DE3444417C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwenkschieberventil zur temperatur­ abhängigen Regelung des Durchflusses eines Mediums, insbesondere zur Regelung des Kühlmitteldurchflusses für eine Brennkraftmaschi­ ne, bestehend aus einem Ventilgehäuse mit einem Einlaß und zwei Auslaßöffnungen, einem als Schwenkschieber ausgebildeten, auf einer Welle gelagerten Verschlußglied, einem temperaturabhängi­ gen, vom Kühlmittel umströmten, sich am Ventilgehäuse abstützen­ den Arbeitselement und einem zwischen Arbeitselement und Schwenk­ schieber angeordneten Widerlager für das Arbeitselement.

Ein solches Schwenkschieberventil ist aus der DE-OS 30 32 653 be­ kannt und hat bei Brennkraftmaschinen den Zweck, das Kühlmittel bei niederen Kühlmitteltemperaturen direkt der Brennkraftmaschi­ ne zuzuleiten, bei sich erwärmendem Kühlmittel dieses zunehmend durch den Kühler zu steuern und bei Erreichen der Betriebstempe­ ratur schließlich den direkten Zustrom zur Brennkraftmaschine abzusperren, so daß der gesamte Kühlmittelstrom zunächst in den Kühler und erst von dort aus der Brennkraftmaschine zugeleitet wird.

Um das für die Bewegung des Schwenkschiebers notwendige Arbeits­ vermögen des Arbeitselementes niedrig zu halten, ist bei der be­ kannten Anordnung zwischen dem Schwenkschieber und der Dichtflä­ che des Ventilgehäuses ein geringer Spalt vorgesehen. Dadurch wird an den Dichtungsflächen die vom Arbeitselement zu überwin­ dende Reibung vermieden. Durch den Spalt entsteht jedoch eine Leckmenge des Kühlmittels, die besonders bei kaltem Betriebszu­ stand nachteilig ist, weil sie durch den Kühler fließt und damit der erwünschten schnellen Erwärmung der Brennkraftmaschine entgegenwirkt.

Aus der DE-OS 14 76 356 ist ein Schwenkschieberventil bekannt, bei dem zur Lösung des geschilderten Problems das Schwenkschieberventil besondere, zwischen dem Schwenkschieber und mindestens einer der Durchflußöffnungen in mindestens einer der beiden zugehörigen Endstellungen des Schwenkschiebers zur Wirkung kommende Dichtmittel aufweist. Durch diese Dichtmittel wird jedoch wieder die Reibung des Schwenkschiebers und damit das zur Verstellung notwendige Arbeitsvermögen des Arbeitselementes vergrößert. Die Dichtmittel unterliegen außerdem einer Abnutzung, so daß ihre Wirkung mit der Zeit nachläßt.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei kaltem Kühlmittel den durch den Spalt bedingten Durchfluß von Kühlmittel durch den Kühler zu verhindern. Dabei soll jedoch eine Steigerung des Arbeitsvermögens des Arbeitselementes nicht nötig und die gleichmäßige und ruckfreie Verstellung des bekannten Schwenkschiebers beibehalten werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Widerlager schwenkbar in einem mit der Welle fest verbundenen Bügel gelagert ist, daß der Bügel mit einem einstellbaren Anschlag für den Schwenkschieber versehen ist und daß die Welle zwei exzentrische Wellenabsätze aufweist, mit denen sie in mit dem Ventilgehäuse verbundenen Lagerstellen gelagert ist.

Durch diese Merkmale wird bei kaltem Kühlmittel der Schwenkschieber gegen die Dichtfläche des Ventilgehäuses gedrückt. Dadurch kann eine weitgehende Dichtheit und damit eine schnelle Anfangserwärmung der Brennkraftmaschine sichergestellt werden. Bei Hubbeginn des Arbeitselementes bei Erwärmung des Kühlmittels wird zunächst ohne Schwenken des Schwenkschiebers diese Andrückung aufgehoben und ein Spalt zwischen den Dichtflächen hergestellt. Damit beginnt ein Leckdurchfluß durch den Kühler. Bei weiterer Erwärmung wird der Schwenkschieber in bekannter Weise nahezu reibungslos verstellt.

