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Regelungsvorrichtung für eine Kühleinrichtung mittels Thermostaten
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung für eine Kühleinrichtung mittels
Thermostaten, der ein im Hauptstrom angeordnetes Ventil b;eeinflußt. Die Umlaufleitung
ist zwischen Thermostatkörper und Ventil abgezweigt. Nach der Erfindung wird die
Leitung zwischen dem Thermostatkörper und dem Ventil im wesentlichen nach Art einer
Venturidüse ausgebildet, an deren engster Stelle die ständig :offene Umlaufleitung
abgezweigt ist. Es ist der besondere- Vorteil, der sich aus .der Anordnung der Venturidüse
zwischen dem Thermostaten und dem Abschlußorgan für die Leitung nach dem Kühler
ergibt, daß ein besonderes Abschlußorgan für die Umlaufleitung nicht erforderlich
ist. Die Bauart hat also nicht nur den Vorzug größter Einfachheit, sondern schließt
auch jede Möglichkeit einer Störung aus. Gleichzeitig ergibt sich eine sehr zweckmäßige
Anordnung des Thermostaten, der vor den Steuerorganen im Strom des zufließenden
Kühlwassers liegt und damit sofort durch jede Änderung der Kühlwassertemperatur
beeinflußt wird. An der Abzweigstelle der Umlaufleitung erweitert sich der innere
Durchmesser der Venturidüse plötzlich um einen geringen Betrag, um die auf die Umlaufleitung
ausgeübte Ejektorwirkung zu unterstützen.
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Die bekannten Kühlwasserregelvorrichtungen mit Thermostaten haben
ferner meist den Nachteil, mehr oder weniger dem Flüssigkeitsdruck unterworfen zu
sein, besonders beispielsweise bei Bergabfahrten des Fahrzeugs, wobei der Motor
trotz Einstellung auf Leerlauf oder völlig abgestellt hohe Drehzahlen aufweisen
kann. Es ergeben sich bei diesem Betriebszustand für die Kühlwasserregelvorrichtung
verhältnismäßig hohe Strömungsgeschwindigkeiten und hbhe Kühlwasserdrücke. In einem
solchen Kühlwasserstrom ergeben sich bei den üblichen Tellerventilen erhebliche
Staudrucke, die z. B. ,ein vorzeitiges :oder zu weites öffnen des Ventils hervorrufen
können.
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Um nun diesen Nachteil zu beheben, wird nach der Erfindung das Ventilorgan,
insbesondere als Ringkörper derart ausgebildet und angeordnet, daß die Bewegung
des Ventilorgans im wesentlichen nicht durch den Flüssigkeit;sdruck, insbesondere
nicht im Sinne eines zusätzlichen öffnens, beeinflußt wird. Versuche mit derartigen
Regelvorrichtungen ergaben statt eines Temperaturabfalles von 70 auf etwa
5o°, wie man ihn mit den bisher gebräuchlichen Vorrichtungen besonders bei langen
Bergabfahrten im Winter mitunter beobachten konnte, daß die gewünschte Temperatur
mit Schwankungen von höchstens 2° ,eingehalten werden konnte. Die zweckmäßigste
Form für ein diesem Zweck dienendes Steuerorgan ist nach der Erfindung sein doppelsitziges
Ringventil, dessen Ventilsitzflächen außerhalb des z. B. zentralen Flüssigkeitszuflusses
angeordnet sind.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele in Abb. r bis 3 und
¢ und 5 darge= stellt, wobei Abb. 2 einen Schnitt nach Linie E-F,
Abb.3
einen Schnitt nach Linie A-B der Abb. i und Abb.5 einen Schnitt nach Linie C-D der
Abb. q. zeigt.
