WO2014040767A1 - Thermostatventil zur regelung der temperatur des kühlmittels einer brennkraftmaschine - Google Patents

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    • Y10T137/87338—Flow passage with bypass

Definitions

  • Thermostatic valve for controlling the temperature of the coolant of an internal combustion engine
  • the invention relates to a thermostatic valve for controlling the temperature of the coolant of an internal combustion engine, in particular a
  • Coolant flow can be significantly shortened by the engine block. As a result, the friction losses are reduced, the fuel consumption is reduced, the catalytic converters reach their operating temperature earlier and thus take their function earlier.
  • a favorable solution to prevent the flow of the motor in a cold state and to actively regulate the cooling temperature when the engine is warm is the formation of a
  • thermostatic valve with electric heating and shut-off function.
  • Such thermostatic valves work today with great reliability. Nevertheless, the demand for monitoring the functioning of the
  • Thermostatic valve has for its object to make a thermostatic valve of the type mentioned so that its function is monitored in a simple manner, at least with respect to a determination of whether the open or closed valve position of the main valve is present.
  • the object is achieved in a thermostatic valve of the type mentioned according to the invention in that a non-contact
  • Monitoring device for the position of the main valve is provided, which has at least one sensor element which is contained in the valve housing part, and at least one associated permanent magnet for generating a magnetic field to which the sensor element is exposed.
  • Sensor element is connected to an evaluation, z. B. on a motor control connected.
  • the engine control can thus detect the closed position of the main valve or an opening position upon a signal change.
  • the fixed housing fixed at least one sensor element measures the
  • Main valve and provides an analog or digital signal as a function of the distance of the permanent magnet, and thus the valve member of the main valve, of the at least one sensor element.
  • the permanent magnet is annular. He is preferably in the axial direction of movement of the housing of the
  • Actuator magnetized approximately parallel axial direction.
  • Permanent magnet is preferably arranged directly on an end face of the housing of the actuating element, in particular there in an annular groove
  • the permanent magnet is received in a holder which is mounted on a head portion of the housing of the actuating element and thus firmly connected.
  • the at least one sensor element is expediently arranged adjacent to the permanent magnet axially opposite one another.
  • the at least one sensor element can this adjacent suppression components, z. B. have capacities that are arranged in the valve housing part. It may be advantageous if the at least one sensor element is formed from a Hall sensor.
  • valve housing part has a holding part, which consists of a ready-to-assembly pre-molded part
  • Heating device which then includes an electrical supply line of the heater and associated plug contacts, and the supply line and the plug contacts as parts of the piston together with this with the
  • the holding part itself can be formed and formed when the piston is held with its end and the electrical lead and the plug contacts in an injection mold and molded with plastic material with simultaneous shaping of the holding part.
  • At least one sensor element and possibly suppressor components for this and the plug contacts of these are combined to form a structural unit, for. B. by means of this defining and holding stamped grid.
  • Such a unit may advantageously be in
  • this assembly of sensor element and suppression components and plug contacts this together with the piston, the electrical lead and the plug contacts of these are combined in an injection mold to form a component by encapsulation, wherein the holding part containing these parts is molded by plastic injection molding. Then is as a ready-to-mount unit such that consists of the holding part with piston, electrical supply and plug contacts for the heater and from the at least one sensor element with suppression components and plug contacts this.
  • valve housing part has a plug formed as a hollow body with a collar at one end, in which the plug contacts of the electric heater and / or the assembly of sensor element and suppression components are inserted and held.
  • a further advantageous embodiment provides that the holding part and / or plug form a preassembled module, which is inserted into the valve housing and molded with the plastic material of the valve housing.
  • the thus designed thermostatic valve with the pre-assembled modules is a system that is modular, compact and inexpensive.
  • the plastic material with which the assemblies are extrusion-coated is preferably made of a material (eg PPS-PBT) which is impermeable to the coolant and / or does not absorb coolant, thus ensuring that the
  • Thermostatic valve offers the possibility of easy detection of a
  • FIG. 1 is a schematic section with partial side view of a thermostatic valve
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a detail of the thermostatic valve in FIG. 1 prior to assembly.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a detail of the thermostatic valve in FIG. 1 prior to assembly.
  • Fig. 4 shows a schematic section of a plug with a structural unit of sensor element and Entstörkompenenten the thermostatic valve before assembly.
  • thermostatic valve 10 is shown, which is for controlling the temperature of the coolant of an internal combustion engine, in particular a
  • the thermostatic valve 10 has a main valve 11 and a bypass valve 12.
