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Die
Erfindung betrifft ein Thermostatventil, das ein Thermostatelement
mit ausdehnbarem Material umfasst, das dafür ausgelegt ist, die Bewegungen eines
Ventilkörpers
zur Regulierung des Durchgangs eines Fluids durch das Ventil zu
steuern.
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In
zahlreichen Anwendungsbereichen des Fluidbereichs, insbesondere
zum Kühlen
einer Wärmekraftmaschine,
werden solche Ventile dazu verwendet, ein eintretendes Fluid in
Abhängigkeit
von den Merkmalen, insbesondere der Temperatur, die dieses eintretende
Fluid aufweist, auf verschiedene Wege zu verteilen.
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Bei
den gegenwärtig
verwendeten Ventilen ist das freie Ende des Kolbens des Thermostatelements
häufig
mit dem die Strömung
des Fluids in dem Ventil regulierenden Ventilkörper starr verbunden, so dass
der Abstand des Ventils bezüglich
seines Sitzes durch die Änderung
der Temperatur des Fluids gesteuert wird, in dem das Thermostatelement badet.
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Manche
Betriebsbereiche von Wärmekraftmaschinen
können Überdrücke in den
Kühlwasserkreisen
mit sich bringen, während
das Thermostatventil wegen zu niedriger Temperaturen nicht durch thermische
Beaufschlagungen geöffnet
wird. Diese Überdrücke können für manche
Bauelemente des Kreises schädlich
sein.
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In
US-A-5 482 010 oder EP-A-0 694 681 wurden thermopressostatische
Anordnungen vorgeschlagen, die dazu bestimmt sind, zu hohe Überdrücke auf
der Seite des Ventilkörpers
zu vermeiden, die derjenigen entgegengesetzt ist, auf der der Ventilkörper mit
dem Kolben des Regulierungsthermostatelements verbunden ist. Auf
diese Weise sind diese Anordnungen ausschließlich auf Ventile anwendbar,
die mindestens drei Fluidzugänge
besitzen, die mit zwei Ventilkörpern
ausgerüstet
sind. Die möglicherweise auftretenden
Druckdifferenzen im Inneren des Ventils, die durch die gleichzeitige
thermostatische Steuerung der beiden Ventilkörper verursacht werden, werden
nun durch eine pressostatische Regulierung eines der "Bypassventil" oder "Kurzschlussventil" genannten Ventilkörper korrigiert,
die darin besteht, dass dieser Ventilkörper in der Richtung mitgenommen
wird, die derjenigen entgegengesetzt ist, die durch die Ausdehnung
des Wachses des Thermostatelements ausgelöst wird. Die in den oben genannten Schriften
beschriebenen Ventile besitzen dagegen keine Anordnung zum Zweck
der Regulierung einer Druckerhöhung
des Fluids um das Thermostatelement herum.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Thermostatventil zu schaffen,
das die Gefahren der Beschädigung
im Fall einer übermäßigen Erhöhung des
Drucks des Fluids im Ventil auf der Seite des Regulierungsventilkörpers, auf
der dieser Ventilkörper mit
dem Kolben des Thermostatelements des Ventils verbunden ist, begrenzt.
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Zu
diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung ein Thermostatventil für einen
insbesondere einer Wärmekraftmaschine
zugeordneten Kühlkreis, umfassend
ein Hauptgehäuse,
das eine Eintrittsöffnung
für ein
Fluid und mindestens eine Austrittsöffnung für dieses Fluid bildet, einen
bezüglich
des Gehäuses
beweglichen Ventilkörper,
der dafür
ausgelegt ist, den Durchgang des Fluids zwischen der Eintrittsöffnung und
der Austrittsöffnung
zu regulieren, einen bezüglich
des Gehäuses
feststehenden Sitz zur Aufnahme des Ventilkörpers und ein Thermostatelement,
das mit einem Körper,
der ein ausdehnbares Material enthält, und mit einem bezüglich des Körpers beweglichen
Kolben versehen ist, wobei dieser Körper bezüglich des Gehäuses feststehend
ist, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Teil zur Verbindung zwischen
dem Ventilkörper
und dem Kolben umfasst, das mit dem Ventilkörper fest verbunden ist und
eine sacklochartige Aussparung zur Aufnahme des Kolbens begrenzt,
wobei der Boden der Aussparung einen Anschlag für den Kolben bildet, wenn die Druckdifferenz
zu beiden Seiten des Ventilkörpers kleiner
als ein vorbestimmter Wert ist, wodurch der Ventilkörper und
der Kolben miteinander kinematisch verbunden sind, während die
Wand der Aussparung eine gleitende Kontaktfläche mit dem Kolben bildet, wenn
diese Druckdifferenz größer als
dieser vorbestimmte Wert ist, was die Bewegung des Ventilkörpers bezüglich des
Kolbens gemäß der Bewegungsrichtung
des Kolbens gestattet.