Die Dichtheit beim Andrücken des Schwenkschiebers wird dadurch erhöht, daß der Schwenkschieber an seiner Dichtfläche mit einem Elastomer beschichtet ist. Durch dieses Merkmal können außerdem die Maßtoleranzen von Ventilgehäuse und Schwenkschieber großzügiger festgelegt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dar­ gestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Schwenkschieberventil;

Fig. 2 bis 4 je einen Querschnitt durch ein Schwenkschieber­ ventil in kaltem Zustand, kurz vor Erreichen der Be­ triebstemperatur und bei Betriebstemperatur.

Das Schwenkschieberventil weist ein Ventilgehäuse 11 mit einem Kühlmitteleinlaß 12, einem zum Kühler führenden Kühlmittelein­ laß 13 und einem zur Brennkraftmaschine führenden Kühlmittelaus­ laß 14 auf. Ein als Schwenkschieber 15 ausgebildetes Verschluß­ glied des Schwenkschieberventils ist auf einer Welle 16 schwenk­ bar gelagert. Der Schwenkschieber 15 sperrt je nach seiner Stel­ lung die beiden Kühlmittelauslässe 13 und 14 des Schwenkschieber­ ventils mehr oder weniger ab und ist an seiner Dichtfläche mit einem Elastomer 17 beschichtet. Ein Anschlag 18 begrenzt den Weg des Schwenkschiebers 15 in der einen Richtung. Die Welle 16 weist an ihren beiden Enden je einen exzentrischen Wellenabsatz 19 auf, mit denen sie in mit dem Ventilgehäuse 11 verbundenen Lagerstel­ len 21 gelagert ist. Ein temperaturabhängiges Arbeitselement 22 wird vom Kühlmittel umströmt und stützt sich am Ventilgehäuse in einem Lager 23 ab. Zwischen Arbeitselement 22 und Schwenkschie­ ber 15 ist ein Widerlager 24 für das Arbeitselement 22 angeord­ net. Dieses Widerlager 24 ist über Zapfen 25 schwenkbar in einem mit der Welle 16 fest verbundenen Bügel 26 gelagert und drückt mittels Zugfedern 27 das Arbeitselement 22 gegen sein Lager 23.

Der Bügel 26 ist mit einem einstellbaren Anschlag 28 für den Schwenkschieber 15 versehen. Über eine Zugfeder 29 wird der Schwenkschieber 15 bei kaltem Kühlmittel gegen seinen Anschlag 18 gedrückt.

Wirkungsweise
In Fig. 2 weist das Arbeitselement 22 seine kürzeste Länge auf. Dies entspricht einem kalten Kühlmittel, z. B. kurz nach dem An­ lassen der Brennkraftmaschine. In der dementsprechenden Lage von Bügel 26 und damit fest verbundener Welle 16 wird die Welle 16 durch ihre exzentrischen Wellenabsätze 19 nach unten verlagert und drückt dabei den Schwenkschieber 15 mit seinem Elastomer 17 gegen eine Dichtfläche 20 des Ventilgehäuses 11. Dadurch ist der zum Kühler führende Kühlmittelauslaß 13 dicht verschlossen und das Kühlmittel strömt vom Kühlmitteleinlaß 12 am Arbeitselement 22 vorbei über den Kühlmittelauslaß 14 direkt zur Brennkraftma­ schine. Weil der Kühlmittel-Durchfluß durch den Kühler damit vollständig unterbunden ist, kann sich die Brennkraftmaschine rasch erwärmen.

