DE8702534U1 - Temperaturregeleinrichtung für das Kühlmittel von Brennkraftmaschinen - Google Patents

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	- 1 - ff · « * « <	r	Zugelassener Vertreter beim
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Dipl.-Ing. Volkhard Kratzsch	·· «D-TOM EsMingi	European Patent Attorney
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Gustav Wahler GmbH u. Co 7300 Esslingen

12. Februar 1987 Anwaltsakte 4245

Temperaturregeleinrichtung für das Kühlmittel von Brennkraftmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperaturregeleinrichtung für das Kühlmittel von Brennkraftmaschinen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.

Bei bekannten Einrichtungen dieser Art (DE-OS 35 16 502) wird über den in der Vorlaufleitung oder Rücklaufleitung sitzenden Sensor die dort herrschende Temperatur des Kühlmittels erfaßt und der Steuereinrichtung zwecks weiterer Veranlassung zugeleitet. Die Steuereinrichtung aktiviert erforderlichenfalls den Stellmotor, über den das Regelventil entsprechend verstellt wird. In aller Regel hat die Temperaturregeleinrichtung dabei fest vorgegebene und reproduzierbare Arbeitspunkte. Man ist jedoch in zunehmendem Maße bestrebt, die Temperaturregeleinrichtung in Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine während des Betriebs zu verändern, um die Kühlmitteltemperatur besser und präziser an den augenblicklich herrschenden Betriebszustand der Brennkraftmaschine, z.B. deren Drehzahl und/oder Belastung, anzupassen. Der bei bekannten Temperaturregeleinrichtungen

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hierfür getriebene Aufwand ist extrem groß. Vor allem hat sich gezeigt, daß bei diesen Methoden das Regelventil sich nur sehr trage und sehr langsam auf den Ausgangszustand zurückstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperaturregeleinrichtuing der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so auszubilden, daß mit einfachen Mitteln eine schnelle Änderung des Regelverhaltens des Regelventils und damit Regelung der Kuhlmitteltemperatur ermöglicht ist.

üie Aufgabe ist bei einer Temperaturregeleinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst.

Eine Fremderhitzung des Sensors, z.B. auf einen Wert, der dessen Ansprechschwelle überschreitet, ist mit einfachen und kostengünstigen Mitteln problemlos möglich. Wenn die Fremderhitzung dabei z.B. auf elektrischem Wege erfolgt, kann dies steuerungstechnisch oder regelungstechnisch besonders einfach verwirklicht werden. Eine Fremderhitzung des Sensors auf dessen Ansprechteinperatur läßt sich sehr schnell durchführen, wodurch sehr schnell eine Veränderung der Regelcharakteristik des Rsgelventils erreicht werden kann. Besonders vorteilhaft ist, daß auch nach Abschalten der Fremderhitzung des Sensors dieser wieder sehr schnell auf den Ausgangszustand zurückgekühlt wird, was unter Ausnutzung des Kühlmittels geschieht, das den Sensor dauernd beaufschlagt und eine demgegenüber deutlich niedrigere Temperatur aufweist. In besonders einfacher Weise macht sich die Erfindung somit zur Rückkühlung des fremderhitzten Sensors das diesen beaufschlagende Kühlmittel als Kühlmedium zunutze. Besonderer Kühleinrichtungen zur möglichst schnellen Rückkühlung des Sensors bedarf es daher nicht unbedingt. Von Vorteil 1st, daß auf diese Weise eine äußerst schnelle Rückkühlung des Sensors bei abgeschalteter Fremderhitzung

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erzielt wird. Damit kann nicht nur sehr schnell eine Veiänderung der Regelcharakteristik des Regelventils herbeigeführt werden, sondern umgekehrt auch sehr schnell wieder der ursprungliche Zustand eingestellt werden.

Die Temperaturregeleinrichtung mit

im Kühlmittelstrom der Vorlaufleitung oder Rücklaufleitung sitzendem Sensor ist besonders einfach und kostengünstig sowie platzsparend. Die Anordnung des Sensors führt dazu, daß bei Abschaltung der Heizeinrichtung der Sensor mittels des in der Leitung strömenden Kühlmittels, das ihn ständig beaufschlagt, sehr schnell wieder auf den Ausgangszustand zurückgekühlt wird. Somit wird nach Veränderung der Regelcharakteristik der Temperaturregeleinrichtung durch Einschalten der Heizeinrichtung sehr schnell wieder der Ursprungszustand hergestellt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen dieser Temperaturregeleinrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 - 12. Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 13 , bei der Sensor und Stellmotor des Regelventils zu einem einzigen temperaturabhängig arbeitenden Betätigungselement zusammengefaßt sind. Weitere vorteilhafte Merkmale hierzu ergeben sich aus den Ansprüchen 14 - 20. Eins derartige Temperaturregeleinrichtung ist kompakt, kostengünstig und als

komplette Baueinheit verfügbar, so daß sie leicht 30

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I eingebaut und auch ausgetauscht werden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. 5

Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen, wo-IO durch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich c fenbart zu gelten haben. »Dabei sind alle in der vorstehenden

* ' und folgenden Beschreibung erwähnten Merkmale sowie auch

die allein aus der Zeichnung citnehmbaren Merkmale

I 15 weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht

&kgr; besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den

&eeacgr; Ansprüchen erwähnt sind.

;' Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeich-

: 20 nungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht

von Teilen einer Brennkraftmaschine

Y &Ggr;") 25 mit einer Temperaturregeleinrich-

J tung, gemäß einem ersten Ausfüh-

':} rungsbeispiel,

Fig. 2 eine schematischs Seitenansicht 30 etwa entsprechend derjenigen in

Fig. 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 einen schematischen Schnitt mit

_h( 36 teilweiser Seitenansicht einer

'I Temperaturregeleinrichtung gemäß

I einem dritten Auaführungsbeispiel.

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In Fig. 1 ist schematiech eine Brennkraftmaschine 10 mit Temperaturregeleinrichtung 11 gezeigt, die einen Kühler 12 mit Zulauf 13 und Auslauf 14 für das Kühlmittel aufweist. Der Zulauf 13 ist über eine Vorlaufleitung 15 mit dem Brennkraftmaschinen-Austritt 16 und der Auslauf 14 über eine Rücklauf leitung 17 mit dem Brennkraftmaschinen-Eintritt 1B verbunden. Zwischen der Vorlaufleitung 15 und der Rücklauf leitung 17 verläuft eine beide verbindende BypaBleitung 19.

Die Temperaturregeleinrichtung 11 weist bei diesem ersten Ausführungsbeispiel in der Vorlauf leitung 15 und zugleich der BypaBleitung 19 ein Regelventil 20 auf, das bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem üblichen Ventil besteht, dessen Ventilverschlußg3,ied zur wechselweisen Steuerung der Vorlaufleitung 15 und/oder der BypaBleitung 19 ausgebildet ist. Das Regelventil 20 ist herkömmlicher Art. Es weist in üblicher Weise z.B. in einem Gehäuse zwei gleichachsig angeordnete Ventilverschlußglieder auf, die jeweils eine zugeordnete Ventilöffnung beherrschen Für das Regelventil 20 ist der Einfachheit halber in der Zeichnung ein der Pneumatik entlehntes Schaltbild verwendet worden. Das Regelventil 20 hat einen Einlaß 21 und Auslaß 22, die beide in der Vorlaufleitung 15 sitzen und diese je nach Schaltstellung mehr oder weniger durchgängig machen. Ferner hat das Regelventil 20 einen Bypaßanschluß 23, mit dem es an die BypaBleitung 19 angeschlossen ist.

Bei kalter Brennkraftmaschine 10 ist der Durchlaß in der Vorlaufleitung 15 gesperrt, wie gezeigt, und lediglich das den Kurzschluß herstellende VentilverschluBglied des Regelventils 20 offen. Das von der Brennkraftmaschine kommende Kühlmittel passiert die Vorlaufleitung 15 und wird vom Regelventil 20 über den Einlaß 21 und den BypaB-anschluB 23 zur BypaBleitung 19 und von dort zurück zum

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-&egr;&igr; Brennkraftmaschinen-Eintritt 18 geleitet.

Bei einem als normales thermostatisches Ventil ausgebildeten Regelventil 20 wird dieses dann von der gezeigten B Stellung in die andere umgeschaltet, wenn das Kühlmittel in der Vorlaufleitung 15 die Offnungstemperatur dieses Thermostatventiles erreicht hat. Dann wird der KurzschluB-weg über die Bypaßleitung 19 gesperrt und der Durchlaß in der Vorlauf leitung 15 zum Kühler 12 hin freigegeben.

31 &pgr; Kl die Kühlmitteltemperatur unter die Ansprec &pgr; temperatur ab, so wird das Regelventil 20 wieder in die gezeigte Stellung zurückgestellt. Je nach augenblicklicher Kühlmitteltemperatur in der Vorlaufleitung 15 können sich auch Mischstellungen zwischen den beiden erläuterten Stellungen ergeben. Insoweit ist ein Kühlmittelkreislauf für Brennkraftmaschinen bekannt.

Die Besonderheit der Temperaturregeleinrichtung 11 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel liegt darin, daß das Regelventil 20 tein übliches Thermostventil ist, sondern statt dessen ein von außen über einen Stellmotor 24 betätigtes Ventil. Der Stellmotor 24 ist nur schematisch angedeutet, ebenso dessen Stellorgan 25 am Ausgang des Stellmotors, das getrieblich mit dem nicht sichtbaren Ventilverschlußglied des Regelventils 20 verbunden ist. Der Stellmotor 24 kann z.B. aus einem elektrischen Stellantrieb bestehen, z.B. aus einem bezüglich der Drehrichtung und damit dieser zugeordneten Ventilbetätigungsrichtung umschaltbaren Elektromotor, insbesondere Gleichstrommotor. Dieser kann ein an sich bekannter Gleichstrom-Schrittmotor oder auch Gleichstrom-Getriebemotor sein.

