DE29500897U1

DE29500897U1 - Thermostatventil

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Publication number: DE29500897U1
Application number: DE29500897U
Authority: DE
Original assignee: Behr Thomson Dehnstoffregler GmbH and Co
Current assignee: Behr Thermot Tronik GmbH
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2005-01-21
Also published as: GB2297143B; JP3923555B2; JPH08232660A; FR2729715A1; GB9525366D0; US5676308A; GB2297143A; IT1277281B1; ES2120873B1; ITMI952633A0; ES2120873A1; FR2729715B1; ITMI952633A1

Description

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Anmelder: 20.01.1995

G 10979

Behr-Thomson-Dehn- Da/Ei

stoffregler GmbH & Co.
Enzstraße 25 95-T-Ol

70806 Kornwestheim

Thermostatventil

Die Erfindung betrifft ein Thermostatventil mit einem mehrteiligen Ventilgehäuse, das eine Misch- oder Verteilkammer bildet, die mit Motoranschlüssen für einen Motoreintritt und einen Motoraustritt und mit einem Kühleranschluß versehen ist und in der sich ein elektrisch beheizbares thermostatisches Arbeitselement befindet, dessen Gehäuse, zu welchem von außen her elektrische Anschlußleitungen geführt sind, stationär angeordnet ist und dessen ausfahrbarer Arbeitskolben mit einem oder mehreren Ventilgliedern zum Einstellen von Strömungsquerschnitten für Strömungen zwischen Motoreintritt, Motoraustritt und Kühleranschluß versehen ist.

Die stationäre Anordnung des Gehäuses eines elektrisch beheizten thermostatischen Arbeitselementes bei einem Thermostatventil, wie dies durch die DE 42 33 913 Al bekannt ist, hat den Vorteil, daß die elektrischen Anschlußleitungen nicht in der Kühlmitteiströmung liegen und auch keine Bewegungen ausführen müssen. Darüber hinaus wird der Vorteil erhalten, daß das Gehäuse des thermostatischen Arbeitselementes in allen Betriebszuständen seine Position unverändert beibehält, so daß dieses Gehäuse die Strömungsverhältnisse in den verschiedenen Betriebszuständen nicht unterschiedlich beein-

flußt. Bei der bekannten Bauart befindet sich das Gehäuse des thermostatischen Arbeitselementes teilweise außerhalb der eigentlichen Misch- und Verteilkammer und ist auch außerhalb dieser stationär abgestützt. Um das Gehäuse dem in einer Kurzschlußströmung Kühlmittel auszusetzen, ist ein spezieller Ventilteller für das Hauptventil vorgesehen, der in der geschlossenen Stellung gegenüber dem Gehäuse des thermostatischen Arbeitselementes abgedichtet ist und der mit einem käfigartigen Abschnitt das Gehäuse umgreift und an dem Arbeitskolben des thermostatischen Arbeitselementes angebracht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Thermostatventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem der Ventilteller des Hauptventils nicht gegenüber dem Gehäuse des thermostatischen Arbeitselementes abzudichten ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gehäuse des thermostatischen Arbeitselementes vollständig in der Misch- oder Verteilkammer angeordnet und an einer in der Misch- oder Verteilkammer befindlichen Abstützung des Ventilgehäuses gehalten ist, durch welche die elektrischen Anschlußleitungen zu dem Gehäuse des Arbeitselementes geführt sind.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird vorgesehen, daß der Arbeitskolben mit einem Schieberventilelement versehen ist, das dem Kühleranschluß und einem Motoranschluß zugeordnet ist. Damit wird eine einfache und kompakte Bauweise erhalten.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist in dem Ventilgehäuse ein Ventilsitz vorgesehen, dem ein den Kühleranschluß von der Misch- oder Verteilkammer trennender Ventilteller zugeordnet ist, der an dem Arbeitskolben angebracht ist. Um für diese Ausführungsform eine Kurzschlußfunktion zu erhalten, wird weiter vorgesehen, daß der Arbeitskolben mit einem innerhalb der Misch- oder Verteilkammer befindlichen Schieberventilelement verbunden ist, das einem Motoranschluß zugeordnet ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird vorgesehen, daß der Ventilteller mittels eines das stationäre Gehäuse des Arbeitselementes und dessen Abstützung umgreifenden Übertragungsgliedes mit einem Kurzschlußventilteller verbunden ist, der in dem dem Arbeitskolben abgewandten Bereich des Ventilgehäuses angeordnet ist und der einer zwischen dem Arbeitselement und dem Kurzschlußventilteller befindlichen Kurzschlußventilöffnung zugeordnet ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele und den Unteransprüchen.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Thermostatventil in einer Anordnung für eine Motoraus trittsregelung,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein Thermostatventil ähnlich Fig. 1 in einer Anordnung für eine Motoreintrittsregelung,

Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Thermostatventils in einer Anordnung für eine Motoreintrittsregelung,

Fig. 4 einen Axialschnitt durch ein Thermostatventil ähnlich Fig. 3 in einer Anordnung für eine Motoraustrittsregelung,

Fig. 5 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Thermostatventil mit einem Hauptventilteller und einem Kurzschlußventilteller in einer Anordnung für eine Motoreintrittsregelung, und

Fig. 6 einen Axialschnitt durch ein Absperrelement, das einem Motoranschluß vorschaltbar oder nachschaltbar oder einem Abzweigungsanschluß zu einer Hilfseinrichtung zugeordnet ist.

