DE102013224182A1 - thermostatic valve - Google Patents

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Werner Mietschnig
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Abstract

Ein Thermostatventil für ein Kühlsystem eines Verbrennungsmotors hat ein Thermostatgehäuse, das einen motorseitigen und einen kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass aufweist, die sich gegenüberliegen, einen seitlichen Kühlmittel-Auslass, der zum Verbrennungsmotor führt, und einem Ventilteller, der zwischen dem kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass und einem im Thermostatgehäuse angeordneten Thermostatelement liegt, der eine Längsachse hat, die mit einer Schaltrichtung zusammenfällt, und der mit einem Ventilsitz des Kühlmittel-Einlasses zusammenwirkt. An einer vom Kühlmittel-Auslass entfernten Seite des Ventilsitzes ist ein Leitelement seitlich angrenzend an den Ventilsitz und seitlich des Ventiltellers angeordnet, das in einem ersten Hubbereich des Ventiltellers ein seitliches Ausströmen von Kühlmittel aus dem kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass auf der dem Kühlmittel-Auslass abgewandten Seite zumindest weitgehend verhindert.A thermostat valve for a cooling system of an internal combustion engine has a thermostat housing having an engine-side and a radiator-side coolant inlet facing each other, a side coolant outlet leading to the internal combustion engine, and a valve disk interposed between the radiator-side coolant inlet and a radiator-side coolant inlet disposed in the thermostat housing thermostat element having a longitudinal axis which coincides with a switching direction, and which cooperates with a valve seat of the coolant inlet. At a side remote from the coolant outlet side of the valve seat, a guide element is arranged laterally adjacent to the valve seat and laterally of the valve disk, which in a first stroke region of the valve disk, a lateral outflow of coolant from the radiator side coolant inlet on the side facing away from the coolant outlet at least largely prevented.

Figure DE102013224182A1_0001
Figure DE102013224182A1_0001

Description

Die Erfindung betrifft ein Thermostatventil.The invention relates to a thermostatic valve.

Thermostatventile werden eingesetzt, um im Kühlkreislauf eines Verbrennungsmotors die Kühlmitteltemperatur zu regeln. In gängigen Kühlkreisläufen gibt es einen sogenannten kleinen Kühlkreislauf, bei dem das Kühlmittel durch den Motor, aber nicht durch den Kühler eines Fahrzeugs geleitet wird, und den großen Kühlkreislauf, bei dem sowohl der Motor als auch. der Kühler durchströmt werden, wobei im Kühler das Kühlmittel die aus dem Motor aufgenommene Wärme wieder abgibt. Um die Strömungsverbindungen zwischen den Teilbereichen des Kühlkreislaufs zu öffnen und zu schließen, weist das Thermostatventil ein temperaturempfindliches Thermostatelement auf, das einen Ventilteller hebt und senkt, der einen kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass öffnet bzw. schließt.Thermostatic valves are used to regulate the coolant temperature in the cooling circuit of an internal combustion engine. In common cooling circuits, there is a so-called small cooling circuit, in which the coolant is passed through the engine, but not through the radiator of a vehicle, and the large cooling circuit, in which both the engine and. flows through the radiator, wherein the coolant emits the heat absorbed from the engine again in the radiator. In order to open and close the flow connections between the sections of the refrigeration cycle, the thermostatic valve has a temperature-sensitive thermostatic element that raises and lowers a valve plate that opens and closes a radiator-side coolant inlet.

1 zeigt ein herkömmliches Thermostatventil 10 mit einem Thermostatgehäuse 12, in dem ein motorseitiger Kühlmittel-Einlass 14 und ein kühlerseitiger Kühlmittel-Einlass 16 vorgesehen sind, die sich gegenüberliegen. Im Thermostatgehäuse 12 ist außerdem ein seitlich angeordneter, zum Motor führender Kühlmittel-Auslass 18 vorgesehen. Ein Thermostatelement 20, das eine Längsachse A definiert, ist im Wesentlichen zentriert zu den Kühlmittel-Einlässen 14, 16 im Thermostatgehäuse 12 ausgerichtet. Ein Ventilteller 22 ist fest mit dem Thermostatelement 20 verbunden und kann den kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass 16 verschließen und freigeben, indem es auf einem Ventilsitzes 24 aufliegt oder sich von diesem löst. Außerdem ist ein zweiter Ventilteller 26 fest mit dem Thermostatelement 20 verbunden, der den motorseitigen Kühlmittel-Einlass 14 freigeben oder verschließen kann. 1 shows a conventional thermostatic valve 10 with a thermostat housing 12 in which a motor-side coolant inlet 14 and a radiator side coolant inlet 16 are provided, which are opposite each other. In the thermostat housing 12 is also a side-mounted, leading to the engine coolant outlet 18 intended. A thermostatic element 20 that defines a longitudinal axis A is substantially centered to the coolant inlets 14 . 16 in the thermostat housing 12 aligned. A valve plate 22 is fixed to the thermostatic element 20 connected and can the radiator side coolant inlet 16 Close and release by placing it on a valve seat 24 rests or dissolves from it. There is also a second valve plate 26 firmly with the thermostatic element 20 connected to the engine-side coolant inlet 14 can release or close.

