DE1281212B - Control valve for temperature-dependent control of the coolant circulation in internal combustion engines - Google Patents

Description

Regelventil zur temperaturabhängigen Regelung des Kühlwasserumlaufs von Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein selbsttätig wirkendes Regelventil zur temperaturabhängigen Regelung des Kühlwasserumlaufs von Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem das Regelventil umgebenden Gehäuse und mit einem Thermostat, der einerseits den Durchfluß des Kühlmittels zum Kühler der Brennkraftmaschine, und andererseits den Rücklauf des Kühlmittels zur Maschine unter Umgehung des Kühlers durch Öffnen und Schließen der zugehörigen Ventilöffnungen im Regelventil in entgegengesetztem Sinn steuert und bei dem sich der bei Erwärmung des Kühlmittels das Ventil für den Rücklauf zum Motor schließende und gleichzeitig das andere Ventil für den Durchfluß zum Kühler öffnende Ventilschaft bei weiterer Erwärmung des Kühlmittels nach dem Schließen des Rücklaufventils in seiner Schließrichtung weiterbewegt.Control valve for temperature-dependent regulation of the cooling water circulation of internal combustion engines The invention relates to an automatically acting Control valve for temperature-dependent regulation of the cooling water circulation of internal combustion engines, in particular in motor vehicles, with a housing surrounding the control valve and with a thermostat, on the one hand, the flow of coolant to the radiator of the Internal combustion engine, and on the other hand, the return of the coolant to the machine Bypass the cooler by opening and closing the associated valve openings in the control valve controls in the opposite sense and in which the when heated of the coolant closes the valve for the return to the engine and at the same time the other valve for the flow to the radiator opening valve stem at another Heating of the coolant after closing the return valve in its closing direction moved on.

Bei bekannten Fahrzeugkühlsystemen, die mit einem Regelventil dieser Art arbeiten, wird häufig ein Ventilator zur Verstärkung der Kühlleistung bei übermäßiger Erwärmung des Kühlwassers verwendet. Es ist nach der USA.-Patentschrift 2 019 476 eine derartige Anlage bekannt, bei der durch die Hubbewegung eines Thermostaten gleichzeitig ein Kühlwasserabsperrventil und ein elektrischer Schalter in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur betätigt wird. Eine derartige Einrichtung hat den Nachteil, daß eine ausreichende Kühlung nur mit eingeschaltetem Ventilator gewährleistet ist, und bei Ausfall des Ventilators die Brennkraftmaschine gefährdet ist.In known vehicle cooling systems that operate with a control valve of this type, a fan is often used to increase the cooling capacity when the cooling water is excessively heated. It is known such a plant according to the USA. Patent 2,019,476, is in the actuated by the lifting movement of a thermostat at the same time a Kühlwasserabsperrventil and an electrical switch in response to the coolant temperature. Such a device has the disadvantage that adequate cooling is only guaranteed when the fan is switched on, and the internal combustion engine is endangered if the fan fails.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Regelventil für eine mit der üblichen Staudruckkühlung auskommende Kühleinrichtung zu schaffen, das lediglich bei extrem hohen Temperaturen den Ventilator einschaltet. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung der Ventilschaft bei seiner Bewegung nach dem Schließen des Rücklaufventils einen elektrischen Schalter zur zusätzlichen Inbetriebnahme eines Ventilators betätigt.The invention is therefore based on the object of a control valve to create a cooling device that manages with the usual dynamic pressure cooling, which only switches on the fan at extremely high temperatures. This task is achieved in that, according to the invention, the valve stem during its movement after closing the return valve an electrical switch for additional Start-up of a fan activated.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Regelventil mit einem elektrischen Schalter gemäß der Erfindung, F ig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch einen bei einem solchen Regelventil verwendbaren elektrischen Schalter in anderer Ausführung und F i g. 3 ein mit einem magnetisch arbeitenden Schalter ausgerüstetes Regelventil teilweise im Schnitt. Die in der Zeichnung dargestellten Regelventile sind Dreiwegeventile, die veranlassen, daß das Kühlwasser das Fahrzeugkühlsystem eines Kraftfahrzeugs entweder im sogenannten Kurzschluß- oder im Kühlerkreislauf durchströmt. Das Gehäuse 1 des Regelventils hat drei Anschlußstutzen: einen Stutzen 2 für die vom nicht dargestellten Motor kommende Kühlwasser-Leitung, einen Stutzen 3 für die zum nicht dargestellten Kühler führende Leitung und einen Stutzen 4 für die als Kurzschlußleitung meist über eine Pumpe unmittelbar zurück zum Motor führende Leitung.Further details of the invention are explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section through a control valve with an electrical switch according to the invention, FIG. 2 shows, on an enlarged scale, a section through a different design of an electrical switch that can be used in such a control valve, and FIG. 3 a control valve equipped with a magnetically operating switch, partially in section. The control valves shown in the drawing are three-way valves which cause the cooling water to flow through the vehicle cooling system of a motor vehicle either in the so-called short circuit or in the radiator circuit. The housing 1 of the control valve has three connection stubs: a stub 2 for the cooling water line coming from the engine, not shown, a stub 3 for the line leading to the radiator, not shown, and a stub 4 for the short-circuit line, usually via a pump, directly back to the engine leading line.

