CN106574728B - 恒温阀和用于操作恒温阀的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的恒温阀，包括具有若干冷却液体连接件(12、14)的外壳(10)和通过施加驱动力旋转驱动以旋转方式安装于所述外壳中的中空阀元件(16)的驱动器，其中所述阀元件具有由它的圆周表面界定的若干开口(40、42)，可通过所述阀元件的旋转使所述开口选择性地与所述外壳的冷却液体连接件中的一个或多个叠合以用于冷却液体的通流。本发明此外涉及一种用于操作一个这种恒温阀的方法。

Description

恒温阀和用于操作恒温阀的方法
本发明涉及一种用于内燃机的恒温阀，包括具有多个冷却液体连接件的外壳和通过施加驱动力以旋转方式驱动中空阀元件的驱动器，所述中空阀元件可旋转地安装于所述外壳中，其中所述阀元件具有若干开口，所述开口由它的圆周表面界定，且可通过所述阀元件的旋转使所述开口选择性地与所述外壳的冷却液体连接件中的一个或多个叠合，以用于冷却液体的通流。本发明还涉及一种用于操作这种恒温阀的方法。
恒温阀在汽车中用于调节内燃机的温度。借助来自DE 10 2006 038 213 B4的实例，已知一种恒温阀。为了尽可能快地达到操作温度，已知在内燃机的变暖阶段期间使冷却液体循环通过围绕散热器的旁路管。然而，在恒温阀的这种情况下，冷却液体还流过内燃机，且使内燃机的变暖放慢。为了甚至更快地达到操作温度，因此已提议在变暖阶段中完全中断冷却液体通流经过内燃机。
然而，完全中断冷却液体通流的缺点是，在一定时间后，在内燃机中会出现局部非常热的区域，称为热区。这会导致损坏。此外，由于冷却液体静止，再也无法经由冷却液体温度传感器可靠地测量内燃机的实际温度。因此，为了避免这些问题，在已知的恒温阀的情况下，通过内燃机的冷却液体通流必须在内燃机已实际达到它的操作温度之前已重新活动长的时间。由此延长消耗和排放集中变暖阶段。
从已解释的现有技术开始，本发明涉及提供一种在开头提到的类型的恒温阀和方法的问题，用这种类型的恒温阀，通过避免以上提到的问题，可使内燃机的变暖阶段最小化。
对于在开头提到的类型的恒温阀，本发明解决的问题在于,
-邻近所述开口中的一个，所述阀元件的圆周表面具有凹陷或切口，
-所述阀元件可呈连接位置、闭合位置和在所述连接位置与所述闭合位置之间的中间位置，其中在所述连接位置，所述相关开口与所述外壳的冷却液体连接件中的一个叠合，且在所述阀元件的内部与所述相关冷却液体连接件之间可以有冷却液体流，其中在所述闭合位置，所述相关开口与所述外壳的所述相关冷却液体连接件不叠合，且在所述阀元件的所述内部与所述相关冷却液体连接件之间不可能有冷却液体流，且其中在所述中间位置，所述相关开口同样不与所述外壳的所述相关冷却液体连接件叠合，然而，通过所述凹陷或所述切口，在所述阀元件的所述内部与所述相关冷却液体连接件之间可以有冷却液体流，
-所述中间位置由制动元件限定，所述制动元件被预加应力到阻挡位置，且在不超过极限力的驱动力的情况下，所述阀元件通过致动段抵靠所述制动元件移动，其中通过施加超过所述极限力的驱动力，由所述阀元件的所述致动段使所述制动元件与它的预应力相反地移动到释放位置，在所述释放位置，所述阀元件可以通过它的致动段被移动经过所述制动元件以离开所述中间位置。
内燃机尤其为汽车的内燃机。本发明因此还涉及包括根据本发明的恒温阀的汽车的内燃机。根据本发明的恒温阀的外壳可包括，例如，两个冷却液体连接件，其中一个通向内燃机，且另一个通向散热器。外壳也可以具有通向例如围绕冷却器的旁路管的第三冷却液体连接件。阀元件可具有球截形圆周表面。它可形成半壳。一个这种恒温阀的基本构造和基本功能本身是已知的。
