DE4412482A1 - Thermostatventil - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Thermostatventil zur Regelung
der Temperatur des Kühlmittels einer Brennkraftmaschine, ins
besondere eines Kraftfahrzeugmotors, der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 genannten Art.
Bei einem bekannten Thermostatventil (DE-PS 27 55 466) dieser
Art ist für das Kurzschlußventil ein eigenes Ventilglied in
Form eines mittels einer Feder gegen einen Anschlag gepreßten
Ventiltellers und ferner für das Warmlaufventil wiederum ein
eigenes Ventilverschlußglied in Form eines über eine Feder
gegen einen Anschlag gepreßten Ventiltellers vorgesehen. Das
Ventilverschlußglied Warmlaufventils liegt in der Anfangs
phase und somit in Warmlaufphase von unten her an einer Wand
an, die die Ventildurchflußöffnung enthält. Durch die
flächige Anlage ist in dieser Warmlaufphase die Ventildurch
flußöffnung vom Ventilverschlußglied des Warmlaufventils ver
schlossen. Das Ventilverschlußglied des Kurzschlußventils
befindet sich auf der anderen Seite der Ventildurchflußöffnung
und in Abstand oberhalb der letztere enthaltenden Wand.
Das Gehäuse des Betätigungselements weist einen besonderen
Anschlag auf und in Abstand davon eine Stützschulter, an der
das obere Ende einer Feder abgestützt ist, mittels der das
Ventilverschlußglied des Kurzschlußventils gegen den genannten
Anschlag angedrückt wird. Mit zunehmender Erwärmung der
Brennkraftmaschine wird zunächst ein Vorlaufweg bei der
Relativverschiebung des Gehäuses des Betätigungselements
relativ zum abgestützten Teil durchlaufen. Hierbei ge
langt das Warmlaufventil in seine Öffnungsstellung, eben
so wie das Kurzschlußventil nach wie vor geöffnet ist.
Das Kühlerventil hingegen verbleibt in seiner Schließ
stellung. Erst bei weiterer Erwärmung wird das Kühlerventil
geöffnet und das Kurzschlußventil geschlossen. Dieses
bekannte Thermostatventil ist noch relativ aufwendig, da
sowohl für das Kurzschlußventil als auch für das Warmlauf
ventil jeweils ein eigenes Ventilverschlußglied nötig ist,
mit eigener Feder und jeweils zwei Anschlägen, von denen
der eine Anschlag der Feder dient und der andere End
anschlag dem Sitz des Ventilverschlußgliedes auf dem
Gehäuse des Betätigungselements.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Thermostat
ventil der eingangs genannten Art dahingehend zu ver
bessern, daß dieses hinsichtlich des Aufwands für das
Kurzschlußventil und Warmlaufventil vereinfacht und
kostengünstiger ist und weniger Bauteile benötigt.
Die Aufgabe ist bei einem Thermostatventil der eingangs
genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im
Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, daß
das Kurzschlußventil und das Warmlaufventil zu einem
einzigen Ventil vereinigt sind, das ein einziges Ventil
verschlußglied aufweist, ist die Anzahl der Bauteile
reduziert. Das einzige Ventilverschlußglied benötigt nur
noch eine Rückstellfeder sowie am Gehäuse des thermostati
schen Betätigungselement nur noch einen Stützanschlag für
das Federende und nur noch einen Endanschlag für das ein
zige Ventilverschlußglied. Das thermostatische Betätigungs
element kann somit einfacher und kostengünstiger gestal
tet werden. Aufgrund der geringeren Anzahl von Bauteilen
ist das Thermostatventil einfacher und kostengünstiger.
Weitere besondere Erfindungsmerkmale und vorteilhafte
Weiterbildungen dieses Thermostatventils ergeben sich
aus den Ansprüchen 2-20. Dadurch wird das Thermostat
ventil noch weiter vereinfacht und kostengünstiger.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus
Anspruch 21 mit vorteilhaften Weiterbildungen dazu in
den Ansprüchen 22 bis 24. Durch diese Einrichtung läßt
sich bedarfsweise, z. B. in Anpassung an unterschiedliche
Temperaturbedingungen, die Temperaturgrenze, bei der das
Warmlaufventil von der anfänglichen Schließstellung in
die Öffnungsstellung übergeht, in Richtung niedrigerer
Temperaturen bedarfsweise verschieben, und dies mit
einfachen, kostengünstigen Mitteln.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend
allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht
wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung
der Anspruchsnummern darauf Bezug genommen, wodurch jedoch
alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle aus
drücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten
haben. Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden
Beschreibung erwähnten Merkmale sowie auch die allein
aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale weitere Bestand
teile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervor
gehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt
sind.