Bei niedrigen Kühlmitteltemperaturen ist der kühlerseitige Kühlmittel-Einlass 16 verschlossen, während der motorseitige Kühlmittel-Einlass 14 geöffnet ist, sodass nur der kleine Kühlkreislauf durchströmt wird. Dehnt sich das Thermostatelement 20 mit steigender Temperatur aus, so werden die beiden Ventilteller 22, 26 verschoben (in der Figur nach oben). Mit steigender Temperatur wird daher der motorseitige Kühlmittel-Einlass 14 verschlossen, während der kühlerseitige Kühlmittel-Einlass 16 geöffnet wird, um vom kleinen Kühlkreislauf auf den großen Kühlkreislauf umzuschalten.At low coolant temperatures, the radiator side coolant inlet is 16 closed, while the engine-side coolant inlet 14 is open, so that only the small cooling circuit is flowed through. The thermostatic element expands 20 with increasing temperature, so are the two valve plates 22 . 26 shifted (up in the figure). As the temperature increases, therefore, the engine-side coolant inlet 14 closed, while the radiator side coolant inlet 16 is opened to switch from the small cooling circuit to the large cooling circuit.

Aufgrund von Bauteiltoleranzen des Ventiltellers 22 und/oder des Ventilsitzes 24 kommt es oft zu einer geringfügigen, ungewollten Schiefstellung des Ventiltellers 22 bzw. des Ventilsitzes 24. Dies kann in einem Grenzfall dazu führen, dass in einem ersten Hubbereich des Ventiltellers 22 beim Öffnen des kühlerseitigen Kühlmittel-Einlasses 16 ungewollt bereits ein Spalt 28 zwischen dem Ventilteller 22 und dem Ventilsitz 24 entsteht, durch den kaltes Kühlmittel vom Kühler in das Thermostatventil einströmt und das Thermostatelement 20 umströmt, bevor es durch den motorseitigen Auslass des Thermostatventils 10 abströmt. Bei diesem in 1 dargestellten Grenzfall hat der Ventilteller 22 aufgrund der Bauteiltoleranzen eine maximale Schrägstellung mit einem Winkel αT gegenüber einer Ebene senkrecht zur Längsachse A, wobei der Ventilteller 22 so im Thermostatgehäuse 12 ausgerichtet ist, dass der Winkel αT und somit der resultierende Spalt 28 zwischen dem Ventilteller 22 und dessen Ventilsitz 24 zur Wand des Thermostatgehäuses 12 und weg vom Kühlmittel-Auslass 18 geöffnet ist.Due to component tolerances of the valve disk 22 and / or the valve seat 24 There is often a slight, unwanted slanted position of the valve disk 22 or the valve seat 24 , In a limiting case, this can result in a first stroke region of the valve disk 22 when opening the radiator-side coolant inlet 16 unintentionally already a gap 28 between the valve plate 22 and the valve seat 24 arises, flows through the cold coolant from the radiator in the thermostatic valve and the thermostatic element 20 flows around before passing through the motor-side outlet of the thermostatic valve 10 flows. In this in 1 illustrated limit case has the valve disk 22 due to the component tolerances a maximum inclination with an angle α T relative to a plane perpendicular to the longitudinal axis A, wherein the valve disc 22 so in the thermostat housing 12 is aligned that the angle α T and thus the resulting gap 28 between the valve plate 22 and its valve seat 24 to the wall of the thermostat housing 12 and away from the coolant outlet 18 is open.

In diesem Fall wird die Temperaturreaktion des Thermostatventils verfälscht, da das vom Motor rückströmende Kühlmittel, das eigentlich die Regeltemperatur vorgeben soll, verdrängt bzw. mit kaltem Kühlmittel gemischt wird. Aufgrund der resultierenden kalten Kühlmittelströmung um das Thermostatelement verschiebt sich die Schalttemperatur des Thermostatventils um den Betrag DT nach oben. Die Kühlmitteltemperatur am Thermostatelement liegt daher niedriger als die Temperatur des vom Motor zurückströmenden Kühlmittels, sodass der tatsächliche Schaltpunkt des Thermostatventils bei einer unerwünscht hohen Temperatur liegen kann.In this case, the temperature response of the thermostatic valve is falsified because the coolant flowing back from the engine, which is supposed to dictate the control temperature, is displaced or mixed with cold coolant. Due to the resulting cold coolant flow around the thermostatic element, the switching temperature of the thermostatic valve shifts upward by the amount DT. The coolant temperature at the thermostatic element is therefore lower than the temperature of the coolant flowing back from the engine, so that the actual switching point of the thermostatic valve may be at an undesirably high temperature.

