DE6812073U - Regelvorrichtung fuer kuehlfluessigkeits-umlaufleitungen bei brennkraftmaschinen. - Google Patents

Description

5 GbmH 68 12 073.0

BESCHREIBUNG zum Gebrauchsmuster der

Firmen FIAT Societä per Azioni, Turin/ΙΐALIEN, und GOEIPAGNIA ITALIANA TUBI METALLIGI FLESSIBILI S.p.A., Turin/ITALIEN,

betreffend

"Regelvorrichtung für Kühlflüssigkeits-Umlaufleitungen bei Brennkraftmaschinen".

Priorität: 23. Dezember 1967 - ITALIEN

Bei Brennkraftmaschinen insbesondere in Kraftfahrzeugen ist es für Flüssigkeits-Umlaufkühlungen bekannt, zum Kühler eine Kurzschlussumgehungsleitung parallel zu schalten, durch welche mindestens ein Teil der den Kühlmittelkreislauf durchfliessenden Flüssigkeit geleitet werden kann. Es ist bei solchen Umlaufkühlungen bekannt, die Temperatur der Kühlflüssigkeit in Nähe ihres Einlaufe in den Kühlmantel der Brennkraftmaschine zu regeln.

Die zu dieser Regelung bisher bekannten Thermostaten umfassen ein Thermoelement in Form eines Temperaturfühl- und Dehnelements, welches zwischen zwei Steuerventilen angeordnet ist, die durch den Temperaturfühler betätigt werden und die Verbindung über zwei Öffnungen steuern, die an einem Gehäuse vorgesehen sind, welches das Thermoelement und die Ventile einschliesst, die an den Einlassstutzen angeordnet sind, welche mit der Auslassleitung aus dem Kühler bzw. der Kurzschlussleitung verbindbar sind.

Bei diesen Einrichtungen verläuft die mit der gemeinsamen Achse der genannten beiden Öffnungen übereinstimmende Achse des Thermoelements seitlich an einer dritten am Gehäuse vorgesehenen Öffnung, die mit einem Auslassstutzen in Verbindung steht, über welchen die Flüssigkeit vorzugsweise durch eine Pumpe der Brennkraftmaschine zugeführt wird.

Die Thermostaten der oben angegebenen bekannten Bauart weisen den Nachteil auf, dass das Thermoelement durch die Kühlflüssigkeitsströmungen ungleichförmig beeinflusst werden kann, die über die durch Tellerventile gesteuerte einander gegenüberliegende Öffnungen zuströmen, und zwar als Folge der innerhalb des das Thermoelement und die Tellerventile aufnehmenden Gehäuses herrschenden hydrodynamischen Verhältnisse, wodurch das Kühlmittel der Brennkraftmaschine unter Umständen einer Überhitzung ausgesetzt wird oder, umgekehrt, eine zu niedrige Temperatur aufweist, was unter Umständen einen hohen Verschleiss zur Folge hat.

Um diesem Mangel abzuhelfen, wurde u.a. bereits vorgeschlagen, Ablenker für die eine vom Kühler bzw. von der Kurz Schlussleitung zufliessende Kühlflüssigkeitsströmung im Inneren des Gehäuses anzuordnen, um günstigere hydro-

dynamische Verhältnisse zu schaffen.

Diese Lösung benötigt jedoch eine besonders aufwendige Bauart des Thermostats und ergibt dabei keine vollkommen zufriedenstellenden Ergebnisse.

Die Neuerung beseitigt nun die Ursache für den oben angegebenen Nachteil dadurch, dass sie ausgeht von einer Regelvorrichtung für Kühlflüssigkeits-Umlaufleitungen bei Brennkraftmaschinen insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend ein Gehäuse mit zwei Einlassstutzen für die Flüssigkeit, die an den Flüssigkeitsauslass des Kühlers bzw· an eine zur Kühlerdurchlaufströmung parallel geschaltete Flüssigkeits-Kurzschlussleitung angeschlossen sind, sowie mit einem Auslassstutzen, der entweder unmittelbar oder mittelbar mit der Zuleitung für die Flüssigkeit zur Brennkraftmaschine verbunden ist, und mit einem Ventil zur Steuerung der Kühlwasserströmung durch die Einlassstutzen und einem durch das Ventil gesteuerten, als Thermoelement ausgebildeten Betätigungsglied zum Steuern des Ventils, und dadurch gekennzeichnet ist, dass das Thermoelement zum mindesten teilweise innerhalb des Auslassstutzens des Gehäuses angeordnet ist.

