DE102008030772B3 - Drehschieber zum Einstellen mehrerer Durchströmungsquerschnitte, elektromechanische Baugruppe sowie Brennkraftmaschine - Google Patents

Drehschieber zum Einstellen mehrerer Durchströmungsquerschnitte, elektromechanische Baugruppe sowie Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehschieber zum Einstellen mehrerer Durchströmungsquerschnitte, insbesondere für einen mehrere Zweige aufweisenden Betriebsmittelkreislauf einer Maschine, mit mindestens einem ersten Querschnittsverstellglied und mit mindestens einem von dem ersten Querschnittsverstellglied über ein zumindest ein Zahnrad aufweisendes Getriebe antreibbares zweites Querschnittsverstellglied. Es ist vorgesehen, dass zumindest dem ersten Querschnittsverstellglied (2) und dem Zahnrad (11) und/oder dem zweiten Querschnittsverstellglied (3) jeweils eine Rückstellfeder (13, 15) zugeordnet sind, die die aus einer Sicherungsposition gegen die Rückstellfedern (13, 15) herausgedrehten Querschnittsverstellglieder (2, 3) in die jeweilige Sicherungsposition zurückdrängen.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektromechanische Baugruppe sowie eine Brennkraftmaschine.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Drehschieber zum Einstellen mehrerer Durchströmungsquerschnitte, insbesondere für einen mehrere Zweige aufweisenden Betriebsmittelkreislauf einer Maschine, mit mindestens einem ersten Querschnittsverstellglied und mit mindestens einem von dem ersten Querschnittsverstellglied über ein zumindest ein Zahnrad aufweisendes Getriebe antreibbares zweites Querschnittsverstellglied.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektromechanische Baugruppe zum Einstellen von mehreren Durchströmungsquerschnitten.
  • Ferner betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einem mehrere Zweige aufweisenden Kühlwasserkreislauf, der mittels eines mehrere Querschnittsverstellglieder aufweisenden Drehschiebers regelbar ist.
  • Drehschieber der eingangs genannten Art sind bekannt. So offenbart die WO 2008/049624 A2 einen Drehschieber, der mehrere in einem Gehäuse drehbar gelagerte Querschnittsverstellglieder aufweist, wobei ein erstes Querschnittsverstellglied, das von einem Stellmotor elektromotorisch antreibbar ist, und daher als antreibendes Querschnittsverstellglied wirkt, mit einem zweiten Querschnittsverstellglied über ein Getriebe wirkverbunden ist, wobei das Getriebe zumindest ein Zahnrad aufweist, über das das zweite Querschnittsverstellglied von dem ersten Querschnittsverstellglied antreibbar ist. Die Querschnittsverstellglieder weisen insbesondere in ihren Mantelflächen Durchströmungsöffnungen auf, die je nach Drehwinkelstellung des jeweiligen Querschnittsverstellglieds jeweils mit mindestens einem entsprechenden in dem Gehäuse des Drehschiebers ausgebildeten Zu- und/oder Ablauf für das zu verteilende Betriebsmittel zusammenwirken. Durch Verdrehen der Querschnittsverstellglieder kann dabei eine Überschneidung einer Durchströmungsöffnung mit dem Zu- und/oder Ablauf eingestellt und dadurch ein Durchströmungsquerschnitt freigegeben werden. Durch das erste Querschnittsverstellglied kann dabei das zweite Querschnittsverstellglied verstellt werden, sodass lediglich ein Stellmotor für den gesamten Drehschieber ausreicht. Durch entsprechende Ausbildung des Getriebes können dabei die Querschnittsverstellglieder unterschiedlich verstellt werden, zum Beispiel, indem das Getriebe ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis aufweist.
