EP3286469A1 - Thermostatventil - Google Patents

Thermostatventil

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Publication number
EP3286469A1
EP3286469A1 EP16716849.1A EP16716849A EP3286469A1 EP 3286469 A1 EP3286469 A1 EP 3286469A1 EP 16716849 A EP16716849 A EP 16716849A EP 3286469 A1 EP3286469 A1 EP 3286469A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid
valve
fluid channel
channel opening
switching state
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16716849.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kai Saupe
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.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3286469A1 publication Critical patent/EP3286469A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/002—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by temperature variation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M5/00—Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
    • F01M5/005—Controlling temperature of lubricant
    • F01M5/007—Thermostatic control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/08—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
    • F16K11/085—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug
    • F16K11/0856—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug having all the connecting conduits situated in more than one plane perpendicular to the axis of the plug
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44—Mechanical actuating means
    • F16K31/52—Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam
    • F16K31/524—Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam with a cam
    • F16K31/52458—Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam with a cam comprising a tap or cock
    • F16K31/52466—Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam with a cam comprising a tap or cock comprising a multiple-way tap or cock
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/01—Control of temperature without auxiliary power
    • G05D23/02—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature
    • G05D23/021—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature the sensing element being a non-metallic solid, e.g. elastomer, paste
    • G05D23/022—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature the sensing element being a non-metallic solid, e.g. elastomer, paste the sensing element being placed within a regulating fluid flow

Definitions

  • the present invention relates to a thermostatic valve for temperature-dependent control of a fluid flow.
  • the invention also relates to an oil circuit of a motor vehicle and a motor vehicle with such
  • thermostatic valves are well known and control fluid flow as a function of temperature.
  • thermostatic valves are installed in order to release or close different fluid channels depending on the oil temperature and thereby convey the oil flow through a radiator or a bypass duct and thus around the radiator.
  • thermostatic valves have a relatively high pressure loss, which in turn requires a high power to promote the fluid flow.
  • known thermostatic valves are often also expensive and thus designed expensive.
  • the present invention therefore deals with the problem of providing a thermostatic valve an improved embodiment, which is characterized in particular by a low pressure loss and cost-effective production.
  • Thermostat valve for the first time no longer with an axial means of a
  • the thermostatic valve according to the invention has essentially only five components, namely a housing, a temperature-dependent expansion element, a valve body, a return spring and the aforementioned spindle element.
  • a housing In the housing is a first fluid channel opening, a second fluid channel opening and a third
  • the spindle element has a
  • Threaded portion of the spindle member are that in an axial displacement of the spindle member, a rotation of the valve body and thus a division of the fluid flow is carried out on the three fluid channel openings.
  • Valve body several openings.
  • Thermostatic valve can thus one of relatively few components
  • thermostatic valve are created, which thereby not can only be produced inexpensively, but also requires only a small space requirement.
  • a thermostatic valve can be created with a relatively low pressure loss, which in particular in motor vehicles fuel-saving effect.
  • the expansion element has a Wachsdehnscherlement, a bimetal or a
  • the threaded portion has a thread with a continuous thread pitch, or at least two thread portions with different
  • Thread pitches By providing at least two threaded portions with different thread pitch can influence the
  • Switching speed of the thermostatic valve according to the invention are taken, which applies in rough terms, the higher the thread pitch, the slower is the switching speed of the thermostatic valve.
  • threaded areas with different ones can be used
  • Thread pitch associated with individual temperatures so that the thermostatic valve according to the invention, for example, in a first
  • the thermostatic valve on at least three switching states, wherein the valve body is not rotated in the first switching state and the
  • the three different switching states can be taken at different temperatures, so that the thermostatic valve, for example, at a fluid temperature 0 ° C ⁇ t ⁇ 65 ° C, the first switching state, at a fluid temperature 80 ° C ⁇ t ⁇ 1 10 ° C, the second switching state and at a fluid temperature of t> 1 10 ° C assumes the third switching state.