Der Temperaturunterschied ist im Vergleich in den 2a und 2b dargestellt, wobei 2a eine Temperatur-Zeit-Kennlinie bis zum Schaltpunkt S des Thermostatventils 10 für einen ideal ausgerichteten Ventilteller 22 (αT = 0°) zeigt. 2b hingegen zeigt die in 1 dargestellte Situation, bei dem die maximale Bauteiltoleranz, also ein maximal großer Winkel αT sowie eine Schrägstellung des Ventiltellers 22 in Richtung zur Wand des Thermostatgehäuses 12 kombiniert sind. Die Abweichung DT kann bis zu 5°C betragen.The temperature difference is compared in the 2a and 2 B shown, where 2a a temperature-time characteristic up to the switching point S of the thermostatic valve 10 for an ideal valve plate 22 (α T = 0 °) shows. 2 B however, the in 1 illustrated situation in which the maximum component tolerance, ie a maximum large angle α T and an inclination of the valve disk 22 towards the wall of the thermostat housing 12 combined. The deviation DT can be up to 5 ° C.

Aufgabe der Erfindung ist es, die durch Bauteiltoleranzen hervorgerufene Streuung der Eintrittstemperatur des Kühlmittels in den Motor und der Schalttemperatur des Thermostatventils zu verringern.The object of the invention is to reduce the caused by component tolerances scattering of the inlet temperature of the coolant in the engine and the switching temperature of the thermostatic valve.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst mit einem Thermostatventil für ein Kühlsystem eines Verbrennungsmotors mit einem Thermostatgehäuse, das einen motorseitigen und einen kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass aufweist, die sich gegenüberliegen, einen seitlichen Kühlmittel-Auslass, der zum Verbrennungsmotor führt, und einem Ventilteller, der zwischen dem kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass und einem im Thermostatgehäuse angeordneten Thermostatelement liegt, der eine Längsachse hat, die mit einer Schaltrichtung zusammenfällt, und der mit einem Ventilsitz des Kühlmittel-Einlasses zusammenwirkt. An einer vom Kühlmittel-Auslass entfernten Seite des Ventilsitzes ist ein Leitelement seitlich angrenzend an den Ventilsitz und seitlich des Ventiltellers angeordnet, das in einem ersten Hubbereich des Ventiltellers ein seitliches Ausströmen von Kühlmittel aus dem kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass auf der dem Kühlmittel-Auslass abgewandten Seite zumindest weitgehend verhindert. Der erste Hubbereich des Ventiltellers entspricht der Anfangsbewegung des Ventiltellers beim Öffnen des Ventils aus dessen vollständig geschlossener Position, in der eine Strömung durch den kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass vollständig unterbunden ist, in Schaltrichtung in das Innere des Thermostatgehäuses hinein. In der oben beschriebenen ersten Toleranzgrenzlage des Ventiltellers oder des Ventilsitzes wird durch die Nähe des Leitelements zum Ventilsitz und zum Ventilteller effektiv vermieden, dass Kühlmittel durch den zwischen Ventilsitz und Ventilteller aufgrund der Bauteiltoleranz entstehenden Spaltes ausströmen kann, da der Kühlmittelfluss in diesem Bereich durch das Leitelement zumindest weitgehend blockiert ist.According to the invention, this object is achieved with a thermostatic valve for a cooling system of an internal combustion engine having a thermostat housing having an engine side and a radiator side coolant inlet facing each other, a side coolant outlet leading to the internal combustion engine, and a valve disk located between the Coolant side coolant inlet and a thermostat arranged in the thermostat housing element which has a longitudinal axis which coincides with a switching direction, and which cooperates with a valve seat of the coolant inlet. On a side of the valve seat remote from the coolant outlet, a guide element is arranged laterally adjacent to the valve seat and laterally of the valve disk, which in a first stroke region of the valve disk causes a lateral outflow of coolant from the coolant-side coolant inlet on the side facing away from the coolant outlet at least largely prevented. The first stroke range of the valve disk corresponds to the initial movement of the valve disk when opening the valve from its fully closed position, in which a flow through the radiator-side coolant inlet is completely prevented, in the switching direction into the interior of the thermostat housing. In the above-described first tolerance limit position of the valve disk or the valve seat is effectively avoided by the proximity of the guide element to the valve seat and the valve disc that coolant can flow through the resulting between valve seat and valve disk due to the component tolerance gap, since the coolant flow in this area by the guide element is at least largely blocked.

Auf der Seite des Kühlmittel-Auslasses ist vorzugsweise kein Leitelement vorgesehen, da in dem zweiten Toleranz-Grenzfall, in dem der Spalt zwischen Ventilteller und Ventilsitz zum Kühlmittel-Auslass geöffnet ist, keine Beeinträchtigung der Schalttemperatur zu befürchten ist.On the side of the coolant outlet, no guide element is preferably provided, since in the second tolerance limit case, in which the gap between valve disk and valve seat to the coolant outlet is open, no impairment of the switching temperature is to be feared.

