DE20122420U1 - Thermostat valve, for an IC motor cooling circuit, has an additional flow path control to keep the bypass open when the motor is started to bring the motor rapidly to its optimum running temperature - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Thermostatventil für einen Kühlmittelkreislauf eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem thermostatischen Hauptarbeitselement zum Einwirken auf Absperrmittel zum Öffnen und Verschließen eines Hauptweges über einen Wärmetauscher und zum Öffnen und Verschließen eines Bypassweges zur Umgehung des Wärmetauschers in Abhängigkeit einer Kühlmitteltemperatur, wobei das thermostatische Hauptarbeitselement bei hoher Kühlmitteltemperatur den Bypassweg mittels der Absperrmittel verschließt.The The invention relates to a thermostatic valve for a coolant circuit of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with a main thermostatic working element for acting on shut-off means for opening and closing a main path via a heat exchangers and to open and closing a Bypassweges to bypass the heat exchanger in dependence a coolant temperature, wherein the main thermostatic working element at high coolant temperature the Bypass path closes by means of the blocking means.
Bei bekannten Thermostatventilen ist ein Bypassweg während einer Warmlaufphase des Verbrennungsmotors geöffnet, so dass das Kühlmittel unter Umgehung eines Kühlmittelwärmetauschers zirkuliert. Vor dem Ansprechen eines thermostatischen Hauptarbeitselements kann der Querschnitt einer Bypassöffnung und damit die Durchströmung des Bypasswegs nicht reguliert werden.at known thermostatic valves is a bypass path during a warm-up phase of Internal combustion engine open, so that the coolant is under Bypassing of a coolant heat exchanger circulates. Before the response of a main thermostatic work element can the cross section of a bypass opening and thus the flow through the Bypass path can not be regulated.
Ebenfalls bekannt sind bei einlassgeregelten Kühlkreisläufen Thermostatventile, die den Bypassweg mittels eines federbelasteten Bypasstel lers verschließen und erst bei einem bestimmten Differenzdruck öffnen. Die Durchströmung des Bypassweges ist dadurch in der Warmlaufphase des Verbrennungsmotors, d.h. vor dem Ansprechen des thermostatischen Hauptarbeitselements, unabhängig vom Erwärmungszustand des Verbrennungsmotors.Also are known for inlet-controlled cooling circuits thermostatic valves, the close the bypass path by means of a spring-loaded Bypasstel coupler and only open at a certain differential pressure. The flow through the Bypassweges is characterized in the warm-up phase of the internal combustion engine, i.e. before the response of the main thermostatic work element, independently from the heating state of the internal combustion engine.
Mit der Erfindung soll eine optimierte Warmlaufphase eines Verbrennungsmotors ermöglicht werden.With The invention is an optimized warm-up phase of an internal combustion engine be enabled.
Erfindungsgemäß ist hierzu ein Thermostatventil für einen Kühlmittelkreislauf eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem thermostatischen Hauptarbeitselement zum Einwirken auf Absperrmittel zum Öffnen und Verschließen eines Hauptweges über einen Wärmetauscher und zum Öffnen und Verschließen eines Bypassweges zur Umgehung des Wärmetauschers in Abhängigkeit einer Kühlmitteltemperatur vorgesehen, wobei das thermostatische Hauptarbeitselement bei hoher Kühlmitteltemperatur den Bypassweg mittels der Absperrmittel verschließt, bei dem in dem Bypassweg ein zusätzliches, den Bypassweg bei kaltem Kühlmittel absperrendes Ventil mit einem Drosselteller angeordnet ist, der mittels des Hauptarbeitselementes temperaturabhängig in seine Öffnungsstellung bewegbar ist, bevor das Absperrmittel des Hauptweges öffnet, wozu zwischen dem Hauptarbeitselement und dem Drosselteller eine direkte Mitnahmeverbindung und zwischen dem Hauptarbeitselement und dem Absperrmittel des Hauptweges eine einen Leerweg enthaltende Mitnahmeverbindung vorgesehen ist.According to the invention is this a thermostatic valve for a coolant circuit an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with a main thermostatic working element for acting on shut-off to open and closing a main path over a heat exchanger and to open and closing a Bypassweges to bypass the heat exchanger in dependence a coolant temperature provided, wherein the main thermostatic working element at high Coolant temperature closes the bypass path by means of the shut-off, at in the bypass path an additional, the bypass path with cold coolant Shut-off valve is arranged with a throttle plate, the by means of the main working element temperature-dependent in its open position is movable before the closing means of the main path opens, including between the main working element and the throttle plate a direct Carrier connection and between the main work item and the Blocking means of the main path provided an idle path entrainment compound is.