Das in Fig. 1 dargestellte Thermostatventil besitzt ein aus zwei Teilen {10, 11) gebildetes Ventilgehäuse, das eine Misch- oder Verteilkammer (12) bildet. In der Misch- oder Verteilkammer (12) ist ein thermostatisches Arbeitselement mit einem stationären Gehäuse (13) und einem ausfahrbaren Arbeit skolben (14) angeordnet. Das Gehäuse (13) enthält einen Dehnstoff, insbesondere eine Wachsmischung, die bei einer vorbestimmten Temperatur ihren Aggregatzustand ändert und mit weiterer Temperaturerhöhung im wesentlichen mit einem linearen Verlauf den Arbeitskolben (14) austreibt. Das Gehäuse (13) enthält ein elektrisches Heizelement, dessen Anschlußleitungen (15) durch einen den Boden des Gehäuses (13) verschließenden Sockel (16) hindurchgeführt sind. Der Sockel (16) , der aus Kunststoff hergestellt ist, faßt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel den unteren Teil des Gehäuses (13) ein. Der Sockel (16) ist in einer Aussparung einer im Bereich des Bodens des Teils (10) des Ventilgehäuses gebildeten Abstützung (17) eingesteckt und fixiert. Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird vorgesehen, daß der Sockel (16) das Gehäuse (13) nicht einfaßt, sondern nur aus dessen Boden herausragt, so daß das Gehäuse (13) unmittelbar auf der Abstützung (17) abgestützt ist. An die Abstützung (17) schließt ein angeformter Kanal (18) an, in dem sich die Anschlußleitungen (15) befinden. Dieser Kanal (18) mündet in einer Fassung (19), in die ein Anschlußstecker (20) eingebördelt ist, mit dem die Anschlußleitungen (15) an eine elektrische Energiequelle anschließbar sind.

Das Teil (10) des Ventilgehäuses ist mit einem Motoranschluß (21) versehen, der bei dem Ausführungsbeispiel an die Motoraustrittsleitung einer Kühlmittelführung eines Verbrennungsmotors angeschlossen ist.

Das Ventilgehäuse ist im Bereich des Teils (11) mit einem weiteren Motoranschluß (23) versehen, der an eine Motoreintrittsleitung angeschlossen ist. Ferner ist das Ventilgehäuse

ebenfalls im Berich des Teils (11) mit einem Kühleranschluß (24) versehen, der zu einem Kühlmittelkühler führt.

Dem Motoranschluß (23) und dem Kühleranschluß (24) ist ein Schieberventilelement (25) zugeordnet, das an dem Arbeitskolben (14) des thermostatischen Arbeitselementes befestigt ist. Das Schieberventilelement (25) besitzt einen in dem zylindrischen Innenraum des Teils (11) des Ventilgehäuses geführten zylindrischen Abschnitt, an den ein abgewinkelter, geschlossener Ringabschnitt (26) anschließt, der mittels Stegen (27) mit einem inneren Ring (28) verbunden ist, der auf dem Arbeitskolben (14) angeordnet ist. Der Innenring (28) wird mittels einer Feder (29) gegen einen auf dem Arbeitskolben (14) fixierten Sicherungsring (30) angedrückt. Das andere Ende der Feder (29) ist in Richtung zu dem Gehäuse (13) , d.h. in Einfahrrichtung des Arbeitskolbens (14) , auf einem an dem Arbeitskolben (14) angebrachten Ring (31) abgestützt. Entgegen der Ausfahrrichtung des Arbeitskolbens (14) ist das Schieberventilelement (25) mit einer Schließfeder (32) belastet, die sich an dem Teil (11) des Ventilgehäuses abstützt. Die Schließfeder (32) ist deutlich schwächer als die Feder (29) ausgeführt.

Das Thermostatventil ist in Fig. 1 in kaltem Zustand dargestellt, d.h. in einem Zustand, in welchem die Kühlmitteltemperatur eines Verbrennungsmotors noch nicht die Öffnungstemperatur erreicht hat. Das von dem Motor über den Motoranschluß (21) in die Misch- oder Verteilkammer (12) einströmende Kühlmittel strömt über den zu einem Motoreintritt führenden Motoranschluß (23) zum Motor zurück, da der Kühleranschluß (24) von dem Schieberventilelement (25) geschlossen ist. Das Schieberventilelement (25) überdeckt eine Ringkammer (33), an die der Kühleranschluß (24) angeschlossen ist. Wenn das sich bei Betrieb erwärmende Kühlmittel die Öffnungstemperatur erreicht hat, beispielsweise 85°C, so beginnt der Arbeitskolben (14) seinen Hub und verstellt das Schieberventilelement (25) derart, daß ein Strömungsweg zu dem Kühleran-

Schluß (24) freigegeben wird, während der Strömungsquerschnitt zu dem Motoranschluß (23) reduziert wird. Mit steigender Kühlmitteltemperatur fährt der Arbeitskolben (14) weiter aus, wobei das Schieberventilelement (25) den Strömungsquerschnitt zu dem Kühleranschluß (24) mehr und mehr öffnet und den Strömungsquerschnitt zu dem Motoranschluß (23) mehr und mehr verschließt, bis der geschlossene Ring (26) des Schieberventilelementes (25) gegen einen ringförmigen Anschlag (34) zur Anlage kommt, so daß danach der Motoranschluß

(23) vollständig geschlossen ist. Sollte danach die Kühlmitteltemperatur weiter ansteigen und der Arbeitskolben (14) weiter ausfahren, so kann er sich gegen die Wirkung der Feder

(29) relativ zu dem Schieberelement (25) bewegen. Sinkt die Kühlmitteltemperatur wieder, so drückt die Schließfeder (32) das Schieberventilelement (25) und der Arbeitskolben (14) wieder zurück.

