Pierwszenstwo: Opublikowano: 19.IV.1967 (P 120 110) 21.IV.1966 dla zastrz. 8, 9 i 10 01.11.1967 dla zastrz. 1-7 Niemiecka Republika Federalna 15.Y.1970 59695 KI. 4fl c*, 13" MKP F 01 p A\b% UKD \Y**-.\ *C Wlasciciel patentu: Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Mo¬ nachium (Niemiecka Republika Federalna) Termostat do chlodzenia obiegowego, zwlaszcza do obiegowego chlodzenia ciecza silników spalinowych Przedmiotem wynalazku jest termostat do chlo¬ dzenia obiegowego, szczególnie chlodzenia obiego¬ wego ciecza silników spalinowych, który posiada wzajemnie wspólosiowe zawory talerzowe, które przy pomocy, przynajmniej czesciowo miedzy ni- 5 mi umieszczonego elementu rozpreznego, steruja czynniki chlodzace przez przeciwlegle otwory wlo¬ towe, przy czym przez jeden otwór wlotowy wply¬ wa ochlodzony w chlodnicy czynnik chlodzacy a przez drugi otwór wlotowy — niechlodzony jo czynnik chlodzacy, który omija chlodnice, do przestrzeni miedzy zaworami talerzowymi i przez boczny otwór wylotowy doprowadzony zostaje z tej przestrzeni do plaszcza chlodzacego.Wiadomo, ze stosowane sa podobne termostaty 15 bez istotnych zmian, w których czynnik chlodni¬ czy, doplywajacy z plaszcza chlodzacego wplywa do przestrzeni miedzy zaworami talerzowymi i w zaleznosci od temperatury, zostaje doprowa¬ dzony przez zawory talerzowe calkowicie lub czes- 20 ciowo przy niskiej temperaturze przez przewód krótkozwarty a przy wysokiej temperaturze po¬ przez chlodnice do plaszcza chlodzacego silnika.Przy tym zastosowaniu, element rozprezny znaj¬ dujacy sie miedzy zaworami talerzowymi znajdu- "25 je sie stale swoja cala powierzchnia pod dziala¬ niem równomiernej temperatury czynnika chlo¬ dzacego.W typie termostatu opisanym powyzej element rozprezny znajduje sie w strefie mieszania, gdzie . 30 2 mieszaja sie czesci czynnika chlodzacego o róz¬ nej temperaturze i w róznych ilosciach, które wplywaja czesciowo niechlodzone z plaszcza chlo¬ dzacego silnika i czesciowo chlodzone z chlodnicy.Poniewaz wewnatrz termostatu jest do dyspo¬ zycji tylko ograniczona przestrzen, nie mozna osiagnac gruntownego zmieszania sie czesci czyn¬ nika chlodzacego.Przy zastosowaniu znanych dotychczas typów termostatów z elementem rozpreznym miedzy dwoma zaworami talerzowymi wynikaja, w pew¬ nych warunkach pracy, powazne a czesciowo na¬ wet niebezpieczne dla silnika spalinowego bledne wartosci regulacyjne, poniewaz czesc srodka chlo¬ dzacego moze oddzialywac calkowicie lub w po¬ waznym stopniu na element rozprezny, podczas gdy druga czesc czynnika chlodzacego przeplywa obok elementu rozpreznego, nie zasilajac go lub przed zasilaniem tegoz, miesza sie z pierwsza czescia czynnika chlodzacego.Tego rodzaju bledne regulacje wystepuja szcze¬ gólnie wtedy, gdy element rozprezny naprzeciw otworu wylotowego czynnika chlodzacego termo¬ statu przesuniety jest znacznie w bok oraz ewen¬ tualnie gdy otwór zaworu umieszczony jest bez¬ posrednio przed otworem wylotowym.Równiez czesciowe umieszczenie elementu roz¬ preznego we wglebieniach lub wnekach, które nie stykaja sie z przeplywem czynnika chlodzacego, jak równiez jednostronne zakrycie przed czescia 5969559695 3 4 czynnika chlodzacego, przy pomocy wsporników podtrzymujacych lub przewodzacych zaworów ta¬ lerzowych i elementu rozpreznego powoduje bled¬ na regulacje.Przedmiotem wynalazku jest usuniecie tych wad przez zastosowanie srodków podanych w za¬ strzezeniu glównym i zastrzezeniach szczególo¬ wych 2 do 7, które umozliwiaja dostatecznie rów¬ nomierna regulacje