Das Thermostatventil ist vorzugsweise so aufgebaut, dass es Schaltzustände einnehmen kann, die eine Kühlmittelströmung durch den kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass und durch den motorseitigen Kühlmittel-Einlass zulassen oder unterbinden, wie dies von herkömmlichen Thermostatventilen bekannt ist.The thermostatic valve is preferably configured to assume switching states that permit or inhibit coolant flow through the radiator-side coolant inlet and the engine-side coolant inlet, as known from conventional thermostatic valves.

In einem zweiten Hubbereich, der einer vollständig geöffneten Stellung des Thermostatventils entspricht, ist vorzugsweise der Ventilteller in Schaltrichtung von einem oberen Rand des Leitelements beabstandet, sodass der Kühlmittelstrom ungehindert aus dem kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass in das Thermostatgehäuse einströmen kann.In a second stroke region, which corresponds to a fully open position of the thermostatic valve, the valve disk is preferably spaced in the switching direction from an upper edge of the guide element, so that the coolant flow can flow unhindered from the radiator-side coolant inlet into the thermostat housing.

Die notwendige Höhe des Leitelements in das Thermostatgehäuse hinein lässt sich aus der Winkeltoleranz des Ventilsitzes und/oder der zugeordneten Kontaktfläche am Ventilteller relativ zu einer Ebene senkrecht zur Längsachse bestimmen. Die Erstreckung des Leitelements in Richtung der Längsachse ins Innere des Thermostatgehäuses ist vorteilhaft in etwa so groß wie die durch die Winkeltoleranz bedingte maximale Spaltbreite zwischen dem Rand des Ventiltellers und dem Ventilsitz.The necessary height of the guide element in the thermostat housing can be determined from the angular tolerance of the valve seat and / or the associated contact surface on the valve disk relative to a plane perpendicular to the longitudinal axis. The extension of the guide element in the direction of the longitudinal axis into the interior of the thermostat housing is advantageously approximately as large as the angle tolerance caused by the maximum gap width between the edge of the valve disk and the valve seat.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Leitelement durch einen Abschnitt des Thermostatgehäuses gebildet. Beispielsweise kann das Leitelement durch einen Absatz in einer Innenwand des Thermostatgehäuses ausgebildet sein.In a preferred embodiment, the guide element is formed by a portion of the thermostat housing. For example, the guide element may be formed by a shoulder in an inner wall of the thermostat housing.

Es ist aber auch möglich, das Leitelement durch eine frei ins Innere des Thermostatgehäuses ragende Wand auszubilden.But it is also possible to form the guide element by a freely projecting into the interior of the thermostat housing wall.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Thermostatgehäuse durch ein Wasserpumpengehäuse gebildet, was eine Reduktion der Bauteilzahl erlaubt. In diesem Fall muss lediglich ein Abschnitt einer Innenwand des Wasserpumpengehäuses umgestaltet werden, um ein geeignetes Leitelement zu erhalten.In a preferred embodiment, the thermostat housing is formed by a water pump housing, which allows a reduction in the number of components. In this case, only a portion of an inner wall of the water pump housing needs to be redesigned to obtain a suitable guide element.

In Schaltrichtung hat das Leitelement in einer bevorzugten Ausführungsform eine Höhe von wenigstens 5 mm, gemessen vom Ventilsitz des kühlerseitigen Kühlmittel-Einlasses.In the switching direction, the guide element in a preferred embodiment has a height of at least 5 mm, measured from the valve seat of the radiator-side coolant inlet.

Zwischen dem Leitelement und dem Rand des Ventiltellers ist in einer bevorzugten Ausführungsform ein Spalt gebildet, der maximal eine Breite von 0,1 bis ca. 2,5 mm hat.Between the guide element and the edge of the valve disk, a gap is formed in a preferred embodiment, which has a maximum width of 0.1 to about 2.5 mm.

In Schaltrichtung gesehen erstreckt sich das Leitelement in einer bevorzugten Ausführungsform über einen Winkel von ca. 50 bis 145°, insbesondere von 100 bis 120°, um den Ventilsitz des kühlerseitigen Kühlmittel-Einlasses herum.Seen in the switching direction, the guide element extends in a preferred embodiment over an angle of about 50 to 145 °, in particular from 100 to 120 °, around the valve seat of the radiator-side coolant inlet.

Es hat sich herausgestellt, dass sich mit diesen Parametern sowohl eine gute Angleichung der Schalttemperaturen für beide Toleranz-Grenzfälle ergibt als auch eine einfache und kostengünstige Fertigung des Thermostatgehäuses. Außerdem wird durch ein derartiges Leitelement die Kühlmittelströmung durch das Thermostatventil nicht negativ beeinflusst.It has been found that with these parameters, both a good alignment of the switching temperatures for both tolerance limit cases results as well as a simple and cost-effective production of the thermostat housing. In addition, the coolant flow through the thermostatic valve is not adversely affected by such a guide element.

