DE4122256A1 - Thermostatventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Thermostatventil zur Regelung der Temperatur der Kühlflüssigkeit einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus dem DE-GM 90 15 766.4 ist bereits ein gattungsgemäßes Thermostatventil bekannt, bei dem sich ein temperaturabhängig arbeitendes primäres Stellorgan auf einem sekundären Stellorgan abstützt, wobei das primäre Stellorgan direkt von der Kühl­ flüssigkeit umspült und das sekundäre Stellorgan von der Umge­ bungstemperatur beaufschlagt ist. An dieser Einrichtung, die bei niedrigen Umgebungstemperaturen ein hohes Temperaturniveau des Motors sichern soll, ist es nachteilig, daß die auf das sekundäre Stellorgan einwirkende Umgebungstemperatur in stö­ render Weise wesentlich von der fahrtgeschwindigkeitsabhängi­ gen, schnell wechselnden Durchströmung des Motorraumes mit Frischluft sowie von der Wärmestrahlung angrenzenden Bauteile des Motors bestimmt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Thermostatventil der gattungsgemäßen Bauart so zu gestalten, daß das von dem von der Außentemperatur gesteuerten Stellorgan des Thermostatventi­ les vom direkten Einfluß kurzzeitig wechselnder Temperaturen der Brennkraftmaschine bzw. des Motorraumes weitgehend fernge­ halten wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Patentanspruches 1 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen kenn­ zeichnen.

Mit der erfindungsgemäßen Abschirmung wird erreicht, daß die Erwärmung des Motorraumes während der Warmlaufphase, insbeson­ dere bei niedrigen Außentemperaturen mit einer zeitlichen Ver­ zögerung auf die Dehnstoffkapsel des sekundären Dehnstoffele­ mentes wirkt. Dazu gehört, daß das Dehnstoffelement vor der Strahlungswärme von sich sehr schnell erwärmenden Bauteilen, wie z. B. dem Auspuffkrümmer, weitestgehend abgeschirmt ist. Aufgrund dieser Abschirmung bzw. verzögerten Erwärmung wird der Kühlkreislauf erst bei einer höheren Motortemperatur freigege­ ben und es wird sehr schnell die Betriebstemperatur der Brenn­ kraftmaschine erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt eine Schnittdarstellung durch ein gattungsgemäßes Thermostatventil mit einer erfindungsgemäßen Abschirmung.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Thermostatventil für die tempe­ raturabhängige Regelung der Flüssigkeitskühlung einer Brenn­ kraftmaschine bezeichnet. Das Termostatventil 1 ist in ein Ge­ häuse 2 mit einem Zuströmkanal 3, einem Kurzschlußkanal 4 und einem Anschlußstutzen 5 zu einem Kühlkreis eingesetzt und be­ steht im wesentlichen aus einem zylindrischen, zentral ange­ ordneten primären Dehnstoffelement 6, an dem ein erster Ventil­ teller 7 zur Steuerung des Durchflußquerschnittes vom Zuström­ kanal 3 in den Kurzschlußkanal 4 und ein zweiter Ventilteller 8 zur Steuerung des Durchflußquerschnittes vom Zuströmkanal 3 in den Anschlußstutzen 5 zum Kühlkreis befestigt ist.

Dieses primäre Dehnstoffelement 6 arbeitet in der Weise, daß bei niedrigen Temperaturen des Kühlmittels der Durchgang in den Anschlußstutzen 5 zum Kühlkreis durch den zweiten Ventilteller 8 verschlossen ist, währenddessen der erste Ventilteller 7 den Durchgang in den Kurzschlußkanal 4 freigibt. Mit Ansteigen der Kühlflüssigkeitstemperatur auf einen vorbestimmten Wert öffnet das primäre Dehnstoffelement 6 durch Längenänderung den Durch­ gang in den Anschlußstutzen 5 zum Kühlkreis und schließt gleichzeitig den Durchgang zum Kurzschlußkanal 4.

Der Regelbereich des Thermostatventiles 1 bzw. die Schließ- und Öffnungstemperaturen der Ventilteller 7, 8 werden dabei von der axialen Lage des primären Dehnstoffelementes 6 bestimmt, die über einen, in axialer Längsrichtung einseitig aus dem Dehn­ stoffelement 6 ragenden Arbeitskolben 9 veränderbar ist. Der Arbeitskolben 9 ist über eine Verbindungsmuffe 10 mit dem Ar­ beitskolben 11 eines sekundären Dehnstoffelementes 12 fest ver­ bunden, wobei dieses sekundäre Dehnstoffelement 12 axial fluch­ tend mit dem primären Dehnstoffelement 6 derartig angeordnet ist, daß es mit seiner Dehnstoffkapsel 13 aus dem Gehäuse 2, an dem es befestigt ist, freistehend herausragt. Die Befestigung des Dehnstoffelementes 12 am Gehäuse 2 kann dabei vorteilhaft über isolierende Zwischenstücke erfolgen, durch die eine weit­ gehende thermische Trennung zwischen Gehäuse 2 und sekundären Dehnstoffelement 12 erfolgt. Dadurch ist gesichert, daß die Temperatur des sekundären Dehnstoffelementes 12 weitgehend durch die Umgebungstemperatur bestimmt ist.

