DE2844545A1

DE2844545A1 - Thermisch ansprechendes ventil

Info

Publication number: DE2844545A1
Application number: DE19782844545
Authority: DE
Inventors: Edgar W Maltby
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1977-10-12
Filing date: 1978-10-12
Publication date: 1979-04-26
Also published as: JPS5471429A; CA1137946A; AU527999B2; IT1099917B; IT7828710A0; FR2406140A1; AU4056978A

Description

KARL H. WAGNER . . ₈ooo MÜNCHEN 22

GEWÜRZMÜHLSRASSE POSTFACH 246

12. Oktober 1978 78-E-3336

η (76-CON-458)

EATON CORPORATION, Cleveland, Ohio, V.St.A.

Thermisch ansprechendes Ventil

Die Erfindung bezieht sich auf ein thermisch ansprechendes Ventil mit drei Öffnungen.

Die Motorleistung kann unmittelbar nach dem Starten dadurch verbessert werden, daß man Abgase von der Abgassammelleitung zu einer Zone um den Vergaser herum zur Erwärmung der Einlaßluft leitet, auf welche Weise die Verdampfung der Brennstoffluftmischung verbessert wird. Es ist üblich, dazu ein drei öffnungen aufweisendes Ventil zu benutzen, um ventilmäßig eine Einlaßsammelleitungs-Vakuumquelle mit einem Vakuummotor zu verbinden, der ein Wärmeventil öffnet, welches gestattet, daß Abgaswärme zum Vergaser transportiert wird. Wenn der Motor seinen Betrieb fortsetzt, so nähert sich die Abgastemperatur einem Niveau, welches eine übermäßige Erhitzung der eintretenden Luft zum Vergaser zur Folge haben kann, was zu einer Dampfsperre führt. Bevor dieser Punkt erreicht wird, schaltet das Dreiwegventil den Vakuummotor dadurch ab, daß die Vakuumquelle abgetrennt wird und der Motor ventilmäßig mit einer Ablaßöffnung in Verbindung gebracht wird. Bekannte Vorrichtungen verwenden für die Durchführung dieser Ventilfunktionen das

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übliche, drei öffnungen aufweisende, federvorgespannte Kugelventil. Dabei ist das Ventilrattern ein Problem bei Drei-Öffnungsoder Drei-Kanal-Kugelventilen. Beim Ventilbetrieb der Vakuummotoröffnung zwischen der Vakuumquelle und der Ablaßquelle gibt es einen Punkt, bei welchem die Vakuumquelle strömungsmittelmäßig mit der Ablaßöffnung in Verbindung steht, was einen plötzlichen Druckaufbau um die Ventilkugel herum zur Folge hat, was die Tendenz nach sich zieht, die Kugel aus ihrem Sitz herauszuheben, bis dies durch die Rückholfeder überwunden wird. Wenn die Feder in ihre Normalposition zurückkehrt, so hebt der Strömungsmitteldruck wiederum die Kugel aus ihrem Sitz heraus, was einen Rattereffekt zur Folge hat, bis die Kugel die Vakuumquelle abdichtet. Ein weiteres Problem bei der Verwendung eines üblichen Drei-Öffnungs-Ventils besteht darin, daß es notwendig ist, ein unabhängig angeordnetes Rückschlagventil vorzusehen, und zwar angeordnet zwischen der Vakuumöffnung des Dreiwegventils und der Vakuumquelle, um so den Vakuummotor gegenüber Schwankungen im Vakuumdruck, hervorgerufen durch plötzliche Fahrzeugbeschleunigungen, zu isolieren. Ein gesondert angeordnetes Rückschlagventil erhöht die Gesamtherstellungskosten pro Einheit und vergrößert die Einbaukosten.