Durch die damit verbundene Erwärmung des Kühlmittels fängt das Arbeitselement 22 an, seine Länge zu vergrößern. Über den Bügel 25 wird dadurch zunächst nur die mit ihm verbundene Welle 16 ver­ dreht und damit, durch die exzentrischen Wellenabsätze 19 eine Abhebung des Schwenkschiebers 15 von der Dichtfläche 20 des Ven­ tilgehäuses bewirkt (Fig. 3).

Durch einen dadurch entstehenden Spalt 30 beginnt sich ein Kühl­ mittel-Leckdurchfluß durch den Kühler auszubilden. Der weitere Temperaturanstieg von Brennkraftmaschine und Kühlmittel flacht sich dadurch ab. Die Auslegung des Arbeitselementes 22 und die Lage der Exzentrizität der Wellenabsätze 19 ist so festgelegt, daß diese Abflachung des Temperaturanstieges erst kurz vor Er­ reichen der Betriebstemperatur einsetzt.

Nach Abheben des Schwenkschiebers 15 von der Dichtfläche 20 des Ventilgehäuses 11 kommt der Anschlag 28 des Bügels 26 zur Anla­ ge am Schwenkschieber 15. Bei weiterer Temperaturzunahme des Kühlmittels und dadurch bedingter Ausdehnung des Arbeitselemen­ tes 22 wird der Schwenkschieber in bekannter Weise verschwenkt, öffnet dadurch zunehmend den Kühlmittelauslaß 13 zum Kühler und verschließt gleichzeitig zunehmend den Kühlmittelauslaß 14 zur Brennkraftmaschine, bis er entsprechend Fig. 4 bei Betriebstem­ peratur oder bei höheren Temperaturen den Weg für das Kühlmit­ tel über den Kühler vollständig geöffnet und gleichzeitig den direkten Zufluß zur Brennkraftmaschine nahezu abgesperrt hat. Durch den einstellbaren Anschlag 28 kann der Beginn der Schwenk­ bewegung einer vorgegebenen Temperatur des Kühlmittels zugeord­ net werden.

Nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine sinkt die Temperatur von Brennkraftmaschine und Kühlmittel infolge von Wärmeabstrah­ lung wieder auf die Umgebungstemperatur ab.

Dadurch wird die Länge des Arbeitselementes 22 wieder auf die in Fig. 2 dargestellte Länge reduziert. Dementsprechend wird auch der Schwenkschieber 15 zunächst bis zum Anschlag 18 ver­ schwenkt und danach durch Verdrehen der Welle 16 auf die Dicht­ fläche 20 des Ventilgehäuses 11 abgesenkt. Damit ist der zum Kühler führende Kühlmittelauslaß 13 für den nächsten Anfahrvor­ gang und für einen raschen Temperaturanstieg der Brennkraftma­ schine dicht verschlossen.

Claims (2)

1. Schwenkschieberventil zur temperaturabhängigen Regelung des Durchflusses eines Mediums, insbesondere zur Regelung des Kühlmitteldurchflusses für eine Brennkraftmaschine, beste­ hend aus einem Ventilgehäuse mit einem Einlaß und zwei Aus­ laßöffnungen, einem als Schwenkschieber ausgebildeten, auf einer Welle gelagerten Verschlußglied, einem temperaturab­ hängigen, vom Kühlmittel umströmten, sich am Ventilgehäuse abstützenden Arbeitselement und einem zwischen Arbeitsele­ ment und Schwenkschieber angeordneten Widerlager für das Ar­ beitselement, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (24) schwenkbar in einem mit der Welle (16) fest verbundenen Bü­ gel (26) gelagert ist, daß der Bügel (26) mit einem einstell­ baren Anschlag (18) für den Schwenkschieber (15) versehen ist und daß die Welle (16) zwei exzentrische Wellenabsätze (19) aufweist, mit denen sie in mit dem Ventilgehäuse (11) verbun­ denen Lagerstellen (21) gelagert ist.

2. Schwenkschieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schwenkschieber (15) an seiner Dichtfläche (20) mit einem Elastomer (17) beschichtet ist.