  • a so-called fail-safe function can be represented in a particularly simple manner, since the fluid flow is conducted through the radiator both with a broken return spring and a high temperature, as well as with a defective expansion element, whereby the return spring the valve body in its first switching state suppressed.
  • the thermostatic valve is designed as an oil thermostatic valve.
  • thermostatic valve Especially for tempering an oil circuit in a motor vehicle, it is thus advantageous to use the thermostatic valve according to the invention, since this is structurally simple and therefore inexpensive, almost any switching states allows and also compact builds, which is particularly in view of cramped, modern engine compartments of great advantage , Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated
  • Fig. 1 is a sectional view through an inventive
  • Thermostatic valve for temperature-dependent control of a fluid flow
  • FIG. 3 shows a housing half, a spindle element and a valve body of the thermostatic valve according to the invention
  • Fig. 4 to 6 is a sectional view through the inventive
  • Thermostatic valve 1 for the temperature-dependent control of a fluid flow 2 (see Fig. 4 to 6), a housing 3 with a first Fluidkanalo réelle 4, a second Fluidkanalo réelle 5 and a third Fluidkanalo réelle 6.
  • the thermostatic valve 1 according to the invention which is designed in particular as an oil thermostatic valve and can be used in an oil circuit 7 of a motor vehicle not shown in detail, a temperature-dependent expansion element 8, a valve body 9 with a plurality of openings 10, 1 1, 12, a return spring thirteenth and a spindle element 14 with a threaded portion 15 with two end-side, opposite receptacles 16, 17, namely a first receptacle 16 and a second receptacle 17.
  • the return spring 13 is supported on the one hand on the housing 3 and on the other hand in the first
  • Engagement lugs 18 are arranged, which are so in operative connection with the threaded portion 15, which in an axial displacement of the
  • the expansion element 8 may be formed, for example, as Wachsdehnscherlement, as a bimetal or as a shape memory alloy or such Wachsdehnscherlement, such a bimetal or such
  • the threaded portion 15 has a thread with a continuous thread pitch, which of course is also conceivable that the threaded portion 15 a thread with at least two threaded portions 19,19 'with different Has thread pitch, whereby different switching speeds can be realized at different temperatures, for example.
  • the thermostatic valve 1 has at least two switching states, wherein the valve body 9 is not rotated in the first switching state and the fluid flow 2 via a trained as a bypass
  • Fluid channel opening 6 dissipates, while it is rotated in the second switching state such that it passes the fluid flow 2 to a connected to a cooler fluid channel opening 5.
  • the third fluid passage opening 6 would be the one connected to the bypass passage, whereas the second fluid passage opening 5 would be that connected to the radiator.
  • the first fluid channel opening 4 forms the inlet into the thermostatic valve 1.
  • Thermostatic valve 1 in this case has at least three switching states (cf., Fig. 4 to 6), wherein the valve body 9 is not rotated in the first switching state (see Fig .. 4) and the fluid flow 2 to the second connected to the radiator
  • Fluid channel opening 5 passes, while it is rotated in the second switching state (see Fig. 5) by approximately 90 ° and the fluid stream 2 via the third fluid channel opening formed as a bypass 6, while in the third switching state (see FIG 180 ° is twisted and the fluid flow 2 back to the with the cooler
  • the thermostatic valve 1 can at a fluid temperature between 0 ° C ⁇ t ⁇ 65 ° C, the first
  • a so-called fail-safe function can be realized, which remains, for example, in a broken return spring 13 in the third switching state (see Fig .. 6), whereas in a defective expansion element 8 the
