DE4416554A1 - Thermostatic valve for cooling system of IC engine - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Thermostatventil mit einem thermo statischen Arbeitselement, das mittels eines Hauptventils eine Verbindung zwischen einem Motoraustritt und einem Kühlervorlauf bei Erreichen einer Öffnungstemperatur freigibt und mittels eines Kurzschlußventils eine Verbindung zwischen dem Motoraus tritt und einem Motorrücklauf nach Überschreiten der Öffnungs temperatur verringert und bei weiterer Temperaturerhöhung später sperrt, wobei das Kurzschlußventil einen auf einem Bolzen geführten, gegen eine Feder nachgiebigen Kurzschluß ventilteller enthält, dem eine Kurzschlußöffnung zugeordnet ist.The invention relates to a thermostatic valve with a thermo static working element, which by means of a main valve Connection between an engine outlet and a radiator flow releases when an opening temperature is reached and by means of a short-circuit valve a connection between the engine occurs and a motor return after exceeding the opening temperature reduced and with further temperature increase locks later, the short-circuit valve one on one Bolt guided, flexible against a spring short circuit contains valve plate, which is assigned a short-circuit opening is.
Thermostatventile der eingangs genannten Art werden seit langer Zeit in Kühlanlagen von Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Bis zum Erreichen einer Öffnungstemperatur strömt das Kühlmittel in einem Kurzschluß von dem Motoraustritt direkt zu dem Motoreintritt, ohne einen Kühlmittelkühler zu durch strömen. Bei Erreichen und Überschreiten einer Öffnungstempe ratur wird die Verbindung von dem Motoraustritt zu dem Kühler vorlauf freigegeben, so daß Kühlmittel durch den Kühlmittel kühler hindurch zum Motorrücklauf strömt. Hierbei ist das Kurz schlußventil noch teilweise geöffnet, so daß ein Mischbetrieb besteht, in welchem die Betriebstemperatur mittels einer durch den Kühlmittelkühler strömenden Kühlmittelmenge und einer durch den Kurzschluß hindurch strömenden Kühlmittelmenge auf die Be triebstemperatur eingeregelt wird. Bei Überschreiten der Be triebstemperatur wird das Kurzschlußventil geschlossen, so daß das Kühlmittel vollständig durch den Kühlmittelkühler hindurch vom Notoraustritt zum Motorrücklauf strömt und ein reiner Kühl betrieb gegeben ist.Thermostatic valves of the type mentioned have been around for a long time Time in cooling systems of internal combustion engines of motor vehicles used. Flows until an opening temperature is reached the coolant in a short circuit from the engine outlet directly to the engine inlet without passing through a coolant cooler stream. When an opening temperature is reached and exceeded the connection from the engine outlet to the radiator lead released so that coolant through the coolant flows cooler through to the motor return. Here is the short closing valve still partially open, so that a mixed operation exists in which the operating temperature by means of a the amount of coolant flowing through and a coolant the amount of coolant flowing through the short circuit on the loading drive temperature is adjusted. If the Be operating temperature, the short-circuit valve is closed, so that the coolant completely through the coolant cooler flows from the emergency exit to the motor return and a pure cooling operation is given.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Thermostatventil der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Warmlauf phase verkürzt wird, d. h. das Erreichen der Öffnungstemperatur, ohne daß die Gefahr von Schäden besteht.The invention has for its object a thermostatic valve of the type mentioned in such a way that the warm-up phase is shortened, d. H. reaching the opening temperature, without the risk of damage.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Kurzschlußkanal mit einem einen Kurzschlußventilsitz bildenden Einsatz abgedeckt ist, der zwischen dem Kurzschlußventilteller und einem auf dem Bolzen des Kurzschlußventiltellers geführten Sicherheitsventil element angeordnet ist, das mittels einer Sicherheitsfeder in Richtung zu dem Einsatz hin belastet ist und den Kurzschluß ventilsitz des Einsatzes bis zum Erreichen der Öffnungs temperatur geschlossen hält.This object is achieved in that a short-circuit channel with an insert forming a short-circuit valve seat is covered is between the short-circuit valve plate and one on the Bolt of the short-circuit valve plate passed safety valve element is arranged by means of a safety spring in Direction towards the application is loaded and the short circuit valve seat of the insert until the opening is reached temperature keeps closed.