Durch zusätzliche Mittel zum Öffnen und Schließen des Bypasswegs kann eine selbstständige Steuerung bzw. Regelung der Strömung durch den Bypassweg während einer Warmlaufphase erreicht werden. Beispielsweise kann ein Kühlmittelstrom zunächst weitgehend unterdrückt werden, um eine rasche Erwärmung des Verbrennungsmotors zu ge währleisten. Gegebenenfalls ist eine kleine Leckagemenge vorgesehen, um ein Fühlen der Kühlmitteltemperatur zu ermöglichen. Bei zunehmender Erwärmung des Verbrennungsmotors kann die Durchströmung des Bypasswegs dann langsam erhöht werden, um eine gleichmäßige Erwärmung des Kühlmittels und beispielsweise ein rasches Anspringen einer Innenraumheizung zu ermöglichen. Charakteristische Größen für eine Erwärmung des Verbrennungsmotors sind neben einer Kühlmitteltemperatur auch beispielsweise eine Brennraumoberflächentemperatur sowie eine Öltemperatur.By additional Means for opening and closing the bypass path can be an independent control the flow through the bypass path during a warm-up phase can be achieved. For example, a coolant flow first largely suppressed be a quick warming of the internal combustion engine to ge guarantee. Optionally, a small amount of leakage is provided to sense the Coolant temperature to enable. With increasing warming the internal combustion engine can then flow through the bypass path slowly elevated be to a uniform warming of the refrigerant and, for example, a quick start of an interior heating to enable. Characteristic parameters for a warming of the Internal combustion engine are next to a coolant temperature, for example a combustion chamber surface temperature as well as an oil temperature.
In Weiterbildung der Erfindung öffnen und schließen die zusätzlichen Mittel den Bypassweg in Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur.In Open training of the invention and close the additional Means the bypass path in dependence the coolant temperature.
Als charakteristische Größe für eine Erwärmung des Verbrennungsmotors ist die Kühlmitteltemperatur vergleichsweise einfach zu erfassen und von zentraler Bedeutung für den Erwärmungszustand.When characteristic size for a warming of the Internal combustion engine is the coolant temperature comparatively easy to grasp and of central importance for the Heating state.
In Weiterbildung der Erfindung weisen die zusätzlichen Mittel einen Drosselteller zum Öffnen und Schließen des Bypasswegs auf.In Further development of the invention, the additional means have a throttle plate to open and Shut down of the bypass route.
Das Vorsehen eines Drosseltellers neben den Absperrmitteln erlaubt eine von den Absperrmitteln, beispielsweise einem Hauptteller und einem Bypassteller, unabhängige Steuerung oder Regelung des freien Querschnitts der Bypassöffnung.The Providing a throttle plate next to the shut-off allows a from the shut-off, for example, a main plate and a Bypass plate, independent Control or regulation of the free cross section of the bypass opening.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Drosselteller zusammen mit Federmitteln zum Vorspannen des Drosseltellers innerhalb eines in eine Bypassöffnung des Thermostatventils eingesetzten Einsatzes angebracht.In Further development of the invention is the throttle plate together with spring means for biasing the throttle plate within a in a bypass opening of the Thermostatic valve inserted insert attached.
