DE102015214703A1 - thermostatic valve - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Thermostatventil (1) mit einem Gehäuse (2) aus Kunststoff, wobei an dem Gehäuse (2) zumindest eine erste Durchgangsöffnung (3) und zumindest eine zweite Durchgangsöffnung (4) für jeweils Befestigungsschraube (5) vorgesehen sind. Erfindungswesentlich ist dabei, – dass die erste Durchgangsöffnung (3) kreisförmig und die zumindest eine zweite Durchgangsöffnung (4) langlochartig ausgebildet sind, wobei eine radiale Längsachse (6) der zumindest einen langlochartigen zweiten Durchgangsöffnung (4) durch einen Mittelpunkt (7) der ersten Durchgangsöffnung (3) verläuft, – dass an der zumindest einen zweiten Durchgangsöffnung (4) eine axial über die Durchgangsöffnung (4) überstehende Dichtung (14) und eine die Befestigungsschraube (5) umgebende kreisrunde Hülse (15') angeordnet ist, deren axiale Länge L1 größer ist als die axiale Länge L2 der zweiten Durchgangsöffnung (4), wodurch bei fixierter Befestigungsschraube (5) noch eine Beweglichkeit der Befestigungsschraube (5) in der Durchgangsöffnung (4) gegeben ist.The invention relates to a thermostatic valve (1) with a housing (2) made of plastic, wherein at least one first passage opening (3) and at least one second passage opening (4) for each fastening screw (5) are provided on the housing (2). It is essential to the invention that the first passage opening (3) is circular and the at least one second passage opening (4) is elongated, wherein a radial longitudinal axis (6) of the at least one slot-like second passage opening (4) through a center (7) of the first Passage opening (3) extends, - that on the at least one second passage opening (4) axially over the passage opening (4) projecting seal (14) and a fastening screw (5) surrounding circular sleeve (15 ') is arranged, whose axial length L1 is greater than the axial length L2 of the second passage opening (4), which is still given a mobility of the fastening screw (5) in the passage opening (4) with a fixed fastening screw (5).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Thermostatventil mit einem Gehäuse aus Kunststoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges mit einer Anschlussplatte sowie mit einem solchen Thermostatventil.The present invention relates to a thermostatic valve with a housing made of plastic according to the preamble of
Thermostatventile sind mechanische Temperaturregler, die abhängig von einer vorgegebenen Temperatur einen Durchfluss durch das Thermostatventil regeln. Da derartige Thermostatventile auch einem nicht zu vermeidenden Verschleiß unterliegen, ist es unter Umständen erforderlich, diese auszuwechseln und zu ersetzen. Aus diesem Grund sind solche Thermostatventile, insbesondere bei einem Kühlsystem in einem Kraftfahrzeug, an eine Anschlussplatte des Kühlsystems nur angeschraubt und können deshalb durch Lösen der Befestigungsschrauben vergleichsweise einfach ausgetauscht werden. Um ein solches Thermostatventil andererseits jedoch kostengünstig ausbilden zu können, weisen diese üblicherweise ein Gehäuse aus Kunststoff auf, welches beispielsweise als Kunststoffspritzgussteil hergestellt werden kann.Thermostatic valves are mechanical temperature controllers that regulate flow through the thermostatic valve depending on a given temperature. Since such thermostatic valves are also subject to unavoidable wear, it may be necessary to replace and replace them. For this reason, such thermostatic valves, especially in a cooling system in a motor vehicle, only screwed to a connection plate of the cooling system and can therefore be relatively easily replaced by loosening the mounting screws. On the other hand, to be able to form such a thermostatic valve, however, on the other hand cost, they usually have a plastic housing, which can be made for example as a plastic injection molded part.
Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Thermostatventilen ist jedoch, dass deren Gehäuse aus Kunststoff einen gänzlich anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten als beispielsweise eine Anschlussplatte aus Metall, in welcher das Thermostatventil angeschraubt wird, besitzen. Durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten kann es deshalb im Betrieb zu unterschiedlichen Dehnungen kommen, die im ungünstigsten Fall zu einem Verbiegen des Gehäuses des Thermostatventils und damit zu einem Abheben desselben von der metallischen Anschlussplatte führen können, wodurch es unter Umständen zu einer Undichtigkeit des Kühlsystems kommen kann. Ein derartiges unerwünschtes Abheben des Thermostatventils von der Anschlussplatte des Kühlsystems könnte zwar durch eine erhöhte Anzahl an Fixierpunkten unterbunden werden, wobei jedoch in diesem Fall eine erhöhte Anzahl an Fixiermittel, beispielsweise Schrauben, eingesetzt werden müsste und zudem durch die statisch überbestimmte Fixierung hohe Spannungen innerhalb der Anschlussplatte bzw. innerhalb des Gehäuses des Thermostatventils auftreten würden.A disadvantage of the known from the prior art thermostatic valves, however, that their plastic housing a completely different coefficient of thermal expansion than, for example, a metal terminal plate, in which the thermostatic valve is screwed possess. Due to the different coefficients of thermal expansion, it can therefore come in operation to different strains that can lead in the worst case to bending of the housing of the thermostatic valve and thus to a lifting of the same of the metallic connection plate, which may cause a leakage of the cooling system under certain circumstances. Although such an undesirable lifting of the thermostatic valve from the connection plate of the cooling system could be suppressed by an increased number of fixing points, but in this case an increased number of fixative, such as screws, would have to be used and also by the static overdetermined fixation high voltages within the Terminal plate or within the housing of the thermostatic valve would occur.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein Thermostatventil der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere einerseits kostengünstig herzustellen ist und andererseits die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.The present invention therefore addresses the problem of providing an improved or at least one alternative embodiment for a thermostatic valve of the generic type, which in particular is on the one hand inexpensive to manufacture and on the other hand overcomes the disadvantages known from the prior art.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Thermostatventil mit einem Gehäuse aus Kunststoff mit zumindest zwei Durchgangsöffnungen zur Aufnahme jeweils einer Befestigungsschraube auszustatten, wobei eine dieser Durchgangsöffnungen, nämlich eine erste Durchgangsöffnung, kreisrund ist, währen die zweite Durchgangsöffnung langlochartig ist und wobei das Langloch derart zur ersten Durchgangsöffnung ausgerichtet ist, dass eine radiale Längsachse desselben durch einen Mittelpunkt der ersten Durchgangsöffnung verläuft. Zusätzlich ist an der zumindest einen zweiten Durchgangsöffnung eine axial über diese überstehende Dichtung und eine die Befestigungsschraube umgebende kreisrunde Hülse angeordnet, deren axiale Länge größer ist als die axiale Länge der zweiten Durchgangsöffnung, wodurch bei fixierter Befestigungsschraube einerseits die Dichtung eine definierte Anpresskraft und Kompression erfährt und andererseits noch eine Beweglichkeit der Befestigungsschraube in der Durchgangsöffnung gegeben ist. Die in die zumindest eine zweite Durchgangsöffnung eingesetzte und einen Schraubenschaft der Befestigungsschraube umfassende Hülse ist in Axialrichtung gesehen zwar länger als die zweite Durchgangsöffnung, jedoch kürzer als die Summe der axialen Längen der Dichtung und der Durchgangsöffnung, so dass bei einem Festziehen der Befestigungsschraube die Dichtung auf alle Fälle ausreichend komprimiert wird und dadurch ihre Dichtwirkung entfaltet. Gleichzeitig stellt die Hülse einen Axialanschlag für die Befestigungsschraube dar, der ein Fixieren derselben nur bis zu einem solchen Grad erlaubt, bei welchem eine Beweglichkeit der Befestigungsschraube entlang der Längsachse in der zweiten Durchgangsöffnung noch möglich ist. Erfolgt somit eine Wärmedehnung des Gehäuses, so kann sich dieses ausgehend von der ersten Durchgangsöffnung ausdehnen und verbiegt sich trotzdem nicht, da es im Bereich der zumindest einen zweiten Durchgangsöffnung einen Freiheitsgrad aufweist, der in der Lage ist, die aus der Wärmedehnung resultierende Längenänderung zu kompensieren. Wichtig ist dabei lediglich, dass der an der zweiten Durchgangsöffnung realisierte Freiheitsgrad radial zur ersten Durchgangsöffnung verläuft und dadurch sämtliche temperaturbedingten Längenänderungen zwischen den zumindest zwei Durchgangsöffnungen auszugleichen vermag.The present invention is based on the general idea to equip a thermostatic valve with a plastic housing with at least