  • the thermostatic valve 10 regulates the flow of coolant from the internal combustion engine through a bypass 13 and / or through a heat exchanger, not shown, in particular radiator, back to the internal combustion engine.
  • the main valve 11 When the main valve 11 is closed as shown in FIG. 1, the coolant passes through an opening 14 of a valve housing 15 containing the thermostatic valve 10 in its interior 16, which it leaves due to the open bypass valve 12 through the bypass 13. If, however, the main valve 11 is opened, the coolant passes from the interior 16 through the channel 17 to a heat exchanger, not shown.
  • the thermostatic valve 10 has a temperature-dependent working
  • Actuator 18 which contains a wax in a housing 19, which expands when heated and a coaxial piston 20 moves relative to the housing 19.
  • Main valve 11 held here consists of a valve plate, but alternatively also z. B. may consist of a valve spool or the like other valve member.
  • the valve member 21 is located axially on a collar 22 of the
  • a second valve member 24 is further held axially displaceable on the lower end in Fig. 1, which is part of the bypass valve 12 and z. B. is formed as a valve plate.
  • the valve member 24 is pressed by means of a spring 25 against a lower stop 26 on the housing 19 and axially displaceable relative to the housing 19.
  • the spring 25 is axially supported at its upper end on an annular collar 27 of the housing 19.
  • the valve member 24 is associated with an end-side valve seat surface 28 which extends below the valve member 24 and z. B. is formed by the upper end face of a coaxial cylindrical portion 29, which may be part of the valve housing 15.
  • valve housing 15 On the valve housing 15 is an approximately tubular member 30 releasably, but firmly and tightly attached, which contains the first valve member 21 of the main valve 11 associated valve seat 31 in the form of an approximately frusto-conical inner surface 32.
  • the component 30 may be made of plastic or metal, for. B.
  • Aluminum consist. It contains inside the channel 17 and also a
  • Valve housing member 33 on which the piston 20 is axially supported with its upper end.
  • valve member 21 and the housing 19 associated return spring 23 is axially supported with the upper end in Fig. 1 on the valve member 21 and with its in Fig. 1 lower end to a support device 34.
  • the support device 34 has on the component 30 held, from there in Fig. 1 downwardly abstrebende arms 41 on with end, inwardly directed projections 44 which a
  • the upper member 30 is mounted on the lower part of the valve housing 15 by means of a seal 35 and attached thereto.
  • a non-contact monitoring device 50 is provided for the position of the main valve 11, which has at least one sensor element 51 which is contained in the valve housing part 33, and at least one associated permanent magnet 52 for generating a magnetic field to which the sensor element 51 is exposed.
  • This monitoring device 50 serves at least for detecting the open and / or closed position of the main valve 11 and is connected to an evaluation device, not shown further, for. As engine control, connected, by means of the case of a persistence in the closed or in the open position as a malfunction a corresponding signal is generated.
  • the permanent magnet 52 is annular and attached to an approximately cup-shaped holder 53 frontally, z. B. in an annular groove 54.
  • the holder 53 is mounted on a head portion 55 of the housing 19 of the actuating element 18 and thus firmly connected, for. B. by crimping a bead 56.
  • the permanent magnet 52 is disposed directly in the end face of the housing, for. B. in a local annular groove.
  • the permanent magnet 52 is magnetized in the axial direction of movement of the housing 19 of the actuating element 18 approximately parallel axial direction.
  • the at least one sensor element 51 is arranged axially adjacent to the permanent magnet 52 in the valve housing part 33.
  • the at least one sensor element 51 are adjacent thereto Suppressor components 57, z. B. capacity, assigned, which is also in
  • Valve housing part 33 are included.
  • the at least one sensor element 51 consists of a magnetic sensor, in particular a Hall sensor.
  • the sensor element 51 is arranged stationary with respect to the housing 19 of the actuating element 18.
  • Permanent magnet 52 generates in the region of the sensor element 11 a magnetic field whose field strength is measured by the sensor element 51 as a function of the stroke of the housing 19.
  • the distance of the permanent magnet 52 and thus of the housing 19 with valve member 21 is thus measured by means of the sensor element and accordingly an analog or digital signal to the evaluation unit, not shown,
  • the engine controller can determine the position closed or opened of the main valve 11 upon a signal change.
  • the valve housing part 33 has a holding part 60 which is formed from a prefabricated prefabricated plastic assembly.