Ein solcher Einsatz mit Drosselteller und Feder bildet ein Modul, das wahlweise in ein Gehäuse des Thermostatventils eingesetzt werden kann. Dadurch können ohne wesentliche Änderung des Gehäuses konventionelle Thermostatventile mit dem Drosselteller versehen werden. Der Einsatz oder eine Halterung für den Einsatz kann an einem Tragteil für das thermostatische Hauptarbeitselement oder an einem Gehäuse des Thermostatventils befestigt sein.One such insert with throttle plate and spring forms a module that optionally in a housing of Thermostatic valve can be used. This can be done without significant change of the housing Conventional thermostatic valves provided with the throttle plate become. The insert or a holder for use can be attached to a Support part for the main thermostatic working element or on a housing of the Be attached to the thermostatic valve.
Diese Maßnahmen tragen durch Verbesserung der Toleranzkette zu einer genaueren Positionierung des Einsatzes zum thermostatischen Hauptarbeitselement bei. Bei Befestigung einem Tragteil, beispielsweise an einer Traverse des thermostatischen Hauptarbeitselements kann ein austauschbares Modul aus Einsatz, Absperrmitteln und thermostatischem Arbeitselement gebildet werden.By improving the tolerance chain, these measures contribute to a more accurate positioning of the insert to the main thermostatic work element. When fastening a supporting part, For example, on a traverse of the main thermostatic working element, an exchangeable module of insert, shut-off and thermostatic working element can be formed.
In Weiterbildung der Erfindung ist eine Vorspannung der Federmittel so bemessen, dass der Drosselteller die Bypassöffnung ab einer Motordrehzahl von etwa 3000 U/min und/oder einem Kühlmitteldifferenzdruck über die Bypassöffnung im Bereich von 0,7bar freigibt.In Further development of the invention is a bias of the spring means so dimensioned that the throttle plate the bypass opening from an engine speed of about 3000 rpm and / or a coolant differential pressure over the bypass opening in the range of 0,7bar.
Durch eine solche Auslegung der Federmittel ist gewährleistet, dass auch beim Ausfall der zusätzlichen Mittel zum Ansteuern des Drosseltellers dieser die Bypassöffnung bei erhöhter Motordrehzahl und/oder erhöhtem Kühlmitteldruck freigibt und auf diese Weise eine Überhitzung des Motors vermieden wird.By Such a design of the spring means ensures that even at failure the additional Means for driving the throttle plate this the bypass opening increased Engine speed and / or increased Coolant pressure releases and thus overheating of the engine is avoided.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Einsatz einen umlaufenden Vorsprung auf, gegen den der Drosselteller durch die Federmittel vorgespannt ist.In Further development of the invention, the insert has a circumferential Lead on, against the throttle plate by the spring means is biased.
Auf diese Weise ist der Drosselteller im Einsatz selbst gehalten, so dass der Einsatz mit montiertem Drosselteller in das Gehäuse des Thermostatventils eingesetzt werden kann.On this way, the throttle plate is held in use itself, so that the insert with mounted throttle plate in the housing of the Thermostatic valve can be used.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Drosselteller in Gegenüberlage zu einem Bypassbolzen des Thermostatventils angeordnet.In Further development of the invention is the throttle plate in opposite position arranged to a bypass pin of the thermostatic valve.
Ein Bypassbolzen ist bei konventionellen Thermostatventilen vorgesehen, um mittels des thermostatischen Hauptarbeitselements einen Bypassteller zu bewegen. Durch Anordnung des Drosseltellers gegenüber einem Bypassbolzen kann mittels des Bypassbolzens auch der Drosselteller beaufschlagt werden.One Bypass bolt is provided in conventional thermostatic valves, by means of the main thermostatic working element a Bypassteller to move. By arranging the throttle plate against a Bypass bolt can by means of the bypass bolt and the throttle plate be charged.