Mit dieser bekannten Koppelung eines von der Kühlflüssigkeit beaufschlagten primären Dehnstoffelementes 6 mit einem von der Umgebungstemperatur beaufschlagten sekundären Dehnstoffele­ mentes 12 wird erreicht, daß bei absinkenden Lufttemperaturen der Betriebstemperaturbereich der Kühlflüssigkeit angehoben wird. Damit können einerseits nachteilige Effekte, die aufgrund sehr niedriger oder sehr hoher Ansauglufttemperaturen auftre­ ten, zum Teil kompensiert werden und weiterhin wird gesichert, daß die maximale Heizleistung des Fahrzeuges bei absinkenden Außentemperaturen erhöht wird.

Erfindungsgemäß wird die Dehnstoffkapsel 13 mittels einer Ab­ schirmung 14 gegen die Strahlungswärme der im Einwirkungsbe­ reich angeordneten Bauteile, z. B. Motorblock oder Auspuffkrüm­ mer und gegen die direkte Einwirkung der Umgebungsluft weit­ gehend abgeschirmt.

Mit dieser Abschirmung 14 wird erreicht, daß die Erwärmung des Motorraumes während der Warmlaufphase insbesondere bei nied­ rigen Außentemperaturen mit einer zeitlichen Verzögerung auf die Dehnstoffkapsel 13 des sekundären Dehnstoffelementes 12 wirkt. Dadurch wird der Kühlkreislauf bis zu einer höheren Mo­ tortemperatur geschlossen gehalten und schnell eine höhere End­ temperatur erreicht. Dieser Effekt wird im weiteren dadurch unterstützt, daß sich die Wärmeabstrahlung von sich schnell er­ wärmenden Bauteilen, wie z. B. dem Auspuffkrümmer, nicht in Form einer vorzeitigen Erwärmung der Dehnstoffkapsel 13 auswirkt. Weiterhin werden durch die Abschirmung die im Motorraum auf­ tretenden schnellen und krassen Temperaturänderungen, wie sie beim Wechsel zwischen stehendem Fahrzeug und Fahrbetrieb auf­ treten, verzögert und in weitgehend abgeschwächter Form auf die Dehnstoffkapsel 13 übertragen.

Die Abschirmung 14 kann entsprechend der konkreten konstruk­ tiven Bedingungen unterschiedlichste Formen, z. B. eine oder mehrere Öffnungen zum Eintritt von Umgebungsluft aufweisen. In der Zeichnung ist eine vorteilhafte, becherförmig gestaltete Abschirmung 14 beispielhaft dargestellt, in die das sekundäre Dehnstoffelement 12 hineinragt. Die Längsachse 15 dieser Ab­ schirmung 14 ist vorzugsweise quer zur Strömungsrichtung des eindringenden Fahrtwindes angeordnet, wobei die offene Seite der becherförmigen Abschirmung 14 eine von der Brennkraft­ maschine abgewandte Kontaktöffnung 16 zum Eintritt der Umge­ bungsluft bildet.

Claims (5)

1. Thermostatventil zur Regelung der Temperatur der Kühlflüs­ sigkeit einer Brennkraftmaschine, mit einem von der Kühlflüs­ sigkeit umströmten primären Dehnstoffelement an dem mindestens ein einen Kühlmittelkreis steuerndes Ventilelement befestigt ist, mit einem im wesentlichen von der Umgebungstemperatur be­ aufschlagten, gehäusefest angeordneten, sekundären Dehnstoff­ element, dessen Arbeitskolben die Lage und damit den Regelbe­ reich des primären Dehnstoffelementes bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das sekundäre Dehnstoffelement (12) von einer Abschirmung (14) umgeben ist.

2. Thermostatventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (14) mindestens eine Kontaktöffnung (15) zum Eintritt von Umgebungsluft aufweist.

3. Thermostatventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (14) becherförmig gestaltet ist, wobei das sekundäre Dehnstoffelement (12) in das Innere der Becherform hineinragt.

4. Thermostatventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (15) der becherförmigen Abschirmung (14) quer zur Strömungsrichtung des eindringenden Fahrtwindes ange­ ordnet ist und die offene Seite der becherförmigen Ab­ schirmung (14) eine von der Brennkraftmaschine abgewandte Kon­ taktöffnung (16) bildet.

5. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das sekundäre Dehnstoffelement (12) über isolierende Zwi­ schenstücke in einem Gehäuse (2) befestigt ist.