ES2327345T3 - Disposicion de valvula termostatica. - Google Patents

Abstract

Disposición de válvula termostática para el circuito de refrigeración de una máquina de combustión interna, en la que un elemento (18) de válvula principal de una válvula principal está montado de forma móvil en una carcasa (60, 064) y se puede presionar mediante un muelle contra un asiento (68) de válvula principal, en la que está previsto además un elemento (14) de válvula de baipás de una válvula de baipás que interactúa con un asiento de válvula de baipás en la carcasa (60, 064) y en la que un elemento (28) de material de expansión (DWE) interactúa mediante una primera sección con un contrasoporte fijo en la carcasa y mediante una segunda sección, con el elemento (18) de válvula principal y el elemento (14) de válvula de baipás de manera que la válvula principal o la válvula de baipás quedan cerradas o abiertas opcionalmente para crear el circuito refrigerante de la máquina de combustión interna mediante un radiador o un baipás, estando formado el asiento (68) de válvula principal por una superficie cónica de asiento en la carcasa (60, 64), formando el elemento de válvula principal con un elemento (14) de válvula de baipás, en forma de émbolo y separado axialmente, una unidad de válvula que aloja axialmente de manera segura en una dirección el elemento de material de expansión en una entalladura axial, mientras que el otro extremo del elemento (28) de material de expansión se encuentra apoyado en un contrasoporte (92) de la carcasa (60, 64) y la unidad de válvula está guiada con movimiento axial en un elemento constructivo (36) de guía que está apoyado axialmente, por su parte, en la carcasa (60, 62, 64), actuando entre la unidad de válvula y el elemento constructivo (36) de guía un muelle (50) de válvula que pretensa la unidad en dirección al asiento (68) de válvula principal y presentando la unidad de válvula y el elemento constructivo (36) de guía topes cooperantes que limitan el movimiento de separación de los elementos e interactuando el elemento (14) de válvula de baipás en forma de émbolo con una sección cilíndrica hueca (38) del elemento constructivo (36) de guía, caracterizada porque el elemento constructivo (36) de guía presenta al menos una ranura (44), paralela al eje, que se extiende por el interior de la sección cilíndrica hueca (38) y que en el extremo opuesto al elemento (14) de válvula de baipás en forma de émbolo presenta una sección (46) abierta hacia el lateral y el elemento (14) de válvula de baipás en forma de émbolo presenta un resalto radial (48) que se puede introducir en la ranura por la sección lateral (46) de la ranura (44) en forma de una unión de bayoneta.

Description

Disposición de válvula termostática.

La invención se refiere a una disposición de válvula termostática según la reivindicación 1.

Es conocida la disposición de un termostato en el circuito de refrigeración de una máquina de combustión interna. El termostato libera el trayecto del refrigerante desde el motor a través del radiador o alternativamente hacia un baipás. En el último caso, el refrigerante no se enfría en el radiador. Esto ocurre, por ejemplo, en la fase de calentamiento de la máquina de combustión interna. Como ya se conoce, los termostatos del tipo descrito funcionan en dependencia de la temperatura. Si el refrigerante alcanza una temperatura prefijada, el termostato abre el trayecto hacia el radiador o cierra el baipás.

Las válvulas termostáticas convencionales presentan una placa de sujeción en forma de cubeta que presenta bridas de sujeción en lados opuestos. La brida superior de sujeción sirve para alojar un contrasoporte para un elemento de material de expansión. El elemento de material de expansión se aloja en un plato de válvula hecho de metal y recubierto de un caucho de obturación. El plato de válvula interactúa con un asiento de válvula en la placa de sujeción. La brida de sujeción en el lado inferior constituye un contrasoporte para el muelle de válvula apoyado contra el plato de válvula. En el elemento de material de expansión, en el lado inferior, está fijado otro plato de válvula, móvil axialmente con el elemento de material de expansión y pretensado mediante un segundo muelle de presión. Estos platos de válvula forman la válvula de baipás. La válvula principal y la válvula de baipás se mueven en sentido opuesto, es decir, cuando la válvula principal está cerrada, la válvula de baipás está abierta y a la inversa. El segundo muelle de presión sirve para absorber una carrera excesiva del elemento de material de expansión con la válvula de baipás cerrada a una temperatura que sigue subiendo.