  • this holding part 60 an end of the piston 20 of the actuating element 18 is included.
  • an electric heater not shown, is arranged in the interior of the piston 20, which can be connected via two plug contacts 61 with electrical lead 62 to voltage.
  • the electrical supply line 62 and the plug contacts 61 are included in the holding part 60 and molded with the plastic material of this holding part 60 or z. B. sprayed in a single injection molding process with formation of the holding part 60, so that in this respect already exists a ready-to-assembly pre-molded part.
  • the holding part 60 includes below the course of the plug contacts 61 and lead 62 a pocket 63.
  • the at least one sensor element 51 and possibly required suppression components 57 for the latter and three plug contacts 64 of these are combined to form a structural unit shown in Fig. 2, wherein the plug contacts 64th are formed by a suitably designed stamped grid, which carries the suppression components 57 and at the end of the further
  • Assembly according to. Fig. 2 are introduced into the pocket 63 of the holding part 60 and 60 shed with the plastic material of the holding part.
  • the lead frame with the plug contacts 64, the suppression components 57 and the sensor element 51 together with the piston 20, the leads 62 and the plug contacts 61 to a component by spraying in an injection mold to form the holding member 60 may be united.
  • the plastic material of the holding part 60 is preferably made of a material, for. B. PPS or PBT, which is sealed against the thermostat valve 10 passing coolant and / or no coolant. This ensures that the electronic components are reliably protected against moisture.
  • the valve housing part 33 has, in addition to the holding part 60, a plug 70 designed as a hollow body with a collar 71 at the end, which is closed by means of a bottom 72.
  • the collar 71 is formed from circumferential radially protruding projections.
  • the floor 72 is from the two
  • Plug contacts 61 for the piston 20 and the plug contacts 64 of the assembly in Fig. 2 passes, which project into the interior of the plug 70 into it. These plug contacts 61 and 64 are inserted into the bottom 72 and held therein.
  • the holding part 60 and the plug 70 can in turn advantageously form a preassembled or completely molded in a mold assembly, wherein a in Fig. 3 at the holding part 60 existing projecting part 65 in a
  • thermostatic valve 10 provides a non-contact monitoring of the valve lift of the main valve 11 and determining whether the open or closed position due to a backlash of the
  • thermostatic valve 10 Main valve has been reached or if there is a malfunction in which the thermostatic valve 10 remains in the open or closed position or blocked.
  • the system is modular, compact and inexpensive. It can be used with almost all thermostat housings made of plastic. Described thermostatic valves 10 are useful for commercial vehicle engines or high-performance car engines. The production and in particular the assembly is simple and inexpensive. Due to the potting and encapsulation of the electronic components and other elements a reliable seal against the guided in the thermostatic valve 10 coolant is achieved and given a permanent protection against moisture.

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Description

Thermostatventil zur Regelung der Temperatur des Kühlmittels einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf ein Thermostatventil zur Regelung der Temperatur des Kühimittels einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines
Kraftfahrzeugmotors, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Das Kühlsystem von modernen Verbrennungsmotoren spielt hinsichtlich der Schadstoffemission und des Kraftsoffverbrauchs eine entscheidende Rolle. So kann der Warmlauf eines Motors durch Abschalten der Zirkulation des
Kühlmittelstromes durch den Motorblock deutlich verkürzt werden. Dadurch werden die Reibungsverluste verringert, der Kraftstoffverbrauch reduziert sich, die Abgaskatalysatoren erreichen früher ihre Betriebstemperatur und nehmen somit früher ihre Funktion auf. Eine günstige Lösung, um die Durchströmung des Motors im kalten Zustand zu unterbinden und bei betriebswarmem Motor die Küh\mitte\temperatur aktiv zu regeln, besteht in der Ausbildung eines
Thermostatventils mit elektrischer Beheizung und Abschaltfunktion. Derartige Thermostatventile arbeiten heute mit großer Zuverlässigkeit. Dennoch stellt sich die Forderung nach einer Überwachung der Funktionsfähigkeit des
Thermostatventils. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Thermostatventil der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass in einfacher Weise seine Funktion überwacht wird, zumindest bezüglich einer Feststellung, ob die geöffnete oder geschlossene Ventilposition des Hauptventils vorliegt.