  • Die DE 101 23 033 A1 offenbart eine Drosselvorrichtung für ein strömendes Medium mit einem Ein- und Auslass und mit zwei dazwischen zueinander koaxial angeordneten Drosselorganen, die jeweils mindestens ein Strömungsfenster zum Durchtritt eines vom Ein- und Auslass strömenden Mediumstroms aufweisen und zum Steuern des Mediumstroms relativ zueinander verdrehbar sind. Jedes Drosselorgan ist als hohler Konus mit einem das mindestens eine Strömungsfenster enthaltenden Konusmantel ausgebildet und die Konen sind konzentrisch und relativ axial verschiebbar zueinander mit einem Spaltabstand zwischen ihren Konusmänteln angeordnet. An mindestens einem Konus sind angreifende Verschiebemittel vorgesehen, die in einem durch die sich nicht überdeckenden Strömungsfenster definierten Schließbereich der Drosselvorrichtung wirksam sind und eine axiale Relativverschiebung der Konen in eine den Spaltabstand zwischen den Konusmänteln reduzierende Richtung herbeiführen. Die Verschiebemittel weisen einen Anschlag und einen damit zusammenwirkenden Gegenanschlag auf, von denen jeweils einer an einem der Konen angeordnet ist. Ein Federelement drückt den Anschlag und Gegenanschlag in Achsrichtung der Konen zusammen, wodurch ein Verschiebemechanismus für die Konen im Schließbereich geschaffen wird, der eine geringe Reibung außerhalb des Schließbereichs aufweist.
  • Fällt der Stellmotor jedoch aus, besteht die Gefahr, dass der Drehschieber beziehungsweise die Querschnittsverstellglieder in einer Position/Drehwinkelstellung stehen bleiben, in der einer oder mehrere Durchströmungsquerschnitte, die für die Betriebssicherheit einer den Drehschieber aufweisenden Maschine von Bedeutung sind, verschlossen sind. Handelt es sich bei der Maschine beispielsweise um eine Brennkraftmaschine und bei dem Betriebsmittelkreislauf um den Kühlmittelkreislauf der Brennkraftmaschine, so würde bei Ausfall des Stellmotors die Gefahr bestehen, dass der Kühlmittelkreislauf dauerhaft unterbrochen wird und die Brennkraftmaschine überhitzt.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Drehschieber zu schaffen, der auf einfache Art und Weise verhindert, dass bei einem Ausfall des Stellmotors die Querschnittsverstellglieder in einer ungünstigen Position/Drehwinkelstellung stehen bleiben.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zumindest dem ersten Querschnittsverstellglied und dem Zahnrad und/oder dem zweiten Querschnittsverstellglied jeweils eine Rückstellfeder zugeordnet sind, die die aus einer Sicherungsposition gegen die Rückstellfeder herausgedrehten Querschnittsverstellglieder in die Sicherungsposition zurück drängen. Die Querschnittsverstellglieder werden also gegen die Kraft mehrerer Rückstellfedern, insbesondere von einem Stellmotor, aus ihrer jewei ligen Sicherungsposition, in der bevorzugt die sicherheitsrelevanten Durchströmungsquerschnitte freigegeben sind, herausgedreht. Mit anderen Worten wird beim Verdrehen der Querschnittsverstellglieder aus der jeweiligen Sicherungsposition heraus, die entsprechende Rückstellfeder gespannt. Bei einem Ausfall des den Drehschieber antreibenden Stellmotors, drängen die dann gespannten Rückstellfedern die Querschnittsverstellglieder direkt oder indirekt (über das Zahnrad) in die Sicherungsposition zurück. Durch das vorteilhafte Vorsehen der zweiten Rückstellfeder an dem Zahnrad lässt sich der Drehschieber besonders einfach und kostengünstig herstellen, wobei gleichzeitig ein sicheres Zurückdrehen der mehreren Querschnittsverstellglieder in die Sicherungsposition gewährleistet ist. Durch die alternative oder zusätzliche Anordnung der zweiten Rückstellfeder an dem zweiten Querschnittsverstellglied wird das zweite Querschnittsverstellglied direkt beaufschlagt, so dass die zweite Rückstellfeder schwächer ausgelegt werden kann. Natürlich ist auch ein Drehschieber mit mehr als nur zwei Querschnittsverstellgliedern, die über ein entsprechendes Getriebe miteinander verbunden sind, denkbar, bei dem dann dem jeweiligen Zahnrad und/oder den weiteren Querschnittsverstellgliedern jeweils eine Rückstellfeder zugeordnet sind.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Getriebe an den Querschnittsverstellgliedern angeordnete und mit dem Zahnrad in Eingriff bringbare, insbesondere axial ausgerichtete Mitnahmeelemente auf. An den Querschnittsverstellgliedern sind also Mitnahmeelemente angeordnet, die bevorzugt einstückig mit dem jeweiligen Querschnittsverstellglied ausgebildet sind, und die mit dem Zahnrad kämmen, wodurch die Drehbewegung des ersten Querschnittsverstellglieds über das Zahnrad auf das zweite Querschnittsverstellglied übertragen wird.