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Wenn
der Druck auf der Seite des Ventilkörpers, auf der dieser Ventilkörper mit
dem Kolben des Thermostatelements verbunden ist, bezüglich desjenigen,
der auf der anderen Seite des Ventilkörpers herrscht, zu hoch wird,
gleiten das Verbindungsteil und infolgedessen der Ventilkörper so,
dass der Ventilkörper
von seinem Sitz entfernt wird, was das Fließen des Fluids in dem Ventil
gestattet oder erhöht. Wenn
dieses Druckdifferential wieder auf ein von dem Ventil zugelassenes
Niveau zurückfällt, können elastische
Mittel den Ventilkörper
und damit das Verbindungsteil auf seinen Sitz zurückholen.
Wenn dagegen die Druckbedingungen des Fluids für die Kreise tolerierbar bleiben,
werden die Bewegungen des Ventilkörpers durch den Kolben des
Thermostatelements wie bei den Ventilen des Stands der Technik gesteuert.
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Gemäß anderen
Merkmalen dieses Ventils, einzeln genommen oder in allen möglichen
technischen Kombinationen:
- – ist das Verbindungsteil in
einen Innenkranz des Ventilkörpers
eingepresst;
- – besteht
das Verbindungsteil mit einem inneren Teil des Ventilkörpers aus
einem Stück;
- – umfasst
es eine Feder zur Rückholung
des Ventilkörpers
zum Sitz, wobei der vorbestimmte Druckwert von der Einstellung dieser
Feder abhängig
ist;
- – begrenzen
der Kolben und das Verbindungsteil miteinander einen freien Raum
zur Fluidverbindung zwischen dem Boden der sacklochartigen Aussparung
und der Mündung
dieser Aussparung nach außen;
- – ist
der freie Raum zum Teil durch eine längs des Kolbens vorgesehene
Abflachung gebildet;
- – umfasst
es eine starre Buchse, die den Sitz zur Aufnahme des Ventilkörpers bildet
und einerseits an dem Hauptgehäuse
und andererseits an dem Körper
des Thermostatelements befestigt ist;
- – umfasst
es ein Zusatzgehäuse,
das mit dem Hauptgehäuse
auf Höhe
einer seiner Eintritts- oder Austrittsöffnungen dicht verbunden ist,
indem es einen Befestigungsflansch der Buchse einschließt;
- – umfasst
es einen Deckel, der mit dem Hauptgehäuse dicht verbunden ist und
dafür ausgelegt
ist, einen Flansch der Buchse mit dem Hauptgehäuse fest zu verbinden;
- – ist
der Körper
des Thermostatelements in dem Hauptgehäuse in dem Strömungsweg
des Fluids zwischen der Eintrittsöffnung für dieses Fluid und mindestens
einer der Austrittsöffnungen
für dieses
Fluid angeordnet;
- – begrenzt
das Hauptgehäuse
einen Umlaufweg für
ein anderes Fluid als das durch den Ventilkörper regulierte Fluid, wobei
der Körper
des Thermostatelements in dem Hauptgehäuse in dem Weg dieses anderen
Fluids angeordnet ist; umfasst es gleichzeitig elektrische Heizmittel,
die eine Hülle,
die mindestens zum Teil in das ausdehnbare Material des Thermostatelements
eintaucht, und einen in der Hülle
untergebrachten Heizwiderstand umfassen, der dafür ausgelegt ist, mit einer
Stromversorgung verbunden zu sein, sowie einen angebrachten Stromanschlusssockel, der
dafür ausgelegt
ist, elektrische Verbindungsstücke
des Heizwiderstands zu positionieren, und an der Hülle dicht
befestigt ist, so dass die Thermostateinheit, die das Thermostatelement,
die Heizmittel und den Stromanschlusssockel umfasst, sich in einer
vormontierten Anordnung befindet, in der diese Einheit dafür ausgelegt
ist, einstückig
in dem Hauptgehäuse
montiert zu werden.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung folgt eine ausschließlich als Beispiel dienende
Beschreibung, in der auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen
wird. In dieser Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Längsschnittansicht
eines herkömmlichen
Thermostatelements mit elektrischer Steuerung,
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2 eine
Ansicht eines Thermostatelements, an dem ein Stromanschlusssockel
angebracht ist, im Bereich der Einzelheit II von 1,
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3 eine
Draufsicht gemäß dem Pfeil
III von 2,
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4 eine
schematische Längsansicht
eines erfindungsgemäßen Thermostatventils,
das mit dem Thermostatelement und dem Sockel von 2 ausgerüstet ist,
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5 eine
vergrößerte Ansicht
der Einzelheit V von 4,
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6 einen
Schnitt nach der Ebene VI-VI von 5,
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7 eine
vergrößerte Ansicht
der Einzelheit VII von 4,
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8 einen
Schnitt nach der Ebene VIII-VIII von 7,
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9 eine 7 entsprechende
Ansicht, wobei das Ventil in einem anderen Betriebszustand dargestellt
ist, und
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10 bis 14 der 4 entsprechende Ansichten,
die jeweils Abwandlungen des Thermostatventils zeigen.