Dem Stellmotor 24 ist eine diesen steuernde Steuereinrichtung 26 zugeordnet. Der Steuereinrichtung 26 werden einzelne, beispielsweise von Sensoren der Brennkraftmaschine erfaßte,Kennfeldgroßen zugeführt. Diese einzelnen

Kennfeldgrößen sind schematisch mit den Pfeilen und den Bezugszeichen 1, 2 und 3 für diese gekennzeichnet. Von diesen besteht die Kennfeldgröße 3 aus der in der Vorläufleitung 15 erfaßten Kühlmitteltemperatur. Zu deren Erfassung ist in der Vorlaufleitung 15 ein Sensor 27 angeordnet, der über eine Steuerleitung 28 mit der Steuereinrichtung 26 verbunden ist. Die übrigen Kennfeldgrößen 1, 2 sowie weitere nicht gezeigte Kennfeldgrößen sind z.B. die Abgastemperatur und/oder die Drehzshl und/oder das Drehmoment der Rrennkraftmaschine 10

und/oder der Unterdruck im Saugrohr und/oder eine Druckdifferenz in einer Unterdruckdose und/oder die öltBtnpera- - tür oder dergleichen weitere, maschinenseitige Kennfeldgrößen .

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Erreicht die Kennfeldgröße 3, d.h. die Kühlmitteltemperatur in der Vorlaufleitung 15, einen Wert, der über einem vorgegebenen Wert liegt, so wird die Steuereinrichtung 26 aktiviert, die daraufhin den Stellmotor 24 zu einer Verstellung des Regelventils 20 aus der gezeigten Stellung in eine andere ansteuert, wodurch der Durchgang durch die Vorlaufleitung 15 zum Kühler 12 hin freigegeben wird und das Kühlmittel den Kühler 12 passiert und gekühlt wird.

, 25 Eine weitere Besonderheit der Temperaturregeleinrichtung 11 liegt darin, daß der Sensor 27 mit einer schematisch angedeuteten Heizeinrichtung 29 versehen ist. Diese kann in das Innere des Sensors 27 integriert sein oder sie ist als äußere Heizeinrichtung ausgebildet und außen auf den Sensor 27 aufgesetzt. Die Heizeinrichtung 29 ist über eine Steuerleitung 30 mit der Steuereinrichtung 26 verbunden, über die in Abhängigkeit maschinenseitiger oder sonstiger Kennfeldgrößen bedarfsweise die Einschaltung oder Abschaltung der Heizeinrichtung 29 erfolgt. In Fig. 1 ist gestrichelt ebenfalls nur schematisch ein Sensor 27' im Bereich der Rücklaufleitung 17 angedeutet.

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Ein solcher Sensor kann zusätzlich zum Sensor 27 oder statt dieses vorhanden sein. Er ist genauso wie der Sensor 27 ausgebildet und mit der Steuereinrichtung 26 verbunden.
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Mittels der TBmperaturregeleinrichtung 11 gemäß Fig. 1 läßt sich eine Temperaturregelung des Kühlmittels wie folgt durchführen. Man kann in Abhängigkeit einzelner Kennfeldgrößen, und zwar solcher der Brennkraftmaschine 10 und/oder weiterer äußerer Parameter,den mit der Kühlmitteltemperatur in der Vorlaufleitung 15 beaufschlagten, diese Temperatur erfassenden Sensor 27 bei Einschaltung der Heizeinrichtung 29 einer Fremderhitzung aussetzen. Daraufhin wird über die Steuereinrichtung 26 der Stellmotor 24 und über diesen das Regelventil 20 in dem Sinne betätigt, daß eine Absenkung der Kühlmitteltemperatur in der Vorlaufleitung 15 erfolgt. Dies wird durch stärkeres Schließen im Bereich des Bypaßanschlusses 23 und verstärktes öffnen im Bereich des Einlasses 21 und Auslasses 22 derart erreicht, daß über die Rücklaufleitung 17 stärker herabgekühltes Kühlmittel in die Brennkraftmaschine 10 zurückfließt. Solange die Heizeinrichtung eingeschaltet ist, wird dieser Zustand aufrechterhalten. Sobald die Steuereinrichtung 26 über die Steuerleitung 30 die Abschaltung der Heizeinrichtung 29 bewirkt, wird der zuvor erhitzte Sensor 27 durch den demgegenüber kälteren Kühlmittelstrom in der Vorlaufleitung 15 sehr schnell wieder abgekühlt. Man nutzt also hier zur selbsttätigen Abkühlung des Sensors 27 die Tatsache aus, daß in der Vorlau-Fleitung 15 Kühlmittel fließt, das meist deutlich geringere Temperaturen als die Ansprechtemperatur führt, die die Einschaltung der Heizeinrichtung 29 bedingt.

Die außen am Sensor 27 angeordnete Heizeinrichtung 29 befindet sich auf einem außerhalb der Vorlaufleitung

befindlichen, temperaturempfindlichen Bereich des Sensors 27. Die Heizsinrichtung 29 weist z.B. ein nicht besonders dargestelltes elektrisches Heizelement auf, z.B. eine elektrische Heizwicklung, die außen auf das Gehäuse des Sensors 27 aufgesetzt ist.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel sind für die Teile, die dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen, um 100 größere Bezugszeichen verwendet, so daß dadurch zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung des ersten AusfUhrungsbeispieles Bezug genommen ist.

Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel ist beim zweiten Ausführungsbeispiel in Fig. 2 das Regelventil 120 in den Bereich der vom Kühler 112 zurückführenden Rücklaufleitung 117 mit dortigem Abzweig der Bypaßleitung 119 gesetzt. Ferner sind einige Einzelheiten des

140 eine dazu koaxiale Ventilstange 141 mit zwei Ventilverschlußgliedern 142, 143 darauf auf, die in axialem Abstand voneinander angeordnet und jeweils als Ventilteller ausgebildet sind. Das erste Ventilverschlußglied 142 beherrscht einen zugeordneten ersten Ventilsitz 144.

Das zweite Ventilverschlußglied 143 beherrscht einen zugeordneten zweiten Ventilsitz 145. Die Ventilstange 141 sitzt in üblicher Weise in einem Halter 146, in dem sie längsverschiebbar ist, wobei der Halter 146 im Bereich der Rücklauf leitung 117 Wanddurchbrüche hat, so daß bei vom Ventilverschlußglied 142 freigegebenem Ventilsitz 144 ein Strömungsdurchgang im Bereich der Rücklaufleitung 117 durch das Regelventil 120 geschaffen ist. Nur schematisch ist eine Rückstellfeder 147 angedeutet, die zwischen dem Halter 146 und dem VentilverschluBglieü 142 abgestutzt und gespannt ist und als Schließfeder fungiert. Das Gehäuse 140 verbindet die

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.5 Kühlmittels vom Kühler 112 über die Rücklaufleitung 117 durch den Ventilsitz 144 hindurch geleitet und im Gehäuse 140 mit einem Kühlmittelstrom gemischt, der über die BypaBleitung 119 und den Ventilsitz 145 ebenfalls in das Gehäuse 140 eingeführt wird. Es stellt sich entsprechRnd den Temperaturen beider Kühlmittelstrome ein entsprechend temperierter Mischstrom ein, der zurück in die Brennkraftmaschine 110 geleitet wird.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel in Fig. 2 ist noch als Bestandteil des Regelventiles 120 und in der Wandung dieses, und dort im Rücklaufbereich 117, der Sensor 127 angeordnet. Der Sensor 127 steht über die Steuerleitung 128 mit der Steuereinrichtung 126 in Verbindung, die ihrerseits einen schematisch angedeuteten Stellmotor ansteuern kann, der seinerseits das Regelventil 120 betätigen kann. Dies geschieht hier dadurch, daB die Ventilstange 141 vom Stellmotor 124 translatorisch in Achsrichtung der Ventilstange 141 zur einen oder anderen Seite verschoben wird.

Der Ssnsor 127 ist ersichtlich mit einem Teil seines temperaturempfindlichen Bereichs im Strom der Rücklaufleitung 117 und so abgeordnet, daß er dort vom rücMaufenden Kühlmittel fortwährend beaufschlagt ist. Auf einem außerhalb der Rücklaufleitung 117 und der Wandung 146 befindlichen, ebenfalls temperaturempfindlichen Bereich des Sensors 127 ist die äußere Heizeinrichtung 129 z.B. in Form eines elektrischen Heizelementes angeordnet, das als Heizspule außen auf das Gehäuse aufgewickelt ist.

Die Heizeinrichtung 129 steht über die Steuerleitung mit der Steuereinrichtung 126 in Verbindung, über die

Leitung 130 erfolgt die Ein- und Abschaltung der

Heizeinrichtung 129. Die Heizeinrichtung 129 ist gegenüber der Wandung 148 thermisch isoliert. Hierzu dienen geeignete Isolierelemente 131.
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Geht man beispielsweise davon aus, daß das Kühlmittel, das in der Rücklaufleitung 117 zurück zur Brennkraftmaschine 110 geführt wird, derzeit eine Temperatur von 90⁰C hat, und soll aus irgendwelchen Gründen diese Kühlmitteltemperatur gesenkt werden, so wird über die Steuereinrichtung 126 und die Steuerleitung 130 die Heizeinrichtung 129 eingeschaltet. Dabei wird der Sensor 127 &ngr;./ auf seine Arisprechtemperatur erhitzt, wobei der Sensor

127 über die Steuerleitung 128 der Steuereinrichtung eine Temperatur meldet, aufgrund der diö Steuereinrichtung 126 den Stellmotor 124 aktiviert und dieser das Regelventil 120 daraufhin so verstellt, daß der zweite Ventilsitz 1"5 von dessen Ventilverschlußglied 143 weiter geschlossen wird, während der andere Ventilsitz 144 noch weiter geöffnet wird. Dadurch gelangt weniger höher temperiertes Kühlmittel über die Bypaßleitung 119 in das Gehäuse 140, sondern statt dessen mehr vo.v> Kühler 112 kommendes und stärker heruntergekühltes Kühlmittel, das über die Rücklaufleitung 117 in das Gehäuse 140 des / \ 25 Regelventils 120 gelangt und sich dort mit den reduzierten Anteil an Bypaß-Kühlmittel mischt. Solange die Heizeinrichtung 129 eingeschaltet ist, bleibt über den Stellmotor 124 diese veränderte Stellung des Regelventils 120 erhalten.