Durch diese Ausbildung wird der Vorteil erhalten, daß die Öffnungstemperatur und damit auch die Betriebstemperatur sehr schnell erreicht werden, da während der Warmlaufphase die Strömungsmenge sehr gering ist, so daß die in den Kühlmittel räumen des Verbrennungsmotors befindliche Kühlmittelmenge sehr schnell erwärmt wird. Gleichzeitig wird jedoch sichergestellt, daß trotz der Verringerung der in dem Kurzschluß strömenden Kühlmittelmenge die Gefahr von Schäden infolge eines auftreten den Überdruckes ausgeschlossen wird. Hier ist zu beachten, daß dann die Gefahr von Überdrücken besteht, wenn der Verbrennungs motor mit erhöhten Drehzahlen betrieben wird, obwohl die Öff nungstemperatur noch nicht erreicht ist. Die mit einer von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängigen Drehzahl laufende Kühlmittelpumpe kann dann zu einem Überdruck führen, der jedoch auf eine zulässige Größe beschränkt ist, da dann das Sicher heitsventil anspricht, so daß der Überdruck abgebaut wird.This training has the advantage that the Opening temperature and therefore also the operating temperature can be reached quickly because during the warm-up phase Flow rate is very small, so that in the coolant clear the amount of coolant present in the internal combustion engine is warmed up quickly. At the same time, however, it is ensured that despite the reduction in the currents flowing in the short circuit Amount of coolant the risk of damage as a result of occurring the excess pressure is excluded. It should be noted here that then there is a risk of overpressure when the combustion motor is operated at higher speeds, although the public transport temperature has not yet been reached. The one with the Speed of the internal combustion engine dependent speed running Coolant pump can then lead to overpressure, which, however is limited to a permissible size, because then the safe safety valve responds so that the excess pressure is reduced.
Die Verwendung eines Sicherheitsventils in Verbindung mit einem Thermostatventil war bekannt (FR-A 26 01 719, DE-U 89 04 436.3), jedoch ist bei diesen Bauarten das Sicherheitsventil oder Über druckventil so ausgelegt, daß es bei einem anderen Betriebszu stand anspricht, nämlich bei dem reinen Kühlbetrieb. Wenn im reinen Kühlbetrieb, bei welchem das Hauptventil offen und das Kurzschlußventil geschlossen ist, ein erhöhter Betriebsdruck auftritt, soll das Sicherheitsventil öffnen und eine Kurzschluß strömung ermöglichen, durch welche ein Druckabbau erhalten wird. Die bekannten Thermostatventile ermöglichen es jedoch nicht, die Warmlaufphase zu verkürzen.The use of a safety valve in conjunction with a Thermostatic valve was known (FR-A 26 01 719, DE-U 89 04 436.3), however, the safety valve or over is in these types Pressure valve designed so that it is at another Betriebszu stood appealing, namely in the pure cooling mode. If in pure cooling operation, in which the main valve is open and the Short-circuit valve is closed, an increased operating pressure occurs, the safety valve should open and a short circuit allow flow through which a pressure reduction is obtained. However, the known thermostatic valves do not allow the Shorten warm-up phase.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.Further advantages and features of the invention result from the Subclaims and the following description of one in the Drawing shown embodiment.
Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Thermostatventil, das ein Verkürzen der Warmlaufphase ermög licht.The drawing shows a section through an inventive Thermostatic valve, which enables the warm-up phase to be shortened light.
