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Die vorliegende Erfindung betrifft thermostatische Vorrichtungen und
insbesondere solche Vorrichtungen, die eine Regelung des Fluiddurchflusses in
einem Kühlsystem für Brennkraftmaschinen ausführen können.
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Aus dem Patent FR-A-94 01 862 ist ein Thermostat mit einem
Kunststoffgehäuse bekannt, in das ein thermostatisches Element integriert ist, das einen
festen Teil und einen beweglichen Teil umfaßt, wobei die Bewegung dieses
beweglichen Teils unter dem Einfluß der Temperatur des im Gehäuse
zirkulierenden Fluids eine Wirkung auf ein durch dieses thermostatische Element
gesteuertes Verschlußorgan zur Folge hat. Diese Bewegung des beweglichen
Teils des thermostatischen Elements unter der Einwirkung einer
Temperaturschwankung erfolgt entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder, die sich auf
einem metallischen Teil abstützt.
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Gemäß den in dem zitierten früheren Patent beschriebenen Vorkehrungen
stützt sich das metallische Teil, das zur Abstützung der Feder dient, in der
Lager- oder Transportstellung seinerseits auf Armen ab, die an dem Gehäuse
angegossen und mit Kerben versehen sind, die zum Gehäuseinneren gerichtet
sind und in denen die Enden des metallischen Teils aufgenommen sind.
Sobald das Gehäuse in der Betriebsstellung an einem Träger wie etwa einem
Zusatzgehäuse angebracht ist stützt sich andererseits das metallische Teil, das
zur Abstützung der Feder dient, dank zweier auf dem Zusatzgehäuse
vorhandener Stützbeine oder Stützarme nicht mehr wie in der Transportstellung auf
den Armen des Gehäuses, sondern auf den Stützbeinen ab, die mit Druck
arbeiten und so beschaffen sind, daß sie die von der relativ starken
Rückstellfeder des beweglichen Teils der Vorrichtung ausgeübten Drücke wirksam und
zuverlässig aufnehmen.
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Die in dem früheren Patent beschriebene Lösung ist die Aufnahme der Drücke
und die Zuverlässigkeit betreffend zufriedenstellend, jedoch weist sie
aufgrund dessen, daß der Träger, an dem das Gehäuse befestigt wird, spezifisch
konzipiert sein muß und Streben aufweisen muß, die für ein Zusammenwirken
mit dem Abstützteil der Feder geeignet sind, dennoch einen Nachteil auf
Dieser Nachteil wirkt sich um mehr aus, wenn es wie in einer bestimmten Zahl
von Fällen wünschenswert ist, die thermostatische Vorrichtung direkt am
Zylinderkopf eines Motors anbringen zu können, was bei der obenerwähnten
früheren Vorrichtung nicht geschehen kann.
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Aus dem Patent DE 44 16 240 ist ebenfalls ein Thermostat des
obenbeschriebenen allgemeinen Typs bekannt, in dem jedoch eine zur Abstützung der
Feder dienende Vorrichtung ein Organ, das sich in der Lager- oder
Transportstellung des Thermostats seinerseits auf inneren Nocken von Längsschenkeln
des Gehäuses abstützt, und ein Organ, das sich in der Nutzstellung des
Thermostats auf einer ebenfalls speziell zu diesem Zweck vorgesehenen inneren
Oberfläche des Trägers des Gehäuses abstützt, umfaßt.
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Das Ziel der Erfindung ist, eine thermostatische Vorrichtung des in den
zitierten Patenten beschriebenen allgemeinen Typs vorzuschlagen, die jedoch ohne
besondere Gestaltung des Trägers, an dem das Gehäuse angebracht werden
muß, die Aufnahme von Drücken, die durch die Rückstellfeder des
beweglichen Teils des thermostatischen Elements ausgeübt werden, ermöglicht.