Zusammenfassung der Erfindung. Erfindungsgemäß wird das Ventilklappern oder -rattern beim Betrieb eines Kugelrückschlagventils eliminiert durch die Verwendung einer neuen Anordnung von Ventildichtung und Abdichtoberflächen-Abstand, was gestattet, daß die Vakuumquelle von der Vakuummotoröffnung vor dem Ablassen oder Belüften getrennt oder isoliert wird. Wenn die Vakuumquelle von der Ablaßöffnung isoliert ist, so wirkt der plötzliche Strömungsmittelfluß von der Ablaßöffnung nicht mehr entgegen dem Ventilglied zur Überwindung der Wirkung der Haltefeder, was das Klappern des Ventilglieds zur Folge. Diese Abdichtanordnung gestattet auch das Auftreten einer präziseren Ventilwirkung. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein Rückschlagventilglied direkt innerhalb des Ventilkörpers angeordnet werden, kann, auf welche Weise die Notwendigkeit entfällt, ein gesondertes Rückschlagventil außerhalb

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bezüglich des Dreiöffnungsventilglxeds anzuordnen, wodurch eine kompaktere Anordnung vorgesehen wird, bei welcher die Herstellungs- und Einbau-Kosten in signifikanter Weise gegenüber zuvor verwendeten Vorrichtungen reduziert werden.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Anordnung der Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels längs der Linien 2-2 der Fig. 1, wobei das Ventil in einer ersten Position dargestellt ist, wo das thermische Element Temperaturen unterhalb eines vorbestimmten Niveaus abfühlt;

Fig. 3 einen Querschnitt ähnlich der Fig. 2, wobei sich das Ventil in einer Zwischenposition befindet, während welcher das Ventilglied sich nach oben bewegt;

Fig. 4 einen Querschnitt ähnlich der Fig. 2, wobei sich das Ventil in einer zweiten Position befindet, wo das thermische Element Temperaturen auf oder oberhalb eines vorbestimmten Niveaus abfühlt;

Fig. 5 einen Teilquerschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung ähnlich Fig. 2.

In den Fig. 1 und 2 ist ein thermisch ansprechendes Vakuumventil 10 dargestellt, welches eine thermisch ansprechende Betätigungsvorrichtung 12 aufweist, die sich von einem Adapter 14 aus erstreckt. Ein unterer Gehäuseabschnitt 16 definiert Strömungsmittelkainmerteile 18 und 19 und weist erste und zweite mit Abstand angeordnete, vorzugsweise vertikal ausgerichtete Strömungsmittelöffnungen 20 und 22 auf. Ein oberer Gehäuseab-

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schnitt 24 definiert einen Stromungsmittelkammerteil 26 und besitzt darinnen ausgebildet eine dritte Stromungsmittelöffnung 27, die ebenfalls vorzugsweise mit Öffnungen.18 und 20 ausgerichtet ist. Vorzugsweise sind das obere Gehäuse 24 und das untere Gehäuse 16 durch Spritzguß aus einem geeigneten Kunststoffmaterial, wie beispielsweise glasgefülltem Nylon, hergestellt und entlang einer querverlaufenden Trennlinie vereinigt und gegenüber Strömungsmittelleck durch irgendwelche geeigneten Mittel abgedichtet, beispielsweise durch ein Schallschweißverfahren. Es können jedoch auch andere Materialien und Herstellungsverfahren zur Herstellung und Abdichtung der Gehäuseabschnitte, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, verwendet werden.

Der Adapter 14 besitzt ein verjüngtes Rohrgewinde 28 an einem Ende und ist am Bodenende des unteren Gehäuseabschnitts 16 befestigt, was den Zusammenbau des Ventils mit der Vorrichtung, von der ein Medium abgefühlt werden soll, beispielsweise an einem Motor zum Abfühlen der Temperatur des Motorkühlmittels, gestattet. Die Gehäuseabschnitte können sich als Einheit bezüglich des Adapters 14 verdrehen, was die Ausrichtung der Strömungsmittelöffnung nach Einbau auf irgendeine gewünschte Position gestattet.

Ein eine relativ dünne Wand aufweisender Rohrvorsprung 30 ist am oberen Ende des Adapters 14 ausgebildet und nimmt das untere Ende 32 des unteren Gehäuseabschnitts 16 auf und ordnet dieses an. Das Ende 32 des unteren Gehäuseabschnitts 16 besitzt einen verdickten zylindrischen Wandteil 34 mit einer darinnen ausgebildeten Ringnut 36, in der ein Dichtring 38 aufgenommen ist. Der Dichtring 38 sieht eine dynamische Abdichtung zwischen dem Adapter 14 und dem unteren Gehäuseabschnitt 16 vor. Ein oberer Teil 40 des Rohrvorsprungs 30 besitzt eine zum Umlegen oder Umbördeln geeignete Wanddicke. Eine sich verjüngende Oberfläche 42 ist am unteren Gehäuseabschnitt 16 vorgesehen. Der obere Teil 40 ist über die Oberfläche 42 in einem hinreichendem Ausmaß umgelegt, um das untere Gehäuse in dem Adapter anzuordnen und festzulegen, wobei aber noch immer

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eine Relativdrehung dazwischen zugelassen ist, und zwar bei einem Wegbrechdrehmoment von ungefähr 10 bis 30 Zoll χ engl. Pfund, aber vorzugsweise nicht größer als 50 Zoll χ engl. Pfund. Die obere Außenoberfläche des Adapters 14 ist mit einem Hexagonalmuster aus Werkzeugflächen 44 ausgestattet, um so den Einbau des Ventils zu erleichtern.