Die Erfindung ist nachfolgend an Hand von in den Zeich
nungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung
eines Thermostatventils, links der
Längsmittelachse in Seitenansicht
und rechts der Längsmittelachse
teilweise im vertikalen Schnitt und
ansonsten in Seitenansicht, in einer
ersten Ventilstellung,
Fig. 2 und 3 jeweils einen Teilschnitt mit Teil
ansicht des Thermostatventils in
Fig. 1, jedoch in einer zweiten bzw.
dritten Ventilstellung,
Fig. 4 einen schematischen Kennlinienverlauf.
Das in Fig. 1-3 gezeigte Thermostatventil 10 dient
zur Regelung der Temperatur eines Kühlmittels, insbesondere
der Kühlflüssigkeit, einer nicht weiter gezeigten Brenn
kraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugmotors.
Es regelt den Kühlmittelfluß von der Brennkraftmaschine
durch einen Bypaß und/oder durch einen Wärmeaustauscher
zurück zur Brennkraftmaschine.
Das Thermostatventil 10 ist in der gezeigten Gestaltung ein
baufertig zum Einbau in ein allgemein mit 11 bezeichnetes
Ventilgehäuse, von dem der besseren Übersicht wegen in Fig.
1-3 nur schematisch ein unterer Teil mit einer Ventil
durchflußöffnung 31 darin angedeutet ist. Im übrigen
ist das Ventilgehäuse 11 in bekannter Weise und so
ausgebildet, daß darin das Thermostatventil 10 aufge
nommen wird, wobei die Kühlflüssigkeit z. B. gemäß Pfeil
18 durch einen dortigen Kanal zugeführt und je nach
Stellung des Thermostatventils 10 entweder über einen
Kanal gemäß Pfeil 17 zu einem nicht gezeigten Wärme
austauscher, insbesondere Kühler, oder über einen
nicht gezeigten Kanal gemäß Pfeil 19 und durch einen
Bypaß zurück zur Brennkraftmaschine geführt wird. Es
versteht sich, daß entsprechend den Gegebenheiten auch
eine andere Führung der Kühlflüssigkeit im Rahmen der
Erfindung liegt.
Das Thermostatventil 10 weist innerhalb des Ventil
gehäuses 11 ein temperaturabhängig arbeitendes Betäti
gungselement 20 auf, dessen Gehäuse 21 einen sich bei
Erwärmung ausdehnenden Dehnstoff enthält. In den
Dehnstoff im Gehäuse 21 taucht ein dazu koaxialer Kolben
26 ein, der oben aus dem Gehäuse 21 herausgeführt und
an einem Widerlager 27 axial abgestützt ist, das hier
z. B. an einem oberen Bügel 12 gehalten ist.
Das Thermostatventil 10 vereinigt in sich drei Ventile,
nämlich ein Kühlerventil 5, ferner ein Kurzschlußventil
6 und ein Warmlaufventil 7. Das Kurzschlußventil 6 und
das Warmlaufventil 7 steuern gemeinsam den Bypaß. Das
temperaturabhängig arbeitende Betätigungselement 20
arbeitet auf das Kühlerventil 5, auf das Kurzschluß
ventil 6 und auf das Warmlaufventil 7.