  • Besonders bevorzugt sind die Mitnahmeelemente des zweiten (antreibbaren) Querschnittsverstellglieds über seinen gesamten Umfang und die Mitnahmeelemente des ersten (antreibenden) Querschnittsverstellglieds nur über einen Umfangswinkelbereich verteilt angeordnet. Es ist also vorgesehen, dass das zweite/antreibbare Querschnittsverstellglied über seinen gesamten Umfang verteilt angeordnet die Mitnahmeelemente aufweist, sodass die Bewegung des zweiten Querschnittsverstellglieds stets mit der Bewegung des Zahnrads direkt gekoppelt ist, beziehungsweise dass sich das antreibbare Querschnittsverstellglied nur in Abhängigkeit von einer Bewegung beziehungsweise Drehung des Zahnrades verstellen kann. Das erste beziehungsweise antreibende Querschnittsverstellglied hingegen weist nur über mindestens einen Umfangswinkelbereich verteilt angeordnete Mitnahmeelemente auf. Mit anderen Worten weist das antreibende/erste Querschnittsverstellglied mindestens einen mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich auf. Dies führt dazu, dass das erste/antreibende Querschnittsverstellglied Drehwinkelstellungsbereiche aufweist, in denen es nicht mit dem Zahnrad zusammenwirkt, sodass das erste/antreibende Querschnittsverstellglied in dem beziehungsweise über den mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich verdreht werden kann, ohne dass sich die Drehbewegung des ersten/antreibenden Querschnittsverstellglieds auf das Zahnrad oder das zweite/antreibbare Querschnittsverstellglied überträgt. Wird das erste Querschnittsverstellglied in diesem mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich verdreht, so hat das den Vorteil, dass der Stellmotor lediglich das erste Querschnittsverstellglied gegen die eine Rückstellfeder verdrehen muss. Beim Ausfall des Stellmotors wirken beide Rückstellfedern auf die Querschnittsverstellglieder und verdrehen beziehungsweise drängen diese in die Sicherungsposition. Zweckmäßigerweise sind die Mitnahmeelemente an dem jeweiligen Querschnittsverstellglied, an dem ersten Querschnittsverstellglied natürlich nur innerhalb des Umfangswinkelbereichs, gleichmäßig verteilt angeordnet.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das erste Querschnittsverstellglied eine in einem beziehungsweise in dem mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich wirkende Verdrehsicherung für das Zahnrad auf. Das bedeutet, dass wenn sich der mitnahmeelementfreie Umfangswinkelbereich des Querschnittsverstellglieds im Bereich des Zahnrads befindet, das Zahnrad sich nicht verdrehen lässt. Da das erste Querschnittsverstellglied beziehungsweise die Mitnahmeelemente des ersten Querschnittsverstellglieds in dem mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich nicht mit dem Zahnrad kämmen und somit das antreibende Querschnittsverstellglied losgelöst von dem antreibbaren Querschnittsverstellglied frei verdrehbar ist, könnte es geschehen, dass sich das antreibbare Querschnittsverstellglied ungewollt verstellt. Die vorteilhafte Verdrehsicherung verhindert hierbei ein derartiges Verstellen beziehungsweise Verdrehen des antreibbaren/zweiten Querschnittsverstellglieds, wenn sich die Zähne des Zahnrades in den mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich des antreibenden Querschnittsverstellglieds befinden. Innerhalb des mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereichs des ersten Querschnittsverstellglieds kann dieses also losgelöst von dem zweiten Querschnittsverstellglied bewegt, eingestellt beziehungsweise verdreht werden, wobei der freie Verdrehwinkel konstruktiv durch die Mitnahmeelemente, insbesondere durch die Anzahl der Mitnahmeelemente bestimmt wird, und wobei das zweite Querschnittsverstellglied in seiner Verdrehstellung arretiert ist. In dem mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich muss das erste Querschnittsverstellglied, wie bereits gesagt, lediglich gegen die ihm direkt zugeordnete (erste) Rückstellfeder verdreht werden, da die dem Zahnrad zugeordnete (zweite) Rückstellfeder aufgrund der Verdrehsicherung nicht wirken kann. Im Normalbetrieb kann somit der Drehschieber, insbesondere als Thermostatersatz einer Brennkraftmaschine, derart betrieben werden, dass das erste Querschnittsverstellglied einen oder mehrere Durchströmungsquerschnitte einstellt, während das zweite Querschnittsverstellglied über das Getriebe nur sehr selten verstellt wird. Dadurch wird im Normalbetrieb der Drehschieber nur gegen die dem ersten Querschnittsverstellglied zugeordnete Rückstellfeder verdreht, und in den seltenen Fällen auch gegen die dem Zahnrad uod/oder dem zweiten Querschnittsverstellglied zugeordnete Rückstellfeder. Vorteilhafterweise ist dabei die dem ersten Querschnittsverstellglied zugeordnete Rückstellfeder wesentlich schwächer ausgelegt, als nur eine einzige an dem ersten Querschnittsverstellglied für den gesamten Drehschieber – also für alle Querschnittsverstellglieder – vorgesehene Rückstellfeder, welche dann sämtliche Querschnittsverstellglieder beim Ausfall des Stellmotors in die Sicherungsposition zurückdrehen müsste, wobei der Stellmotor ständig gegen die dann gezwungenermaßen stark ausgelegte Rückstellfeder arbeiten müsste.