根据本发明，阀元件的圆周表面具有毗连开口中的一个的凹陷或切口。所述凹陷或所述切口对应地与该开口连通。根据本发明的阀元件此外可具有位于闭合位置与连接位置之间的中间位置。在连接位置，更特别地，可存在阀元件的相关开口与相关冷却液体连接件的完全叠合，因此可实现最大的冷却液体通流。在闭合位置，在中空阀元件的内部与冷却液体连接件之间或在外壳的冷却液体连接件之间的一个这种冷却液体通流相应地被完全中断。在闭合位置，由阀元件闭合的冷却液体连接件可相应地为通向内燃机的冷却液体连接件。在中间位置，冷却液体通流发生，更特别地，只经过毗连相关开口的切口或毗连相关开口的凹陷。对应地，在此中间位置，只有比在连接位置显著更小的冷却液体通流是可能的。例如，在中间位置，小于连接位置的冷却液体通流的5％，优选地，小于3％，的冷却液体通流可以是可能的。
根据本发明，中间位置由被预加应力到阻挡位置的制动元件限定。更特别地，具有所谓的真空振动膜单元的真空驱动器通常不能可靠地保持在两个端位置之间的中间位置。根据本发明，这个问题由被预加应力到阻挡位置的制动元件解决。如果阀元件借助于具有低于预定极限力的驱动力的驱动器，例如，从连接位置被旋转到闭合位置，那么阀元件的致动段阻滞在位于阻挡位置的制动元件上，以使得阀元件不能被旋转超过中间位置。阀元件由此被保持限定于中间位置。只有通过由驱动器施加超过预定极限力的驱动力，才可由阀元件的致动段抵靠制动元件的预应力将制动元件按压到释放位置，且可将致动段和由此阀元件被旋转经过制动元件，例如，进入闭合位置。
在内燃机的变暖阶段中，在完全断开冷却液体通流一定时间后，通过根据本发明的恒温阀因此可以引入再一阶段：经由切口或凹陷确保通过内燃机的非常小的但被限定的冷却液体流。当与现有技术相比时，提供显然更后的完全冷却液体通流的在此再次是可能的，这是由于在中间位置准许的冷却液体通流避免了先前提到的热区，且同时，可使用正流过中间位置的内燃机的冷却液体流可靠地确定内燃机的温度。因此可缩短内燃机的变暖阶段，且可使内燃机的燃料消耗和排放最小化。如果将真空驱动器，例如，用作驱动器，那么可借助于电力可调整的真空阀来调整每次产生的真空，以使得由驱动器施加的驱动力达不到或超过极限力。通过提供制动元件，第三阀位置因此被限定于连接位置与闭合位置之间，即，中间位置，且在没有驱动器的位置控制的情况下到达第三阀位置。在使用真空驱动器的情况下，位置控制是困难的，且引起阀元件的永久位置改变。
与(例如)在阀元件的外壳中提供毗连冷却液体连接件的凹陷或切口相反，提供在移动的阀元件中的凹陷或切口具有再一优势。凹陷或切口的自清洁因此通过在阀元件的旋转过程期间经过冷却液体连接件而发生。通过提供，例如，在恒温阀的静止部分中的小孔洞，存在污染的根本风险，根据本发明，通过在可移动部分中提供切口或凹陷避免所述风险。在这方面，通道式或沟槽式的凹陷已证明特别合适。这提供恒定的流出横截面，甚至发生阀元件的小的位置改变。特别有效的自清洁此外在这里发生。
根据一个配置，可提议，制动元件与它的预应力相反地移动到释放位置是在阀元件从中间位置旋转到闭合位置的过程期间通过阀元件的致动段借助于施加超过极限力的驱动力来实现的。特别地，可提议，制动元件或它的预应力被设计成使得只有当阀元件将被旋转超过中间位置进入闭合位置时，驱动力超过极限力才是必要的，然而，在相反的方向却是不必要的。这具有以下优势：可以在不必克服极限力的情况下将阀元件旋转到连接位置(故障安全)，这在驱动器有故障的情况下是必要的。
阀元件的连接位置和闭合位置可均由终点止动装置限定。这也可以是驱动器的终点止动装置。
更特别地，制动元件可被预加弹簧应力到阻挡位置。因此，制动元件可以是通过它的一端被固定地夹紧的弹性弹簧臂，其中在阻挡位置致动段抵靠弹簧臂的自由端移动，所述自由端与固定地夹紧的一端相对。在它的自由端处，弹簧臂可具有弯曲段，优选地，具有V形横截面的弯曲段，致动段在到达中间位置时抵靠所述弯曲段移动。如果为了诊断目的(车载诊断OBD)，需要端位置识别，那么制动元件的封锁功能也可由微型开关的(弹性)致动杠杆形成。如果另一方面不需要端位置识别，那么制动元件可由设计为弹簧臂的塑料臂以特别简单的方式形成，所述弹簧臂模制于恒温阀的外壳上。替代地，也可以想到由弹簧钢制成弹簧臂。
致动段可为形成于阀元件的外侧上的致动突起。致动段可形成于支撑旋转中的阀元件的轴杆的一端。
