EP1561020A1 - Thermostatventil für ein kühlsystem einer brennkraftmaschine - Google Patents

Thermostatventil für ein kühlsystem einer brennkraftmaschine

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Publication number
EP1561020A1
EP1561020A1 EP03811350A EP03811350A EP1561020A1 EP 1561020 A1 EP1561020 A1 EP 1561020A1 EP 03811350 A EP03811350 A EP 03811350A EP 03811350 A EP03811350 A EP 03811350A EP 1561020 A1 EP1561020 A1 EP 1561020A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
wax
passage
thermostatic
coolant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03811350A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hansjörg FINKBEINER
Harald Gellner
Telse Hollander
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1561020A1 publication Critical patent/EP1561020A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0493—Controlling the air charge temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/167—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by adjusting the pre-set temperature according to engine parameters, e.g. engine load, engine speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/045—Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly
    • F02B29/0475—Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly the intake air cooler being combined with another device, e.g. heater, valve, compressor, filter or EGR cooler, or being assembled on a special engine location
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2070/00—Details
    • F01P2070/04—Details using electrical heating elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a thermostatic valve for a cooling system of an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • a cooling system for an internal combustion engine usually comprises a coolant circuit 10, in which the present invention can also be used, and which is shown schematically in FIG.
  • the coolant such as water
  • the coolant is supplied to the engine 12 via a coolant supply line 14 by means of a pump 16.
  • the coolant flows via a coolant discharge line 18, a coolant return line 20 and a coolant cooler line 22 to a cooler 24 to be cooled therein again by means of heat exchange with cooling air.
  • the thus cooled coolant is then supplied from the radiator 24 again via the supply line 14 of the internal combustion engine 12.
  • the coolant via a coolant short line 28 is fed directly back to the supply line 14 without passing through the radiator 24.
  • the coolant thus passes without cooling back into the internal combustion engine 12, so that it gradually heats up until it reaches a temperature that requires cooling, and it is therefore then passed through the radiator 24.
  • thermostatic valve 30 For the conduction of the coolant from the return line 20 into the radiator line 22 and / or the short-circuit line 28, a thermostatic valve 30 is usually provided.
  • the thermostatic valve 30 controls the opening and closing of a first passage from an input port 32 connected to the return line 20 to a first output port 34a connected to the radiator line 22 and a second passage from the input port 32 to a second output port 34 b, which is connected to the short-circuit line 28, as a function of the detected by the temperature sensor 26 temperature of the coolant at the output of the internal combustion engine 12th
  • the heated in the internal combustion engine 12 coolant can also be used for heating a passenger compartment of a motor vehicle.
  • the coolant circuit 10 has a coolant heating line 36 which branches off from the discharge line 18 and through which the coolant is fed by means of a pump 38 to a heat exchanger 40.
  • the warm coolant is in heat exchange with an air flow which is blown into the passenger compartment.
  • the coolant is cooled; Subsequently, the thus cooled coolant is fed back to the supply line 14.
  • an auxiliary heater (not shown) may optionally be provided (so-called auxiliary heater), which is connected to the heat exchanger 40 in parallel to the coolant circuit 10.
  • thermostatic valve 30 for controlling the temperature of the internal combustion engine 12 zussenen coolant is known from the prior art, for example, a so-called rotary valve thermostatic valve whose operation or switching states are shown schematically in Figs. 2A to 2D.
  • the rotary valve thermostatic valve 30 has a valve chamber 42 which has the input port 32 in the axial direction and the first and second output ports 34a, 34b in the radial direction.
  • a rotatable about the axis perpendicular to the drawing plane rotary valve 44 is provided which is formed with two closure areas and two opening areas such that the switching states described below can be adjusted.
  • the thermostatic valve 30 With increasing temperature of the coolant, a partial cooling of the coolant is required, so that the thermostatic valve 30 is switched to the mixed operation.
  • the rotary valve 44 In this mixing operation, the rotary valve 44 is in such a rotational position that both output ports 34a and 34b are opened (see FIG. 2C) so that a part of the coolant flows through the radiator 24 and the other part of the internal combustion engine 12 is directly returned.
  • the first output port 34a is fully opened and the second output port 34b is closed (cooling operation as shown in FIG. 2D), so that the entire coolant is passed through the radiator 24 for cooling.
  • the operating positions of the rotary valve thermostatic valve 30 can be adjusted quickly and accurately by a suitable electromechanical control, in addition, the rotational position of the rotary valve 44 can be detected electronically.
  • a disadvantage of such a rotary valve thermostatic valve the high cost, in particular for its control and its large weight and its size.
  • thermostatic valve for a cooling system of an internal combustion engine having the features of claim 1.
  • the thermostat valve according to the invention for a cooling system of an internal combustion engine comprises an input port, which is connectable to a coolant return line from an internal combustion engine; a first output port connectable to a radiator coolant passage to a radiator; a second output port connectable to a coolant shorting line to the internal combustion engine; a first valve element for closing and opening a first passage between the input port and the first output port; and a second valve element for closing and opening a second passage between the input port and the second output port.
  • the thermostatic valve according to the invention is characterized in that at least one wax-cartridge thermostat is provided for actuating the valve elements, the wax-cartridge thermostat being connected to an electrical heating element for influencing the temperature acting on the wax-cartridge thermostats.
  • the two valve elements can be controlled with the aid of the at least one wax-cartridge thermostat, for example, such that in a first temperature range (T ⁇ T x ) the first and the second passage are closed, in a second temperature range (T x ⁇ T ⁇ T ⁇ ) the first Passage is closed and the second passage is opened, in a third temperature range (T ⁇ ⁇ T ⁇ T z ), the first and the second passage are opened, and in a fourth temperature range (T> T), the first passage is opened and the second Passage is closed.
  • thermostatic valve By designing the thermostatic valve with wax-cartridge thermostats, a more cost-effective design of smaller size and lighter weight than a rotary valve thermostatic valve is feasible. Since the temperature acting on the wax-cartridge thermostats can be increased by the electric heating element, the switching state of the thermostatic valve can be set faster or at a lower coolant temperature. This is particularly advantageous in load jumps of the internal combustion engine, which would otherwise cause an excessive increase in the temperature of the coolant.
  • the electrical heating element is controllable in dependence on at least one parameter, which is a measure of the load of the internal combustion engine.
  • this parameter is selected from the group consisting of the temperature of the coolant, the temperature of the thermostatic valve, the temperature of the internal combustion engine, the injection quantity of the internal combustion engine, the torque of the internal combustion engine and the accelerator pedal position.
  • the thermostatic valve is further provided with a coolant bypass passage between the input port and the second output port of the coolant shorting line. This measure ensures that the
  • the thermostatic valve of the invention regardless of the switching state of the thermostatic valve undergoes a constant flushing through the coolant and therefore a more precise control of the switching states at lower switching times is possible.
  • the first and the second valve element are biased by return springs in their closing the passage between the input terminal and the first output terminal or the passage between the input terminal and the second output terminal position.
  • the first and the second valve element are arranged on a common axis.
  • the wax-cartridge thermostat can be arranged between the first and the second valve element (embodiment of FIG. 3).
  • the first valve element may consist of a first valve disk for opening and closing the first passage and the second valve element consisting of a second valve disk and a third valve disk which mutually close and open the second passage, wherein a wax-cartridge thermostat between the first valve disk and the second Valve plate is arranged and the second passage is opened by the pressure of the coolant (embodiment of Fig. 5).
  • a first and a second wax-cartridge thermostat are provided which contain wax materials having different temperature coefficients, the first wax-cartridge thermostat acting on the first valve member and the second wax-cartridge thermostat acting on the second valve member and the first and second wax-cartridge thermostats independently work.
  • the first valve element of a first valve disc for opening and closing the first passage and the second valve element of a second valve disc for opening and closing the second Passage exist, wherein the first and the second wax-cartridge thermostat are arranged one behind the other between the first valve disc and the second valve disc (embodiment of Fig. 6), or the first valve element consists of a first valve disc for opening and closing the first passage and the second valve element a second valve disk and a third valve disk which mutually close and open the second passage, wherein the first wax-cartridge thermostat is arranged between the first valve disk and the second valve disk and the second wax-cartridge thermostat is arranged between the second and the third valve disk (embodiment of FIG. 4).
  • the first wax-cartridge thermostat acts on the first valve element and the second wax-cartridge thermostat on the second valve element in such a manner that the first and second wax-cartridge thermostats are coupled in opposite directions (embodiment of FIG. 8th) .
  • the first and the second valve element are arranged on two different axes and there are provided a first and a second wax-cartridge thermostat containing wax materials with different temperature coefficients.
  • the first wax-cartridge thermostat may act on the first valve member and the second wax-cartridge thermostat on the second valve member, the first and second wax-cartridge thermostats operating independently of each other (embodiment of Fig. 7).
  • the first valve element may also consist of a second valve disk closing the first output port and a first valve disk closing the input port, and the second valve element consisting of a third valve disk closing the second output port and the first valve disk closing the input port; and the second wax-cartridge thermostat can act on the second and third valve discs in opposite directions, and the first wax-cartridge thermostat acts on the first valve disc (embodiment of FIG. 9).
  • Fig. 1 is a schematic representation of a
  • Coolant circuit for an internal combustion engine in which the thermostatic valve according to the present invention can be used;
  • Figs. 2A to 2D show four different switching states of an example of a conventional rotary valve thermostatic valve which can be used in the refrigerant circuit of Fig. 1;
  • 3A to 3C show three different switching states of a first embodiment of a thermostatic valve with two valve plates and a wax-cartridge thermostat on a common axis according to the present invention, which can be used in the coolant circuit of Figure 1.
  • 4A to 4D show four different switching states of a second embodiment of a thermostatic valve with three valve plates and two wax-spatula thermostats on a common axis according to the present invention;
  • 5A to 5D show four different switching states of a variant of the second embodiment of a thermostatic valve of Fig. 4 with three valve plates and a wax-cartridge thermostat on a common axis;
  • FIGS. 6A to 6D show four different switching states of a third embodiment of a thermostatic valve with two valve plates and two wax-spatula thermostats on a common axis according to the present invention
  • FIG. 7A to 7D show four different switching states of a fourth embodiment of a thermostatic valve with two valve plates and two wax-spatula thermostats on two different axes according to the present invention
  • FIGS. 8A to 8D show four different switching states of a fifth embodiment of a thermostatic valve with two valve plates and two wax-spatula thermostats on a common axis according to the present invention.
  • FIGS. 9A to 9D show four different switching states of a sixth embodiment of a thermostatic valve with three valve plates and two wax-spatula thermostats on two different axes according to the present invention.
  • Various embodiments of a thermostatic valve according to the present invention and their operation will be explained in more detail below with reference to FIGS. 3 to 9.
  • the thermostatic valves are all used in a coolant circuit, as described with reference to FIG. 1, or similar cooling system of internal combustion engines. A further description of the cooling system of Fig. 1 is omitted to avoid unnecessary repetition at this point. Similar or corresponding components have been identified in all figures with the same reference numerals.
  • the thermostatic valve 30 according to the first
  • Embodiment which is shown in Fig. 3, includes a valve chamber 42 via an input terminal 32 to the coolant return line 20 (see Fig. 1), via a first output port 34a to the coolant radiator line 22 and via a second output port 34b with the coolant shorting line 28 is connectable.
  • a wax-cartridge thermostat 46 is arranged on a first valve plate 48 as a first valve element for closing a first passage opening 50 from the valve chamber 42 to the first output port 34a and a second valve plate 49 as a second valve element for closing a second passage opening 51 to the second output terminal 34b acts. Since the structure and operation of a wax-cartridge thermostat are known in principle to the person skilled in the art, a detailed description of the same is dispensed with at this point.
  • the first and second valve elements 48, 49 and the wax-cartridge thermostat 46 are arranged on a common axis, as can be seen clearly in FIG. Furthermore, the wax-cartridge thermostat 46 is connected or coupled to an electrical heating element 54.
  • the electric heater 54 may be on the wax-cartridge thermostats Increase the effective temperature as needed while accelerating the switching operation of the thermostatic valve 30 or at a lower coolant temperature.
  • the electric heating element 54 is controllable in dependence on at least one parameter, which is a measure of the load of the internal combustion engine. Examples of such a parameter are the temperature of the coolant, the temperature of the thermostatic valve, the temperature of the internal combustion engine, the injection quantity of the internal combustion engine, the torque of the internal combustion engine and the accelerator pedal position.
  • FIG. 3A schematically shows the short-circuit operation of the wax cartridge thermostatic valve 30, in which the first through-opening 50 is closed and the second through-opening 51 is opened in a temperature range T ⁇ T y , so that the coolant supplied by the return line 20 exclusively to the The short output line 28 connected to the second output connection 34b is conducted.