Durch Einschalten des elektrischen Heizelementes kann der temperaturabhängigen Regelung der Position des Schieberventilelementes (25) eine Regelgröße aufgeschaltet werden, da dann der Arbeitskolben (24) weiter ausgefahren wird, als es der Kühlmitteltemperatur entspricht. Es ist somit möglich, bei Bedarf, d.h. abhängig von Betriebsgrößen des Verbrennungsmotors und/oder Umwelteinflüssen, eine höhere Kühlleistung zu bewirken, als sie zum Einhalten der augenblicklichen Kühlmitteltemperatur gefordert wird.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist das Thermostatventil noch mit einem Temperaturfühler oder einem Temperaturschaltgerät (35) versehen, das mit einem Fühlteil in die Misch- oder Verteilkammer (12) hineinragt. Das Teil (10) des Ventilgehäuses ist mit einer entsprechenden Aufnahme (36) versehen, in die der Temperaturfühler oder das Temperaturschaltgerät (35) dichtend eingesetzt ist.

Das Thermostatventil ist ferner im Bereich der Misch- oder Verteilkammer (12) mit einem Abzweigungsanschluß (37) verse-

hen, über den Kühlmittel abgezweigt werden kann, das beispielsweise zur Versorgung der Innenraumbeheizung eines Fahrzeuges oder zur Ölvorwärmung oder zur Vorwärmung des Ansaugrohres des Verbrennungsmotors benutzt wird. Um durch eine Abzweigung von Kühlmittel nicht die Warmlaufphase zu verlängern, d.h. die Zeitspanne, die der Verbrennungsmotor benötigt, um seine Betriebstemperatur und die Öffnungstemperatur des thermostatischen Arbeitselementes zu erreichen, wird dem Abzweigungsanschluß in nicht dargestellter Weise ein Absperrelement zugeordnet, das während der Hochlaufphase geschlossen ist. Dieses Absperrelement kann temperaturabhängig arbeiten, und beispielsweise erst bei Erreichen der Öffnungstemperatur des thermostatischen Arbeitselementes ebenfalls öffnen. Da die Warmlaufphase in der Regel innerhalb einer bestimmten Zeitspanne abläuft, ist es darüber hinaus auch möglich, das Absperrelement zeitabhängig nach Starten des Verbrennungsmotors zu öffnen.

Das Thermostatventil nach Fig. 1 ist bezüglich seiner Funktion anhand einer Motoraustrittsregelung erläutert worden. Es kann bei entsprechendem Anschließen der Motoranschlüsse (21, 23) und des Kühleranschlusses (24) auch für eine Motoreintrittsregelung eingesetzt werden, wie das aus Fig. 2 ersichtlich ist. Das Thermostatventil nach Fig. 2 entspricht in seinem Grundaufbau dem Thermostatventil nach Fig. 1. Lediglich bezüglich der Anordnung des Anschlußsteckers (20) besteht ein Unterschied, der nämlich im Bereich des Bodens des Teils (10) des Ventilgehäuses angeordnet ist. Im übrigen entspricht der Aufbau des Thermostatventils der Fig. 2 dem Aufbau des Thermostatventils nach Fig. 1, so daß auf die Beschreibung zu Fig. 1 Bezug genommen wird. Das Thermostatventil nach Fig. 2 ist jedoch so in die Kühlanlage eingesetzt, daß eine Motoreintrittsregelung stattfindet. Hierzu ist vorgesehen, daß der Motoranschluß (21) an eine Motoreintrittsleitung, der Motoranschluß (23) an eine Motoraustrittsleitung und der Kühleranschluß (24) an eine Kühleraustrittsleitung angeschlossen ist. Nach dem Starten des Verbrennungsmotors strömt das noch kalte

Kühlmittel von dem Motoranschluß (23) über die Misch- oder Verteilkammer (12) zu dem Motoreintritt (21) in einer Kurzschlußströmung. Nach Erreichen der Öffnungstemperatur fährt der Arbeitskolben (14) aus und verstellt das Schieberventilelement (25) , so daß über den Kühleranschluß (24) von dem Kühlmittelkühler kommendes kaltes Kühlmittel in die Mischoder Verteilkammer (12) einströmt und von dort durch den Motoranschluß (21) abströmt. Dieser sogenannte Mischbetrieb geht dann in den reinen Kühlbetrieb über, wenn das Schieberventilelement (25) den Motoranschluß (23) vollständig schließt, so daß dann nur noch von dem Kühlmittelkühler kommendes kaltes Kühlmittel über die Misch- und Verteilkammer

(12) zu dem Motoranschluß (21) und damit zu dem Verbrennungsmotor zurückströmt.

