DE4438552C1 - Temperaturregelvorrichtung für den Kühlkreislauf einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Temperaturregelvorrichtung für den Kühlkreislauf einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine nach der im Oberbegriff von An­ spruch 1 näher definierten Art.

Eine gattungsgemäße Temperaturregelvorrichtung ist aus der US-PS 3 384 056 bekannt.

Bisher bekannte Temperaturregelvorrichtungen, z. B. in Form von Kühlwasserthermostaten, sind derart angeord­ net, daß deren Sperrelemente mitten im Strömungsquer­ schnitt liegen und selbst im geöffneten Zustand vom Kühlwasser umströmt werden. Temperaturregelvorrichtun­ gen dieser Art sind z. B. in der DE-AS 10 99 798, DE 34 44 417 C2, und den US-PS 1 421 830, 2 164 605 und 2 701 102 beschrieben. Durch diese Anordnung der Temperaturregelvorrichtung entstehen Druckverluste, die von der Pumpe zur Umwälzung des Kühlkreislaufes zusätzlich überwunden werden müssen.

Bei der in der eingangs erwähnten US-PS 3 384 056 of­ fenbarten Temperaturregelvorrichtung sind die Betäti­ gungselemente für die Schaltklappenwelle teilweise in der vom Motor zur Temperaturregelvorrichtung führenden Leitung und teilweise außerhalb der Leitung in einem separaten Gehäuse an der Temperaturregelvorrichtung angeordnet, woraus ein aufwendiger und komplizierter Aufbau dieser Temperaturregelvorrichtung resultiert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute und kostengünstige Temperatur­ regelvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaf­ fen, die derart angeordnet und ausgebildet ist, daß durch deren Anordnung bzw. Ausbildung Druckverluste im Kühlkreislauf weitgehend vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge­ löst.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Betätigungs­ elemente in der Kurzschlußleitung wird erreicht, daß im Normalbetrieb, d. h. im warmen Betrieb der Brenn­ kraftmaschine, bei dem das Kühlmittel direkt von der Kühlerrücklaufleitung zur Pumpe und damit zur Brenn­ kraftmaschine strömt, die Pumpenzuleitung frei von störenden Einbauten ist. Da zusätzlich noch durch die Positionierung der Schaltklappenwelle die Schaltklappe so in der Kühlerrücklaufleitung bzw. dem Pumpenzulauf angeordnet ist, daß sie in der voll geöffneten Stel­ lung an einem Wandbereich anliegt bzw. einen Teil der Wand davon bildet, treten hierbei auch keine Druckver­ luste durch die Positionierung der Schaltklappe auf.

Durch die erfindungsgemäße Lage der Schaltklappenwelle und der Schaltklappe wird erreicht, daß die Schalt­ klappe, sowohl im jeweiligen Schließbereich als auch im Regelbereich, etwa tangential zu den Stromlinien verläuft. Im Vergleich zum Stand der Technik sind kei­ ne Einströmstoßverluste durch rechtwinklig vorsprin­ gende Kanten, die in den Strömungsweg des Kühlmittels hineinragen, vorhanden. Vielmehr sind lediglich rück­ springende Kanten vorhanden, die deutlich weniger Strömungsverluste, insbesondere keine nennenswerte Wirbelströmung, verursachen.

Eine weitere Reduzierung von Druckverlusten ergibt sich durch die Anordnung der Betätigungselemente in einem Seitenkanal der Kurzschlußleitung.

Dadurch, daß die Betätigungselemente in einem langsam durchströmten Seitenkanal angeordnet sind, wird ein noch strömungsgünstigerer Verlauf geschaffen.

In einfacher Weise kann der Seitenkanal dabei durch eine Abdeckplatte von der Kurzschlußleitung abgetrennt sein. Hierbei kann das Betätigungselement selbst Teil der Abdeckung und/oder des Seitenkanals sein.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt bzw. eine Seitenansicht der er­ findungsgemäßen Temperaturregelvorrichtung, und

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 in etwas vergrößertem Maßstab.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Tem­ peraturregelvorrichtung in einem Druckgußpumpengehäuse 1 angeordnet. Selbstverständlich ist jedoch auch eine andere Lage der Temperaturregelvorrichtung mit einer Schaltklappe 2, die mittig auf einer Schaltklappenwel­ le 3 gelagert ist, möglich.

Wie aus der Figur ersichtlich ist, liegt die Längsach­ se der Schaltklappenwelle 3 ungefähr im Bereich einer gedachten Wandlinie des Pumpengehäuses 1. Die Schalt­ klappe 2 wird von einem Temperaturdehnstoffelement 4 bekannter Bauart und einer Rückstellfeder 5 verstellt. Das Temperaturdehnstoffelement 4 und die Rückstellfe­ der 5 greifen jeweils in einer achsparallelen Bohrung in der Schaltklappe 2 ein.

Die Schaltklappe 2 kann zwischen einer Endlage 10 und einer Endlage 11 in Abhängigkeit von der Austrittstem­ peratur des Wassers aus dem Motorblock der Brennkraft­ maschine schwenken.