  • the thermostatic valve 30 Upon reaching a coolant temperature T y or, if the electric heating element 54 is actuated, already on reaching a coolant temperature T y -T 2 , the thermostatic valve 30 changes to the switching state of the mixing operation shown in FIG. 3B.
  • both output ports 34 a and 34 b are connected to the valve chamber 42 and thus to the input port 32, so that the coolant flow is divided into the radiator line 22 and the short-circuit line 28 according to the temperature of the coolant.
  • the second output port 34b is closed by the wax-aspher thermostat 46, so that the entire coolant is supplied to the radiator 24 to achieve a maximum cooling capacity of the coolant circuit 10.
  • thermostatic valve of the invention is smaller and lighter and requires lower manufacturing costs than the conventional rotary valve thermostatic valve.
  • a second embodiment of a thermostatic valve 30 with three valve plates and two wax-cartridge thermostats is also proposed, as illustrated in FIGS. 4A to 4D.
  • This thermostatic valve 30 likewise has a valve chamber 42, which on the one hand with the input port 32 to the coolant return line 20 and on the other hand via a first passage opening 50 with the first output port 34a to the coolant radiator line 22 and via a second passage opening 51 with the second output port 34b is connected to the short-circuit line 28.
  • the first passage opening 50 is closable by means of a first valve disk 48, which forms a first valve element, while the second passage opening 51 can be closed alternately by means of a second valve disk 49a and a third valve disk 49b, which form a second valve element, wherein the third valve disk 49b is biased by a return spring 52 in its closed position.
  • a first wax-cartridge thermostat 46 which is connected to an electric heating element 54, is between the first and the second the second valve disc 48 and 49 a arranged, and a second wax cartridge thermostat 47, which is coupled with no electric heating element, but this could still be, is disposed between the second valve plate 49 a and the third valve plate 49 b, wherein the two wax-cartridge thermostats 46, 47 also wax materials with different coefficients of thermal expansion so that the following operation is achieved.
  • the thermostatic valve 30 is switched to the position of the mixing operation, which is shown in Fig. 4C.
  • the first valve disk 48 is lifted from the first through-hole 50 to the first output port 34a by the first wax-cartridge thermostat 46, the second valve disk 49a is only partially moved toward the second through-hole 51, and the third valve disk 49b remains in the previous one open position.
  • both the first passage opening 50 and the second passage opening 51 by corresponding Interaction of both wax-cartridge thermostats 46 and 47 open.
  • thermostatic valve 30 By means of the thermostatic valve 30 with two wax-cartridge thermostats explained with reference to FIG. 4, basically all switching states of the rotary valve thermostatic valve of FIG. 2 can be readjusted. In addition, 54 small switching times are possible with the wax cartridge thermostat 46 by the connection with the electric heating element.
  • a variant of the second embodiment is preferred, which is shown in Fig. 5.
  • the constructive difference of the thermostatic valve 30 of FIG. 5 from that of FIG. 4 lies in the omission of the second
  • Wax cartridge thermostats 47 Wax cartridge thermostats 47.
  • the operation of this thermostatic valve 30 is as follows.
  • Embodiment which is shown in Fig. 6, includes a valve chamber 42 via an input port 32 to the coolant return line 20 (see Fig. 1), via a first output port 34a with the coolant radiator line 22 and via a second output port 34b with the coolant shorting line 28 is connectable.
  • the input port 32 is connected via a first passage consisting of the valve chamber 42 and a first passage opening 50 with the first output port 34 a. Further, the input port 32 is connected to the second output port via a second passage consisting of the valve chamber 42 and two second through holes 51, 51 '.
  • the thermostatic valve 30 further comprises a first and a second valve element.
  • the first valve element is formed by a first valve disk 48 which opens and closes the first through opening 50 and which is biased by a first return spring 52a into the closed position against the first through opening 50.
  • the second valve element is formed by a second valve plate 49 which alternately opens and closes the two second passage openings 51, 51 'and which is biased by a second return spring 52b in the closed position against the second passage opening 51.
  • the two are Valve elements 48 and 49 arranged on a common axis.
  • first wax-cartridge thermostat 46 and a second wax-cartridge thermostat 47 arranged in series between the first and second valve disks 48, 49.
  • the two wax-cartridge thermostats contain wax materials with different coefficients of thermal expansion, so that the switching states described below are adjustable.
  • the first wax-cartridge thermostat 46 is connected to a first electric heater 54
  • the second wax-cartridge thermostat 47 is connected to a second electric heater 55.
  • the two electrical heating elements 54, 55 can increase the temperatures acting on the wax-cartridge thermostats 46, 47, if necessary, thereby accelerating the switching operation of the thermostatic valve 30 or causing it to operate at a lower coolant temperature.
  • the electric heating elements 54, 55 are controllable in dependence on at least one parameter, which is a measure of the load of the internal combustion engine. Examples of such a parameter are the temperature of the coolant, the temperature of the thermostatic valve, the temperature of the internal combustion engine, the injection quantity of the internal combustion engine, the torque of the internal combustion engine and the accelerator pedal position.
  • thermostatic valve 30 is provided with a bypass passage 56 which bypasses the second passage 51 in the embodiment of Fig. 6, when it is closed by the second valve plate 49. This measure ensures that the two wax-cartridge thermostats 46 and 47 are in all switching states of the thermostatic valve 30 of coolant to flow around and therefore allow precise control with low switching times, as shown in Figs. 6A to 6D to recognize.
  • the thermostatic valve 30 In a first temperature range T ⁇ T x , the thermostatic valve 30 is in the switching state of the full throttle, which is shown in Fig. 6A. In this switching state, the two wax-cartridge thermostats 46, 47 act on the valve elements such that the first valve disc 48 is pressed by the force of the first return spring 52a against the first passage opening 50 to close the first passage, and that the second valve disc 49 through the Force of the second return spring 52b is pressed against the front 51 of the two second passage opening to close the second passage.
  • thermostatic valve 30 Upon reaching a coolant temperature T x or, if the electric heating elements 54, 55 are actuated, already on reaching a coolant temperature T ⁇ -T ⁇ the thermostatic valve 30 changes to the switching state of the short-circuit operation, which is shown in Fig. 6B.
  • the wax is expanded to varying degrees such that the actuators of the two wax-cartridge thermostats 46, 47 act on the valve members 48, 49 and the axial position of the two wax-cartridge thermostats 46, 47 in the valve chamber 42 is changed so that, although the force on the first valve disc 48 to open the first passage opening 50 is not sufficient to overcome the force of the first return spring 52a, but that a second passage opening 51 by pushing away the second valve disc 49 against the force of second return spring 52b is opened. In this way, the second passage of the thermostatic valve 30 is opened and the coolant can flow from the return line 20 from the second output port 34b to the short-circuit line 28.
  • the thermostatic valve 30 Upon reaching a coolant temperature T ⁇ or, if the electric heating elements 54, 55 are actuated, already on reaching a coolant temperature T ⁇ -T 2 , the thermostatic valve 30 changes to the switching state of the mixing operation shown in Fig. 6C.
  • the wax is expanded to varying degrees so that the actuators of the two wax-cartridge thermostats 46, 47 act on the valve members 48, 49 and the axial position of the two wax-cartridge thermostats 46, 47 in the valve chamber 42 is changed so that now the first valve plate 48 is pressed against the force of the first return spring 52a of the first passage opening 50 to open it, but the force of the second wax-cartridge thermostat 47 is not sufficient to the second valve plate 49 against the force the second return spring 52b to push against the rear 51 'of the two second through holes.
  • both the first and the second passages of the thermostatic valve 30 are opened and the coolant can flow from the return line 20 from the second output port 34b to the short-circuit line 28 and also from the first output port 34a to the radiator line 22.
  • the thermostatic valve 30 changes for maximum cooling capacity of the coolant circuit 10 in the switching state of the radiator operation of Fig. 6D.
  • the wax is expanded to varying degrees such that the actuators of the two wax-cartridge thermostats 46, 47 act on the valve members 48, 49 and the axial position of the two wax-cartridge thermostats 46, 47 in the valve chamber 42 is changed in that the first valve disc 48 is further away from the first one against the force of the first return spring 52
  • Through passage opening 50a is pushed away and now the force on the second valve disc 49 to close the second passage opening 51 'is sufficient to overcome the force of the second return spring 52b. Therefore, only the first passage of the thermostatic valve 30 is now open and the coolant can flow from the return line 20 exclusively from the first output port 34a into the radiator line 22 to the radiator 24.
  • thermostatic valve 30 it may be useful to arrange the valve elements and the wax-cartridge thermostats on two different axes. This is realized in the fourth embodiment of the invention illustrated in Figs. 7A to 7D.
  • Embodiment also includes a valve chamber 42 which is connectable via an input terminal 32 to the return line 20, via a first output port 34a to the radiator line 22 and via a second output port 34b to the short-circuit line 28.
  • the input port 32 is connected via a first passage consisting of the valve chamber 42 and a first passage opening 50 to the first output port 34a and via a second passage consisting of the valve chamber 42 and two second passage openings 51, 51 'to the second output port 34b.
  • first and a second valve element is provided.
  • the first valve element is formed by a first valve disk 48 which opens and closes the first through opening 50 and which is biased by a first return spring 52a into the closed position against the first through opening 50.
  • the second valve element is formed by a second valve plate 49, which alternately the two second Through holes 51, 51 'opens and closes and is biased by a second return spring 52b in the closed position against the second through hole 51.
  • the two valve elements 48 and 49 are arranged in this second embodiment on two different axes, which may for example be oriented parallel to each other, as clearly shown in Fig. 7.
  • a first wax-cartridge thermostat 46 acts on the first valve disk 48, and independently a second wax-cartridge thermostat 47 acts on the second valve disk 49.
  • the two wax-cartridge thermostats again contain wax material with different coefficients of thermal expansion, so that the switching states described below are adjustable.
  • both wax bath thermostats 46, 47 are each connected to an electrical heating element 54, 55, whose operation is described in accordance with the above with reference to the previous embodiments.
  • a bypass passage 56 connects the valve chamber 42 with the second output port 34b, bypassing the second passage openings 51, 51 '.
  • the thermostatic valve 30 In the first temperature range T ⁇ T x , the thermostatic valve 30 is in the switching state of the full throttle, which is shown in Fig. 7A, ie both passages are closed by the valve plates 48, 49, biased by the respective return springs 52a, 52b in this position are.
  • the thermostatic valve 30 Upon reaching the coolant temperature T x or, if the electric heating elements 54, 55 are actuated, already on reaching a coolant temperature T x - Ti, the thermostatic valve 30 changes to the switching state of the short-circuit operation, which is shown in Fig. 7B.
  • the wax is expanded to varying degrees so that the Actuating elements of the two wax-aspher thermostats 46, 47 act on the valve elements 48, 49 so that, although the force on the first valve plate 48 to open the first passage opening 50 is not sufficient to overcome the force of the first return spring 52a, but that a second Through hole 51 is opened by pushing away the second valve plate 49 against the force of the second return spring 52b.
  • the second passage of the thermostatic valve 30 is opened and the coolant can flow from the return line 20 from the second output port 34b to the short-circuit line 28.
  • the thermostatic valve 30 Upon reaching a higher coolant temperature T ⁇ or, if the electric heating elements 54, 55 are actuated, already on reaching a coolant temperature T ⁇ -T 2 , the thermostatic valve 30 then changes in the mixing operation shown in Fig. 7C.
  • the wax is further expanded to varying degrees such that the actuators of the two wax-cartridge thermostats 46, 47 act on the valve members 48, 49 so that the first valve disc 48 against the force of the first return spring 52 a is pushed away from the first passage opening 50 to open it, but the force of the second wax-cartridge thermostat 47 is not sufficient to push the second valve plate 49 against the force of the second return spring 52b against the rear 51 'of the second through-holes.
  • both the first and second passages of the thermostatic valve 30 are opened and the coolant can flow from the return line 20 to the short-circuit line 28 and also to the radiator line 22.
  • the thermostatic valve 30 changes to the radiator operation of Fig. 7D.
  • the wax is expanded to various degrees in such a way that the actuating elements of the two wax-cartridge thermostats 46, 47 act on the valve elements 48, 49 so that the first valve plate 48 is further pushed away from the first passage opening 50 and now the force on the second valve plate 49 to close the second passage opening 51 'is sufficient to the force to overcome the second return spring 52b. Therefore, the coolant can now flow from the return line 20 exclusively from the first output port 34a into the radiator line 22 to the radiator 24.
  • thermostatic valve 30 The structure and operation of another embodiment of a thermostatic valve 30 according to the invention will now be explained with reference to FIGS. 8A to 8D.
  • valve plates 48, 49 are arranged on a common axis and the two wax-cartridge thermostats 46, 47 are positioned one behind the other between the valve plates 48, 49.