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In 1 ist
ein bekanntes Thermostatelement 1 dargestellt, das dazu
bestimmt ist, in ein Fluid mit veränderlicher Temperatur einzutauchen.
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Das
Thermostatelement 1 umfasst im Wesentlichen einen Körper 2,
der aus einem gut wärmeleitenden,
beispielsweise metallischen Material besteht, und einen Kolben 3 in
Form einer Stange, die bezüglich
des Körpers 2 beweglich
ist. Der Körper 2 begrenzt
innen einen Hohlraum 4 zur ausdehnbaren Aufnahme im Allgemeinen
von Wachs, das von einer Membran 5 aus Elastomer dicht
eingeschlossen ist, die bezüglich
des Körpers 2 durch
einen Deckel 6 fest zurückgehalten
wird.
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Wenn
die Temperatur des Fluids, in dem das Thermostatelement 1 badet,
ansteigt, bewirkt die Ausdehnung des Wachses 4 die Mitnahme
des Kolbens 3 gemäß der Längsrichtung
X-X des Thermostatelements. Wenn das Wachs sich zusammenzieht, sind
nicht dargestellte Rückholmittel
im Allgemeinen vorgesehen, um den Kolben 3 in das Innere
des Körpers 2 zurückzuholen.
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Um
komplementär
oder unabhängig
von der Temperatur des Fluids, in dem das Thermostatelement 1 badet,
zu steuern, sind elektrische Heizmittel 8 vorgesehen. Sie
liegen in der Form einer starren Hülle 9 vor, die den
dem Deckel 6 entgegengesetzten Boden des Körpers 2 vollständig durchquert
und zum Teil in das Wachs 4 eintaucht. Im Inneren der Hülle ist ein
elektrischer Heizwiderstand untergebracht, von dem nur die elektrischen
Verbindungsstücke 10 in 1A sichtbar sind. Wenn also der Heizwiderstand mit
Strom versorgt wird, dehnt sich das Wachs 4 aus und der
Kolben 3 wird bewegt.
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In
den 2 und 3 ist ein Stromanschlusssockel 12 dargestellt.
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Der
Sockel 12 hat die Form eines einstückigen, im Wesentlichen rohrförmigen Teils,
das beispielsweise durch Formen von Kunststoff hergestellt ist und
dessen Längsachse
zur Längsachse
X-X des Thermostatelements 1 im Wesentlichen koaxial ist, wenn
der Sockel auf diesem Element angebracht ist.
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Zu
diesem Zweck bildet das freie Ende der Hülle 9 bei dieser Ausführungsform
einen ringförmigen
Flansch 14, der in einer in der Innenwand des Sockels 12 gebildeten
ringförmigen
Nut 16 aufgenommen wird. Zwischen dem Flansch und dem Sockel
ist ein Dichtring 18 eingesetzt, der in einem komprimierten
Zustand montiert ist.
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Der
Dichtring 18 wird vollständig von den elektrischen Verbindungsstücken 10 des
in der Hülle 9 untergebrachten
Heizwiderstands durchquert, so dass diese Stücke in dem Innenvolumen V12 des Sockels angeordnet sind. Die Stücke sind
zu beiden Seiten eines von dem Sockel 12 gebildeten inneren Trägers 20 positioniert.