Vorzugsweise sind nach einem weiteren Merkmal der Neuerung die beiden Einlassstutzen des Gehäuses dem Auslassstutzen derselben vorgeordnet, so dass die entsprechenden Flüssigkeit s strömungen sich vor dem auf die Temperatur ansprechenden Teil des Thermoelements vereinigen, wobei vorteilhaft die beiden Einlassstutzen des Gehäuses gleichachsig zueinander und zur Mittelachse des Gehäuseauslassstutzens senkrecht angeordnet sind. Hierbei ist gemäss der Neuerung weiterhin vorgesehen, dass das Thermoelement im Auslassstutzen des Gehäuses gleichachsig zum Auslassstutzen angeordnet ist.

Das durch das Thermoelement, d.h. das Temperaturfühl- und Dehnungseiement betätigte Steuerungsventil kann neuerungsgemäss wahlweise als zylinderförmiger Schieberkörper ausgebildet sein, der gleichachsig zum Thermoelement und in Richtung desselben verschiebbar gelagert ist, oder es besteht aus einem Tellerventilteil und einem zu dem-

selben axial angeordneten und mit ihm fest verbundenen zylinderförmigen Schieberventil.

• Das Gehäuse für den Thermostaten ist vorzugsweise innen

i so ausgebildet, dass das Durchmischen der vom Kühler bzw.

von der Kurzschlussleitung zufliessenden Flüssigkeits-

strömungen begünstigt wird.

Auch ist gemäss der Neuerung vorgesehen, dass das Thermo-

j element in dem Auslassstutzen mittels eines Trägers solcher

\ Form gehalten ist, dass er das Durchmischen der über die

; beiden Einlassstutzen zufliessenden Flüssigkeitsströmungen

■ fördert, bevor die Strömungen auf das Dehnelement auf-

! treffen. Die Einrichtung ist jedenfalls so ausgebildet,

\ dass die über die beiden Einlassstutzen zufliessenden

[ Wasserströmungen - gesehen in Richtung des Wasserdurch-

^: _; flusses durch das Gehäuse - vor dem Dehnelement aufeinander-

! treffen.

j Die Neuerung wird nachstehend für einige Ausführungsformen

anhand schematischer Zeichnungen beschrieben.

\ In den Zeichnungen zeigt

'- Fig. 1 die Übersicht einer bekannten Flussigkeitsumlauf-

; kühlung bei einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine,

« 14«

I If«

• I t >

Fig. 2 eine erste Ausführungsform der neuerungsgemässen Vorrichtung im axialen Längsschnitt,

Fig. 2a einen Querschnitt nach Linie H-II der Fig. 2, Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III in Fig. 2,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Neuerung in Stirnansicht,

Fig. 5 einen Längsschnitt nach Linie V-V der Fig, 4, Fig. 5a einen Querschnitt nach Linie Va-Va der Fig. 5,

Fig. 6 eine weiterhin abgewandelte Ausführungsform der Feuerung im axialen Längsschnitt,

Fig. 6a einen Querschnitt nach Linie VI-VI der Fig. 6, Fig. 7 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VII in Fig. 6.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Schema einer bekannten Anordnung einer Flüssigkeitsumlaufkühlung bezeichnet 1 eine Brennkraftmaschine und 2 die KühlwasserablaufIeitung, durch die das Kühlwasser nach seinem Austritt aus dem Motorkühlmantel hindurchströmt und die mit dem Einlass zum Kühler 3 bzw. mit einer Kurzschlussumgehungsleitung 4 in Verbindung steht. Die Leitung 4 und die Auslassleitung 5 aus dem Kühler 3 sind an einen Thermostat 6 angeschlossen, welcher mit einer Einrichtung zur Einstellung des Verhältnisses derjenigen Kühlwassermengen zueinander ausgestattet ist, welche ihm aus dem Kühler 3 bzw. über die Leitung 4 zufliessen. Der Auslass aus dem Thermostat 6 ist über eine Zweig-

I I I 1 ■

[ I

leitung 7 an die Umlaufpumpe 8 angeschlossen, welche das Kühlwasser über die Einlaufleitung 9 zur Brennkraftmaschine 1 fördert.

Bei dem in Fig. 2 bis 3 im einzelnen dargestellten Thermostat des ersten Ausführungsbeispiels sind gemäss Pig. 2-der Verschluss und die ausgewölbten Teile in der oberen bzw. unteren Hälfte in ihren jeweiligen Endstellungen gezeichnet. Der Thermostat umfasst ein annähernd zylinderförmiges Gehäuse 10, welches an dem einen Ende durch einen Deckel 11 abgeschlossen ist, der über eine zentrale Aussparung mit einem Auslassstutzen 12 in Verbindung steht, von dem das eine Ende eines Schlauches 13 gehalten wird, der zum Einlass der Umlaufpumpe 8 führt.