  • the two wax-cartridge thermostats 46, 47 are positioned one behind the other between the valve plates 48, 49.
  • the wax is expanded to varying degrees such that the actuators of the two wax-cartridge thermostats 46, 47 act on the valve members 48, 49 and the axial position of the two wax-cartridge thermostats 46, 47 in the valve chamber 42 is changed so that, although the force on the first valve disc 48 to open the first passage opening 50 is not sufficient to overcome the force of the first return spring 52a, but that a second passage opening 51 by pulling the second valve plate 49 against the force of second return spring 52b is opened. In this way, the second passage of the thermostatic valve 30 is opened and the refrigerant flows from the return passage 20 from the second output port 34b to the short-circuit line 28.
  • the thermostatic valve changes upon reaching a higher coolant temperature T ⁇ or, if the electric heating elements 54, 55 are actuated, already on reaching a coolant temperature T ⁇ -T 2 then in the mixing operation.
  • the wax is further expanded to a different extent in such a way that the actuating elements of the two
  • the thermostatic valve 30 changes to the radiator operation of Fig. 8D.
  • the wax is expanded to varying degrees such that the actuators of the two wax-cartridge thermostats 46, 47 act on the valve members 48, 49 and the axial position of the two wax-cartridge thermostats 46, 47 in the valve chamber 42 is changed in that the first valve disk 48 is pulled further away from the first through-opening 50 and the second wax-cartridge thermostat 47 can no longer pull the second valve disk 49 away from the second through-opening 51 counter to the force of the second return spring 52b. Therefore, the coolant now flows from the return line 20 exclusively in the radiator line 22 to the radiator 24th
  • a biaxial arrangement of the components of the thermostatic valve 30 is again selected.
  • the thermostatic valve 30 illustrated in FIG. 9 includes a total of three valve plates 56-58 which open and close three associated ports 60-62 and two wax-cartridge thermostats 64, 66 with two associated electrical heaters 54, 55.
  • the first valve element is formed in this case by the first valve plate 56 and the second valve plate 57
  • the second valve element is formed by the first valve plate 56 and the third valve plate 58
  • the first passage from the input port 32 to the first output port 34 a is through the first passage opening 60
  • the valve chamber 42 and the second Through hole 61 is formed
  • the second passage from the input port 32 to the second output port 34 b is formed by the first passage opening 60, the valve chamber 42 and the third passage opening 62.
  • the first wax-cartridge thermostat 64 acts exclusively on the first valve plate 56, which is biased by a first return spring 68 in its closed position, and is coupled to a first electrical heating element 54.
  • the second wax-cartridge thermostat 66 is disposed between the second and third valve plates 57, 58 and acts thereon in cooperation with a second return spring 69 which biases the second valve disk 57 into its closed position and a third return spring 70 which engages the third valve disk 58 in FIG its biased position biases, in a mutually opposite manner, as described below.
  • bypass passage 56 is provided to bypass the first passage opening 60.
  • the thermostatic valve 30 is in the switching state of the full throttle, which is shown in Fig. 9A.
  • the two wax-cartridge thermostats 64 and 66 act in conjunction with the return springs 68, 69 and 70 on the valve elements such that the first valve plate 56 is pressed by the force of the first return spring 68 against the first passage opening 60, the second valve plate 57 through the force of the second return spring 69 is pressed against the second passage opening 61, and the third valve disc 58 is pressed by the force of the third return spring 70 against the third passage opening 62, so that the first and the second passage are closed.
  • the wax is expanded to a different extent such that the actuators of the two wax-cartridge thermostats 64, 66 act on the valve plates 56-58 such that the first valve plate 56 against the force of the first return spring 68 of the first through hole 60 is pushed away and the third valve plate 58 is pulled against the force of the third return spring 70 from the third through hole 62, so that the second passage is opened, but that the force of the second wax pacifier thermostat 66 on the second valve disc 57 to open the second passage opening 61 against the force of the second return spring 69 is not sufficient, so that the first passage to the radiator line 22 remains closed.
  • the thermostatic valve 30 changes in the mixing operation shown in Fig. 9C.
  • the wax is further expanded to a different extent such that the first valve disc 56 remains pushed away from the first passage opening 60 by the first wax cartridge thermostat 64 against the force of the first return spring 68, and the second
  • the thermostatic valve 30 changes for maximum cooling capacity of the coolant circuit 10 in the switching state of the radiator operation of Fig.
  • the wax is expanded to varying degrees such that the actuators of the two wax-cartridge thermostats 64, 66 act on the valve members such that the first valve disc 56 continues to push away from the first passage opening 50a against the force of the first return spring 68 is that the second valve disc 57 against the force of the second return spring 69 is pulled away from the second passage opening 61, and that the force of the second wax pacifier thermostat 66 on the third valve disc 58 to open the third passage opening 62 against the force of the third return spring 70 not more is sufficient.
  • the first passage to the radiator conduit 22 remains open, but the second passage to the shorting conduit 28 is closed.
  • the present invention takes advantage of wax-cartridge thermostats to build a low-cost Ther ostatventils of relatively small size and relatively low weight while ensuring the existing in a rotary valve thermostatic valve advantages of realizing a full throttle and faster S chalt profession than a conventional thermostatic valve.

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Abstract

1. Thermostatventil für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine. 2.1. Es wird ein Thermostatventil für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, mit einem Eingangsanschluss (32), der mit einer Kühlmittel-Rückführleitung (20) von einer Brennkraftmaschine (12) verbindbar ist; einem ersten Ausgangsanschluss (34a), der mit einer Kühlmittel-Kühlerleitung (22) zu einem Kühler (24) verbindbar ist; einem zweiten Ausgangsanschluss (34b), der mit einer Kühlmittel-Kurzschlussleitung (28) zu der Brennkraftmaschine (12) verbindbar ist; einem ersten Ventilelement (48; 56, 57) zum Schliessen und Öffnen eines ersten Durchgangs zwischen dem Eingangsanschluss und dem ersten Ausgangsanschluss; und einem zweiten Ventilelement (49; 56, 58) zum Schliessen und Öffnen eines zweiten Durchgangs zwischen dem Eingangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss. 2.2. Erfindungsgemäss ist bei dem Thermostatventil zur Realisierung der Schaltzustände eines Drehschieber-Thermostatventils und zur Erzielung geringer Schaltzeiten mindestens ein Wachspatronenthermostat (46, 47; 64, 66) zum Betätigen der Ventilelemente (48, 49; 56, 57, 58) vorgesehen, wobei der Wachspatronenthermostat (46, 47; 64, 66) mit einem elektrischen Heizelement (54, 55) verbunden ist, um die auf den Wachspatronenthermostaten wirkende Temperatur zu beeinflussen. 2.3. Anwendung in Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen.

Description

Thermostatventll für ein Kühlsystem einer Brenn raftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Thermostatventil für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine umfasst üblicherweise einen Kühlmittelkreislauf 10, in dem auch die vorliegende Erfindung einsetzbar ist und der schematisch in Fig. 1 dargestellt ist.
Das Kühlmittel, wie beispielsweise Wasser, wird der Brennkraftmaschine 12 über eine Kühlmittel-Zuführleitung 14 mittels einer Pumpe 16 zugeleitet. Nach Durchlaufen der Brennkraftmaschine 12 und entsprechender Erwärmung aufgrund Wärmeaustausch strömt das Kühlmittel über eine Kühlmittel- Abführleitung 18, eine Kühlmittel-Rückführleitung 20 und eine Kühlmittel-Kühlerleitung 22 zu einem Kühler 24, um in diesem mittels Wärmeaustausch mit Kühlluft wieder gekühlt zu werden. Das so gekühlte Kühlmittel wird dann von dem Kühler 24 wieder über die Zuführleitung 14 der Brennkraftmaschine 12 zugeführt.
Falls die Temperatur des aus der Brennkraftmaschine 12 strömenden Kühlmittels, welche durch einen geeigneten Temperatursensor 26 zum Beispiel in der Abführleitung 18 erfasst wird, beispielsweise während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine nach deren Start relativ niedrig ist und deshalb eine Kühlung des Kühlmittels nicht erforderlich ist, wird das Kühlmittel über eine Kühlmittel- Kurzschlussleitung 28 direkt wieder der Zuführleitung 14 zugeführt, ohne durch den Kühler 24 zu laufen. Das Kühlmittel gelangt somit ohne Kühlung wieder in die Brennkraftmaschine 12, so dass es sich nach und nach erwärmt bis es eine Temperatur erreicht, die eine Kühlung erfordert, und es deshalb dann durch den Kühler 24 geleitet wird.
Für die Leitung des Kühlmittels von der Rückführleitung 20 in die Kühlerleitung 22 und/oder die Kurzschlussleitung 28 ist üblicherweise ein Thermostatventil 30 vorgesehen. Das Thermostatventil 30 steuert das Öffnen und Schließen eines ersten Durchgangs von einem Eingangsanschluss 32, der mit der Rückführleitung 20 verbunden ist, zu einem ersten Ausgangsanschluss 34a, der mit der Kühlerleitung 22 verbunden ist, sowie eines zweiten Durchgangs von dem Eingangsanschluss 32 zu einem zweiten Ausgangsanschluss 34b, der mit der Kurzschlussleitung 28 verbunden ist, in Abhängigkeit von der durch den Temperatursensor 26 erfassten Temperatur des Kühlmittels am Ausgang der Brennkraftmaschine 12.
Darüber hinaus kann das in der Brennkraftmaschine 12 erwärmte Kühlmittel auch zum Heizen einer Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeuges genutzt werden. Hierzu weist der Kühlmittelkreislauf 10 eine Kühlmittel-Heizungsleitung 36 auf, die von der Abführleitung 18 abzweigt und durch die das Kühlmittel mittels einer Pumpe 38 einem Wärmetauscher 40 zugeleitet wird. In dem Wärmetauscher 40 steht das warme Kühlmittel mit einem Luftstrom in Wärmeaustausch, der in die Fahrgastzelle geblasen wird. Durch die Abgabe von Wärme an den Luftstrom der Heizung der Fahrgastzelle wird das Kühlmittel gekühlt; anschließend wird das so gekühlte Kühlmittel wieder der Zuführleitung 14 zugeführt. Zum Heizen der Fahrgastzelle bei stillstehender Brennkraftmaschine 12 kann optional ein Zusatzheizgerät (nicht dargestellt) vorgesehen sein (sog. Standheizung) , das parallel zu dem Kühlmittelkreislauf 10 an den Wärmetauscher 40 angeschlossen ist.
Als Thermostatventil 30 zur Regelung der Temperatur des der Brennkraftmaschine 12 zugeleiteten Kühlmittels ist aus dem Stand der Technik zum Beispiel ein sogenanntes Drehschieber-Thermostatventil bekannt, dessen Funktionsweise bzw. Schaltzustände schematisch in den Fig. 2A bis 2D dargestellt sind.
Wie in den Figuren dargestellt, weist das Drehschieber- Thermostatventil 30 eine Ventilkammer 42 auf, welche in axialer Richtung den Eingangsanschluss 32 und in radialer Richtung den ersten und den zweiten Ausgangsanschluss 34a, 34b aufweist. In der Kammer 42 ist ein um die senkrecht zur Zeichnungsebene stehende Achse drehbarer Drehschieber 44 vorgesehen, der mit zwei Verschlussbereichen und zwei Öffnungsbereichen derart ausgebildet ist, dass die nachfolgend beschriebenen Schaltzustände eingestellt werden können.
In dem ersten Schaltzustand des Thermostatventils 30, der in Fig. 2A dargestellt ist, zur sog. Volldrosselung ist der Drehschieber 44 in einer solchen Drehstellung gesteuert, dass sowohl der erste als auch der zweite Ausgangsanschluss 34a, 34b geschlossen sind. Somit wird ein Kreislauf des Kühlmittels verhindert und das Kühlmittel steht u.a. auch in der Brennkraftmaschine 12, wo es sich demzufolge erwärmt. Durch diese Volldrosselung kann der Warmlauf der Brennkraftmaschine 12 unterstützt werden.
Im Warmlaufbetrieb der Brennkraftmaschine 12 wird der zweite Ausgangsanschluss 34b durch den Drehschieber 44 freigegeben, während der erste Ausgangsanschluss 34a geschlossen bleibt, wie in Fig. 2B dargestellt. Auf diese Weise wird das Kühlmittel der Brennkraftmaschine 12 nur über die Kurzschlussleitung 28 zurückgeführt, so dass es sich nach und nach erwärmt.