Die Aufgabe ist bei einem Thermostatventil der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass eine berührungslos arbeitende
Überwachungseinrichtung für die Position des Hauptventils vorgesehen ist, die mindestens ein Sensorelement, das im Ventilgehäuseteil enthalten ist, und mindestens einen zugeordneten Permanentmagneten zur Erzeugung eines Magnetfeldes aufweist, dem das Sensorelement ausgesetzt ist. Das
Sensorelement ist an einer Auswerteeinrichtung, z. B. an einer Motorsteuerung, angeschlossen. Die Motorsteuerung kann somit die Geschlossen-Position des Hauptventils bzw. eine Öffnungsposition bei einer Signaländerung detektieren. Das gehäusefest angeordnete mindestens eine Sensorelement mißt die
Feldstärke des Magnetfeldes des Magneten in Abhängigkeit vom Hub des
Hauptventils und liefert ein analoges oder digitales Signal in Abhängigkeit vom Abstand des Permanentmagneten, und damit des Ventilgliedes des Hauptventils, von dem mindestens einen Sensorelement. in vorteilhafter Weise ist der Permanentmagnet ringförmig ausgebildet. Er ist vorzugsweise in zur axialen Bewegungsrichtung des Gehäuses des
Betätigungselements etwa paralleler axialer Richtung magnetisiert. Der
Permanentmagnet ist vorzugsweise direkt an einer Stirnseite des Gehäuses des Betätigungselements angeordnet, insbesondere dort in einer Ringnut
aufgenommen und darin befestigt, z. B. durch Kleben oder dgl. Vorteilhaft kann es dabei auch sein, wenn der Permanentmagnet in einem Halter aufgenommen ist, der auf einen Kopfteil des Gehäuses des Betätigungselements aufgesetzt und damit fest verbunden ist. Das mindestens eine Sensorelement ist zweckmäßigerweise dem Permanentmagneten axial gegenüber liegend benachbart angeordnet. Das mindestens eine Sensorelement kann diesem benachbarte Entstörkomponenten, z. B. Kapazitäten aufweisen, die im Ventilgehäuseteil angeordnet sind. Von Vorteil kann es sein, wenn das mindestens eine Sensorelement aus einem Hallsensor gebildet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Ventilgehäuseteil einen Halteteil aufweist, der aus einem montagefertigen Vorspritzling aus
Kunststoff gebildet ist. Dies führt zu Vorteilen bei der Herstellung und Montage.
In vorteilhafter Weise kann im Halteteil ein Ende des Kolbens des
Betätigungselements enthalten sein und mit dem Kunststoffmaterial des
Halteteils umspritzt sein, so dass auf diese Weise der Kolben fester Teil des Halteteils ist. Im Falle einer im Kolbeninneren enthaltenen elektrischen
Heizeinrichtung, zu der dann eine elektrische Zuleitung der Heizeinrichtung sowie damit verbundene Steckkontakte gehören, können auch die Zuleitung und die Steckkontakte als Teile des Kolbens zusammen mit diesem mit dem
Kunststoffmaterial des Halteteils umspritzt sein. Hierbei kann auch der Halteteil selbst gebildet und geformt werden, wenn der Kolben mit seinem Ende und der elektrischen Zuleitung und den Steckkontakten in einer Spritzform gehalten und mit Kunststoffmaterial unter gleichzeitiger Formgebung des Halteteils umspritzt werden.
Von Vorteil kann es ferner sein, wenn das mindestens eine Sensorelement und ggf. Entstörkomponenten für dieses sowie die Steckkontakte dieser zu einer Baueinheit zusammengefasst sind, z. B. mittels eines diese definierenden und haltenden Stanzgitters. Eine derartige Baueinheit kann mit Vorteil dann im
Halteteil montiert und mit dessen Kunststoffmaterial umgössen sein. Oder in besonders vorteilhafter Weise kann diese Baueinheit aus Sensorelement und Entstörkomponenten sowie Steckkontakten dieser zusammen mit dem Kolben, der elektrischen Zuleitung und den Steckkontakten dieser in einer Spritzform zu einem Bauteil durch Umspritzen vereinigt werden, wobei der diese Teile enthaltende Halteteil durch Kunststoffspritzen mit geformt wird. Dann liegt als montagefertige Baueinheit eine solche vor, die aus dem Halteteil mit Kolben, elektrischer Zuleitung und Steckkontakten für die Heizeinrichtung sowie aus dem mindestens einen Sensorelement mit Entstörkomponenten und Steckkontakten dieser besteht.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Ventilgehäuseteil einen als Hohlkörper ausgebildeten Stecker mit einem Kragen an einem Ende aufweist, in dem die Steckkontakte der elektrischen Heizeinrichtung und/oder der Baueinheit aus Sensorelement und Entstörkomponenten eingesteckt und gehalten sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Halteteil und/oder Stecker eine vormontierte Baugruppe bilden, die in das Ventilgehäuse eingesetzt und mit dem Kunststoffmaterial des Ventilgehäuses umspritzt ist.
