DE9104964U1 - Thermostat valve - Google Patents
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Description
W I L,|&Ggr; E L M & / t) AUS TER PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS D-7000 Stuttgart 1 Hospitalstraße 8 Tel. (0711) 291133/292857W I L,|&Ggr; E L M & / t) AUS TER PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS D-7000 Stuttgart 1 Hospitalstraße 8 Tel. (0711) 291133/292857
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Behr-Thomson Dehnstoffregler GmbH & Co. Enzstraße 25Behr-Thomson Dehnstoffregler GmbH & Co. Enzstrasse 25
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Stuttgart, den 22.04.1991 G 9481 Da/RöStuttgart, 22.04.1991 G 9481 Da/Rö
ThermostatventilThermostat valve
Die Erfindung betrifft ein Thermostatventil mit einem thermostatischen Arbeitselement, dessen Gehäuse einen Ringbund aufweist, an welchem ein Ventilteller abgestützt ist.The invention relates to a thermostatic valve with a thermostatic working element, the housing of which has an annular collar on which a valve disk is supported.
Derartige Thermostatventile, die insbesondere als Kühlmittelthermostaten für Kraftfahrzeugkühlanlagen eingesetzt werden, weisen aus Blech gefertigte Ventilteller auf. Dabei wird ein Blech aus nicht rostendem Material oder ein Blech mit einer Elastomer-Beschichtung verwendet. Diese Ventilteller sind mittels eines Preßsitzes an dem Gehäuse des thermostatischen Arbeitselementes befestigt.Such thermostat valves, which are used in particular as coolant thermostats for motor vehicle cooling systems, have valve plates made of sheet metal. A sheet of rust-proof material or a sheet with an elastomer coating is used. These valve plates are attached to the housing of the thermostatic working element by means of a press fit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines Thermostatventils der eingangs genannten Art zu verbilligen.The invention is based on the object of reducing the cost of manufacturing a thermostatic valve of the type mentioned above.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Ventilteller aus Kunststoff hergestellt ist und in axialer Richtung formschlüssig an dem Gehäuse des Arbeitselementes gehalten ist.This task is solved by the fact that the valve plate is made of plastic and is held in a form-fitting manner in the axial direction on the housing of the working element.
Ein derartiger Ventilteller läßt sich einfach insbesondere als Spritzgußteil herstellen, wobei er aufgrund des verwendeten Materials bereits nicht rostend ist und keinen zusätzlichen Rostschutz benötigt. Die Verwendung eines Ventiltellers aus Kunststoff wird allerdings erst dadurch möglich, daß eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Gehäuse des thermostatischenSuch a valve plate can be easily manufactured, particularly as an injection-molded part, whereby it is already rust-proof due to the material used and does not require any additional rust protection. The use of a valve plate made of plastic is only possible, however, if a positive connection is made between the housing of the thermostatic
Arbeitselementes und dem Ventilteller geschaffen wird. Diese vorzugsweise als schnappende Rastverbindung ausgebildete formschlüssige Verbindung stellt sicher, daß der Ventilteller dauerhaft und ohne sich von dem Gehäuse des Arbeitselementes zu lösen angeordnet ist. Dies wäre mittels eines Preßsitzes nicht möglich, da praktisch jeder Kunststoff unter dem Einfluß von Wärme und Belastung zu einem Kriechen neigt.working element and the valve plate. This positive connection, preferably designed as a snap-locking connection, ensures that the valve plate is permanently positioned and does not come loose from the housing of the working element. This would not be possible with a press fit, since practically every plastic tends to creep under the influence of heat and stress.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß eine Begrenzungswand der ringnutartigen Aussparung des Ventiltellers mit einer Einführschrägen versehen ist. Dies erleichtert das Herstellen der schnappenden Rastverbindung zwischen dem Gehäuse des Arbeitselementes und dem Ventilteller.In a further embodiment of the invention, it is provided that a boundary wall of the annular groove-like recess of the valve plate is provided with an insertion bevel. This facilitates the production of the snap-in connection between the housing of the working element and the valve plate.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß eine Begrenzungswand der ringnutartigen Aussparung des Ventiltellers mit wenigstens einem im wesentlichen axial verlaufenden Schlitz versehen ist. Dadurch ist es möglich, diese eine Begrenzungswand in eine oder mehrere elastische Zungen zu unterteilen, die in einfacher Weise das Herstellen der schnappenden Rastverbindung gestatten.In a further embodiment of the invention, it is provided that a boundary wall of the annular groove-like recess of the valve plate is provided with at least one essentially axially extending slot. This makes it possible to divide this one boundary wall into one or more elastic tongues, which allow the snap-locking connection to be produced in a simple manner.