Das Thermostatventil ist vorzugsweise auf bekannte Weise so ausgelegt, dass es eine Kühlmittelströmung durch den kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass des Verbrennungsmotors zulassen und unterbinden kann, und auch so, dass es eine Kühlmittelströmung durch den motorseitigen Kühlmittel-Einlass zulassen oder unterbinden kann. Nach bekanntem Aufbau kann ein zweiter Ventilteller im Thermostatventil vorgesehen sein, der ebenfalls mit dem Thermostatelement fest verbunden ist und der den motorseitigen Kühlmittel-Einlass verschließen und freigeben kann, um das Schalten des großen und des kleinen Kühlkreislaufs zu regeln.The thermostatic valve is preferably configured, in a known manner, to allow and inhibit coolant flow through the radiator-side coolant inlet of the internal combustion engine, and also to permit or inhibit coolant flow through the engine-side coolant inlet. According to known construction, a second valve plate may be provided in the thermostatic valve, which is also firmly connected to the thermostatic element and which can close and release the engine-side coolant inlet to regulate the switching of the large and the small cooling circuit.

Das Thermostatelement kann wie üblich auf der Längsachse angeordnet sein. Der Ventilteller ist dabei vorzugsweise fest mit dem Thermostatelement verbunden. Auf diese Weise entfaltet die Toleranzkompensation die größtmögliche Wirkung.The thermostatic element can be arranged as usual on the longitudinal axis. The valve disk is preferably firmly connected to the thermostatic element. In this way, the tolerance compensation unfolds the greatest possible effect.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen: The invention will be described below with reference to two embodiments with reference to the accompanying drawings. In the drawings show:

1 eine schematische Schnittansicht eines Thermostatventils nach dem Stand der Technik; 1 a schematic sectional view of a thermostatic valve according to the prior art;

2a und 2b zwei Temperatur-Zeit-Kennlinien des aus dem Stand der Technik bekannten Thermostatventils; 2a and 2 B two temperature-time characteristics of the known from the prior art thermostatic valve;

3 ein erfindungsgemäßes Thermostatventil gemäß einer ersten Ausführungsform in einer der beiden Toleranz-Grenzlagen des Ventiltellers; 3 a thermostatic valve according to the invention according to a first embodiment in one of the two tolerance limit positions of the valve disk;

4a und 4b die Temperatur-Zeit-Kennlinien zu den beiden Toleranz-Grenzlagen des Thermostatventils aus 3; und 4a and 4b the temperature-time characteristics to the two tolerance limit positions of the thermostatic valve off 3 ; and

5 und 6 perspektivische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Thermostatventils gemäß einer zweiten Ausführungsform. 5 and 6 perspective views of a thermostatic valve according to the invention according to a second embodiment.

Die Bauteile, die mit denen des Thermostatventils 10 der 1 identisch sind, behalten im Folgenden ihre bereits eingeführten Bezugszeichen.The components with those of the thermostatic valve 10 of the 1 are identical, keep her already introduced reference numerals below.

3 zeigt ein erfindungsgemäßes Thermostatventil 100 gemäß einer ersten Ausführungsform. 3 shows a thermostatic valve according to the invention 100 according to a first embodiment.

Wie bei dem in 1 gezeigten Thermostatventil 10 ist ein Thermostatelement 20, das eine Längsachse A definiert, im Wesentlichen zentriert zu den Kühlmittel-Einlässen 14, 16 im Thermostatgehäuse 12 ausgerichtet, wobei ein Ventilteller 22 fest mit dem Thermostatelement 20 verbunden ist. Der Hub des Thermostatelements 20 erfolgt entlang der Längsachse A, die somit auch die Schaltrichtung des Thermostatventils 100 definiert. Der Ventilteller 22 kann den kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass 16 verschließen und freigeben. Außerdem ist ein zweiter Ventilteller 26 fest mit dem Thermostatelement 20 verbunden, der den motorseitigen Kühlmittel-Einlass 14 freigeben oder verschließen kann.As with the in 1 shown thermostatic valve 10 is a thermostatic element 20 defining a longitudinal axis A, substantially centered to the coolant inlets 14 . 16 in the thermostat housing 12 aligned, with a valve disk 22 firmly with the thermostatic element 20 connected is. The stroke of the thermostatic element 20 takes place along the longitudinal axis A, which thus also the switching direction of the thermostatic valve 100 Are defined. The valve plate 22 can be the radiator side coolant inlet 16 close and release. There is also a second valve plate 26 firmly with the thermostatic element 20 connected to the engine-side coolant inlet 14 can release or close.

Seitlich des Ventilsitzes 24 und des Ventiltellers 22 des kühlerseitigen Kühlmittel-Einlasses 16 ist ein Leitelement 130 angeordnet, das sich in das Innere des Thermostatgehäuses 12 hinein erstreckt.Side of the valve seat 24 and the valve disk 22 the radiator side coolant inlet 16 is a guiding element 130 arranged in the interior of the thermostat housing 12 extends into it.

