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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein thermostatische Ventile, die in Kreisläufen für die Zirkulation von Wärmeaustausch-Fluiden
verwendet werden, und besonders zur Steuerung des Flusses der Kühlflüssigkeit
in einem Verbrennungsmotor für ein
Motorfahrzeug.
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Insbesondere betrifft die Erfindung
ein thermostatisches Ventil von dem Typ, der einen Hohlkörper, der
einen röhrenförmigen Durchgang
definiert, ein Verbindungselement, das mit dem röhrenförmigen Durchgang verbunden
ist, und eine Ventileinheit, die im Inneren des Hohlkörpers angeordnet
ist, um eine Kommunikation zwischen dem röhrenförmigen Durchgang und dem Verbinder
zu steuern und die ein thermostatisches Element enthält, das
durch einen Mantel gebildet wird, der ein Wärme-ausdehnbares Material enthält, eine
Rückwirkungsstange,
mit der der Mantel mit Freiheit zu axialer Bewegung verbunden ist,
ein Kappen-artiges Ventilsperrelement, das mit dem Mantel axial
integriert und fähig
ist, in einen ringförmigen
Ventilsitz einzugreifen, der zwischen dem röhrenförmigen Durchgang und dem Verbinder angeordnet
ist, und ein elastisches Druckelement, das dazu neigt, das Ventilsperrelement
in eine geschlossene Stellung gegen den Ventilsitz zu drücken, umfasst.
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In solchen thermostatischen Ventilen
wirkt die Rückwirkungsstange
der Ventileinheit axial gegen ein feststehendes tragendes Teil.
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Im Stand der Technik ist dieses tragende
Teil normalerweise auf zwei unterschiedliche Arten konstruiert:
in der ersten Art, zum Beispiel in den Dokumenten EP-A-0600150,
EP-A-0825372 und GB-A-2286675 beschrieben, ist das tragende Teil einstückig mit
dem Verbinder gebildet und ist normalerweise eine hohle axiale Nabe
(boss), gehalten durch radiale Arme. Bei dieser Lösung ist
der Verbinder, der normalerweise aus gegossenem Plastikmaterial
besteht, fest mit dem hohlen Körper
verbunden, durch mehr oder weniger komplizierte mechanische Befestigungssysteme.
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In der zweiten bekannten Herangehensweise
ist das tragende Teil eine separate Komponente, normalerweise aus
Metall, deren äußere Kante
zwischen den hohlen Körper
und den Verbinder geklemmt und festgesetzt ist, die wiederum fest
miteinander verbunden sind. Diese Herangehensweise, die ebenso in
thermostatischen Ventilen verwendet wird, die der Anmelder bereits
lange herstellt. und vermarktet, können eine Variante aufweisen,
in der die Komponente, die das tragende Teil bildet, aus gegossenem
Plastikmaterial hergestellt wird, z.B. wie in EP-A-0,432,103 beschrieben.
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Diese Herangehensweise erfordert
daher ebenso, dass der Körper
und der Verbinder separate Teile sind, die dann mit herkömmlichen
Systemen mechanisch miteinander verbunden werden. Dies führt zu vergleichsweise
hohen Herstellungskosten.
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Ein weiterer Nachteil bei diesen
bekannten Herangehensweisen liegt in der vergleichbar hohen Komplexizität der Vorgänge des
Zusammensetzens der Ventileinheit, des hohlen Körpers und des Verbinders.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen, und insbesondere,
ein thermostatisches Ventil von dem Typ bereitzustellen, der vorstehend
beschrieben worden ist, das in einer begrüßenswert einfacheren und ökonomischeren
Weise hergestellt und zusammengesetzt werden kann.
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Gemäß der Erfindung wird diese
Aufgabe im Wesentlichen durch die Tatsache erreicht, dass, bei einem
thermostatischen Ventil der An, wie sie zu Beginn definiert worden
ist, das tragende Teil, gegen das die Rückwirkungsstange der Ventileinheit
axial wirkt, ein ringförmiges
Flanschteil aufweist, das durch Schnappeingriff in einen inneren
ringförmigen Sitz
in dem Hohlkörper
eingefülgt
und festgesetzt ist.