  • Vorteilhafterweise ist die Verdrehsicherung von einem in dem mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich angeordneten und mit dem Zahnrad in Eingriff bringbaren ringsegmentförmigen Sicherungsaxialvorsprung gebildet, der zweckmäßigerweise auf dem selben Radius wie die Mitnahmeelemente liegt. Um die Verdrehsicherung zu bewirken, ist das Zahnrad vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass die Flanken von zwei Zähnen auf der äußeren Mantelfläche des Sicherungsaxialvorsprungs aufliegen können. Dabei ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Mitnahmeaxialvorsprünge des ersten Querschnittsverstellglieds axial weiter hervorstehen als der Sicherungsaxialvorsprung. Weiterhin sind bevorzugt einige der Zähne des Zahnrades auf der mit dem ersten Querschnittsverstellglied zusammenwirkenden Seite des Zahnrads axial verkürzt ausgebildet. Dadurch kann erreicht werden, dass ein verkürzter Zahn des Zahnrads im Bereich des Sicherungsaxialvorsprungs zwischen den Querschnittsverstellgliedern eintauchen kann, während die benachbarten – normal ausgebildeten – Zähne des Zahnrads mit ihren Flanken auf dem Sicherungsaxialvorsprung aufliegen.
  • Vorteilhafterweise ist die jeweilige Rückstellfeder als Torsionsfeder oder als Spiralfeder ausgebildet, wobei die entsprechende Rückstellfeder bevorzugt mit einer Stirnseite des Zahnrads, des ersten Querschnittsverstellglieds beziehungsweise des zweiten Querschnittsverstellglieds und dem die Querschnittsverstellglieder und das Zahnrad aufnehmenden Gehäuses zusammenwirkt. Fällt der Stellmotor aus, drängt die dem ersten Querschnittsverstellglied zugeordnete Rückstellfeder das erste Querschnittsverstellglied in die Sicherungsposition. Bei dieser Verdrehbewegung greifen früher oder später die Mitnahmeelemente des ersten Querschnittsverstellglieds in das Zahnrad ein, woraufhin auch die dem Zahnrad zugeordnete Rückstellfeder wirken kann, indem sie das Zahnrad verdreht und damit auch das zweite Querschnittsverstellglied in die Sicherungsposition drängt. Die dem Zahnrad zugeordnete Rückstellfeder bleibt also im Normalbetrieb vorgespannt und wird nur dann entspannt, wenn ein Notfall, beziehungsweise ein Ausfall des Stellmotors eintritt. Lediglich während dem Spannvorgang für beide Rückstellfedern muss der Stellmotor kurzfristig die Gegenkräfte beider Rückstellfedern überwinden. Im Normalbetrieb muss der Stellmotor jedoch nur gegen die eine Rückstellfeder, wie oben beschrieben, arbeiten. Entsprechendes gilt, wenn die andere Rückstellfeder nicht dem Zahnrad, sondern dem weiten Querschnittsverstellglied zugeordnet ist, oder wenn sowohl dem Zahnrad als auch dem zweiten Querschnittsverstellglied jeweils eine Rückstellfeder zugeordnet sind.