Das Kühlerventil 5 ist gebildet durch eine Ventildurch
flußöffnung 24, die hier durch einen Ring 13 verwirklicht
ist, der fester Teil eines Gehäuses 8 ist, an dem auch
der Bügel 12 fixiert ist. Bestandteil des Kühlerventils
5 ist ferner ein der Ventildurchflußöffnung 24 Zuge
ordnetes Ventilverschlußglied 22, das hier als Ventil
teller ausgebildet ist. Das Ventilverschlußglied 22
steuert die Ventildurchflußöffnung 24, die als ange
paßter, etwa ringförmiger Ventilsitz am Ring 13 ausge
bildet ist. Das Ventilverschlußglied 22 ist an einem
Ring 14 gehalten, der verschiebbar auf einem zylind
rischen Teil des Gehäuses 21 sitzt, vorzugsweise unter
Zwischenfügung einer Dichtung 15. Auf diese Weise ist
das Ventilverschlußglied 22 relativ verschiebbar auf
dem Gehäuse 21 gehalten. Das Ventilverschlußglied 22
ist mittels einer eigenen Feder 9, die in Fig. 1-3
nach oben wirkt und als Druckfeder ausgebildet ist,
gegen die Ventildurchflußöffnung 24 in seine Schließ
stellung (Fig. 1 und 2) gedrückt. Die Feder 9 stützt
sich mit einem Ende am Ventilverschlußglied 22 und
mit dem gegenüberliegenden Ende an einem Widerlager 16
ab, das z. B. an einem mit Fensteröffnungen 2 versehenen
Gehäuseteil 3 oder statt dessen an herabhängenden Armen
oder dergleichen gebildet ist. Der Gehäuseteil 3 trägt
als damit festen Teil den Ring 13 und den Bügel 12 und
außerdem einen äußeren, etwa hutförmigen Teil 4, der
z. B. zur räumlichen Fixierung des Thermostatventils 10
im dort verlaufenden Teil des Ventilgehäuses 11 dienen
kann.
Das Gehäuse 21 des Betätigungselements 20 ist gegen die
Wirkung einer eigenen Rückstellfeder 23 relativ zum
Kolben 26 in Fig. 1-3 nach unten verschiebbar. Die
Rückstellfeder 23 ist mit ihrem unteren Ende ebenfalls
am Widerlager 16 abgestützt und mit ihrem oberen Ende
an einer Schulter 25 des Gehäuses 21.
Das Gehäuse 21 weist am oberen Ende und in der Nähe des
Austritts des Kolbens 26 einen Anschlag 28 auf, z. B. in
Form eines Tellers, einer Scheibe oder dergleichen. In
der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung des Thermo
statventils 10 ist das Kühlerventil 5 geschlossen, ebenso
das Warmlaufventil 7. Das Kurzschlußventil 6 ist zwar
geöffnet, jedoch auf Grund des geschlossenen Warmlauf
ventils 7 ist dessen Öffnungsstellung ohne Funktion.
In dieser Ausgangsstellung befindet sich der oberseitige
Anschlag 28 in Axialabstand vom Ventilverschlußglied 22,
insbesondere vom Ring 14. Der Axialabstand ist auf ein
definiertes Maß eingestellt, so daß sich bei Erwärmung
des Dehnstoffes im Gehäuse 21 und beim Ausschieben des
Gehäuses 21 ein zunächst zu durchlaufender Vorlaufweg
ergibt, bis nach Durchlaufen dieses Vorlaufweges der
Anschlag 28 am Ventilverschlußglied 22, insbesondere
dessen Ring 14, anschlägt und dieses beim weiteren Aus
schieben in Fig. 1 nach unten mitnimmt und dadurch das
Ventilverschlußglied 22 von der Ventildurchflußöffnung
24 im Ring 13 abhebt.
Wie aus Fig. 1-3 ersichtlich ist, erstreckt sich das
Gehäuse 21 des Betätigungselements 20, ausgehend von
der Schulter 25, mit einem relativ langen zylindrischen
Abschnitt 29 nach unten, an den sich unter Bildung einer
Schulter 30 ein im Durchmesser reduzierter zylindrischer
Endabschnitt 32 anschließt. Je nach Stellung des Thermo
statventils 10, insbesondere des relativ zum Kolben 26
ausgeschobenen Gehäuses 21, greift der Abschnitt 29 und/
oder Endabschnitt 32 mehr oder weniger weit durch die
Ventildurchflußöffnung 31 koaxial hindurch.
Das Kurzschlußventil 6 und das Warmlaufventil 7 sind zu
einem einzigen Ventil 67 vereinigt, das ein einziges
Ventilverschlußglied 68 aufweist, das der den Bypaß
steuernden Ventildurchflußöffnung 31 zugeordnet ist.