Ein volumenmäßig thermisch ansprechendes Material von geeigneter und bekannter Art, beispielsweise eine Mischung aus Wachs und Kupfermetallflocken, ist - vgl· insbesondere Fig. 2 innerhalb eines Haltenapfes 48 angeordnet, der vorzugsweise aus Weichstahl besteht und am unteren Ende des Adapters 14 befestigt ist. Die Mischung ist in dem Napf durch eine flexible Abdeckung in der Form einer elastischen, vorzugsweise elastomeren Membran 50 umschlossen. Eine besonders geeignete Mischung aus Wachs und Kupfermetallflocken 46 wird verwendet und besitzt eine abrupte volumenmäßige Änderung in einem vorbestimmten schmalen Temperaturband von annähernd 7 bis 10 F."Die Volumenvergrößerung der Mischung, beim Durchgang durch diesen Temperaturbereich, reicht aus, um eine Bewegung der Haltemembran 50 von annähernd 0,070 bis 0,080 Zoll hervorzurufen. Vor und nach dem Durchgang durch dieses Temperaturband ist die resultierende Linearausdehnung der Mischung nur 0,0003 Zoll pro F, eine Größe, die zur Bewirkung des Ventilvorgangs nicht ausreicht. Die Wachs- und Kupferflockenmischung ist vorzugsweise derart zusammengestellt, daß sich eine volumenmäßige Vergrößerung ergibt, die größer ist als die zu Beginn erforderliche Vergrößerung für die Betätigung des Ventils, um so die darauffolgende Verschlechterung des Wachses über ausgedehnte Zeitperioden hinweg und im Hinblick auf die Aussetzung gegenüber hohen Temperaturen zu kompensieren, was insgeamt eine verminderte volumenmäßigeExpansion zur Folge hat.

Ein dünner Wandringteil 52,ausgebildet am Boden des Adapters 14, wird über und um einen Flansch herum verformt, der am Umfang der Halteschalter 48 vorgesehen ist. Die Halteschale 48

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wird vorzugsweise an ihrem Platz durch das Herumlegen des dünnen Wandteils 52 um das geflanschte Ende des Haltenapfes gehalten. Die Zurückhaltemembran 50 ist gegenüber der oberen Oberfläche 40 des Haltenapfes und dem Ende des Adapters abgedichtet, auf welche Weise die Wachsmischung 46 darinnen eingeschlossen ist. Der Adapter 14 kann aus Stahl oder einem anderen geeigneten Material, wie beispielsweise Messing, bestehen und besitzt eine mittig angeordnete hindurchverlaufende Bohrung 54 sowie eine sich verjüngende Gegenbohrung 56 an der thermischen Betätigungsvorrichtung oder dem unteren Ende des Adapters. Ein Stopfen 58,der im ganzen dem durch die verjüngte Gegenbohrung 56 definierten Raum entspricht, wird darinnen aufgenommen. Ein scheibenförmiges Abstandselement 60 mit einer Oberseite 61 ist gleitend in der Bohrung 54 aufgenommen und liegt an der Oberseite des Stopfens 46 (ausgerichtet) an. Die Membran 50, der Stopfen 58 und das Abstandselement 60 bestehen sämtlich aus einer Gummiverbindung, die mit der Wachs-Metallflockenmischung kompatibel ist und geeignet ist, um bei den auftretenden Temperaturen bei den Betriebsbedingungen standzuhalten. Eine vorzugsweise aus Aluminium hergestellte Stange 62 ist innerhalb der Bohrung 54 angeordnet, wobei das untere Ende 64 in Berührung mit dem Abstandselement 60 steht, während das andere Ende 66 seitlich nach oben in den unteren Gehäuseabschnitt 16 sich erstreckt. Im Betrieb wird die Ausdehnung der Mischung 32 über Membran 50, Stopfen 58 und Abstandselement 60 übertragen, was die Aufwärtsbewegung der Stange 62 zur Folge hat. Diese Funktion wird im folgenden im einzelnen beschrieben.