Das dargestellte Thermostatventil dient zur sogenannten Motor austrittsregelung. Zwischen einem Motoraustritt (10) eines flüssigen Kühlmittels und einem Kühlervorlauf (11) zu einem nicht dargestellten Kühlmittelkühler ist ein Hauptventil (12) angeordnet, das diese Verbindung bis zum Erreichen einer Öff nungstemperatur sperrt.The thermostatic valve shown is used for the so-called engine outlet control. Between a motor outlet ( 10 ) of a liquid coolant and a cooler flow ( 11 ) to a coolant cooler, not shown, a main valve ( 12 ) is arranged, which blocks this connection until an opening temperature is reached.
In einem Gehäuse (13) ist eine Mischkammer (14) vorgesehen, in welche der Motoraustritt (10) mündet. An dem Gehäuse (13) ist ein Deckelteil (15) befestigt, das den Kühlervorlauf (11) in Form eines Schlauchanschlusses aufweist. Das Deckelteil (15) bildet einen Ventilsitz (16) für einen Ventilteller (17) des Hauptventils (12). Der Ventilteller (17) ist an einem Gehäuse (18) eines thermostatischen Arbeitselementes befestigt. In dem Gehäuse (18) ist ein Dehnstoff untergebracht, insbesondere eine Wachsmischung, die bei Erreichen der Öffnungstemperatur und weiter steigender Temperatur einen Arbeitskolben (19) aus dem Gehäuse (18) austreibt. Der Arbeitskolben (19) ist an einem Vor sprung (20) des Deckelteils (15) abgestützt, so daß bei seinem Ausfahren das Gehäuse (18) verschoben wird, das den Ventilteller (17) mitnimmt und das Hauptventil (12) öffnet. Das Hauptventil (12) enthält ferner eine Schließfeder (21), die auf den Ventil teller (17) oder das Gehäuse (18) einwirkt. Das gegenüberliegen de Ende der auf einen vorgegebenen Wert vorgespannten Schließ feder (21) ist gegen eine Traverse (22) abgestützt, die an Armen (23) gehalten ist, die Bestandteil des Deckelteils (15) sind und in die Mischkammer (14) hineinragen.A mixing chamber ( 14 ) is provided in a housing ( 13 ), into which the motor outlet ( 10 ) opens. A cover part ( 15 ) is attached to the housing ( 13 ) and has the cooler inlet ( 11 ) in the form of a hose connection. The cover part ( 15 ) forms a valve seat ( 16 ) for a valve plate ( 17 ) of the main valve ( 12 ). The valve plate ( 17 ) is fastened to a housing ( 18 ) of a thermostatic working element. An expansion material is housed in the housing ( 18 ), in particular a wax mixture, which drives a working piston ( 19 ) out of the housing ( 18 ) when the opening temperature is reached and the temperature continues to rise. The working piston ( 19 ) is supported on a before jump ( 20 ) of the cover part ( 15 ), so that when it is extended the housing ( 18 ) is moved, which takes the valve plate ( 17 ) with it and opens the main valve ( 12 ). The main valve ( 12 ) also includes a closing spring ( 21 ) which acts on the valve plate ( 17 ) or the housing ( 18 ). The opposite end of the biased to a predetermined value closing spring ( 21 ) is supported against a crossmember ( 22 ) which is held on arms ( 23 ) which are part of the cover part ( 15 ) and protrude into the mixing chamber ( 14 ).