temperatury przez ilosciowo odpowiednie zasilanie elementu rozpreznego oby¬ dwu czesci czynnika chlodzacego we wszystkich warunkach ruchu.Równiez pozostaja przy tym ilosciowo okres¬ lone ilosci czesci czynnika chlodzacego bez wply¬ wu na element rozprezny, poniewaz pewna ich ilosc a nawet ich wieksza czesc z otworów piers¬ cieniowych zaworów talerzowych plynie bezpo¬ srednio do otworu wylotowego.Gruntowne próby i pomiary potwierdzily wlas¬ ciwe ilosciowe zasilanie elementu rozpreznego, a tym samym dostatecznie równomierna regula¬ cje temperatury, zwlaszcza silnika spalinowego, zgodnie z wynalazkiem.Przy opisanej konstrukcji termostatu woda chlo¬ dzaca w grzejniku znieksztalca wartosci regula¬ cyjne termostatu, jesli ta czesc wody chlodzacej nie jest przeprowadzona przez czujnik termome- tryczny termostatu.W konstrukcjach termostatu, które powoduja zwarcie, znane jest urzadzenie, które kieruje prze¬ plyw powrotny z grzejnika do nieregulowanego przez termostat, czyli stale przeplywowego prze¬ wodu.Jednak dzialanie tego rodzaju regulatorów jest niezadawalaijace, poniewaz z powodu stalego prze¬ plywu przez chlodnice, nie mozna uniknac dlu¬ gich czasów nagrzewania i dochladzania.W regulatorach wymienionego typu, w których przewód zwarciowy jak równiez przewód chlod¬ nicy sterowane sa przez termostat, wprowadzenie przeplywu powrotnego z urzadzenia grzejnego spowodowaloby, ze dzialanie urzadzenia grzejnego byloby przy dlawieniu lub zamknieciu jednego przewodu utrudnione lub calkowicie wylaczone.Wprowadzenie przeplywu powrotnego z urza¬ dzenia grzejnego do przewodu wlotowego plaszcza chlodzacego silnika po termostacie, spowodowalo¬ by natomiast wyzej wymienione znieksztalcenie wartosci regulacyjnych wody chlodzacej, doprowa¬ dzanej do plaszcza chlodzacego silnika.W celu unikniecia tych wad obudowa posiada, zgodnie z wynalazkiem, dalsze przylacze dla wlo¬ tu przewodu przeplywu powrotnego z urzadzenia grzejnego, przez które, przeplywa woda chlodza¬ ca, jak na przyklad do podgrzewania rury ssa¬ cej, ogrzewania gaznikowego startowego oraz ewentualnie ogrzewania przestrzeni wewnetrznej, które to przylacze ma ujscie bezposrednio do prze¬ strzeni obudowy, w którym czujnik temperatury umieszczony jest przynajmniej czesciowo i z któ¬ rej to obudowy wyprowadzone jest przylacze do wlotu (wody) z plaszcza chlodzacego.W ten sposób oddzialywuj e doplyw ochlodzo¬ nej wody chlodzacej powracajacej z urzadzenia grzejnego obok czujnika temperaturowego termo¬ statu, a mianowicie, niezaleznie od kazdorazowe¬ go polozenia zaworów termostatu.Dzieki temu zabezpieczone jest utrzymanie z gó¬ ry ustalonej temperatury roboczej równiez przy 5 krancowych warunkach ruchu, zwlaszcza takze wtedy, gdy przy malej mocy wydawanej silnika i przy bardzo niskiej temperaturze otoczenia, wo¬ da chlodzaca w urzadzeniu grzejnym jest chlo¬ dzona bardzo intensywnie.Zgodnie z wynalazkiem, dalsze ulepszenie pole¬ ga na tym, ze obudowa termostatu umocowana jest bezposrednio na otworze wlotowym lub wy¬ lotowym. Wykonane to jest w sposób korzystny tak, ze przylacze dla zwarcia skonstruowane jest jako kolnierz dla zamocowania obudowy bezpo¬ srednio na otworze wylotu z plaszcza chlodzace¬ go, zas obudowa ma drugie przylacze dla prze¬ wodu prowadzacego do chlodnicy, które polaczo¬ ne jest z przylaczem do zwarcia przez swobodnie przechodzacy przez obudowe kanal, z którego sie ono odgalezia, podczas gdy zwarcie konczy sie w otworze sterowanym przez zawór termostatu.Konstrukcja taka umozliwia, mimo regulacji