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Mit diesem erfindungsgemäßen Konzept
ist es nicht länger
nötig,
den hohlen Körper
und den Verbinder als zwei separate und unterschiedliche Teile herzustellen,
die dann zusammengesetzt werden müssen, und weiterhin wird das
Zusammenbauen der Ventileinheit, und daher das Zusammensetzen des
vollständigen
thermostatischen Ventils, deutlich leichter und ökonomischer gemacht. Um zusammenzufassen,
die Aggregatkosten des thermostatischen Ventils gemäß der Erfindung
können
wesentlich niedriger sein als die von herkömmlichen thermostatischen Ventilen
des gleichen Typs.
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Andere Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden im Laufe der folgenden detaillierten Beschreibung
ersichtlich, unter Bezugnahme auf die angefügte Zeichnung, die ausschließlich in
der Art nicht-beschränkender
Beispiele bereitgestellt wird. In der Zeichnung:
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– ist 1 eine schematische Ansicht
eines thermostatischen Ventils gemäß der Erfindung in teilweisem
Längsschnitt;
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– ist 2 ein Längsschnitt bei II–II wie
in 1 bezeichnet; und
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– ist 3 eine Seitenansicht in
der Richtung des Pfeils III, wie er in 2 bezeichnet ist.
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Bezug nehmend auf die Zeichnung,
weist die thermostatische Ventileinheit gemäß der Erfindung im Wesentlichen
einen hohlen Körper
mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 auf, normalerweise
aus druckgegossenem Aluminium oder aus einem hochfesten gegossenen
Plastikmaterial, der einen röhrenförmigen Durchgang 2 definiert,
der auf einer Seite mit einem Einlass 3 und auf der anderen
mit einem Auslassverbinder 4 kommuniziert.
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Aufgrund der nachfolgend beschriebenen Merkmale
ist der Verbinder 4 in einem einzigen Stück einstöckig mit
dem hohlen Körper 1 gebildet,
anstatt, wie im Stand der Technik, ein separates Teil zu sein.
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Der Einlass 3 ist gedacht,
um mit dem Kühlflüssigkeits-Kreislauf
eines Verbrennungsmotors verbunden zu sein, während der Verbinder 4 ausgelegt ist,
um mit dem Radiator verbunden zu sein, in dem diese Flüssigkeit
gekühlt
wird.
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Der hohle Körper 1 kann ebenso
mit zwei Auslasskupplungen 5, 6 gebildet sein,
von denen die erste für
die Verbindung z.B. mit der Heizeinheit für den Passagierraum des Fahrzeugs
vorgesehen ist, in dem der Motor eingebaut ist, und die zweite – koaxial
mit dem Verbinder 4 – für die Verbindung
mit einem Rückflußdurchgang
für Kühlflüssigkeit
vorgesehen ist.
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Die Nummer 7 bezeichnet eine thermostatische
Ventileinheit, die in dem hohlen Körper 1 koaxial mit
dem Verbinder 4 (und mit der Auslasskupplung 6) angeordnet
ist, um die Kommunikation zwischen dem röhrenförmigen Durchgang 2 und
dem Verbinder 4 zu steuern.
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Die Ventileinheit 7 ist
von allgemein herkömmlichem
Typ und entspricht prinzipiell, sowohl strukturell als auch funktionell,
der Einheit, wie sie zum Beispiel in dem bereits genannten Dokument EP-A-0,600,150
beschrieben wird. Zu den Zwecken der vorliegenden Erfindung ist
es ausreichend, zu erklären,
dass die Ventileinheit 7 einen zylindrischen Mantel 8 aufweist,
der ein Wärme-ausdehnbares
Material enthält
(wie etwa Wachs) und eine Stange 9, die axial gegen ein
feststehendes tragendes Teil 10 wirkt, das später in weiteren
Details beschrieben werden wird. Der Mantel 8, der mit
Freiheit zur axialen Bewegung mit der Stange 9 verbunden
ist, ist axial einstückig
mit einem Kappen-artigen Ventilsperrelement 11, versehen
mit einem O-Ring 12, wobei der letztere mit einem ringförmigen Ventilsitz 13 im
Eingriff steht, der ebenso später
in weiteren Details beschrieben werden wird. Das Kappen-artige Ventilsperrelement 11 ist
der Wirkung einer wendelförmigen
Druckfeder 14 ausgesetzt, die zwischen diesem Ventilsperrelement 11 und
einem Kreuzstück 15 angeordnet
ist, durch die der Mantel 8 in seinen axialen Bewegungen geführt wird.