Das derart gestaltete Thermostatventil stellt mit den vormontierten Baugruppen ein System dar, das modular, kompakt und kostengünstig aufgebaut ist. Das Kunststoffmaterial, mit dem die Baugruppen umspritzt sind, besteht vorzugsweise aus einem Werkstoff (z. B. PPS-PBT), der gegenüber dem Kühlmittel dicht ist und/oder kein Kühlmittel aufnimmt, so dass sichergestellt ist, dass die
Elektronikkomponenten vor Feuchtigkeit sicher geschützt sind. Das
Thermostatventil bietet die Möglichkeit einer einfachen Erkennung einer
Fehlfunktion mit Überwachung z. B. der Schließposition des Hauptventils.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung. Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispieies näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt mit teilweiser Seitenansicht eines Thermostatventils,
Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht einer Einzelheit des Thermostatventils in Fig. 1 vor dem Zusammenbau,
Fig. 3 einen schematischen Schnitt eines Halteteils des Thermostatventils vor dem Zusammenbau,
Fig. 4 einen schematischen Schnitt eines Steckers mit einer Baueinheit aus Sensorelement und Entstörkompenenten des Thermostatventils vor dem Zusammenbau.
In Fig. 1 ist ein Thermostatventil 10 gezeigt, das zur Regelung der Temperatur des Kühlmittels einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines
Kraftfahrzeugmotors, dient. Das Thermostatventil 10 hat ein Hauptventil 11 und ein Bypassventil 12. Das Thermostatventil 10 regelt den Kühlmittelfluss von der Brennkraftmaschine durch einen Bypass 13 und/oder durch einen nicht gezeigten Wärmeaustauscher, insbesondere Kühler, zurück zur Brennkraftmaschine. Bei geschlossenem Hauptventil 11 gemäß Fig. 1 gelangt das Kühlmittel über eine Öffnung 14 eines das Thermostatventil 10 enthaltenden Ventilgehäuses 15 in dessen Innenraum 16, den es aufgrund des geöffneten Bypassventils 12 durch den Bypass 13 verläßt. Ist hingegen das Hauptventil 11 geöffnet, gelangt das Kühlmittel aus dem Innenraum 16 durch den Kanal 17 zu einem nicht gezeigten Wärmeaustauscher.
Das Thermostatventil 10 weist ein temperaturabhängig arbeitendes
Betätigungselement 18 auf, das in einem Gehäuse 19 einen Dehnstoff enthält, der sich bei Erwärmung ausdehnt und einen koaxialen Kolben 20 relativ zum Gehäuse 19 verschiebt. Auf dem Gehäuse 19 ist ein Ventilglied 21 des
Hauptventils 11 gehalten, das hier aus einem Ventilteller besteht, alternativ aber auch z. B. aus einem Ventilschieber oder dergleichen anderen Ventilglied bestehen kann. Das Ventilglied 21 liegt axial an einem Ringbund 22 des
Gehäuses 19 an und wird bei Erwärmung vom Gehäuse 19 gegen die Wirkung einer Rückstellfeder 23 in Fig. 1 nach unten in Öffnungsrichtung bewegt.
Auf dem Gehäuse 19 ist ferner am in Fig. 1 unteren Endbereich ein zweites Ventilglied 24 axial verschiebbar gehalten, das Teil des Bypassventils 12 ist und z. B. als Ventilteller ausgebildet ist. Das Ventilglied 24 ist mittels einer Feder 25 gegen einen unteren Anschlag 26 am Gehäuse 19 gedrückt und relativ zum Gehäuse 19 axial verschiebbar. Die Feder 25 ist mit ihrem oberen Ende an einem Ringbund 27 des Gehäuses 19 axial abgestützt. Dem Ventilglied 24 ist eine stirnseitige Ventilsitzfläche 28 zugeordnet, die unterhalb des Ventilgliedes 24 verläuft und z. B. durch die obere Stirnfläche eines koaxialen zylindrischen Abschnitts 29 gebildet ist, der Teil des Ventilgehäuses 15 sein kann.