In das Gehäuse 1 ist ein als Thermostat wirkendes Dehnstoffelement 5 eingebördelt, in dessen Wärmebewegungen auch ein Ventilschaft 6 einbezogen ist. Am Dehnstoffelement 5 sitzt ein Ventilteller 7, der den Durchfluß zum Kühler regeln kann, und an dem mit dem Dehnstoffelement verbundenen Schaft sitzt ein Ventilteller 8, der den Rücklauf zum Motor zu steuern vermag. Die Bewegung des Dehnstoffelements wirkt gegen die Druckkraft von Federn 9 und 10, die dafür sorgen, daß die Ventilteller bei Normaltemperatur ihre Ausgangslage einnehmen und daß sie federnd gegen ihren Sitz gedrückt werden können. An expansion element 5 , which acts as a thermostat, is crimped into the housing 1 , and a valve stem 6 is also included in its thermal movements. A valve disk 7, which can regulate the flow to the radiator, sits on the expansion element 5 , and a valve disk 8, which is able to control the return to the engine, sits on the shaft connected to the expansion element. The movement of the expansion element acts against the compressive force of springs 9 and 10, which ensure that the valve plates assume their starting position at normal temperature and that they can be resiliently pressed against their seat.

Das freie, den Ventilteller 8 überragende des Ventilschafts 6 dient als Schaltfinger 11, der ein die beiden, isoliert in die Gehäusewand eingesetzten Blattfedern 12 und 13 aufweisendes elektrisches Schaltelement ein- und auszuschalten vermag.The free valve stem 6 protruding beyond the valve disk 8 serves as a switching finger 11, which is able to switch on and off an electrical switching element having the two leaf springs 12 and 13 inserted into the housing wall in an isolated manner.

Bei kaltem Kühlwasser liegt der Ventilteller 7 an seinem Sitz an, während der Ventilteller 8 von seinem Sitz abgehoben ist, wie F i g. 1 zeigt. Der Durchfluß zum Kühler ist dann abgesperrt. Das vom Motor kommende Kühlwasser strömt daher bei laufender Maschine direkt zum Motor zurück und erwärmt sich daher schnell. Bei zunehmender Erwärmung dehnt sich das Dehnstoffelement aus und bewegt sich gegen den Druck der Feder 9 mit dem Ventilschaft 6 und mit den Ventütellern 7 und 8. Der Ventilteller 7 hebt dabei von seinem Sitz ab und der Ventilteller 8 schließt bei Erreichen einer bestimmten Temperatur den weiteren Rücklauf zum Motor, so daß das Kühlwasser über den Stutzen 3 zum Kühler und von dort erst zurück zum Motor strömt.When the cooling water is cold, the valve disk 7 rests against its seat, while the valve disk 8 is lifted from its seat, as shown in FIG. 1 shows. The flow to the cooler is then shut off. The cooling water coming from the engine therefore flows directly back to the engine when the machine is running and therefore heats up quickly. As the temperature increases, the expansion element expands and moves against the pressure of the spring 9 with the valve stem 6 and with the valve disks 7 and 8. The valve disk 7 lifts from its seat and the valve disk 8 closes the other when a certain temperature is reached Return to the engine, so that the cooling water flows through the nozzle 3 to the radiator and from there back to the engine.