In Weiterbildung der Erfindung weisen die zusätzlichen Mittel ein weiteres thermostatisches Arbeitselement auf.In Further development of the invention, the additional funds have another thermostatic working element.
Auf diese Weise lässt sich der freie Querschnitt der Bypassöffnung im Übergangsbereich in Abhängigkeit einer Kühlmitteltemperatur regeln.On that way the free cross section of the bypass opening in the transition region depending a coolant temperature regulate.
In Weiterbildung der Erfindung ist das weitere thermostatische Arbeitselement an einem dem Drosselteller zugewandten Ende des Bypassbolzens angeordnet.In Further development of the invention is the further thermostatic working element arranged on a throttle plate facing the end of the bypass bolt.
Durch diese Maßnahmen wird ein platzsparender Aufbau erreicht. Darüber hinaus liegt eine Hintereinanderschaltung von thermostatischen Hauptarbeitselement und dem weiteren thermostatischen Arbeitselement vor. Eine Auslenkung des Bypassbolzens im Übergangsbereich durch das thermostatische Hauptarbeitselement kann folglich dazu benutzt werden, das weitere thermostatische Arbeitselement zur Anlage an den Drosselteller zu bringen oder bereits eine gewisse Öffnung des Drosseltellers zu verursachen. In diesem Fall kann eine Feineinstellung des Drosseltellers mittels des weiteren thermostatischen Arbeitselements erfolgen.By these measures a space-saving construction is achieved. In addition, there is a series connection of thermostatic main working element and the further thermostatic Work item before. A deflection of the bypass bolt in the transition area by the main thermostatic working element can therefore be used, the more thermostatic working element to the plant to bring to the throttle plate or already a certain opening of the Throttle plate to cause. In this case, a fine adjustment of the Throttle plate by means of the further thermostatic working element respectively.
In Weiterbildung der Erfindung ist das weitere thermostatische Arbeitselement als Membranelement ausgebildet.In Further development of the invention is the further thermostatic working element designed as a membrane element.
Ein Membranelement benötigt nur wenig Platz und in Verbindung mit einer Montage am Bypassbolzen genügt für die Betätigung des Drosseltellers der vergleichsweise geringe Öffnungshub von Membranelementen.One Membrane element needed only little space and in connection with a mounting on the bypass bolt enough for the activity the throttling plate the comparatively small opening stroke of membrane elements.
Vorteilhafterweise ist der Bypassbolzen mit ersten Anschlagmitteln versehen, die mit zweiten Anschlagmitteln an einem von dem thermostatischen Hauptarbeitselement beaufschlagten Kolben zusammenwirken, wobei innerhalb eines Verstellbereichs des Kolbens vor dem Angreifen der ersten Anschlagmittel an dem zweiten Anschlagmittel der Kolben den Drosselteller beaufschlagt und nach dem Anschlagen der ersten Anschlagmittel an den zweiten Anschlagmitteln der Kolben den Bypassbolzen beaufschlagt.advantageously, the bypass bolt is provided with first stop means, which with second stop means on one of the main thermostatic working element act acted upon piston, wherein within an adjustment of the Piston before attacking the first stop means on the second Lifting means of the piston applied to the throttle plate and after the striking of the first stop means on the second stop means the piston acts on the bypass bolt.
Durch diese Maßnahmen kann der Drosselteller im Übergangsbereich mittels des thermostatischen Hauptarbeitselements angesteuert werden, so dass kein weiteres thermostatisches Arbeitselement benötigt wird.By these measures can the throttle plate in the transition area controlled by the main thermostatic working element, so that no further thermostatic working element is needed.
In Weiterbildung der Erfindung sind die ersten Anschlagmittel als Absatz einer Stufenbohrung in dem Bypassbolzen und die zweiten Anschlagmittel als Absatz an dem in der Stufenbohrung geführten Kolben ausgebildet.In Further development of the invention are the first stop means as paragraph a stepped bore in the bypass bolt and the second stop means as Paragraph formed on the run in the stepped bore piston.
