befestigt, wie z. H. durch I.ö len. Schweissen und ähnlichem. Die ringförmigen Ab schnitte 120, 122. 130 und 132 bilden auf diese Weisi einen stabilen Flansch, de." zwischen zwei Teile einei Fluidleitung (diese ist hier nicht gezeigt) eingeklemm wird.

Das in den F i g. J und Ί· dargestellte temperaturab hängige Ventil arbeite! in der gleichen Weise, wie e: bezüglich des in den F i g. I und 2 dargestellten Ventile! beschrieben worden ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Temperaturabhängiges Ventil mit einem Rahmen, der aus zwei jeweils einstückig ausgebildeten, miteinander verbundenen Bauteilen besteht, mit einem temperaturabhängigen Element, das zwei gegeneinander bewegliche Teile aufweist, von denen der eine mit dem einen Bauteil des Rahmens fest verbunden ist und der andere ein Schließelement trägt, das bei einer temperaturbedingten Relativbewegung der beiden Teile von einem ringförmigen, einstückig an einem der Bauteile des Rahmens vorgesehenen, einen Fiuiddurchlaß umschließenden Ventilsitz zum öffnen des Fluiddurchlasses abhebbar ist, wobei dieser Bauteil des Rahmens einen waagrechten, ringförmigen Abschnitt und einen senkrechten, ringförmigen Abschnitt aufweist und der andere Bauteil des Rahmens eine Führungsvorrichtung für den sich bewegenden Teil des temperaturabhängigen Elementes und das Schließelement besitzt, und mit einer das Schließelement zum Ventilsitz hin vorspannenden Feder, dadurch gekennzeichnet, daß beide Bauteile (10, 12) des Rahmens aus dünnem Blech bestehen und zur Verbindung mit dem jeweils anderen Bauteil auch der zweite Bauteil (12) einen waagrechten, ringförmigen Abschnitt (30) und einen sekknechten, ringförmigen Abschnitt (32) aufweist, und daß sowohl der waagrechte als auch der senkrechte ringförmige Abschnitt (22, 20) des einen Bauteils (10) mit den entsprechenden ringförmigen Abschnitten (30, 32) des anderen Bauteils (12) unter Bildung eines doppelwandigen Einbauflanichesir Hingriff stehen.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdicke dt beiden Bauteile (10, 12) im wesentlichen gleich ist.