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Sobald die Heizeinrichtung 129 ausgeschaltet wird, reagiert die Temperaturregeleinrichtung 111 mit außerordentlich geringem Zeitverzugj denn dann wird der Sensor 127 über das gegenüber der Heiztemperatur niedriger temperier te Kühlmittel in der Rücklaufleitung 117 sehr schnell wieder heruntergekühlt. Zu dieser schnellen Abkühlung

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der Heizeinrichtung 129, insbesondere des Sensors 127, bedient man sich des in der Rücklaufleitung 117 strömenden, kühleren Kühlmittels, so daß es besonderer äußerer Kühleinrichtungen, die der Heizeinrichtung 129 zugeordnet sind, nicht bedarf. Aufgrund dessen vermag der mit Heizeinrichtung 129 versehene Sensor 127 sich in sehr kurzer Zeit und somit schnell an die jeweiligen Temperaturzustände anzupassen. Einerseits ist der Sensor 127 über die Heizeinrichtung 129 sehr schnell auf Ansprechtemperatür erhitzbar. Andererseits ist in beschriebener Weise bei Abschalten der Heizeinrichtung 129 eine se¹ r schnelle Rückkühlung erreichbar.

Bei einem von Fig. 2 abweichenden, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Sensor 127 direkt auf den Stellmotor 124 arbeiten und diesen betätigen. Dies geschieht z.B. über eine Steuerleitung oder je nach Ausbildung des Sensors 127 und/oder des Stellmotors 124 über ein unmittelbares übertragungsglied. So kann der Sensor 127 als temperaturabhängiges Betätigungselement ausgebildet sein. Dieses enthält in dem in Fig. 2 sichtbaren, zum Teil in die Rücklaufleitung 117 hineinragenden Gehäuse z.B. einen bei Temperaturerhöhung sich ausdehnenden Dehnstoff, z.B. Wachs, wobei diese Wachskammer z.B.

mit einer Membran abgeschlossen sein kann. Dann führt von dem Sensor 127 zum Stellmotor 124 z.B. eine Druckmittelleitung oder ein Betätigungsgestänge, ein Bowdenzug, ein einzelne mechanisch aneinanderliegende und kräfteübertragende Kugeln enthaltendes Rohr od. dgl.

mechanisches Übertragungsglied, das in der Lage ist, bei Einschaltung der Heizeinrichtung 129 und Erwärmen des Dehnstoffes über dessen Ansprechtemperatur die einhergehende Ausdehnung des Dehnstof-fes, die sich als Auswölbung oder Verschiebung der Membran darstellt, auf den Stellmotor 124 zu übertragen. Die Übertragung kar\n auch über eins Druckmittelleitung, z.B. Hydraulik- oder Pneumatikleitung,

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geschehen. Sobald der Sensor 127 aufgrund der eingeschalteten Heizeinrichtung 129 eine entsprechende Kraft entwickelt, wird diese dem Stellmotor 124 zugeführt, wo sie entweder unmittelbar zur Verschiebung der Ventilstenge

B 141 genutzt wird oder dort in eine vom Stellmotor 124 selbst entwickelte Stellkraft umgewandelt wird.

Der Sensor 127 kann auch als an sich bekanntes DehnstoffelemenL ausgebildet sein, aus dessen Gehäuse ein Kolben herausgeführt ist, der bsi Einschaltung dsr Heizeinrichtung 129 und Erreichen der Ansprechtemperatur des Sensors 127 aus dem Gehäuse herausgeschoben wird. Die Verschiebebewegung kann über ein übertragungsgestänge direkt auf das Regelventil 120, insbesondere dessen Ventilstange 141, übertragen werden oder sie wird in dieser Weise zunächst auf den Stellmotor 124 geführt.

Der Stellmotor 124 kann ein mechanischer oder druckmittelbetätigter Arbeitszylinder sein. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Stellmotor 124 auch als temperaturabhängiges Betätigungselement, z.B. an sich bekanntes Dehnstoffelement ausgebildet sein, dessen sich verschiebender Teil, z.B. Kolben, fest mit der Ventilstange 141 des Regelventiles 120 verbunden ist und diese translatorisch verschiebt.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel sind aus den genannten Gründen für gleiche Teile um 200 gröbere Bezugszeichen verwendet.

Die Besonderheit des dritten Ausführungsbeispieles liegt | zunächst darin, daß das Regelventil 220 in dieser gezeigten Form eine komplette, einbaufertige Einheit dar- \ stellt, die sämtliche Bestandteile enthält.

