DE2755466C3

DE2755466C3 - Thermostatisches Regelventil

Info

Publication number: DE2755466C3
Application number: DE2755466A
Authority: DE
Inventors: Ernst 7056 Weinstadt Gobien
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1977-12-13
Filing date: 1977-12-13
Publication date: 1981-08-06
Also published as: SE7812751L; GB2009893B; DE2755466B2; SE439336B; JPS5757613B2; IT7852264A0; FR2412112A1; US4196847A; DE2755466A1; JPS5499838A; GB2009893A; IT1110875B; FR2412112B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Regelventil räch dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Mit einem derartigen Ventil läßt sich in vorteilhafter Weise die sich nach einem Kaltstart anschließende Warmlaufpha-x der Brennkraftmaschine verkürzen, indem das Warmlauf"entil die Kühlmittelströmung im Kühlmantel bis zu einem unteren Bezugswert beispielsweise 60⁰C — der Kühlmitteltemperatur unterbindet. Auf diese Weise wird die Schadstoffemission im Abgas, die in der Warmlaufphase bekanntlich besonders hoch ist, wirksam reduziert.

Bei einem bekannten Regelventil dieser Art (DE-OS 23 14 301) arbeitet auf das Warmlaufventil ein zusätzliches zweites thermostatisches Stellglied, das den baulichen Aufv/and des Regelventiles beträchtlich vergrößert.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, bei einem Regelventil nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 den baulichen Aufwand für die Ventilbetätigung so gering wie möglich zu halten.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung in vorteilhafter Vv eise durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.

Bei dem Regelventil nach der Erfindung arbeitet ein einziges thermostatisches Stellglied auf die drei Ventile, so daß sowohl ein zusätzliches Stellglied für das Warmlaufventil als auch ein zum Ventilgehäuse unbewegliches Widerlager für die Aufnahme der Reaktionskräfte eingespart sind.

Bei dem Regelventil nach der Erfindung könnte das Kurzschlußventil durch federnde Mittel in der unteren und mittleren Temperaturphase in seiner die unmittelbare Kühlmittelrückführung vom Kühlmittelaustritt zum Kühlmitteleintritt des Kühlmantels freigebenden Stellung gehalten sein und in der Regelphase durch einen Anschlag des Stellgliedes betätigt werden. Dieser Anschlag hat dann in der unteren Temperaturphase einen die unabhängige Betätigung des Warmlaufventiles in der mittleren Temperaturphase ermöglichenden Freigang gegenüber dem Kurzschlußventil.

1st die Anordnung des Kurzschlußventiles nach Patentanspruch 2 getroffen, so kann dieses Ventil zumindest mit seinem Ventilschließgüed in vorteilhafter Weise in einen vormontierbaren Thermostateinsatz integriert sein.

Beim Regelventil nach der Erfindung kann das Warmlaufventil durch sich an einem zum Ventilgehäuse bewegungsfesten Widerlager abstützende federnde Mittel in seiner die Kühlmittelströmung unterbindenden Stellung gehalten und in der mittleren Tempcralurphase sowie in der Regelphase mit einem Anschlag des Stellgliedes zusammenarbeiten. Um Stellglied und Ventilschließglied des Warmlaufventiles vormontieren zu können, ist es jedoch auch vorteilhaft, das Regelventil nach der Erfindung gemäß Patentanspruch 3 auszubilden.

Bei dem Regelventil nach der Erfindung ist die vollständige Integrierung des Warmlaufventiles in den vormontierbaren Thermoslateinsaiz in vorteilhafter Weise durch die Ausbildung nach Patentanspruch 4 gegeben.

Um bei dem Regelventil nach der Erfindung Einbau- und Fertigungstoleranzen auszugleichen, kann in vorteilhafter Weise die Anordnung nach Palentanspruch 5 getroffen sein.

Bei dem bekannten Regelventil, bei dem die Anordnung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 6 getroffen ist, arbeitet das von dem zusätzlichen thermostatischen Stellglied betätigte Warmlaufventil auf den Durchgang zwischen dem dem Kühlmantel zugehörigen Vcntileingang und der Zwischenkammer. Das Stellglied dieses Ventiles ist dabei in einer den Ventileingang mit dem Durchgang verbindenden Kammer angeordnet, damit es in der Warmlaufphase über den Ventileingang in wärmeübertragenden Kontakt mit dem sich in dem in Nähe der Brennräume liegenden Bereich des Kühlmantels erwärmenden Kühlmittel gelangt, um Überhitzungserscheinungen durch verzögertes Ansprechen zu vermeiden. Durch die zusätzliche Kammer für die vorstehend erläuterte, vorgenannte Austrittssteuerung des auf das Warmlaufventil arbeitenden Stellgliedes baut das bekannte Regelventil lang.

Bei einer ebenfalls mit Austrittssteuerung des für alle drei Ventile gemeinsamen Stellgliedes arbeitenden ersten vorteilhaften Ausführungsform des Regelventiles nach der Erfindung ist eine besondere Kammer für die austrittsseitige Beeinflussung des Stellgliedes durch die Ausgestaltung nach Patentanspruch b eingespart, w odurch das Regelventil einfacher baut.

Bei dieser ersten Ausführungsform des erfindungsgcmällen Regelventiles ist eine weitere wesentliche Verkürzung der Baulänge durch die Anordnung nach Patentanspruch 7 erreicht.

Bei einer ebenfalls mit Ausiriusi>teuerung des für alle drei Ventile gemeinsamen Stellgliedes arbeitenden zweiten vorteilhaften Ausführungsform des Regelventiles n.idi der Erfindung ist durch die Merkmale von Patentanspruch 8 die bei dem bekannten Regelventil erforderliche Zwischenkammer eingespart und damit der bauliche Aufwand ebenfalls gering gehalten.