two through holes for receiving a respective fastening screw, wherein one of these through holes, namely a first through hole, is circular, while the second through hole is slot-like and wherein the slot is aligned with the first passage opening such that a radial longitudinal axis thereof extends through a center of the first passage opening. In addition, at the at least one second passage opening, an axially projecting over this seal and a circular sleeve surrounding the fastening screw is arranged, whose axial length is greater than the axial length of the second passage opening, whereby on a fixed fixing screw on the one hand the seal undergoes a defined contact pressure and compression and on the other hand, there is still a mobility of the fastening screw in the passage opening. The sleeve inserted into the at least one second passage opening and encompassing a screw shank of the fastening screw is longer in the axial direction than the second passage opening, but shorter than the sum of the axial lengths of the seal and the passage opening, so that upon tightening the fastening screw the seal all cases are sufficiently compressed and thereby unfolds their sealing effect. At the same time, the sleeve constitutes an axial stop for the fastening screw, which allows it to be fixed only to such an extent that mobility of the fastening screw along the longitudinal axis in the second through hole is still possible. If there is thus a thermal expansion of the housing, this can expand starting from the first through opening and nevertheless does not bend, since it has a degree of freedom in the region of the at least one second through opening which is able to compensate for the change in length resulting from the thermal expansion , It is only important that the degree of freedom realized at the second through-opening extends radially to the first through-opening and is thereby able to compensate for all temperature-induced changes in length between the at least two through-openings.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind zwei zweite Durchgangsöffnungen vorgesehen, deren jeweilige radiale Längsachsen durch den Mittelpunkt der ersten Durchgangsöffnung verlaufen. Bei dieser Ausführungsform sind somit zwei Durchgangsöffnungen vorgesehen, die beide langlochartig ausgebildet sind und deren jeweilige radiale Längsachse auf einem Radialstrahl der ersten, kreisförmigen Durchgangsöffnung liegt. Durch eine derartige Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Thermostatventil an insgesamt drei Fixierpunkten an beispielsweise einer Anschlussplatte eines Kühlsystems eines Kraftfahrzeuges fixiert werden, wobei eine temperaturbedingte Längenänderung zwischen der ersten Durchgangsöffnung einerseits und den beiden zweiten Durchgangsöffnungen andererseits durch die jeweilige Ausbildung der beiden zweiten Durchgangsöffnungen ausgeglichen werden kann.In an advantageous development of the solution according to the invention, two second passage openings are provided, whose respective radial longitudinal axes extend through the center of the first passage opening. At this Embodiment thus two through holes are provided, which are both formed slot-like and whose respective radial longitudinal axis lies on a radial jet of the first, circular passage opening. By such an embodiment, the thermostatic valve according to the invention can be fixed to a total of three fixing points on, for example, a connection plate of a cooling system of a motor vehicle, wherein a temperature-induced change in length between the first passage opening on the one hand and the two second passage openings on the other can be compensated by the respective formation of the two second passage openings.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist das Gehäuse im Bereich der ersten Durchgangsöffnung einen Anschlussstutzen und im Bereich der zumindest einen zweiten Durchgangsöffnung einen Anschluss mit einer planaren Anschlussfläche auf. Durch eine derartige Ausführungsform ist es möglich, das Gehäuse des Thermostatventils mit dem Anschlussstutzen in einen zugehörigen Kanal der Anschlussplatte einzustecken und beispielsweise über eine O-Ringdichtung radial darin abzudichten, während der Anschluss im Bereich der zumindest einen zweiten Durchgangsöffnung lediglich stirnseitig auf den Kanal in der Anschlussplatte aufgesetzt und axial über eine Dichtung an der planaren Anschlussfläche abgedichtet wird. Diese planare Anschlussfläche ermöglicht dabei eine zumindest geringfügige Verschiebung des Anschlusses relativ zum anschlussplattenseitigen Kanal, ohne dass hierbei eine Leckage auftritt. Die Dichtung zwischen der Stirnseite des Kanals und der planaren Anschlussfläche wird dabei durch die zumindest eine in diesem Bereich angeordnete Befestigungsschraube gewährleistet, welche die planare Anschlussfläche über die Dichtung gegen die Stirnseite des Kanals der Anschlussplatte drückt.