Das Gehäuse 10 trägt ferner ein Paar seitliche, gleich= achsig zueinander ausgerichtete Stutzen 14, 15. Der Stutzen 14 steht mit der Auslassleitung 5 aus dem Kühler 3 in Verbindung und mündet in einen innerhalb des Gehäuses 10 durch eine im wesentlichen zylinderförmige Innenwand 17 begrenzten Raum 16. Dieser Raum 16 steht einerseits unmittelbar mit dem Auslassstutzen 12 und andererseits über einen ringförmigen Spalt oder Kanal 19 mit einem Raum 18 in Verbindung, in welchen der Stutzen 15 mündet.

An dem dem Auslassstutzen 12 gegenüberliegenden Ende der Innenwand 17 ist eine mit einem Dichtungsring 21 versehene Gleitführung 20 für ein zylinderförmiges Schieberventil vorgesehen. Letzteres steht an seinem bei dem Auslassstutzen 12 befindlichen Ende über einen Speichenstern 25 mit einer mittleren Nabe 24 in Verbindung und wird durch die Kraft einer Schraubenfeder 26 ständig in Richtung auf den Auslassstutzen 12 hin in die in Fig. 2 oberhalb der Achse 27 des Schieberventils und dessen Gleitführung 20

dargestellte Endstellung gedrückt, in welcher der ringförmige Kanal 19 vom Ventil freigegeben ist.

Die Nabe 24 ist durch einen Bolzen 28a mit einem Thermoelement 28 verbunden, welches durch eine über drei Speichen 30 mit der Innenwandung des Auslassstutzens 12 verbundenen Nabe 29 zum Ventil 23 und dem Auslassstutzen 12 gleichachsig gehalten ist.

Durch das Ventil 23 wird die Verbindung bzw·?: der Abschluss zwischen dem Stutzen 14 für das aus dem Kühler 3 zufliessende Kühlwasser und dem Auslassstutzen 12 gesteuert. Die Verbindung dieser Stutzen 14, 12 ist bei in der in Fig. 2 unterhalb der Achse 27 dargestellten Lage des Ventils 23 voll geöffnet. Dabei ist der ringförmige Kanal 19 völlig abgesperrt, wodurch die über den Stutzen 15 aus der Leitung 4 nach dem Auslassstutzen 12 fliessende Wasserströmung abgeschaltet wird.

Bei der abgewandelten Ausführungsform der Pig. 4 bis 5a entspricht die Darstellung der Fig. 5 derjenigen der Fig. Diese Ausführungsform ebenso wie diejenige der Fig. 6 und 7 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 2 bis 3 dadurch, dass die Achsen der Stutzen 15 und 12, die an die Kurzschlussleitung 4 bzw. an den mit der Pumpe 8 verbundenen Leitungszweig 7 angeschlossen sind, zueinander nicht mehr senkrecht sondern im wesentlichen parallel verlaufen. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass das Thermoelement 28 in einem Lagerauge 30' in Nähe der Ebene des das Gehäuse 10 abschliessenden Deckels 11 gelagert ist. Ferner ist die Symmetrieebene des Auslassstutzens 12 zur gemeinsamen Symmetrie ebene der Stutzen 14 und 15 leicht abgewinkelt (Fig. 4).

• 1 * lit

Bei der Ausführungsform nach Pig. 6 bis 7 ist das Gehäuse 31 als durchgehender, an den beiden einander gegenüberliegenden Enden durch Deckel 11 bzw. 32 abgeschlossener Zylinder ausgebildet, wobei am Deckel 11 der Stutzen 12 für den Anschluss an den Einlass zur Umlaufpumpe 8 über. den Schlauch 13 angebracht ist und der Deckel 32 mit einem Einlassstutzen 33 für den Anschluss der KurzSchlussleitung 4 versehen ist.

Innerhalb des Gehäuses 31 ist eine zylinderförmige Wand 34· geringeren Durchmessers vorgesehen, welche einen mit dem Gehäuse gleichachsigen Mittelraum 35 begrenzt. Dieser Raum 35 steht mit dem Stutzen 14 in Verbindung, welcher an die Auslassleitung 5 des Kühlers 3 angeschlossen ist, ferner über einen durch ein Tellerventil 36 gesteuerten Ringkanal mit dem Stutzen 33 und dem zwischen dem Gehäuse 31 und der Innenwand 34 bestehenden Mischraum 37, welcher zum Auslassstutzen 12 führt.