Dieses einzige Ventilverschlußglied 68 ist am Gehäuse
21 des Betätigungselements 20 gehalten und über eine
Feder 69 federelastisch abgestützt und durch eine Ver
schiebung des Gehäuses 21 verschiebbar. Dabei ist das
Ventilverschlußglied 68 vom Gehäuse 21, und zwar vom
zylindrischen Abschnitt 29 dieses, zentral durchsetzt
und relativ zum Gehäuse 21 verschiebbar gehalten. Das
Gehäuse 21, insbesondere dessen Endabschnitt 32, ist
am freien, in Fig. 1-3 unteren Ende mit einem End
anschlag 33 z. B. in Form einer Scheibe oder dergleichen
versehen, der fester Teil des-Endabschnitts 32 ist. Das
Ventilverschlußglied 68 liegt an diesem Endanschlag 33
an und ist mittels der Feder 69, die z. B. aus einer
kegelstumpfförmigen Druckfeder gebildet ist, gegen den
Endanschlag 33 angedrückt. Die Feder 69 ist mit ihrem
oberen Ende am Gehäuse 21, insbesondere an der Schulter
30, abgestützt und drückt mit dem gegenüberliegenden Ende
auf das Ventilverschlußglied 68 und dieses dadurch gegen
den Endanschlag 33. Auf diese Weise ist das Ventilver
schlußglied 68 bei einer Verschiebung des Gehäuses 21
in Fig. 1-3 nach oben formschlüssig angekoppelt, so
daß es dann vom Endanschlag 33 formschlüssig mit nach oben
genommen wird. Bei einer gegensinnigen Verschiebung, in
Fig. 1-3 nach unten, des Gehäuses 21 wird diese Ver
schiebung über die Schulter 30 und die Feder 69 auf das
Ventilverschlußglied 68 übertragen, wobei die Feder 69
nach Erreichen der in Fig. 3 gezeigten Position noch
einen Überhub in gleicher Richtung federelastisch auf
nehmen kann.
Das einzige Ventilverschlußglied 68 weist eine etwa
zylindrische Schieberhülse 70 auf, die in ihrer Wandung
71 Durchbrüche 72 aufweist, z. B. fensterartige Öffnungen.
An die Wandung 71 schließt sich unten ein Boden 73 an,
der eine zentrale Durchgangsöffnung 74 enthält, die
vom Gehäuse 21, und zwar dessen Endabschnitt 32, durch
setzt ist. Mit dem Boden 73 ist das Ventilverschlußglied
68 gegen den Endanschlag 33 gedrückt. Die Feder 69 be
findet sich im Inneren der Schieberhülse 70 und liegt
mit ihrem unteren Ende am Boden 73 an. Die Schieberhülse
70 ist mit ihrem Boden 73 etwa am unteren Ende des Ge
häuses 21, insbesondere des Endabschnitts 32, und so
plaziert, daß der Boden 73 unten verläuft und das Innere
der Schieberhülse 70 zum Gehäuse 21 hin, also in Fig. 1-3
nach oben, weist.
Das einzige Ventilverschlußglied 68 weist ferner am
oberen Ende der Schieberhülse 70 einen radial über
letztere hinausragenden Teller 75 auf, der fest an der
Schieberhülse 70 angebracht ist, z. B. durch Schweißen,
Löten, Umformen oder dergleichen. Der Teller 75 ent
hält eine zentrale Durchgangsöffnung 76, die vom Gehäuse
21, insbesondere von dessen zylindrischen Abschnitt 29,
durchsetzt ist. Der Teller 75 ist somit relativ zum
Gehäuse 21, z. B. dem zylindrischen Abschnitt 29, ver
schiebbar, genauso wie die damit feste Schieberhülse 70.
Der Teller 75 ist, bezogen auf die Schieberhülse 70, in
axialem Abstand von deren Boden 73 angeordnet. Die
zentrale Durchgangsöffnung 76 ist in Anpassung an den im
Durchmesser größeren zylindrischen Abschnitt 29 größer
als die zentrale Durchgangsöffnung 74 im Boden 73, die
an den kleineren Durchmesser des zylindrischen Endab
schnitts 32 angepaßt ist.
Das einzige Ventilverschlußglied 68 steuert als den
Bypaß steuernde Ventilöffnung 31 eine demgemäße Bohrung
34 mit oberseitig dieser gebildeter, im wesentlichen
ebener Sitzfläche 35, die dem Teller 75 zugeordnet ist.
Das einzige Ventilverschlußglied 68 verläuft mit seiner
Schieberhülse 70 innerhalb dieser Bohrung 34. Die
Schieberhülse 70 ist in dieser Bohrung 34 koaxial in
Abhängigkeit von der Verschiebung des Gehäuses 21 des
Betätigungselements 20 von einer der Warmlaufphase der
Brennkraftmaschine zugeordneten Schließstellung gemäß
Fig. 1 über eine Öffnungsstellung gemäß Fig. 2 in eine
Stellung gemäß Fig. 3 verschiebbar, in der deren Teller
75 auf der oberseitigen Sitzfläche 35 der Bohrung 34
aufliegt und letztere und somit die Ventildurchflußöffnung
31 verschließt.