La desventaja de la construcción convencional es, por una parte, la alta resistencia de circulación provocada por la brida superior de sujeción y, por la otra parte, el diámetro relativamente grande de la placa de sujeción.

Del documento DE4231649A1 se conoce una disposición de válvula termostática para el circuito de refrigeración de un motor de combustión interna que contiene una válvula principal, una válvula de baipás y un elemento de material de expansión. El asiento de válvula principal está formado por una superficie cónica de asiento y el elemento de válvula principal forma con un elemento de válvula de baipás una unidad de válvula que aloja el elemento de material de expansión. El extremo superior del elemento de material de expansión se encuentra apoyado en un contrasoporte de la carcasa y la unidad de válvula se guía con movimiento axial en un elemento constructivo de guía. El elemento constructivo de guía está apoyado axialmente en la carcasa y un muelle de válvula actúa entre la unidad de válvula y el elemento constructivo de guía. La unidad de válvula y el elemento constructivo de guía presentan topes cooperantes que limitan un movimiento de separación. El elemento de válvula de baipás tiene forma de émbolo e interactúa con una sección cilíndrica hueca del elemento constructivo de guía.

Del documento WO03/074911A se conoce el guiado del émbolo de una válvula de fluido en ranuras de la carcasa de válvula.

La invención tiene el objetivo de crear una disposición de válvula termostática para el circuito de refrigeración de máquinas de combustión interna, mediante el que se pueden mejorar las condiciones de circulación y reducir el diámetro de la disposición. Además, la disposición de válvula termostática se ha de poder fabricar con elementos plásticos y ensamblar de un modo fácil.

Este objetivo se consigue mediante las características de la reivindicación 1.

En la disposición de válvula termostática, según la invención, el asiento de válvula principal se forma mediante una superficie cónica de asiento en la carcasa. La carcasa, como es usual, constituye un elemento de la unión tubular en el circuito de refrigeración. En la disposición de válvula, según la invención, el asiento de válvula puede estar configurado en una tapa o similar que se puede atornillar o unir herméticamente de otro modo con la carcasa que aloja los demás elementos.

Según la invención está previsto además que el elemento de válvula principal forme con un elemento de válvula de baipás en forma de émbolo, que se encuentra separada axialmente, una unidad de válvula que ha de estar configurada, por consiguiente, en la carcasa con posibilidad de desplazamiento axial para abrir la válvula principal o la válvula de baipás. La unidad de válvula aloja el elemento de material de expansión, por lo que éste queda asegurado axialmente en una dirección, mientras que otra sección del elemento de material de expansión se encuentra apoyada mediante un contrasoporte de la carcasa. Si el asiento de válvula principal se configura, como ya se mencionó, en una tapa o similar, es conveniente disponer también el contrasoporte en una tapa de este tipo y, por ejemplo, configurarlo como elemento interior de la sección de cubierta de la tapa. Al extenderse el elemento de material de expansión se abre, por consiguiente, la válvula principal, mientras que la válvula de baipás se cierra. A tal efecto, el elemento de válvula de baipás está configurado en forma de émbolo e interactúa con una sección cilíndrica hueca de un elemento constructivo de guía, dispuesto fijamente en la carcasa. Por tanto, la unidad de válvula se ha de poder desplazar axialmente de manera relativa respecto al elemento constructivo de guía, garantizando topes cooperantes de ambos elementos que limitan la separación de los dos elementos. Esto es necesario, porque entre los dos elementos se encuentra dispuesto el muelle de válvula que pretensa la unidad de válvula a partir del elemento constructivo de guía.