Der Träger 20 erstreckt
sich in Längsrichtung
gemäß einer
diametralen Ebene des Sockels 12, indem er diametral entgegengesetzte
Innenwandteile verbindet, wie in 3 dargestellt. In
jeder Flanke des Trägers 20 ist
eine Nut 22 zur Aufnahme der elektrischen Verbindungsstücke 10 gebildet,
wobei das Profil dieser Nuten 22 dafür ausgelegt ist, die Stücke durch
Ergänzung
von Formen zurückzuhalten.
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In 4 ist
ein Thermostatventil 30 dargestellt, das für die Bestückung eines
Kühlkreises
insbesondere für
einen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor ausgelegt ist. Dieses Ventil
umfasst ein Hauptgehäuse 32,
das eine Öffnung 33 begrenzt,
auf dessen Höhe
ein Zusatzgehäuse 34 dicht
angebracht ist. Das Gehäuse 32 begrenzt
drei Leitungen 36, 38 und 40. Das Zusatzgehäuse begrenzt
nur die Leitung 42. Wenn das Ventil 30 beispielsweise
in einem Kühlkreis
eines Verbrennungsmotors verwendet wird, entspricht die Leitung 36 einem
Kaltwassereintritt, der dazu bestimmt ist, unter bestimmten Bedingungen,
die im Nachstehenden ausführlich
beschrieben werden, und durch die Öffnung 33 mit der
Leitung 42 in Verbindung zu sein, die einen Kaltwasseraustritt
in Richtung eines Wärmetauschers
bildet; die Leitung 38 bildet ihrerseits einen Eintritt
für Öl, das in
einem anderen Weg des Kühlkreises
umläuft
und das mit der Leitung 40 frei verbunden ist, die einen
Austritt für dieses Öl bildet.
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Das
Ventil 30 ist mit Mitteln zur Regulierung des Wasserdurchsatzes,
der über
die Öffnung 33 von der
Eintrittsleitung 36 zur Austrittsleitung 42 fließt, in Form
eines Absperrventilkörpers 44 ausgerüstet, dem
ein entsprechender Sitz 46 zugeordnet ist. Der Ventilkörper 44 ist
dafür ausgelegt,
sich dem Sitz 46 zu nähern
oder sich von ihm zu entfernen, so dass, wenn der Ventilkörper an
seinem Sitz anliegt, der von der Leitung 36 zur Leitung 42 fließende Fluiddurchsatz
im Wesentlichen null ist, und, wenn das Ventil 44 vollständig von
dem Sitz 46 abgehoben ist, das die Leitung 36 versorgende
Fluid praktisch ungehindert in die Austrittsleitung 42 eintritt.
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Zur
Steuerung der Bewegung des Ventilkörpers 44 bezüglich des
Sitzes 46 ist das Ventil 30 mit dem Thermostatelement 1 ausgerüstet, an
dem der Anschlusssockel 12 angebracht ist. Ein größerer Teil des
Körpers 2 des
Thermostatelements 1 ist in dem von der Eintrittsleitung 38 zur
Austrittsleitung 40 fließenden Ölstrom angeordnet, während der
Rest des Körpers 2 in
einer Öffnung 47 aufgenommen
ist, die in der Wand des Gehäuses 32 gebildet
ist, die die Wasserleitung 36 von den Ölleitungen 38 und 40 trennt.
Der Querschnitt der Öffnung 47 ist
im Wesentlichen komplementär
zu dem des Körpers 2 und
um den Körper 2 herum
angeordnete Dichtungsmittel 48 verhindern jede Fluidverbindung
zwischen dem Ölweg
und dem Wasserweg.
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Um
die elektrische Versorgung des Heizwiderstandes der Mittel 8 zu
gewährleisten
sowie um den Anschlusssockel 12 und die Hülle des
Thermostatelements, die damit gegenüber dem Gehäuse 32 verbunden ist,
mechanisch zu halten, ist ein Verbinder 50 in einer ergänzenden Öffnung 52 des
Gehäuses 32 dicht
befestigt, die sich in der Längsachse
X-X des Thermostatelements erstreckt. In seinem dem Äußeren des
Gehäuses
zugewandten Teil ist der Verbinder 50 mit einem Hohlraum 54 zur
Aufnahme eines Stromversorgungssteckers versehen. In seinem entgegengesetzten
Teil greift der Verbinder 50 um den Anschlusssockel 12,
wie in den 5 und 6 ausführlicher
dargestellt ist.