Die Wirkungsweise des Thermostatventils 10 ist wie folgt.
Bei kalter Brennkraftmaschine und dementsprechend kalter
Kühlflüssigkeit ergibt sich die in Fig. 1 gezeigte
Stellung. In dieser ist das Kühlerventil 5 geschlossen,
d. h. das Ventilverschlußglied 22 mittels der Feder 9
an den Ring 13 angedrückt und somit die darin gebildete
Ventildurchflußöffnung 24 verschlossen. Ein bei 18 an
strömendes Medium ist also am Durchgang durch das Kühler
ventil 5 und in Richtung zum Pfeil 17 gehindert.
In dieser gezeigten Ausgangsstellung ist das Kurzschluß
ventil 6 in Öffnungsstellung, da der Teller 75 in Ab
stand oberhalb der Bohrung 34 mit Sitzfläche 35 steht.
Das Warmlaufventil 7 befindet sich hingegen in Schließ
stellung; denn die Schieberhülse 70 taucht so in die
Bohrung 34 ein, daß der untere Teil der Durchbrüche 72
sich noch im Wandungsbereich der Bohrung 34 befindet
und somit durch letzteren verschlossen ist, so daß
Kühlmittel, welches über den oberen Teil der Durchbrüche
72 in das Innere der Schieberhülse 70 gelangen kann, nicht
aus der Schieberhülse 70 heraus und in den Bereich unter
halb des gezeigten Teils des Ventilgehäuses 11, der die
Bohrung 34 enthält, und in Pfeilrichtung 19 gelangen
kann. Bei dergestalt geschlossenem Warmlaufventil 7 ist
somit der Wärmetauscher, insbesondere Kühler, vom Kühl
kreislauf getrennt, ebenso der Bypaß. Das Kühlmittel
kann im Kühlkreislauf somit nicht umlaufen. Es steht in
den Kühlmittelräumen der Brennkraftmaschine, so daß die
nach Start der Brennkraftmaschine sich anschließende
Warmlaufphase dadurch verkürzt ist. Auf diese Weise wird
die Schadstoffemission im Abgas, die in der Warmlauf
phase bekanntlich besonders hoch ist, wirksam reduziert.
Auch wirkt dies hinsichtlich der Brennkraftmaschine
verschleißmindernd.
Mit zunehmender Erwärmung des Kühlmittels in der Brenn
kraftmaschine und im Kühlkreislauf dehnt sich der Dehn
stoff im Gehäuse 21 des Betätigungselements 20 aus.
Dies führt zu einer Relativverschiebung des Gehäuses
21 relativ zum Kolben 26 und somit zu einer Bewegung
in Fig. 1, 2 nach unten. Dabei wird das Ventilverschluß
glied 68 mitgenommen. Das Kühlerventil 5 bleibt dabei
solange geschlossen, bis bei dieser Bewegung der ober
seitige Anschlag 28 am Ventilverschlußglied 22, insbe
sondere dessen Ring 14, von oben her anschlägt. Bei
weiterer Ausschiebung des Gehäuses 21 nach unten wird
ab dann das Ventilverschlußglied 22 mitgenommen und
von der Ventildurchflußöffnung 24 abgehoben.
Beim Übergang von der Position in Fig. 1 zu derjenigen
in Fig. 2 bleibt somit das Kühlerventil 5 nach wie
vor geschlossen, wobei in diesem Bereich lediglich
der Vorlaufweg zwischen dem Anschlag 28 und dem Ventil
verschlußglied 22 durchlaufen wurde. Das Kurzschluß
ventil 6 steht weiterhin in geöffneter Stellung. Hin
gegen ist das Warmlaufventil 7 von seiner Schließ
stellung gemäß Fig. 1 nun in seine Öffnungsstellung
überführt worden; denn der obere Bereich der Durchbrüche
72 ist oberseitig des Teils des Ventilgehäuses 11 offen.