El elemento constructivo de guía según la invención presenta al menos una ranura paralela al eje, que se extiende por el interior de la sección cilíndrica hueca y que en el extremo enfrentado al elemento de válvula de baipás en forma de émbolo presenta una sección abierta hacia el lateral. El elemento de válvula de baipás en forma de émbolo presenta un resalto radial que se puede introducir en la ranura por la sección lateral de la ranura en forma de una unión de bayoneta. De este modo se obtiene, por una parte, un guiado del elemento de válvula de baipás y en general de la unidad de válvula compuesta del elemento de válvula principal y de baipás y simultáneamente una limitación de la separación de estos dos elementos.

Los elementos constructivos descritos, que se pueden moldear de plástico, exceptuando el muelle de válvula y el elemento de material de expansión, se pueden premontar adecuadamente antes de insertarse en la carcasa. En caso de fallo, la disposición de válvula termostática según la invención se puede desmontar con facilidad y sustituir por otra. El gasto en la fabricación de la disposición de válvula termostática es bajo. Además, ésta requiere un espacio constructivo pequeño. La disposición de válvula permite también una circulación favorable, ya que se eliminan resistencias innecesarias de circulación. Como el elemento de válvula de baipás no se coloca contra un asiento fijo de válvula, sino que más bien se puede mover libremente, de forma limitada, en la sección cilíndrica hueca del elemento constructivo de guía, desaparece un segundo muelle para el elemento de válvula de baipás. La carrera excesiva del elemento de material de expansión se absorbe fácilmente mediante un desplazamiento axial del elemento de válvula de baipás en forma de émbolo. Como la obturación en la zona de la válvula de baipás no tiene que ser especialmente buena, es suficiente con que el elemento de válvula de baipás en forma de émbolo se guíe suavemente en la sección cilíndrica hueca.

Según una configuración de la invención, el elemento de válvula principal presenta dos platos coaxiales que se pueden unir uno con otro y que alojan entre sí un anillo de obturación, posible de engranar en una superficie cónica de asiento del asiento de válvula principal. La válvula principal de un termostato se ha de cerrar de forma hermética. El contacto de plástico con plástico o de metal con metal no cumpliría esta premisa. Por tanto, en esta configuración de la invención está previsto un anillo de obturación o un disco de obturación. Los dos platos o discos, que alojan entre sí el anillo de obturación, se pueden unir adecuadamente uno con otro, por ejemplo, mediante una unión de enclavamiento al enclavarse pivotes de un plato en orificios correspondientes del otro plato.

Según otra configuración de la invención está previsto que el elemento de material de expansión presente un vástago que en el extremo enfrentado al asiento de válvula principal tiene un reborde radial, alojado en una entalladura complementaria del plato enfrentado. Durante el premontaje sólo es necesario insertar el elemento de material de expansión en el elemento de válvula principal, encontrándose la longitud máxima del vástago axial del elemento de material de expansión dentro de la zona situada entre el elemento de válvula principal y el elemento de válvula de baipás que, como ya se mencionó, está unido con el elemento de válvula principal. Según otra configuración de la invención, esta unión se realiza ventajosamente mediante varios nervios paralelos al eje que forman un tipo de jaula.

Otra configuración de la invención prevé que el elemento constructivo de guía presente varios talones o brazos, paralelos al eje y separados en dirección circunferencial, en los que está configurado respectivamente una ranura de guía. Se entiende que el elemento de válvula de baipás en forma de émbolo tiene una cantidad y una disposición correspondientes de salientes o resaltos radiales que interactúan con las ranuras de guía.

El elemento constructivo de guía se apoya en la carcasa en una superficie adecuada. Según una configuración de la invención, esta superficie presenta una ranura anular que interactúa con un nervio anular o similar del elemento constructivo de guía para centrar éste en la carcasa.

Un ejemplo de realización de la invención se explica detalladamente a continuación por medio de dibujos.