根据再一进展，阀元件可由弹簧预应力预加应力到连接位置，以使得在驱动器有故障的情况下阀元件占据连接位置。如已提到的，制动元件可能需要比极限力高的驱动力以便在阀元件移动到闭合位置期间被克服。为了防止在驱动器有故障的情况下内燃机的过加热(故障安全)，驱动器可以，例如，被重置弹簧预加应力，以使得在施加的真空急剧减小或完全故障后，阀元件被旋转到连接位置。为了促进故障安全功能，可提议，在阀元件旋转到连接位置期间，制动元件只产生非常轻微的额外阻力，例如，只有形成为阀元件的致动段上的弹簧臂的制动元件的滑动摩擦。以此方式，由重置弹簧保证在任何时间的安全阀开启。
驱动器可为偏心地接合在旋转地安装阀元件的轴杆上的线性驱动器。将阀元件旋转地安装在恒温阀的外壳中的轴杆可与剩余的阀元件整体地形成。驱动器可为真空驱动器或电驱动器。例如，当使用真空驱动器时，从某一低压力(例如，最大低压力的1/3)，驱动器向下拖曳阀元件到闭合位置。达到第二低压力(例如，最大低压力的2/3)，阀元件被旋转到中间位置。只有当达到第三低压力时，例如，最大低压力的85％，阀元件被旋转到闭合位置。真空驱动器可包括，例如，真空振动膜单元，其中将可电力控制的真空阀用于提供可变真空(“可电力变化的真空控制阀eVVCV”)。
外壳的冷却液体连接件中的至少一个可具有抵靠阀元件的圆周表面的密封装置。密封装置可包括至少一个滑动环，以及至少一个弹性密封环，所述弹性密封环抵靠阀元件的圆周表面对滑动环预加应力。
本发明此外通过一种用于操作先前恒温阀的方法来解决问题，特征在于以下步骤：
-借助于超过极限力的驱动力将阀元件旋转出连接位置到闭合位置，其中随着制动元件与它的预应力相反地移动到它的释放位置，所述阀元件通过它的致动段被移动经过所述制动元件，
-随后将所述阀元件向回旋转出所述闭合位置，超过所述中间位置，至到以下位置：所述阀元件的相关开口与所述外壳的所述相关冷却液体连接件部分叠合且在所述阀元件的内部与所述相关冷却液体连接件之间可以有冷却液体流，
-随后借助于不超过所述极限力的驱动力将所述阀元件向回旋转到所述中间位置，以使得冷却液体流通过所述凹陷或所述切口发生于所述阀元件的所述内部与所述相关冷却液体连接件之间。
所述阀元件向回旋转出闭合位置超过中间位置可同样，特别地，借助于超过极限力的驱动力来发生。然而，这并非绝对必要，如上所解释的。相关开口与相关冷却液体连接件之间的部分叠合可以是，例如，大致一半的叠合。因此，在此阀位置中，导致部分的(例如，大致一半的)冷却液体通流。此位置实际上不由阀元件保持，而是只在改变阀元件的旋转方向时形成转换点。阀元件临时旋转回到确保相关开口与相关冷却液体连接件之间的，例如，大致一半的叠合的位置具有以下优势：当时存在于内燃机中的冷却液体以与在冲洗的情况下类似的方式临时移动，以使得在极大程度上避免了温度不均一性。在中间位置的随后小的冷却液体通流随后在每一情况下足以避免(例如)在内燃机的汽缸套上的有害热区。可接着将阀元件从中间位置旋转回到连接位置。
现将参照附图将在下文进一步详细地解释本发明的实施例。这些以图解方式展示：
图1是立体图中的根据本发明的恒温阀；
图2是剖面图中的图1的恒温阀；
图3是立体图中的在第一操作位置中的在图1中展示的恒温阀的一部分；
图4是穿过在图3中展示的操作位置中的恒温阀的横截面图；
图5是立体图中的在第二操作位置中的在图1中展示的恒温阀的一部分；
图6是穿过在图5中示出的操作位置中的根据本发明的恒温阀的横截面图；
图7是立体图中的在第三操作位置中的在图1中示出的恒温阀的一部分；
图8是穿过在图7中示出的操作位置中的根据本发明的恒温阀的横截面图；
图9是立体图中的在第四操作位置中的在图1中示出的恒温阀的一部分；
图10是穿过在图9中示出的操作位置中的根据本发明的恒温阀的横截面图；以及
图11是用于示出根据本发明的恒温阀的驱动器的操作模式的流程图。