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Dazu hat die Erfindung eine thermostatische Vorrichtung mit einem Gehäuse
zum Gegenstand, das wenigstens zum Teil aus Kunststoff hergestellt ist und
einen Körper aufweist, der so beschaffen ist, daß er an einem einen
Aufnahmesitz begrenzenden Träger angebracht und befestigt werden kann, und einem
thermostatischen Element, das im Körper angeordnet ist und einen in bezug
auf diesen letzteren festen Teil sowie einen in einer axialen Richtung
beweglichen Teil umfaßt, der sich unter dem Einfluß einer Temperaturschwankung
entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder, die sich auf einem metallischen
Abstützteil abstützt, das sich radial teilweise außerhalb eines Teils des Körpers
erstreckt, in bezug auf den festen Teil bewegen kann, wobei der Körper Mittel
zum axialen Halten des Abstützteils aufweist, die aktiv sind, wenn das
Gehäuse nicht am Träger angebracht ist, wobei dieser letztere Mittel zum axialen
Halten des Abstützteils aufweist, die die dem Körper zugeordneten Haltemittel
ersetzen, sobald das Gehäuse am Träger angebracht und befestigt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß das Teil, das der Abstützung an der Rückstellfeder dient,
Teilstücke enthält, die sich längs dieses Teils des Körpers und außerhalb
desselben erstrecken und durch Abschnitte verlängert sind, die im wesentlichen
radial verlaufen und so beschaffen sind, daß sie sich an entsprechenden
Abschnitten gegenüber einer Oberfläche des Trägers abstützen, wenn das
Gehäuse am Träger angebracht und befestigt ist.
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Gemäß weiteren Merkmalen:
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- weist der Körper des Gehäuses einen Teil auf, der sich axial in
Richtung des metallischen Teils erstreckt und Aufnahmesitze umfaßt, die nach
außen münden und mit denen das metallische Teil zusammenwirkt, wenn das
Gehäuse nicht an seinem Träger angebracht ist;
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- umfaßt der Körper des Gehäuses wenigstens zwei Arme, die sich axial
in Richtung des metallischen Teils erstrecken und jeweils eine Kerbe
aufweisen, die nach außen mündet, wobei das metallische Teil eine ringförmige
Mulde, in der sich die Feder abstützt, und wenigstens zwei Schenkel aufweist,
die sich von der Mulde erstrecken und jeweils einerseits einen radialen Ansatz,
der sich nach außen erstreckt und so beschaffen ist, daß er sich an dem Träger
abstützen kann, und andererseits einen Ansatz, der sich nach innen erstreckt
und in der Kerbe des entsprechenden Arms aufgenommen ist, begrenzen;
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- weist der Körper des Gehäuses einen Kragen auf, der sich radial nach
außen erstreckt und mit Mitteln für die Befestigung am Träger versehen ist,
wobei die zum Träger gerichtete Fläche dieses Kragens eine Dichtung trägt;
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- enden die radialen Endabschnitte des metallischen Teils radial in der
Dichtung;
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- ist dann, wenn das Gehäuse nicht an seinem Träger angebracht ist,
zwischen den radialen Abschnitten des metallischen Teils und der
benachbarten radialen Oberfläche des Körpers des Gehäuses ein axiales Spiel
vorhanden, das derart ist, daß es wenigstens teilweise beseitigt ist, wenn das Gehäuse
am Träger angebracht und befestigt ist;
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- sind zwischen dem Körper des Gehäuses und den im wesentlichen
radialen Abschnitten des Bügels elastische Mittel angeordnet.
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Die Erfindung wird im folgenden genauer beschrieben, wobei auf die
beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird, die lediglich beispielhaft gegeben
wird und worin:
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Fig. 1 ein Längsschnitt einer erfindungsgemäßen thermostatischen
Vorrichtung in der Lager- oder Transportstellung ist;
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Fig. 2 ein Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 ist; wobei das
thermostatische Element weggelassen ist;
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Fig. 3 eine Ansicht dieser Vorrichtung von unten ist, wobei das
thermostatische Element weggelassen ist;
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Fig. 4 ein Längsschnitt der an einem Träger angebrachten Vorrichtung
ist; und
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die Fig. 5 und 6 zwei Einzelheiten als Schnitte sind, die zwei Varianten
repräsentieren.
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Die in der Zeichnung gezeigte thermostatische Vorrichtung kann verwendet
werden, um den Durchfluß eines Fluids wie beispielsweise des Kühlfluids
einer Brennkraftmaschine zu regeln. Der eigentliche Fluidkreislauf wird hier
nicht näher beschrieben, da er nicht zur Weiterentwicklung, auf die die
Erfindung gerichtet ist, gehört und an sich bekannt ist.