Am Ventilgehäuse 15 ist ein etwa rohrförmiges Bauteil 30 lösbar, jedoch fest und dicht, angebracht, das den dem ersten Ventilglied 21 des Hauptventils 11 zugeordneten Ventilsitz 31 in Form einer etwa kegelstumpfförmigen inneren Fläche 32 enthält. Das Bauteil 30 kann aus Kunststoff oder Metall, z. B.
Aluminium, bestehen. Es enthält im Inneren den Kanal 17 und ferner ein
Ventilgehäusebauteil 33, an dem der Kolben 20 mit seinem oberen Ende axial abgestützt ist.
Die dem Ventilglied 21 und dem Gehäuse 19 zugeordnete Rückstellfeder 23 ist mit dem in Fig. 1 oberen Ende am Ventilglied 21 und mit ihrem in Fig. 1 unteren Ende an einer Abstützvorrichtung 34 axial abgestützt. Die Abstützvorrichtung 34 weist am Bauteil 30 gehaltene, von dort in Fig. 1 nach unten abstrebende Arme 41 auf mit endseitigen, nach innen gerichteten Vorsprüngen 44, die eine
Stützfläche für das Ende der Rückstellfeder 23 bilden.
Das obere Bauteil 30 ist auf den unteren Teil des Ventilgehäuses 15 unter Vermittlung einer Dichtung 35 aufgesetzt und daran befestigt.
Um feststellen zu können, ob die Funktionsfähigkeit des Thermostatventils 10 nach Fig. 1 gegeben ist oder aufgrund eines Defekts z. B. in der offenen oder geschlossenen Position nicht gegeben ist, ist eine berührungslos arbeitende Überwachungseinrichtung 50 für die Position des Hauptventils 11 vorgesehen, die mindestens ein Sensorelement 51 , das im Ventilgehäuseteil 33 enthalten ist, und mindestens einen zugeordneten Permanentmagneten 52 zur Erzeugung eines Magnetfeldes aufweist, dem das Sensorelement 51 ausgesetzt ist. Diese Überwachungseinrichtung 50 dient zumindest zum Erfassen der geöffneten und/oder geschlossenen Position des Hauptventils 11 und ist an eine nicht weiter gezeigte Auswerteeinrichtung, z. B. Motorsteuerung, angeschlossen, mittels der bei einem Verharren in der geschlossenen oder in der geöffneten Position als Fehlfunktion ein entsprechendes Signal erzeugt wird.
Der Permanentmagnet 52 ist ringförmig und an einem etwa topfförmigen Halter 53 stirnseitig befestigt, z. B. in einer Ringnut 54. Der Halter 53 ist auf einen Kopfteil 55 des Gehäuses 19 des Betätigungselements 18 aufgesetzt und damit fest verbunden, z. B. durch Umbördeln eines Bördelrandes 56. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Permanentmagnet 52 direkt in der Stirnseite des Gehäuses angeordnet, z. B. in einer dortigen Ringnut. Der Permanentmagnet 52 ist in zur axialen Bewegungsrichtung des Gehäuses 19 des Betätigungselements 18 etwa paralleler axialer Richtung magnetisiert. Das zumindest eine Sensorelement 51 ist dem Permanentmagneten 52 axial gegenüberliegend benachbart angeordnet im Ventilgehäuseteil 33. Dem mindestens einen Sensorelement 51 sind diesem benachbarte Entstörkomponenten 57, z. B. Kapazitäten, zugeordnet, die ebenfalls im
Ventilgehäuseteil 33 enthalten sind.
Das mindestens eine Sensorelement 51 besteht aus einem Magnetsensor, insbesondere aus einem Hallsensor. Das Sensorelement 51 ist in Bezug auf das Gehäuse 19 des Betätigungselements 18 ortsfest angeordnet. Der
Permanentmagnet 52 erzeugt im Bereich des Sensorelements 11 ein Magnetfeld, dessen Feldstärke vom Sensorelement 51 abhängig vom Hub des Gehäuses 19 gemessen wird. Über die Feldstärke des Magnetfelds des Permanentmagneten 52 wird mittels des Sensorelements somit der Abstand des Permanentmagneten 52 und damit des Gehäuses 19 mit Ventilglied 21 gemessen und demgemäß ein analoges oder digitales Signal an die nicht gezeigte Auswerteeinheit,
insbesondere eine Motorsteuerung, gegeben. Somit kann auf diese Weise die Motorsteuerung die Position geschlossen oder geöffnet des Hauptventils 11 bei einer Signaländerung feststellen.