Das Gehäuse (13) ist im Bereich des Bodens der Mischkammer (14) mit einem Kurzschlußkanal (24) versehen. Dieser Kurzschlußkanal (24) ist mit einem plattenförmigen Einsatz (25) abgedeckt, der mit einer Kurzschlußöffnung (26) versehen ist. Der Kurzschluß öffnung (26), die einen Kurzschlußventilsitz bildet, ist ein Kurzschlußventilteller (27) zugeordnet, der auf einem Bolzen (28) geführt ist. Der Bolzen (28) ist an dem Gehäuse (18) des thermostatischen Arbeitselementes auf der dem Arbeitskolben (19) gegenüberliegenden Seite befestigt. Der Kurzschlußventilteller (27) ist mit einer Kurzschlußventilfeder (29) an einen Siche rungsring angedrückt. Die Kurzschlußventilfeder (29) ist mit ihrem gegenüberliegenden Ende an dem Boden des Gehäuses (18) abgestützt.The housing ( 13 ) is provided with a short-circuit channel ( 24 ) in the region of the bottom of the mixing chamber ( 14 ). This short-circuit channel ( 24 ) is covered with a plate-shaped insert ( 25 ) which is provided with a short-circuit opening ( 26 ). The short-circuit opening ( 26 ), which forms a short-circuit valve seat, is assigned a short-circuit valve plate ( 27 ) which is guided on a bolt ( 28 ). The bolt ( 28 ) is fastened to the housing ( 18 ) of the thermostatic working element on the side opposite the working piston ( 19 ). The short-circuit valve plate ( 27 ) is pressed with a short-circuit valve spring ( 29 ) on a hedging ring. The short-circuit valve spring ( 29 ) is supported with its opposite end on the bottom of the housing ( 18 ).
Der Bolzen (28) des Kurzschlußventils ist über den Einsatz (25) hinaus verlängert und trägt auf der dem Kurzschlußventilteller (27) gegenüberliegende Seite der Kurzschlußöffnung (26) einen Sicherheitsventilteller (30). Der gleitend auf dem Bolzen (28) geführte Sicherheitsventilteller (30) ist mit einer Sicher heitsfeder (31) gegen einen an dem Bolzen (28) angebrachten Anschlagring angedrückt. Das gegenüberliegende Ende der Sicher heitsfeder (31) ist an einem Federteller (32) abgestützt, der mittels einer Bördelung an dem Bolzen (28) gesichert ist. Der Sicherheitsventilteller (30) überdeckt die Kurzschlußöffnung (26) und liegt an dem Einsatz (25) an, so daß er die Kurz schlußöffnung (26) absperrt. Dieses Absperren kann vollständig sein, so daß in der gezeichneten Position des Thermostatventils jede Kurzschlußströmung unterbrochen ist. Es ist aber auch im Sinne der Erfindung, wenn durch Öffnungen in dem Einsatz und/ oder in dem Sicherheitsventilteller (30) und/oder einen Spalt zwischen Einsatz (25) und Sicherheitsventilteller (30) eine geringe Kurzschlußströmung auch bei geschlossenem Sicherheits ventil zugelassen wird. Diese Strömungsmenge kann durch ent sprechende Bemessung der Querschnitte von Öffnungen so ausgelegt werden, daß eine Mindestmenge strömt, die mit Sicherheit eine Dampfblasenbildung o. dgl. im Bereich des nicht dargestellten Verbrennungsmotors ausschließt.The bolt ( 28 ) of the short-circuit valve is extended beyond the insert ( 25 ) and carries a safety valve plate ( 30 ) on the side of the short-circuit opening ( 26 ) opposite the short-circuit valve plate ( 27 ). The sliding on the bolt ( 28 ) guided safety valve plate ( 30 ) is pressed with a safety spring ( 31 ) against a stop ring attached to the bolt ( 28 ). The opposite end of the safety spring ( 31 ) is supported on a spring plate ( 32 ) which is secured to the bolt ( 28 ) by means of a flange. The safety valve plate ( 30 ) covers the short-circuit opening ( 26 ) and lies against the insert ( 25 ) so that it blocks the short-circuit opening ( 26 ). This shut-off can be complete, so that any short-circuit flow is interrupted in the drawn position of the thermostatic valve. However, it is also within the meaning of the invention if a small short-circuit flow is permitted even when the safety valve is closed through openings in the insert and / or in the safety valve plate ( 30 ) and / or a gap between the insert ( 25 ) and safety valve plate ( 30 ). This amount of flow can be designed by accordingly dimensioning the cross sections of openings so that a minimum amount flows, which certainly excludes the formation of vapor bubbles or the like in the area of the internal combustion engine, not shown.