Muestran:

Fig. 1 una unidad premontada para una disposición de válvula termostática, según la invención, en representación despiezada,

Fig. 2 el ensamblaje de los elementos según la figura 1, en vista lateral,

Fig. 3 un corte a través de la representación según la figura 2 a lo largo de la línea 3-3 y

Fig. 4 la disposición de la unidad según las figuras 1 a 3 en representación en perspectiva en una carcasa de válvula.

En la figura 1 se puede observar un elemento 10, moldeado a partir de plástico en forma de una sola pieza, que presenta un primer plato 12 de apriete y un elemento 14 de válvula en forma de émbolo. El elemento 14 de válvula en forma de émbolo está unido mediante nervios 16 paralelos al eje con el primer plato 12 de apriete. Un segundo plato 18 de apriete en forma de cono presenta una serie de entalladuras 20, moldeadas en el lado inferior (figura 3) y dispuestas en un círculo de manera concéntrica respecto al eje. El plato 12 de apriete presenta espigas 22 de apriete que están dispuestas y moldeadas en correspondencia con las entalladuras 20. Las entalladuras 20 y las espigas 22 forman una unión rápida, no representada en detalle por separado. Éstas se pueden unir también entre sí por soldadura o similar. En el caso de esta unión, entre los platos 12, 18 está dispuesto y sujetado un anillo 24 de obturación que presenta en la circunferencia un engrosamiento 26 de forma circular en el corte. El engrosamiento 26 sobresale un poco hacia fuera de los platos 12, 18. Esto se abordará más adelante.

Según se puede observar en la figura 3, un elemento 28 de material de expansión con una construcción conocida se aloja mediante los elementos ensamblados, integrados por la unidad 10, el anillo 24 de obturación y los platos 12, 18 de apriete. El plato 18 de apriete presenta una entalladura circular 30, en la que está alojado un reborde radial superior 32 del elemento 28 de material de expansión. El vástago alargado del elemento 28 de material de expansión se extiende a través de un orificio central en el anillo 24 de obturación y en el plato inferior 12 en la zona situada entre los nervios 16.

Un elemento constructivo 36 de guía presenta una sección cilíndrica hueca 38, en la que está moldeado un reborde radial 40 en el extremo inferior. En el extremo opuesto al reborde 40 están moldeados tres brazos 42 paralelos al eje en la sección cilíndrica 38. Según la vista de conjunto de las figuras 1 y 3, los brazos 42 tienen en el lado interior respectivamente una ranura 44 paralela al eje que en la zona del extremo libre de los brazos 42 presenta una sección 46 abierta hacia el lateral. El elemento 14 de válvula en forma de émbolo tiene un diámetro que equivale aproximadamente al diámetro interior de la sección cilíndrica 38. Como se puede observar, las ranuras 44 se extienden también hacia la sección cilíndrica 38. El elemento 14 de válvula de baipás en forma de émbolo presenta resaltos radiales, representados en las figuras 1 y 3 con el número 48.

Los resaltos están moldeados y dispuestos de forma que quedan alojados casi de manera ajustada en las ranuras 44. Con el fin de que los resaltos 48 lleguen a las ranuras 44, estos se sujetan respecto a las secciones laterales 48 de modo que mediante un giro relativo del elemento constructivo de guía y de la unidad 20, los resaltos 48 llegan al extremo superior de las ranuras 44. Los elementos constructivos, representados en la figura 1, están unidos de esta forma entre sí. Delante de la unión descrita de la unidad 10 con el elemento constructivo 36 de guía se dispone un muelle 50 de válvula en el medio, apoyándose el muelle de válvula, por una parte, en el reborde 40 y, por la otra parte, en el plato 12.