Das Leitelement 130 ist im Beispiel der 3 als frei in das Innere des Thermostatgehäuses 12 ragende Wand ausgebildet.The guiding element 130 is in the example of 3 as free in the interior of the thermostat housing 12 projecting wall formed.

Das Leitelement 130 hat in diesem Beispiel eine Höhe h in Schaltrichtung, also in das Innere des Thermostatgehäuses 12 hinein, von wenigstens 5 mm gemessen vom Ventilsitz 24. Es hat sich herausgestellt, dass es ausreichend ist, das Leitelement mit einem Spalt 132 von etwa 0,1 bis 2,5 mm vom Ventilteller 22 zu beabstanden, ohne dass sich eine negative Auswirkung auf das Schaltverhalten des Thermostatventils 100 ergibt. Das Leitelement 130 umgibt in diesem Beispiel den Ventilsitz 24 und den Ventilteller 22 über einen Winkel von etwa 100 bis 120° (siehe 5). Es wäre auch möglich, einen größeren oder geringeren Teil des Umfangs mit dem Leitelement 130 zu versehen, sodass sich dieses über einen Winkel von etwa 50 bis etwa 145° um den Ventilsitz 24 des kühlerseitigen Kühlmittel-Einlasses 16 herum erstreckt.The guiding element 130 has in this example a height h in the switching direction, ie in the interior of the thermostat housing 12 into it, of at least 5 mm measured from the valve seat 24 , It has been found that it is sufficient, the guide element with a gap 132 from about 0.1 to 2.5 mm from the valve disk 22 to space without having a negative impact on the switching behavior of the thermostatic valve 100 results. The guiding element 130 surrounds the valve seat in this example 24 and the valve plate 22 over an angle of about 100 to 120 ° (see 5 ). It would also be possible to have a greater or lesser part of the circumference with the guide element 130 be provided so that this about an angle of about 50 to about 145 ° to the valve seat 24 the radiator side coolant inlet 16 extends around.

Die Höhe h ist hier wenigstens so groß gewählt, dass im ersten Hubbereich des Ventiltellers 22 das Leitelement 130 den maximal aufgrund der Bauteiltoleranzen entstehenden Spalt 28 zwischen Ventilteller 22 und Ventilsitz 24 abdeckt.The height h is here at least chosen so large that in the first stroke range of the valve disk 22 the guiding element 130 the maximum resulting from the component tolerances gap 28 between valve plate 22 and valve seat 24 covers.

Eine geeignete Höhe h des Leitelements 130 in Schaltrichtung bestimmt sich aus der Winkeltoleranz aT und dem Durchmesser d des Ventiltellers 22 bzw. dem Querschnitt des Ventilsitzes 24 und entspricht wenigstens der maximalen Breite des Spaltes 28 in Schaltrichtung, der auf der dem Kühlmittel-Auslass 18 entgegengesetzten Seite des kühlerseitigen Kühlmittel-Einlasses 16 entstehen kann.A suitable height h of the guide element 130 in the switching direction is determined by the angular tolerance a T and the diameter d of the valve disk 22 or the cross section of the valve seat 24 and corresponds at least to the maximum width of the gap 28 in the switching direction, on the coolant outlet 18 opposite side of the radiator-side coolant inlet 16 can arise.

In dem in 3 dargestellten Beispiel ist das Leitelement 130 in seiner Höhe h ein Stück länger gewählt, als dies unbedingt nötig wäre, um sichere Schaltzustände zu gewährleisten.In the in 3 Example shown is the guide element 130 h selected a bit longer in its height than would be absolutely necessary to ensure safe switching states.

In einem ersten Hubbereich beim Öffnen des Ventils und Freigeben des kühlerseitigen Kühlmittel-Einlasses 16 kommt es im oben beschriebenen Toleranz-Grenzfall wir bereits dargelegt zur Ausbildung eines vom Kühlmittel-Auslass 18 weg geöffneten Spaltes 28 zwischen dem Ventilteller 22 und dem Ventilsitz 24. Das aus diesem Spalt 28 austretende Kühlmittel trifft jedoch unmittelbar auf das Leitelement 130 und wird durch dieses daran gehindert, in das Thermostatgehäuse 12 einzuströmen. Auf diese Weise wird eine störende Kühlmittelströmung um das Thermostatelement 20 in diesem Toleranz-Grenzfall wirksam unterbunden.In a first stroke area when opening the valve and releasing the radiator-side coolant inlet 16 it comes in the above-described tolerance limit case, we already set out to form a coolant outlet 18 away open gap 28 between the valve plate 22 and the valve seat 24 , That's out of this gap 28 escaping coolant, however, meets directly on the guide element 130 and is prevented by this, in the thermostat housing 12 to flow. In this way, a disturbing flow of coolant around the thermostatic element 20 effectively prevented in this tolerance limit case.