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Genauer
gesagt, bildet der Verbinder 50 eine Kammer 56 zur
partiellen Aufnahme des Anschlusssockels 12, wobei eine
ringförmige
Dichtung 58 zwischen die Außenseite des Sockels und die
diese Kammer begrenzende Wand des Verbinders eingesetzt ist. Der
Verbindung ist mit mehreren, auf seinen Umfang verteilten biegsamen
Zungen 66 zum Verhaken des Sockels ausgerüstet. Diese
Zungen sind dafür
ausgelegt, an einem starren ringförmigen Einsatz 62 in
Eingriff zu kommen, der bezüglich
des Sockels axial in einer entsprechenden Umfangsnut 64 zurückgehalten
ist (vgl. 2), die in der Außenwand des
Sockels vorgesehen ist.
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Der
Verbinder 50 wird in Längsrichtung
von einem Paar von elektrischen Leitungen 66 durchquert,
die sich von dem Hohlraum 54 zur Aufnahme eines Versorgungssteckers
bis zur Kammer 56 zur Aufnahme des Sockels erstrecken,
indem sie im Inneren dieser Kammer elastische leitende Stifte 68 bilden,
die dafür
ausgelegt sind, mit den Anschlussstücken 10 des Heizwiderstandes
in Kontakt zu kommen, wenn der Verbinder auf dem Sockel 12 befestigt ist.
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Der
Kolben 3 des Thermostatelements 1 ist seinerseits
mit dem Ventilkörper 44 des
Ventils 30 über
ein Verbindungsteil 70 verbunden. Wie in 7 ausführlicher
dargestellt ist, ist das Teil 70 bezüglich Translation gemäß der Achse
X-X mit einem Innenkranz 72 des Ventilkörpers 44 verbunden.
Das Teil 70 ist beispielsweise in diesen Kranz eingepresst.
Auf diese Weise sind das Teil 70 und der Ventilkörper 44 miteinander
kinematisch verbunden.
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In
seinem laufenden Teil weist das Teil 70 eine zur Achse
X-X koaxiale sacklochartige Bohrung 74 auf, die dafür ausgelegt
ist, die den Kolben 3 des Thermostatelements 1 bildende
Stange aufzunehmen. Das freie Ende des Kolbens ist dafür ausgelegt, an
dem Boden 74a der Bohrung 74 in Anlage zu kommen,
so dass die Übertragung
einer entgegengesetzt zum Körper 2 gerichteten
Kraft in der Achse X-X zwischen diesem Kolben und dem Verbindungsteil 70 gestattet
wird.
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Wie
in 8 dargestellt ist, besitzt der Kolben 3 eine
Abflachung 76, die mit der Wand 74b der Bohrung 74 einen
freien Raum 78 begrenzt, der sich bis zum freien Ende des
Kolbens erstreckt. Der Kontakt zwischen dem Kolben 3 und
der Wand 74b ist gleitend vorgesehen, so dass zwischen
dem Kolben und dem Teil 70 ein Freiheitsgrad in Translationsbewegung
gemäß der Achse
X-X besteht. Insbesondere wenn der in der Wassereintrittsleitung 36 herrschende
Druck um einen vorbestimmten Wert höher als der in der Austrittsleitung 40 herrschende
Druck ist, ist das auf das Teil 70 ausgeübte Druckdifferential in
der Lage, dessen Gleiten gegenüber
dem Kolben zu bewirken, wobei dieser die Bewegung des Teils 70 führt. Bei
dieser Konfiguration, die in 9 dargestellt
ist, bildet sich zwischen dem Boden der Bohrung 74 und
dem freien Ende des Kolbens 3 ein Spiel J. Der in der Abflachung 76 vorgesehene
freie Raum 78 gestattet nun das freie Eintreten von Fluid
in das auf diese Weise gebildete Spiel J und verhindert, dass das
Teil 70 in der Konfiguration von 7 durch Saugeffekt
an dem Kolben 3 blockiert ist.
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Das
Ventil 30 besitzt ferner eine Buchse 80, die den
Sitz 46 bildet und die den Körper 2 des Thermostatelements 1 mit
dem Hauptgehäuse 32 des Ventils
starr verbindet. Die Buchse 80 besitzt, genauer gesagt,
einen ringförmigen
Kranz 80A, der den Sitz 46 bildet, Schenkel 80B,
die den Körper
des Thermostatelements mit dem Kranz 80A verbunden, einen
ringförmigen
Flansch 80C, der zwischen den Gehäusen 32 und 34 dicht
eingeklemmt ist, und Schenkel 80D, die an ihrem freien
Ende Auflageflächen 80E für eine Rückholfeder 82 bilden.