La unidad mostrada en las figuras 1 a 3 y compuesta según las figuras 2 y 3 se monta en una carcasa 60 de válvula según la figura 4 que está compuesta de un elemento inferior 62 de carcasa y un elemento 64 de tapa. El elemento 64 de tapa no está representado con el extremo superior, unido de forma conocida con el conducto guiado hacia el radiador (no mostrado) de la máquina de combustión interna (no mostrada). El flujo del refrigerante se indica con la flecha 66. En el elemento 64 de tapa, unido adecuadamente de forma hermética con el elemento inferior 62 de carcasa, está moldeado un asiento cónico 68 de válvula. La superficie de asiento interactúa con el engrosamiento 26 de obturación del anillo 24 de obturación.

En el elemento inferior 62 de carcasa está moldeada una base anular 70 que presenta una superficie anular de apoyo con una ranura anular 72 de forma triangular en el corte transversal. Según se puede observar especialmente en la figura 3, en el lado inferior del reborde 40 está moldeado un nervio anular 76 de forma triangular en el corte transversal. El nervio anular 76 engrana en la ranura anular 77, mediante lo que el elemento constructivo 36 de guía queda dispuesto en el centro y apoyado en el elemento inferior 62 de carcasa. Dentro de la base anular 70, cuyo diámetro interior equivale aproximadamente al diámetro interior de la sección cilíndrica 36, está prevista una entrada lateral 80 para el líquido refrigerante, procedente del baipás (no mostrado) del sistema de refrigeración de la máquina de combustión interna, según indica la flecha 82. Otra salida 84 está unida con el espacio 86 del elemento inferior 62 de carcasa para evacuar el refrigerante hacia la bomba de refrigerante, según indica la flecha 88.

Cuando se monta la unidad según las figuras 2 y 3, el elemento 64 de tapa, ya desmontado, se inserta en el elemento inferior 62 de carcasa, quedando apoyado el elemento constructivo 36 de guía en la superficie anular de la base 70 y engranando el nervio anular 76 en la ranura anular 77. El elemento 64 de tapa se monta a continuación y se une de manera hermética con el elemento inferior 62 de carcasa, ejerciéndose una presión axial sobre el plato superior 18 mediante la superficie 68 de asiento, lo que pretensa el muelle 50. La disposición se realiza de modo que el elemento 14 de válvula en forma de émbolo, que es un elemento de válvula de baipás, se encuentra por fuera de la sección cilíndrica 36. Por tanto, la válvula de baipás está abierta y el refrigerante procedente del motor puede circular según la flecha 82 a través de la válvula abierta de baipás hacia el espacio 86 y hacia la salida 84 según la flecha 88 en dirección a la bomba de refrigerante. Si aumenta la temperatura del refrigerante, por ejemplo, agua refrigerante, se extiende el elemento 28 de material de expansión, que interactúa con su sección superior 90 en un contrasoporte 92 en el elemento 64 de tapa, y presiona así hacia abajo la disposición 18, 12 de plato y el anillo 24 de obturación, desengranándolos del asiento 68 de válvula principal. El elemento 14 de válvula de baipás en forma de émbolo cierra simultáneamente la válvula de baipás al introducirse en la sección cilíndrica 36.

Los brazos 42 del elemento constructivo 36 de guía dejan de someterse a las fuerzas del muelle 50 debido al montaje de la disposición en la carcasa 60, ya que el elemento 64 de tapa comprime un poco el muelle 50. No obstante, se obtiene una protección contra torsión entre el elemento constructivo de guía y la unidad 10.

Según se puede observar especialmente en la figura 4, se logra una disposición favorable para la circulación que permite reducir el diámetro de todo el termostato, sin aumentarse la resistencia de circulación.