Das Temperaturdehnstoffelement 4 und die Rückstellfe­ der 5 sind in einem Seitenkanal 7 bzw. 7′ angeordnet, der durch eine Abdeckplatte 6 von einer Kurzschlußleitung 8 abgetrennt ist. Die Kurzschlußleitung 8 führt hei­ ßes Wasser im Kurzschluß zu dem Motorblock des Ver­ brennungsmotors (nicht dargestellt), während ein Rücklaufkanal bzw. eine Kühlerrücklaufleitung 9 von einem nicht dargestellten Kühler kommend kaltes Wasser führt, das in Pfeilrichtung in die Kühlerrücklauflei­ tung 9 einströmt. Je nach Klappenstellung mischen sich die Wasserströme aus der Kurzschlußleitung 8 und der Kühlerrücklaufleitung 9 und werden über eine Pumpenzu­ leitung 15 und eine Pumpe 12 zu einem nicht darge­ stellten Zylinderkopf des Verbrennungsmotors in Pfeilrichtung zurückgepumpt.

In der Zeichnung ist der Kurzschlußbetrieb darge­ stellt, wobei die Kühlerrücklaufleitung 9 geschlossen ist. Die gestrichelte Darstellung zeigt die Stellung der Schaltklappe 2 im warmen Betrieb des Verbrennungs­ motors. Wie dabei ersichtlich ist, liegt die Schalt­ klappe 2 hierbei seitlich bzw. bildet einen Wandbereich in der Kühlerrücklaufleitung 9 bzw. Pumpenzuleitung 15, wobei gleichzeitig die Einmündung der Kurzschluß­ leitung 8 in die Kühlerrücklaufleitung 9 bzw. die Pum­ penzuleitung 15 abgeschlossen wird, weil die Schalt­ klappenwelle 3 im Einmündungsbereich liegt. Dies be­ deutet, in diesem Betrieb ist der Kühlkreislauf nicht durch irgendwelche Einbauten der Temperaturregelvor­ richtung gestört.

Aber auch bei einem Kurzschlußbetrieb und im Regelbe­ trieb tritt nur eine sehr geringe Störung auf, weil die Schaltklappe 2 bei Strömung stets tangential abströ­ men läßt. Weiterhin tritt eine sehr geringe Störung auf, weil die Betätigungsglieder der Schaltklappe 2, nämlich das Temperaturdehnstoffelement 4 und die Rück­ stellfeder 5, sich in dem Seitenkanal 7 bzw. 7′ befin­ den.

Die Schaltklappe 2 sollte nicht vollständig gegenüber dem Pumpengehäuse 1 abdichten, um zum einen eine Ent­ lüftung zu gewährleisten und zum anderen Thermoschock­ effekte beim Öffnen zu vermeiden. Zu diesem Zwecke können eigene Aussparungen 13 (gestrichelte Darstel­ lung) in der Schaltklappe 2 vorgesehen sein, über die eine geringe Menge Kühlmittel von der Kühlerrücklauf­ leitung 9 in die zu der Pumpe 12 führende Pumpenzu­ leitung 15 gelangt.

Anstelle der Ausnehmungen bzw. Aussparungen 13 in der Schaltklappe 2 können auch eine oder mehrere Leckril­ len 14 in dem Pumpengehäuse 1 vorgesehen werden. Wenn sich die Leckrille 14 dabei nur über einen Teilbereich des Schwenkweges der Schaltklappe 2 erstreckt, kann erreicht werden, daß bei einer vollen Kühlerzuschal­ tung, d. h. bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine im warmen Zustand, in dem die Schaltklappe 2 voll geöff­ net ist und damit in dem Wandbereich (gestrichelte Darstellung) anliegt, kein Leckwasser aus der Kurz­ schlußleitung 8 zugemischt wird. Hierzu erstreckt sich die Leckrille 14), von der Kurzschlußleitung 8 begin­ nend, nur ca. über den hälftigen Weg in Richtung auf die Kühlerrücklaufleitung 9. Aus der Zeichnung ist deutlich ersichtlich, daß in diesem Falle nur bei ei­ ner Position der Schaltklappe 2 in der Endlage 10 und nur während des ersten Öffnungsbereiches der Schalt­ klappe 2 über die Leckrille 14 kaltes Wasser aus der Kühlerrücklaufleitung 9 zugemischt wird.

Als Betätigungselement für die Schaltklappenwelle 3 kann ein fremdgesteuertes Stellglied vorgesehen sein.

Claims (7)

1. Temperaturregelvorrichtung für den Kühlkreislauf einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine, mit Betätigungselementen für eine auf einer Schaltklap­ penwelle angeordnete Schaltklappe, die die Kühl­ mittelanteile aus einer Kühlerrücklaufleitung und einer Kurzschlußleitung zu einer Pumpenzuleitung steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselemente (4, 5) in der Kurzschlußlei­ tung (8) angeordnet sind, und daß die Schaltklap­ penwelle (3) im Bereich einer gedachten Wandlinie der Kühlerrücklaufleitung (9) bzw. Pumpenzuleitung (15) und im Einmündungsbereich der Kurzschlußlei­ tung (8) in die Pumpenzuleitung (15) liegt, wobei die Betätigungselemente (4, 5) in einem Seitenkanal (7, 7′) der Kurzschlußleitung (8) angeordnet sind.

2. Temperaturregelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenkanal (7, 7′) durch eine Abdeckplatte (6) von der Kurzschlußleitung (8) abgetrennt ist.

3. Temperaturregelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselemente ein Temperaturdehnstoff­ glied (4) und eine Rückstellfeder (5) aufweisen.

4. Temperaturregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltklappe (2) mit Aussparungen (13) versehen ist.

5. Temperaturregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Pumpengehäuse (1) im Schwenkbereich der Schalt­ klappe (2) eine Leckrille (14) angeordnet ist.

6. Temperaturregelvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leckrille (14) nur über einen Teilbereich des Schwenkweges des Schaltklappenwelle (3) er­ streckt.

7. Temperaturregelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement ein fremdgesteuertes Stell­ glied ist.