Bei steigender Temperatur des Kühlmittels wird eine teilweise Kühlung des Kühlmittels erforderlich, so dass das Thermostatventil 30 in den Mischbetrieb geschaltet wird. In diesem Mischbetrieb befindet sich der Drehschieber 44 in einer solchen Drehstellung, dass beide Ausgangsanschlüsse 34a und 34b geöffnet sind (siehe Fig. 2C) , so dass ein Teil des Kühlmittels durch den Kühler 24 strömt und der andere Teil der Brennkraftmaschine 12 direkt zurückgeleitet wird.
Bei maximaler Kühlleistungsanforderung wird der erste Ausgangsanschluss 34a voll geöffnet und der zweite Ausgangsanschluss 34b geschlossen (Kühlbetrieb gemäß Fig. 2D) , so dass das gesamte Kühlmittel zur Kühlung durch den Kühler 24 geleitet wird.
Die Betriebsstellungen des Drehschieber-Thermostatventils 30 sind durch eine geeignete elektromechanische Steuerung schnell und genau einstellbar, außerdem ist die Drehstellung des Drehschiebers 44 elektronisch erfassbar. Nachteilig an einem solchen Drehschieber-Thermostatventil sind die hohen Kosten insbesondere für seine Steuerung und sein großes Gewicht und seine Größe.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Thermostatventil für ein Kühlsystem einer
Brennkraftmaschine vorzusehen, mit dem die Schaltzustände eines Drehschieber-Thermostatventils einstellbar sind und die Schaltzeiten möglichst gering sind. Außerdem soll das Thermostatventil einen Aufbau von möglichst kleiner Größe und kleinem Gewicht sowie geringe Herstellungskosten haben. Diese Aufgaben werden durch ein Thermostatventil für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche .
Das erfindungsgemäße Thermostatventil für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine umfasst einen Eingangsanschluss, der mit einer Kühlmittel-Rückführleitung von einer Brennkraftmaschine verbindbar ist; einen ersten Ausgangsanschluss, der mit einer Kühlmittel-Kühlerleitung zu einem Kühler verbindbar ist; einen zweiten Ausgangsanschluss, der mit einer Kühlmittel-Kurzschlussleitung zu der Brennkraftmaschine verbindbar ist; ein erstes Ventilelement zum Schließen und Öffnen eines ersten Durchgangs zwischen dem Eingangsanschluss und dem ersten Ausgangsanschluss; und ein zweites Ventilelement zum Schließen und Öffnen eines zweiten Durchgangs zwischen dem Eingangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss. Das Thermostatventil gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wachspatronenthermostat zum Betätigen der Ventilelemente vorgesehen ist, wobei der Wachspatronenthermostat mit einem elektrischen Heizelement verbunden bzw. gekoppelt ist, um die auf den Wachspatronenthermostaten wirkende Temperatur zu beeinflussen. Die beiden Ventilelemente können mit Hilfe des zumindest einen Wachspatronenthermostaten beispielsweise derart gesteuert werden, dass in einem ersten Temperaturbereich (T < Tx) der erste und der zweite Durchgang geschlossen sind, in einem zweiten Temperaturbereich (Tx < T < Tγ) der erste Durchgang geschlossen ist und der zweite Durchgang geöffnet ist, in einem dritten Temperaturbereich (Tγ < T < Tz) der erste und der zweite Durchgang geöffnet sind, und in einem vierten Temperaturbereich (T > T) der erste Durchgang geöffnet ist und der zweite Durchgang geschlossen ist. Mit diesem Thermostatventil können die Schaltzustände eines eingangs beschriebenen Drehschieber-Thermostatventils, in den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung auch der Schaltzustand der Volldrosselung, nachgestellt werden. Durch die Ausbildung des Thermostatventils mit Wachspatronenthermostaten ist ein kostengünstigerer Aufbau von kleinerer Größe und geringerem Gewicht als ein Drehschieber-Thermostatventil realisierbar. Da die auf den Wachspatronenthermostaten wirkende Temperatur durch das elektrische Heizelement erhöht werden kann, kann der Schaltzustand des Thermostatventils schneller bzw. bei einer niedrigeren Kühlmitteltemperatur eingestellt werden. Dies ist insbesondere bei Lastsprüngen der Brennkraftmaschine von Vorteil, die sonst eine zu starke Erhöhung der Temperatur des Kühlmittels bewirken würden.
In Ausgestaltung der Erfindung ist das elektrische Heizelement in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter steuerbar, der ein Maß für die Last der Brennkraftmaschine ist. Insbesondere ist dieser Parameter ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus der Temperatur des Kühlmittels, der Temperatur des Thermostatventils, der Temperatur der Brennkraftmaschine, der Einspritzmenge der Brennkraftmaschine, dem Drehmoment der Brennkraftmaschine und der Gaspedalstellung.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Thermostatventil weiter mit einem Kühlmittel-Bypassdurchgang zwischen dem Eingangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss der Kühlmittel-Kurzschlussleitung versehen. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, dass der
Wachspatronenthermostat des Thermostatventils der Erfindung unabhängig von dem Schaltzustand des Thermostatventils eine ständige Umspülung durch das Kühlmittel erfährt und deshalb eine genauere Steuerung der Schaltzustände bei geringeren Schaltzeiten möglich ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind das erste und das zweite Ventilelement durch Rückstellfedern in ihre den Durchgang zwischen dem Eingangsanschluss und dem ersten Ausgangsanschluss bzw. den Durchgang zwischen dem Eingangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss verschließende Stellung vorgespannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das erste und das zweite Ventilelement auf einer gemeinsamen Achse angeordnet. Hierbei kann der Wachspatronenthermostat zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilelement angeordnet sein (Ausführungsform von Fig. 3) .
Wahlweise kann das erste Ventilelement aus einem ersten Ventilteller zum Öffnen und Schließen des ersten Durchgangs bestehen und das zweite Ventilelement aus einem zweiten Ventilteller und einem dritten Ventilteller bestehen, die den zweiten Durchgang wechselseitig schließen und öffnen, wobei ein Wachspatronenthermostat zwischen dem ersten Ventilteller und dem zweiten Ventilteller angeordnet ist und der zweite Durchgang durch den Druck des Kühlmittels geöffnet wird (Ausführungsform von Fig. 5) .
In einer alternativen Ausgestaltung der einachsigen Konstruktion sind ein erster und ein zweiter Wachspatronenthermostat vorgesehen, die Wachsmaterialien mit unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten enthalten, wobei der erste Wachspatronenthermostat auf das erste Ventilelement wirkt und der zweite Wachspatronenthermostat auf das zweite Ventilelement wirkt und der erste und der zweite Wachspatronenthermostat unabhängig voneinander arbeiten.
In diesem Fall kann das erste Ventilelement aus einem ersten Ventilteller zum Öffnen und Schließen des ersten Durchgangs und das zweite Ventilelement aus einem zweiten Ventilteller zum Öffnen und Schließen des zweiten Durchgangs bestehen, wobei der erste und der zweite Wachspatronenthermostat hintereinander zwischen dem ersten Ventilteller und dem zweiten Ventilteller angeordnet sind (Ausführungsform von Fig. 6) , oder das erste Ventilelement besteht aus einem ersten Ventilteller zum Öffnen und Schließen des ersten Durchgangs und das zweite Ventilelement besteht aus einem zweiten Ventilteller und einem dritten Ventilteller, die den zweiten Durchgang wechselseitig schließen und öffnen, wobei der erste Wachspatronenthermostat zwischen dem ersten Ventilteller und dem zweiten Ventilteller angeordnet ist und der zweite Wachspatronenthermostat zwischen dem zweiten und dem dritten Ventilteller angeordnet ist (Ausführungsform von Fig. 4) .
Es ist aber bei der einachsigen Konstruktion des Thermostatventils ebenso möglich, dass der erste Wachspatronenthermostat auf das erste Ventilelement und der zweite Wachspatronenthermostat auf das zweite Ventilelement in einer solchen Weise wirkt, dass der erste und der zweite Wachspatronenthermostat gegenläufig miteinander gekoppelt sind (Ausführungsform von Fig. 8) .
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das erste und das zweite Ventilelement auf zwei verschiedenen Achsen angeordnet und es sind ein erster und ein zweiter Wachspatronenthermostat vorgesehen, die Wachsmaterialien mit unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten enthalten.
Bei dieser zweiachsigen Konstruktion des Thermostatventils kann der erste Wachspatronenthermostat auf das erste Ventilelement wirken und der zweite Wachspatronenthermostat auf das zweite Ventilelement wirken, wobei der erste und der zweite Wachspatronenthermostat unabhängig voneinander arbeiten (Ausführungsform von Fig. 7) . Alternativ kann bei dieser zweiachsigen Konstruktion des Thermostatventils auch das erste Ventilelement aus einem den ersten Ausgangsanschluss verschließenden zweiten Ventilteller und einem den Eingangsanschluss verschließenden ersten Ventilteller bestehen und das zweite Ventilelement aus einem den zweiten Ausgangsanschluss verschließenden dritten Ventilteller und dem den Eingangsanschluss verschließenden ersten Ventilteller bestehen; und der zweite Wachspatronenthermostat kann auf den zweiten und den dritten Ventilteller in zueinander entgegengesetzter Weise wirken, und der erste Wachspatronenthermostat auf den ersten Ventilteller wirken (Ausführungsform von Fig. 9) .
Weitere Vorteile, Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
Kühlmittelkreislaufs für eine Brennkraftmaschine, in dem das Thermostatventil gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann;
Fig. 2A bis 2D vier verschiedene Schaltzustände eines Beispiels eines herkömmlichen Drehschieber-Thermostatventils, das in dem Kühlmittelkreislauf von Fig. 1 eingesetzt werden kann;
Fig. 3A bis 3C drei verschiedene Schaltzustände eines ersten Ausführungsbeispiels eines Thermostatventils mit zwei Ventiltellern und einem Wachspatronenthermostaten auf einer gemeinsamen Achse gemäß der vorliegenden Erfindung, das in dem Kühlmittelkreislauf von Fig. 1 eingesetzt werden kann; Fig. 4A bis 4D vier verschiedene Schaltzustände eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Thermostatventils mit drei Ventiltellern und zwei Wachspatronenthermostaten auf einer gemeinsamen Achse gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5A bis 5D vier verschiedene Schaltzustände einer Variante des zweiten Ausführungsbeispiels eines Thermostatventils von Fig. 4 mit drei Ventiltellern und einem Wachspatronenthermostaten auf einer gemeinsamen Achse;
Fig. 6A bis 6D vier verschiedene Schaltzustände eines dritten Ausführungsbeispiels eines Thermostatventils mit zwei Ventiltellern und zwei Wachspatronenthermostaten auf einer gemeinsamen Achse gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7A bis 7D vier verschiedene Schaltzustände eines vierten Ausführungsbeispiels eines Thermostatventils mit zwei Ventiltellern und zwei Wachspatronenthermostaten auf zwei verschiedenen Achsen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8A bis 8D vier verschiedene Schaltzustände eines fünften Ausführungsbeispiels eines Thermostatventils mit zwei Ventiltellern und zwei Wachspatronenthermostaten auf einer gemeinsamen Achse gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 9A bis 9D vier verschiedene Schaltzustände eines sechsten Ausführungsbeispiels eines Thermostatventils mit drei Ventiltellern und zwei Wachspatronenthermostaten auf zwei verschiedenen Achsen gemäß der vorliegenden Erfindung. Anhand der Fig. 3 bis 9 werden nachfolgend verschiedene Ausführungsbeispiele eines Thermostatventils gemäß der vorliegenden Erfindung sowie deren Funktionsweisen näher erläutert. Die Thermostatventile sind alle in einem Kühlmittelkreislauf, wie er anhand von Fig. 1 beschrieben wurde, oder ähnlichen Kühlsystem von Brennkraftmaschinen einsetzbar. Auf eine nochmalige Beschreibung des Kühlsystems von Fig. 1 wird zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen an dieser Stelle verzichtet. Ähnliche oder entsprechend wirkende Bauteile wurden in allen Figuren mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
Das Thermostatventil 30 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel, das in Fig. 3 dargestellt ist, enthält eine Ventilkammer 42, die über einen Eingangsanschluss 32 mit der Kühlmittel-Rückführleitung 20 (siehe Fig. 1) , über einen ersten Ausgangsanschluss 34a mit der Kühlmittel- Kühlerleitung 22 sowie über einen zweiten Ausgangsanschluss 34b mit der Kühlmittel-Kurzschlussleitung 28 verbindbar ist. In der Ventilkammer 42 ist ein Wachspatronenthermostat 46 angeordnet, der auf einen ersten Ventilteller 48 als erstes Ventilelement zum Verschließen einer ersten Durchgangsöffnung 50 von der Ventilkammer 42 zu dem ersten Ausgangsanschluss 34a und einen zweiten Ventilteller 49 als zweites Ventilelement zum Verschließen einer zweiten Durchgangsöffnung 51 zu dem zweiten Ausgangsanschluss 34b wirkt. Da der Aufbau und die Funktionsweise eines Wachspatronenthermostaten dem Fachmann grundsätzlich bekannt sind, wird an dieser Stelle auf eine nähere Beschreibung derselben verzichtet.