Die Strömungsmittelöffnungen 20 und 22 sind in rohrförmigen Vorsprüngen 68 und 70 ausgebildet, die einstückig oder integral mit dem unteren Gehäuseabschnitt 16 ausgeformt sind und sich von dort aus erstrecken, so daß die öffnungen 20 und 22 strömungsmittelmäßig mit den Strömungsmittelkammerteilen 18 bzw. 19 in Verbindung stehen. In ähnlicher Weise ist die Stromungsmittelöf fnung 27 in einem Rohrvorsprung 72 ausgebildet, der integral mit dem oberen Gehäuseabschnitt 24 ausgebildet ist und sich von dort aus erstreckt; die öffnung 27 steht in

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Strömungsmittelverbindung mit dem Strömungsmittelkammerteil 26. Wie man am besten in Fig. 1 erkennt, sind die drei Strömungsmittelöffnungen 20, 22 und 27 gemeinsam entlang der oberen und unteren Gehäuseabschnitte ausgerichtet.

Ein Querwandabschnitt 74 ist innerhalb des Gehäuseabschnitts 16 und zwischen Strömungsmittelöffnungen 20 und 22 angeordnet und besitzt eine obere Queroberfläche 75 und einen mittig angeordneten Rohrteil 76, der eine axial hindurchverlaufende Bohrung 78 definiert, durch welche sich die Stange 62 erstreckt. Die Bohrung 78 ist ebenfalls als erste Ventilabdichtoberfläche bezeichnet. Ein Zwischenraum ist zwischen der Stange 62 und der Bohrung 78 in ausreichender Weise derart vorgesehen, daß der freie Strömungsmittelfluß hindurch erfolgen kann. Eine abgeschrägte oder verjüngte Oberfläche 79 ist längs der oberen Kante der Bohrung 78 vorgesehen. Eine Ausrichtgegenbohrung 80 ist im oberen Ende des Gehäuseabschnitts 16 vorgesehen und nimmt ausgerichtet darinnen einen Durchmesser 82 auf, der am Bodenende des oberen Gehäuses 24 ausgebildet ist und sich von dort aus erstreckt, wodurch der Gehäuseabschnitt 24 mit dem Abschnitt 16 angeordnet wird. Die Verbindung der unteren und oberen Gehäuseabschnitte bildet eine Trennlinie 83, die später durch ein geeignetes Verfahren, wie beispielsweise Schallschweissung, vereinigt wird.

Eine abgeschrägte oder verjüngte Oberfläche 84 ist zwischen der dritten Strömungsmittelöffnung 27 und der zweiten Strömungsmittelöffnung 22 längs der inneren unteren Kante des Gehäuseabschnitts 24 vorgesehen. Eine Ringnut 85 ist benachbart und radial nach aussen gegenüber der verjüngten Oberfläche 84 vorgesehen und öffnet sich in einer Axialrichtung. Der Strömungsmittelkammerteil 26 definiert eine Bohrung 86, die ebenfalls als zweite Ventilabdichtoberfläche bezeichnet wird.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist ein langgestrecktes,zylindrisch geformtes Ventilglied 88,hergestellt aus einem geeigneten Material wie vorzugsweise Aluminium oder Kunststoff, innerhalb der oberen und unteren Gehäuseabschnitte angeordnet. Ein einen vergrößerten