Das in Fig. 3 dargestellte Thermostatventil besitzt ein aus zwei Teilen (40, 41) bestehendes Ventilgehäuse, das eine Misch- oder Verteilkammer (42) bildet, in welcher das Gehäuse

(13) eines thermostatischen Arbeitselementes stationär angeordnet ist. In die Misch- oder Verteilkammer (42) ragt von einer Seitenwand des Teils (4 0) des Ventilgehäuses ausgehend eine Abstützung (47) hinein, auf der das Gehäuse (13) des thermostatischen Arbeitselementes mit einem Sockel (16) abgestützt und fixiert ist, der in eine Aussparung der Abstützung (47) eingesteckt ist. In der kanalartigen Abstützung (47) verlaufen die elektrischen Anschlußleitungen (15) für eine im Innern des Gehäuses (13) des thermostatischen Arbeitselementes befindliche Heizeinrichtung nach außen zu einem Anschlußstecker (20), der in einer Fassung (43) eingebördelt ist. Dadurch wird der Boden des Teils (4 0) des Ventilgehäuses frei, um dort einen Motoranschluß (44) anzubringen. Das Ventilgehäuse ist mit einem weiteren Motoranschluß (45) und einem Kühleranschluß (4 6) versehen.

Zwischen den beiden Teilen (40, 41) des Ventilgehäuses ist ein Ventilsitz (48) vorgesehen. Bei dem Ausführungsbeispiel besteht der Ventilsitz (48) aus einem Blechring, der zwischen

den beiden Teilen (40, 41) des Ventilgehäuses angeordnet ist. Dem Ventilsitz (48) ist ein Ventilteller (49) zugeordnet, der auf dem Arbeitskolben (14) des thermostatischen Arbeitselementes angeordnet ist. Der Ventilteller (49) ist mit einer Schließfeder (50) in Rückstellrichtung des Arbeitskolbens

(14) belastet, die sich an dem Teil (41) des Ventilgehäuses abstützt. Das aus dem Ventilsitz (48) und dem Ventilteller

(49) gebildete Ventil bildet das Hauptventil, das den Kühleranschluß (46) von der Misch- und Verteilkammer (42) trennt.

An dem Ventilteller (49) ist über beispielsweise drei Stege ein Schieberventilelement (51) befestigt, das dem Motoranschluß (45) zugeordnet ist und mit diesem ein Kurzschlußventil bildet. An dem Teil (40) des Ventilgehäuses ist im Bereich der Misch- und Verteilkammer (42) ein Abzweigungsanschluß (37) vorgesehen, der vorzugsweise ebenfalls mit einem temperaturabhängig oder zeitabhängig betätigbaren Absperrelement versehen ist und der zu einer Innenraumbeheizung oder zu einer Ölvorwärmeinrichtung oder zu einer Saugrohrvorwärmeinrichtung führt.

Das in Fig. 3 dargestellte Thermostatventil ist so in der Kühlanlage angeordnet, daß es eine Motoreintrittsregelung ausführt. Hierzu ist der Motoranschluß (44) an eine Motoreintrittsleitung, der Motoranschluß (45) an eine Motoraustrittsleitung und der Kühleranschluß (46) an einen Kühleraustritt angeschlossen. Nach Starten des Verbrennungsmotors bei noch kaltem Kühlmittel befinden sich der Ventilteller (49) und das Schieberventilelement (51) in der dargestellten Stellung, so daß der Zulauf von dem Kühleranschluß (46) zu der Misch- und Verteilkammer (42) abgesperrt und die KurzSchlußverbindung zwischen dem Motoranschluß (45) und dem Motoranschluß (44) offen ist. Bei Erreichen der Öffnungstemperatur fährt der Arbeitskolben (14) aus dem stationären Gehäuse (13) des thermostatischen Arbeitselementes aus, wobei bei weiter ansteigender Temperatur das Schieberventilelement (51) den Motoran-

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Schluß (45) mehr und mehr absperrt, während der Ventilteller (49) mehr und mehr von dem Ventilsitz (48) abgehoben wird, so daß zunächst ein Mischbetrieb entsteht, bei welchem über den Motoranschluß (45) erwärmtes Kühlmittel und über den Kühleranschluß (46) gekühltes Kühlmittel zu der Misch- und Verteilkammer (42) zuströmen und von dort über den Motoranschluß (44) zu dem Motor abströmen. Wenn das Schieberventilelement (51) den Motoranschluß (45) absperrt und dafür das von Ventilsitz (48) und Ventilteller (49) gebildete Hauptventil vollständig geöffnet ist, so ergibt sich ein reiner Kühlbetrieb. Durch Einschalten des elektrischen Heizelementes des Gehäuses (13) des thermostatischen Arbeitselementes ist es möglich, bei höherem Kühlleistungsbedarf den Arbeitskolben (14) über seine durch die Temperatur des Kühlmittels bestimmte Position weiter auszufahren, so daß der Regelbereich des Thermostatventils in Richtung zu einem stärkeren Kühlbetrieb und damit zu einer erhöhten Kühlleistung verlagert wird.