temperatury wlotowej wody chlodzacej dokony¬ wanej znanym sposobem, umocowanie obudowy termostatu przy otworze wylotowym wody chlo¬ dzacej z plaszcza chlodzacego silnika, przy czym obydwa przewody laczace prowadza do chlodni¬ cy: przewód do wlotu plaszcza chlodzacego silni¬ ka i ewentualnie przewód powrotny urzadzenia grzejnego — do obudowy.Dzieki temu eliminuje sie czesc przylaczona przy otworze wylotowym plaszcza chlodzacego silnika, który jest niezbedny przy dzielonym ukla¬ dzie termostatu, a ilosc przylaczy przewodowych zostaje przy tym zmniejszona.Równoczesne mozliwe umocowanie obudowy ter¬ mostatu przy otworze wlotowym plaszcza chlo¬ dzacego lub wlaczonej przed nim pompy wodnej jest funkcjonalnie równorzedne i posiada wyzej wymienione wady, zwlaszcza, ze konieczne byly¬ by w tym przypadku czesci do mocowania i usz¬ czelniania.Wynalazek jest przykladowo objasniony na ry¬ sunkach, na których fig. 1 przedstawia termostat w obudowie dla silnika spalinowego znanej kon¬ strukcji z rozkladem przeplywu czynnika chlo¬ dzacego i uzupelnienie tej konstrukcji wedlug wynalazku w celu ulepszenia rozkladu przeply¬ wu, fig. 2 przedstawia termostat w obudowie w konstrukcji wedlug wynalazku zmienionej we¬ wnatrz termostatu w stosunku do konstrukcji na fig. 1, z uwidocznieniem rozkladu przeplywów czynnika chlodzacego, fig. 3 przedstawia termo¬ stat wody chlodzacej dla silnika spalinowego, w rzucie czolowym, fig. 4 — przedstawia prze¬ krój wzdluzny w linii II—II z fig. 3, a fig. 5 przedstawia przekrój poprzeczny w linii III—III z fig. 4.Termostat wedlug wynalazku,- jak przedstawio¬ no na fig. 1 i 2 sklada sie z wieloczesciowej obu¬ dowy blaszanej 1, zlaczonej w jedna calosc przez lutowanie i walcowanie, która posiada trzy króc¬ ce przylaczeniowe 2, 3 i 4. Króciec przylaczenio¬ wy 2 chlodnicy sluzy do polaczenia weza laczace- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6059603 go z króccem wylotowym wody chlodzacej chlod¬ nicy; krociec przylaczeniowy zwarciowy 3 — do przylaczenia weza laczacego z króccem wyloto¬ wym wody goracej silnika lub z króccem odga¬ leziajacym z weza laczacego miedzy wylotem z silnika i wlotem chlodnicy, a króciec przyla¬ czeniowy 4 silnika — do przylaczenia weza la¬ czacego do krócca silnika lub krócca wlotowego pompy wodnej. Tak wiec do obudowy 1 doprowa¬ dzona jest poprzez króciec przylaczeniowy 2 chlod¬ nicy woda ochladzana w chlodnicy a przez kró¬ ciec przylaczeniowy zwarciowy 3 woda chlodzaca ogrzana w silniku, podczas gdy przez króciec przy¬ laczeniowy 4 woda chlodzaca znów odplywa i do¬ prowadzana jest do silnika. W obudowie 1 umiesz¬ czony jest przy pomocy czesci blaszanej o ksztal¬ cie talerzowym i umocowanych do niej laczników 6 i 6*, cylindryczny element rozprezny. Ten ele¬ ment rozprezny 7 zawiera material rozprezny, który przy ogrzaniu wypiera trzpien V i w ten sposób zawory talerzowe 8 i 9 umocowane do ele¬ mentu rozpreznego 7 naciskaja na brzegi stero¬ wanych przez nie otworów wlotowych 8 i 9' i podnosi je. Sprezyna srubowa 7" umozliwia ruch powrotny zaworów 8 i 9 przy chlodzeniu i kur¬ czeniu sie materialu rozpreznego. W zakresie re¬ gulacji termostatu, to jest w zakresie temperatu¬ ry przeplywajacej wody chlodzacej, w którym obydwa zawory 8 i 9 sa bardziej lub mniej otwar¬ te, powstaja przy dotychczas stosowanym ukla¬ dzie zaworów talerzowych 8 i 9 w obudowie 1, jak przedstawiono na fig. 1, oznaczone na rysun¬ ku warunki przeplywów. Wieksza czesc ilosci wo¬ dy goracej wplywajacej przez otwór wlotowy 9* z krócca