Der Einsatz (25) ist mit einer Druckfeder (33) gegen den Boden der Mischkammer (14) des Gehäuses (13) angedrückt. Der Einsatz (25), der eine Blechplatte darstellt, ist mit seinem Rand um den unteren Ring der Druckfeder (33) herumgebördelt, so daß er mit dieser Druckfeder (33) verbunden ist. Die Druckfeder (33), die sich an dem Deckelteil (15) abstützt, ist über die Arme (23) dieses Deckelteils (15) geschoben, so daß die Druckfeder (33) mit dem Einsatz (25) eine Baueinheit bildet. Um die Druckfeder (33) sicher an dem Deckelteil (15) zu halten, kann dieses im Be reich des Anfanges der Arme (23) mit einer umlaufenden Ringnut versehen sein, in die die Druckfeder (33) mit dem dort befind lichen letzten Ring eingerastet ist.The insert ( 25 ) is pressed against the bottom of the mixing chamber ( 14 ) of the housing ( 13 ) with a compression spring ( 33 ). The insert ( 25 ), which is a sheet metal plate, is flanged with its edge around the lower ring of the compression spring ( 33 ), so that it is connected to this compression spring ( 33 ). The compression spring ( 33 ), which is supported on the cover part ( 15 ), is pushed over the arms ( 23 ) of this cover part ( 15 ), so that the compression spring ( 33 ) forms a structural unit with the insert ( 25 ). In order to hold the compression spring ( 33 ) securely on the cover part ( 15 ), this can be provided in the area of the beginning of the arms ( 23 ) with a circumferential annular groove into which the compression spring ( 33 ) snaps with the last ring located there is.
Das in der Zeichnung dargestellte Thermostatventil befindet sich in dem Betriebszustand, der bei einem Start der kalten Verbren nungsmaschine gegeben ist. Das Hauptventil (12) ist geschlossen, während das Kurzschlußventil, das aus der Kurzschlußventilöff nung (26) und dem Kurzschlußventilteller (27) gebildet wird, ge öffnet ist. Der Sicherheitsventilteller (30) verschließt jedoch die Kurzschlußöffnung, so daß eine Kurzschlußströmung unter bunden oder auf eine geringe Menge begrenzt ist. Dadurch wird erreicht, daß sich das im Bereich des Verbrennungsmotors befind liche Kühlmittel sehr schnell erwärmt, dessen Wärme auf das Gehäuse (18) des thermostatischen Arbeitselementes übertragen wird. Wenn die Öffnungstemperatur erreicht wird, so fährt der Arbeitskolben (19) aus, so daß der Ventilteller (17) von dem Ventilsitz (16) abgehoben wird. Mit dem Ausfahren des Arbeits kolbens (19) wird auch der Bolzen (28) verschoben, so daß der Sicherheitsventilteller (30) von der Kurzschlußöffnung (26) abgehoben wird. In der nächsten Phase, in welcher eine weitere Temperaturerhöhung erfolgt und entsprechend der Arbeitskolben (19) weiter ausfährt, ist die bekannte Temperaturregelung aufgrund der Funktion des Kurzschlußventils und des Hauptventils (12) gegeben. Wenn die Betriebstemperatur überschritten wird, so legt sich der Kurzschlußventilteller (27) an den Einsatz (25) an und verschließt die Kurzschlußöffnung (26). In diesem Fall arbeitet das Thermostatventil im reinen Kühlbetrieb.The thermostatic valve shown in the drawing is in the operating state which is given at a start of the cold combustion machine. The main valve ( 12 ) is closed, while the short-circuit valve, which is formed from the short-circuit valve opening ( 26 ) and the short-circuit valve plate ( 27 ), is opened. However, the safety valve disk ( 30 ) closes the short-circuit opening, so that a short-circuit flow is restricted or limited to a small amount. It is thereby achieved that the coolant located in the area of the internal combustion engine heats up very quickly, the heat of which is transferred to the housing ( 18 ) of the thermostatic working element. When the opening temperature is reached, the working piston ( 19 ) extends so that the valve plate ( 17 ) is lifted off the valve seat ( 16 ). With the extension of the working piston ( 19 ), the bolt ( 28 ) is also displaced so that the safety valve disk ( 30 ) is lifted off the short-circuit opening ( 26 ). In the next phase, in which a further temperature increase takes place and extends further according to the working piston ( 19 ), the known temperature control is given due to the function of the short-circuit valve and the main valve ( 12 ). If the operating temperature is exceeded, the short-circuit valve plate ( 27 ) lies against the insert ( 25 ) and closes the short-circuit opening ( 26 ). In this case the thermostatic valve works in cooling mode only.