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Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt die Vorrichtung ein Gehäuse 10 mit der
Achse X-X, das ein thermostatisches Element 30 aufnimmt. Das Gehäuse
umfaßt hauptsächlich einen Körper 11, der aus einem Kunststoff oder
allgemeiner aus einem synthetischen Werkstoff gegossen ist. Der Körper besitzt
eine röhrenartige Grundform, die einen oberen Teil 12 umfaßt, an dem ein
Kühlwasserschlauch des Kühlsystems angeschlossen werden kann. Ein
Kragen 13 erstreckt sich radial nach außen und weist zwei Ohren 14 auf, in denen
Öffnungen 15 ausgespart sind, die die Durchführung von Befestigungsorganen
ermöglichen (Fig. 3). Die hier in Betracht kommenden Befestigungsmittel
können durch Schrauben gebildet sein, jedoch könnten der Körper und sein
Träger mit anderen Befestigungsmitteln wie beispielsweise vom Typ Bajonett,
wie dies im Patent FR-A-94 01 862 beschrieben ist, oder von irgendeinem
anderen geeigneten Typ versehen sein.
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In seinem unteren Teil, bei Betrachtung von Fig. 1, ist der Körper durch zwei
Arme 16 verlängert, die jeweils mit einer Kerbe 17 versehen sind, die radial
vom Körper nach außen mündet.
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Der letztere weist in seinem oberen Teil eine angegossenen Brücke 18 auf, die
durch radiale Arme 19, beispielsweise zwei, drei oder vier, wie in der
Zeich
nung gezeigt ist, mit dem röhrenförmigen Teil verbunden ist. Die Brücke
weist in ihrer unteren Fläche ein Sackloch 20 auf.
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In einer sich im wesentlichen auf Höhe des Kragens 13 und somit oberhalb der
Arme 16 befindlichen Zone begrenzt der Körper einen Sitz 21.
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Das in diesem Körper vorgesehene thermostatische Element 30 wird hier nicht
im Detail beschrieben, da es von herkömmlicher Konstruktion sein kann. Es
besitzt einen Körper 31, der einen durch Wärme verformbaren Werkstoff wie
etwa Wachs enthält. Am oberen Teil des Körpers 31 steht ein Finger 32 vor,
der in dem Sackloch 20 der Brücke aufgenommen ist und somit in bezug auf
das Gehäuse 10 fest ist, während der Körper 31 in bezug auf dieses Gehäuse
einen beweglichen Teil bildet, dessen Bewegungen von der Temperatur des
ihn umgebenden Fluids abhängen. Der Körper 31 des thermostatischen
Elements trägt in einem Zwischenabschnitt seiner Länge einen Verschluß, der mit
dem Sitz 21 zusammenwirkt.
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In seinem unteren Teil, bei Betrachtung von Fig. 1, ist das thermostatische
Element durch einen hohlen Schaft 34, der an seinem Ende einen Teller 35
trägt, der, wie in der Folge zu sehen sein wird, die Funktion eines
Verschlusses übernimmt, nach unten verlängert. Dieser Teller kann längs des Schaftes
gleiten und wird durch eine Feder 36 in die vom thermostatischen Element
entfernte Position gedrückt.
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Die Vorrichtung wird durch einen metallischen Bügel 40 vervollständigt, der
in seinem unteren Teil eine Mulde 41 aufweist, von der sich zwei Schenkel 42
erstrecken, die zwei zur Achse der Vorrichtung parallele Teilstücke aufweisen,
die sich längs der beiden unteren Arme 16 des Körpers 11 und außerhalb
derselben erstrecken. Die Enden dieser beiden Schenkel des Bügels sind radial
nach außen gebogen, um zwei Ansätze 43 zu bilden, die bis zu einem
Dichtungsring 44 führen, der in einer im radialen Kragen des Körpers 11
ausgesparten Kehle 45 aufgenommen ist.
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Zwei weitere Ansätze 46 sind durch Einschneiden in die axialen Abschnitte
der Schenkel 42 des Bügels gebildet, wobei diese beiden Ansätze radial nach
innen gebogen und in den Kerben 17 der Arme 16 aufgenommen sind.
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Zwischen dem mit dem beweglichen Teil des thermostatischen Elements
einteilig ausgebildeten Verschluß 33 und der Mulde 41 des Bügels ist eine relativ
starke Feder 47 vorgesehen.
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Es sei nebenbei angemerkt, daß in der in Fig. 1 gezeigten Stellung zwischen
den radialen Enden 43 der Schenkel des Bügels und der benachbarten radialen
Fläche des Kragens 14 ein Spiel vorgesehen ist.