Diese Feder ist zwischen den Ventilkörper 44 und die Buchse 80 so
eingesetzt, dass dieser Ventilkörper
auf seinen Sitz 46 zurückgeholt
wird.
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Zwischen
jedem der Schenkel 80B gestatten Durchbrüche den
Durchgang des Fluids von der Eintrittsleitung 32 bis zu
der Zone des Kranzes 80A. Ebenso bilden die Schenkel 80D miteinander Öffnungen,
die den Durchgang des Fluids von der Zone des Kranzes 80A zur
Austrittsleitung 40 gestatten, wenn der Ventilkörper 44 von
dem Sitz 46 abgehoben ist.
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Die
Montage des Ventils 30 findet folgendermaßen statt:
Zunächst wird
der Verbinder 50 an dem Gehäuse 32 befestigt,
indem er von außerhalb
des Gehäuses 32 in
die Öffnung 52 gebracht
wird. Die dichte Befestigung des Verbinders an dem Gehäuse wird
beispielsweise durch Verkleben, durch Einpressen oder durch Aufsetzen
einer Klammer erhalten.
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Dann
führt man
in das Innere des Gehäuses 32 über die Öffnung 33 die
Thermostateinheit ein, die von dem Thermostatelement 1 und
dem mit dem Einsatz 62 versehenen Anschlusssockel 12 gebildet
ist und mit dem Ventilkörper 44,
der Buchse 80 und der Feder 82 bestückt ist.
Der Anschlusssockel und der Körper 2 des
Thermostatelements werden in die Öffnung 47 in einer
Translationsbewegung gemäß der Achse
X-X eingeführt,
bis die freien Enden der Schenkel 80B die Dichtungsmittel 48 komprimieren. Die
Zungen 60 kommen nun mit dem Einsatz 62 des Sockels 12 in
Eingriff und die Stifte 68 kommen mit den Anschlussstücken 10 in
elektrischen Kontakt.
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Dann
wird das Zusatzgehäuse 34 an
dem Hauptgehäuse 32 dicht
befestigt, wodurch der Flansch 80C der Buchse 80 blockiert
wird.
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Die
Tatsache, dass an dem Thermostatelement der Stromanschlusssockel
vor seiner Montage in dem Ventil angebracht wird, gestattet es, über eine vormontierte
Thermostateinheit zu verfügen,
die in das Gehäuse 32 leicht
einzuführen
ist, wobei keine zusätzliche
Verbindungsmaßnahme
erforderlich ist, um die Verbindungsstücke der elektrischen Heizmittel
bezüglich
des Gehäuses
zurückzuhalten
oder zu positionieren. Außerdem
wird die Isolation der elektrischen Teile der Einheit zumindest
zum Teil vor der Montage der Einheit in dem Ventil vorgenommen und kann
deshalb vor Montage getestet werden. Der Verbinder 50 arbeitet
mit dem Sockel 12 zusammen, um die Stromversorgung des
Thermostatelements von außerhalb
des Gehäuses
zu gestatten. Das Ein setzen des Verbinders ist einfach und gestattet
es in einem einzigen Arbeitsgang bei der Montage der vormontierten
Einheit, die von dem Sockel zurückgehaltenen
Verbindungsstücke
elektrisch zu verbinden, wobei gleichzeitig die vollständige Abdichtung
des Sockels gewährleistet
wird.
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Im
Betrieb wird das Ventil 30 von einem Ölweg durchflossen, der über die
Leitung 38 eintritt und über die Leitung 40 austritt,
sowie von einem Wasserweg, der über
die Leitung 36 eintritt und der in der Lage ist, je nach
den Betriebsbedingungen des Ventils, über die Leitung 40 auszutreten.
Man geht davon aus, dass das Ventil 30 anfangs in der in 4 dargestellten
Konfiguration ist, d.h. mit dem Ventilkörper 44 in dichter
Anlage an dem Sitz 46.
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Wenn
die Temperatur des Öls
zunimmt, dehnt sich das in dem Körper 2 des
Thermostatelements 1 enthaltene Wachs 4 aus, was
die Bewegung des Kolbens 3 bewirkt. Dieser nimmt nun das
Verbindungsteil 70 und damit den Ventilkörper 44 in
Translationsbewegung gemäß der Achse
X-X mit. Die Leitungen 36 und 42 sind nun in Verbindung
gesetzt. Wenn die Temperatur des Öls abnimmt, holt die Feder 82 den
Ventilkörper 44 zu
seinem Sitz 46 zurück.