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Durchmesser aufweisender Teil 90 ist nahe dem Ende des Ventilglieds ausgebildet, um die Anordnung und Zentrierung bezüglich eines Innendurchmessers 92 vorzusehen, der durch den Strömungsmittelkammerteil 19 gebildet wird. Der Radialabstand zwischen den Durchmessern 90 und 92 reicht aus, um den freien Strömungsmittelfluß dazwischen zu gestatten. Eine untere Queroberfläche 94 am Ventilglied 88 stößt an der Oberfläche 75 des unteren Gehäuseabschnitts 16 an und begrenzt so den Abwärtslauf des Ventilglieds. Ein unteres Ende 95 des Ventilglieds steht in Berührung mit dem oberen Ende 66 der Stange 62. Ringnuten 96 und 98 sind nahe dem unteren bzw. oberen Ende des Ventilglieds ausgebildet. Ein Dichtring 100 befindet sich in Nut 96, während sich ein Dichtring 102 in Nut 98 befindet, wobei diese Ringe als erste bzw. zweite Abdichtmittel bezeichnet werden. Das obere Ende des Ventilglieds besitzt einen Durchmesser 104, der derart bemessen ist, daß er gegenüber dem Innendurchmesser 86 freiliegt, um den freien Strömungsmittelfluß dazwischen zu gestatten. In ähnlicher Weise besitzt das untere Ende des Ventilglieds einen Durchmesser 106, der gegenüber der Bohrung 88 einen Zwischenraum läßt, um den Strömungsmittelfluß dazwischen zu gestatten, wenn der Dichtring 100 mit Abstand gegenüber der verjüngten Oberfläche 79 angeordnet ist.

Die verjüngten Oberflächen 79 und 84 gestatten den Dichtungsringen 100 und 102,mit den Bohrungen 78 bzw. 86 in Berührung zu kommen, und zwar ohne Beschädigung der Dichtungsringe. Der relative Abstand der Dichtungsringe 100 und 102 bezüglich des Abstands der verjüngten Oberflächen 79 und 84 wird im folgenden im einzelnen diskutiert.

Vorspannmittel in der Form einer Kompressionsfeder 110, vorzugsweise gewickelt aus einer Chrom-Silicium-Stahllegierung, werden in einem Durchmesser 108 des Ventilglieds aufgenommen und darauf geführt. Die Feder ist mit einem Ende in Ringnut angeordnet, während das andere Ende an einer Schulter 112 nahe dem unteren Ende des Ventilglieds anliegt, um das Ventilglied

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in der ersten Position zu halten.

Abdichtringe 38, 100 und 102 sind vorzugsweise aus einem Elastomermaterial gebildet, welches ohne Verschlechterungen dauernd Temperaturen von 400 bis 500°F ausgesetzt werden kann.

Im Betrieb wird das Ventilglied 88, wie in Fig. 2 gezeigt, durch die Feder 110 in die erste Position vorgespannt, und zwar bei einer abgefühlten Temperatur von weniger als einem vorbestimmten Minimum. In der ersten Position ist der Abdichtring 100 in Dichtberührung mit der Bohrung 78 und der Dichtring ist mit Abstand gegenüber der Bohrung 86 angeordnet. Der Spalt zwischen der verjüngten Oberfläche 84 und dem Dichtungsring 102 gestattet die Strömungsmittelverbindung zwischen der zweiten Strömungsmittelöffnung 22 und der dritten Strömungsmittelöffnung 24 durch die Strömungsmittelkammerteile 26 und 19. In dieser ersten in Fig. 2 gezeigten Position ist die erste Strömungsmittelöffnung gegenüber der zweiten Strömungsmittelöffnung durch Dichtungsring 100 in Dichtberührung mit Bohrung 78 abgedichtet.

Man erkennt, daß die Stange 50 eine Länge besitzt, welche den Abstand vom unteren Ende 95 des Ventilglieds 88 - in der ersten Position gemäß Fig. 2 - zur Oberseite 61 des Abstandselements 60 überspannt, und zwar ohne Verbiegung der Haltemembran 36 und ohne einen übermäßigen Abstand dazwischen zu gestatten. Während sich das Ventilglied in der oben beschriebenen ersten Position befindet, ist die thermisch ansprechende Betätigungsvorrichtung 12 nicht aktiv, da die abgefühlten Temperaturen sich unterhalb derjenigen Temperaturen befinden, die notwendig sind, um eine abrupte volumenmäßige Vergrößerung der Wachsund Metallflockenmischung hervorzurufen.