  • Die elektromechanische Baugruppe weist erfindungsgemäß einen wie oben beschriebenen Drehschieber auf.
  • Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine zeichnet sich durch einen wie oben beschriebenen Drehschieber aus.
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigt die
  • Figur einen erfindungsgemäßen Drehschieber in einer perspektivischen Darstellung.
  • Die Figur zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen erfindungsgemäßen Drehschieber 1, der zum Einstellen von mehreren Durchströmungsquerschnitten eines Betriebsmittelkreislaufs einer Maschine, insbesondere eines Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine, verwendet wird. Der Drehschieber 1 weist ein erstes Querschnittsverstellglied 2 sowie ein zweites Querschnittsverstellglied 3 auf, die axial hintereinander liegend angeordnet und um die gleiche Drehachse 4 verdrehbar in einem hier nicht dargestellten Gehäuse gelagert sind. In den Mantelflächen der im wesentlichen kreiszylinderförmigen Querschnittsverstellglieder 2 und 3 sind mehrer radiale Durchströmungsöffnungen 5 ausgebildet, die mit im Gehäuse ausgebildeten Zu- und/oder Abläufen des Betriebsmittelkreislaufs zusammenwirken, wobei je nach Drehwinkelstellung des jeweiligen Querschnittsverstellglieds 2 oder 3 ein unterschiedlich großer Durchströmungsquerschnitt freigegeben werden kann. Des weiteren sind axiale Durchströmungsöffnungen 6 in den Stirnseiten der Querschnittsverstellglieder 2 und 3 vorgesehen, durch die ebenfalls das Betriebsmittel strömen kann. Die Querschnittsverstellglieder 2 und 3 weisen an ihren zueinander weisenden Stirnseiten 7 beziehungsweise 8 jeweils axial ausgerichtete Mitnahmeelemente 9 beziehungsweise 10 auf, die jeweils über den Umfang des jeweiligen Querschnittsverstellglieds 2 beziehungsweise 3 verteilt angeordnet sind, wobei die Mitnahmeelemente 10 des zweiten Querschnittsverstellglieds 3 gleichmäßig über den gesamten Umfang und die Mitnahmeelemente 9 des ersten Querschnittsverstellglieds 2 nur über einen bestimmten Umfangswinkelbereich, dort aber ebenfalls gleichmäßig, verteilt angeordnet sind, sodass das erste Querschnittsverstellglied 2 einen mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich aufweist.
  • Der Drehschieber 1 weist weiterhin ein Zahnrad 11 auf, das im Wesentlichen außerhalb der beiden Querschnittsverstellglieder 2 und 3 angeordnet ist, wobei seine Drehachse parallel zur Drehachse 4 ausgerichtet ist. Das Zahnrad 11 ist derart angeordnet, dass die Mitnahmeelemente 9 und 10 im Betrieb des Drehschiebers 1 mit den Zähnen des Zahnrads 11 kämmen beziehungsweise in das Zahnrad 11 eingreifen. Durch Verdrehen des ersten Querschnittsverstellglieds 2 kann nunmehr mittels des Zahnrads 11, das zusammen mit den Mitnahmeelementen 9 und 10 ein Getriebe 12 bildet, das zweite Quer schnittsverstellglied 3 verstellt/verdreht werden. Aufgrund des mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereichs des ersten Querschnittsverstellglieds 2 ist das Getriebe 12 ein einen Drehunterschied zwischen den Querschnittsverstellgliedern 2 und 3 erzeugendes Getriebe, da das Querschnittsverstellglied 2 in diesem mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich losgelöst von dem zweiten Querschnittsverstellglied 3 gedreht werden kann.
  • Weiterhin ist dem ersten Querschnittsverstellglied 2 eine Rückstellfeder 13, die als Torsionsfeder 14 ausgebildet ist, zugeordnet, Die Rückstellfeder 13 ist schematisch dargestellt und an dem dem Getriebe 12 gegenüberliegenden Ende des Querschnittsverstellglieds 2 angeordnet. Die Torsionsfeder 14 wirkt mit dem Querschnittsverstellglied 2 und dem nicht dargestellten Gehäuse des Drehschiebers 1 zusammen. Ferner ist dem Zahnrad 11 eine Rückstellfeder 15 zugeordnet, die als Torsionsfeder 16 ausgebildet ist, und die mit dem Zahnrad 11 und dem Gehäuse des Drehschiebers 1 zusammenwirkt.