In gleicher Weise ist der untere Bereich der Durchbrüche
72 im Bereich unterhalb des Teils des Ventilgehäuses 11
und somit der Bohrung 34 offen. Auf diese Weise kann bei
18 einströmende Kühlflüssigkeit somit durch die Durch
brüche 72 in das Innere der Schieberhülse 70 gelangen
und aus den Durchbrüchen 72 aus dem Inneren der Schieber
hülse 70 heraus in den Bereich unterhalb des Teils des
Ventilgehäuses 11 gelangen und in Pfeilrichtung 19 ab
strömen. Diese Phase entspricht der Kurzschlußphase,
in der nach wie vor der Durchgang in Richtung zum Wärme
austauscher, insbesondere Kühler, gesperrt ist, hin
gegen der Durchgang durch den Bypaß und zurück zur
Brennkraftmaschine geöffnet ist.
Mit zunehmender Erwärmung des Kühlmittels wird das
Gehäuse 21 des Betätigungselements 20 weiter nach unten
ausgeschoben, bis die in Fig. 3 gezeigte Position
erreicht ist. In dieser hat das Ventilverschlußglied 22
von der Ventildurchflußöffnung 24 abgehoben. Dadurch ist
das Kühlerventil 5 geöffnet worden. Im Bereich des
unteren Ventilverschlußgliedes 68 ist dessen Teller 75
auf die oberseitige Sitzfläche 35 der Bohrung 34 gelangt,
wodurch der Teller 75 den Durchgang durch die Bohrung 34
versperrt. Die Durchbrüche 72 in der Wandung 71 der
Schieberhülse 70 sind hierbei nicht in Funktion. Diese
Stellung des Thermostatventils 10 in Fig. 3 entspricht
der Regelphase bei warmgelaufener Brennkraftmaschine und
entsprechend heißem Kühlmittel, das nun gemäß Pfeil 18
vom Motor kommend durch das geöffnete Kühlerventil 5
hindurch in Pfeilrichtung 17 zum Wärmeaustauscher,
insbesondere Kühler, gelangen kann und von dort auf einem
nicht gezeigten Weg zurück zur Brennkraftmaschine geführt
wird.
Das Thermostatventil 10 kann so eingestellt sein, daß die
in Fig. 1 gezeigte Stellung bei einer Kühlmitteltempera
tur von z. B. 65°C und kleiner, die in Fig. 2 gezeigte
Stellung bei einer Kühlmitteltemperatur von z. B. 85°C
und kleiner und die in Fig. 3 gezeigte Stellung bei
einer Kühlmitteltemperatur von z. B. 100°C und größer
eingenommen wird.
In Fig. 4 ist schematisch ein Kennlinienverlauf gezeigt.
A1 bedeutet Öffnungsbeginn des Warmlaufventils 7, aus
gehend von der geschlossenen Stellung in Fig. 1. Bei
B ist der Beginn der Öffnungsbewegung des Kühlerventils
5 eingezeichnet, somit bei gegenüber der Stellung in
Fig. 2 noch weiter ansteigender Kühlmitteltemperatur.
Dem Temperaturwert C entspricht z. B. die in Fig. 3
erreichte Ventilstellung.
Das Thermostatventil 10 kann eine das Ansprechverhalten
des Betätigungselements 20 in dem Sinne steuernde,
hier nicht weiter gezeigte Einrichtung aufweisen, daß
das Betätigungselement 20 das Warmlaufventil 7, ins
besondere die Schieberhülse 70, bereits bei niedrigerer
Temperatur von der Schließstellung (Fig. 1) in die
Öffnungsstellung (Fig. 2) verschiebt, z. B. schon nach
Erreichen einer Temperatur von 50°C. Dies ist in
Fig. 4 mit A2 gekennzeichnet. Dann ergibt sich beim
Durchlaufen des Temperaturbereichs von A2 bis B der in
Fig. 4 gestrichelte Kurvenverlauf, an den sich der
übrige Kurvenverlauf bei weiterer Temperaturerhöhung
anschließt. Es ergibt sich somit zumindest in etwa eine
S-Kurve. Mittels einer solchen Einrichtung, die das
Ansprechverhalten des Betätigungselements 20 in der Weise
in Richtung eines unteren Temperaturwertes verschiebt, ist
eine Anpassung an andere äußere Bedingungen in einfacher
Weise möglich.
Eine solche nicht gezeigte Einrichtung besteht bei einem
nicht gezeigten Ausführungsbeispiel in einer Heizein
richtung, z. B. einer elektrischen Heizeinrichtung, am
oder im Betätigungselement 20. Eine solche Heizeinrich
tung kann z. B. im Inneren des Kolbens 26 angeordnet sein.