In Fig. 3 befindet sich das Ventilglied 88 in einer Zwischenposition zwischen der ersten und zweiten Position, wobei die thermisch ansprechende Betätigungsvorrichtung 12 eine Temperatur abfühlt, die auf einem Wert liegt, der eine entsprechende abrupte volumenmäßige Vergrößerung der Wachs- und Kupferflocken-

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mischung 34 hervorgerufen hat. Die fortgesetzte Ausdehnung der Mischung 32 überwindet danach die Vorspannkraft der Feder 124 und bewegt die Stange 62 und das Ventilglied 88 nach oben zur zweiten Position. Während sich das Ventilglied 88 in der Zwischenposition befindet, verbleibt der erste Abdichtring 100 in Abdichtberührung oder Abdichteingriff mit der Bohrung 78 im unteren Gehäuseabschnitt 16 und der Dichtungsring 102 steht in Berührung mit der Bohrung 86 im Gehäuseabschnitt 24. Diese Zweifach-Abdichtmaßnahme gestattet die Ventilumschaltung der zweiten Strömungsmittelöffnung 22 von der Strömungsmittelverbindung mit der dritten Strömungsmittelöffnung 27 zur Strömungsmittelverbindung mit der ersten Strömungsmittelöffnung 20, und zwar ohne Strömungsmittelwechselwirkung zwischen der ersten Strömungsmittelöffnung 20 und der dritten Strömungsmittelöffnung 27.Zur Erreichung dieses Ergebnisses der Doppelabdichtung muß der Abstand zwischen den Abdichtringen 100 und 102 den Abstand zwischen den Bohrungen 78 und 86 derart übersteigen, daß der Abdichtring 102 abdichtend mit der verjüngten Oberfläche 84 und Bohrung 86 in Berührung kommt, bevor der Abdichtring 100 von der verjüngten Oberfläche 79 außer Eingriff kommt. Der Effekt dieser einzigartigen Abstandsanordnung besteht darin, das Rattern oder die Schwingung des Ventilglieds zu eliminieren. Bei einem typischen Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die dritte Strömungsmittelöffnung mit einer Vakuumquelle an einem Motor verbunden, wobei sodann die Ventilumschaltung zur zweiten Strömungsmittelöffnung erfolgt, was die Vakuumquelle für eine Vielzahl von Motorsteuervorrichtungen verfügbar macht. Wenn bislang die zweite Strömungsmittelöffnung die Ventilumschaltung zur ersten Strömungsmittelöffnung, nach einer Ablaßöffnung, erforderlich machte, so wurde Strömungsmittel von der ersten öffnung in die Vakuumquelle oder die dritte Strömungsmittelöffnung gezogen, was die Tendenz hatte, das Ventilglied von der Stoßstange abzuheben, bis die Überwindung durch die Federkraft erfolgt.

In Fig. 4 hat das Ventilglied die Aufwärtsbewegung vollendet und befindet sich in der zweiten Position, wo die thermisch ansprechende Betätigungsvorrichtung 12 Temperaturen oberhalb

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des Werts abfühlt/ der eine abrupte volumenmäßige Vergrößerung der Wachs- und Kupferflockenmischung 4 6 zur Folge hat. Das Ventilglied 88 hat sich nunmehr um einen hinreichenden Betrag nach oben bewegt, um den Dichtungsring 100 mit Abstand gegenüber der verjüngten Oberfläche 79 anzuordnen, was eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Strömungsmittelöffnung 20 und der Strömungsmittelöffnung 22 über Stromungsmittelkammerteil 18, Bohrung 78 und Stromungsmittelkammerteil 19 gestattet. Der Dichtungsring 102, der bereits die Abdichtung gegenüber dem unteren Teil der Bohrung 86 vorsieht, ist nunmehr weiter in der Bohrung 86 angeordnet und setzt die Trennung der dritten Strömungsmittelöffnung 27 gegenüber der ersten Strömungsmittelöffnung 22 fort.

Wenn sich die abgefühlten Temperaturen wieder unterhalb des vorbestimmten Bereichs befinden, so zieht sich das Volumen der Mischung 46 zusammen und gestattet, daß die Feder 110 das Ventilglied in die erste in Fig. 2 gezeigte Position zurückbringt. Die Betriebsfolge während der Ventilbewegung von der zweiten in die erste Position ist dann umgekehrt zum oben beschriebenen Vorgang.

Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches im übrigen identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel ist, aber ein Rückschlagventilglied (allgemein durch 114 bezeichnet) aufweist und vorzugsweise aus einem elastischen, hochtemperaturbeständigen Elastomermaterial besteht. Das obere Gehäuseglied 116 definiert Gegen- oder Senkbohrungen 118 und 120 (vgl. Fig. 5) und eine Schulter 121, in der das Rückschlagventilglied 112 aufgenommen ist. Das untere Endes des Rückschlagventils weist einen Rohrteil 122 auf mit einem Aussendurchmesser entsprechend der Senkbohrung 118. Ein Flansch 124 mit einem Aussendurchmesser 126 entsprechend dem Durchmesser der Senkbohrung 120 ist um das Ende des Rohrteils 120 herum ausgeformt. Eine Haltescheibe 128 mit einem mittig angeordneten Loch 130 und einem Durchmesser 132, bemessen für eine Preßpassung bezüglich der Senkbohrung, ist hineingepreßt, wodurch das Rückschlagventil an seinem Platz gehalten

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wird. Die durch die Scheiben 128 erzeugte Haltekraft dient zur Abdichtung des Planschs 124 an der Schulter 121, was ein Strömungsmitte Heck um den Umfang des Rückschlagventils herum verhindert. Der obere Teil des Rückschlagventils konvergiert von einer Rohrgestalt aus und endet in einem Paar von Klappen 134 und 136_f die mit entgegengesetztliegenden Oberflächen in Abdichtberührung stehen. Im Betrieb gestattet das Rückschlagventilglied den Strömungsmittelfluß in einer Richtung vom Flanschende zum Klappenende, da eine positive interne Druckdifferenz an den Klappen die elastische Tendenz der Klappen,in Abdichtberührung zu verbleiben, überwindet. Der Strömungsmittelfluß in der entgegengesetzten Richtung wird verhindert, da ein positives externes Druckdifferential (Druckdifferenz) die Klappen in Abdichtberührung hält. Durch Verwendung des Rückschlagventilglieds in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eine konstante Vakuumversorgung an einem (nicht gezeigten) Vakuummotor aufrechterhalten werden, der mit Strömungsmittelöffnung 22 (Fig. 2) verbunden ist, wodurch die Notwendigkeit für ein gesondertes,individuell angeordnetes Rückschlagventil eliminiert wird.

Die Erfindung sieht somit eine Vorrichtung vor, die in der Lage ist, unterschiedliche Vakuum- oder Drucksignale an zwei mit Abstand angeordneten öffnungen zu empfangen und alternativ jede ventilmäßig mit einer Zwischenströmungsmxttelöffnung zu verbinden, und zwar infolge vorbestimmter Temperaturen mittels eines einzigen Ventilglieds und einer einzigen thermisch ansprechenden Betätigungsvorrichtung. Die Erfindung sieht eine Ventil/Trennabdichtanordnung für den Ventilbetrieb vor, und zwar zwischen den Strömungsmitteloffnungen, während die Trennung der Strömungsmitteloffnungen während der Bewegung des Ventilglieds aufrechterhalten bleibt.

Zusammenfassend sieht die Erfindung ein drei öffnungen aufweisendes, thermisch ansprechendes Ventil vor, um eine dazwischen angeordnete Strömungsmittelöffnung ventilmäßig mit

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benachbarten oberen und unteren Stromungsmittelöffnungen zu verbinden. Ein einziges Ventilglied ist beweglich innerhalb eines Gehäusestromungsmittelkanals angeordnet und in eine erste Position derart federvorgespannt, daß die Abdichtoberfläche an jedem Ende des Ventilglieds jeweils mit den entsprechenden Ventilabdichtoberflächen des Strömungsdurchlasses oder Kanals in Eingriff bringbar oder mit Abstand demgegenüber anordenbar ist. Die Abdichtoberflächen am Ventilglied sind mit Abstand bezüglich der Ventilabdichtoberflächen im Gehäuseströmungsmitteldurchlaß angeordnet, um die Trennung der oberen und unteren Stromungsmittelöffnungen aufrechtzuerhalten, bis die Ventilumschaltung der dazwischen gelegenen Strömungsmittelöffnung mit entweder der oberen oder unteren Strömungsmittelöffnung vollendet ist. Wenn vorbestimmte Temperaturen auftreten, so überwindet eine thermisch ansprechende Betätigungsvorrichtung, verbunden mit dem Ventilglied durch eine Stange, die durch die Feder erzeugte Vorspannkraft und bewegt das Ventilglied zur zweiten Ventilposition.