Um den bei Austrittssteuerung beim Obergang von der mittleren Temperaiurphase (Kurzschlußphase) auf die Regelphasc auftretenden Kaltwasserschock zu vermeiden, ist bei zwei weiteren vorteilhaften Ausführungsformen des Regelventiles nach der Erfindung eine sogenannte Eintrittssteuerung das den drei Ventilen gemeinsamen Stellgliedes durch den Gegenstand von Patentanspruch 9 erreicht. Diese vorteilhaften Regelvenlile nach der Erfindung arbeiten dann so. daß beim Übergang von der mittleren Temperaiurphase auf die Regclphase beim Einschalten des Kühlers das Stellglied von einer Mischung aus abgekühltem Kuhlminel nus dem Kühler und erwärmten Kühlmittel aus dem Kühlermantel beeinflußt wird und infolgedessen mil kleineren Stellbewegungen anspricht.

Bei der einen mit Eintrittssteuerung arbeitenden Ausführungsform des erfindungsgemäßen Regelventiles ist eine kurze Baulänge durch die Anordnung nach Patentanspruch 10 geschaffen.

In vorteilhafter Weise trägt auch die Ausbildung nach Patentanspruch 11 zur Erzielung einer kurzen Baulänge bei dieser Ausführungsform des Regelventiles nach der Erfindung bei.

Während die vorgenannte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Regelventües die Anordnung des Warmlauf- und des Kurzschlußventiles in einer Zwischenkammer vorsieht, ist bei der zweiten mit Eintrittssteuerung arbeitenden Ausführungsform des erfindungsgemäöen Regelventües in vorteilhafter Weise die Anordnung nach Patentanspruch 12 getroffen.

Wie das Regelventil nach der Erfindung beispielsweise im einzelnen ausgebildet sein kann, ist im folgenden anhand von vier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen beschrieben. In der Zeichnung bedeutet

Fig. 1 die schemalische Darstellung eines Kühlmittelkreislaufes einer Brennkraftmaschine mit der ersten Ausführungsform 17 des Regelvenliles nach der Erfindung.

Fig. 2 die schematische Darstellung einer anderer. Stellung der ersten Ausführungsform 17,

Fig. 3 die schematische Darstellung einer weiteren Stellung der ersten Ausführungsform,

Fig. 4 eine schematische Schniltdarstellung der ersten Ausführungsform 17.

F i g. 5 die schematische Darstellung eines Kühlmittelkreislaufes einer Brennkraftmaschine mit der zweiten Ausführungsform 18 des Regelvenliles nach der Erfindung.

Fig. 6 die schematische Darstellung einer anderen Stellung der zweiten Ausführungsform 18,

F ι g. 7 die schematische Darstellung einer weiteren Stellung der zweiten Ausführungsform 18,

Fig. 8 eine schematische Schnittdarsiellung der zweiten Ausführungsform 18,

F i g. 9 die schematische Darstellung eines Kühlmittelkreislaufes einer Brennkraftmaschine mit der dritten Ausführungsform 19 des Regelventiles nach der Erfindung.

fig. 10 die schematische Darstellung einer anderen Stellung der dritten Ausführungsform 19.

I ι g. 11 die schcmatischc Darstellung einer weiteren Stellung der dritten Ausführungsform 19.

Fig. 12 eine schematischc Schniltdarstellung der dritten Ausführungsform.

Fig. 13 eine schemalische Darslellung eines Kühlmittelkreislaufes einer Brennkraftmaschine mit der vierten Ausführungsform 20 des Regelventiles nach der Erfindung.

F i g. 14 eine schematische Darstellung einer anderen Stellung der vierten Ausführungsform 20.

F i g. 15 eine schematische Darstellung einer weiteren Stellung der vierten Ausführungsform 20. und

Fig. 16 eine schemalische Schnittdarsiellung der vierten Ausführungsform.

Die Kühlmittelkreisläufc der Fig. 1. 5. 9 und 13 stimmen in folgenden Merkmalen übercin:

Eine Brennkraftmaschine 21 weist einen Kühlmantel 22. 23 auf. der in zwei miteinander in Verbindung stehende Bereiche 22 und 23 unterteilt isl. Eine von der

Brennkraftmaschine 21 angetriebene Kühlmittelpumpe 24 ist mit ihrer Druckseite 25 an den im Bereich 22 liegenden Kühlmitteleintritt 26 des Kühlmantels 22, 23 angeschlossen.

Das bei 26 eingetretene Kühlmittel verläßt den Kühlmantel 22, 23 über einen im Bereich 23 liegenden Kühlmittelaustrill 27, an den eine Kühlervorlaufleitung 28 angeschlossen ist. Die Kühlervorlaufleitung 28 ist zu einem Kühlmitteleintritt 29 eines der Wärmeabgabe des Kühlmittels dienenden Kühler 30 geführt, der mit seinem Kühlmittelaustritl 31 an eine Kühlerrücklaufleitung 32 angeschlossen ist. Die Kühlerrücklaufleitung 32 steht mit der Saugseite 33 der Kühlmittelpumpe 24 in Verbindung.

Kühlervorlaufleitung 28 und Kühlerrücklaufleitung 29 stehen über das erfindungsgemäße Regelventil derart miteinander in Verbindung, daß jede der vier Ausführungsformen 17 bis 20 mit einem Ventileingang 34 über einen Abschnitt 35 der Kühlervorlaufleitung 28 an den Kühlmittelaustritt 27 und mit einem Ventileingang 36 über einen Abschnitt 38 der Kühlerrücklaufleitung 32 an den Kühlmitlelaustritt 31 sowie mit einem Ventilausgang 38 an die Saugseite 33 der Kühlmittelpumpe 24 angeschlossen ist.

Die konstruktive Ausbildung der ersten Ausführungsform 17 ist nachstehend anhand der F i g. I bis 4 beschrieben.

Innerhalb eines zylindrischen Ventilgehäuses 39 ist ein vormontierter Thermostateinsatz 40 angeordnet, der im wesentlichen aus zwei ringförmigen Ventilsitzplatten 41 und 42. einem bügeiförmigen Widerlager 43 sowie Abstandhaltern 44 besteht, die die Ventilsitzplatte 41 zusammen mit dem Widerlager 43 bewegungsfest gegenüber di r Ventilsitzplatte 42 festlegen. Der äußere Rand 45 der Ventilsitzplatte 42 ist durch einen deckelartigen Anschlußstutzen 46 bewegungsfest am Ventilgehäuse 39 eingespannt. Die Zentralöffnung 47 der Ventilsitzplatte 42 und ein mit ersterer zusammenarbeitender Ventilteller 48 bilden das Kühlerventil 49 der Ausführungsform 17 des erfindungsgemäßen Rcgelvcntiles. Der Anschlußslutzen 46 — der den Ventileingang 36 bildet — ist gemäß F" i g. 1 mit dem Kühlmiitelaustritt 31 des Kühlers 30 verbunden. Der Ventilteller 48 ist durch eine sich an der anderen Vcniilsitzplattc 41 abstützende weite Kegelfeder 50 in seiner in den !'ig. 1, 2 und 4 gezeichneten Schließstellung gehalten, in der die Kühlmittelströmung im Kühler 30 unterbunden ist. Die Zentralöffnung 51 der Vcntilsitzplattc 41 und ein mit ersterer zusammenarbeitender Ventilteller 52 bilden das Warmlaufventil 53 der Ausführungsform 17 des erfindungsgemäßen Regelventiles. Die Ventile 49 und 53 schließen eine Ventilkammer 54 /wischen sich c;ri. d;c mit einem den Vcr.tilausgang 38 bildenden Anschlußstulzen 55 des Vcntilgchäuscs 39 in offener Verbindung steht.

nine entgegengesetzt zum Anschlußslutzen 46 liegende Abschlußwand 56 des Ventilgehäuses 39 und das Warmlaufventil 53 schließen eine Zwischenkammer 57 zwischen sich ein. die über einen den Ventileingang 34 bildenden Durchgang 58 der Abschlußwand 56 mit zwei zueinander offenen Anschlußstutzen 59 und 60 in Verbindung steht. Gemäß Fig. I ist der Anschlußstulzen 59 über den Abschnitt 35 der Kühlervorlaufleitung 28 mit dem Kühlcrmittclausiritt 27 und der Anschlußstutzen 60 mit dem Kühlmiitcleiniriu 29 verbindbar. Das in die Zwischenkammer 57 mündende Ende 61 des Durchganges 58 und ein mit crsicrcm zusammenarbeitender Ventilteller 62 bilden das Kurzsdilußvcnlil 63 der Ausführungsform 17 des erfindungsgemäßen Regelventiles.

Am Widerlager 43 ist das äußere Ende 65 einer als Plunger in einem mit Dehnstoff gefüllten Zylinder 64 arbeitenden Kolbenstange bewegungsfest fixiert. Kolbenstange und Zylinder bilden das thermostatische Stellglied 66 zur gemeinsamen temperaturabhängigen Betätigung der drei Ventile 49,53 und 63. Dabei arbeitet der Zylinder 64 mit den Ventiltellern 48, 52 und 62 wie folgt zusammen:

Der Ventilteller 48 ist auf einer zentrischen Dichtungsbuchse 67 befestigt, die auf einem von zwei bundartigen Anschlägen 68 und 69 begrenzten verjüngten Abschnitt 70 des Zylinders 64 axialverschiebbar und flüssigkeitsdicht geführt ist. Der zum öffnen des Ventiltellers 48 dienende Anschlag 68 hat in seiner in Fig. 4 gezeichneten Ruhestellung — in der er durch eine sich zwischen der Ventilsitzplatte 41 und dem anderen Anschlag 69 abstützende enge Kegelfeder 71 gehalten ist — einen Freigang 72 gegenüber dem Ventilteller 48, um die unabhängige Betätigung des Ventiltellers 52 des Warmlaufventiles 53 in der mittleren Temperaturphase (Fig. 2) zu ermöglichen. An seinem dem Abschnitt 70 entgegengesetzten Ende ist der Zylinder 64 ebenfalls mit einem verjüngten Abschnitt 73 versehen, auf dem die beiden Ventilteller 52 und 62 — durch zwei Anschläge 74 und 75 begrenzt — verschiebbar geführt sind. Zwischen den Ventiltellern 52 und 62 stützt sich eine Kegelfeder 76 ab, die zum Ausgleich von Einbau- und Fertigungstoleranzen dient. Der Anschlag 74 betätigt den Ventilteller 52 direkt und den Ventilteller 62 über den Ventilteller 52 und die Kegelfeder 76.

Der Ventilteller 52 oder die Ventilsitzplatte 41 oder beide Teile 52 und 41 können eine oder mehrere Bypaßbohrungen aufweisen, um den Zylinder 64 in der unteren Temperaturphase mit einer Kühlmittel-Steuerströmung aus dem Bereich 23 zu umspülen, wenn der Wärmeübergang vom Bereich 23 zum Zylinder 64 wegen baulich bedingter Entfernungen zu langsam erfolgt.

Das Kurzschlußventil 63 hat einen in dem Maße vergrößerten Öffnungshub 77 in der Ruhestellung des Zylinders 64. das beide Ventile 53 und 63 geöffnet sind (F i g. 2). wenn der Freigang 72 zu Null geworden ist.

Die konstruktive Ausbildung der zweiten Ausführungsform 18 des erfindungsgemäßen Regelventiles ist nachstehend anhand der F i g. 5 bis 8 beschrieben.

Innerhalb eines zylindrischen Ventilgehäuses 89 ist ein vormontierter Thermostateinsatz 90 angeordnet, der im wesentlichen aus zwei ringförmigen Ventilsitzplatten 91 und 92. einem bügeiförmigen Widerlager 93 sowie .Abstandshaltern 94 besteht, die die Ventüsiizplatte 91 zusammen mit dem Widerlager 93 bewegungsfest gegenüber der Ventilsitzplatte 92 festlegen. Der äußere Rand 95 der Vemilsitzplatte 92 ist durch einen deckelartigen Anschlußstutzen 96 bewegungsfesl am Ventilgehäuse 89 eingespannt. Die Zentralöffnung 97 der Ventilsitzplatte 92 und ein mit ersterer zusammenarbeitender Ventilteller 98 bilden das Kühlerventil 99 dieser Ausführungsform 18. Der Anschlußslutzen % — der den Vemileingang 36 bildet — ist gemäß Fi g. 5 mit dem Kühlmittelaustrill 31 des Kühlers 30 verbunden. Der Ventilteller 98 ist durch eine sich an einem ringsförmigcn Federtcller 88 abstützenden weite Schraubenfeder 100 in seiner in den Fig. 5. 6 und 8 gezeichneten Schließstellung gehalten, in der die Kühhnittelstminting im Kühler 30 unterbunden ist. Der

Federteller 88 ist durch weitere Abstandshalter 87 zusammen mit dem Widerlager 93 an der Ventilsitzplatte 92 festgelegt. Die Zentralöffnung 101 der Ventilsitzplatte 91 und ein mit ersterer zusammenarbeitender Ventilteller 102 bilden das Warmlaufventil 10.3 der Ausführungsform 18. Die Ventile 99 und 103 schließen eine Ventilkammer 104 zwischen sich ein, die mit einem den Ventilausgang 38 bildenden Anschlußstutzen 105 des Ventilgehäuses 89 in offener Verbindung steht.

Ein entgegengesetzt zum Anschlußstutzen 96 des Ventilgehäuses 89 bildet den Ventileingang 34, der — da der Anschlußstutzen 109 gemäß Fig.5 mit der Kühlervorlaufleitung 28 verbunden ist — mit dem Kühlmittelaustritt 27 über den Abschnitt 35 verbunden ist. Die Zentralöffnung 101 stellt einen unmittelbaren Durchgang zwischen der Ventilkammer 104 und einer mit dem Ventileingang 34 in offener Verbindung stehenden Ventilkammer 86 dar. Weiterhin bildet die Zentralöffnung 101 zusammen mit einem dritten Ventilteller 112 das Kurzschlußventil 113 der Ausführungsform 18.

Am Widerlager 93 ist das äußere Ende 115 einer als Plunger in einem mit Dehnstoff gefüllten Zylinder 114 arbeitenden Kolbenstange bewegungsfest fixiert. Kolbenstange und Zylinder bilden das thermostatische Stellglied 116 zur gemeinsamen temperaturabhängigen Betätigung der drei Ventile 99, 103 und 113. Dabei arbeitet der Zylinder 114 mit den Ventiltellern 98, 102 und 115 wie folgt zusammen:

Der Ventilteller 98 ist auf einem im Durchmesser erweiterten Abschnitt 120 des Zylinders 114 axial gleitend und flüsisigkeitsdicht geführt. Ein zum Öffnen des Ventiltellers 98 dienender bundartiger Anschlag 118 des Zylinders 114 hat in seiner in Fig. 5 bzw. 8 gezeichneten Ruhestellung — in der er durch eine sich zwischen einem weiteren Anschlag 119 des Zylinders 114 und dem Federteller 88 abstützende Kegelfeder 121 gehalten ist — einen Freigang 122 gegenüber dem Ventilteller 98, um die unabhängige Betätigung des Ventiltellers 102 des Warmlaufventiles 103 in der mittleren Temperaturphase (F i g. 6) zu ermöglichen. An seinem anderen Ende ist der Zylinder 114 mit einem weiteren Abschnitt 123 versehen auf dem der Ventilteller 102 zwischen zwei Anschlägen 124 und 85 axial gleitend und flüssigkeitsdicht geführt ist. Eine zum Ausgleich von Einbau- und Fertigungstoleranzen dienende Kegelfeder 126 hält den Ventilteller 102 in der in F i g. 5 bzw. 8 gezeichneten Schließstellung und stützt sich an dem zum Schließen dieses Ventiles dienenden Anschlag 85 ab. Auf einem mittleren Abschnitt 84 des Zylinders 114 ist der Ventilteller 112 zwischen zwei Anschlägen 83 und 125 axial gleitend und flüssigkeitsdicht geführt. Zwischen dem dem Betätigen in die Schließstellung (F i g. 7) dienenden Anschlag 83 und dem Ventilteller 112 stützt sich eine zum Ausgleich von Einbau- und Fertigungstoleranzen dienende Kegelfeder 82 ab. Das Kurzschlußventil 113 hat einen in dem Maße vergrößerten Öffnungshub 127 in der Ruhestellung des Zylinders 114, daß beide Ventile 103 und 113 geöffnet sind (F i g. 6), wenn der Freigang 122) zu Null geworden ist Am Warmlaufventil 103 könnten ebenfalls Bypaß-Steuerbohrungen wie bei der Ausführungsform 17 vorgesehen sein.

Die konstruktive Ausbildung der Ausführungsform 19 ist im wesentlichen mit derjenigen der Ausführungsform 17 identisch. Die Ausführungsform 19 unterscheidet sich von der Ausführungsform 17 nur durch eine andere Anordnung von WarmlaufventiL Kühlerventil und

Kurzschlußventil im Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine. In der nachstehenden Beschreibung der Ausführungsform 19 anhand der Fig.9 bis 12 sowie in den zugehörigen Patentansprüchen 1 bis 5 und 9 bis 10 sind Bezugszahlen verwendet, die bei den der Ausführungsform 17 entsprechenden Merkmalen bzw. Positionen um 100 gegenüber den korrespondierenden Bezugszahlen der Ausführungsform 17 vermehrt sind.

Bei der Ausführungsform 19 bildet der Anschlußstutzen 155 des Ventilgehäuses 139 den sowohl mit dem Kühlmittelaustritt 27 des Kühlmantels 22, 23 als auch mit der Ventilkammer 154 in offener Verbindung stehenden Ventileingang 34, während der vom Kühlerventil 149 gegenüber der Ventilkammer 154 absperrbare Anschlußstutzen 146 einen mit dem Kühlmitteleintritt 29 des Kühlers 30 in offener Verbindung stehenden zusätzlichen Ventilausgang 178 darstellt. Von den beiden zueinander offenen und fluchtenden Anschlußstutzen 159 und 160 des Ventilgehäuses 139 bildet ersterer den mit dem Kühlmitteleintritt 26 des Kühlmantels 22, 23 verbundenen Ventilausgang 38 und der andere den mit dem Kühlmittelaustritt 31 des Kühlers 30 verbundenen Ventileingang 36. Ein die Anschlußslutzen 159 und 160 mit einer Zwischenkammer 157 des Ventilgehäuses 139 verbindender Durchgang 158 ist durch das Kurzschlußventil 163 absperrbar. Die Verbindung von der Ventilkammer 154 zur Zwischenkammer 157 steuert das Warmlaufventil 153. Die Ventilteller 148, 152 und 162 der drei Ventile 149, 153 und 163 werden in der gleichen Weise wie bei der Ausführungsform 17 durch einen Zylinder 164 eines thermostatischen Stellgliedes 166 betätigt, bei dem sich das äußere Ende der in dem mit einem Dehnstoff gefüllten Zylinder arbeitenden Kolbenstange an einem Widerlager 143 eines bewegungsfest im Ventilgehäuse 139 angeordneten Thermostateinsatzes 140 abstützt. In allen übrigen konstruktiven Merkmalen ist die Ausführungsform 19 mit der Ausführungsform 17 identisch.

Die nachstehend anhand der Fig. 13 bis 16 beschriebene Ausführungsform 20 ist in ihrer konstruktiven Ausbildung identisch mit der Ausführungsform 18. Beide Ausführungsformen unterscheiden sich nur durch die Anordnung von Warmlaufventil, Kurzschlußventil und Kühlerventil im Kühlerkreislauf der Brennkarftmaschine. Die im folgenden sowie in den zugehörigen Patentansprüchen 9 und 12 verwendeten Bezugszahlen für die der Ausführungsform 18 entsprechenden Merkmale bzw. Positionen sind gegenüber den entsprechenden Bezugszahlen der Ausführungsform 18 um 100 vermehrt.

Innerhalb des zylindrischen Ventilgehäusses 189 teilen Warmlaufventil 203 und Kühlerventil 199 eine mittlere Ventilkammer 204 gegenüber zwei angrenzende äiißere Ventilkammern 186 und 181 ab. Das Kurzschlußventil 213 arbeitet auf das zum Warmlaufventil 203 entgegengesetzte Ende der Zentralöffnung 201 der Ventilsitzplatte 191 des Thermostateinsatzes 190. In der in den Fig. 13 und 16 gezeichneten Ruhestellung des die Ventile 199, 203 und 213 betätigenden Zylinders 214 des thermostatischen Stellgliedes 216 weisen der das Kühlerventil 199 betätigende bundartige Anschlag 218 einen Freigang 222 gegenüber dem Ventilteller 198 des Kühlerventiles 199 und der Ventilteller 212 des Kurzschlußventiles 213 gegenüber der Ventilsitzplatte 191 einen vergrößerten Öffnungshub 227 auf. Dabei ist der Öffnungshub 227 so groß, daß beide Ventile 203 und 213 geöffnet sind, wenn der Zylinder 214 in seine in F i g. 14 gezeichnete Stellung

20

gegenüber dem Widerlager 193 gebracht ist, in der der Freigang 222 zu Null geworden ist. Wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, steht die eine äußere Ventilkammer 186 über einen den Ventilausgang 38 bildenden Anschlußstutzen 209 mit der Kühlerrücklaufleitung 32 und damit mit der Saugseile 33 der Kühlmittelpumpe 24 in offener Verbindung. Ebenso ist ersichtlich, daß die mittlere Ventilkammer 204 über einen den Ventileingang 34 bildenden Anschlußstutzen 205 an den mit dem Kühlmittelaustritt 27 verbundenen Abschnitt 35 der Kühlervorlaufleitung 28 angeschlossen ist. Schließlich veniiittelt Fig. 13, daß der die Ventilkammer 181 abschließende deckelartige Anschlußstutzen 196 einen zusätzlichen Ventilausgang 278 bildet, der über den restlichen Abschnitt der Kühlervorlaufleitung 28 an den Kühlmitteleintritt 29 des Kühlers 30 angeschlossen ist. In den übrigen Merkmalen stimmen die Ausführungsformen 18 und 20 überein.

Die Arbeitsweise der vier Ausführungsformen 17 bis 20 ergibt sich wie folgt:

Untere Temperaturphase (Warmlaufphase)

In dieser Temperaturphase, die sich bis zu einem unteren Bezugswert — z. B. 60⁰C — der Kühlmitteltemperatur im Bereich des Kühlmittelaustrittes 27 erstreckt, ₂s befindet sich das jeweilige thermostatische Stellglied in seiner Ruhestellung, so daß die Ausführungsformen 17 bis 20 des erfindungsgemäßen Regelventiles sich in der im zugehörigen Schema des Kühlkreislaufes (Fig. 1 bzw. 5 bzw. 9 bzw. 13) dargestellten Warmlaufstellung _3Ü befinden, in der das Kurzschlußventil 63 bzw. 113 bzw. 163 bzw. 213 zwar geöffnet ist — jedoch sowohl Kühlerventil 49 bzw. 99 bzw. 149 bzw. 199 als auch das Warmlaufventil 53 bzw. 103 bzw. 153 bzw. 203 geschlossen sind. Durch die Schließung des jeweiligen _K Kühlerventiies ist der Kühler 30 vom Kühlkreislauf abgeschaltet — während durch die Schließstellung des jeweiligen Warmlaufventiles die Kühlmittelströmung im Kühlmantel 22, 23 (ggf. bis auf eine kleine Steuerströmung zur Umspülung des thermostatischen _M) Stellgliedes) unterbunden ist.

Mittlere Temperalurphase (Kurzschlußphase)

In dieser Temperaturphase, die sich an den unteren Bezugswert anschließt und sich bis zu einem milderen ₄r, Bezugswert (der der Öffnungstemperatur des Kühlerventiies — also beispielsweise 78°C — entspricht) erstreckt, nehmen die vier Ausführungsformen 17 bis 20 des erfindungsgemäßen Regelventiles jeweils ihre in Fig. 2 (Ausführungsform 17) bzw. in Fig.6 (Ausführungsform 18) bzw. in Fig. 10 (Ausführungsform 19) b^w. in Fig. 14 (Ausführungsform 20) gezeichnete Kurzschlußsteilung ein, in der der Kühler 30 infolge des noch geschlossenen Kühlerventiies weiterhin abgeschaltet bleibt — jedoch sowohl Warmlaufventil als auch Kurzschlußventil 53 und 63 bzw. 103 und 113 bzw. 153 und 163 bzw. 203 und 213 geöffnet sind, wodurch bei allen vier Ausführungsformen 17 bis 20 der Kühlmiltelaustritt 27 des Kühlmantels 22, 23 mit der Saugseite 33 der Kühlmittelpumpe 24 und damit mit dem Kühlniitteleintritt 26 des Kühlmantels kurzgeschlossen ist.

Obere Temperaturphase (Regelphase)

In dieser Temperaturphase, die sich an den mittleren Be/ugswei t anschließt und den einzuregelnden Sollwert enthält, sind zunächst alle drei Ventile (Warmlauf-, Kühler- und Ki'rzschlußventil) geöffnet, wodurch der Kühler 30 in den Kühlmittelkreislauf durch das geöffnete Kühlerventil 49 bzw. 99 bzw. 149 bzw. J99 miteinbezogen ist und dem Kühlmitteleintritt 26 des Kühlmantels 22, 23 ein Gemisch aus heißem Kühlmittel des Kühlmittelaustrittes 27 und kühlerem Kühlmittel des Kühlmittelaustriües 31 zugeleitet wird (Mischphase).

Wenn die Kühlmitteltemperatur im Bereich des Kühlmittelaustrittes 27 des Kühlmantels 22, 23 auf die Schließtemperatur des jeweiligen Kurzschlußventiles 63 bzw. 113 bzw. 163 bzw. 213 angestiegen ist, befinden sich die vier Ausführungsformen 17 bis 20 des erfindungsgemäßen Regelventiles jeweils in ihrer in der zugehörigen Fi g. 3 (Ausführungsform 17) bzw. Fi g. 7 (Ausführungsform 18) bzw. Fig. 11 (Ausführungsform 19) bzw. F i g. 15 (Ausführungsform 20) gezeichneten Kühlerphasenstellung, die sich durch die Stellung in der Mischphase dadurch unterscheidet, daß das jeweilige 'Kurzschlußventil geschlossen ist und damit die Gesamtmenge des aus dem Kühlmittelaustritt 27 des Kühlmantels 22, 23 austretender. Kühlmittels durch den Kühler 30 geleitet wird (Kühlerphase).

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Thermostatisches Regelventil für den Kühlmittelkreislauf einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine, mit einem Ventileingang zum Anschluß an einen Kühlmittelaustritt der Brennkraftmaschine, einem Ventilausgang zum Anschluß an einen Kühlmitteleintritt der Brennkraftmaschine, einem sowohl durch ein Warmlaufventil als auch durch ein Kurzschlußventil absperrbaren, den Ventileingang mit dem Ventilausgang verbindenden Ventildurchgang, einem durch ein Kühlerventil mit dem Ventildurchgang verbindbaren Ventilanschluß für die Einschaltung eines Kühlers in den Kühlkreislauf und mit einem mit Kühler- und Kurzschlußventil in Stellantriebsverbindung stehenden und auf Temperaturänderungen mit Stellbewegungen ansprechenden thermostatischen Stellglied, und bei dem in einer sich bis zu einem unteren Bezugswert der Kühlmitteltemperatur erstreckenden Warmlaufphase Kühlerventil und Warmlaufventil geschlossen sind und in einer sich an den unteren Bezugswert anschließenden und sich bis zu einem mittleren Bezugswert der Kühlmitteltemperatur erstreckenden Kurzschlußphase das Kühlerventil weiterhin geschlo*sen gehalten — dagegen sowohl das Warmlaufventil als auch das Kurzschlußventil geöffnet ist und in einer sich an den mittleren Bezugswert anschließenden und den Sollwert der Kühlmitteltemperatur enthaltenden Regelphase das Kühlerventil öffnet und das Kurzschlußventil den Ventildurchgang bei steigenden Temperaturwerten in zunehmendem Maße drosselt, und bei dem das Kühlerventil von sich an einem zum Ventilgehäuse bewegungsfesten Widerlager abstützenden und unter eine auf den mittleren Bezugswert abgestimmte Vorspannkraft gesetzten federnden Mitteln in seiner den Ventilanschluß absperrenden Schließstellung gehalten ist, d a ■ durch gekennzeichnet, daß das Stellglied (66 in Fig. 1 bis 4 bzw. 116 in Fig. 13 bis 16) zusätzlich das Warmlaufventil (53 bzw. 103 bzw. 153 bzw. 203) betätigt und durch gegenüber den federnden Mitteln des Kühlerventiles (49 in Fig. 1 bis 4; 99 in Fig. 5 bis 8; 149 in F ig. 9 bis 12; 199 in Fig. 13 bis 16) zusätzliche, sich an einem zum Ventilgehäuse (39 in Fig.4 bzw. 89 in Fig. 8 bzw. 139 in Fig. 12 bzw. 189 in Fi g. 16) bewegungsfesten Widerlager (Ventilsitzplatte 41 in Fig.4 bzw. Federteller 88 in Fig. 8 bzw. Ventilsitzplatte 141 in Fig. 12 bzw. Federteller 188 in F i g. 16) abstützende und unter eine auf den unteren Bezugswert abgestimmte Vorspannkraft gesetzte federnde Mittel (Kegelfeder 71 in F i g. 4 bzw. 121 in F i g. 8 bzw. 171 in Fig. 12 bzw. 221 in Fig. 16) in eirer das Warmlaufventil (53 bzw. 103 bzw. 153 bzw. 203) in seine die Kühlmittelströmung unterbindende Stellung bringende Ruhestellung (F i g. 1 und 4 bzw. Fi g. 5 i>nd 8bzw. F i g. 9 und 12 bzw. Fig. 13 und 16) gehalten ist, in der es gegenüber dem Kühle'-ventil (49 in F i g. 1 bis 4 bzw. 99 in F i g. 5 bis 8 bzw. 149 in Fig.9 bis 12 bzw. 199 in Fig. 13 bis 16) einen die Betätigung des Warmlaufventiles (53 bzw. 103 bzw. 153 bzw. 203) in der mittleren Temperaturphase ermöglichenden Freigang (72 in Fig.4 bzw. 122 in Fig.8 bzw. 172 in Fig. 12 bzw. 222 in Fig. 16) aufweist.

2. Regelventil nach Anspruch 1, bei dem das Ventilschließglied des Kurzschlußventiles am Stcll-

glied gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurzschlußventil (63 in F i g. 1 bis 4 bzw. 113 in Fig.5 bis 8 bzw. 163 in Fig.9 bis 12, bzw. 213 in F i g. 13 bis 16) einen zumindest um den Öffnungshub des Warmlaufventiles (53 bzw. 103 bzw. 153 bzw. 203) vergrößerten Öffnungshub (77 in Fig.4 bzw. 127 in F i g. 8 bzw. 177 in F i g. 12 bzw. 227 in F i g 16) aufweist

3. Regelventil nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Veniilschließglied (Ventilteller 52 in Fi g. 4 bzw. 102 in Fig.8bzw. 152 in Fig. 12 bzw. 202 in Fig. 16)des Warmlaufventiles (53 bzw. 103 bzw. 153 bzw. 203) am Stellglied (66 in F i g. 1 bis 4 bzw. 116 in F i g. 5 bis 8 bzw. 166 in Fi g. 9 bis 12 bzw. 216 in Fi g. 13 bis 16) gehaltert ist.

4. Regelventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 mit einem im Ventilgehäuse bewegungsfest angeordneten Thermostateinsatz, an dem der Ventilsitz und das Widerlager der federnden Mittel des Kühlerventiles sowie ein Widerlager für das Stellglied gehaltert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (Ventilsitzplatte 41 in F i g. 4 bzw. 91 in F i g. 8 bzw. 141 in F i g. 12 bzw. i91 in Fig. 16) des Warmlaufventiles (53 bzw. 103 bzw. 153 bzw. 203) am Thermostateneinsatz (40 in F i g. 4 bzw. 90 in F i g. 8 bzw. 140 in F i g. 12 bzw. 190 in Fig. 16) gehaltert ist.

5. Regelventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (66 in F i g. 1 bis 4 bzw. 116 in F i g. 5 bis 8 bzw. 166 in Fig. 9 bis 12 bzw. 216 in Fig. 13 bis 16) einen Anschlag (75 in F i g. 4 bzw. 85 in F i g. 8 bzw. 175 in Fig. 12 bzw. 185 in Fig. 16) für die Betätigung des Warmlaufventiles (53 bzw. 103 bzw. 153 bzw. 203) in seine die Kühlmittelströmung unterbindende Stellung aufweist und federnde Mittel (Kegelfeder 76 in Fig.4 bzw. 126 in Fig.8 bzw. 176 in Fig. 12 bzw. 226 in Fig. 16) für den Toleranzausgleich zwischen den Anschlag und das Ventilschließglied (Ventilteller 52 in F i g. 4 bzw. 102 in F i g. 8 bzw. 152 in Fig. 12 bzw. 202 in F i g. 16) des Warmlaufventiles (53 bzw. 103 bzw. 153 bzw. 203) eingeschaltet sind.

6. Regelventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Ventileingang für den Anschluß an einen Kühlmittelaustritt des Kühlmantels, mit einem Ventileingang für den Anschluß an den Kühlmiitelaustritt des Kühlers, mit einem Ventilausgang für den Anschluß an den Kühlmitteleintritt des Kühlmantels, mit einer über je einen ventilgesteuerten Durchgang sowohl mit dem Ventilausgang als auch mit dem dem Kühlmantel zugehörigen Ventileingang verbindbaren Zwischenkammer, und bei dem der Ventilausgang über einen von dem Kühlerventil gesteuerten Durchgang mit dem dem Kühler zugehörigen Ventileingang verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmlaufventil (53 in Fig.4) auf den Durchgang (Zentralöffnung 51 in Fig. 4) zur Verbindung des Ventilausganges (38 in Fig. 4) mit der Zwischenkammer (57 in Fig. 4) — dagegen das Kurzschlußventil (63 in F i g. 4) auf den Durchgang (58 in F i g. 4) zur zur Verbindung des dem Kühlmantel (22, 23) zugehörigen Ventileinganges (34) mit der Zwischenkammer (57) arbeitet.

7. Regelventil nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Mittel (Kegelfeder 76 in Fig.4)

für den Toleranzausgleich des Warmlaufventiles (53 in F i g. 4) sich über das beweglich am Stellglied (66) geführte Ventilschließglied (Ventilteller 62) des Kurzschlußventiles (63 in Fig.4) an dem Anschlag (75) für die die Kühlmittelströmung unterbindende Stellung des Warmlaufventiles (53 in Fig.4) abstützen.

8. Regelventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Ventileingang für den Anschluß an einen Kühlmittelaustritt des Kühlmantels, mit einem Ventileingang für den Anschluß an den Kühlmittelaustritt des Kühlers, mit einem Ventilausgang für den Anschluß an den Kühlmitteleintritt des Kühlmantels, und bei dem der Ventilausgang über einen von dem Kühlerventil gesteuerten Durchgang mit dem dem Kühler zugehörigen Ventileingang verbindbar ist und in eine von dem Kurzschlußventii absperrbare Ventilkammer mündet — während der dem Kühlmantel zugehörige Ventileingang in eine von dem Warmlaufventil absperrbare Ventilkammer mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Ventilausgang (38 in Fi g. 8) in offener Verbindung stehende Ventilkammer (104 in Fig. 8) über einen an seinen Enden von dem Kurzschlußventil (113 in F i g. 8) bzw. von dem Warmlaufventil (103 in Fig.8) gesteuerten Durchgang (Zentralöffnung 101) unmittelbar mit der mit dem dem Kühlmantel (22,23) zugehörigen Ventileingang (34) in offener Verbindung stehenden Ventilkammer (86 in F i g. 8) verbindbar ist.

9. Regelventil nach einem oder mehreren dtr Ansprüche 1 bis. 5, mit einem Ventileingang für den Anschluß an einen Kühlmittelaustritt des Kühlmantels, mit einem Ventileingang für den Anschluß an den Kühlmittelaustritt des Kühlers und mit einem Ventilausgang für den Anschluß an den Kühlmitteleintritt des Kühlmantels, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Kühlmantel (22, 23) zugehörige Ventileingang (^:!4 in Fig. 9 bis 16) sowohl über einen von dem Kühlerventil (149 in Fig. 9 bis 12 bzw. 199 in Fig. 13 bis 16) gesteuerten Durchgang (Zentralöffnung 147 in Fig. 12 bzw. 197 in Fig. 16) mit einem zusätzlichen Venlilausgang (178 in Fig.9 bis 12 bzw. 278 in Fig. 13 bis 16) für den Anschluß an den Kühlmitteleintritt (29) des Kühlers (30) als auch über einen von Warmlauf- und Kurzschlußventil (153 und 163 in Fig. 9 bis 12 bzw. 203 und 213 in Fi g. 13 bis 16) gesteuerten Durchgang (Zentralöffnung 151, Durchgang 158 in Fig. 12 bzw.Zentralöffnung 201 in Fig. 16) mit einer Ventilkammer (Durchgang 158 in F i g. 9 bis 12 bzw. Ventilkammer 186 in Fig. 13 bis 16) verbindbar ist, die in offener Verbindung mit dem dem Kühlmantel (22, 23) zugehörigen Ventilausgang (38) steht.

10. Regelventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Kühlmantel (22, 23) zugehörige Ventileingang (34 in Fig. 9 bis 12) über einen von dem Warmlaufventil (153) gesteuerten Durchgang (Zentralöffnung 151) mit einer Zwischenkammer (157) und die mit dem dem Kühlmantel (22, 23) zugehörigen Ventilausgang (38) in offener Verbindung stehende Ventilkam.ner (Anschlußstutzen 159) über einen von dem Kurzschlußventil (163) gesteuerten Durchgang (158) mit der Zwischenkammer (157) verbindbar ist.

11. Regelventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,9 und 10, dadurch gekennzeichnet,

daß die federnden Mittel (Kegelfeder 176 in F i g. 12) für den Toleranzausgleich des Warmlaufventils (153) sich über das beweglich am Stellglied (166) geführte Ventilschließgüed (Ventilteller 162) des Kurzschlußventiles (163) am Anschlag (175) für die Betätigung des Warmlaufventiles in seine die Kühlmittelströmung unterbindende Stellung abstützen.

12. Regelventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem dem Kühlmantel (22, 23) zugehörigen Ventilausgang (38) in offener Verbindung stehende Ventilkammer (186 in F i g. 13 bis 16) über einen an seinem einen Ende vom Warmlaufventil (203) und an seinem anderen Ende vom Kurzschlußventil (213) gesteuerten Durchgang (Zentralöffnung 201 in F i g. 16) unmittelbar mit dem dem Kühlmantel (22, 23) zugehörigen Ventileingang (34) verbindbar ist.