Claims (9)

1. Disposición de válvula termostática para el circuito de refrigeración de una máquina de combustión interna, en la que un elemento (18) de válvula principal de una válvula principal está montado de forma móvil en una carcasa (60, 064) y se puede presionar mediante un muelle contra un asiento (68) de válvula principal, en la que está previsto además un elemento (14) de válvula de baipás de una válvula de baipás que interactúa con un asiento de válvula de baipás en la carcasa (60, 064) y en la que un elemento (28) de material de expansión (DWE) interactúa mediante una primera sección con un contrasoporte fijo en la carcasa y mediante una segunda sección, con el elemento (18) de válvula principal y el elemento (14) de válvula de baipás de manera que la válvula principal o la válvula de baipás quedan cerradas o abiertas opcionalmente para crear el circuito refrigerante de la máquina de combustión interna mediante un radiador o un baipás, estando formado el asiento (68) de válvula principal por una superficie cónica de asiento en la carcasa (60, 64), formando el elemento de válvula principal con un elemento (14) de válvula de baipás, en forma de émbolo y separado axialmente, una unidad de válvula que aloja axialmente de manera segura en una dirección el elemento de material de expansión en una entalladura axial, mientras que el otro extremo del elemento (28) de material de expansión se encuentra apoyado en un contrasoporte (92) de la carcasa (60, 64) y la unidad de válvula está guiada con movimiento axial en un elemento constructivo (36) de guía que está apoyado axialmente, por su parte, en la carcasa (60, 62, 64), actuando entre la unidad de válvula y el elemento constructivo (36) de guía un muelle (50) de válvula que pretensa la unidad en dirección al asiento (68) de válvula principal y presentando la unidad de válvula y el elemento constructivo (36) de guía topes cooperantes que limitan el movimiento de separación de los elementos e interactuando el elemento (14) de válvula de baipás en forma de émbolo con una sección cilíndrica hueca (38) del elemento constructivo (36) de guía, caracterizada porque el elemento constructivo (36) de guía presenta al menos una ranura (44), paralela al eje, que se extiende por el interior de la sección cilíndrica hueca (38) y que en el extremo opuesto al elemento (14) de válvula de baipás en forma de émbolo presenta una sección (46) abierta hacia el lateral y el elemento (14) de válvula de baipás en forma de émbolo presenta un resalto radial (48) que se puede introducir en la ranura por la sección lateral (46) de la ranura (44) en forma de una unión de bayoneta.

2. Disposición de válvula según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento de válvula principal presenta dos platos coaxiales (12, 18) que se pueden unir uno con otro y que alojan entre sí un anillo (24) de obturación, posible de engranar en una superficie cónica (68) de obturación del asiento de válvula principal.

3. Disposición de válvula según la reivindicación 2, caracterizada porque los platos (12, 18) se pueden unir entre sí mediante pivotes (22) de enclavamiento y orificios (20) de enclavamiento o similar.

4. Disposición de válvula según la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque el elemento (28) de material de expansión presenta un vástago que en el extremo enfrentado al asiento (68) de válvula principal tiene un reborde radial (32), alojado en una entalladura complementaria (30) del plato enfrentado (18).

5. Disposición de válvula según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el elemento de válvula principal está unido mediante varios nervios (16) paralelos al eje con el elemento (14) de válvula de baipás en forma de émbolo.

6. Disposición de válvula según la reivindicación 2 y 5, caracterizada porque el plato (12), enfrentado al elemento (14) de válvula de baipás en forma de émbolo está unido con éste mediante los nervios (16) y crea con éste un elemento constructivo (10) en forma de una sola pieza.

7. Disposición de válvula según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el elemento constructivo (36) de guía presenta varios brazos (42) paralelos al eje y separados en dirección circunferencial, en los que está configurada respectivamente una ranura (44) de guía.

8. Disposición de válvula según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el elemento constructivo (36) de guía presenta un reborde radial (40), en el que se apoya el muelle (50) de válvula.

9. Disposición de válvula según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el elemento constructivo (36) de guía presenta en el extremo enfrentado a una superficie de contacto para el elemento constructivo (36) de guía en la carcasa un saliente o un nervio anular (76) que interactúan con una ranura anular (77) en la superficie de apoyo para el elemento constructivo (36) de guía.