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Es ist hierbei a die zum Beispiel vom 1Vlotör kommende Kühlwasserzuleitung,
welche in einen Raum b einmündet. An diesen schließt sich eine Verengung nach Art
einer Venturidüse c, cl, c2, c3 an, deren sich erweiternder Teil c3
sich m einen Raum d und hieran anschließend über einen Ringspalt oder ringförmig
angeordnete Öffnungen e in die zum Beispiel zum Kühler führende Kühlwasserableitung
f fortsetzt. An der engsten Stelle der Venturidüse sind Öffnungen g vorgesehen,
die aus dem Innern der Düse in einen äußeren Raum h und zur Umlaufleitung
i führen. Im Raum b ist ein Thermostatkörper k angeordnet, der sich bei Temperaturerhöhung
des Kühlwassers in bekannter Weise ausdehnt und dessen Ausdehnungsbewegung sich
über eine Ventilstange L auf ein Ringventil m überträgt. Letzteres
ist hierbei z. B. mittels schmalen Stegen n mit einer auf der Ventilstange befestigten
Nabe verbunden und stützt sich einerseits mit ;einer Sitzfläche o1 auf den Düsenkörper
und andererseits mit einer zweiten Ventilsitzfläche o2 auf eine am Düsenkörper .oder
an der Thermostatwand befestigten, den Raum d abschließenden Kappe p. Die Kappe
dient gleichzeitig zur Führung der Ventilstange und ist durch die vbengenannben
Öffnungene an ihrem Umfang durchbrochen.
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Die Wirkungsweise des Thermostaten ergibt sich hieraus ohne -weiteres.
Das Kühlwasser tritt bei u :ein, umströmt zunächst seitlich den Thermostaten k und
gelangt durch die düsenförmige Verengung c in den Raum d. Eine -wesentliche Beeinflussung
der Bewegung des Ringventils m durch den Flüssigkeitsdruck ist dadurch verhindert,
daß das Kühlwasser zunächst durch die zu den Stegen n des Ventils gebildeten Öffnungen
hindurchdringt und somit einen auf Öffnen des Ventils wirkenden Druck auf letzteres
nicht ausüben kann. -Ist das Ventil m bei niedrigen Kühlwassertemperaturen geschlossen,
wie in Abb. i dargestellt, so staut sich das in den Raum d eintretende Kühlwasser,
ohne durch die Schlitze e in den Kühlwasserablauf eintreten zu können, und veranlaßt,
das nachströmende Kühlwasser durch die Öffnungen g in den Raum h und von dort in
die Umlaufleitung! abzufließen. Öffnet sich dagegen bei steigenden Kühlwassertemperaturen
das Ventil m, so kann das aus der Düse c in die Kammer d übertretende Kühlwasser
durch die Schlitze e in die Kühlwasserableitung f überströmen. je nach der Öffnung
des Ventils wird hierbei ein mehr oder minderstarkes Strömen durch den Ventilspalt
hindurch erfolgen. An der engsten Stelle c2 der Venturidüse c wird sich ;,demgemäß
ein entsprechend wachsender, in `Vezug auf den üblichen Leitungsdruck relativer
Unterdruck ergeben, welcher das aus `-dem Raum b durch die Düse strömende Kühlwasser
in mehr oder weniger wirksamer Weise verhindert, durch die Schlitze g in die Umlaufleitung
überzutreten. Die Abmessungen können hierbei beispielsweise derart gewählt sein,
daß bei ganz geöffnetem Ventil jegliches überströmen von Kühlwasser in die Umlaufleitung
aufgehoben wird. Zur Unterstützung der ejektorartigen Wirkung der Venturidüse auf
die Umlaufleitung kann an der Stelle der öffriungen g eine plötzliche, wenn auch
geringe Vergrößerung des Düsendurchmessers vorgesehen sein, indem beispielsweise
die innere Weite der Düse vor den Öffnungen g einen Durchmesser cl, hinter den Öffnungen
g dagegen einen etwas größeren Durchmesser c2 besitzt.
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DieAusführungsform nachAbb. q.entspricht im wesentlichen derjenigen
nach Abb. i, doch ist hier statt einer zentralen Kühlwasserzuführung eine seitliche
Zuführung a vorgesehen, während die Umlaufleitung i in der Achse des Thermostaten
angeordnet ist. Das Ventil m ist hierbei in der geöffneten Lage dargestellt.
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Derartige Thermostaten können natürlich auch für andere Zwecke als
für Brennkraftmaschinen, beispielsweise für Warmwasserleitungen, Dampfleitungen
usw., verwendet werden, desgleichen auch für Anlagen, welche ohne besondere Umlaufleitungen
arbeiten.