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In der in Fig. 1 gezeigten Lager- oder Transportstellung bildet das Gehäuse 10,
das das thermostatische Element enthält, eine Untereinheit, deren
Zusammenhalt dadurch sichergestellt ist, daß die Ansätze 46 an der unteren Fläche der
Kerben 17 in Anschlag sind.
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Die Montagestellung dieses Gehäuses ist in Fig. 4 zu sehen. In dieser Figur ist
schematisch ein Träger 50 gezeigt, der ein Zusatzgehäuse, ein Teil des
Zylinderkopfs einer Brennkraftmaschine oder irgendein anderer Träger sein kann,
an dem die thermostatische Vorrichtung angebracht werden muß. Dieser
Träger begrenzt einen Aufnahmesitz 51, in dem der untere Teil der
obenbeschriebenen Untereinheit aufgenommen wird. In den unteren Teil des Sitzes mündet
ein Kanal 52 mit einem Durchmesser, der kleiner als der Aufnahmesitz 51 ist,
wodurch eine Schulter 53 begrenzt wird, die als Sitz für den Verschluß 35
dient.
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Das obere Gehäuse ist hier mittels (in Fig. 4 nicht sichtbaren) Schrauben an
dem Träger befestigt, wobei diese Befestigung die Wirkung hat, den Bügel 40
in bezug auf den Körper 11 geringfügig zu verschieben und den Dichtungsring
44 zusammenzudrücken. Es läßt sich feststellen, daß sich der Bügel 40 in
dieser Montagestellung über seine Ansätze 43 auf der oberen Oberfläche 54
des Trägers abstützt und sich andererseits die beiden Ansätze 46 nicht mehr
auf den Armen 16 des Körpers 11 abstützen.
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Die von der Feder 47 ausgeübten Drücke werden dann durch den Bügel 40
direkt auf den Träger 50 übertragen, der ein besonderes widerstandsfähiges
Gegenorgan bildet und ein zuverlässiges Funktionieren der Vorrichtung
garantiert.
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Es sei hervorgehoben, daß dieses Ergebnis durch besonders einfache und
preiswerte Mittel erhalten wird, was einen zusätzlichen Vorteil bietet. Zudem
sind die Vorgänge für den Zusammenbau des Gehäuses und des
thermostatischen Elements sehr einfach, wobei die durch dieses Element gebildete
Untereinheit, die Feder 47 und der Bügel axial mit dem Körper 11 in Eingriff
gelangen und die Ansätze 46 elastisch in die Kerben 17 einrasten. Die Arbeitsweise
der thermostatischen Vorrichtung selbst, die durch die erfindungsgemäße
Weiterentwicklung nicht verändert wird, wird hier nicht beschrieben. Diese
Vorrichtung kann im übrigen zahlreiche Modifikationen erfahren, ohne
deshalb den Rahmen dieses Patents zu verlassen. So kann das metallische Teil,
das zur Abstützung der Rückstellfeder 47 dient, eine andere Konfiguration als
die gezeigte besitzen und beispielsweise zwei zusätzliche Schenkel aufweisen
oder in seinem oberen Abschnitt einen ringförmigen Kragen begrenzen; das
thermostatische Element kann auch einfacher sein und keinen unteren Schaft
34 enthalten.
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Die Abstützmittel zwischen dem Körper 11 und dem metallischen Teil 40
können sich außerdem von den gezeigten und beschriebenen unterscheiden:
die Arme 16 könnten somit radiale Nocken aufweisen, die mit Öffnungen, die
in den Schenkeln 42 und dem Bügel ausgespart sind, in Eingriff gelangen.
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Zur Vermeidung jeglichen Geräuschs und einer eventuellen mechanischen
Abnutzung sind, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, elastische Mittel zwischen
den Ansätzen 43 und dem Körper 11 des Gehäuses vorgesehen. Diese
elastischen Mittel haben die Wirkung, das Spiel zwischen dem Bügel 40 und dem
Gehäuse zu verkleinern und folglich die Vibrationen dieses Bügels zu
dämpfen.
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In der Ausführungsform von Fig. 5 ist mit jedem Ansatz 43 ein elastischer
Vorsprung 43a, der diese Antivibrationsfunktion sicherstellt, einteilig
ausgebildet.
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In jener von Fig. 6 wird diese Funktion von einem Elastomerkeil 43b erfüllt,
der entweder bei der Montage eingesetzt werden kann oder vor der Montage
an den Ansätzen 43 angebracht werden kann.