Das erste und das zweite Ventilelement 48, 49 sowie der Wachspatronenthermostat 46 sind auf einer gemeinsamen Achse angeordnet, wie deutlich in Fig. 3 zu erkennen. Ferner ist der Wachspatronenthermostat 46 mit einem elektrischen Heizelement 54 verbunden bzw. gekoppelt. Das elektrische Heizelemente 54 kann die auf den Wachspatronenthermostaten 46 wirkende Temperatur bei Bedarf erhöhen und dabei den Schaltvorgang des Thermostatventils 30 beschleunigen bzw. bei einer niedrigeren Kühlmitteltemperatur veranlassen. Das elektrische Heizelement 54 ist dabei in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter steuerbar, der ein Maß für die Last der Brennkraftmaschine ist. Beispiele eines solchen Parameters sind die Temperatur des Kühlmittels, die Temperatur des Thermostatventils, die Temperatur der Brennkraftmaschine, die Einspritzmenge der Brennkraftmaschine, das Drehmoment der Brennkraftmaschine und die Gaspedalstellung .
Fig. 3A zeigt schematisch den Kurzschlussbetrieb des Wachs- patronen-Thermostatventils 30, in dem in einem Temperaturbereich T < Ty die erste Durchgangsöffnung 50 geschlossen und die zweite Durchgangsöffnung 51 geöffnet ist, so dass das von der Rückführleitung 20 zugeführte Kühlmittel ausschließlich zu der an den zweiten Ausgangsanschluss 34b angeschlossenen Kurzschussleitung 28 geleitet wird. Bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Ty oder, falls das elektrische Heizelement 54 betätigt wird, bereits bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Ty-T2 wechselt das Thermostatventil 30 in den in Fig. 3B gezeigten Schaltzustand des Mischbetriebs. Hier sind beide Ausgangsanschlüsse 34a und 34b mit der Ventilkammer 42 und damit mit dem Eingangsanschluss 32 verbunden, so dass der Kühlmittelstrom entsprechend der Temperatur des Kühlmittels auf die Kühlerleitung 22 und die Kurzschlussleitung 28 aufgeteilt wird. Bei noch höherer Temperatur des Kühlmittels, d.h. bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tz oder, falls das elektrische Heizelement 54 betätigt wird, bereits bei erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tz-T3 wird der zweite Ausgangsanschluss 34b durch den Wachspatronenthermostaten 46 verschlossen, so dass das gesamte Kühlmittel zur Erzielung einer maximalen Kühlleistung des Kühlmittelkreislaufs 10 dem Kühler 24 zugeführt wird. Das in Fig. 3 dargestellte Thermostatventil 30 mit einem Wachspatronenthermostaten ist in der Lage, bis auf den in Fig. 2A dargestellten Schaltzustand der Volldrosselung für ein schnelleres Aufheizen der Brennkraftmaschine alle Schaltzustände des herkömmlichen Drehschieber- Thermostatventils nachzustellen. Außerdem wird eine hohe Schaltgeschwindigkeit des Thermostatventils erzielt, und das Thermostatventil der Erfindung ist kleiner und leichter und erfordert geringere Herstellungskosten als das herkömmliche Drehschieber-Thermostatventil .
Um auch mit einem Wachspatronenthermostaten eine Volldrosselung wie bei einem Drehschieber-Thermostatventil einstellen zu können, wird ferner ein zweites Ausführungsbeispiel eines Thermostatventils 30 mit drei Ventiltellern und zwei Wachspatronenthermostaten vorgeschlagen, wie es in Fig. 4A bis 4D veranschaulicht ist .
Dieses Thermostatventil 30 besitzt ebenfalls eine Ventilkammer 42, die einerseits mit dem Eingangsanschluss 32 zu der Kühlmittel-Rückführleitung 20 und andererseits über eine erste Durchgangsöffnung 50 mit dem ersten Ausgangsanschluss 34a zu der Kühlmittel-Kühlerleitung 22 sowie über eine zweite Durchgangsöffnung 51 mit dem zweiten Ausgangsanschluss 34b zu der Kurzschlussleitung 28 verbunden ist. Die erste Durchgangsöffnung 50 ist mittels eines ersten Ventiltellers 48, der ein erstes Ventilelement bildet, verschließbar, während die zweite Durchgangsöffnung 51 wechselweise mittels eines zweiten Ventiltellers 49a und eines dritten Ventiltellers 49b, die ein zweites Ventilelement bilden, verschließbar ist, wobei der dritte Ventilteller 49b durch eine Rückstellfeder 52 in seine Verschlussstellung vorgespannt ist. Ein erster Wachspatronenthermostat 46, der mit einem elektrischen Heizelement 54 verbunden ist, ist zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilteller 48 und 49a angeordnet, und ein zweiter Wachspatronenthermostat 47, der mit keinem elektrischen Heizelement gekoppelt ist, dies aber dennoch sein könnte, ist zwischen dem zweiten Ventilteller 49a und dem dritten Ventilteller 49b angeordnet, wobei die beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 außerdem Wachsmaterialien mit unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten enthalten, so dass die folgende Funktionsweise erzielt wird.
Bei sehr niedriger Temperatur des Kühlmittels erfolgt eine Volldrosselung, indem die erste Durchgangsöffnung 50 zu dem ersten Ausgangsanschluss 34a durch den ersten Ventilteller 48 geschlossen ist und die zweite Durchgangsöffnung 51 zu dem zweiten Ausgangsanschluss 34b durch die Rückstellfeder durch den dritten Ventilteller 49b geschlossen ist (Fig. 4A) . Im Kurzschlussbetrieb des Thermostatventils 30 zum Warmlauf der Brennkraftmaschine 12 wird die zweite Durchgangsöffnung 51 geöffnet, indem der dritte Ventilteller 49b durch den zweiten Wachspatronenthermostaten 47 gegen die Kraft der Rückstellfeder 52 von der zweiten Durchgangsöffnung 51 weggedrückt wird, wie dies in Fig. 4B gezeigt ist. Das Kühlmittel aus der Rückführleitung 20 wird somit ausschließlich der Kurzschlussleitung 28 zugeführt. Bei höheren Temperaturen des Kühlmittels, die eine Kühlung des Kühlmittels erfordern, wird das Thermostatventil 30 in die Stellung des Mischbetriebs geschaltet, die in Fig. 4C dargestellt ist. In dieser Betriebsstellung wird der erste Ventilteller 48 durch den ersten Wachspatronenthermostaten 46 von der ersten Durchgangsöffnung 50 zu dem ersten Ausgangsanschluss 34a abgehoben, der zweite Ventilteller 49a wird nur teilweise in Richtung auf die zweite Durchgangsöffnung 51 bewegt, und der dritte Ventilteller 49b bleibt in der zuvor geöffneten Stellung. Auf diese Weise werden sowohl die erste Durchgangsöffnung 50 als auch die zweite Durchgangsöffnung 51 durch entsprechendes Zusammenwirken beider Wachspatronenthermostaten 46 und 47 geöffnet. Wird bei sehr hohen Kühlmitteltemperaturen eine maximale Kühlleistung des Kühlmittelkreislaufs 10 notwendig, so wird der zweite Ventilteller 49a gegen die zweite Durchgangsöffnung 51 gedrückt, um diese zu verschließen, während die erste Durchgangsöffnung 50 zu dem mit der Kühlerleitung 22 verbundenen ersten Ausgangsanschluss 34a offen bleibt, wie dies in Fig. 4D zu erkennen ist.
Durch das anhand von Fig. 4 erläuterte Thermostatventil 30 mit zwei Wachspatronenthermostaten können grundsätzlich alle Schaltzustände des Drehschieber-Thermostatventils von Fig. 2 nachgestellt werden. Außerdem sind mit dem Wachspatronenthermostaten 46 durch die Verbindung mit dem elektrischen Heizelement 54 geringe Schaltzeiten möglich.
Im Falle eines Kühlmittelkreislaufs 10 mit einer abstellbaren Kühlmittelpumpe 16 ist eine Variante des zweiten Ausführungsbeispiels bevorzugt, die in Fig. 5 dargestellt ist. Der konstruktive Unterschied des Thermostatventils 30 von Fig. 5 gegenüber dem von Fig. 4 liegt in der Weglassung des zweiten
Wachspatronenthermostaten 47. Die Funktionsweise dieses Thermostatventils 30 ist wie folgt.
Bei sehr niedriger Temperatur des Kühlmittels und wenn die Kühlmittelpumpe 16 außer Betrieb ist, erfolgt eine Volldrosselung, indem die erste Durchgangsöffnung 50 zu dem ersten Ausgangsanschluss 34a durch den ersten Ventilteller 48 geschlossen ist und die zweite Durchgangsöffnung 51 zu dem zweiten Ausgangsanschluss 34b durch die Rückstellfeder durch den dritten Ventilteller 49b geschlossen ist (Fig. 5A) . Sobald die Kühlmittelpumpe 16 im Betrieb Kühlmittel fördert und somit einen Druck aufbaut, wird der dritte Ventilteller 49b gegen die Kraft der Rückstellfeder 52 aufgedrückt. Im Kurzschlussbetrieb des Thermostatventils 30 zum Warmlauf der Brennkraftmaschine 12 ist somit die zweite Durchgangsöffnung 51 geöffnet, indem der dritte Ventilteller 49b durch den Druck des Kühlmittels gegen die geringe Kraft der Rückstellfeder 52 von der zweiten Durchgangsöffnung 51 weggedrückt wird, wie dies in Fig. 5B gezeigt ist. Sobald die Kühlmittelpumpe 16 in Betrieb ist, funktioniert das dargestellte Thermostatventil 30 analog dem in Fig. 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel.
Das Thermostatventil 30 gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel, das in Fig. 6 dargestellt ist, enthält eine Ventilkammer 42, die über einen Eingangsanschluss 32 mit der Kühlmittel-Rückführleitung 20 (siehe Fig. 1), über einen ersten Ausgangsanschluss 34a mit der Kühlmittel- Kühlerleitung 22 sowie über einen zweiten Ausgangsanschluss 34b mit der Kühlmittel-Kurzschlussleitung 28 verbindbar ist. Der Eingangsanschluss 32 ist über einen ersten Durchgang bestehend aus der Ventilkammer 42 und einer ersten Durchgangsöffnung 50 mit dem ersten Ausgangsanschluss 34a verbunden. Ferner ist der Eingangsanschluss 32 über einen zweiten Durchgang bestehend aus der Ventilkammer 42 und zwei zweiten Durchgangsöffnungen 51, 51' mit dem zweiten Ausgangsanschluss verbunden.
Das Thermostatventil 30 weist weiter ein erstes und ein zweites Ventilelement auf. Das erste Ventilelement wird durch einen ersten Ventilteller 48 gebildet, der die erste Durchgangsöffnung 50 öffnet und schließt und der durch eine erste Rückstellfeder 52a in die Verschlussstellung gegen die erste Durchgangsöffnung 50 vorgespannt ist. Das zweite Ventilelement wird durch einen zweiten Ventilteller 49 gebildet, der wechselweise die zwei zweiten Durchgangsöffnungen 51, 51' öffnet und schließt und der durch eine zweite Rückstellfeder 52b in die Verschlussstellung gegen die zweite Durchgangsöffnung 51 vorgespannt ist. Wie in Fig. 6 zu erkennen, sind die beiden Ventilelemente 48 und 49 auf einer gemeinsamen Achse angeordnet .
In der Ventilkammer 42 sind ferner ein erster Wachspatronenthermostat 46 und ein zweiter Wachspatronenthermostat 47 vorgesehen, die in Reihe zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilteller 48, 49 angeordnet sind. Die beiden Wachspatronenthermostaten enthalten Wachsmaterialien mit unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten, so dass die nachfolgend beschriebenen Schaltzustände einstellbar sind. Ferner ist der erste Wachspatronenthermostat 46 mit einem ersten elektrischen Heizelement 54 verbunden, und der zweite Wachspatronenthermostat 47 ist mit einem zweiten elektrischen Heizelement 55 verbunden.
Die beiden elektrischen Heizelemente 54, 55 können die auf die Wachspatronenthermostate 46, 47 wirkenden Temperaturen bei Bedarf erhöhen und dabei den Schaltvorgang des Thermostatventils 30 beschleunigen bzw. bei einer niedrigeren Kühlmitteltemperatur veranlassen. Die elektrischen Heizelemente 54, 55 sind dabei in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter steuerbar, der ein Maß für die Last der Brennkraftmaschine ist. Beispiele eines solchen Parameters sind die Temperatur des Kühlmittels, die Temperatur des Thermostatventils, die Temperatur der Brennkraftmaschine, die Einspritzmenge der Brennkraftmaschine, das Drehmoment der Brennkraftmaschine und die Gaspedalstellung.