przylaczeniowego zwarciowego 3, prze¬ plywa z powodu bezposredniego sasiedztwa otwo¬ ru wlotowego 9* i otworu wylotowego 10 droga bezposrednia, oznaczona szeroka strzalka 11 do krócca przylaczeniowego 4 silnika tak, ze w sto¬ sunku do bardziej równomiernego przeplywu wo¬ dy chlodzacej wplywajacej poprzez obwód zaworu talerzowego 8 otworu wlotowego 8' do przestrze¬ ni 12, wedlug strzalki 13 przez króciec przylacze¬ niowy chlodnicy, nastepuje w stosunku do udzia¬ lów ilosciowych tych strumieni wody chlodzacej 11, 13 zbyt maly doplyw 13 wody goracej i zbyt wysoki doplyw wody zimnej do elementu rozprez¬ nego 7. W wyniku tego powstaje bledna regulacja temperatury wody chlodzacej doprowadzanej do silnika przez króciec przylaczeniowy silnika 4 i zwiazane z tym niebezpieczenstwo przegrzania silnika przy zbyt wysokiej temperaturze i prze- chlodzenie silnika przy zbyt niskiej temperaturze wody chlodzacej, ze znanymi szkodliwiymi 'nastep¬ stwami.Wedlug fig. 1 przewidziano w celu usuniecia tej wody, zakreskowana powierzchnie zakrywajar ca 14, która rozciaga sie koncentrycznie do za¬ woru talerzowego 9 i dp otworu wlotowego 9* po stronie zwróconej do otworu wylotowego 10 do wysokosci wzniosu zaworu talerzowego 9. W kie¬ runku obwodowym zaworu talerzowego 9 rozcia¬ ga sie ta powierzchnia zakrywajaca troche dalej, niz miara srednicy otworu wylotowego 10. Ta po¬ wierzchnia zakrywajaca 14 powoduje, ze woda 25 chlodzaca jeszcze nie ochlodzona z otworu wlo¬ towego nie moze przeplynac krótkiego odcinka, oznaczonego strzalka 11 do otworu wylotowego 10.Natomiast woda ta jest zmuszona, w Czesci od- 5 powiadajacej stosunkowi w mieszaninie, przeply¬ nac droga 11, co zapewnia zasilanie elementu roz¬ preznego 7. Dalsze ulepszenie przebiegu przeplywu wody chlodzacej pod wzgledem prawidlowego za¬ silania elementu rozpreznego 7 wynika, w porów- io naniu konstrukcji wedlug fig. 1 i fig. 2, stad, ze króciec przylaczeniowy zwarciowy 3 wedlug fig. 2, wykazuje punkt przegiecia 3* tak blisko otworu wlotowego 9', ze ukosny kierunek przeplywu wply¬ wajacej przez króciec przylaczeniowy 3 jeszcze 15 nie chlodzonej wody chlodzacej- wykazuje w za¬ kresie otworu wlotowego 9 jeszcze pewien efekt.Wskutek tego, znaczna czesc 11' wplywajacej przez otwór wlotowy 9 wody chlodzacej jest przepro¬ wadzana na strone przeciwna do otworu wyloto- 20 wego 10, przestrzeni wewnetrznej obudowy 1 i dzieki temu moze, na swej dluzszej drodze do otworu wylotowego 10 zasilac element rozprezny 7. Z pewnym odchyleniem od konstrukcji przed¬ stawionej na fig. 1, przewidziano na rys. 2, ze element blaszany 5 o ksztalcie talerzowym, który przy pomocy wsporników 6, 6' utrzymuje element rozprezny 7 i zawory talerzowe 8, 9 jest tak zbu¬ dowany, ze jego kolowe zaglebienie 5* lezy na 80 stronie przeciwnej do elementu rozpreznego 7, zwróconej do krócca przylaczeniowego chlodnicy 2. Wskutek tego, element rozprezny 7 zmieniony jest w swym ukladzie do otworu wylotowego 10 w stosunku do ukladu wedlug fig-. 1 w taki spo- sób, ze zostaje umieszczony przy kazdym poloze¬ niu roboczym zaworów talerzowych 8, 9 bez istot¬ nego przesuniecia bocznego w kierunku osi króc¬ ca przylaczeniowego 4 silnika przed jego otworem wylotowym 10. Równiez zawór talerzowy 8 jest 40 usytuowany w taki sposób, ze jego srodkowe ko¬ lowe zaglebienie zwrócone jest do krócca przyla¬ czeniowego 2 chlodnicy. W ten sposób osiaga sie ponadto, ze polozona bezposrednio przy zaworze talerzowym 8 czesc elementu rozpreznego 7 zo- 45 staje zasilana calkowicie woda