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Claims

Patentansprüche Thermisch ansprechende Vorrichtung zur Ventilumschaltung einer Vielzahl von Strömungsmittelöffnungen, gekennzeichnet durch a) eine Strömungsmittelkammer definierende Gehäusemittel, die ferner erste, zweite und dritte mit Abstand angeordnete Strömungsmittelöffnungen (20, 22, 27) in Verbindung mit der Strömungsmittelkammer bilden, b) in der Strömungsmittelkammer angeordnete Ventilmittel, welche folgendes aufweisen:

1) eine erste Ventilabdichtoberfläche (78) im Gehäuse bildende Mittel,

2) eine zweite Ventilabdichtoberfläche (86) im Gehäuse bildende Mittel mit Abstand angeordnet gegenüber der ersten Ventilabdichtoberfläche,

3) ein Ventilglied (88) angeordnet in der Strömungsmittelkammer und bewegbar zwischen einer ersten Ventilposition, einer Zwischenposition und einer zweiten Ventilposition und mit ersten und zweiten mit Abstand angeordneten Dichtungsmitteln darauf, wobei in der ersten Position die ersten Abdichtmittel gegenüber der ersten Ventilabdichtoberfläche abdichten, um die ersten und zweiten Strömungsmittelöffnungen voneinander zu trennen, wobei die zweiten Abdichtmittel mit Abstand gegenüber der zweiten Ventilabdichtoberfläche angeordnet sind, um strömungsmittelmäßig die zweite Strömungsmittelöffnung mit der dritten Strömungsmittelöffnung zu verbinden, und wobei in der Zwischenposition die ersten Abdichtmittel abgedichtet gegenüber der ersten Ventilabdichtoberfläche verbleiben und die zweiten Abdichtmittel· gegenüber der zweiten Abdichtoberfläche abdichten, um die erste Strömungsmittelöffnung gegenüber den zweiten und dritten Strömungsmittelöffnungen zu trennen, und wobei schließlich in der zweiten Ventilposition die ersten Abdichtmittel mit Abstand gegenüber der ersten Ventilabdicht-

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oberfläche angeordnet sind, um strömungsmittelmäßig die erste Strömungsmittelöffnung mit der zweiten Strömungsmittelöffnung zu verbinden,und die zweiten Abdichtmittel abgedichtet gegenüber der zweiten Ventilabdichtoberfläche verbleiben, um die zweite Strömungsmittelöffnung von der dritten Strömungsmittelöffnung zu trennen,

c) Mittel (110) zum Vorspannen des Ventilglieds in die erste Position und

d) thermisch ansprechende Mittel (46) verbunden mit dem Gehäuse und mit Mitteln zur Bewegung des Ventilglieds zwischen den ersten und zweiten Positionen infolge von vorbestimmten Temperaturen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ventilabdichtoberfläche zwischen den ersten und zweiten Strömungsmittelöffnungen angeordnet ist, und daß die zweite Ventilabdichtoberfläche zwischen den zweiten und dritten Strömungsmittelöffnungen angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Abdichtmittel aus einem Elastomermaterial ausgeformt sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein unteres Gehäuseglied und ein oberes Gehäuseglied aufweist, wobei das untere Gehäuseglied die ersten und zweiten Strömungsmittelöffnungen mit Abstand darauf angeordnet aufweist, während das obere Gehäuseglied die dritte Strömungsmittelöffnung darauf angeordnet besitzt, und wobei die oberen und unteren Gehäuseglieder in einer Strömungsmittelabdichtanordnung längs einer Trennlinie vereinigt sind.

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5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Gehäuseglieder aus einem Kunststoff material geformt sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Gehäuseglieder durch Schall miteinander an der Trennlinie verschweißt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten, zweiten und dritten Strömungsmittelöffnungen in gemeinsamer Ausrichtung angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurcn gekennzeichnet, daß eine Rückschlagventilvorrichtung in der Strömungsmittelkammer zwischen dem Ventilglied und der dritten Strömungsmittelöffnung angeordnet ist, um zu verhindern, daß das Strömungsmittel in einer Richtung von der dritten Strömungsmittelöffnung zur zweiten Strömungsmittelöffnung fließt, und um den Strömungsmittelfluß in einer Richtung von der zweiten Strömungsmittelöffnung zur dritten Strömungsmittelöffnung zu gestatten.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventilmittel ein elastisches Rohrglied (122) aufweisen, mit einem konvergierenden, in einem Paar von Klappen endenden Ende, wobei die Klappen entgegengesetztliegende Oberflächen normalerweise in Strömungsmittelabdichtberührung miteinander aufweisen und wobei die Klappen sich infolge einer Druckdifferenz in nur einer Richtung öffnen, um den Strömungsmittelfluß durch das Rohrglied zu gestatten.

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