In Fig. 3 ist gezeigt, dass der Ventilgehäuseteil 33 einen Halteteil 60 aufweist, der aus einem montagefertigen Vorspritzling aus Kunststoff gebildet ist. In diesem Halteteil 60 ist ein Ende des Kolbens 20 des Betätigungselements 18 enthalten. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist im Inneren des Kolbens 20 eine nicht dargestellte elektrische Heizeinrichtung angeordnet, die über zwei Steckkontakte 61 mit elektrischer Zuleitung 62 an Spannung gelegt werden kann. Zusätzlich zu dem oberen Ende des Kolbens 20 sind die elektrische Zuleitung 62 und die Steckkontakte 61 im Halteteil 60 enthalten und mit dem Kunststoffmaterial dieses Halteteils 60 umspritzt oder z. B. in einem einzigen Spritzvorgang mit Bildung des Halteteils 60 gespritzt, so dass insofern schon ein montagefertiger Vorspritzling vorliegt. Der Halteteil 60 enthält unterhalb des Verlaufs der Steckkontakte 61 und Zuleitung 62 eine Tasche 63. Das mindestens eine Sensorelement 51 und ggf. erforderliche Entstörkomponenten 57 für Letzteres sowie drei Steckkontakte 64 dieser sind zu einer in Fig. 2 gezeigten Baueinheit zusammengefasst, wobei die Steckkontakte 64 durch ein entsprechend gestaltetes Stanzgitter gebildet sind, das die Entstörkomponenten 57 trägt und an dem endseitig ferner das
mindestens eine Sensorelement 51 angebracht ist. in dieser Zusammenfassung ergibt sich die in Fig. 2 gezeigte Baueinheit. Bei der Montage kann diese
Baueinheit gem. Fig. 2 in die Tasche 63 des Halteteil 60 eingebracht und mit dem Kunststoffmaterial des Halteteils 60 vergossen werden. Statt dessen kann das Stanzgitter mit den Steckkontakten 64, den Entstörkomponenten 57 und dem Sensorelement 51 zusammen mit dem Kolben 20, den Zuleitungen 62 und den Steckkontakten 61 zu einem Bauteil durch Spritzen in einer Spritzform unter Formung des Halteteils 60 vereinigt sein. Das Kunststoffmaterial des Halteteils 60 besteht mit Vorzug aus einem Werkstoff, z. B. PPS oder PBT, der gegenüber dem das Thermostatventil 10 passierenden Kühlmittel dicht ist und/oder kein Kühlmittel aufnimmt. Dadurch ist sichergestellt, dass die Elektronikkomponenten vor Feuchtigkeit zuverlässig geschützt sind.
Der Ventilgehäuseteil 33 weist zusätzlich zum Halteteil 60 einen als Hohlkörper ausgebildeten Stecker 70 mit einem Kragen 71 an dem Ende auf, das mittels eines Bodens 72 geschlossen ist. Der Kragen 71 ist aus umlaufenden radial überstehenden Vorsprüngen gebildet. Der Boden 72 wird von den beiden
Steckkontakten 61 für den Kolben 20 und den Steckkontakten 64 der Baueinheit in Fig. 2 durchsetzt, die in das Innere des Steckers 70 hinein vorspringen. Diese Steckkontakte 61 und 64 sind in den Boden 72 eingesteckt und darin gehalten. Der Halteteil 60 und der Stecker 70 können in vorteilhafter Weise wiederum eine vormontierte oder komplett in einer Form gespritzte Baugruppe bilden, wobei ein in Fig. 3 beim Halteteil 60 vorhandener vorspringender Teil 65 in eine
entsprechende Vertiefung 73 im Boden 72 des Steckers 70 eingreift. Eine solche Baueinheit aus Halteteil 60 und Stecker 70 kann dann leicht, z. B. in Fig. 10 von der linken Seite her, in das Ventilgehäuse, und zwar in eine im Bauteil 30 für die Aufnahme vorgesehene Höhlung 36, eingesetzt und mit dem Kunststoffmaterial des Veniiigehäuses 15, insbesondere seines Bauteils 30, umspritzt werden. Das beschriebene Thermostatventil 10 bietet eine berührungslos arbeitende Überwachung des Ventilhubes des Hauptventils 11 und Feststellung, ob die geöffnete oder geschlossene Position aufgrund eines Regelspiels des
Hauptventils erreicht wurde oder ob eine Betriebsstörung vorliegt, in der das Thermostatventil 10 in der geöffneten oder geschlossenen Position verharrt oder blockiert. Das System ist modular, kompakt und kostengünstig aufgebaut. Es ist nahezu bei allen Thermostatgehäusen aus Kunststoff einsetzbar. Beschriebene Thermostatventile 10 sind für Nutzfahrzeugmotoren oder auch leistungsstarke PKW-Motoren verwendbar. Die Herstellung und insbesondere die Montage ist einfach und kostengünstig. Aufgrund des Vergusses und Umspritzens der Elektronikkomponenten und weiteren Elemente ist eine zuverlässige Abdichtung gegenüber dem im Thermostatventil 10 geführten Kühlmittel erreicht und ein Schutz vor Feuchtigkeit dauerhaft gegeben.