除非另有叙述，否则附图中相同的附图标记表示相同的物件。在图1和图2中示出的根据本发明的恒温阀用于汽车的内燃机(未展示)的温度调节。所述恒温阀具有外壳10，所述外壳具有第一冷却液体连接件12和第二冷却液体连接件14。第一冷却液体连接件12在操作中连接到，例如，贯穿所述内燃机的冷却通道，且第二冷却液体连接件14在操作期间连接到，例如，散热器。设计为半壳的且在图3到图10中展示的中空球截形阀元件16借助于轴杆18旋转地安装于外壳10中。在此形成为真空驱动器22的驱动器经由驱动杆24借助于偏心段20以偏心方式接合到轴杆18上。驱动杆24在它的端部具有被安装以用于肢接在偏心段20的轴承销28上的肢接段26。驱动杆24的平移运动通过这种结合被转换为轴杆18的旋转运动并且因此转换为外壳10中的阀元件16的旋转运动。真空驱动器22产生可调整的低压力，例如，将在下文进一步详细解释的，通过该可调整的低压力，驱动杆24抵靠图2中展示的重置弹簧30的预应力且压缩重置弹簧30而被拖曳到真空驱动器22的外壳内。如果该低压力急剧地减小或真空驱动器有故障，那么重置弹簧30将驱动杆24从真空驱动器22的外壳压出到图1和图2中展示的且将在下文进一步详细地解释的连接位置处。
可由(例如)弹簧钢制成的弹性弹簧臂36通过它的一端被固定地夹紧于保持板32上的固定夹34中，保持板32形成于恒温阀的外壳10上。弹簧臂36形成制动元件。弹簧臂36的相对端是自由的且在横截面中按V形弯曲。图1和图2中示出的位置为弹簧臂36的阻挡位置。形成为致动突起38的致动段模制于轴杆18上。致动突起38以将在下文进一步详细地解释的方式与弹簧臂36相互作用。
将使用图3到图10解释根据本发明的恒温阀的不同操作位置。图3和图4展示图1和图2中示出的连接位置，且同时，其是在真空驱动器22有故障的情况下采用的故障安全位置。在此位置，驱动臂24位于它最宽的延伸位置。在图3和图4中可看出，球截形阀元件16具有由它的圆周表面界定的第一开口40和同样地由它的圆周表面界定的较大第二开口42。第二开口42由半壳的开放区域形成。应指出，在图3、图5、图7和图9中，为了清楚起见，未展示包括弹簧臂36的夹紧的恒温阀的外壳10。然而，第一冷却液体连接件12的密封装置可在图3到图10中看出，且在此包括适合阀元件16的圆周表面的滑动环44，以及抵靠阀元件16的圆周表面对滑动环44预加应力的弹性密封环46。如尤其在图4中的剖面图示中可以看出，在图3和图4中采用的连接位置中，阀元件26的开口40与第一冷却液体连接件12完全叠合。在此连接位置，可以在冷却液体连接件14、12之间通过阀元件16最大的冷却液体通流。此外，可看出，毗连较小开口40的阀元件16的圆周表面具有通道式或沟槽式的凹陷48。
通过经真空驱动器22施加的高真空和由此造成的且超过预定极限力的驱动杆24施加的驱动力，可将偏心段20从图3和图4中示出的连接位置拖曳到在图5和图6中展示的阀元件16的闭合位置。此驱动力必须可识别地足够大，以使得致动突起38可推压弹簧臂36与它的弹簧预应力相抵以将其从阻挡位置按压到图5中示出的自由位置，在自由位置，致动突起38可经过弹簧臂36，更特别地，经过弹簧臂36的V形弯曲自由端。在阀元件16的此位置，外壳10的第一冷却液体连接件12由阀元件16的圆周表面完全闭合，如可尤其在图6中看出。在阀元件16的此闭合位置，在外壳10的冷却液体连接件14、12之间不可能有冷却液体通流。
通过真空驱动器22的施加的真空减小，驱动杆24由重置弹簧30再次被迫使从真空驱动器22的外壳离开，于是阀元件16借助于偏心段20被旋转到图7和图8中示出的位置，在所述位置，在阀元件16的较小开口40与外壳10的第一冷却液体连接件12之间存在部分的，例如，大致一半的叠合。在此位置，在外壳10的冷却液体连接件14、12之间的冷却液体通流可因此发生，如可尤其在图8中所看出的。