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Unabhängig von
oder in Ergänzung
zu der durch das Öl
erzeugten Temperaturbeaufschlagung kann eine elektrische Energiequelle,
die mit dem Verbinder 50 über seinen Hohlraum 54 zur
Aufnahme eines Steckers verbunden ist, gesteuert werden, um den
Heizwiderstand der Heizmittel 8 des Thermostatelements 1 zu
versorgen. Auf diese Weise wird die elektrische Versorgung der Anschlussstücke 10 gewährleistet,
das Wachs 4 dehnt sich aus und bewirkt die Verbindung der
Leitungen 36 und 42 wie oben.
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Wenn
ferner der in der Eintrittsleitung 36 herrschende Druck
um einen vorbestimmten Wert, der insbesondere von der Einstellung
der Feder 82 abhängig
ist, höher
als der in der Austrittsleitung 40 herrschende Druck ist,
bewirkt das Druckdifferential die Mitnahme des Teils 70 in
Translationsbewegung, wobei dieses längs des Kolbens 3 gleitet,
indem es den Ventilkörper 44 mitnimmt,
was die Leitungen 36 und 42 in Verbindung setzt.
Jede Beschädigung
des Wasserkreises, die sich aus einem Überdruck ergibt, wird auf diese
Weise dank des Ventils 30 vermieden.
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Mit
anderen Worten, der Ventilkörper 44 gewährleistet
eine Druckreglerfunktion, wie in 9 dargestellt.
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Die
Abflachung 76 verhindert gleichzeitig das Entstehen eines
Spiels J bei Unterdruck zwischen dem Teil 70 und dem Kolben 3,
das die Gleitfreiheit des Teils längs des Kolbens durch einen
Saugeffekt begrenzen könnte,
und den Einschluss von Fluid in dem Spiel J, das die schnelle und
vollständige
Rückkehr
des Kolbens bis zum Boden der Bohrung 74 bei der Rückholung
des Ventilkörpers 44 durch
die Feder 82 verhindern könnte, wenn das Druckdifferential
wieder unter den vorbestimmten Schwellenwert zurückgekehrt ist.
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In 10 ist
eine Abwandlung des Ventils 30 dargestellt, das sich von
dem Ventil von 4 im Wesentlichen durch die
Form seines Hauptgehäuses 32 unterscheidet.
Dieses bildet nämlich
einstückig gleichzeitig
die Leitungen 36, 38, 40 und 42.
Um die Anbringung der aus dem Element 1 und dem Sockel 12 bestehenden
Thermostateinheit zu gestatten, die mit dem Ventilkörper 44 und
der Buchse 80 ausgerüstet
ist, weist die der Öffnung 52 entgegengesetzte Wand
des Gehäuses
eine Öffnung 86 auf,
die zur Öffnung 52 im
Wesentlichen koaxial ist. Ferner ist ein Deckel 88 vorgesehen,
um die Öff nung 86 dicht
zu verschließen,
und um den Flansch 80C bezüglich des Gehäuses 32 mechanisch
zurückzuhalten.
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In
den 11 bis 14 sind
andere Abwandlungen von erfindungsgemäßen Thermostatventilen dargestellt,
die mit 130, 230, 330 bzw. 430 bezeichnet
sind, wobei die Bezugszahlen der Elemente dieser Ventile, die sie
mit dem Ventil 30 von 4 gemeinsam
haben, um 100, 200, 300 bzw. 400 erhöht sind.
Das Ventil 130 von 11 unterscheidet sich
von dem Ventil 30 im Wesentlichen durch das Fehlen einer
elektrischen Steuerung des Thermostatelements 1. So wird
das Element 101 nur durch die Temperatur des Fluidstroms,
insbesondere des Öls, das
in den Leitungen 138 und 140 fließt, gesteuert.
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Das
Ventil 230 von 12 unterscheidet sich
von dem Ventil 30 im Wesentlichen durch das Fehlen einer
Steuerung des Thermostatelements 201 durch die Temperatur
des Fluids, in dem der Körper 202 des
Elements baden könnte.
Auf diese Weise werden die Bewegungen des Körpers 203 ausschließlich durch
die Heizmittel 208 gesteuert, d.h. elektrisch von außerhalb
des Ventils. Außerdem
wird der mechanische Halt des Verbinders 250 ausschließlich durch
den Sockel 212 gewährleistet,
wobei der Verbinder nicht an dem Gehäuse 232 befestigt
ist.