Claims

Ansprüche
1. Thermostatventil zur Regelung der Temperatur des Kühlmittels einer
Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugmotors, das den Kühlmittelfluss zwischen der Brennkraftmaschine und einem
Wärmeaustauscher, insbesondere Kühler, und/oder einem Bypass (13) regelt, mit einem temperaturabhängig arbeitenden Betätigungselement (18) zur Hubbetätigung eines Hauptventils (11) und eines Bypassventils (12) in einem Ventilgehäuse (15), wobei das Betätigungselement (18) einen an einem Ventilgehäuseteil (33) abgestützten unverschiebbaren Kolben (20) und ein relativ zum Kolben (20) verschiebbares Gehäuse (19) aufweist, auf dem die Ventilglieder (21 , 24) des Hauptventils (11) und Bypassventils (12) sitzen, gekennzeichnet durch eine berührungslos arbeitende
Überwachungseinrichtung (50) für die Position des Hauptventils (11), die mindestens ein Sensorelement (51), das im Ventilgehäuseteil (33) enthalten ist , und mindestens einen zugeordneten Permanentmagneten (52) zur Erzeugung eines Magnetfeldes aufweist, dem das Sensorelement (51) ausgesetzt ist.
2. Thermostatventil nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Permanentmagnet (52) ringförmig ausgebildet ist,
3. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Permanentmagnet (52) an einer Stirnseite des Gehäuses (19, 53) des Betätigungselements (18) angeordnet ist, insbesondere in einer Ringnut (54) aufgenommen ist.
4. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Permanentmagnet (52) in zur axialen Bewegungsrichtung des Gehäuses (19) des Betätigungselements (18) etwa paralleler axialer Richtung magnetisiert ist.
5. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sensorelement (51)dem Permamentmagneten (52) axial gegenüberliegend benachbart angeordnet ist.
6. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das mindestens eine Sensorelement (51) diesem benachbarte
Entstörkomponenten (57), z. B. Kapazitäten, aufweist, die im
Ventilgehäuseteil (33) angeordnet sind.
7. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das mindestens eine Sensorelement (51) aus einem Hallsensor gebildet ist.
8. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ventilgehäuseteil (33) einen Halteteil (60)aufweist, der aus einem montagefertigen Vorspritzling aus Kunststoff gebildet ist.
9. Thermostatventil nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Halteteil (60) ein Ende des Kolbens (20) des Betätigungselements (18) und - im Falle einer im Kolbeninneren enthaltenen elektrischen Heizeinrichtung - eine elektrische Zuleitung (62) der Heizeinrichtung sowie damit verbundene Steckkontakte (61) enthalten und mit dem
Kunststoff material des Halteteils (60) umspritzt sind. 0. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das mindestens eine Sensorelement (51) und ggf.
Entstörkomponenten (57) für dieses sowie die Steckkontakte (64) dieser zu einer Baueinheit zusammengefasst sind und entweder im Halteteil (60) montiert und mit dessen Kunststoffmaterial vergossen sind oder mit dem Kolben (20)mit Zuleitung (62) und Steckkontakten (61) zu einem Bauteil durch Umspritzen vereinigt sind mit Formung des diese Teile enthaltenden Halteteil (60).
11. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ventilgehäuseteil (33)einen als Hohlkörper ausgebildeten Stecker (70) mit einem Kragen (71)an einem Ende aufweist, in dem die
Steckkontakte (61) der elektrischen Heizeinrichtung und/oder der Baueinheit aus Sensorelement (51) und Entstörkomponenten (57) eingesteckt und gehalten sind.
12. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Halteteil (60) und/oder der Stecker (70) eine vormontierte Baugruppe bilden, die in das Ventilgehäuse (15) eingesetzt und mit dem Kunststoffmaterial des Ventilgehäuses umspritzt ist.
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