An dem dem Tellerventil 36 gegenüberliegenden Ende des Raumes 35 befindet sich die Lagerung für das Thermoelement 28, welches in die Ablassleitung 12 hinein vorsteht.

Das Tellerventil 36 ist gemäss Fig. 6a an einer mittleren Nabe 38 befestigt, die über den Bolzen 28a durch das Element 28 in axialer Richtung verstellt wird und trägt ausserdem einen zylinderförmigen Ventilkörper 39, der bei den Verstellungen des Bolzens 28a und damit des Tellerventils 36 den Durchflussquerschnitt zwischen dem Stutzen 33 und dem mit dem Auslassstutzen 12 verbundenen ringförmigen Mischraum 37 steuert. Ähnlich wie bei den beiden vorangehend beschriebenen Ausführungsformen drückt eine Schraubenfeder 40 das Tellerventil 36 und den Ventilkörper

39 in die in Fig. 6 dargestellte Endstellung.in welcher die Verbindung zwischen dem Raum 35 sowie über letzteren zum Stutzen 14 sowie dem ringförmigen Mischraum 37 und daher auch mit dem Auslassstutzen 12 völlig abgesperrt ist» Gleichzeitig ist der Durchfluss des von der Kurzschlussleitung 4 zufliessenden Kühlwassers über den Stutzen 33 zum Auslassstutzen 12 völlig frei gegeben. Der vollen Offnungsstellung des Tellerventils 36 entspricht die völlige Absperrung der Verbindung zwischen dem ringförmigen Mischraum 37 und Stutzen 33· Dabei wird die vom Kühler 3 zuströmende Flüssigkeit ausschliesslich der Brennkraftmaschine 1 zugeleitet.

S chut zansprü ehe;

Claims (3)

Ill Il - 10 - Schutzansprüche:

1. Hegelvorrichtung für Kühlflüssigkeits-Umlaufleitungen bei Brennkraftmaschinen insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend ein Gehäuse mit zwei Einlassstutzen für die Flüssigkeit, die an den Flüssigkeitsauslass des Kühlers bzw. an eine zur Kühlerdurchlaufströmung parallel geschaltete Kurzschlussleitung angeschlossen sind, sowie mit einem Auslassstutzen, der entweder unmittelbar oder mittelbar mit der Zuleitung für die Flüssigkeit zur Brennkraftmaschine verbunden ist, und mit einem Ventil zur Steuerung der Kühlwasserströmung durch die E inlass stutzen und einem durch das Ventil gesteuerten, als Thermoelement ausgebildeten Betätigungsglied zum Steuern des Ventils, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoelement (28) zum mindesten teilweise innerhalb des Auslassstutzens (12): des Gehäuses (10) angeordnet ist.

2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Auslassstutzen (12) des Gehäuses (10) die beiden Einlassstutzen (14, 15) desselben vorgeordnet sind, so dass die entsprechenden Flüssigkeitsströmungen sich vor dem auf die Temperatur ansprechenden Teil des Thermoelements (28) vereinigen.

3. Regelvorrichtung nach, einem der Ansprüche 1 and 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Einlassstutzen (14, 15) des Gehäuses (10) gleichachsig zueinander und zur Mittelachse des Auslassstutzens (12) des Gehäuses (10) senkrecht angeordnet sind (Fig. 2 bis 3)·

I 4. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

I dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoelement (28) im

i Auslassstutzen (12) des Gehäuses (10) gleichachsig zum

Auslassstutzen (12) angeordnet ist (Fig. 2 "bis 3).

g 5· Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

•| dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsventil (23).

k als zylinderförmiger Schieberkörper ausgebildet ist, der

\ gleichachsig zum Thermoelement (28) und in Richtung des-

fe selben verschiebbar gelagert ist.

f 6. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch

j gekennzeichnet, dass das Steuerungsventil (23) aus einem

\ Tellerventilteil und einem zu demselben axial angeordneten

•f und mit ihm fest verbundenen zylinderförmigen Schieber-

ί ventil (39) besteht (Fig. 6 und 7).

7· Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ; dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoelement (28) in

dem Auslassstutzen (12) mittels eines das Durchmischen ν der über die beiden Einlassstutzen (14, 15) zufliessenden

Flüssigkeitsströmungen fördernden Trägers (30) gehalten ist.

PATENTANWÄLTE

-ft HNCKE. DtPL_-We. H. «ΪΗΒ

CVPl-!.'!G. ε. ΓΤΛ-ry ·;