  • Das Zahnrad 11 wird nur hierbei nur dann verdreht, wenn die Mitnahmeelemente 9 des ersten Querschnittsverstellglieds 2 dieses durchkämmen, ansonsten bleibt es stehen, indem es am Querschnittsverstellglied 2 an einer äußeren Mantelfläche eines im mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereichs angeordneten Sicherungsaxialvorsprungs mit Flanken seiner Zähne aufliegt beziehungsweise schleift. Im Normalbetrieb wird überwiegend nur das Querschnittsverstellglied 2 verdreht. Hierzu wird vorteilhafterweise ein Stellmotor 17 verwendet. Im Normalbetrieb wirkt der Sicherungsaxialvorsprung zusammen mit Zähnen des Zahnrads 11 als Verdrehsicherung 18 für das Zahnrad 11. Jeder zweite der Zähne des Zahnrads 11 ist axial gesehen verkürzt ausgebildet, sodass der verkürzte Zahn mit den Mitnahmeelementen 10 des zweiten Querschnittsverstellglieds 3 zusammenwirkt und gleichzeitig die benachbarten – nicht verkürzten – Zähne auf dem Sicherungsaxialvorsprung, wie oben beschrieben, aufliegen, wodurch eine Drehung des Zahnrads 11 verhindert wird. Dadurch wird ein Verdrehen des zweiten Querschnittsverstellglieds 3, während sich das Zahnrad 11 in dem mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich des ersten Querschnittsverstellglieds 2 befindet, verhindert. Im Normalbetrieb verdreht der Stellmotor 17 das Querschnittsverstellglied 2 elektromotorisch gegen die Federkraft der Rückstellfeder 13 beziehungsweise Torsionsfeder 14 und spannt diese. Fällt der Stellmotor 17 aufgrund eines Schadens oder Fehlers aus, so drängt die Rückstellfeder 13 das Querschnittsverstellglied 2 zurück in eine Sicherungsposition, in der vorteilhafterweise sicherheitsrelevante Durchströmungsquerschnitte freigegeben sind. Die Rückstellfeder 13 ist vorteilhafterweise derart ausgelegt, dass sie das innere Verlustmoment des Stellmotors 17 überwindet und das erste Querschnittsverstellglied 2 in die Sicherungsposition drängt, sodass der Stellmotor 17 im Normalbetrieb nur gegen eine relativ geringe Federkraft der Rückstellfeder 13 arbeitet. Im Laufe des Zurückstellens des Querschnittsverstellglieds 2 in die Sicherungsposition durch die Rückstellfeder 13 kommen irgendwann die Mitnahmeelemente 9 in Eingriff mit dem Zahnrad 11, wobei die Verdrehsicherung 18 gelöst wird. Ab dann unterstützt die Rückstellfeder 15 das Zurückstellen des Querschnittsverstellglieds 3 und drängt dieses in seine entsprechende Sicherungsposition. Die Rückstellfeder 15 wird also erst durch Lösen der Verdrehsicherung 18 entspannt. Durch die vorteilhafte Rückstellfeder 15 kann auch das zweite Querschnittsverstellglied 3 problemlos in die Sicherungsposition verbracht werden, ohne dass die Federkraft der Rückstellfeder 13 erhöht werden muss. Vielmehr wirkt die Rückstellfeder 15 nach Lösen der Verdrehsicherung 18 unterstützend zu der Rückstellfeder 13. Die Sicherungspositionen der Querschnittsverstellglieder sind dabei bevorzugt mittels jeweils eines Drehanschlags an dem Gehäuse realisiert. Natürlich ist es auch denkbar alternativ oder zusätzlich zu der Rückstellfeder 15 eine Rückstellfeder beziehungsweise Torsionsfeder vorzusehen, die direkt mit dem zweiten Querschnittsverstellglied 3 zusammenwirkt.
  • Insgesamt hat der Drehschieber 1 den Vorteil, dass der Stellmotor 17 im Normalbetrieb nur gegen eine relativ schwache Rückstellfeder 13 arbeiten muss, und im Notfall (”Fail-Safe-Fall”), bei Ausfall des Stellmotors 17, die Querschnittsverstellglieder 2 und 3 durch die Rückstellfedern 13 und 15 in ihre Sicherungsposition verbracht werden. Während dem Spannvorgang muss der Stellmotor 17 nur kurzfristig die Gegenkräfte beider Rückstellfedern 13, 15 überwinden.