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Dar Sensor und der auf die Ventilstange 241 arbeitende Stellmotor sind hier zu einem einzigen temperaturabhängigen Betätigungselement 250 vereinigt, das als an sich bekanntes Dehnstoffelement ausgebildet ist· Innerhalb eines nach außen fest abgeschlossenen Gehäuses 251 ist ein bei Erwärmung sich ausdehnender Dehnstoff, z.B. Wach?, enthalten. In diesen Dehnstoff taucht ein Kolben 252 ein, eier üoer eine Rückstellfeder im Betätigungselement 250 und/oder die Rückstellfeder 247 in das Gehäuse 251 hineingezwuneen ist. Dehnt sich der Dehnstoff im Gehäuse 251 bei Temperaturerhöhung und Erreichen der Ansprechtemperatur des Dehnstoffes aus, so wird darüber der Kolben 252 in Pfeilrichtung 253 aus dem Gehäuse 251 gegen die Wirkung der Rückstellfeder herausgeschoben. Dadurch wird die fest mit dem Kolben 252 verbundene, dazu koaxiale Ventilstange 241 in gleicher Richtung verschoben. Kühlt der Dehnstoff im Gehäuse 251 wieder ab, hat dies eine Volumenreduzierung zur Folge, so daß der Kolben 252 von der Rückstellfeder gegensinnig zum Pfeil 253 wieder zu einem Teil in das Gehäuse 251 eingeschoben wird, mit einhergehender Verschiebung der Ventilstange 241.

Das beschriebene temperaturabhängige Betätigungselement 250 ist mit einem Teil seines Gehäuses 251 und des Inneren dieses, der einen Fühlteil bildet, innerhalb der Rücklaufleitung 217 angeordnet. Der übrige Teil dieses Fühlteiles ist außerhalb dieser Leitung angeordnet, Er erstreckt sich über die Wandung 248 nach außen hin. Auf diesem Teil 254 des Gehäuses 251 ist außen eine äußere Heizeinrichtung 229 angeordnet, die über die Steuerleitung 230 eingeschaltet und bei Ausbildung als elektrische Heizeinrichtung gespeist wird.

Das Betätigungselement 250 ist koaxial zu den beiden Ventilsitzen 244 und 245 im Gehäuse 240 angeordnet, wobei es die Rücklaufleitung 217 quer und gänzlich durchsetzt.

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Der vom nicht gezeigten Kühler kommende Teil der Rücklaufleitung 217 verläuft etwa parallel zum anderen Teil und mündet auf der einen, in Fig. 3 nach unten weisenden Seite des ersten Ventilsitzes 244 in das Gehäuse 240 ein. 5

Die Bypaßleitung 219 dagegen verläuft quer zu diesen Teilen der Leitungen 217 und mündet etwa koaxial zum Betätigungselement 250 in das Gehäuse 240 ein, wobei sie mit diesem den zweiten Ventilsitz 245 bildet. Der das Betätigungselement 250 enthaltende Teil der Rücklaufleitune 217 ist etwa U-förmig um das Gehäuse 240 mit Ventilstange 241 und den beiden VentilverschluBgliedern 242, 243 herumgeführt. \ ) Er mündet mit seiner öffnung 232 an einer Stelle in das

Gehäuse 240 ein, die zwischen dem ersten Ventilsitz 244 und dem zweiten Ventilsitz 245 liegt.

Das erste VentilverschluSglied 245 besteht aus einem Teller, der verschiebbar auf der Ventilstange 241 lagert und über die Rückstellfeder 247 gegen den Ventilsitz angepreßt ist. Die Rückstellfeder 247 ist mit dem in Fig. 3 oben liegenden Ende an Armen 234 abgestützt, die fest mit dem Gehäuse 240 verbunden sind. Wird die Ventilstange 241 in Pfeilrichtung 253, d.h. in Fig. 3 nsch oben, verschoben, so nimmt sie über eine radial überstehende Ringschulter 233 das erste Ventilverschlußglied 242 mit, wobei die Rückstellfeder 247 stärker zusammengedrückt wird.

Das zweite VentilverschluBglied 243 besteht ebenfalls aus einem Ventilteller, der ebenfalls auf der Ventilstange 241 verschiebbar gehalten ist. Ein an der Ventilstange 241 fester Sicherungsring 235 am Ende verhindert ein Ablösen des VentilverschluBgliedes 243. Dieses ist mittels einer Überhubfeder 236 gegen den Sicherungsring 235 gedruckt. Die Oberhubfeder 236 ist an einer Ringschulter 237 der Ventilstange 241 axial abgestützt. Sitzt

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bei der Verschiebung der Ventilstange 241 in Richtung zum Ventilsitz 245 das VsntilverschluBglied 243 auf dem Ventilsitz 245 auf und wird die Ventilstange 241 noch weiter in dieser SchlieBrichtung verschoben, so wird der Überhub durch die sich stärker zusammendrückende überhubfeder 236 aufgenommen.