通过经真空驱动器22进行的重新施加真空，这导致在缩回到真空驱动器22的外壳的过程期间由驱动杆24施加低于预定极限力的驱动力，接着阀元件16被旋转到在图9和图10中示出的中间位置。中间位置由抵靠弹簧臂36的自由端停止的致动突起38清楚地限定，如图9中所展示。由此施加的低于极限力的驱动力不足以通过致动突起38对弹簧臂36预加应力而使其从阻挡位置离开到释放位置。如在图10中可看出，在此中间位置，在阀元件16的较小开口40与第一冷却液体连接件12之间不提供叠合。然而，在阀元件16的此中间位置，在外壳10的冷却液体连接件14、12之间可以有小的冷却液体通流，即，通过毗连开口40的凹陷48。在此中间位置，确保了小的冷却液体通流，其足以避免内燃机中的不希望的热区，且用于通过冷却液体的温度可靠地确定内燃机的温度。
图11中的流程图图解地示出由真空驱动器22施加的真空的路径，以及在本文中到达的阀元件的位置。通过所谓的“0真空”存在环境压力(约100kPa)，阀元件位于连接位置。如果施加上升的低压力，那么将驱动杆24按牵引方向拖曳到真空驱动器22的外壳内(如图11中所展示)，直到到达中间位置。这可以，例如，通过约65kPa的绝对压力(“3/4真空”)来达成。达到此真空，驱动力不足以通过致动突起38将弹簧臂36按压到释放位置。如果施加更高的真空，那么另一方面弹簧臂36的预应力被克服，且阀元件16可被旋转到闭合位置。

Claims (24)

1.一种用于内燃机的恒温阀，所述恒温阀包括：
具有多个冷却液体连接件(12、14)的外壳(10)；
可旋转地安装于所述外壳(10)中的中空阀元件(16)；以及
通过驱动力以旋转方式驱动所述中空阀元件(16)的驱动器；
其中，
所述驱动器为偏心地作用在旋转地安装所述阀元件(16)的轴杆(18)上的线性驱动器，所述阀元件(16)具有多个开口(40、42)，所述开口(40、42)由它的圆周表面界定并且所述多个开口(40、42)被配置为借助于所述阀元件(16)的旋转选择性地与所述外壳(10)中的所述多个冷却液体连接件(12、14)中的一个或多个对准和不对准，以用于冷却液体的通流，
所述阀元件(16)的所述圆周表面在邻近所述多个开口(40、42)中的一个开口处具有凹陷(48)或切口，
所述阀元件(16)可旋转呈连接位置、闭合位置和在所述连接位置与所述闭合位置之间的中间位置，
在所述连接位置，所述多个开口(40、42)中的相关开口与所述外壳(10)中的所述多个冷却液体连接件(12、14)中的相关冷却液体连接件对准，且在所述阀元件(16)的内部与所述相关冷却液体连接件之间可以有冷却液体流，
在所述闭合位置，所述相关开口不与所述外壳(10)中的所述相关冷却液体连接件对准，且在所述阀元件(16)的内部与所述相关冷却液体连接件之间不可能有冷却液体流，
在所述中间位置，所述相关开口不与所述外壳(10)中的所述相关冷却液体连接件对准，然而，通过所述凹陷(48)或所述切口，在所述阀元件(16)的内部与所述相关冷却液体连接件之间可以有冷却液体流，
所述中间位置由制动元件限定，所述制动元件被预加应力到阻挡位置，且在所述驱动力不超过极限力的情况下，所述阀元件(16)的致动段抵靠所述制动元件停止，并且
在所述驱动力超过所述极限力的情况下，通过所述阀元件(16)的所述致动段，所述制动元件可与它的预应力相反地移动到释放位置，在所述释放位置，所述阀元件(16)的所述致动段可移动经过所述制动元件以离开所述中间位置，
其中所述致动段和所述制动元件位于所述外壳的外部。
2.根据权利要求1所述的恒温阀，特征在于，所述制动元件与它的预应力相反地移动到所述释放位置是在所述阀元件(16)旋转出所述中间位置进入到所述闭合位置期间通过所述阀元件(16)的所述致动段借助于施加超过所述极限力的驱动力来实现的。
3.根据权利要求1所述的恒温阀，特征在于，所述阀元件(16)的所述连接位置和所述闭合位置在每一情况下由终点止动装置来限定。
4.根据权利要求1所述的恒温阀，特征在于，所述制动元件被预加弹簧应力到所述阻挡位置。
5.根据权利要求4所述的恒温阀，特征在于，所述制动元件是一端被固定地夹紧的弹性弹簧臂(36)，所述致动段在所述阻挡位置抵靠所述弹簧臂(36)的自由端移动，所述自由端与被固定地夹紧的所述一端相对。
