DE4426435A1 - Thermostatventil für den Kühlmittelkreis einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung geht gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1 von der DE-B 27 55 466 aus.

Bei diesem bekannten Thermostatventil stehen das Haupt­ ventil, das Kurzschlußventil und das Warmlaufventil über einen Stellmotor in gegenseitig fester Antriebsverbindung derart, daß bei geschlossenem Hauptventil im äußeren Um­ lauf des Kühlmittels über einen Wärmetauscher auch das Warmlaufventil einen Strömungsquerschnitt der Kurzschluß­ leitung des inneren Kühlmittelumlaufes sperrt. Eine räum­ lich neben dem Warmlaufventil vorgesehene Leckagebohrung dient einem Minimalumlauf über die Kurzschlußleitung. Mit dieser Anordnung ist eine verkürzte Warmlaufphase der Brennkraftmaschine nach einem Kaltstart erreicht mit z. B. abgasseitig reduzierter Schadstoffemission.

Aus der gattungsfremden FR-A 2 601 719 ist ein Thermo­ statventil bekannt, dessen mit dem Hauptventil antriebs­ fest verbundenes, plattenartig gestaltetes Kurzschluß­ ventil mit Durchbrüchen versehen ist, die ein feder­ belastetes Tellerventil verschließt. Sobald dieses Kurz­ schlußventil die Kurzschlußleitung versperrt, wirkt diese Anordnung der ventilgesteuerten Durchbrüche als ein Druckbegrenzungsventil, das dem Abbau von aus stärkeren Lastwechseländerungen der Brennkraftmaschine mit schnel­ len Anstiegen der Wasserpumpenfördermengen resultierenden Drücken im Kühlmittelkreis dient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsge­ mäße Thermostatventil unter Beibehaltung eines einfachen Aufbaues um die Funktion eines Druckbegrenzungsventils zu erweitern.

Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 derart gelöst, daß das Warmlaufventil ein relativ zum Kurzschlußventil in Öffnungs- und Schließrichtung freibeweglich angeordne­ tes Drosselventil ist, wobei das zusätzlich der Druckbe­ grenzung dienende Warmlaufventil mit einem vom Kurz­ schlußventil gesteuert verschließbaren Bypass als Kurz­ schluß-Strömungsquerschnitt ausgebildet ist.

Mit der erfindungsgemäßen Antriebsentkoppelung von Warm­ laufventil und Kurzschlußventil ist in vorteilhaft einfa­ cher Weise ein Druckbegrenzungsventil erreicht. Die wei­ tere erfindungsgemäße Ausbildung des als Drosselventil gestalteten Warmlaufventils mit einem einen Kurzschluß Strömungsquerschnitt bildenden Bypass stellt in vorteil­ hafter einfacher Bauweise einen temperaturgesteuerten, reduzierten Kurzschlußumlauf sicher. Ein besonderer Vor­ teil des erfindungsgemäßen Bypasses ist, daß dieser auch als eine erste Druckspitzen abbauende Dämpfungsdrossel gewählt werden kann.

In Ausgestaltung des Thermostatventils nach Anspruch 1 mit einem Dehnstoffelement als Stellmotor für Haupt- und Kurzschlußventil ist im Anspruch 2 eine im Aufbau einfa­ che Anordnung von Kurzschlußventil und Warmlaufventil be­ schrieben. Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Anord­ nung beschreibt Anspruch 3, wobei das in seinem Hub- Endabschnitt in eine napfartige Vertiefung im Warmlauf­ ventil mit Spiel eintauchende Kurzschlußventil zum einen eine fortschreitende Reduzierung der Kurzschlußströmung bewirkt, und zum anderen mit der Vertiefung eine Dämpfungskammer bildet zum Abbau von Druckspitzen bei einer Druckbegrenzung.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Die einzige Figur zeigt ein Thermostatventil 1 für den Kühlmittelkreis einer nicht näher gezeigten Brennkraft­ maschine 2. Das Thermostatventil 1 mit in einem als Deckel gestalteten Einsatz 3 angeordneten Dehnstoff­ element 4 umfaßt ein Hauptventil 5, das der Steue­ rung/Regelung eines äußeren, über einen nicht gezeigten Wärmetauscher geführten Kühlmittelumlaufes dient. Haupt­ ventil 5 und Dehnstoffelement 4 wirken über eine An­ triebsverbindung 6 zusammen, die mit einem Fortsatz 7 ausgerüstet ist. Der Fortsatz 7 trägt ein schiebebeweg­ lich angeordnetes Kurzschlußventil 8, das unter feder­ elastisch abgestützter Anlage gegen einen Anschlag 9 am Fortsatz 7 mit dem Hauptventil 5 in Antriebsverbindung steht.

Weiter trägt der Fortsatz 7 in seinem freien Endbereich ein schiebebeweglich angeordnetes Warmlaufventil 10, das in einer Kurzschlußleitung 11 eines inneren Kühlmittelumlaufes zwischen einem Zulauf-Abschnitt 11′ und einem Ab­ lauf-Abschnitt 11′′ angeordnet ist. Das Warmlaufventil 10 wirkt mit einem dem Zulauf-Abschnitt 11′ zugeordneten Dichtsitz 12 zusammen, wobei eine gesonderte Schließfeder 13 das Warmlaufventil 10 beaufschlagt.