In der komplett geöffneten Stellung des Ventils (hier nicht dargestellt) ist der Ventilteller 22 in diesem Beispiel dann so weit vom Ventilsitz 24 abgehoben, dass auch der dem Kühlmittel-Auslass 18 abgewandte Seitenrand des Ventiltellers 22 in Schaltrichtung vom Leitelement 130 beabstandet ist, sodass Kühlmittel über den gesamten Umfang des Ventiltellers 22 aus dem kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass 16 in das Innere des Thermostatgehäuses 12 einströmen kann.In the fully open position of the valve (not shown here) is the valve plate 22 in this example, then so far from the valve seat 24 also lifted off that the coolant outlet 18 opposite side edge of the valve disk 22 in the switching direction of the guide element 130 is spaced, so that coolant over the entire circumference of the valve disk 22 from the radiator-side coolant inlet 16 into the interior of the thermostat housing 12 can flow in.

In 4a ist eine Temperatur-Zeit-Kennlinie für den ersten Toleranz-Grenzfall gezeigt, bei dem sich der Spalt zwischen Ventilteller 22 und Ventilsitz 24 zum Kühlmittel-Auslass 18 hin mit der maximalen, durch die Winkeltoleranz aT bestimmten Spaltbreite öffnet.In 4a is shown a temperature-time characteristic for the first tolerance limit case, in which the gap between the valve disc 22 and valve seat 24 to the coolant outlet 18 opens with the maximum, determined by the angular tolerance a T gap width.

4b zeigt eine Temperatur-Zeit-Kennlinie für den zweiten Toleranz-Grenzfall, bei der sich der Spalt 28 mit der maximalen Spaltbreite zu der vom Kühlmittel-Auslass 18 entgegengesetzten Seite und damit zum Leitelement 130 hin öffnet. Da aufgrund der Nähe des Leitelements 130 zum Ventilteller 22 und dem Ventilsitz 24 der Durchfluss von Kühlmittel weitgehend unterbunden ist, kommt es nur zu einer geringfügigen Temperaturverringerung am Thermostatelement 20 durch das durch den Spalt 28 austretende und zum Kühlmittel-Auslass 18 strömende Kühlmittel und somit nur zu einem deutlich geringeren Temperaturunterschied DT in der Schalttemperatur verglichen mit dem in den 2a und 2b dargestellten Fall ohne Leitelement 130. 4b shows a temperature-time characteristic for the second tolerance limit case, in which the gap 28 with the maximum gap width to that of the coolant outlet 18 opposite side and thus to the guide element 130 opens. Because of the proximity of the baffle 130 to the valve plate 22 and the valve seat 24 the flow of coolant is largely prevented, there is only a slight decrease in temperature on the thermostatic element 20 through that through the gap 28 exiting and to the coolant outlet 18 flowing coolant and thus only to a significantly lower temperature difference D T in the switching temperature compared with that in the 2a and 2 B Case shown without guide element 130 ,

Die 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform, bei der das Leitelement 130 einstückig mit einer Innenwand des Thermostatgehäuses 12 ausgeführt ist und durch einen Absatz in der Innenwand gebildet ist.The 5 and 6 show a second embodiment in which the guide element 130 integral with an inner wall of the thermostat housing 12 is executed and formed by a shoulder in the inner wall.

In diesem Beispiel ist das Thermostatgehäuse 12 in ein Wasserpumpengehäuse integriert.In this example, the thermostat housing 12 integrated into a water pump housing.

Claims (10)