6.根据权利要求5所述的恒温阀，特征在于，所述弹簧臂(36)在它的自由端处具有弯曲段，所述致动段抵靠所述弯曲段移动。
7.根据权利要求6所述的恒温阀，特征在于，所述弯曲段为V形弯曲段。
8.根据权利要求1所述的恒温阀，特征在于，所述致动段为形成于所述阀元件(16)的外侧上的致动突起(38)。
9.根据权利要求8所述的恒温阀，特征在于，所述致动段形成于以旋转方式安装所述阀元件(16)的轴杆(18)的一端处。
10.根据权利要求1所述的恒温阀，特征在于，所述阀元件(16)借助于弹簧预应力被预加应力到所述连接位置，从而，如果所述驱动器有故障，那么所述阀元件(16)呈所述连接位置。
11.根据权利要求1所述的恒温阀，特征在于，所述驱动器为真空驱动器(22)或电力驱动器。
12.根据权利要求1所述的恒温阀，特征在于，所述多个冷却液体连接件(12、14)中的至少一个具有密封装置，所述密封装置包括适合所述阀元件(16)的所述圆周表面的至少一个滑动环(44)，和将所述滑动环(44)预加应力抵靠所述阀元件(16)的所述圆周表面的至少一个弹性密封环(46)。
13.一种用于操作根据先前权利要求中任一权利要求所述的恒温阀的方法，所述方法包括：
借助于超过所述极限力的所述驱动力将所述阀元件(16)旋转出所述连接位置进入到所述闭合位置，随着所述制动元件与它的预应力相反地移动到它的释放位置，所述阀元件(16)通过它的致动段被移动经过所述制动元件，
随后将所述阀元件(16)向回旋转出所述闭合位置，超过所述中间位置，直到进入如下位置：所述阀元件(16)的所述相关开口与所述外壳(10)的所述相关冷却液体连接件部分地对准，且在所述阀元件(16)的所述内部与所述相关冷却液体连接件之间可以有冷却液体流，并且
随后借助于不超过所述极限力的所述驱动力将所述阀元件(16)向回旋转到所述中间位置，从而，在所述阀元件(16)的所述内部与所述相关冷却液体连接件之间通过所述凹陷(48)或所述切口发生冷却液体流。
14.根据权利要求13所述的方法，特征在于，随后将所述阀元件(16)向回旋转出所述中间位置进入到所述连接位置。
15.一种用于内燃机的恒温阀，所述恒温阀包括：
具有多个冷却液体连接件(12、14)的外壳(10)；
可旋转地安装于所述外壳(10)中的中空阀元件(16)；以及
通过驱动力以旋转方式驱动所述中空阀元件(16)的驱动器；
其中，
所述阀元件(16)具有多个开口(40、42)，所述开口(40、42)由它的圆周表面界定并且所述多个开口(40、42)被配置为借助于所述阀元件(16)的旋转选择性地与所述外壳(10)中的所述多个冷却液体连接件(12、14)中的一个或多个对准和不对准，以用于冷却液体的通流，
所述阀元件(16)的所述圆周表面在邻近所述多个开口(40、42)中的一个开口处具有凹陷(48)或切口，
所述阀元件(16)可旋转呈连接位置、闭合位置和在所述连接位置与所述闭合位置之间的中间位置，
在所述连接位置，所述多个开口(40、42)中的相关开口与所述外壳(10)中的所述多个冷却液体连接件(12、14)中的相关冷却液体连接件对准，且在所述阀元件(16)的内部与所述相关冷却液体连接件之间可以有冷却液体流，
在所述闭合位置，所述相关开口不与所述外壳(10)中的所述相关冷却液体连接件对准，且在所述阀元件(16)的内部与所述相关冷却液体连接件之间不可能有冷却液体流，
在所述中间位置，所述相关开口不与所述外壳(10)中的所述相关冷却液体连接件对准，然而，通过所述凹陷(48)或所述切口，在所述阀元件(16)的内部与所述相关冷却液体连接件之间可以有冷却液体流，
所述中间位置由制动元件限定，所述制动元件被预加应力到阻挡位置，且在所述驱动力不超过极限力的情况下，所述阀元件(16)的致动段抵靠所述制动元件停止，
在所述驱动力超过所述极限力的情况下，通过所述阀元件(16)的所述致动段，所述制动元件可与它的预应力相反地移动到释放位置，在所述释放位置，所述阀元件(16)的所述致动段可移动经过所述制动元件以离开所述中间位置，