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Das
Ventil 330 von 13 unterscheidet sich
von dem Ventil 30 von 4 durch
den Wegfall der Eingangs- und der Austrittsleitung für Öl, wobei stattdessen
eine zweite Wasseraustrittsleitung 390 vorgesehen ist,
die direkt mit der Eintrittsleitung 336 verbunden ist,
wobei der Körper 302 des
Thermostatelements 301 in der Strömung des von der Leitung 336 zur
Leitung 390 fließenden
Fluids badet. Das Thermostatelement wird auf diese Weise durch die Temperatur dieses
Fluids sowie elektrisch von dem Verbinder 350 aus gesteuert.
Das Ventil 330 wird beispielsweise verwendet, um den Kühlwasserdurchsatz
am Austritt eines Verbrennungsmotors zu verteilen. Das Ventil verteilt
diesen Durchsatz zwischen einerseits der Leitung 342, die
dazu bestimmt ist, mit einem Kühler
verbunden zu werden, und andererseits der Leitung 390,
die dazu bestimmt ist, mit zusätzlichen
Wärmetauschern
verbunden zu werden, wie einer Fahrzeuggehäuseheizung oder einem Öl/Wasser-Wärmetauscher.
Die Montage und die Arbeitsweise des Ventils 330 entsprechen
im Wesentlichen denen, die bei dem Ventil 30 beschrieben
wurden.
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Das
Ventil 430 von 14 unterscheidet sich
von dem Ventil 330 im Wesentlichen durch das Fehlen einer
elektrischen Steuerung seines Thermostatelements. Das Element 401 wird
nur durch die Temperatur des Wassers gesteuert, das das Ventil über die
Leitungen 436 und 490 durchquert.
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An
den oben beschriebenen Ventilen können außerdem verschiedene Änderungen
und Abwandlungen vorgenommen werden, indem insbesondere bei einem
Ventil Ausführungs-
oder Montageeinzelheiten, die bei verschiedenen Ventilen beschrieben wurden,
kombiniert werden. Beispielsweise können Abflachungen ähnlich der
Abflachung 76 des Kolbens 3 des Ventils 30 bei
den Kolben 103, 203, 303 und 403 der
Ventile 130, 230, 330 und 430 vorgesehen
werden.
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Eine
nicht dargestellte Abwandlung des Ventils 30 der 1 bis 9 besteht
darin, dass der Ventilkörper 44 und
das Teil 70 einstückig
ausgeführt sind.
Genauer gesagt, in diesem Fall ist das Verbindungsteil 70 mit
einem Innenteil des Ventils 44 einstückig ausgeführt, wobei diese Elemente aus
einem einstückigen
Teil aus Metall oder aus einem Kunststoff bestehen. Diese Abwandlung
hat den Vorteil, dass die Anzahl von Teilen des Ventils reduziert
wird, während
die Ausführung
der 1 bis 9 die Verwendung eines bereits
bestehenden Ventilkörpers gestattet,
dessen Innenkranz 72 ohne Unterschied als Einpresszone
für das
Verbindungsteil 70, wie es bei dem Ventil 30 beschrieben
wurde, oder für
den Körper
eines Thermostatelements bei anderen bekannten Ventilanordnungen
dienen kann.
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Eine
andere nicht dargestellte Abwandlung des Ventils 30 der 1 bis 9 besteht
darin, dass die sacklochartige Bohrung 74, die in dem Verbindungsteil 70 gebildet
ist, nicht einen absolut kreisförmigen,
sondern einen länglichen
Querschnitt besitzt. Das Profil dieser Bohrung 74 im Querschnitt kann
allgemeiner dimensioniert sein, um den Kolben 44 aufnehmen
zu können
und um die gleitende Führung
zwischen dem Kolben und dem Teil 70 zu gestatten, wobei
gleichzeitig in einer oder mehreren Zonen auf seinem Umfang ein
radiales Spiel zwischen dem Kolben und der Wand 74b der
Bohrung 74 vorgesehen wird, so dass zwischen diesen Elementen ein
freier Raum analog zu dem Raum 78 geschaffen wird, d.h.
ein Raum, der die Fluidverbindung zwischen der Mündung der Bohrung 74 nach
außen
und dem Boden 74a dieser Bohrung 74 gestattet.
In diesem Fall ist das Vorhandensein der Abflachung 76 längs des
Kolbens 3 nicht unbedingt erforderlich, da dieser freie
Raum den Saugeffekt oder den Einschluss von Fluid ähnlich wie
bei der Abflachung 76 verhindert, wie oben erläutert wurde.