Außerdem ist das Thermostatventil 30 mit einem Bypassdurchgang 56 versehen, der in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 6 die zweite Durchgangsöffnung 51 umgeht, wenn diese durch den zweiten Ventilteller 49 verschlossen ist. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, dass die beiden Wachspatronenthermostaten 46 und 47 in allen Schaltzuständen des Thermostatventils 30 von Kühlmittel umströmt werden und deshalb eine genaue Steuerung mit geringen Schaltzeiten ermöglichen, wie in den Fig. 6A bis 6D zu erkennen.
In einem ersten Temperaturbereich T < Tx befindet sich das Thermostatventil 30 in dem Schaltzustand der Volldrosselung, der in Fig. 6A dargestellt ist. In diesem Schaltzustand wirken die beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 derart auf die Ventilelemente, dass der erste Ventilteller 48 durch die Kraft der ersten Rückstellfeder 52a gegen die erste Durchgangsöffnung 50 gedrückt wird, um den ersten Durchgang zu verschließen, und dass der zweite Ventilteller 49 durch die Kraft der zweiten Rückstellfeder 52b gegen die vordere 51 der zwei zweiten Durchgangsöffnung gedrückt wird, um den zweiten Durchgang zu verschließen.
Bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tx oder, falls die elektrischen Heizelemente 54, 55 betätigt werden, bereits bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tχ-Tι wechselt das Thermostatventil 30 in den Schaltzustand des Kurzschlussbetriebs, der in Fig. 6B dargestellt ist. Im zweiten Temperaturbereich Tx < T < Tγ wird das Wachs in verschiedenem Ausmaß derart ausgedehnt, dass die Betätigungselemente der beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 auf die Ventilelemente 48, 49 so wirken und die axiale Position der beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 in der Ventilkammer 42 so verändert wird, dass zwar die Kraft auf den ersten Ventilteller 48 zum Öffnen der ersten Durchgangsöffnung 50 noch nicht ausreicht, um die Kraft der ersten Rückstellfeder 52a zu überwinden, dass aber die eine zweite Durchgangsöffnung 51 durch Wegdrücken des zweiten Ventiltellers 49 gegen die Kraft der zweiten Rückstellfeder 52b geöffnet wird. Auf diese Weise wird der zweite Durchgang des Thermostatventils 30 geöffnet und das Kühlmittel kann von der Rückführleitung 20 aus dem zweiten Ausgangsanschluss 34b zu der Kurzschlussleitung 28 strömen. Bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tγ oder, falls die elektrischen Heizelemente 54, 55 betätigt werden, bereits bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tγ-T2 wechselt das Thermostatventil 30 in den in Fig. 6C gezeigten Schaltzustand des Mischbetriebs. Im dritten Temperaturbereich Tγ < T < Tz wird das Wachs in verschiedenem Ausmaß derart weiter ausgedehnt, dass die Betätigungselemente der beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 auf die Ventilelemente 48, 49 so wirken und die axiale Position der beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 in der Ventilkammer 42 so verändert wird, dass nun der erste Ventilteller 48 gegen die Kraft der ersten Rückstellfeder 52a von der ersten Durchgangsöffnung 50 weggedrückt wird, um diese zu öffnen, aber die Kraft des zweiten Wachspatronenthermostaten 47 noch nicht ausreicht, um den zweiten Ventilteller 49 gegen die Kraft der zweiten Rückstellfeder 52b gegen die hintere 51' der zwei zweiten Durchgangsöffnungen zu drücken. So sind sowohl der erste als auch der zweite Durchgang des Thermostatventils 30 geöffnet und das Kühlmittel kann von der Rückführleitung 20 aus dem zweiten Ausgangsanschluss 34b zu der Kurzschlussleitung 28 und auch aus dem ersten Ausgangsanschluss 34a zu der Kühlerleitung 22 strömen.
Bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tz oder, falls die elektrischen Heizelemente 54, 55 betätigt werden, bereits bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tz-T3 wechselt das Thermostatventil 30 für eine maximale Kühlleistung des Kühlmittelkreislaufs 10 in den Schaltzustand des Kühlerbetriebs von Fig. 6D. Im vierten Temperaturbereich T > Tz wird das Wachs in verschiedenem Ausmaß derart ausgedehnt, dass die Betätigungselemente der beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 auf die Ventilelemente 48, 49 so wirken und die axiale Position der beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 in der Ventilkammer 42 so verändert wird, dass der erste Ventilteller 48 gegen die Kraft der ersten Rückstellfeder 52 weiter von der ersten Durchgangsöffnung 50a weggedrückt wird und nun die Kraft auf den zweiten Ventilteller 49 zum Schließen der zweiten Durchgangsöffnung 51' ausreicht, um die Kraft der zweiten Rückstellfeder 52b zu überwinden. Daher ist nun nur noch der erste Durchgang des Thermostatventils 30 geöffnet und das Kühlmittel kann von der Rückführleitung 20 ausschließlich aus dem ersten Ausgangsanschluss 34a in die Kühlerleitung 22 zu dem Kühler 24 strömen.
Entsprechend dem vorhandenen Bauraum für das einzusetzende Thermostatventil 30 kann es sinnvoll sein, die Ventilelemente und die Wachspatronenthermostaten auf zwei verschiedenen Achsen anzuordnen. Dies ist in dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den Fig. 7A bis 7D veranschaulicht ist, realisiert.
Das Thermostatventil 30 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel enthält ebenfalls eine Ventilkammer 42, die über einen Eingangsanschluss 32 mit der Rückführleitung 20, über einen ersten Ausgangsanschluss 34a mit der Kühlerleitung 22 sowie über einen zweiten Ausgangsanschluss 34b mit der Kurzschlussleitung 28 verbindbar ist. Der Eingangsanschluss 32 ist über einen ersten Durchgang bestehend aus der Ventilkammer 42 und einer ersten Durchgangsöffnung 50 mit dem ersten Ausgangsanschluss 34a und über einen zweiten Durchgang bestehend aus der Ventilkammer 42 und zwei zweiten Durchgangsöffnungen 51, 51' mit dem zweiten Ausgangsanschluss 34b verbunden.
Weiterhin ist ein erstes und ein zweites Ventilelement vorgesehen. Das erste Ventilelement wird durch einen ersten Ventilteller 48 gebildet, der die erste Durchgangsöffnung 50 öffnet und schließt und der durch eine erste Rückstellfeder 52a in die Verschlussstellung gegen die erste Durchgangsöffnung 50 vorgespannt ist. Das zweite Ventilelement wird durch einen zweiten Ventilteller 49 gebildet, der wechselweise die zwei zweiten Durchgangsöffnungen 51, 51' öffnet und schließt und der durch eine zweite Rückstellfeder 52b in die Verschlussstellung gegen die zweite Durchgangsöffnung 51 vorgespannt ist. Im Gegensatz zu dem dritten Ausführungsbeispiel von Fig. 6 sind die beiden Ventilelemente 48 und 49 bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel auf zwei verschiedenen Achsen angeordnet, die beispielsweise parallel zueinander orientiert sein können, wie deutlich in Fig. 7 zu erkennen.
Ein erster Wachspatronenthermostat 46 wirkt auf den ersten Ventilteller 48, und davon unabhängig wirkt ein zweiter Wachspatronenthermostat 47 auf den zweiten Ventilteller 49. Die beiden Wachspatronenthermostaten enthalten wiederum Wachsmaterial mit unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten, so dass die nachfolgend beschriebenen Schaltzustände einstellbar sind. Außerdem sind beide Wachspatronenthermostaten 46, 47 jeweils mit einem elektrischen Heizelement 54, 55 verbunden, deren Wirkungsweise entsprechend der oben anhand der vorherigen Ausführungsbeispiele beschriebenen ist. Ein Bypassdurchgang 56 verbindet die Ventilkammer 42 mit dem zweiten Ausgangsanschluss 34b unter Umgehung der zweiten Durchgangsöffnungen 51, 51' .
Im ersten Temperaturbereich T < Tx befindet sich das Thermostatventil 30 in dem Schaltzustand der Volldrosselung, der in Fig. 7A dargestellt ist, d.h. beide Durchgänge sind durch die Ventilteller 48, 49 verschlossen, die durch die jeweiligen Rückstellfedern 52a, 52b in diese Stellung vorgespannt sind. Bei Erreichen der Kühlmitteltemperatur Tx oder, falls die elektrischen Heizelemente 54, 55 betätigt werden, bereits bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tx- Ti wechselt das Thermostatventil 30 in den Schaltzustand des Kurzschlussbetriebs, der in Fig. 7B dargestellt ist. Im zweiten Temperaturbereich Tx < T < Tγ wird das Wachs in verschiedenem Ausmaß derart ausgedehnt, dass die Betätigungselemente der beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 auf die Ventilelemente 48, 49 so wirken, dass zwar die Kraft auf den ersten Ventilteller 48 zum Öffnen der ersten Durchgangsöffnung 50 noch nicht ausreicht, um die Kraft der ersten Rückstellfeder 52a zu überwinden, dass aber die eine zweite Durchgangsöffnung 51 durch Wegdrücken des zweiten Ventiltellers 49 gegen die Kraft der zweiten Rückstellfeder 52b geöffnet wird. Auf diese Weise wird der zweite Durchgang des Thermostatventils 30 geöffnet und das Kühlmittel kann von der Rückführleitung 20 aus dem zweiten Ausgangsanschluss 34b zu der Kurzschlussleitung 28 strömen.
Bei Erreichen einer höheren Kühlmitteltemperatur Tγ oder, falls die elektrischen Heizelemente 54, 55 betätigt werden, bereits bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tγ-T2 wechselt das Thermostatventil 30 dann in den in Fig. 7C gezeigten Mischbetriebs. Im dritten Temperaturbereich Tγ < T < Tz wird das Wachs in verschiedenem Ausmaß derart weiter ausgedehnt, dass die Betätigungselemente der beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 auf die Ventilelemente 48, 49 so wirken, dass der erste Ventilteller 48 gegen die Kraft der ersten Rückstellfeder 52a von der ersten Durchgangsöffnung 50 weggedrückt wird, um diese zu öffnen, aber die Kraft des zweiten Wachspatronenthermostaten 47 noch nicht ausreicht, um den zweiten Ventilteller 49 gegen die Kraft der zweiten Rückstellfeder 52b gegen die hintere 51' der zweiten Durchgangsöffnungen zu drücken. So sind sowohl der erste als auch der zweite Durchgang des Thermostatventils 30 geöffnet und das Kühlmittel kann von der Rückführleitung 20 zu der Kurzschlussleitung 28 und auch zu der Kühlerleitung 22 strömen. Bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tz oder, falls die elektrischen Heizelemente 54, 55 betätigt werden, bereits bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tz-T3 wechselt das Thermostatventil 30 in den Kühlerbetrieb von Fig. 7D. Im vierten Temperaturbereich T > Tz wird das Wachs in verschiedenem Ausmaß derart ausgedehnt, dass die Betätigungs- elemente der beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 auf die Ventilelemente 48, 49 so wirken, dass der erste Ventilteller 48 weiter von der ersten Durchgangsöffnung 50 weggedrückt wird und nun die Kraft auf den zweiten Ventilteller 49 zum Schließen der zweiten Durchgangsöffnung 51' ausreicht, um die Kraft der zweiten Rückstellfeder 52b zu überwinden. Daher kann nun das Kühlmittel von der Rückführleitung 20 ausschließlich aus dem ersten Ausgangsanschluss 34a in die Kühlerleitung 22 zu dem Kühler 24 strömen.
Es werden nun anhand von Fig. 8A bis 8D der Aufbau und die Funktionsweise eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Thermostatventils 30 gemäß der Erfindung erläutert.
Wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel von Fig. 6 sind die beiden Ventilelemente in Form von Ventiltellern 48, 49 auf einer gemeinsamen Achse angeordnet und die beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 sind hintereinander zwischen den Ventiltellern 48, 49 positioniert. Im Gegensatz zu dem dritten Ausführungsbeispiel sind die
Wachspatronenthermostate 46, 47 in Zusammenwirkung mit den jeweiligen Rückstellfedern 52a, 52b so gegenläufig miteinander gekoppelt, dass sich die Schaltzustände auf die folgende Weise einstellen. Außerdem ist der zweite Durchgang von dem Eingangsanschluss 32 zu dem zweiten Ausgangsanschluss 34b durch die Ventilkammer 42 und nur eine zweite Durchgangsöffnung 51 gebildet.