Unter Umständen reicht die Kühlung des Wassers durch den Kühler nicht aus und die Wassertemperatur steigt wieder an. Von einer bestimmten, über der ersten Schalttemperatur des Regelventils liegenden Temperatur ab soll bei der beschriebenen Kühlanlage eine intensivere Kühlung des Wassers durch einen zusätzlichen, nicht dargestellten Ventilator vorgenommen werden. Dieser wird durch das Regelventil dadurch eingeschaltet, daß der bei höherer Temperatur in der Schließrichtung des Ventiltellers 8 weiter bewegte Ventilschaft gegen die eine Blattfeder 12 stößt und diese in Kontakt mit der anderen Blattfeder 13 bringt, so daß ein elektrischer Stromkreis, in dem der Ventilator angeordnet ist, geschlossen wird. Die Stellung des Ventilschaftes mit dem Teller 8 und des Schalters, wenn dieser eingeschaltet ist, ist strichpunktiert dargestellt. Bei absinkender Temperatur bewegt sich der Ventilschaft in entgegengesetzter Richtung wie vorher und der Ventilator wird wieder abgeschaltet, so daß der Motor ohne diesen gekühlt wird.Under certain circumstances, the cooling of the water by the cooler is insufficient and the water temperature rises again. From a certain temperature above the first switching temperature of the control valve, more intensive cooling of the water is to be carried out in the described cooling system by an additional fan, not shown. This is switched on by the control valve in that the valve stem, which is moved further in the closing direction of the valve disk 8 at a higher temperature, pushes against the one leaf spring 12 and brings it into contact with the other leaf spring 13 , so that an electrical circuit in which the fan is arranged is closed. The position of the valve stem with the plate 8 and the switch, when this is switched on, is shown in phantom. When the temperature drops, the valve stem moves in the opposite direction as before and the fan is switched off again, so that the motor is cooled without it.

Der in F i g. 2 dargestellte Schalter 14 ist von einer Gummikappe 15 umschlossen, die vermittels eines mit dem Gehäuse 1 verschweißten Bördelblechs 16 mit einer Isolierplatte 17 wasserdicht verbördelt ist. Die eine Kontaktfeder 18 trägt ein isolierendes Kunststoffstück 19. In eingeschaltetem Zustand kann der in F i g. 2 dargestellte Schalter die strichpunktiert dargestellte Gestalt einnehmen.The in F i g. The switch 14 shown in FIG. 2 is enclosed by a rubber cap 15 which is crimped to an insulating plate 17 in a watertight manner by means of a flange plate 16 welded to the housing 1. One contact spring 18 carries an insulating piece of plastic 19. In the switched-on state, the device shown in FIG. 2 switches shown assume the shape shown in phantom.