Wird über die Steuerleitung 230 die Heizeinrichtung 229 eingeschaltet, so wird der Dehnstoff des Betätigungselementes 250, z.B. Wachs, über dessen Reaktionstemperatur, z.B. von 12O⁰C, hinausgehend erwärmt, so daß sich der Dehnstoff unter Verschiebung des Kolbens 252 in Pfeil-' richtung 253 ausdehnt. Dies hat eine Verschiebung der Ventilstange 241 in gleicher Richtung zur Folge, wodurch das erste VentilverschluBglied 242 vom Ventilsitz 244 abgehoben wird und dort ein Durchgang geschaffen wird, während das andere VentilverschluBglied 243 dem Ventilsitz 245 zumindest genähert wird, wenn nicht diesen gar völlig versperrt, so daß entsprechend weniger oder gar kein Kühlmittel über die Bypaßleitung 219 in das Gehäuse 240 eingeleitet wird. Statt dessen gelangt nun über die vom Kühler kommende Leitung 217 kälteres Kühlmittel in das Gehäuse 240, das durch den geöffneten Ventilsitz 244 und über die öffnung 232 etwa U-förmig herumgeleitet wird, dabei das quer in der Leitung 217 sitzende Betätigungselement 250 umströmt und in Richtung zur Brennkraftmaschine abgeführt wird. Solange die Heizeinrichtung 229 eingeschaltet ist mit sich daraus ergebender Verstellung des Regelventils 220, solange ergibt sich für das zur Brennkraftmaschine zurückgeleitete Kühlmittel eine Temperatursenkung.

Wird die Heizeinrichtung 229 ausgeschaltet, so wird das darüber zuvor erhitzte Betätigungselement 250 sehr schnell durch das dieses in der Leitung 217 umströmende, zur Brennkraftmaschine führende Kühlmittel, das demgegenüber

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eine wesentlich geringere Temperatur hat, heruntergekühlt, so daß sich eine sehr schnelle Rückstellung des Betätigungselements 250 und damit des Regelventils 220 ergibt.

Bei allem ist die Temperaturregeleinrichtung 211 insbesondere in dieser kompakten Form gemäß Fig. 3 einfach, leicht und kostengünstig. Sie ist in dieser Ausführung einbaufertig und kann auch als Austauschteil gehandelt und schnell und kostengünstig gegen ein vorhandenes Teil getauscht werden. Der besondere Vorteil dieser Temperaturregeleinrichtung 211 liegt darin, daß diese Anordnung eine sehr schnelle Verstellung des Regelventiles 220 in &ngr; Abhängigkeit irgendwelcher sonstiger Kenngrößen oder

Parameter ermöglicht, wobei nicht zu befürchten ist, daß das Regelventil 220 sich nach einer solchen Verstellung nur langsam wieder in die Ausgangslage; zurückverstellt. Da zur Rückführung des Betätigungselementes 250 das Kühlmittel in der Leitung 217 verwendet ist, ist vielmehr eine sehr schnelle Rückkühlung und damit eine sehr schnelle Rückstellung des Regelventils 220 gewährleistet.

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Claims (3)

Ansprüche

1. Temperaturregeleinrichtung für das Kühlmittel von Brennkraftmaschinen (lOJ^mit einer von der Brennkraftmaschine (10) zum Kühler (12) führenden Vorlauf leitung (15), einer vom Kühler (12) zurück zur Brennkraftmaschine (10) führenden Rücklaufleitung (17) und einer beide Leitungen (15, 17) verbindenden Bypaßleitung (19), mit einem den KühlmittelfIuB von der Brennkraftmaschine (10) durch die BypaBleitung (19) und/oder durch den Kühler (12) zurück zur Brennkraftmaschine (10) regelnden Regelventil (20) und einem das Regelventil (20) in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur in einer der an die Brennkraftmaschine (10) angeschlossenen Leitungen (15 odBr 17) betätigenden Stellmotor (24), wobei die Kühlmitteltemperatur von einem Sensor (27) in dieser Leitung (15 oder 17) erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (27| 127_f 250) mit einer Heizeinrichtung (29i 129> 229) bzw. Kühleinrichtung versehen ist, mittels der der Sensor (27| 1271 250) in Abhängigkeit von einzelnen Kennfeldgrößen, insbesondere der Brennkraftmaschine (10« 110), z.B. deren Drehzahl und/oder deren Belastung, einer Fremderhitzung bzw. Kühlung aussetzbar ist und dementsprechend über den Stellmotor

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(24; 124; 250] das Regelventil [20, 120, 220) in Richtung Absenkung bzw. Erhöhung der Kühlmitteltemperatur betätigbar ist.

5

!

2. Temperaturregeleinrichtung nach Anspruch !,da

durch gekennzeichnet, daß der Sensor (27; 127, 250) eine Heizeinrichtung C29, 129; 229) zur Fremderhitzung aufweist.

P,

3. Temperaturregeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 ,

&rgr;- dadurch gekennzeichnet, daö die

Heizeinrichtung (29_} 129; 229) außen am Sensor (27;

127; 250) angeordnet ist.

15

4. Temperaturregeleinrichtung nach einem der Ansprüche

1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (29, 129; 229) auf einem außerhalb der Leitung (15; 117; 217) befindlichen, temperaturempfindlichen Bereich des Sensors (27; 127; 258) angeordnet ist.

5. Temperaturregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Heizeinrichtung (29, 129, 229) ein elektri-Zo

sches Heizelement aufweist.

6. Temperaturregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet,

₃Q daß die Heizeinrichtung (29, 129) mit einer Steuereinrichtung (26; 126) in verbindung steht und von der Steuereinrichtung (26, 126) bedar^äweise in Abhängigkeit einzelner Kennfeldgrößen ein- und ausgeschaltet wird.

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-3-

. Temperaturregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-B, dadurch gekennzeichnet, daÖ der Sensor (27» 127» 250) bei Abschaltung der Heizeinrichtung (29i 1291 229) durch den demgegenüber kälteren Kühlmittelstrom in der Leitung (15j 117» 217), dem der übrige temperaturempfindliche Bereich des Sensors (27j 1271 250) ausgesetzt ist, abgekühlt wird.

ö.. Temperaturregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1- 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (27» 127) über eine Steuerleitung (28j 128) mit der Steuereinrichtung (26j 126) verbunden ist, die über eine Steuerleitung mit dem Stellmotor (24i 124) zu dessen Aktivierung verbunden ist, wobei der Steuereinrichtung (26» 126) zusätzlich zu der vom Sensor (27» 127) erfaßten Kühlmitteltemperatur weitere Kennfeldgrößen zugeführt werden.

. Temperaturregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1- 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor über eine Steuerleitung oder ein unmittelbares Übertragungsglied direkt mit dem Stellmotor zu dessen Betätigung verbunden ist.

10. Temperaturregeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (127) als temperaturabhängig arbeitendes Betätigungselement ausgebildet ist.

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11. Temperaturregeleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturabhängig arbeitende Betätigungselement mittels eines Übertragers, z.B. 'einer Druckrnitteleitung, eines Betätigungsgestänges, eines Bowdenzuges od. dgl., kraftübertragend mit dem Stellmotor (124) verbunden ist.

12. Temperaturregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daB der Stellmotor als temperaturabhängig arbeitendes Betätigungselement, insbesondere als an sich bekanntes Dehnstoffelement, ausgebildet ist, dessen sich verschiebender Teil, z.B. Kolben, fest mit der Ventilstange (141; 241) des Regelventiles (120» 220) verbunden ist und diese translatorisch verschiebt.

13. Temperaturregeleinrichtung nach den Ansprüchen 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, daB der Sensor und der Stellmotor zu einem einzigen temperaturabhängig arbeitenden Betätigungselement (250), insbesondere einem an sich bekannten Dehnstoffelement, vereinigt sind.

14. Temperaturregeleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daB das temperaturabhängig arbeitende Betätigungselement (250), insbesondere Dehnstoffelement, mit einem Teil seines Fühlteiles (251) innerhalb der einen Leitung (217) angeordnet ist und mit dem übrigen Teil (254) seines Fühlteiles (251) außerhalb der Leitung (217) angeordnet ist und auf diesem Teil (254) des Fühlteiles (251) die äußere Heizeinrichtung (229), insbesondere das elektrische Heizelement, trägt.

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1b. Temperaturregeleinrichtung nach Anspruch 14 , dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturabhängig arbeitende Betätigungselement (250) koaxial zu zwei Ventilsitzen (244, 245) in einem Gehäuse (240) angeordnet ist und dabei die eine Leitung (217), z.B. die vom Kühler zur Brennkraftmaschine führende Rücklaufleitung (217)₍quer durchsetzt.

ti , Temperaturregeleinrichtung nach Anspruch 14 oder 15 , dadurch gekennzeichnet, daB der vom Kühler kommende Teil der Rücklauf leitung (217) etwa parallel zu dem zur Brennkraftmaschine führenden Teil der Rücklaufleitung (217) verläuft und auf einer Seite des einen Ventilsitzes (244) in das Gehäuse (240) IB einmündet.

17. Temperaturregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 14 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypaßleitung (219) etwa koaxial zum temperaturabhängig arbeitenden Betätigungselement (250) in das Gehäuse (240) einmündet und mit diesem einen zweiten Ventilsitz (245) bildet.

1&THgr;. Temperaturregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 14-17, dadurch gekennzeichnet, daß die das temperaturabhängig arbeitende Betätigungselement (250) enthaltende Leitung, insbesondere Rücklaufleitung (217), an einer Stelle (232) in das Gehäuse (240) einmündet, die zwischen dem ersten Ventilsitz (244) und dem zweiten Ventilsitz (245) liegt.

19. Temperaturregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 12 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (220) auf seiner Ventilstange (241) ein erstes VentilverschluBglied (242), das dem ersten Ventilsitz (244) zugeordnet ist, und in

III Il l5 J I · · ·· ·

1 axialem Abstand davon ein zweites Ventilverschlußglied (243) trägt, das dem zweiten Ventilsitz (245) zugeordnet ist, wobei beide Ventilverschlußglieder au-f dem Axialbereich zwischen beiden Ventilsitzen &iacgr;244, 245}

5 lagern.

20. Temperaturregeleinrichtung nach Anspruch 19 , dadurch gekennzeichnet, daß die VentilverschluBglieder (242, 243) jeweils als Ventil-IO teller ausgebildet sind.