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, the housing has a connecting piece in the region of the first through-opening and a connection with a planar connecting surface in the region of the at least one second through-opening. By such an embodiment, it is possible to insert the housing of the thermostatic valve with the connecting piece in an associated channel of the connection plate and seal radially therein, for example via an O-ring seal, while the connection in the region of at least one second passage opening only on the front side of the channel in the Attached terminal plate and is sealed axially via a seal on the planar pad. This planar connection surface allows an at least slight displacement of the connection relative to the connection plate-side channel, without causing leakage. The seal between the end face of the channel and the planar connection surface is ensured by the at least one fastening screw arranged in this region, which presses the planar connection surface via the seal against the end face of the channel of the connection plate.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist in der zumindest einen zweiten Durchgangsöffnung eine langlochartige, insbesondere metallische, Hülse angeordnet. Eine solche langlochartige Hülse kann, muss jedoch nicht vorgesehen sein und kann rein theoretisch auch aus Kunststoff ausgebildet werden. Eine derartige langlochartige Hülse ermöglicht eine exakte Führung der darin aufgenommenen Befestigungsschraube über die Hülse der Befestigungsschraube und damit auch eine vordefinierte temperaturbedingte Bewegung des Gehäuses relativ zur Anschlussplatte im Bereich der jeweiligen zweiten Durchgangsöffnung. Eine derartige langlochartige Hülse kann beispielsweise geschlitzt sein, um diese einfach montieren zu können. In gleicher Weise kann selbstverständlich in der ersten Durchgangsöffnung eine kreisrunde Hülse angeordnet sein, die die dort auftretenden Querkräfte gleichmäßig auf die Durchgangsöffnung verteilt und dadurch deren Spannungsbelastung reduziert.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, a slot-like, in particular metallic, sleeve is arranged in the at least one second passage opening. Such a slot-like sleeve can, but does not have to be provided and can be formed purely theoretically from plastic. Such a slot-like sleeve allows precise guidance of the fastening screw received therein via the sleeve of the fastening screw and thus also a predefined temperature-induced movement of the housing relative to the connection plate in the region of the respective second through-opening. Such slot-like sleeve may for example be slotted in order to mount this easily. In the same way, of course, a circular sleeve can be arranged in the first passage opening, which distributes the transverse forces occurring there uniformly to the passage opening and thereby reduces their stress load.
Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, an einer Anschlussplatte eines Kühlsystems eines Kraftfahrzeuges ein solches, zuvor beschriebenes Thermostatventil anzuschrauben und dadurch die in diesem Bereich bislang auftretenden temperaturbedingten Probleme gänzlich vermeiden zu können. Da derartige Anschlussplatten üblicherweise aus Metall sind, weisen diese einen anderen Wärmedehnkoeffizienten auf, als das Kunststoffgehäuse des Thermostatventils, weshalb die erfindungsgemäß ausgebildeten Durchgangsöffnungen in diesem Fall besonders wirkungsvoll sind. Mit dem erfindungsgemäßen Thermostatventil ist es möglich, dieses langfristig dicht an einer metallischen Anschlussplatte eines Kühlsystems eines Kraftfahrzeuges anzubinden. The present invention is further based on the general idea to screw on such a connection plate of a cooling system of a motor vehicle, such a previously described thermostatic valve and thereby completely avoid the temperature-related problems occurring in this area so far. Since such connection plates are usually made of metal, these have a different coefficient of thermal expansion than the plastic housing of the thermostatic valve, which is why the inventively designed through holes in this case are particularly effective. With the thermostatic valve according to the invention, it is possible to connect this long-term tight to a metallic connection plate of a cooling system of a motor vehicle.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,
Gemäß den
Entsprechend den
Um dabei temperaturbedingte Längenänderungen zwischen dem Kunststoffgehäuse
Betrachtet man dazu im Unterschied das aus dem Stand der Technik bekannte Thermostatventil
Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Thermostatventil
Bei dem erfindungsgemäßen Thermostatventil
Betrachtet man die
Betrachtet man nochmals die
Die Hülsen
Wie bereits eingangs erwähnt, ist das erfindungsgemäße Thermostatventil
Mit dem erfindungsgemäßen Thermostatventil
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DE102007046168A1 (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-15 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Valve e.g. pressure control valve, for use in compressed air supply of commercial motor vehicle, has seal which seals compressed air channel which is engaged in guider of compressed air between housing and compressed air line connectors |
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