Thermostatventil für ein Kühlsystem eines Verbrennungsmotors, mit einem Thermostatgehäuse (12), das einen motorseitigen und einen kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass (14, 16) aufweist, die sich gegenüberliegen, einen seitlichen Kühlmittel-Auslass (18), der zum Verbrennungsmotor führt, und einem Ventilteller (22), der zwischen dem kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass (16) und einem im Thermostatgehäuse (12) angeordneten Thermostatelement (20) liegt, der eine Längsachse (A) hat, die mit einer Schaltrichtung zusammenfällt, und der mit einem Ventilsitz (24) des Kühlmittel-Einlasses (16) zusammenwirkt, wobei an einer vom Kühlmittel-Auslass (18) entfernten Seite des Ventilsitzes (24) ein Leitelement (130) seitlich angrenzend an den Ventilsitz (24) und seitlich des Ventiltellers (22) angeordnet ist, das in einem ersten Hubbereich des Ventiltellers (22) ein seitliches Ausströmen von Kühlmittel aus dem kühlerseitigen Kühlmittel-Einlass (16) auf der dem Kühlmittel-Auslass (18) abgewandten Seite zumindest weitgehend verhindert.Thermostatic valve for a cooling system of an internal combustion engine, with a thermostat housing ( 12 ), which has an engine-side and a radiator-side coolant inlet ( 14 . 16 ), which face each other, a lateral coolant outlet ( 18 ), which leads to the internal combustion engine, and a valve disk ( 22 ) located between the radiator-side coolant inlet ( 16 ) and one in the thermostat housing ( 12 ) arranged thermostatic element ( 20 ), which has a longitudinal axis (A) which coincides with a switching direction, and with a valve seat ( 24 ) of the coolant inlet ( 16 ), wherein at one of the coolant outlet ( 18 ) removed side of the valve seat ( 24 ) a guiding element ( 130 ) laterally adjacent to the valve seat ( 24 ) and laterally of the valve disk ( 22 ) arranged in a first stroke region of the valve disk ( 22 ) a lateral outflow of coolant from the radiator-side coolant inlet ( 16 ) on the coolant outlet ( 18 ) facing away from the side at least largely prevented. Thermostatventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller in einem zweiten Hubbereich, der einer vollständig geöffneten Stellung des Thermostatventils (100) entspricht, in Schaltrichtung von einem oberen Rand des Leitelements (130) beabstandet ist.Thermostatic valve according to claim 1, characterized in that the valve disc in a second stroke range, the fully open position of the thermostatic valve ( 100 ) corresponds, in the switching direction of an upper edge of the guide element ( 130 ) is spaced. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Winkeltoleranz (αT) des Ventilsitzes (24) und/oder der zugeordneten Kontaktfläche am Ventilteller (22) relativ zu einer Ebene senkrecht zur Längsachse (A) vorgesehen ist und die Erstreckung des Leitelements (130) in Richtung der Längsachse (A) ins Innere des Thermostatgehäuses (12) in etwa so groß ist wie die durch die Winkeltoleranz (αT) bedingte maximale Breite des Spalts (28) zwischen dem Rand des Ventiltellers (22) und dem Ventilsitz (24).Thermostatic valve according to one of the preceding claims, characterized in that an angular tolerance (α T ) of the valve seat ( 24 ) and / or the associated contact surface on the valve disk ( 22 ) is provided relative to a plane perpendicular to the longitudinal axis (A) and the extension of the guide element ( 130 ) in the direction of the longitudinal axis (A) inside the thermostat housing ( 12 ) is approximately as large as the maximum width of the gap caused by the angular tolerance (α T ) ( 28 ) between the edge of the valve disk ( 22 ) and the valve seat ( 24 ). Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (130) durch einen Abschnitt des Thermostatgehäuses (12) gebildet ist, insbesondere durch einen Absatz in der Wand des Thermostatgehäuses (12).Thermostatic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element ( 130 ) through a section of the thermostat housing ( 12 ) is formed, in particular by a shoulder in the wall of the thermostat housing ( 12 ). Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (130) durch eine frei ins Innere des Thermostatgehäuses (12) ragende Wand gebildet ist.Thermostatic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element ( 130 ) through a freely into the interior of the thermostat housing ( 12 ) projecting wall is formed. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (130) in Schaltrichtung eine Höhe (h) von wenigstens 5 mm gemessen vom Ventilsitz (24) des kühlerseitigen Kühlmittel-Einlasses (16) hat.Thermostatic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element ( 130 ) in the switching direction a height (h) of at least 5 mm measured from the valve seat ( 24 ) of the radiator-side coolant inlet ( 16 ) Has. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Leitelement (130) und dem Rand des Ventiltellers (22) ein Spalt (132) gebildet ist, der maximal eine Breite von ca. 0,1 bis 2,5 mm hat.Thermostatic valve according to one of the preceding claims, characterized in that between the guide element ( 130 ) and the edge of the valve disk ( 22 ) A gap ( 132 ) is formed, which has a maximum width of about 0.1 to 2.5 mm. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Leitelement (130) in Schaltrichtung gesehen über einen Winkel von ca. 50° bis 145°, insbesondere von 100° bis 120°, um den Ventilsitz (24) des kühlerseitigen Kühlmittel-Einlasses (16) herum erstreckt.Thermostatic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element ( 130 ) seen in the switching direction over an angle of about 50 ° to 145 °, in particular from 100 ° to 120 ° to the valve seat ( 24 ) of the radiator-side coolant inlet ( 16 ) extends around. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Ventilteller (26) vorgesehen ist, der ebenfalls mit dem Thermostatelement (20) verbunden ist und der den motorseitigen Kühlmittel-Einlass (14) verschließen und freigeben kann.Thermostatic valve according to one of the preceding claims, characterized in that a second valve disc ( 26 ) is provided, which also with the thermostatic element ( 20 ) and the engine-side coolant inlet ( 14 ) can close and release. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatelement (20) auf der Längsachse (A) angeordnet und der Ventilteller (22) fest mit dem Thermostatelement (20) verbunden ist.Thermostatic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the thermostatic element ( 20 ) arranged on the longitudinal axis (A) and the valve disc ( 22 ) fixed to the thermostatic element ( 20 ) connected is.
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