  • Der Drehschieber 1 beziehungsweise die aus Drehschieber 1 und Stellmotor 17 bestehende elektromechanische Baugruppe 19 kann vorteilhaft bei Brennkraftmaschinen als Thermostat für einen mehrere Zweige aufweisenden Kühlwasserkreislauf der Brennkraftmaschine verwendet/eingesetzt werden. Im Normalbetrieb können die Durchströmungsquerschnitte problemlos eingestellt werden, wobei bei einem Ausfall des Stellmotors 17 die Querschnittsverstellglieder 2 und 3 durch die Rückstellfedern 13 und 15 auf einfache Art und Weise in ihre jeweilige Sicherungsposition verbracht werden, sodass bei Ausfall des Stellmotors 17 zweckmäßigerweise eine ausreichende Kühlung der Brennkraftmaschine gewährleistet ist.
  • 1
    Drehschieber
    2
    Querschnittsverstellglied
    3
    Querschnittsverstellglied
    4
    Drehachse
    5
    Durchströmungsöffnung
    6
    Durchströmungsöffnung
    7
    Stirnseite
    8
    Stirnseite
    9
    Mitnahmeelement
    10
    Mitnahmeelement
    11
    Zahnrad
    12
    Getriebe
    13
    Rückstellfeder
    14
    Torsionsfeder
    15
    Rückstellfeder
    16
    Torsionsfeder
    17
    Stellmotor
    18
    Verdrehsicherung
    19
    Baugruppe

Claims (9)

  1. Drehschieber zum Einstellen mehrerer Durchströmungsquerschnitte, insbesondere für einen mehrere Zweige aufweisenden Betriebsmittelkreislauf einer Maschine, mit mindestens einem ersten Querschnittsverstellglied und mit mindestens einem von dem ersten Querschnittsverstellglied über ein zumindest ein Zahnrad aufweisendes Getriebe antreibbares zweites Querschnittsverstellglied, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest dem ersten Querschnittsverstellglied (2) und dem Zahnrad (11) und/oder dem zweiten Querschnittsverstellglied (3) jeweils eine Rückstellfeder (13, 15) zugeordnet sind, die die aus einer Sicherungsposition gegen die Rückstellfedern (13, 15) herausgedrehten Querschnittsverstellglieder (2, 3) in die jeweilige Sicherungsposition zurückdrängen.
  2. Drehschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (12) an den Querschnittsverstellgliedern (2, 3) angeordnete und mit dem Zahnrad (11) in Eingriff bringbare Mitnahmeelemente (9, 10) aufweist.
  3. Drehschieber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (12) an den Querschnittsverstellgliedern (2, 3) angeordnete und axial ausgerichtete Mitnahmeelemente (9, 10) aufweist.
  4. Drehschieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahmeelemente (10) des zweiten Querschnittsverstellglieds (3) über seinen gesamten Umfang und die Mitnahmeelemente (9) des ersten Querschnittsverstellglieds (2) nur über einen Umfangswinkelbereich verteilt angeordnet sind.
  5. Drehschieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Querschnittsverstellglied (2) eine in einem mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich wirkende Verdrehsicherung (18) für das Zahnrad (11) aufweist.
  6. Drehschieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (18) von einem in dem mit nahmeelementfreien Umfangswinkelbereich angeordneten und mit dem Zahnrad in Eingriff bringbaren ringsegmentförmigen Sicherungsaxialvorsprung gebildet ist.
  7. Drehschieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Rückstellfeder (13, 15) als Torsionsfeder (14, 16) oder als Spiralfeder ausgebildet ist.
  8. Verwendung eines Drehschiebers nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche in einer elektromechanischen Baugruppe zum Einstellen von mehreren Durchströmungsquerschnitten für einen mehrere Zweige aufweisenden Betriebsmittelkreislauf einer Maschine, wobei dem Drehschieber ein Stellmotor zugeordnet ist.
  9. Verwendung eines Drehschiebers nach Anspruch 8, wobei der Betriebsmittelkreislauf einer Maschine als Kühlwasserkreislauf einer Brennkraftmaschine ausgebildet ist.
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