Im ersten Temperaturbereich T < Tx liegt der Schaltzustand der Volldrosselung vor, wie er in Fig. 7A dargestellt ist; beide Durchgänge sind durch die Ventilteller 48, 49 verschlossen, die durch die jeweiligen Rückstellfedern 52a, 52b in diese Stellung vorgespannt sind. Bei einer Kühlmitteltemperatur von Tx oder, falls die elektrischen Heizelemente 54, 55 betätigt werden, bereits bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tx-Tχ wechselt der Schaltzustand des Thermostatventils 30 in den Kurzschlussbetrieb, der in Fig. 8B dargestellt ist. Im zweiten Temperaturbereich Tx < T < Tγ wird das Wachs in verschiedenem Ausmaß derart ausgedehnt, dass die Betätigungselemente der beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 auf die Ventilelemente 48, 49 so wirken und die axiale Position der beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 in der Ventilkammer 42 so verändert wird, dass zwar die Kraft auf den ersten Ventilteller 48 zum Öffnen der ersten Durchgangsöffnung 50 noch nicht ausreicht, um die Kraft der ersten Rückstellfeder 52a zu überwinden, dass aber die eine zweite Durchgangsöffnung 51 durch Heranziehen des zweiten Ventiltellers 49 gegen die Kraft der zweiten Rückstellfeder 52b geöffnet wird. Auf diese Weise wird der zweite Durchgang des Thermostatventils 30 geöffnet und das Kühlmittel strömt von der Rückführleitung 20 aus dem zweiten Ausgangsanschluss 34b zu der Kurzschlussleitung 28.
In Fig. 8C wechselt das Thermostatventil bei Erreichen einer höheren Kühlmitteltemperatur Tγ oder, falls die elektrischen Heizelemente 54, 55 betätigt werden, bereits bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tγ-T2 dann in den Mischbetriebs. Im dritten Temperaturbereich Tγ < T < Tz wird das Wachs in verschiedenem Ausmaß derart weiter ausgedehnt, dass die Betätigungselemente der beiden
Wachspatronenthermostaten 46, 47 auf die Ventilelemente 48, 49 so wirken und die axiale Position der beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 in der Ventilkammer 42 so verändert wird, dass der erste Ventilteller 48 gegen die Kraft der ersten Rückstellfeder 52a von der ersten Durchgangsöffnung 50 weggezogen wird, um diese zu öffnen, aber der zweite Wachspatronenthermostat 47 den zweiten Ventilteller 49 gegen die Kraft der zweiten Rückstellfeder 52b noch offen halten kann. Auf diese Weise sind sowohl der erste als auch der zweite Durchgang des Thermostatventils 30 geöffnet und das Kühlmittel kann von der Rückführleitung 20 zu der Kurzschlussleitung 28 und auch zu der Kühlerleitung 22 strömen. Bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tz oder, falls die elektrischen Heizelemente 54, 55 betätigt werden, bereits bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tz-T3 wechselt das Thermostatventil 30 in den Kühlerbetrieb von Fig. 8D. Im vierten Temperaturbereich T > Tz wird das Wachs in verschiedenem Ausmaß derart ausgedehnt, dass die Betätigungselemente der beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 auf die Ventilelemente 48, 49 so wirken und die axiale Position der beiden Wachspatronenthermostaten 46, 47 in der Ventilkammer 42 so verändert wird, dass der erste Ventilteller 48 weiter von der ersten Durchgangsöffnung 50 weggezogen wird und der zweite Wachspatronenthermostat 47 den zweiten Ventilteller 49 nicht mehr gegen die Kraft der zweiten Rückstellfeder 52b von der zweiten Durchgangsöffnung 51 wegziehen kann. Daher strömt das Kühlmittel nun von der Rückführleitung 20 ausschließlich in die Kühlerleitung 22 zu dem Kühler 24.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, das anhand der Fig. 9A bis 9D erläutert wird, ist wieder eine zweiachsige Anordnung der Komponenten des Thermostatventils 30 gewählt.
Das in Fig. 9 veranschaulichte Thermostatventil 30 enthält insgesamt drei Ventilteller 56-58, die drei zugehörige Durchgangsöffnungen 60-62 öffnen und verschließen, sowie zwei Wachspatronenthermostaten 64, 66 mit zwei zugehörigen elektrischen Heizelementen 54, 55.
Das erste Ventilelement wird in diesem Fall durch den ersten Ventilteller 56 und den zweiten Ventilteller 57 gebildet, das zweite Ventilelement wird durch den ersten Ventilteller 56 und den dritten Ventilteller 58 gebildet, der erste Durchgang von dem Eingangsanschluss 32 zu dem ersten Ausgangsanschluss 34a wird durch die erste Durchgangsöffnung 60, die Ventilkammer 42 und die zweite Durchgangsöffnung 61 gebildet, und der zweite Durchgang von dem Eingangsanschluss 32 zu dem zweiten Ausgangsanschluss 34b wird durch die erste Durchgangsöffnung 60, die Ventilkammer 42 und die dritte Durchgangsöffnung 62 gebildet .
Der erste Wachspatronenthermostat 64 wirkt ausschließlich auf den ersten Ventilteller 56, der durch eine erste Rückstellfeder 68 in seine Verschlussstellung vorgespannt ist, und ist mit einem ersten elektrischen Heizelement 54 gekoppelt. Der zweite Wachspatronenthermostat 66 ist zwischen dem zweiten und dem dritten Ventilteller 57, 58 angeordnet und wirkt auf diese in Zusammenspiel mit einer zweiten Rückstellfeder 69, welche den zweiten Ventilteller 57 in seine Verschlussstellung vorspannt, und einer dritten Rückstellfeder 70, welche den dritten Ventilteller 58 in seine Verschlussstellung vorspannt, in einer zueinander gegensätzlichen Weise, wie nachfolgend beschrieben.
Zwischen dem Eingangsanschluss 32 und der Ventilkammer 42 ist zur Umgehung der ersten Durchgangsöffnung 60 der Bypassdurchgang 56 vorgesehen.
Im ersten Temperaturbereich T < Tx ist das Thermostatventil 30 im Schaltzustand der Volldrosselung, der in Fig. 9A dargestellt ist. In diesem Schaltzustand wirken die beiden Wachspatronenthermostaten 64 und 66 in Zusammenspiel mit den Rückstellfedern 68, 69 und 70 derart auf die Ventilelemente, dass der erste Ventilteller 56 durch die Kraft der ersten Rückstellfeder 68 gegen die erste Durchgangsöffnung 60 gedrückt wird, der zweite Ventilteller 57 durch die Kraft der zweiten Rückstellfeder 69 gegen die zweite Durchgangsöffnung 61 gedrückt wird, und der dritte Ventilteller 58 durch die Kraft der dritten Rückstellfeder 70 gegen die dritte Durchgangsöffnung 62 gedrückt wird, so dass der erste und der zweite Durchgang geschlossen sind. Bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tx oder, falls die elektrischen Heizelemente 54, 55 betätigt werden, bereits bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tx-Tι wird in den Schaltzustand des Kurzschlussbetriebs gewechselt, der in Fig. 9B dargestellt ist. Im zweiten Temperaturbereich Tx < T < Tγ wird das Wachs in verschiedenem Ausmaß derart ausgedehnt, dass die Betätigungselemente der beiden Wachspatronenthermostaten 64, 66 derart auf die Ventilteller 56-58 wirken, dass der erste Ventilteller 56 gegen die Kraft der ersten Rückstellfeder 68 von der ersten Durchgangsöffnung 60 weggedrückt wird und der dritte Ventilteller 58 gegen die Kraft der dritten Rückstellfeder 70 von der dritten Durchgangsöffnung 62 weggezogen wird, so dass der zweite Durchgang geöffnet wird, dass aber die Kraft des zweiten Wachspatronenthermostaten 66 auf den zweiten Ventilteller 57 zum Öffnen der zweiten Durchgangsöffnung 61 gegen die Kraft der zweiten Rückstellfeder 69 noch nicht ausreicht, so dass der erste Durchgang zu der Kühlerleitung 22 geschlossen bleibt.
Bei Erreichen der Kühlmitteltemperatur Tγ oder, falls die elektrischen Heizelemente 54, 55 betätigt werden, bereits bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tγ-T2 wechselt das Thermostatventil 30 in den in Fig. 9C gezeigten Mischbetriebs. Im dritten Temperaturbereich Tγ < T < Tz wird das Wachs in verschiedenem Ausmaß derart weiter ausgedehnt, dass der erste Ventilteller 56 durch den ersten Wachspatronenthermostaten 64 gegen die Kraft der ersten Rückstellfeder 68 von der ersten Durchgangsöffnung 60 weggedrückt bleibt, und dass der zweite
Wachpatronenthermostat 66 gegen die Kräfte der zweiten und der dritten Rückstellfeder 69, 70 den zweiten Ventilteller 57 von der zweiten Durchgangsöffnung 61 und den dritten Ventilteller 58 von der dritten Durchgangsöffnung 62 wegzieht. Auf diese Weise werden sowohl der erste als auch der zweite Durchgang des Thermostatventils 30 geöffnet und das Kühlmittel kann von der Rückführleitung 20 aus dem zweiten Ausgangsanschluss 34b zu der Kurzschlussleitung 28 und auch aus dem ersten Ausgangsanschluss 34a zu der Kühlerleitung 22 strömen.
Bei Erreichen einer noch höheren Kühlmitteltemperatur Tz oder, falls die elektrischen Heizelemente 54, 55 betätigt werden, bereits bei Erreichen einer Kühlmitteltemperatur Tz- T3 wechselt das Thermostatventil 30 für eine maximale Kühlleistung des Kühlmittelkreislaufs 10 in den Schaltzustand des Kühlerbetriebs von Fig. 9D. Im vierten Temperaturbereich T > Tz wird das Wachs in verschiedenem Ausmaß derart ausgedehnt, dass die Betätigungselemente der beiden Wachspatronenthermostaten 64, 66 auf die Ventilelemente derart wirken, dass der erste Ventilteller 56 weiterhin gegen die Kraft der ersten Rückstellfeder 68 von der ersten Durchgangsöffnung 50a weggedrückt wird, dass der zweite Ventilteller 57 gegen die Kraft der zweiten Rückstellfeder 69 von der zweiten Durchgangsöffnung 61 weggezogen wird, und dass aber die Kraft des zweiten Wachspatronenthermostaten 66 auf den dritten Ventilteller 58 zum Öffnen der dritten Durchgangsöffnung 62 gegen die Kraft der dritten Rückstellfeder 70 nicht mehr ausreicht. Somit bleibt der erste Durchgang zu der Kühlerleitung 22 geöffnet, aber der zweite Durchgang zu der Kurzschlussleitung 28 wird geschlossen.
Allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass durch eine gezielte Steuerung der elektrischen Heizelemente, die mit den
Wachspatronenthermostaten gekoppelt sind, die Schaltzeiten beschleunigt werden können bzw. der Schaltvorgang des Thermostatventils bei einer niedrigeren Kühlmitteltemperatur ablaufen kann. Auf diese Weise kann die Kühlmitteltemperatur jederzeit optimal geregelt werden.
Die vorliegende Erfindung nutzt die Vorteile von Wachspatronenthermostaten zum Aufbau eines kostengünstigen Ther ostatventils von relativ geringer Größe und relativ geringem Gewicht und gewährleistet gleichzeitig die bei einem Drehschieber-Thermostatventil vorhandenen Vorteile der Realisierung einer Volldrosselung und von schnelleren Schaltzeiten als bei einem herkömmlichen Thermostatventil.

Claims

Patentansprüche
1. Thermostatventil für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem Eingangsanschluss (32), der mit einer Kühlmittel- Rückführleitung (20) von einer Brennkraftmaschine (12) verbindbar ist; einem ersten Ausgangsanschluss (34a), der mit einer Kühlmittel-Kühlerleitung (22) zu einem Kühler (24) verbindbar ist; einem zweiten Ausgangsanschluss (34b) , der mit einer Kühlmittel-Kurzschlussleitung (28) zu der Brennkraftmaschine verbindbar ist; einem ersten Ventilelement (48; 56, 57) zum Schließen und Öffnen eines ersten Durchgangs zwischen dem Eingangsanschluss und dem ersten Ausgangsanschluss; und einem zweiten Ventilelement (49; 56, 58) zum Schließen und Öffnen eines zweiten Durchgangs zwischen dem Eingangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss, wobei mindestens ein Wachspatronenthermostat (46, 47; 64, 66) zum Betätigen der Ventilelemente (48, 49; 56, 57, 58) vorgesehen ist, und wobei der Wachspatronenthermostat (46, 47; 64, 66) mit einem elektrischen Heizelement (54, 55) verbunden ist, um die auf den Wachspatronenthermostaten wirkende Temperatur zu beeinflussen.