所述制动元件是一端被固定地夹紧的弹性弹簧臂(36)，所述致动段在所述阻挡位置抵靠所述弹簧臂(36)的自由端移动，所述自由端与被固定地夹紧的所述一端相对，并且
所述弹簧臂(36)在它的自由端处具有弯曲段，所述致动段抵靠所述弯曲段移动。
16.根据权利要求15所述的恒温阀，特征在于，所述弯曲段为V形弯曲段。
17.根据权利要求15所述的恒温阀，特征在于，所述制动元件与它的预应力相反地移动到所述释放位置是在所述阀元件(16)旋转出所述中间位置进入到所述闭合位置期间通过所述阀元件(16)的所述致动段借助于施加超过所述极限力的驱动力来实现的。
18.根据权利要求15所述的恒温阀，特征在于，所述阀元件(16)的所述连接位置和所述闭合位置在每一情况下由终点止动装置来限定。
19.根据权利要求15所述的恒温阀，特征在于，所述致动段为形成于所述阀元件(16)的外侧上的致动突起(38)。
20.根据权利要求19所述的恒温阀，特征在于，所述致动段形成于以旋转方式安装所述阀元件(16)的轴杆(18)的一端处。
21.根据权利要求15所述的恒温阀，特征在于，所述阀元件(16)借助于弹簧预应力被预加应力到所述连接位置，从而，如果所述驱动器有故障，那么所述阀元件(16)呈所述连接位置。
22.根据权利要求15所述的恒温阀，特征在于，所述驱动器为线性驱动器，所述线性驱动器偏心地作用于以旋转方式安装所述阀元件(16)的轴杆(18)上。
23.根据权利要求15所述的恒温阀，特征在于，所述驱动器为真空驱动器(22)或电力驱动器。
24.根据权利要求15所述的恒温阀，特征在于，所述多个冷却液体连接件(12、14)中的至少一个具有密封装置，所述密封装置包括适合所述阀元件(16)的所述圆周表面的至少一个滑动环(44)，和将所述滑动环(44)预加应力抵靠所述阀元件(16)的所述圆周表面的至少一个弹性密封环(46)。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3615451B1 (en) * 2017-04-27 2021-02-17 Illinois Tool Works Inc. Flexible ball valve for liquid metering and dispensing, package with a ball valve and method of forming a ball valve
DE102017130226A1 (de) 2017-12-15 2019-06-19 BorgWarner Esslingen GmbH Steuervorrichtung für ein Fluid und Verfahren zu dessen Herstellung

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3653406A (en) * 1970-03-20 1972-04-04 Westinghouse Air Brake Co Brake cylinder pressure retaining valve
FR2839164A1 (fr) * 2002-04-24 2003-10-31 Valeo Thermique Moteur Sa Vanne de commande a fonctionnement securise et circuit de fluide equipe d'une telle vanne
CN101484738A (zh) * 2006-08-16 2009-07-15 Itw汽车产品有限两合公司 温控阀
DE102010008740A1 (de) * 2010-02-20 2011-08-25 Audi Ag, 85057 Ventilanordnung zur Durchflusssteuerung in einem Fluidkreislauf
CN102449357A (zh) * 2009-05-27 2012-05-09 伊利诺斯工具制品有限公司 用于内燃机的阀装置