  • valve body 9 in its first switching state (see Fig. 4) rotated and thereby allows in both cases, a steering of the fluid flow 2 via the second fluid channel opening 5 to the radiator, whereby a so
  • thermostatic valve 1 With the thermostatic valve 1 according to the invention not only a comparatively structurally simple constructed thermostatic valve 1 can be realized, which consists of only five individual parts, namely the housing 3, the
  • Expansion element 8 is, but the thermostatic valve 1 according to the invention also builds extremely compact and works extremely reliable.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Thermostatventil (1) zur temperaturabhängigen Steuerung eines Fluidstroms (2), mit einem Gehäuse (3) mit einer ersten Fluidkanalöffnung (4), einer zweiten Fluidkanalöffnung (5) und einer dritten Fluidkanalöffnung (6), einem temperaturabhängigen Dehnelement (8), einem Ventilkörper (9) mit mehreren Öffnungen (10, 11, 12), einer Rückstellfeder (13) und einem Spindelelement (14) mit einem Gewindeabschnitt (15) und zwei stirnseitigen, gegenüberliegenden Aufnahmen (16, 17), wobei sich die Rückstellfeder (13) einerseits am Gehäuse (3) und andererseits in der ersten Aufnahme (16) des Spindelelements (14) abstützt, wobei sich das Dehnelement (8) einerseits am Gehäuse (3) und andererseits in der zweiten Aufnahme (17) des Spindelelements (14) abstützt, wobei der Ventilkörper (9) Eingriffsnasen (18) aufweist, die derart in Wirkverbindung mit dem Gewindeabschnitt (15) stehen, dass bei einer Axialverstellung des Spindelelements (14) ein Verdrehen des Ventilkörpers (9) und damit ein Aufteilen des Fluidstroms (2) auf die drei Fluidkanalöffnungen (10, 11, 12) erfolgt.

Description

Thermostatventil
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Thermostatventil zur temperaturabhängigen Steuerung eines Fluidstroms. Die Erfindung betrifft außerdem einen Ölkreislauf eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen
Thermostatventil.
Thermostatventile sind mannigfaltig bekannt und steuern einen Fluidstrom in Abhängigkeit der Temperatur. In modernen Ölkreisläufen eines Kraftfahrzeugs sind beispielsweise Thermostatventile verbaut, um je nach Öltemperatur unterschiedliche Fluidkanäle freizugeben bzw. zu verschließen und dadurch den Ölstrom durch einen Kühler oder einen Bypasskanal und damit um den Kühler herum zuleiten.
Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Thermostatventilen ist dabei jedoch, dass diese einen vergleichsweise hohen Druckverlust aufweisen, was wiederum eine hohe Leistung zur Förderung des Fluidstroms erfordert. Zudem sind bekannte Thermostatventile oftmals auch aufwendig und damit teuer konstruiert. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein Thermostatventil eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen geringen Druckverlust und eine kostengünstige Herstellung auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des
unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein
Thermostatventil erstmals nicht mehr mit einem axial mittels eines
Dehnelementes verstellbaren Ventilkörper auszustatten, sondern den
Dehnkörper mit einem Spindelelement und das Spindelelement mit dem
Ventilkörper zu koppeln, so dass bei einer axialen Ausdehnung des
Dehnelements ein axiales Verschieben des Spindelelements und dadurch ein Verdrehen des Ventilkörpers erfolgt. Das erfindungsgemäße Thermostatventil weist dabei im Wesentlichen lediglich fünf Bauteile auf, nämlich ein Gehäuse, ein temperaturabhängiges Dehnelement, einen Ventilkörper, eine Rückstellfeder sowie das zuvor erwähnte Spindelelement. In dem Gehäuse ist dabei eine erste Fluidkanalöffnung, eine zweite Fluidkanalöffnung sowie eine dritte
Fluidkanalöffnung angeordnet. Das Spindelelement besitzt einen
Gewindeabschnitt sowie zwei stirnseitige und sich gegenüberliegende
Aufnahmen, nämlich eine erste Aufnahme und eine zweite Aufnahme. In zusammengebautem Zustand stützt sich die Rückstellfeder einerseits am