Das Thermostatventil nach Fig. 3 ist auch für eine Motoraustrittsregelung einsetzbar. Hierzu wird dann der Motoranschluß (44) an den Motoraustritt, der Motoranschluß (45) an den Motoreintritt und der Kühleranschluß (4 6) an den Kühlervorlauf angeschlossen.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 entspricht trotz seines etwas abweichenden konstruktiven Aufbaus in der Funktion dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3. In einem aus zwei Teilen (60, 61) gebildeten Ventilgehäuse ist eine Misch- oder Verteilkammer (62) vorgesehen, in welcher stationär auf einer Abstützung (47) das Gehäuse (13) entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 angeordnet und fixiert ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ragt die Abstützung (47) von einer Seitenwand des Teils (60) des Gehäuses nach innen in die Misch- oder Verteilkammer (62) , so daß deren Boden frei ist, um dort einen Motoranschluß (64) vorzusehen. Ein weiterer Motoranschluß (65) mündet ebenfalls in die Misch- oder Verteilkammer (62). Das Teil (61) des Ventilgehäuses ist mit

einem Kühleranschluß (66) versehen, dessen Bereich gegenüber der Misch- oder Verteilkammer (62) mittels eines aus einem Ventilsitz (48) und einem Ventilteller (49) gebildeten Hauptventils abgetrennt ist. Der Ventilteller (49) ist auf dem Arbeitskolben (14) des thermostatischen Arbeitselementes angeordnet und mit einer Schließfeder (50) belastet, die sich an dem Teil (61) des Ventilgehäuses abstützt.

An dem Ventilteller (49) ist mittels eines Übertragungsgliedes (67), das beispielsweise aus drei Streben besteht, ein Kurzschlußventilelement (48) angebracht, das dem Motoranschluß (64) zugeordnet ist. Der Motoranschluß (64) wird von einem rohrförmigen Einsatz (69) gebildet, der in das Teil (60) des Ventilgehäuses von außen eingesteckt und an diesem befestigt ist. Der Einsatz (69) besitzt eine schlitzförmige Kurzschlußventilöffnung (70), der eine schlitzförmige Öffnung des Schieberventilelementes (48) entspricht. Oberhalb dieser schlitzförmigen Öffnung ist das Schieberventilelement (68) , das in dem rohrförmigen Einsatz (69) geführt ist, mit einer Deckplatte (71) verschlossen.

Das Teil (60) des Ventilgehäuses ist mit einer Aufnahme (36) für einen in die Misch- oder Verteilkammer (62) ragenden Temperatursensor oder Temperaturschalter (3 5) versehen. Ferner ist im Bereich der Misch- oder Verteilkammer (62) ein Abzweigungsanschluß (37) für eine Heizungseinrichtung o.dgl. vorgesehen.

Das in Fig. 4 dargestellte Thermostatventil ist so an die Kühlanlage eines Verbrennungsmotors angeschlossen, daß sie als eine Motoraustrittsregelung arbeitet. Der Motoranschluß (64) ist an einen Motoreintritt, der Motoranschluß (65) an einen Motoraustritt und der Kühleranschluß {66) an einen Kühlervorlauf angeschlossen. Bei Start des Verbrennungsmotors und damit bei kaltem Kühlmittel befindet sich das Thermostatventil in der in Fig. 4 dargestellten Stellung. Bei Erreichen der Öffnungstemperatur des thermostatischen Arbeitselementes

fährt der Arbeitskolben (14) aus und hebt bei weiter steigender Temperatur den Ventilteller (49) von dem Ventilsitz (48) ab, während die schlitzförmige Kurzschlußventilöffnung (70) von dem Schieberventilelement (68) verschlossen wird.

Das Thermostatventil nach Fig. 4 ist auch als eine Motoreintrittsregelung einsetzbar, in dem der Motoranschluß (64) an einen Motoraustritt, der Motoranschluß (65) an einen Motoreintritt und der Kühleranschluß (66) an einen Kühleraustritt angeschlossen werden.

Das Thermostatventil nach Fig. 5 entspricht in seinem Grundaufbau dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4. Als Kurzschlußventil dient jedoch ein Kurzschlußventilteller (72), der einer Kurzschlußventilöffnung (73) zugeordnet ist, die Bestandteil eines am unteren Ende des Teils (60) des Ventilgehäuses befestigten Einsatzes (74) ist. Der Kurzschlußventilteller (72) ist auf einem Bolzen (75) geführt, der mittels eines aus beispielsweise drei Streben bestehenden Übertragungsgliedes (67) mit dem Ventilteller (49) des Hauptventils verbunden ist. Das Übertragungsglied (67) ist ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 so gestaltet, daß es das Gehäuse (13) des thermostatischen Arbeitselementes sowie die Abstützung (47) umgreift. Der Bolzen (75) ist in einer Führung (76) des Einsatzes (74) geführt. Der Ventilteller (72) ist mittels einer Kurzschlußfeder (76) gegen einen auf dem Bolzen (75) angebrachten Ring (78) angedrückt, deren anderes Ende sich an dem freien Kopf (79) des Bolzens (75) abstützt.