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Innenkontur der ringnutartigen Aussparung in axialer Richtung geringfügig kleiner als der Ringbund des Gehäuses ist. Dadurch wird der Ventilteller mit einer Abstützfläche ständig mittels einer Vorspannkraft an einer Gegenfläche des Gehäuses des Arbeitselementes gehalten, so daß zwischen dem Ventilteller und dem Gehäuse eine zumindest ausreichende Dichtheit gewährleistet ist.In a further embodiment of the invention, it is provided that the inner contour of the ring groove-like recess is slightly smaller in the axial direction than the annular collar of the housing. As a result, the valve plate with a support surface is constantly held by means of a pre-tensioning force on a counter surface of the housing of the working element, so that at least sufficient tightness is ensured between the valve plate and the housing.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Ventilteller mit einer Aufnahme für einen über ihn überstehenden elastischen Dichtungsring versehen ist. Dieser elastische Dichtungsring ermöglicht eine sichere Abdichtung zwischen dem Ventilteller und einem Ventilsitz, ohne daß sowohlIn a further embodiment of the invention, the valve plate is provided with a receptacle for an elastic sealing ring protruding over it. This elastic sealing ring enables a secure seal between the valve plate and a valve seat without
für den Ventilteller als auch für den Ventilsitz sehr hohe Fertigungsgenauigkeiten eingehalten werden müssen. Vorteilhaft wird in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, daß der Dichtungsring formschlüssig in der Aufnahme gehalten ist.Very high manufacturing precision must be maintained for both the valve plate and the valve seat. Advantageously, a further design provides that the sealing ring is held in the holder in a form-fitting manner.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Ventilteller mit wenigstens einem gegenüber dem Dichtungsring zurückgesetzten Anschlag versehen ist. Dieser Anschlag begrenzt den maximalen Weg des Ventiltellers beim Schließen des Ventils und damit das Zusammendrücken des Dichtungsringes. Damit wird verhindert, daß der Dichtungsring zu stark gepreßt und dadurch beschädigt wird.In a further embodiment of the invention, it is provided that the valve plate is provided with at least one stop that is set back from the sealing ring. This stop limits the maximum travel of the valve plate when the valve is closed and thus the compression of the sealing ring. This prevents the sealing ring from being pressed too hard and thus damaged.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform und den Unteransprüchen.Further features and advantages of the invention emerge from the following description of the embodiment shown in the drawing and the subclaims.
Die Zeichnung zeigt einen axialen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Ventilteller für ein Thermostatventil, wobei das thermostatische Arbeitselement nur angedeutet ist.The drawing shows an axial section through a valve plate according to the invention for a thermostatic valve, whereby the thermostatic working element is only indicated.
Thermostatventile werden in den Kühlmittelkreisläufen von Verbrennungsmotoren eingesetzt, um die Kühlmitteltemperatur und damit die Motortemperatur auf einem vorgegebenen Temperaturniveau zu halten und dieses Temperaturniveau möglichst schnell zu erreichen. Sie regeln den Kühlmittelfluß zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Kühler mittels einer Kurzschlußleitung.Thermostat valves are used in the coolant circuits of combustion engines to keep the coolant temperature and thus the engine temperature at a specified temperature level and to reach this temperature level as quickly as possible. They regulate the coolant flow between the combustion engine and the radiator using a short-circuit line.
Von dem Thermostatventil ist ein thermostatisches Arbeitselement in der Zeichnung nur strichpunktiert angedeutet. Es besitzt ein Gehäuse (10) , das einen sich temperaturabhängig ausdehnenden Dehnstoff enthält, aufgrund dessen temperaturabhängiger Ausdehnung ein Arbeitskolben (11) aus dem Gehäuse (10) ausgefahren wird. Der Arbeitskolben (11) stützt sich gegen ein nicht dargestelltes Widerlager ab, so daß aufgrund seines Ausfahrens das Gehäuse (10) gegen die Ausfahrrichtung ver-A thermostatic working element of the thermostat valve is only indicated in the drawing by dash-dot lines. It has a housing (10) that contains a temperature-dependently expanding material, due to whose temperature-dependent expansion a working piston (11) is extended from the housing (10). The working piston (11) is supported against an abutment (not shown), so that due to its extension the housing (10) is moved against the extension direction.