An Stelle der bisher erläuterten elektrischen Schalter kann auch ein an sich bekannter, vorzugsweise wasserdichter Magnetschnappschalter eingebaut werden. In F i g. 3 ist ein Regelventil mit einem solchen magnetisch beeinflußbaren, elektrischen Schalter dargestellt. Abgesehen von diesem ist die Ausführung des Regelventils die gleiche wie die in F i g. 1 dargestellte. Am freien Ende des Ventilschafts 20 sitzt ein nichtmagnetisierbares Kunststoffstück 21, das einen kleinen Dauermagneten 22 trägt. An der Gehäusewand sitzt ein gasdicht gekapselter, magnetisch beeinflußbarer Schalter 23, beispielsweise ein sogenannter Reed-Kontakt, in dem bei einer bestimmten Eindringtiefe des Dauermagneten 22 in das in das Gehäuse 1 hineinragende Ende des zum Kühler zurückführenden Stutzen 24 der Schaltvorgang ausgelöst wird. Dieser Stutzen 24 besteht zweckmäßig aus nicht magnetisierbarem Material. An Stelle der beschriebenen Schalter kann auch ein an sich bekannter mechanisch beeinflußbarer Schnappschalter verwendet werden.Instead of the electrical switches explained so far, a known, preferably watertight, magnetic snap-action switch can also be installed. In Fig. 3 shows a control valve with such a magnetically controllable electrical switch. Apart from this, the design of the control valve is the same as that in FIG. 1 shown. At the free end of the valve stem 20 there is a non-magnetizable plastic piece 21 which carries a small permanent magnet 22. On the housing wall sits a gas-tight, magnetically controllable switch 23, for example a so-called reed contact, in which the switching process is triggered at a certain penetration depth of the permanent magnet 22 into the end of the nozzle 24 leading back to the cooler protruding into the housing 1. This connecting piece 24 is expediently made of non-magnetizable material. Instead of the switches described, a known snap-action switch that can be mechanically influenced can also be used.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Selbsttätig wirkendes Regelventil zur ternperaturabhängigen Regelung des Kühlwasserumlaufs von . Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem das Regelventil umgebenden Gehäuse und mit einem Thermostat der einerseits den Durchfluß; des Kühlmittels zum Kühler der Brennkraftmaschine und andererseits den Rücklauf des Kühlmittels zur Maschine unter Umgehung des Kühlers durch öffnen und Schließen der zugehörigen Ventilöffnungen im Regelventil in -entgegengesetztem Sinn steuert, und bei dem sich der bei Erwärmung des Kühlmittels das Ventil für den Rücklauf zum Motor schließende und gleichzeitig das andere Ventil für den Durchfluß zum Kühler öffnende Ventilschaft bei weiterer Erwärmung des Kühlmittels nach dem Schließen des Rücklaufventils in seiner Schließrichtung weiter bewegt, d a d u. r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Ventilschaft bei seiner Bewegung nach dein Schließen des Rücklaufventils einen elektrischen Schalter zur zusätzlichen Inbetriebnahme eines Ventilators betätigt. Claims: 1. Automatic control valve for temperature-dependent regulation of the cooling water circulation of. Internal combustion engines, in particular in motor vehicles, with a housing surrounding the control valve and with a thermostat which, on the one hand, controls the flow; of the coolant to the radiator of the internal combustion engine and, on the other hand, the return of the coolant to the machine by bypassing the radiator by opening and closing the associated valve openings in the control valve in the opposite sense, and in which the valve for the return to the engine closes when the coolant is heated and at the same time continues to move the other valve for the flow to the radiator opening valve stem upon further heating of the coolant after the closing of the return valve in its closing direction, d a d u. rch g e k hen -zeichnet that the valve stem in its movement by your Close of the return valve actuates an electrical switch for additional start-up of a fan. 2. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung des Gehäuses zwei den elektrischen Schalter bildende Blattfedern isoliert eingelassen sind. 3. Regelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern von einer wasserdichten, elastischen Kappe umgeben sind, die einen Abschnitt der Schaltbewegung des Ventilschafts auf die eine Blattfeder zu übertragen vermag. 4. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft in einem paramagnetischen Teil endet, an dem ein Dauermagnet sitzt, der den elektrischen Schalter, der aus einem handelsüblichen Schutzgaskontakt besteht, betätigt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1035 408; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1841195; USA.-Patentschriften Nr. 2 019 476, 3 120 219. 2. Control valve according to claim 1, characterized in that two leaf springs forming the electrical switch are insulated in the wall of the housing. 3. Control valve according to claim 2, characterized in that the leaf springs are surrounded by a waterproof, elastic cap which is able to transmit a portion of the switching movement of the valve stem to the one leaf spring. 4. Control valve according to claim 1, characterized in that the valve stem ends in a paramagnetic part on which a permanent magnet sits which actuates the electrical switch, which consists of a commercially available protective gas contact. Documents considered: German Patent No. 1035 408; German utility model No. 1 841 195; USA. Patent Nos. 2,019,476, 3,120,219.