2 . Thermostatventil nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das elektrische Heizelement (54, 55) in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter steuerbar ist, der ein Maß für die Last der Brennkraftmaschine (12) ist.
3. Thermostatventil nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Thermostatventil (30) weiter mit einem Kühlmittel-Bypassdurchgang (56) zwischen dem Eingangsanschluss (32) und dem zweiten Ausgangsanschluss (34b) zu der Kühlmittel-Kurzschlussleitung (28) versehen ist.
4. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das erste und das zweite Ventilelement (48, 49; 56, 57, 58) durch Rückstellfedern (52a, 52b; 68, 69, 70) in ihre den ersten Durchgang bzw. den zweiten Durchgang verschließende Stellung vorgespannt sind.
5. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das erste und das zweite Ventilelement (48, 49) auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind.
6. Thermostatventil nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Wachspatronenthermostat (46) zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilelement (48, 49) angeordnet ist.
7. Thermostatventil nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das erste Ventilelement (48) aus einem ersten Ventilteller zum Öffnen und Schließen des ersten Durchgangs besteht und das zweite Ventilelement (49) aus einem zweiten Ventilteller (49a) und einem dritten Ventilteller (49b) besteht, die den zweiten Durchgang wechselseitig schließen und öffnen, wobei ein Wachspatronenthermostat (46) zwischen dem ersten Ventilteller und dem zweiten Ventilteller (48, 49a) angeordnet ist und der zweite Durchgang durch den Druck des Kühlmittels geöffnet wird.
8. Thermostatventil nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein erster und ein zweiter Wachspatronenthermostat (46, 47) vorgesehen sind, die Wachsmaterialien mit unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten enthalten.
9. Thermostatventil nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der erste Wachspatronenthermostat (46) auf das erste Ventilelement (48) wirkt und der zweite Wachspatronenthermostat (47) auf das zweite Ventilelement (49) wirkt, wobei der erste und der zweite Wachspatronenthermostat unabhängig voneinander arbeiten.
10. Thermostatventil nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das erste Ventilelement (48) aus einem ersten Ventilteller zum Öffnen und Schließen des ersten Durchgangs besteht und das zweite Ventilelement (49) aus einem zweiten Ventilteller zum Öffnen und Schließen des zweiten Durchgangs besteht, wobei der erste und der zweite Wachspatronenthermostat (46, 47) hintereinander zwischen dem ersten Ventilteller und dem zweiten Ventilteller (48, 49) angeordnet sind.
11. Thermostatventil nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das erste Ventilelement (48) aus einem ersten Ventilteller zum Öffnen und Schließen des ersten Durchgangs besteht und das zweite Ventilelement (49) aus einem zweiten Ventilteller (49a) und einem dritten Ventilteller (49b) besteht, die den zweiten Durchgang wechselseitig schließen und öffnen, wobei der erste Wachspatronenthermostat (46) zwischen dem ersten Ventilteller und dem zweiten Ventilteller (48, 49a) angeordnet ist und der zweite Wachspatronenthermostat
(47) zwischen dem zweiten und dem dritten Ventilteller
(49a, 49b) angeordnet ist.
12. Thermostatventil nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der erste Wachspatronenthermostat (46) auf das erste Ventilelement (48) und der zweite Wachspatronenthermostat (47) auf das zweite Ventilelement (49) wirkt, wobei der erste und der zweite Wachspatronenthermostat gegenläufig miteinander gekoppelt sind.
13. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das erste und das zweite Ventilelement (48, 49; 56, 57, 58) auf zwei verschiedenen Achsen angeordnet sind.
14. Thermostatventil nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein erster und ein zweiter Wachspatronenthermostat (46, 47; 64, 66) vorgesehen sind, die Wachsmaterialien mit unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten enthalten.
15. Thermostatventil nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der erste Wachspatronenthermostat (46) auf das erste Ventilelement (48) wirkt und der zweite Wachspatronenthermostat (47) auf das zweite Ventilelement (49) wirkt, wobei der erste und der zweite Wachspatronenthermostat unabhängig voneinander arbeiten.
16. Thermostatventil nach Anspruch 1'4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das erste Ventilelement (56, 57) aus einem den ersten Ausgangsanschluss (34a) verschließenden zweiten Ventilteller (57) und einem den Eingangsanschluss (32) verschließenden ersten Ventilteller (56) besteht, und das zweite Ventilelement (56, 58) aus einem den zweiten Ausgangsanschluss (34b) verschließenden dritten Ventilteller (58) und dem den Eingangsanschluss verschließenden ersten Ventilteller (56) besteht; und dass der zweite Wachspatronenthermostat (66) auf den zweiten und den dritten Ventilteller (57, 58) in zueinander entgegengesetzter Weise wirkt, und der erste Wachspatronenthermostat (64) auf den ersten Ventilteller (56) wirkt.
17. Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem Thermostatventil (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2849485B1 (fr) * 2002-12-30 2005-09-02 Valeo Thermique Moteur Sa Vanne de commande a etancheite amelioree pour circuit de circulation de fluide
US20090049832A1 (en) * 2005-02-23 2009-02-26 Shuichi Hase Exhaust heat recovery device
US8181610B2 (en) * 2006-05-08 2012-05-22 Magna Powertrain, Inc. Vehicle cooling system with directed flows
US8220720B2 (en) 2006-05-23 2012-07-17 Behr Thermot-Tronik Gmbh Thermostatic valve for cooling system of an internal combustion engine
WO2008049624A2 (de) 2006-10-27 2008-05-02 Audi Ag Drehschieber, insbesondere für einen mehrere zweige aufweisenden kühlmittelkreislauf einer brennkraftmaschine; elektromechanische baugruppe
JP4561817B2 (ja) * 2007-12-04 2010-10-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
US8360634B2 (en) * 2008-07-07 2013-01-29 Obidi T Yomi Normal-to-flow thermostat design
US20120004172A1 (en) * 2008-10-27 2012-01-05 Oncotherapy Science, Inc. Screening method of anti-lung or esophageal cancer compounds
DE102009020186B4 (de) * 2009-05-06 2011-07-14 Audi Ag, 85057 Ausfallsicherer Drehsteller für einen Kühlmittelkreislauf
DE102009057162B4 (de) * 2009-12-05 2019-09-26 Volkswagen Ag Schaltventil für einen Ladeluftkreislauf
FR2956158B1 (fr) * 2010-02-09 2012-11-16 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme multivoies de controle d'un circuit de refroidissement d'un moteur a combustion interne
US20120241141A1 (en) * 2011-03-23 2012-09-27 Denso International America, Inc. Cooling circuit with transmission fluid warming function
DE102011104265A1 (de) 2011-06-15 2012-04-05 Daimler Ag Kühlmittelventil
GB2493993A (en) * 2011-08-23 2013-02-27 Gm Global Tech Operations Inc Thermostatic valve assembly
JP6075972B2 (ja) 2012-05-30 2017-02-08 日本光電工業株式会社 呼吸状態判定装置
KR101416416B1 (ko) * 2013-06-03 2014-07-09 현대자동차 주식회사 전기 자동차용 난방 시스템
US9630474B2 (en) 2013-10-29 2017-04-25 Denso International America, Inc. Thermostatic controlled heat pump water circuit
US10866603B2 (en) 2014-10-21 2020-12-15 Ford Global Technologies, Llc Wax thermostat
DE102014222368A1 (de) * 2014-11-03 2016-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermostatventil
CN106481436B (zh) * 2015-08-25 2020-05-15 康明斯公司 用于发动机的滤头的冷却组件
DE202017006735U1 (de) 2016-03-02 2018-03-27 Dana Canada Corporation Zweifluid-Ventilvorrichtung und diese enthaltendes System zum Steuern von zwei Fluidströmen
US10865668B2 (en) * 2017-11-03 2020-12-15 Nio Usa, Inc. Four-way hydraulic valve flow control body
SE542852C2 (en) * 2018-02-22 2020-07-21 Scania Cv Ab A thermostat device for a cooling system
KR20190142954A (ko) * 2018-06-19 2019-12-30 현대자동차주식회사 써모스탯 및 이를 포함하는 냉각 시스템
KR102451921B1 (ko) * 2018-07-31 2022-10-06 현대자동차 주식회사 유량 제어 장치, 이를 포함하는 냉각 시스템 및 그 제어 방법
KR102540891B1 (ko) * 2018-11-21 2023-06-08 현대자동차주식회사 엔진 분리 냉각이 가능한 전자식 서모스탯 및 이를 이용한 엔진 냉각 시스템
US10989100B1 (en) 2020-03-27 2021-04-27 Thomas Kubsch Engine cooling system and thermostat thermal actuator with a degassing two-stage piston
US12264616B1 (en) * 2023-09-11 2025-04-01 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotary engine and cooling systems thereof

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1365149A (fr) * 1963-08-05 1964-06-26 Daimler Benz Ag Dispositif de réglage pour le circuit de refroidissement de moteurs à combustion interne, en particulier pour voitures automobiles
BE795230A (fr) * 1972-02-10 1973-05-29 Bayerische Motoren Werke Ag Dispositif de refroidissement par ciculation pour des moteurs a combustion interne a pistons
DE3202817A1 (de) 1982-01-29 1983-08-11 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt "anorganischer verbundstein und verfahren zu seiner herstellung"
DE3502817C2 (de) * 1985-01-29 1996-04-04 Wahler Gmbh & Co Gustav Kühlwasserregler für Brennkraftmaschinen
JPH0768897B2 (ja) * 1988-04-04 1995-07-26 マツダ株式会社 エンジンの冷却装置
DE4121379A1 (de) * 1990-07-11 1992-01-16 Volkswagen Ag Verfahren zum betreiben einer kuehleinrichtung fuer eine brennkraftmaschine und kuehleinrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE4022731A1 (de) * 1990-07-17 1992-01-23 Eberspaecher J Mit einem heizgeraet versehener kuehlmittelkreislauf eines fahrzeugmotors
DE4040323A1 (de) * 1990-12-17 1992-06-25 Volkswagen Ag Thermostatventil fuer die kuehleinrichtung einer brennkraftmaschine
DE4233913C2 (de) * 1992-10-08 2003-04-30 Behr Thermot Tronik Gmbh Elektrisch beheizbares Thermostatventil für einen Kühlmittelkreislauf eines Verbrennungsmotors
ES2112717B1 (es) * 1993-07-19 1998-12-01 Bayerische Motoren Werke Ag Disposicion de refrigeracion para un motor de combustion interna de un automovil.
DE4330215A1 (de) * 1993-09-07 1995-03-09 Behr Thomson Dehnstoffregler Kühlanlage für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges mit einem Ventil
DE4426435A1 (de) * 1994-07-26 1996-02-01 Bayerische Motoren Werke Ag Thermostatventil für den Kühlmittelkreis einer Brennkraftmaschine
DE29505992U1 (de) * 1995-04-06 1995-06-01 Gustav Wahler Gmbh U. Co, 73730 Esslingen Thermostatventil
DE19523610A1 (de) * 1995-06-30 1997-01-02 Iav Gmbh Thermostatventileinheit mit zwei gegenläufig öffnenden und schließenden Ventileinheiten
DE19537068A1 (de) * 1995-10-05 1997-04-10 Bayerische Motoren Werke Ag Thermostatventil für den Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine
DE19606202B4 (de) * 1996-02-21 2010-07-01 Behr Thermot-Tronik Gmbh Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor
DE19956893A1 (de) * 1999-11-26 2001-05-31 Daimler Chrysler Ag Kühlkreis für einen Verbrennungsmotor
FR2805591B1 (fr) * 2000-02-28 2002-05-31 Vernet Sa Dispositif thermostatique a deux regimes de regulation commandes selectivement
FR2811709B1 (fr) * 2000-07-17 2003-02-21 Vernet Sa Dispositif thermostatique pilote a commande proportionnelle, a element thermostatique de securite
CA2325168A1 (en) * 2000-11-06 2002-05-06 Joseph Fishman Electronically controlled thermostat
DE10061546B4 (de) * 2000-12-11 2011-07-21 Behr Thermot-tronik GmbH, 70806 Kühlanlage für einen mit flüssigem Kühlmittel gekühlten Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges
DE10144844B4 (de) * 2001-09-06 2014-06-05 Behr Thermot-Tronik Gmbh Thermostatventil
DE10206359A1 (de) * 2002-02-14 2003-09-04 Daimler Chrysler Ag Thermostatventil sowie Verfahren zur Steuerung eines Kühlmittelkreislaufes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2004046516A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004046516A1 (de) 2004-06-03
US20050268866A1 (en) 2005-12-08
US7096831B2 (en) 2006-08-29
DE10253469A1 (de) 2004-05-27

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