chlodzaca przeply¬ wajaca przez obudowe 1 i nie pozostaje w zagle¬ bieniu o slabym przeplywie. To samo mozna prze¬ prowadzic w stosunku do zaworu talerzowego 9 tak, ze to samo dzialanie rozciaga sie na czesc 50 elementu rozpreznego 7 sasiadujaca z tym zawo¬ rem. Polozone miedzy zaworami talerzowymi 8 i 9 wsporniki prowadzace 6* dla elementu rozprezne¬ go 7 i tym samym dla zaworów talerzowych 8 i 9 sa w sposób korzystny, w stosunku do polo- 55 zenia przedstawionego na fig. i i 2, tak przekre¬ cone w osi srodkowej obudowy 1 i w stosunku elementu rozpreznego 7, ze nie leza przed otwo¬ rem, wylotowym 10. Moga one miec kat od 30° do 90° w stosunku do osi krócca przylaczeniowe- 60 go 2 silnika a tym samym otworu wylotowego.W ten sposób równiez zapobiega sie, by czesc wo¬ dy chlodzacej z krócca przylaczeniowego 2 lub 3 w stosunku do innych krócców przylaczeniowych nie znajdowala korzystniejszych warunków i wsku- 65 • tek tego doplywala szybciej do otworu wylotowe-59695 8 go 10, nie powodujac ilosciowo wlasciwego dzia- lania na element rozprezny 7.Termostat 101 wody chlodzacej wedlug fig. 3 do 5 jest przeznaczony do zastosowania przy sil¬ niku spalinowym do samochodów, z urzadzeniem grzejnym, przez który przeplywa woda chlodzaca, dla' pomieszczenia pasazerskiego, gaznika starto¬ wego oraz ewentualnie rury ssacej. Termostat 101 sklada sie z dwudzielnej obudowy 102, 103 i wklad¬ ki 104 termostatu .z zaworami 105, 106 i czujnika temperatury 107. Czesc obudowy 102 ma otwór wlotowy 108, który posiada kolnierz umacniajacy i uszczelniajacy 109, do bezposredniego zamoco¬ wania termostatu 101 na otworze wylotowym wo¬ dy chlodzacej plaszcza chlodzacego silnika. W po¬ blizu otworu wlotowego 108 wystaje wkladka ter- mometryczna 110 do czesci przewodu 108'. Czesc przewodu 108' laczy otwór wlotowy 108 bezpo¬ srednio z pierwszym króccem przylaczeniowym 111 chlodnicy, dla dalszego przeplywu wody chlo¬ dzacej, wyplywajacej z plaszcza chlodzacego sil¬ nika do chlodnicy. Wewnatrz czesci obudowy 102 odgalezia sie zwarcie 112 od czesci przewodowej 108' i prowadzi przez otwór 106* sterowany przez zawór zwarciowy 106 do przestrzeni 113, w której umieszczony jest czujnik temperatury 107. W tej przestrzeni 113 prowadzi przez druga, pokrywowa czesc obudowy 103 z dalszym króccem przylacze¬ niowym 114 chlodnicy i przez otwór 105' stero¬ wany przez zawór wodny 105 dalszy doplyw dla wody chlodzacej, ochlodzonej w chlodnicy. Czuj¬ nik temperatury 107 okresla, w zaleznosci od temperatury i ilosci, czesci wody chlodzacej wply¬ wajacej z otworów 105 i 106', polozenie zaworów 105, 106. Prócz tego, czujnik temperatury 107 uwzglednia ilosc i temperature porcji wody chlo¬ dzacej, która wplywa nie przez sterowane otwo¬ ry 105' i 106, lecz przez inny niesterowany otwór 115 do przestrzeni 113 przy wlaczonym urzadze¬ niu grzejnym. Przy szczególnie zimnym i silriym strumieniu z otworu 115, przeplyw przez otwór 105' a tym samym przez chlodnice jest dlawiony a nawet zostaje calkowicie zamkniety, dzieki cze¬ mu zapobiega sie znieksztalceniu (sfalszowaniu) temperatury regulacji wody chlodzacej przez wo¬ de z urzadzenia grzejnego. Otwór 115 jest pola¬ czony poprzez krótki kanal 115' z króccem sru¬ bowym 116 dla przewodu powrotnego z urzadze¬ nia grzejnego. Woda chlodzaca regulowana w ten sposób co do temperatury, plynie z przestrzeni 113 przez drugi króciec weza laczacego 117, ewen¬ tualnie przy tymczasowym wlaczeniu zasilajacej pompy wody chlodzacej do otworu wlotowego plaszcza chlodzacego silnika. PL