DE102012013677A1 (de) * 2012-07-11 2014-01-16 Illinois Tool Works Inc. Thermostatventil
WO2014078255A2 (en) * 2012-11-14 2014-05-22 Illinois Tool Works Inc. Thermostat valve for a combustion engine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1034106A (en) * 1974-07-22 1978-07-04 Avm Corporation Butterfly valve
DE2643381C2 (de) * 1976-09-27 1984-02-16 Georg Spiess Gmbh, 8906 Gersthofen Dosierventil
US4299373A (en) * 1980-01-28 1981-11-10 Ranco Incorporated Fluid flow control valve
DE4124973A1 (de) * 1991-07-27 1993-01-28 Bosch Gmbh Robert Lastverstelleinrichtung fuer eine antriebsmaschine
US5524863A (en) * 1994-06-08 1996-06-11 Daniel Industries, Inc. Quarter turn rotatable flow control valve
US8820709B2 (en) * 2011-03-14 2014-09-02 Honeywell International Inc. Wastegates and wastegate components
US9004450B2 (en) * 2013-03-15 2015-04-14 Cummins Ip, Inc. Fluid valve

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3653406A (en) * 1970-03-20 1972-04-04 Westinghouse Air Brake Co Brake cylinder pressure retaining valve
FR2839164A1 (fr) * 2002-04-24 2003-10-31 Valeo Thermique Moteur Sa Vanne de commande a fonctionnement securise et circuit de fluide equipe d'une telle vanne
CN101484738A (zh) * 2006-08-16 2009-07-15 Itw汽车产品有限两合公司 温控阀
CN102449357A (zh) * 2009-05-27 2012-05-09 伊利诺斯工具制品有限公司 用于内燃机的阀装置
DE102010008740A1 (de) * 2010-02-20 2011-08-25 Audi Ag, 85057 Ventilanordnung zur Durchflusssteuerung in einem Fluidkreislauf
DE102012013677A1 (de) * 2012-07-11 2014-01-16 Illinois Tool Works Inc. Thermostatventil
WO2014078255A2 (en) * 2012-11-14 2014-05-22 Illinois Tool Works Inc. Thermostat valve for a combustion engine

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