Gehäuse und andererseits in der ersten Aufnahme des Spindelelements ab, wogegen sich das Dehnelement einerseits am Gehäuse und andererseits in der zweiten Aufnahme des Spindelelements abstützt. Die Axialverstellung des Spindelelements erfolgt somit in die eine Richtung über ein Ausdehnen des Dehnelements und ein Stauchen der Rückstellfeder und in die entgegengesetzte Richtung über ein Zusammenziehen des Dehnelements und ein Ausfedern der Rückstellfeder. Der Ventilkörper selbst weist dabei Eingriffsnasen auf,
beispielsweise drei Eingriffsnasen, die derart in Wirkverbindung mit dem
Gewindeabschnitt des Spindelelements stehen, dass bei einer Axialverstellung des Spindelelements ein Verdrehen des Ventilkörpers und damit ein Aufteilen des Fluidstroms auf die drei Fluidkanalöffnungen erfolgt. Hierzu weist der
Ventilkörper mehrere Öffnungen auf. Mit dem erfindungsgemäßen
Thermostatventil kann somit ein aus relativ wenigen Bauteilen
zusammengesetztes Thermostatventil geschaffen werden, welches dadurch nicht nur kostengünstig hergestellt werden kann, sondern zudem auch einen nur geringen Bauraumbedarf erfordert. Durch den drehbaren Ventilkörper kann zudem ein Thermostatventil mit einem vergleichsweise geringen Druckverlust geschaffen werden, was sich insbesondere in Kraftfahrzeugen kraftstoffsparend auswirkt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist das Dehnelement ein Wachsdehnstoffelement, ein Bimetall oder eine
Formgedächtnislegierung auf. Bereits diese nicht abschließende Aufzählung lässt erahnen, welche mannigfaltige Einsatzmöglichkeiten für Dehnstoffelemente bestehen, wobei insbesondere Wachsdehnstoffelemente eine vergleichsweise kostengünstige, genau arbeitende und zudem langlebige Möglichkeit der temperaturabhängigen Steuerung des Fluidstroms ermöglichen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist der Gewindeabschnitt ein Gewinde mit einer kontinuierlichen Gewindesteigung auf, oder aber zumindest zwei Gewindebereiche mit unterschiedlichen
Gewindesteigungen. Durch das Vorsehen von zumindest zwei Gewindebereichen mit unterschiedlicher Gewindesteigung kann Einfluss auf die
Schaltgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Thermostatventils genommen werden, wobei im groben Zusammenhang gilt, je höher die Gewindesteigung ist, umso langsamer ist die Schaltgeschwindigkeit des Thermostatventils. Rein theoretisch können dabei auch Gewindebereiche mit unterschiedlicher
Gewindesteigung einzelnen Temperaturen zugeordnet werden, so dass das erfindungsgemäße Thermostatventil beispielsweise in einem ersten
Temperaturbereich im zugehörigen ersten Gewindebereich mit beispielsweise höherer Gewindesteigung arbeitet, wogegen es in einem zweiten
Temperaturbereich in einen Gewindebereich mit geringerer Gewindesteigung wechselt und dadurch schneller schaltet. Bei einer geringen Gewindesteigung reicht bereits eine geringe axiale Längenänderung des Dehnelements, um ein schnelles Verdrehen des Ventilkörpers und damit Schalten des Thermostatventils zu bewirken, und umgekehrt.
Zweckmäßig weist das Thermostatventil zumindest drei Schaltzustände auf, wobei der Ventilkörper im ersten Schaltzustand nicht verdreht ist und den
Fluidstrom zu einer mit einem Kühler verbundenen Fluidkanalöffnung leitet, während er im zweiten Schaltzustand um ca. 90° verdreht ist und den Fluidstrom über eine als Bypass ausgebildete Fluidkanalöffnung in einen Bypasskanal ableitet, während er im dritten Schaltzustand um ca. 180° verdreht ist und den Fluidstrom wieder zu der mit dem Kühler verbundenen Fluidkanalöffnung leitet. Eingenommen werden können die drei unterschiedlichen Schaltzustände bei unterschiedlichen Temperaturen, so dass das Thermostatventil beispielsweise bei einer Fluidtemperatur 0 °C < t < 65 °C den ersten Schaltzustand, bei einer Fluidtemperatur 80 °C < t < 1 10 °C den zweiten Schaltzustand und bei einer Fluidtemperatur von t > 1 10 °C den dritten Schaltzustand einnimmt. Hierdurch lässt sich auf besonders einfache Weise eine sogenannte Fail Safe-Funktion darstellen, da sowohl bei einer gebrochenen Rückstellfeder und einer gleichzeitig hohen Temperatur der Fluidstrom über den Kühler geleitet wird, als auch bei einem defekten Dehnelement, wodurch die Rückstellfeder den Ventilkörper in seinen ersten Schaltzustand drückt.