Durch bedarfsweises Einschalten dieser Heizeinrichtung
wird im Inneren des Betätigungselements 20 eine Tempe
raturerhöhung erzeugt, die selbst bei geringerer äußerer
Temperatur eine Ausdehnung des Dehnstoffes und bereits
eine Relativverschiebung des Gehäuses 21 zur Folge hat
im Sinne eines früheren Ansprechens des Thermostatventils.
Die genannte Einrichtung kann bei einem anderen, nicht
gezeigten Ausführungsbeispiel auch durch eine Dehnstoff
mischung, insbesondere Wachsmischung, im Gehäuse 21 des
Betätigungselements 20 gebildet sein, die aus zumindest
zwei Komponenten mit unterschiedlichen Schmelzpunkten
besteht.
Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel weist der
Boden 73 im Bereich der Durchgangsöffnung 74 und/oder der
Teller 75 im Bereich der Durchgangsöffnung 76 einen zylin
drischen Kragen auf, z. B. in Form eines Durchzuges od. dgl.,
durch den eine größere Führungslänge für die Führung auf
dem Endabschnitt 32 bzw. den Abschnitt 29 erreicht wird.
Claims (24)
1. Thermostatventil zur Regelung der Temperatur des Kühlmittels
einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeug
motors, das den Kühlmittelfluß von der Brennkraftmaschine
durch einen Bypaß und/ oder durch einen Wärmeaustauscher,
insbesondere Kühler, zurück zur Brennkraftmaschine regelt,
mit einem Kühlerventil (5) sowie mit einem Kurzschlußventil
(6) und einem Warmlaufventil (7), die beide (6 und 7) den
Bypaß steuern, und mit einem temperaturabhängig arbeitenden
Betätigungselement (20), das das Kühlerventil (5), das
Kurzschlußventil (6) und das Warmlaufventil (7) betätigt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kurzschlußventil (6) und das Warmlaufventil (7)
zu einem einzigen Ventil (67) vereinigt sind, das ein
einziges Ventilverschlußglied (68) aufweist, das einer den
Bypaß steuernden Ventildurchflußöffnung (31) zugeordnet ist.
2. Thermostatventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das einzige Ventilverschlußglied (68) am Gehäuse (21, 29,
32) des temperaturabhängig arbeitenden Betätigungselements
(20) gehalten und federelastisch (Feder 69) abgestützt ist
und durch eine Verschiebung des Gehäuses (21, 29, 32)
seinerseits verschiebbar ist.
3. Thermostatventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das einzige Ventilverschlußglied (68) vom Gehäuse (21,
29, 32) zentral durchsetzt und relativ zum Gehäuse (21,
29, 32) verschiebbar gehalten ist.
4. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das einzige Ventilverschlußglied (68) an einem End
anschlag (33) des Gehäuses (21, 29, 32) anliegt und
mittels einer Feder (69), insbesondere Druckfeder, die
mit einem Ende am Gehäuse (21, 29, 32), z. B. an einer
Schulter (30), abgestützt ist und mit dem anderen Ende
auf das Ventilverschlußglied (68) drückt, gegen den
Endanschlag (33) angedrückt wird.
5. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das einzige Ventilverschlußglied (68) eine etwa
zylindrische Schieberhülse (70) mit in der Wandung (71)
enthaltenen Durchbrüchen (72) aufweist.
6. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schieberhülse (70) im Boden (73) zentral vom
Gehäuse (21, 29, 32) durchsetzt ist und mit dem Boden (73)
am Endanschlag (33) anliegt.
7. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feder (69), insbesondere Druckfeder, im Inneren
der Schieberhülse (70) angeordnet ist und mit einem Ende
an deren Boden (73) anliegt.
8. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schieberhülse (70) mit ihrem Boden (73) etwa
am Ende des Gehäuses (21, 29, 32) und so plaziert ist,
daß das Innere der Schieberhülse (70) zum Gehäuse (21,
29, 32) hin weist.
9. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das einzige Ventilverschlußglied (68) einen radial
über die Schieberhülse (70) hinausragenden Teller (75)
aufweist, der zentral vom Gehäuse (21, 29, 32) durch
setzt und mit der Schieberhülse (70) verbunden ist.
10. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Teller (75) an der Schieberhülse (70) fest ange
bracht ist.
11. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Teller (75) in axialem Abstand vom Boden (73)
der Schieberhülse (70) angeordnet ist.
12. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Teller (75) im Zentrum eine Durchgangsöffnung
(76) größeren Durchmessers als die Durchgangsöffnung (74)
im Boden (73) aufweist und daß das Gehäuse (21) mit
einem im Durchmesser angepaßten Abschnitt (29) die
Durchgangsöffnung (76) des Tellers (75) durchsetzt
und mit einem daran anschließenden, im Durchmesser
kleineren Endabschnitt (32) die Durchgangsöffnung (74)
im Boden (73) durchsetzt.
13. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das einzige Ventilverschlußglied (68) als den
Bypaß steuernde Ventildurchflußöffnung (31) eine
Bohrung (34) mit oberseitig dieser gebildeter, vor
zugsweise etwa horizontaler, Sitzfläche (35) steuert,
die dem Teller (75) zugeordnet ist.
14. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das einzige Ventilverschlußglied (68) mit seiner
Schieberhülse (70) innerhalb der Bohrung (34) verläuft
und in dieser koaxial in Abhängigkeit von der Verschie
bung des Gehäuses (21, 29, 32) des temperaturabhängig
arbeitenden Betätigungselements (20) von einer der
Warmlaufphase der Brennkraftmaschine zugeordneten
Schließstellung (Fig. 1) über eine Öffnungsstellung
(Fig. 2) in eine Stellung (Fig. 3) verschiebbar ist,
in der dessen Teller (75) auf der Oberseite der Sitz
fläche (35) der Bohrung (34) aufliegt und letztere
dadurch verschließt.
15. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-14,
gekennzeichnet durch
eine dem Kühlerventil (5) zugeordnete Ventildurchfluß
öffnung (24) im Gehäuse (8) und ein mittels einer Feder
(9) gegen die Ventildurchflußöffnung (24) in seine
Schließstellung gedrücktes Ventilverschlußglied (22).
16. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-15,
dadurch gekennzeichnet,
daß das temperaturabhängig arbeitende Betätigungs
element (20) im Gehäuse (21) einen Dehnstoff enthält,
der sich bei Erwärmung ausdehnt und einen Kolben (26)
relativ zum Gehäuse (21 verschiebt.
17. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-16,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (26) am Gehäuse (8) des Thermostatventils
abgestützt ist und das Gehäuse (21, 29, 32) des Betäti
gungselements (20) gegen die Wirkung einer Rückstell
feder (23) relativ zum Kolben (26) verschiebbar ist.
18. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventilverschlußglied (22) des Kühlerventils
(5) relativ verschiebbar auf dem Gehäuse (21) gehalten
ist und letzteres in axialem Abstand davon einen An
schlag (28) aufweist, der beim Ausschieben des Gehäuses
(21, 29, 32) nach Durchlaufen eines Vorlaufweges am
Ventilverschlußglied (22) des Kühlerventils (5) an
schlägt und dieses bei weiterem Ausschieben mitnimmt
und von der zugeordneten Ventildurchflußöffnung (24)
abhebt.
19. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückstellfeder (23) des Betätigungselements (20)
mit einem Ende am Gehäuse (8, 16) des Thermostatventils
und mit dem anderen Ende am Gehäuse (21) des Betäti
gungselements (20), z. B. einer Schulter (25) dieses,
abgestützt ist.
20. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventilverschlußglied (22) des Kühlerventils (5)
an einem Ring (14) gehalten ist, der verschiebbar auf
dem Gehäuse (21) des Betätigungselements (20) sitzt,
vorzugsweise unter Zwischenfügung einer Dichtung (15).
21. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1-20,
gekennzeichnet durch
eine das Ansprechverhalten des Betätigungselements (20)
in dem Sinn steuernde Einrichtung, daß letzteres das
Warmlaufventil (7), insbesondere dessen Schieberhülse
(70), bereits bei niedrigerer Temperatur von der
Schließstellung (Fig. 1) in die Öffnungsstellung
(Fig. 2) verschiebt.
22. Thermostatventil nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung eine Heizeinrichtung am oder im
Betätigungselement (20) aufweist.
23. Thermostatventil nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizeinrichtung im Inneren des Kolbens (26)
angeordnet ist.
24. Thermostatventil nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung durch eine Dehnstoffmischung,
insbesondere Wachsmischung, im Gehäuse (21) des Be
tätigungselements (20) gebildet ist, die aus zumindest
zwei Komponenten mit unterschiedlichen Schmelzpunkten
besteht.
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