Das Thermostatventil nach Fig. 5 ist so angeordnet, daß es als eine Motoreintrittsregelung arbeitet. Hierzu ist der als Motoranschluß dienende Einsatz (74) an einen Motoraustritt, der Motoranschluß (65) an einen Motoreintritt und der Kühleranschluß (66) an einen Kühleraustritt angeschlossen. Beim Starten des kalten Motors befindet sich das Thermostatventil nach Fig. 5 in der dargestellten Position, in der das von dem Ventilteller (49) und dem Ventilsitz (48) gebildete Hauptven-

til den Kühleranschluß (66) gegenüber der Misch- oder Verteilkammer (62) absperrt, während das von dem Kurzschlußventilteller (72) und der Kurzschlußöffnung (73) gebildete Kurzschlußventil offen ist. Bei Überschreiten der Öffnungstemperatur fährt der Arbeitskolben (14) aus dem Gehäuse (13) des thermostatischen Arbeitselementes aus, wobei der Ventilteller (49) von dem Ventilsitz (48) abgehoben wird, während der Kurzschlußventilteller (72) der Kurzschlußöffnung (73) zugestellt wird. Wenn sich der Kurzschlußventilteller (72) an die Kurzschlußöffnung (73) anlegt, ist das Kurzschlußventil geschlossen, so daß nur noch von dem Kühlmittelkühler kommendes kaltes Kühlmittel zu dem Motoranschluß (65) und damit zu dem Verbrennungsmotor strömt. Bei weiterem Öffnen des Ventiltellers (49) durch weiteres Ausfahren des Arbeitskolbens (14) verschiebt sich der Kurzschlußventilteller (72) gegen die Wirkung der Feder (77) auf dem Bolzen (75) . Auch bei diesem Thermostatventil kann durch Einschalten der elektrischen Heizung des Gehäuses (13) der Regelbereich auf ein niedrigeres Temperaturniveau verlagert werden, d.h. unabhängig von der augenblicklichen Temperatur des Kühlmittels eine erhöhte Kühlleistung bereitgestellt werden.

Das Thermostatventil nach Fig. 5 ist auch so an die Kühlanlage anschließbar, daß es als eine Motoraustrittsregelung arbeitet. Hierzu wird der Motoranschluß (65) an den Motoraustritt, der von dem Einsatz (74) gebildete Motoranschluß an den Motoreintritt und der Kühleranschluß (66) an den Kühlervorlauf angeschlossen.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 4 und 5 wird jeweils ein Motoranschluß mittels eines Einsatzes (69, 74) gebildet, der aus dem Ventilgehäuse herausragt. Dieser Einsatz kann beispielsweise als eine Schlauchanschlußstelle ausgestaltet sein, so daß hier ein Kühlwasserschlauch anschließbar ist.

Das in Fig. 6 dargestellte Absperrelement (80) besitzt einen Rohrstutzen (81), der an beiden Enden mit Befestigungsflan-

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sehen (82, 83) versehen ist. Innerhalb des Rohrstutzens ist ein thermostatisches Arbeitselement angeordnet, das ein mit einem Dehnstoff gefülltes Gehäuse (84) und einen temperaturabhängig ausfahrbaren Arbeitskolben (85) aufweist. Das Gehäuse (84) des thermostatischen Arbeitselementes ist an einer Abstützung (86) stationär gehalten, die an den Rohrstutzen (81) angeformt ist und in dessen Inneres ragt. Das Gehäuse (84) des thermostatischen Arbeitselementes ist mit einem Sokkel (87) dichtend in eine Aufnahme der kanalartig ausgebildeten und nach außen offenen Abstützung (86) eingesetzt. Der Sockel (87) faßt bei dem Ausführungsbeispiel das Gehäuse (84) teilweise ein. Bei einer abgewandelten Ausfuhrungsform ist der Sockel (87) auf einen aus dem Gehäuse (84) herausragenden Ansatz beschränkt, so daß das Gehäuse (84) mit seinem Boden an der Abstützung (86) abgestützt ist.

Dem Gehäuse (84) des thermostatischen Arbeitselementes ist eine elektrische Heizeinrichtung zugeordnet, die vorzugsweise innerhalb des Gehäuses (84) und damit innerhalb des Dehnstoffes angeordnet ist und die über Anschlußleitungen (88) mit elektrischer Energie versorgbar ist. Die Anschlußleitungen (88) sind in der kanalartigen Abstützung (86) nach außen zu einem Anschlußstecker (89) geführt, der an dem Rohrstutzen (81) mittels einer Bördelverbindung (90) befestigt ist. Der koaxial zu dem Anschlußstutzen (81) ein- und ausfahrbare Arbeitskolben (85) trägt einen Ventilteller (91), dem ein Ventilsitz (92) zugeordnet ist. Der Ventilsitz (92) ist Bestandteil eines in den Rohrstutzen (81) eingesetzten Einsatzes (93), der -einen Abstützring (94) für eine auf den Ventilteller (91) einwirkende Schließfeder (95) bildet.

Das Gehäuse (84) des thermostatischen Arbeitselementes enthält als Dehnstoff bevorzugt eine Wachsmischung, die so ausgewählt ist, daß sie bei einer vorbestimmten Temperatur ihren Aggregatzustand ändert und dann bei weiterer Temperaturerhöhung den Arbeitskolben (85) mit einer im wesentlichen linearen Bewegung ausfährt.