Dadurch wird ein kompakter, platzsparender Aufbau geschaffen. Beispielsweise ist der Kolben in einem hinteren, von dem thermostatischen Hauptarbeitselement beaufschlagten Bereich dicker als ein vorderer Bereich, der auf den Drosselteller einwirken kann, ausgebildet. Zwischen dem vom thermostatischen Hauptarbeitselement beaufschlagten Kolben und dem Drosselteller kann ein weiterer Übertragungskolben angeordnet sein, der ebenfalls in dem Bypassbolzen geführt ist und eine Distanz zu dem Drosselteller überbrückt.Thereby a compact, space-saving construction is created. For example the piston is in a rear, of the main thermostatic working element applied area thicker than a front area, the on the throttle plate can act formed. Between the thermostatic main working element acted upon piston and the Throttle plate can be another transmission piston be arranged, which is also guided in the bypass bolt and bridges a distance to the throttle plate.
Vorteilhafterweise weisen die Absperrmittel einen Bypassteller auf und die zusätzlichen Mittel wirken auf den Bypassteller ein.advantageously, have the shut-off on a Bypassteller and the additional Agents act on the bypass tray.
Auf diese Weise kann eine Veränderung des Querschnitts der Bypassöffnung ohne zusätzliche Absperrmittel, wie einen Drosselteller, erreicht werden.In this way, a change of the Cross section of the bypass opening without additional shut-off, such as a throttle plate can be achieved.
In Weiterbildung der Erfindung weisen die zusätzlichen Mittel ein weiteres thermostatisches Arbeitselement auf, der Bypassteller ist entgegen seiner Öffnungsrichtung federbelastet und verschließt den Bypassweg in seiner Ausgangsstellung, wobei das weitere thermostatische Arbeitselement den Bypassteller in der Öffnungsrichtung beaufschlagt.In Further development of the invention, the additional funds have another Thermostatic working element on, the Bypassteller is contrary its opening direction spring-loaded and closes the Bypassweg in its initial position, with the other thermostatic Working element applied to the Bypassteller in the opening direction.
Bei einer solchen Ausbildung der Erfindung ist die Bypassöffnung im Ausgangszustand zunächst durch eine Feder verschlossen und wird durch das weitere thermostatische Arbeitselement geöffnet. Eine solche Anordnung ist insbesondere für einlassgeregelte Kühlkreisläufe geeignet.at Such an embodiment of the invention is the bypass opening in Initial state first through a spring is closed and becomes more thermostatic by the Work item opened. A such arrangement is particularly suitable for inlet-controlled cooling circuits.
In Weiterbildung der Erfindung ist eine Federbelastung des Bypasstellers so bemessen, dass der Bypassteller die Bypassöffnung ab einer Motordrehzahl von etwa 3000 U/min und/oder einen Kühlmitteldifferenzdruck im Bereich von 0,7bar über die Bypassöffnung freigibt.In Further development of the invention is a spring load of Bypasstellers so dimensioned that the Bypassteller the bypass opening from an engine speed of about 3000 rpm and / or a coolant differential pressure in the range of 0.7bar over the bypass opening releases.
Auf diese Weise ist eine Ausfallsicherheit des Thermostatventils gegeben, da sich Motorüberhitzungen in der Warmlaufphase zuverlässig vermeiden lassen.On this way is given a reliability of the thermostatic valve, since engine overheating reliable in the warm-up phase avoid it.
In Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich ein Bypassbolzen durch den Bypassteller und das weitere thermostatische Arbeitselement ist auf der, dem thermostatischen Hauptarbeitselement gegenüberliegenden Seite des Bypasstellers an dem Bypassbolzen angeordnet.In Development of the invention, a bypass bolt extends through the bypass tray and the further thermostatic working element is on the opposite, the main thermostatic work element Side of Bypasstellers arranged on the bypass bolt.