Zweckmäßig ist das Thermostatventil als Ölthermostatventil ausgebildet.
Besonders zur Temperierung eines Ölkreislaufs in einem Kraftfahrzeug ist es somit vorteilhaft, das erfindungsgemäße Thermostatventil einzusetzen, da dieses konstruktiv einfach und damit kostengünstig aufgebaut ist, nahezu beliebige Schaltzustände ermöglicht und zudem kompakt baut, was insbesondere im Hinblick auf beengte, moderne Motorräume von großem Vorteil ist. Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes
Thermostatventil zur temperaturabhängigen Steuerung eines Fluidstroms,
Fig. 2 eine Ansicht auf ein Innenleben des Thermostatventils,
Fig. 3 eine Gehäusehälfte, ein Spindelelement sowie einen Ventilkörper des erfindungsgemäßen Thermostatventils,
Fig. 4 bis 6 eine Schnittdarstellung durch das erfindungsgemäße
Thermostatventil bei unterschiedlichen Schaltzuständen. Entsprechend den Fig. 1 , 2 sowie 4 bis 6 weist ein erfindungsgemäßes
Thermostatventil 1 zur temperaturabhängigen Steuerung eines Fluidstroms 2 (vgl. Fig. 4 bis 6) ein Gehäuse 3 mit einer ersten Fluidkanaloffnung 4, einer zweiten Fluidkanaloffnung 5 sowie einer dritten Fluidkanaloffnung 6 auf. Darüber hinaus besitzt das erfindungsgemäße Thermostatventil 1 , welches insbesondere als Öl-Thermostatventil ausgebildet und in einem Ölkreislauf 7 eines nicht näher gezeigten Kraftfahrzeuges eingesetzt werden kann, ein temperaturabhängiges Dehnelement 8, einen Ventilkörper 9 mit mehreren Öffnungen 10, 1 1 , 12, einen Rückstellfeder 13 sowie ein Spindelelement 14 mit einem Gewindeabschnitt 15 mit zwei stirnseitigen, gegenüberliegenden Aufnahmen 16, 17, nämlich einer ersten Aufnahme 16 und einer zweiten Aufnahme 17 auf. Die Rückstellfeder 13 stützt sich dabei einerseits am Gehäuse 3 und andererseits in der ersten
Aufnahme 16 des Spindelelements 14 ab, wogegen sich das Dehnelement 8 einerseits am Gehäuse 3 und andererseits in der zweiten Aufnahme 17 des Spindelelements 14 abstützt. An dem Ventilkörper 9 sind darüber hinaus
Eingriffsnasen 18 (vgl. die Fig. 1 und 3) angeordnet, die derart in Wirkverbindung mit dem Gewindeabschnitt 15 stehen, das bei einer Axialverstellung des
Spindelelements 14 gleichzeitig ein Verdrehen des Ventilkörpers 9 und damit ein Aufteilen des Fluidstroms 2 auf die drei Fluidkanalöffnungen 4, 5, 6 erfolgt. Im Unterschied zu aus dem Stand der Technik bekannten Thermostatventilen wird somit bei dem erfindungsgemäßen Thermostatventil 1 der Ventilkörper 9 nicht axial verstellt, um zwischen unterschiedlichen Schaltzuständen zu wechseln, sondern er wird lediglich verdreht.
Das Dehnelement 8 kann beispielsweise als Wachsdehnstoffelement, als Bimetall oder als Formgedächtnislegierung ausgebildet sein bzw. ein solches Wachsdehnstoffelement, ein solches Bimetall oder eine solche
Formgedächtnislegierung aufweisen. Betrachtet man das Spindelelement gemäß den Fig. 1 bis 6, so kann man erkennen, dass der Gewindeabschnitt 15 ein Gewinde mit kontinuierlicher Gewindesteigung aufweist, wobei selbstverständlich auch denkbar ist, dass der Gewindeabschnitt 15 ein Gewinde mit zumindest zwei Gewindebereichen 19,19' mit unterschiedlicher Gewindesteigung aufweist, wodurch unterschiedliche Schaltgeschwindigkeiten bei beispielsweise unterschiedlichen Temperaturen realisiert werden können.
Prinzipiell weist das erfindungsgemäße Thermostatventil 1 zumindest zwei Schaltzustände auf, wobei der Ventilkörper 9 im ersten Schaltzustand nicht verdreht ist und den Fluidstrom 2 über eine als Bypass ausgebildete
Fluidkanalöffnung 6 ableitet, während er im zweiten Schaltzustand derart verdreht ist, dass er den Fluidstrom 2 zu einer mit einem Kühler verbundenen Fluidkanalöffnung 5 leitet. In diesem Fall wäre die dritte Fluidkanalöffnung 6 die mit dem Bypasskanal verbundene, wogegen die zweite Fluidkanalöffnung 5 die mit dem Kühler verbundene darstellt. Die erste Fluidkanalöffnung 4 bildet dabei den Einlass in das Thermostatventil 1 .
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Thermostatventils 1 weist dabei zumindest drei Schaltzustände auf (vgl. Fig. 4 bis 6), wobei der Ventilkörper 9 im ersten Schaltzustand (vgl. Fig. 4) nicht verdreht ist und den Fluidstrom 2 zu der mit dem Kühler verbundenen zweite
Fluidkanalöffnung 5 leitet, während er im zweiten Schaltzustand (vgl. Fig. 5) um ca. 90° verdreht ist und den Fluidstrom 2 über die als Bypass ausgebildete dritte Fluidkanalöffnung 6 ableitet, während er im dritten Schaltzustand (vgl. Fig. 6) um 180° verdreht ist und den Fluidstrom 2 wieder zu der mit dem Kühler
verbundenen zweiten Fluidkanalöffnung 5 leitet. Das Thermostatventil 1 kann dabei bei einer Fluidtemperatur zwischen 0 °C < t < 65 °C den ersten
Schaltzustand (vgl. Fig. 4) bei einer Fluidtemperatur zwischen 80 °C < t < 1 10 °C den zweiten Schaltzustand (vgl. Fig. 5) und bei einer Fluidtemperatur t > als 1 10 °C den dritten Schaltzustand (vgl. Fig. 6) einnehmen. Hierdurch kann
beispielsweise eine sogenannte Fail Safe-Funktion realisiert werden, die beispielsweise bei einer gebrochenen Rückstellfeder 13 im dritten Schaltzustand (vgl. Fig. 6) verharrt, wogegen bei einem defekten Dehnelement 8 die
Rückstellfeder 13 den Ventilkörper 9 in seinen ersten Schaltzustand (vgl. Fig. 4) verdreht und dadurch in beiden Fällen ein Lenken des Fluidstromes 2 über die zweite Fluidkanalöffnung 5 zum Kühler ermöglicht, wodurch ein damit
ausgestattetes Kraftfahrzeug langfristig betriebsbereit bleibt.
Selbstverständlich müssen die im vorherigen Absatz beschriebenen
Winkelangaben für die einzelnen Temperaturbereiche nicht exakt eingehalten werden, so dass es sich bei den Winkelangaben lediglich um ungefähre Angaben handelt. Selbstverständlich sind auch mehr als drei Schaltzustände denkbar. Von besonderem Vorteil dürfte jedoch sein, wenn das Spindelelement 14
beispielsweise zwei oder mehr Gewindebereiche 19, 19' (vgl. Fig. 3) aufweist, wodurch ein unterschiedlich schnelles Schalten in unterschiedlichen
Temperaturbereichen möglich ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Thermostatventil 1 lässt sich nicht nur ein vergleichsweise konstruktiv einfach aufgebautes Thermostatventil 1 realisieren, welches aus lediglich fünf Einzelteilen, nämlich dem Gehäuse 3, der
Rückstellfeder 13, dem Spindelelement 14, dem Ventilkörper 9 und dem
Dehnelement 8 besteht, sondern das erfindungsgemäße Thermostatventil 1 baut auch äußerst kompakt und arbeitet äußerst zuverlässig.

Claims

Patentansprüche
1 . Thermostatventil (1 ) zur temperaturabhangigen Steuerung eines Fluidstroms (2),
mit einem Gehäuse (3) mit einer ersten Fluidkanalöffnung (4), einer zweiten Fluidkanalöffnung (5) und einer dritten Fluidkanalöffnung (6), einem
temperaturabhängigen Dehnelement (8), einem Ventilkörper (9) mit mehreren Öffnungen (10,1 1 ,12), einer Rückstellfeder (13) und einem Spindelelement (14) mit einem Gewindeabschnitt (15) und zwei stirnseitigen,
gegenüberliegenden Aufnahmen (16,17), nämlich einer ersten Aufnahme (16) und einer zweiten Aufnahme (17),
wobei sich die Rückstellfeder (13) einerseits am Gehäuse (3) und
andererseits in der ersten Aufnahme (16) des Spindelelements (14) abstützt, wobei sich das Dehnelement (8) einerseits am Gehäuse (3) und andererseits in der zweiten Aufnahme (17) des Spindelelements (14) abstützt,
wobei der Ventilkörper (9) Eingriffsnasen (18) aufweist, die derart in
Wirkverbindung mit dem Gewindeabschnitt (15) stehen, dass bei einer Axialverstellung des Spindelelements (14) ein Verdrehen des Ventilkörpers (9) und damit ein Aufteilen des Fluidstroms (2) auf die drei
Fluidkanalöffnungen (10,1 1 ,12) erfolgt.
2. Thermostatventil nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Dehnelement (8) ein Wachsdehnstoffelement, ein Bimetall oder eine Formgedächtnislegierung aufweist.
3. Thernnostatventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gewindeabschnitt (15) ein Gewinde mit kontinuierlicher
Gewindesteigung aufweist, oder
dass der Gewindeabschnitt (15) ein Gewinde mit zumindest zwei
Gewindebereichen (19,19') mit unterschiedlicher Gewindesteigung aufweist.
4. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Thermostatventil (1 ) zumindest zwei Schaltzustände aufweist, wobei der Ventil körper (9) im ersten Schaltzustand nicht verdreht ist und den Fluidstrom (2) über eine als Bypass ausgebildete dritte Fluidkanalöffnung (12) ableitet, während er im zweiten Schaltzustand derart verdreht ist, dass er den Fluidstrom (2) zu der mit einem Kühler verbundenen zweiten Fluidkanalöffnung (5) leitet.
5. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Thermostatventil (1 ) zumindest drei Schaltzustände aufweist, wobei der Ventilkörper (9) im ersten Schaltzustand nicht verdreht ist und den Fluidstrom (2) zu einer mit einem Kühler verbundenen zweiten Fluidkanalöffnung (5) leitet, während er im zweiten Schaltzustand um ca. 90° verdreht ist und den Fluidstrom (2) über eine als Bypass ausgebildete dritte Fluidkanalöffnung (6) ableitet, während er im dritten Schaltzustand um ca. 180° verdreht ist, und den Fluidstrom (2) wieder zu der mit dem Kühler verbundenen Fluidkanalöffnung (5) leitet.
6. Thermostatventil nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Thermostatventil (1 ) bei einer Fluidtemperatur 0 °C < t < 65 °C den ersten Schaltzustand, bei einer Fluidtemperatur 80 °C < t < 1 10 °C den zweiten Schaltzustand und bei einer Fluidtemperatur 1 10 °C < t den dritten Schaltzustand einnimmt.
7. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Thermostatventil (1 ) als Öl-Thermostatventil ausgebildet ist.
8. Ölkreislauf (7) eines Kraftfahrzeugs mit einem Thermostatventil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Kraftfahrzeug mit einem Thermostatventil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
EP16716849.1A 2015-04-21 2016-04-12 Thermostatventil Withdrawn EP3286469A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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