In dem dargestellten Beispiel ist die thermostatische Einheit 7 ebenso
mit einem anderen Kappen-artigen Ventilsperrelement 16 versehen,
mit einer zugeordneten Druckfeder 17, die an dem Ende angeordnet
ist, das dem Kappen-artigen Ventilsperrelement 11 gegenüberliegt,
und ausgelegt, um auf eine bekannte Weise in die Rückflußkupplung 6 einzugreifen.
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Der grundlegende Aspekt der Erfindung
ist, dass das tragende Teil 10 aus einem kuppelförmigen Teil
besteht, das duurch eine Reihe von Speichen 18 (drei in
dem dargestellten Beispiele) definiert wird, die oben kreuzweise
mit einem ringförmigen Flanschteil 19 verbunden
sind, das eine Kreisform zeigt, die der des Verbinders 4 entspricht.
Der äußere Durchmesser
des Flanschs 19, der von dem Kuppel-Teil 10 überragt
wird, ist etwas größer als
der innere Durchmesser des Verbinders 4, und die Speichen 18 sind
elastisch verformbar.
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Der ringförmige Flansch 19 ist
axial in einer inneren ringförmigen
Rille 20, die in den hohlen Körper 1 zwischen dem
röhrenförmigen Durchgang 2 und
dem Verbinder 4 gebildet ist, aufgenommen und geklemmt.
Wie in der Zeichnung gesehen werden kann, ist die umlaufende äußere Kante
des Flanschs 19 zu einem Kanal ausgebildet, d.h. sie hat
einen C-förmigen Querschnitt,
wobei der Hohlraum in Richtung des freien Endes der Verbinders 4 gerichtet
ist. Zwischen der Basis des ringförmigen Flanschs 19 und
der Rille 20 ist vorteilhafterweise ein O-Ring 21 eingefügt.
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Der ringförmige Ventilsitz 13,
in den der O-Ring 12 des Kappen-artigen Ventilspenelements 11 eingreift,
wird durch die konische innere Wand des tragenden Teils 10 neben
dem ringförmigen
Flansch 19 definiert.
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Wenn die vorstehend beschriebene
Struktur vorausgesetzt wird, wird während des Zusammensetzens der
thermostatischen Einheit 7 das tragende Teil 10 axial
in den Verbinder 4 eingesetzt, was den ringförmigen Flansch 19 entlang
der inneren Wand dieses Verbinders 4 drückt, durch die elastische Deformation
der Speichen 18, bis der ringförmige Flansch 19 in
Position in der inneren Rille 20 schnappt. Der C-Abschnitt
des ringförmigen Flanschs 10 macht
diesen Schnappeingriff irreversibel.
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Die Enden des Kreuzstücks 15,
gegen das die Druckfeder 14 wirkt, werden der vorstehend
beschriebenen Positionierung der Ventileinheit 7 in dem hohlen
Körper 1 folgend
auf jeweiligen tragenden Teilen 22 gehalten, die in der
inneren Wand des röhrenförmigen Durchgangs 2 gebildet
sind. Diese tragenden Teile werden vorteilhafterweise durch eine
innere ringförmige
Stufe in dem hohlen Körper 1 definiert, die
eine konische Oberfläche
aufweist, die sich in Richtung des Verbinders 4 erweitert.
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Im Betrieb ist das Kappen-artige
Ventilspenelement 11 mit seinem O-Ring 12 normalerweise
gegen den ringförmigen
Ventilsitz 13 des tragenden Teils 10 geschlossen.
Wenn die Temperatur innerhalb des röhrenförmigen Durchgangs 2 einen
vorbestimmten Wert eneicht, dehnt sich das Wärme-empfindliche Material innerhalb
des Mantels 8 aus, und drückt den letzteren axial weg
von dem Verbinder 4 entlang der Rückwirkungsstange 9,
die gegen das tragende Teil 10 wirkt. Das Kappen-artige
Ventilspenelement 11 wird daher von dem Ventilsitz 13 wegbewegt,
entgegen der Wirkung der Feder 14. Die Flüssigkeit
kann nun von dem röhrenförmigen Durchgang 2 in
Richtung des Verbinders 4 fließen.
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Es ist unnötig zu sagen, dass die Details
der Konstruktion und der speziellen Ausführungsformen stark verändert werden
können,
verglichen mit denen, die beschrieben und dargestellt wurden, ohne dadurch
den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie sie
in den folgenden Ansprüchen
definiert ist.