Dadurch wird ein kompakter Aufbau erreicht. Zweckmäßigerweise bewegt das weitere thermostatische Arbeitselement den Bypassteller in einer Richtung, entgegen der das Hauptarbeitselement auf den Bypassteller einwirkt.Thereby a compact construction is achieved. Conveniently, the other moves thermostatic working element the bypass tray in one direction, counteracts the main work element acts on the Bypassteller.
In Weiterbildung der Erfindung ist das weitere thermostatische Arbeitselement in eine rohrförmige Aufweitung des Endes des Bypassbolzens eingebördelt.In Further development of the invention is the further thermostatic working element in a tubular Widening of the end of the bypass bolt crimped.
Dadurch wird ein platzsparender Aufbau und ein zuverlässiger Halt des weiteren Arbeitselements erreicht.Thereby a space-saving construction and a reliable hold of the other working element is achieved.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Bypassbolzen eine Kulissenführung zur Aufnahme eines von dem weiteren thermostatischen Arbeitselement beaufschlagten Schiebers auf, mittels dem der Bypassteller verstellbar ist.In Further development of the invention, the bypass bolt to a slotted guide Recording one of the other thermostatic working element acted upon slide, by means of which the Bypassteller adjustable is.
Eine solche Anordnung ermöglicht bei geringem konstruktivem Aufwand eine Einwirkung des weiteren thermostatischen Arbeitselements auf den Bypassteller.A such arrangement allows with little design effort, an effect of further Thermostatic working element on the Bypassteller.
Vorteilhafterweise sind Mittel zum Beheizen des thermostatischen Hauptarbeitselements und/oder des weiteren thermostatischen Arbeitselements vorgesehen.advantageously, are means for heating the main thermostatic work element and / or the further provided thermostatic working element.
Durch diese Maßnahmen wird die Möglichkeit eröffnet, eine Kennlinie der thermostatischen Arbeitselemente zu verschieben, so dass ein sogenannter Kennfeldthermostat gebildet wird. Beispielsweise kann bei kaltem Motor und großer angeforderter Last der Bypassweg bereits geöffnet werden, obwohl eine Kühlmitteltemperatur noch nicht für eine Auslösung des thermostatischen Arbeitselements ausreichen würde. Auf diese Weise kann eine optimierte Regelung erzielt werden.By these measures becomes the possibility opened, to shift a characteristic of the thermostatic work elements, so that a so-called map thermostat is formed. For example can with cold engine and big requested load the bypass path already be opened, although a coolant temperature not yet for a trigger of the thermostatic working element would be sufficient. On this way, an optimized control can be achieved.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:Further Features and advantages of the invention will be apparent from the claims and the following description of preferred embodiments of the invention in connection with the drawings. In the drawings show:
Die
Darstellung der
Das
thermostatische Arbeitselement
An
dem Ende des Bypassbolzens
Der
Drosselteller
Der
Einsatz
Es
ist ebenfalls möglich,
den Einsatz
Als
weitere Alternative könnte
der Einsatz
Sowohl
die Befestigung des Einsatzes
Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung in teilweise geschnittener Darstellung zeigt die
Der
Kolben
In
der in der
Hat
sich das, das thermostatische Hauptarbeitselement
Auch
bei dem in der
In
der
Für eine Regelung
der Durchströmung
des Bypasswegs in einem Übergangsbereich
der Kühlmitteltemperatur,
d.h. bevor das thermostatische Hauptarbeitselement
Das
weitere thermostatische Arbeitselement
Claims (22)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20050922 |
|
R150 | Term of protection extended to 6 years |
Effective date: 20050818 |
|
R151 | Term of protection extended to 8 years |
Effective date: 20071107 |
|
R152 | Term of protection extended to 10 years |
Effective date: 20091124 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: GRAUEL, ANDREAS, DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT., DE |
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R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |