DE3018682C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Thermostatventil für den Kühlkreislauf eines Verbrennungsmotors, insbesondere in einem Automobil, das von einem temperaturempfindlichen T-Glied gesteuert ist, dem das vom Motor kommende Kühl­ mittel zugeführt wird und das in Abhängigkeit von der Position zweier Schließkörper in Bezug auf deren Dicht­ sitze diese Flüssigkeit in eine Umwegleitung und/oder eine Zuleitung eines Kühlers leitet, wobei die Position dieser Schließkörper vom T-Glied bestimmt ist, das der Temperatur des umlaufenden Kühlmittels ausgesetzt ist, und mit einer Expansionskapsel, die sich innerhalb des Kühlmittels befindet.

Verbrennungsmotoren für Automobile können durch eine Flüs­ sigkeit, beispielsweise durch Wasser, gekühlt werden. Das Wasser läuft in einem geschlossenen Kreislauf um, angetrie­ ben von einer Umlaufpumpen die wiederum durch den Verbren­ nungsmotor angetrieben wird. Bei den bekannten Kühlsystemen dieser Art fließt die aus dem Verbrennungsmotor kommende Kühlflüssigkeit in einen Wärmetauscher, beispielsweise in einen Kühler, wo sie einen Teil ihrer Wärmeenergie abgibt und als kühlere Flüssigkeit wiederum dem Motor zugeführt wird. Zwischen der Zuleitung und der Ableitung des Kühlers wird allgemein eine Umwegleitung angeordnet. Die Auf­ zweigung im Bereich der Zuleitung des Kühlers wird mittels eines Thermostatventils erreicht. Ist der Motor beim Start kalt, leitet dieses Ventil das Kühlmittel durch die Umwegleitung. Erreicht jedoch die Tempera­ tur des Kühlmittels einen vorgegebenen Wert, unter­ bricht das Ventil den Durchgang der Flüssigkeit in die Umwegleitung, so daß das gesamte Kühlmittel durch den Kühler strömt.

Das Thermostatventil kann ausschließlich dafür vorge­ sehen sein, die Umwegleitung abzuschließen. Es ist je­ doch auch bereits bekannt, dieses Ventil sowohl zur Absperrung der Umwegleitung als auch zur Öffnung der Zuleitung des Kühlers einzusetzen. Bei einem derartigen Thermostatventil, wie es beispielsweise aus DE-PS 10 35 408 bekannt ist, ist das T-Glied als Expansions­ kapsel ausgebildet, die in die Kühlflüssigkeit einge­ taucht ist. Diese Ausdehnungskapsel hat zwei Elemente. Eines dieser Elemente ist gegenüber dem Ventilgehäuse be­ festigt, während das andere Element beweglich ist und unter der Wirkung einer Rückstellfeder steht. Das beweg­ liche Element hat zwei Schließkörper, von denen der eine geschlossen ist, wenn der andere sich in Öffnungs­ stellung befindet. Einer dieser Schließkörper steuert die Zuleitung in die Umwegleitung, und der andere steu­ ert den Zufluß in den Kühler.

Diese Thermostatventile, die von einem Glied gesteuert werden, das auf die Temperatur des Kühlmittels reagiert, haben einen recht einfachen Aufbau, jedoch den Nachteil, daß sie keine ausreichend gute Regelung der Temperatur des Kühlmittels ermöglichen, weil ein vollständiges Ver­ schieben des beweglichen Elements in dem Ventil, das zu einer Absperrung der Umwegleitung führt, in einem breiten Temperaturbereich erfolgt. Steuert man jedoch im Gegen­ satz hierzu entsprechend der FR-PS 23 88 994 und der DE-PS 581 220 das Ventil von außen, so besteht die Ge­ fahr, daß bei Ausfall der Steuerung eine Funktionsstörung auftritt. Entweder bleibt die Temperatur des Kühlmittels auf einem zu geringen Wert, wenn der Kühler ständig ein­ geschaltet ist, oder die Temperatur des Kühlmittels er­ reicht einen zu hohen Wert, weil die gesamte umlaufende Menge ständig durch die Umwegleitung strömt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Ventile zu vermeiden und ein Thermostatven­ til zu schaffen, das einerseits eine präzise Regelung der Temperatur des Kühlmittels ermöglicht und bei dem zugleich andererseits für den Fall, daß die dem Ventil zugeordnete Regeleinrichtung ausfällt, jegliche gravierende Funktions­ störung vermieden wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Thermos­ tatventil der eingangs bezeichneten Art innerhalb des Aus­ dehnungsmittels der Expansionskapsel ein Heizwiderstand an­ geordnet ist, durch den ein in Abhängigkeit von mindestens einer Zustandsgröße des Motors bestimmter Strom fließt.

Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, einem Thermostat­ ventil, das von einem temperaturempfindlichen Glied, wie z. B. einer sich bei Wärmezufuhr ausdehnenden Kapsel, ge­ steuert ist, eine Regelvorrichtung zuzuordnen, die auf die­ ses temperaturempfindliche Glied einwirkt. Auf diese Weise ermöglicht es die Regelvorrichtung, die Variationsbreite in der Temperatur des Kühlmittels einzuschränken. Weiterhin ermöglicht sie für den Fall, daß die Regelung ausfällt, die Beibehaltung der Funktion eines Thermostatventils be­ kannter Art, das durch eine sich bei Wärmezufuhr ausdehnen­ de Kapsel gesteuert ist Das Ventil unterliegt also zugleich zwei Einflußgrößen: Einerseits wird es direkt mittels des temperaturempfindlichen Gliedes vom Kühlmittel beeinflußt, und andererseits wird es über dasselbe temperaturempfind­ liche Glied über eine zusätzliche Regeleinrichtung gesteuert.

Der Einfluß der zusätzlichen Steuerung macht sich jedoch nur in einer verfeinerten, präziseren Regelung im Sinne einer Korrektur bemerkbar. Dadurch ist die Energie, die dieser zusätzlichen Regelung zugeführt werden muß, aus­ gesprochen gering, denn der Hauptanteil der zur Steuerung des Ventils notwendigen Arbeit wird unmittelbar von der Wärmeenergie des Kühlmittels, das auf das wärmeempfind­ liche Glied einwirkt, geleistet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Heizwiderstand sich in einer Heizkerze befindet, die von dem Ausdehnungsmittel umgeben ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vor­ gesehen, daß die Expansionskapsel einen Kolben aufweist, sowie einen Zylinder, der das bewegliche Teil der Expan­ sionskapsel bildet, daß die Heizkerze an dem Kolben be­ festigt ist, und daß die beiden Anschlüsse des Heizwider­ standes aus dem oberen Teil des Kolbens in eine Zone herausgeführt sind, in der der Kolben mit einem Bügel in Verbindung steht.

Vorzugsweise wird der Heizwiderstand von einem Strom durch­ flossen, der in Abhängigkeit von der Temperatur R der um­ laufenden Kühlflüssigkeit gewählt ist. In einer ersten Aus­ führungsform wird dem Heizwiderstand entweder ein Strom mit dem Wert Null oder ein konstanter Strom mit einem Wert ungleich Null mittels einer Vergleichsstufe zugeführt, die zwei Schaltpunkte aufweist. Ein Schaltpunkt R 1 ist an­ steigenden Temperaturen R zugeordnet, der andere Schaltpunkt R₂ wird bei fallenden Temperaturen R erreicht. Die Regel­ temperatur R _r wird gewählt als arithmetischer Mittelwert dieser beiden Schaltpunkte, al­ so R _r = . In einem zweiten Ausführungsbei­ spiel wird dem Heizwiderstand ein Strom I zugeführt, der einen Wert I=I₀+K ( R-R _r ) hat, I₀ und K sind Konstanten, K=ungleich Null, R _r =die gewählte Regel­ temperatur. In einem ersten Ausführungsbeispiel kann I _o so gewählt werden, daß diese Konstante gleich der Hälfte des Maximalwertes des Stromes I ist; in einem an­ deren Ausführungsbeispiel wird I₀ als Null vorgegeben, in diesem Fall ist der Strom I proportional der Tem­ peraturdifferenz zwischen der Temperatur R der Kühlflüs­ sigkeit und der gewählten Regeltemperatur R _r . Wenn I₀ im wesentlichen gleich der Hälfte des Maximalstroms I ist, erreicht man einen symmetrischen Funktionsablauf der Regelung für ansteigende und abfallende Temperatu­ ren, da man durch eine Erhöhung oder durch eine Ernied­ rigung des Stromes in bezug auf seinen Mittelwert das eine hohe Wärmeausdehnung aufweisende Mittel in der Ex­ pansionskapsel aufheizen oder abkühlen kann.

Vorzugsweise liegt die Regeltemperatur R _r in Nähe der gewünschten Solltemperatur R _s der umlaufenden Kühlflüs­ sigkeit oder entspricht diesem Wert. Der maximale, dem Heizwiderstand zugeführte Strom reicht vorzugsweise nicht aus, um eine vollständige Absperrung der Umweg­ leitung (Bypass) zu bewirken, wenn nicht die Temperatur R der Kühlflüssigkeit zumindest in Nähe der gewünschten Solltemperatur R _s gestiegen ist. Weiterhin kann vorteil­ hafterweise vorgesehen werden, daß für den Fall, daß kein Strom durch den Heizwiderstand fließt, das T-Glied zunehmend die Umwegleitung verschließt, wenn die Tem­ peratur R der Kühlflüssigkeit in die Nähe der gewünsch­ ten Solltemperatur R _s kommt, und daß das T-Glied die Um­ wegleitung vollständig absperrt, bevor die Temperatur R den Siedepunkt der in dem Kühlsystem zirkulierenden Flüs­ sigkeit erreicht hat.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden näher beschrieben und unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kühlkreis­ laufs mit Thermostatventil nach der Erfindung,

Fig. 2 ein axialer Längsschnitt durch ein Thermostat­ ventil, wie es im Kühlsystem gemäß Fig. 1 ein­ gesetzt ist,

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Position des verschiebbaren Elements des Ventils gemäß Fig. 2 in Abhängigkeit von der Temperatur R der Kühl­ flüssigkeit, für den Fall, daß kein Strom durch den Heizwiderstand fließt, und für den Fall, daß der Strom I durch den Heizwiderstand seinen Maxi­ malwert annimmt,

Fig. 4 ein Blockschaltbild der elektronischen Regelstufe für die Einspeisung eines Stromes in einen Heiz­ widerstand bei einem Ventil gemäß Fig. 2,

Fig. 5 eine graphische Darstellung des Temperaturver­ laufs der in einem Kreislauf entsprechend Fig. 1 zirkulierenden Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Zeit,

Fig. 6 eine in gleichem Zeitmaßstab wie Fig. 5 aufgetra­ gene, funktionale Abhängigkeit des Stromes, der durch einen Heizwiderstand in einem Ventil gemäß Fig. 2 hindurchfließt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist mit dem Bezugs­ zeichen 1 ein Verbrennungsmotor eines Automobils be­ zeichnet, die Kühlung dieses Motors 1 wird durch einen Wasserkreislauf gewährleistet. Das Wasser wird in dem Kühlsystem mittels einer Zirkulationspumpe 2 in Bewegung gehalten. Zum Kreislauf gehört weiterhin ein Wärmeaus­ tauscher 3, allgemein "Kühler" genannt, dem ein Ventila­ tor 4 zugeordnet ist. Dieser drückt oder saugt Luft durch den Kühler 3, wodurch das im Kreislauf zirkulierende Was­ ser abgekühlt wird. Mittels einer Umwegleitung 5 wird erreicht, daß das Kühlwasser in einem Kühlkreislauf um­ laufen kann, ohne durch den Kühler 3 hindurchzulaufen. Die Aufteilung der Wasserflüsse auf die Umwegleitung 5 und den Kühler 3 wird mittels eines Thermostatventils 6 erreicht. Im einzelnen ist ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Thermostatventils 6 in Fig. 2 gezeigt.

Die Kühlflüssigkeit erreicht das Ventil 6 durch die Lei­ tung 7, das Wasser strömt entweder durch die Umweglei­ tung 5 oder durch die Zuleitung 8 ab, die zum Kühler 3 führt. Im Inneren des Ventils 6 ist ein Tragteil 9 ange­ ordnet, das als Ringflansch am Ausgangspunkt der Zulei­ tung 8 ausgebildet ist. Dieses Tragteil 9 bildet einen ersten Dichtsitz 10, der mit einem kegelstumpfförmigen Schließkörper 11 zusammenwirkt. Dieser verschließt den Einlaß in die Zuleitung 8, wenn er sich in Anlage am Dichtsatz 10 befindet. Das Tragteil 9 hat weiterhin einen Bügel 12, der die vom Dichtsitz 10 begrenzte Öff­ nung übergreift und in seinem oberen Bereich einen orts­ festen Kolben 13 einer Expansionskapsel, die als Ganzes mit dem Bezugszeichen 14 versehen ist, trägt. Diese Kapsel 14 wird durch den Kolben 13 und einen Zylinder 15 gebildet, welcher das verschiebbare Element der Kapsel 14 bildet. Der Zylinder 15 umschließt ein Mit­ tel 16 mit hoher Wärmeausdehnung, z. B. ein Wachs. Die in Abhängigkeit von der Temperatur erfolgende Ausdeh­ nung bewirkt eine Verschiebung des Zylinders 15 gegen­ über dem Kolben 13. Der Zylinder 15 ist starr mit dem Schließkörper 11 verbunden und wird ständig durch eine Feder 17 gegen den Kolben 13 gedrückt. Diese Feder 17 stützt sich einerseits am Schließkörper 11 ab, und zwar an der vom Dichtsitz 10 abgewandten Seite dieses Schließkörpers 11, andererseits liegt die Feder 17 an einem Bügel 18 an, der starr, z. B. einstückig, mit dem Tragteil 9 verbunden ist. Dieser Bügel 18 ist auf der­ jenigen Seite des der Befestigung dienenden Ringflanschs des Tragteils 9 angeordnet, auf der sich nicht der Bü­ gel 12 befindet. Der Zylinder 15 kann sich frei durch den Bügel 18 hindurchbewegen, indem er durch eine kreis­ förmige Öffnung 18a dieses Bügels 18 hindurchreicht. Der Zylinder 15 hat an seiner Basis, also auf seiner, dem Schließkörper 11 abgewandten Seite eine Befesti­ gung 15a , durch die er mit einem Schließkörper 19 ver­ bunden ist. Dieser Schließkörper 19 wirkt mit einem Ventilsitz 20 zusammen und kann den Einlaß zur Umweg­ leitung 5 absperren.

Unter dem Einfluß einer Temperaturerhöhung der Kühlflüs­ sigkeit, in die die Expansionskapsel 14 eingetaucht ist, steigt das Volumen des sich bei Wärmezufuhr ausdehnenden Mittels 16 an, wodurch der Zylinder 15 zusammen mit den ihm zugeordneten Schließkörpern 11 und 19 gegenüber dem Kolben 13, d. h. also gegenüber dem Gehäuse des Ventils 10, verschoben wird, da der Kolben 13 fest mit dem Trag­ teil 9 verbunden ist. Bei einer derartigen Bewegung nä­ hert sich der Schließkörper 19 seinem Dichtsitz 20, der Schließkörper 11 dagegen bewegt sich von seinem Sitz 10 weg. Hieraus folgt, daß der in die Umwegleitung 5 flies­ sende Anteil der Kühlflüssigkeit geringer wird, der in die Leitung 8 eintretende Flüssigkeitsstrom wächst da­ gegen an, insgesamt wird also der Anteil der Flüssig­ keit, der durch den Kühler 3 hindurchläuft, erhöht, wo­ durch aufgrund des Wärmeaustauschs die Temperatur der Kühlflüssigkeit stärker verringert wird. Versperrt der Schließkörper 19 vollständig die Umwegleitung 5, ist der Eingang in die Leitung 8 vollständig geöffnet: Falls nun ein Temperaturabfall in der Kühlflüssigkeit auf­ tritt, nimmt das Volumen des sich bei Wärmezufuhr aus­ dehnenden Mittels 16 ab und der Zylinder 15 bewegt sich unter der Wirkung der Rückstellfeder 17 gegenüber dem Kolben 13, er nähert sich dem Bügel 12. Bei dieser Bewe­ gung kommt der Schließkörper 11 näher an seinen Dicht­ sitz 10 heran, während sich der Schließkörper 19 von sei­ nem Dichtsitz 20 wegbewegt. Hieraus folgt, daß die Menge des in die Zuleitung 8 eintretenden Kühlmittels abnimmt, während die in die Umwegleitung 5 eintretende Flüssig­ keitsmenge ansteigt. Hierdurch wird die Temperatur der Kühlflüssigkeit erhöht, da der Wärmeaustausch im Kühler 3 reduziert ist. Diese eben beschriebenen Funktionsab­ läufe treten bei einem Thermostatventil nach dem Stand der Technik auf.

Erfindungsgemäß ist im Inneren des Zylinders 15 eine Heizkerze 21 angeordnet, die in das Innere des sich bei Wärmezufuhr ausdehnenden Mittels 16 eingetaucht ist und einen Heizwiderstand 22 umschließt. Diese Heizkerze 21 ist mit dem Kolben 13 verbunden, die beiden Anschlußen­ den des Heizwiderstandes 22 treten im oberen Bereich des Kolbens 13 aus, in dem Bereich, in dem der Kolben 13 im Bügel 12 gehalten ist. Es ist verständlich, daß die Wir­ kung des Widerstandes 22 auf das Mittel 16 in der gera­ de beschriebenen Anordnung besonders wirkungsvoll ist, da der Widerstand 22 sich vollständig im Inneren des Mittels 16 befindet. In einem anderen Ausführungsbei­ spiel kann vorgesehen werden, den Widerstand 22 so anzu­ ordnen, daß er eine den Zylinder 15 umgebende Spule bil­ det. In diesem Fall wirkt sich eine Aufheizung aufgrund des Widerstandes 22 ebenfalls auf das Mittel 16 aus, sie wirkt jedoch zugleich auch auf die Kühlflüssigkeit, die um die Expansionskapsel 14 herumfließt. Dies ist für die beabsichtigte Wirkung weniger günstig. Ist der Widerstand 22 am äußeren Bereich des Zylinders 15 angeordnet, so tritt zudem die Notwendigkeit auf, ihn vollständig gegen­ über der Kühlflüssigkeit zu isolieren, so daß dieses Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Wirksamkeit und der Einfachheit der Ausführung nicht als das beste erscheint.

In Fig. 3 ist die Verschiebung L des Zylinders 15 und seiner Schließkörper 11 und 19 gegenüber einem mit dem Gehäuse des Ventils 6 verbundenen Fixpunkt aufgetragenen in Funktion von der Temperatur R des umlaufenden Kühl­ mittels. Die Kurve 23 zeigt die Verschiebung, die er­ reicht wird, wenn am Widerstand 22 kein Strom anliegt. Die Kurve 24 zeigt die Verschiebung, die erreicht wird, wenn am Widerstand 22 kein Strom anliegt. Die Kurve 24 zeigt die Verschiebung, die erreicht wird, wenn dem Widerstand 22 ein maximaler Strom zugeführt wird. Der Abstand L₁ entspricht einer Position des Zylinders 15, bei der der Schließkörper 11 an seinem Dichtsitz 10 an­ liegt. Die Position L₂ entspricht einer Stellung des Zylinders 15, bei der der Schließkörper 19 an dem ihm zugeordneten Dichtsitz 20 anliegt. Wird eine Temperatur­ regelung für die Kühlflüssigkeit um den Wert 95°C (=378 K) gewünscht, so wählt man eine Kurve 23, deren Fußpunkt sich bei 95°C befindet, und eine Kurve 24, de­ ren oberster Punkt sich ebenfalls bei 95°C befindet. Die Kurven 23 und 24 verlaufen im wesentlichen parallel zueinander, da sie der Ausdehnung des Mittels 16 ent­ sprechen. Sie erstrecken sich über eine Bandbreite von ungefähr 10°C. Die Auswahl der Kurven wird dabei inner­ halb der Bedingungen für den Kühlkreislauf so getroffen, daß die Siedetemperatur der Kühlflüssigkeit oberhalb der maximal von der Kurve 23 erreichten Temperatur liegt. Die Kurve 23 entspricht der Arbeitskurve eines Thermos­ tatventils 6 nach dem Stand der Technik, da durch den Widerstand 22 kein Strom fließt. Wird ein Strom durch den Widerstand 22 hindurchgeleitet, so erkennt man, daß man auf diese Weise von der Kurve 23 zur Kurve 24 gelan­ gen kann, indem man Einfluß auf den durch den Widerstand 22 fließenden Strom nimmt. Auf diese Weise kann man zu jedem Zeitpunkt einen innerhalb des in Fig. 3 gestri­ chelt dargestellten Bereichs zwischen den beiden verti­ kalen Y₁ und Y₂ liegenden Arbeitspunkt wählen. Y₁ und Y₂ liegen symmetrisch bezüglich einer vertikalen Geraden in der Graphik, der eine Temperatur von 95°C entspricht.

Hieraus wird ersichtlich, daß man durch Änderung der Stromeinspeisung in den Widerstand 22 erreichen kann, daß die Temperatur der Kühlflüssigkeit innerhalb des schmalen Bereichs um die gewünschte Temperatur von 95°C bleibt, wohingegen bei einem Ventil nach dem Stand der Technik dieser Temperaturbereich notwendiger­ weise durch die Ansprechpunkte der Expansionskapsel 14 gegeben war und der Temperaturbreite entspricht, die die Kurve 23 einnimmt, also etwa 10°C.

In den Fig. 4 - 6 ist beispielhaft eine mögliche Ausführung der Regelung für die elektrische Stromein­ speisung in den Widerstand 22 gezeigt. Dem Widerstand 22 ist eine Vergleichsstufe 25 mit Hysteresis-Kennlinie zugeordnet, an der einerseits eine der tatsächlichen Temperatur R der Kühlflüssigkeit entsprechende Eingangs­ spannung, die mit Hilfe eines am Ausgang des Motors 1 angeordneten Meßwertgebers 26 gemessen ist, und anderer­ seits eine Eingangsspannung anliegt, die der Reverenz­ temperatur R _r entspricht, diese wiederum stimmt mit der gewünschten Solltemperatur R _s für die Kühlflüssigkeit überein. Die Ausgangsspannung der Vergleichsstufe 25 wird einem Verstärker 27 zugeführt, der Strom in den Widerstand 22 einspeist. Die gesamte Regelschaltung mit Vergleichsstufe 25 und Verstärker 27 ist in Fig. 1 als Regelstufe 28 gezeigt. Die Vergleichsstufe 25 hat zwei Schaltpunkte, einer entspricht einer Temperatur R₁ für ansteigende Temperaturen R, der andere entspricht einer Temperatur R₂ für abfallende Temperaturen. Es gilt: R r=(R₁+R₂)/2. Steigt die Temperatur R an, befindet sie sich jedoch noch unterhalb der Temperatur R₁, so ist der in den Widerstand 22 feingespeiste Strom Null. Er­ reicht die Temperatur den Wert R₁, so springt der durch den Widerstand 22 fließende Strom auf seinen Maximal­ wert. Hierdurch wird das Volumen des Mittels 16 erhöht, wodurch wiederum der Anteil der durch den Kühler 3 hin­ durchströmenden Kühlflüssigkeit anwächst. Die Tempera­ tur R fällt nun wieder ab, wie anhand des mit dem Bezugs­ zeichen 29 versehenen, abfallenden Astes in Fig. 5 zu erkennen ist. Erreicht die Temperatur R den Schwellwert R₂, fällt der durch den Widerstand 22 fließende Strom auf den Wert Null. Hierdurch kühlt sich das Mittel 16 ab, wodurch die Menge des durch den Kühler 3 strömenden Kühlmittels verringert wird. Dadurch steigt die Tempera­ tur R wieder an, wie sie anhand des Astes 30 in Fig. 5 ersichtlich ist. Insgesamt wird also klar, daß durch eine Stromzufuhr entweder mit einem festen Stromwert oder mit dem Wert Null die Temperatur R zwischen den beiden Schwellwerten R₁ und R₂ um die Reverenztempera­ tur R _r gehalten werden kann. In Fig. 6 ist der zeitliche Verlauf des in den Widerstand 22 eingespeisten Stromes gezeigt. Diese Figur hat einen mit der in Fig. 5 gezeig­ ten Temperatur-Regelkurve übereinstimmenden Zeitmaßstab.

Tritt in der elektronischen Regelstufe 28 ein Ausfall auf, so können zwei Fälle auftreten: Entweder bleibt der Strom I Null oder der Strom I behält ständig seinen Maximalwert bei. Ist der Strom I auf Dauer Null, so funktioniert das Kühlsystem entsprechend der Kurve 23 in Fig. 3, d. h., der Zufluß von Kühlmittel in den Küh­ ler 3 beginnt bei 95°C und ist bei 105°C (378 K) voll­ ständig. Insgesamt spielt sich also in einem derarti­ gen Fall bei normalem Arbeitsablauf des Automobils eine Regelung um den Mittelwert 100°C ein. Unter ex­ tremen Arbeitsbedingungen kann die Temperatur des Kühl­ mittels bis auf 105°C steigen, auf jeden Fall bleibt sie jedoch unterhalb der Siedetemperatur dieses Kühl­ mittels. Der Motor 1 wird dadurch etwas heißer als es wünschenswert ist, er kann jedoch trotzdem in geeigne­ ter Weise arbeiten. Ist jedoch im Gegensatz zu dem be­ trachteten Fall der Strom durch den Widerstand 22 stän­ dig auf seinem Maximalwert, so entspricht die Arbeits­ kennlinie des Ventils 6 der Kurve 24 in Fig. 3, so daß in diesem Fall die Einspeisung in den Kühler 3 bei 85°C (358 K) beginnt. Die gesamte Kühlflüssigkeit läuft durch den Kühler 3, sobald die Temperatur R den Wert 95°C erreicht hat. Bei Normalbetrieb stellt sich die Temperatur etwa in der Nähe von 90°C ein. Diese Tem­ peratur ist etwas zu gering im Vergleich mit der ge­ wünschten Temperatur von 95°C, aber auch bei dieser Temperatur ist ein zufriedenstellendes Arbeiten des Motors 1 gewährleistet.

Insgesamt wird also deutlich, daß durch das Thermostat­ ventil 6 nach der Erfindung und mittels der Regelstufe 28, die auf den Widerstand 22 einwirkt, eine Verfei­ nerung der Temperaturregelung des Kühlmittels erreicht wird. In keinem Fall kann jedoch ein Ausfall der elek­ tronischen Regeleinrichtung dazu führen, daß ein nor­ males Arbeiten des Motors 1 unmöglich ist. Der Hauptan­ teil der Stellarbeit, die von der Expansionskapsel 14 ausgeführt wird, wird direkt von der Wärmeenergie des Kühlmittels geleistet und in das eine Wärmeausdehnung aufweisende Mittel 16 übertragen. Der Widerstand 22 wird lediglich erwärmt, um eine Korrektur zu erhalten, die das Regelintervall kleiner macht, hieraus folgt, daß die vom Widerstand 22 verbrauchte Energie ausge­ sprochen gering ist.

Die Stromeinspeisung in den Widerstand 22 kann auch mit einer anderen Vorrichtung als der beschriebenen Regel­ stufe durchgeführt werden. Insbesondere kann ein Strom I genutzt werden, der proportional der Temperaturdifferenz R-R _r ist. Ist R kleiner als R _r , so ist der Strom I Null. Das Kühlmittel zirkuliert durch die Umwegleitung 5, die Temperatur R steigt an. Sobald R größer wird als R _r , fließt ein Strom I durch den Widerstand 22. Dies be­ wirkt, daß Kühlmittel durch den Kühler 3 hindurchfließt und die Umwegleitung 5 versperrt wird. Infolgedessen sinkt die Temperatur R ab. Auf diese Weise kann man die Kühlmitteltemperatur R im wesentlichen auf einem kon­ stanten Wert halten.

In einem anderen Ausführungsbeispiel wird in den Wider­ stand 22 ein Strom I=I₀+K( R-R _r ) eingespeist. Da­ bei ist K eine Konstante und ungleich Null, I _o ist im wesentlichen gleich dem halben Maximalwert des durch den Widerstand 22 fließenden Stroms I. Jedesmal wenn R gleich R _r ist, fließt ein konstanter Strom I _o durch den Widerstand 22. Durch Erhöhung oder durch Verringerung dieses Stromes I durch den Widerstand 22 kann man das Mittel 16 in der Expansionskapsel 14 aufwärmen oder ab­ kühlen. Bei dieser Anordnung wird eine symmetrische Ar­ beitskurve für das Öffnen und das Schließen der Einspei­ sung in den Kühler 3, also bei wachsenden und bei abfal­ lenden Temperaturen erreicht. Der Strom I _o kann vari­ iert werden, indem eine Proportionalregelung vorgese­ hen wird, dabei wird aber der Fehler in bekannter Weise integriert (Fehler Null bei Dauerbetrieb). Es soll betont werden, daß das oben beschriebene Ausfüh­ rungsbeispiel keineswegs einschränkend ist und inner­ halb des Rahmens der Erfindung weitere Ausführungsbei­ spiele möglich sind.

Claims (11)

1. Thermostatventil für den Kühlkreislauf eines Ver­ brennungsmotors, insbesondere in einem Automobil, das von einem temperaturempfindlichen T-Glied gesteuert ist, dem das vom Motor kommende Kühlmittel zugeführt wird und das in Abhängigkeit von der Position zweier Schließ­ körper in Bezug auf deren Dichtsitze diese Flüssigkeit in eine Umwegleitung und/oder in eine Zuleitung eines Kühlers leitet, wobei die Position dieser Schließkörper vom T-Glied bestimmt ist, das der Temperatur des um­ laufenden Kühlmittels ausgesetzt ist, und mit einer Expansionskapsel, die sich innerhalb des Kühlmittels befindet, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Ausdehnungsmittels (16) der Expansions­ kapsel (14) ein Heizwiderstand (22) angeordnet ist, durch den ein in Abhängigkeit von mindestens einer Zu­ standsgröße des Motors (1) bestimmter Strom I fließt.

2. Thermostatventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Heizwiderstand (22) sich in einer Heizkerze (21) befindet, die von dem Ausdehnungsmittel (16) umgeben ist.

3. Thermostatventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Expansionskapsel (14) einen Kolben (13) aufweist, sowie einen Zylinder (15) der das bewegliche Teil der Expansionskapsel (14) bildet, daß die Heizkerze (21) an dem Kolben (13) befestigt ist, und daß die beiden Anschlüsse des Heizwiderstandes (22) aus dem oberen Teil des Kolbens (13) in eine Zone herausgeführt sind, in der der Kolben (13) mit einem Bügel (12) in Verbindung steht.

4. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Heizwiderstand (22) ein in Abhängigkeit von der Temperatur R des umlaufenden Kühl­ mittels bestimmter Strom I anliegt.

5. Thermostatventil nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Heizwiderstand (22) über eine zwei Schaltzustände aufweisende Vergleichsstufe (25) ein Strom anliegt, der entweder Null ist oder einen von Null verschiedenen konstanten Wert hat, daß der eine Schaltpunkt R₁ ansteigenden und der andere Schaltpunkt R₂ abfallenden Temperaturen R zugeordnet ist und daß die Regeltemperatur R _r gewählt ist als R _r = (arithmetisches Mittel).

6. Thermostatventil nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Heizwiderstand (22) ein Strom I mit dem Wert I=I₀ + K( R - R _r) zugeleitet wird, wobei I₀ und K Konstanten sind, K ungleich Null ist und R _r die gewünschte Regeltemperatur ist.

7. Thermostatventil nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Konstante I _o im wesentlichen gleich der Hälfte des Maximalwerts des Stromes I ist.

8. Thermostatventil nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Konstante I₀ den Wert Null hat.

9. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 5 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Regeltemperatur R _r nahe (oder gleich) der für das Kühlmittel gewünschten Solltemperatur R _s ist.

10. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Heiz­ widerstand (22) maximal zugeführte Strom I allein nicht ausreicht, um die Umwegleitung (5) vollständig abzusperren, sondern daß das Kühlmittel eine zumindest in der Nähe der Solltemperatur R _s liegende Temperatur R erreichen muß.

11. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schalt­ zustand, in dem am Heizwiderstand (22) kein Strom I an­ liegt, das T-Glied zunehmend die Umwegleitung (5) sperrt, wenn das Kühlmittel eine Temperatur R erreicht, die in der Nähe der Solltemperatur R _s liegt, und daß das T-Glied die Umwegleitung (5) vollständig absperrt, bevor die Siedetem­ peratur des im Kühlkreislauf zirkulierenden Kühlmittels erreicht ist.