Bei einer ersten Ausführungsform ist das Absperrelement (80), wie bereits erwähnt wurde, dem Abzweigungsanschluß (37) zugeordnet. Um die Aufwärmphase des Motors möglichst kurz zu halten, gibt das Absperrelement (80) den Vorlauf oder Rücklauf zu einer Heizeinrichtung für den Fahrzeuginnenraum, zu einer Ölvorwärmeinrichtung oder zu einer Saugrohrvorwärmeinrichtung erst dann frei, wenn eine bestimmte Temperatur erreicht worden ist. Das Absperrelement (80) arbeitet dabei temperaturabhängig und/oder zeitabhängig. Beispielsweise kann vorgesehen werden, daß nach einer bestimmten Zeitspanne nach Starten des Verbrennungsmotors, in welcher erwartungsgemäß der Bereich der Betriebstemperaturen von beispielsweise 90° erreicht worden ist, das elektrische Heizelement des Gehäuses (84) des thermostatischen Arbeitselementes eingeschaltet wird. Das aus dem Ventilteller (91) und dem Ventilsitz (92) gebildete Ventil öffnet dann, so daß die Strömung freigegeben wird. Das Heizelement kann danach abgeschaltet werden, da die Temperatur des Kühlmittels dann in einem Bereich liegt, in der das thermostatische Arbeitselement (84, 85) das Ventil offen hält. Es ist auch möglich, das Absperrelement (80) ausschließlich temperaturabhängig zu betreiben, d.h. auf die elektrische Heizeinrichtung zu verzichten. In diesem Fall wird vorgesehen, daß in dem Ventilteller (91) und/oder dem Ventilsitz (92) kleine Öffnungen vorgesehen sind, die eine Strömung mit einer begrenzten Strömungsmenge zulassen. In diesem Fall gelangt erwärmtes Kühlmittel zu dem Gehäuse (84) des thermostatischen Arbeitselementes und sorgt dafür, daß die Strömung bei Erreichen der vorgewählten Betriebstemperatur freigegeben wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird das Absperrelement einem der Motoranschlüsse zugeordnet, um insgesamt die Aufwärmphase des Verbrennungsmotors zu verringern. In diesem Fall wird vorgesehen, daß der Ventilteller (91) und/oder der Ventilsitz (92) mit Öffnungen versehen sind, die eine begrenzte Kühlmittelströmung zulassen. Das Absperrelement (80)

begrenzt somit die Kurzschlußströmung bei kaltem Verbrennungsmotor. Es wird beispielsweise so ausgelegt, daß es gegen Ende der Aufwärmphase öffnet, beispielsweise bei 75⁰C oder 8O⁰C. Die Auslegung erfolgt dabei so, daß das Absperrelement nicht an der Regelfunktion des Thermostatventils teilnimmt, sondern bereits unterhalb der Temperaturen des Regelbereiches vollständig geöffnet ist.

Auch bei diesem Einsatzzweck kann das Absperrelement (80) temperaturabhängig und/oder zeitabhängig geöffnet werden. Wenn auf eine elektrische Heizung verzichtet wird, so arbeitet das Absperrelement (80) aufgrund von Leckströmungen rein temperaturabhängig. Durch Einsatz des elektrischen Heizelementes ist es jedoch auch möglich, das Absperrelement (80) zeitabhängig zu betreiben. In diesem Fall wird nach einer vorgegebenen Zeitspanne nach Starten des kalten Verbrennungsmotors, in welcher erwartungsgemäß die gewünschte Öffnungstemperatur erreicht ist, das Heizelement eingeschaltet. Das Ventil (91, 92) öffnet dann, so daß der volle Strömungsquerschnitt freigegeben wird. Da dann das Gehäuse (84) des Arbeitselementes von dem erwärmten Kühlmittel umströmt ist, kann das Heizelement wieder abgeschaltet werden, ohne daß das Absperrelement (80) wieder schließt.

Die im Prinzip gleichen Funktionen können auch verwirklicht werden, wenn das Absperrelement als ein Schaltventil ausgebildet wird, insbesondere als ein Magnetventil. Dieses Magnetventil kann zeitabhängig und/oder abhängig von einer mittels eines Temperaturfühlers erfaßten Temperatur des Kühlmittels gestaltet werden. Dabei wird dann zweckmäßigerweise vorgesehen, daß das Magnetventil in unbestromten Zustand offen ist, so daß es nach dem Starten des kalten Verbrennungsmotors für eine vorgegebene Zeitspanne und/oder bis zum Erreichen einer bestimmten Temperatur bestromt wird und damit geschlossen wird. Die Verwendung eines thermostatischen Arbeitselementes {84, 85) hat allerdings den Vorteil, daß das Absperr-

element (80) auch dann funktionsfähig ist, wenn beispielsweise eine Störung in der Stromversorgung vorliegt.

Da es prinzipiell bei jeder Kühlmitteltemperaturregelung mittels eines Thermostatventils vorteilhaft ist, die Aufwärmphase des Verbrennungsmotors zu verkürzen, kann das Absperrelement auch mit Vorteil bei anderen Bauarten von Thermostatventilen eingesetzt werden, indem es einem Motoranschluß zugeordnet und damit jeweils abhängig von der Strömungsrichtung dem Motoranschluß vorgeschaltet oder nachgeschaltet wird. Zweckmäßigerwexse ist dieses Absperrelement (80) in Verbindung mit jedem Thermostatventil einsetzbar, bei welchem der üblichen Regelfunktion eine von Umgebungs- und/oder Betriebsparameter abhängige Regelfunktion überlagert wird.

Claims

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1. Thermostatventil mit einem mehrteiligen Ventilgehäuse, das eine Misch- oder Verteilkammer bildet, die mit Motoranschlüssen für einen Motoreintritt und für einen Motoraustritt und mit einem Kühleranschluß versehen ist und in der sich ein elektrisch beheizbares thermostatisches Arbeitselement befindet, dessen Gehäuse, zu welchem von außen her elektrische Anschlußleitungen geführt sind, stationär angeordnet ist und dessen ausfahrbarer Arbeitskolben mit einem oder mehreren Ventilgliedern zum Einstellen von Strömungsquerschnitten für Strömungen zwischen Motoreintritt, Motoraustritt und Kühleranschluß versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) des thermostatischen Arbeitselementes vollständig in der Misch- oder Verteilkammer {12, 42, 62) angeordnet und an einer in der Misch- oder Verteilkammer befindlichen Abstützung (17, 47) des Ventilgehäuses gehalten ist, durch welche hindurch die elektrischen Anschlußleitungen (15) zu dem Gehäuse (13) des Arbeitselementes geführt sind.

2. Thermostatventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (14) mit einem Schieberventilelement (25) versehen ist, das dem Kühleranschluß (24) und einem Motoranschluß (23) zugeordnet ist.

3. Thermostatventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühleranschluß (24) und der Motoranschluß (23) in einem zylindrischen Abschnitt eines Teils (11) des Ventilgehäuses angeordnet sind, in welchem das Schieberventilelement (25) geführt ist.

4. Thermostatventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ventilgehäuse (40, 41; 60, 61) ein Ventilsitz

(48) vorgesehen ist, dem ein den Kühleranschluß (46, 66)

von der Misch- oder Verteilkammer {42, 62) trennender Ventilteller (49) zugeordnet ist, der an dem Arbeitskolben (14) angebracht ist.

5. Thermostatventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (14) mit einem innerhalb der Mischoder Verteilkammer (42, 62) befindlichen Schieberventilelement (51, 68) verbunden ist, das einen Motoranschluß (4 5, 64) zugeordnet ist.

6. Thermostatventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Motoranschluß (45) einer Seitenwand eines zylindrischen Bereiches eines Teils (40) des Ventilgehäuses zugeordcnet ist.

7. Thermostatventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Motoranschluß (64) von einem an einem Teil (60) des Ventilgehäuses angebrachten, koaxial zum Arbeitselement (13, 14) angeordneten Anschlußstutzen (69) gebildet ist, dem das Schieberventilelement (68) zugeordnet ist.

8. Thermostatventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen als ein Anbauteil (69) ausgebildet ist und nach außen von dem Ventilgehäuse (60, 61) abragt .

9. Thermostatventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (49) mittels eines das stationäre Gehäuse (13) des Arbeitselementes und dessen Abstützung

(47) umgreifenden Übertragungsgliedes (67) mit einem Kurzschlußteller (72) verbunden ist, der in dem dem Arbeit skolben (14) abgewandten Bereich des Ventilgehäuses (60, 61) angeordnet ist und der einer zwischen dem Arbeitselement (13, 14) und dem Kurzschlußventilteller (72) befindlichen Kurzschlußventilöffnung (73) zugeordnet ist.

10. Thermostatventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußventilöffnung (73) Bestandteil eines an dem Ventilgehäuse {60, 61) angebrachten Anbauteils (74) ist.

11. Thermostatventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Anbauteil (74) eine Führung (76) für einen zu dem Übertragungsglied (67) gehörenden Bolzen (75) bildet, auf dem der Kurzschlußventilteller (72) angeordnet ist.

12. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstützung (47) für das Gehäuse (13) des Arbeitselementes ein von einer Seitenwand eines Teils (40, 42) des Ventilgehäuses abragender und in die Misch- oder Verteilkammer (42, 62) hineinragender Ansatz vorgesehen ist.

13. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstützung (17) ein Boden eines Teils (10) des Ventilgehäuses dient.

14. Thermostatventil nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) des Arbeitselementes quer zur Ausfahrrichtung des Arbeitskolbens (14) in der Abstützung (17, 47) fixiert ist.

15. Thermostatventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) des Arbeitselementes mit einem Sockel (16) versehen ist, der in eine Aussparung der Abstützung (17, 47) eingesteckt ist.

16. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (10, 40, 60) des Ventilgehäuses im Bereich der Misch- oder Verteilkammer (12, 42, 62) mit einem Anschluß (36) für ein Meß- oder Schaltgerät (36) versehen ist.

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17. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (10, 40, 60) des Ventilgehäuses im Bereich der Misch- oder Verteilkammer (12, 42, 62) mit wenigstens einem Abzweigungsanschluß (37) versehen ist.

18. Thermostatventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Abzweigungsanschluß (37) mit einem temperaturabhängig betätigbaren Absperrelement (80) versehen ist.

19. Thermostatventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Abzweigungsanschluß (37) mit einem zeitabhängig öffnenden Absperrelement (80) versehen ist.

20. Thermostatventil insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß einem Motoranschluß {21, 23; 44, 45; 64, 65; 65, 74) ein zeit- und/oder temperaturabhängig öffnendes Absperrelement (80) vor- oder nachgeschaltet ist.