Wenn während der Warmlaufphase, d. h. noch unterhalb der Öff nungstemperatur, die Drehzahl des Verbrennungsmotors erhöht wird, so wird auch die Drehzahl einer nicht dargestellten Kühl mittelpumpe erhöht, so daß sich in den Kühlmittelräumen des Ver brennungsmotors und in der Mischkammer (14) sowie in in diesem Strömungsbereich befindlichen Aggregaten, z. B. einem Heizkörper, ein erhöhter Druck aufbaut. Die Sicherheitsfeder (31) ist so ausgelegt und vorgespannt, daß hierbei ein vorgegebener Druck nicht überschritten wird. Wird der mit der Sicherheitsfeder (31) eingestellte Druck erreicht, so wird der Sicherheitsventilteller (30) von dem Einsatz (25) abgehoben, so daß die Menge der Kurz schlußströmung erhöht und damit der Druck abgebaut wird. Das aus dem Sicherheitsventilteller (30), der Sicherheitsfeder (31) und der Kurzschlußöffnung (26) des Einsatzes (25) gebildeten Sicher heitsventil ist nur während der Warmlaufphase wirksam, d. h. vor Erreichen der Öffnungstemperatur. Sowie der Arbeitskolben (19) des thermostatischen Arbeitselementes bei Erreichen und Über schreiten der Öffnungstemperatur ausgefahren wird, wird auch das Sicherheitsventil geöffnet, so daß die Kurzschlußströmung nicht behindert ist.If during the warm-up phase, ie below the opening temperature, the speed of the internal combustion engine is increased, then the speed of a coolant pump, not shown, is increased, so that there are in the coolant spaces of the internal combustion engine and in the mixing chamber ( 14 ) and in aggregates located in this flow area, e.g. B. a radiator, an increased pressure builds up. The safety spring ( 31 ) is designed and preloaded so that a predetermined pressure is not exceeded. If the pressure set with the safety spring ( 31 ) is reached, the safety valve plate ( 30 ) is lifted off the insert ( 25 ) so that the amount of the short-circuit flow increases and the pressure is reduced. The safety valve formed from the safety valve plate ( 30 ), the safety spring ( 31 ) and the short-circuit opening ( 26 ) of the insert ( 25 ) is only effective during the warm-up phase, ie before the opening temperature is reached. As the working piston ( 19 ) of the thermostatic working element is extended when the opening temperature is reached and exceeded, the safety valve is also opened so that the short-circuit flow is not impeded.
Claims (4)
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| DE4416554A DE4416554A1 (en) | 1994-05-11 | 1994-05-11 | Thermostatic valve for cooling system of IC engine |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE4416554A DE4416554A1 (en) | 1994-05-11 | 1994-05-11 | Thermostatic valve for cooling system of IC engine |
Publications (1)
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Country Status (1)
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