Wie die Figur weiter zeigt, ist das den Zulauf-Abschnitt 11′ der Kurzschlußleitung 11 versperrend angeordnete Warmlaufventil 10 mittels eines Bypasses 14 als Drossel­ ventil der Kurzschlußströmung gestaltet und relativ zum Kurzschlußventil 8 auf dem Fortsatz 7 in Öffnungs- und Schließrichtung freibeweglich angeordnet. Das erfindungs­ gemäße Warmlaufventil 10 kann damit in vorteilhafter Weise dem Abbau von aus stärkeren Lastwechseländerungen der Brennkraftmaschine mit schnellen Anstiegen der Was­ serpumpenfördermengen resultierenden Drücken im Kühlmit­ telkreis dienen. Dabei kann der Bypass 14 zusätzlich als eine erste Druckspitzen abbauende Dämpfungsdrossel wir­ ken.

Weiter weist das Warmlaufventil 10 in Abstimmung mit sei­ ner Warmlauffunktion einen Bypass 14 mit entsprechend ge­ wählten Kurzschluß-Strömungsquerschnitten 15 auf. Diese Strömungsquerschnitte 15 sind von dem mit dem Hauptventil 5 in Antriebskoppelung stehenden Kurzschlußventil 8 ver­ schließbar, das von dem auf dem Dichtsitz 12 aufliegenden Warmlaufventil 10 um ein vorbestimmtes Maß des Öffnungs­ hubes des Hauptventiles 5 entfernt auf dem Fortsatz 7 an­ geordnet ist. Diese Anordnung bewirkt, daß mit zunehmen­ der Öffnung des Hauptventiles 5 aufgrund einer der Regel­ temperatur des Dehnstoffelementes 4 sich nähernder Kühl­ mitteltemperatur das mit dem Hauptventil 5 mitbewegte Kurzschlußventil 8 diese Strömungsquerschnitte 15 ver­ schließt zur Unterbindung einer Kurzschlußströmung in der Kurzschlußleitung 11.

Die weiter vorne beschriebene, mittels elastischer Ab­ stützung schiebebewegliche Anordnung des Kurzschlußventi­ les 8 auf dem Fortsatz 7 der Antriebsverbindung 6 zwi­ schen Dehnstoffelement 4 und Hauptventil 5 stellt ferner sicher, daß das vom Dichtsitz 12 bei einer Druckbegren­ zung abhebende Warmlaufventil 10 das nah benachbarte Kurzschlußventil 8 mitnehmen kann und somit eine Begren­ zung einer druckabhängigen Öffnungsbewegung des Warmlauf­ ventiles 10 vermieden ist.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist das mittels eines An­ schlages 16 auf dem Fortsatz 7 gesichert gehaltene Warm­ laufventil 10 als ein scheibenartiges Plattenventil mit einer napfartigen Vertiefung 17 gestaltet, in deren Stirnwand 18 die den Bypass 14 bildenden Kurzschluß-Strö­ mungsquerschnitte 15 angeordnet sind. In diese napfartige Vertiefung 17 taucht das als Tellerventil gestaltete Kurzschlußventil 8 gegen sein Hubende ein, womit zum einen eine fortschreitende Reduzierung der Kurzschluß­ strömung bei öffnendem Hauptventil 5 erreicht ist; zum anderen bilden die Vertiefung 17 und das mit Umfangsspiel eingetauchte Kurzschlußventil 8 eine zum Abbau von Druck­ spitzen während einer Druckbegrenzung wirksame Dämpfungs­ kammer gegen Schwingungen des Warmlaufventiles 10.

Claims (5)

1. Thermostatventil für den Kühlmittelkreis einer Brennkraftmaschine,

• - umfassend ein einen äußeren Kühlmittelumlauf steuerndes/regelndes Hauptventil (5),
• - ein über den Öffnungshub des Hauptventiles ge­ steuert einen Strömungsquerschnitt (15) eines inneren Kühlmittelumlaufes (Kurzschlußleitung 11) verschließendes Kurzschlußventil (8), so­ wie
• - ein in der Kurzschlußleitung (11) zusätzlich angeordnetes Warmlaufventil (10),

dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Warmlaufventil (10) ein relativ zum Kurzschlußventil (8) in Öffnungs- und Schließ­ richtung freibeweglich angeordnetes Drossel­ ventil ist, wobei
• - das zusätzlich der Druckbegrenzung dienende Warmlaufventil (10) mit einem vom Kurzschluß­ ventil (8) gesteuert verschließbaren Bypass (14) als Kurzschluß-Strömungsquerschnitt (15) ausgebildet ist.

2. Thermostatventil nach Anspruch 1,

• - mit in einem Einsatz (3) angeordnetem Dehn­ stoffelement (4),

dadurch gekennzeichnet,

• - daß eine Antriebsverbindung (6) des Dehnstoff­ elementes (4) mit dem Hauptventil (5) einen der schiebebeweglichen Führung von Warmlauf­ ventil (10) und Kurzschlußventil (8) dienenden Fortsatz (7) aufweist, der
• - einen ersten Anschlag (9) für das gegen die Antriebsverbindung (6) elastisch abgestützte Kurzschlußventil (8) trägt sowie
• - einen zweiten Anschlag (16) für das vom Kurz­ schlußventil (8) um ein Maß des Öffnungshubes des Hauptventiles (5) beabstandet angeordnete Warmlaufventil (10), das
• - von einer gesonderten Schließfeder (13) beauf­ schlagt ist.

3. Thermostatventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet,

• - daß das Warmlaufventil (10) als ein im wesent­ lichen scheibenartiges Plattenventil gestaltet ist mit einer napfartigen, das als Teller­ ventil ausgebildete Kurzschlußventil (8) in seinem Hub-Endabschnitt aufnehmenden Ver­ tiefung (17), die
• - in einer Stirnwand (18) einen Bypass (14) mit mehreren Kurzschluß-Strömungsquerschnitten (15) aufweist.