schoben wird. An dem Gehäuse (10) ist ein Ventilteller (12) befestigt, dem ein nicht dargestellter Ventilsitz zugeordnet ist. An den Ventilteller (12) greift eine nicht dargestellte Rückstellfeder an, die als eine das Gehäuse (10) mit Abstand umgebende Schraubenfeder ausgebildet ist. Diese Rückstellfeder drückt den Ventilteller (12) und damit das Gehäuse (10) bei kaltem Kühlmittel in die Schließstellung, in welcher der Arbeitskolben (11) in das Gehäuse (10) eingefahren ist.is pushed. A valve plate (12) is attached to the housing (10), to which a valve seat (not shown) is assigned. A return spring (not shown) engages the valve plate (12), which is designed as a helical spring that surrounds the housing (10) at a distance. This return spring presses the valve plate (12) and thus the housing (10) into the closed position when the coolant is cold, in which the working piston (11) is retracted into the housing (10).
Der Ventilteller (12) ist aus einem warmfesten Kunststoff hergestellt, beispielsweise aus Ultraamid. Er ist formschlüssig mit dem Gehäuse (10) verbunden, so daß er auch unter dem Einfluß von Last und Temperatur seine relative Position zu dem Gehäuse (10) nicht verändert.The valve plate (12) is made of a heat-resistant plastic, for example ultraamide. It is positively connected to the housing (10) so that it does not change its relative position to the housing (10) even under the influence of load and temperature.
Der Ventilteller (12) besitzt eine ringförmige Gestalt und weist eine zentrische Aussparung (13) auf, deren Innenkontur der Außenkontur eines Ringbundes (14) des Gehäuses (10) angepaßt ist. Dieser Ringbund (14) befindet sich im Bereich des offenen Endes des Gehäuses (10), aus welchem der Arbeitskolben (11) ausfahrbar ist. Der dem Arbeitskolben (11) abgewandte Bereich des Ventiltellers ist als ein kragenartiger Ansatz ausgebildet, der einen Teil der ringnutartigen Aussparung (13) enthält. Diese ringnutartige Aussparung (13) besitzt einen im wesentlichen zylindrischen Nutengrund (15), der einem zylindrischen Abschnitt des Ringbundes (14) angepaßt ist. Auf der dem Arbeitskolben (11) abgewandten Seite schließt sich eine kegelstumpfförmige Stützfläche (16) an, die ebenfalls einer entsprechenden Fläche des Ringbundes (14) angepaßt ist. Daran schließt sich dann noch ein zylindrischer Kragen (17) an, der das Gehäuse (10) unter Belassen eines geringen Abstandes umgibt. The valve plate (12) has an annular shape and has a central recess (13), the inner contour of which is adapted to the outer contour of an annular collar (14) of the housing (10). This annular collar (14) is located in the area of the open end of the housing (10), from which the working piston (11) can be extended. The area of the valve plate facing away from the working piston (11) is designed as a collar-like projection which contains part of the annular groove-like recess (13). This annular groove-like recess (13) has an essentially cylindrical groove base (15) which is adapted to a cylindrical section of the annular collar (14). On the side facing away from the working piston (11) there is a truncated cone-shaped support surface (16) which is also adapted to a corresponding surface of the annular collar (14). This is followed by a cylindrical collar (17) which surrounds the housing (10) while leaving a small gap.
An den Nutengrund (15) der Ringnut (13) schließt sich auf der dem Arbeitskolben (11) zugewandten Seite eine weitere Begrenzungswand (18) an, deren Innenfläche der kegelstumpf-On the side facing the working piston (11), the groove base (15) of the annular groove (13) is adjoined by a further boundary wall (18), the inner surface of which is the truncated cone
förmigen Kontur einer Gegenfläche des Ringbundes (14) des Gehäuses (10) angepaßt ist. Diese Begrenzungswand (18) ist mit mehreren axialen Schlitzen (19) versehen, die bis in den Bereich des Nutengrundes (15) laufen. Aufgrund dieser Schlitzeshaped contour of a counter surface of the annular collar (14) of the housing (10). This boundary wall (18) is provided with several axial slots (19) which run into the area of the groove base (15). Due to these slots
(19) ist die Begrenzungswand (18) in mehrere federzungenartig in radialer Richtung aufbiegbare Abschnitte unterteilt, so daß diese Begrenzungswand (18) unter elastischem Aufweiten über den Ringbund (14) des Gehäuses (10) schnappbar ist. Der innere Rand der Begrenzungswand (18) ist mit einer Einführungsschrägen (20) versehen. Der Ventilteller wird von der dem Arbeitskolben (11) gegenüberliegenden Seite auf das Gehäuse (10) aufgeschoben, wobei bei Erreichen des Ringbundes (14) die federzungenartigen Abschnitte der Begrenzungswand (18) elastisch nach außen aufgebogen werden. Nach Erreichen der endgültigen Position schnappen diese Abschnitte der Begrenzungswand (18) zurück und umgreifen den Ringbund (14) des Gehäuses, so daß eine formschlüssige Verbindung hergestellt ist. Die axiale Länge des Nutengrundes (15) der Aussparung (13) ist bevorzugt um einen geringen Betrag kleiner als die axiale Länge des entsprechenden zylindrischen Abschnittes des Ringbundes (14) des Gehäuses (10). Damit wird sichergestellt, daß die federzungenartigen Abschnitte der Begrenzungswand (18) die Fläche (16) des Ventiltellers mit einer Vorspannung an dem Ringbund (14) halten, so daß eine erhöhte Dichtwirkung gewährleistet ist.(19) the boundary wall (18) is divided into several sections that can be bent open in the radial direction like spring tongues, so that this boundary wall (18) can be snapped over the annular collar (14) of the housing (10) while expanding elastically. The inner edge of the boundary wall (18) is provided with an insertion bevel (20). The valve plate is pushed onto the housing (10) from the side opposite the working piston (11), whereby when the annular collar (14) is reached, the spring tongue-like sections of the boundary wall (18) are elastically bent outwards. After reaching the final position, these sections of the boundary wall (18) snap back and enclose the annular collar (14) of the housing, so that a positive connection is established. The axial length of the groove base (15) of the recess (13) is preferably a small amount smaller than the axial length of the corresponding cylindrical section of the annular collar (14) of the housing (10). This ensures that the spring-tongue-like sections of the boundary wall (18) hold the surface (16) of the valve disk with a pre-tension on the annular collar (14), so that an increased sealing effect is ensured.
Der Ventilteller (12) ist im Bereich seiner äußeren, einem nicht dargestellten Ventilsitz zugeordneten Dichtfläche mit einem elastischen Dichtungsring (21), insbesondere einem O-Ring, versehen. Dieser elastische Dichtungsring (21) ist formschlüssig in einer ringnutartigen Aufnahme (22) des Ventiltellers gehalten. Die ringnutartige Aussparung (22) umgibt mehr als die Hälfte des Querschnittes des Dichtungsringes (21) , so daß dieser sicher gehalten ist. Auf der dem Arbeitskolben (11) gegenüberliegenden Seite, in deren Bereich die nicht dargestellte Rückstellfeder angreift, ist der Dichtungsring mit einer Stützfläche des Ventiltellers unterstützt, die nach außenThe valve plate (12) is provided with an elastic sealing ring (21), in particular an O-ring, in the area of its outer sealing surface, which is associated with a valve seat (not shown). This elastic sealing ring (21) is held in a form-fitting manner in an annular groove-like receptacle (22) of the valve plate. The annular groove-like recess (22) surrounds more than half of the cross-section of the sealing ring (21), so that it is held securely. On the side opposite the working piston (11), in the area of which the return spring (not shown) engages, the sealing ring is supported by a support surface of the valve plate, which faces outwards.
über die Querschnittsmitte des Dichtungsringes (21) hinausragt. Die dem Arbeitskolben (11) zugekehrte Begrenzung (23) der Aufnahme (22) des Ventiltellers (12) ist als ein Anschlag ausgebildet, der sich, nachdem der Dichtungsring (21) um das vorgegebene zulässige Maß zusammengedrückt worden ist, an den Ventilsitz anlegt und damit ein weiteres Zusammendrücken des Dichtungsringes (21) und damit ein Zerstören dieses Dichtungsringes (21) verhindert.protrudes beyond the cross-sectional center of the sealing ring (21). The limit (23) of the receptacle (22) of the valve plate (12) facing the working piston (11) is designed as a stop which, after the sealing ring (21) has been compressed by the specified permissible amount, rests against the valve seat and thus prevents further compression of the sealing ring (21) and thus destruction of this sealing ring (21).
Eine formschlüssige Verbindung zwischen dem aus Kunststoff hergestellten Ventilteller (12) und dem Gehäuse (10) des thermostatischen Arbeitselementes läßt sich auch dadurch verwirklichen, daß der Ventilteller (12) im Bereich der AussparungA positive connection between the plastic valve plate (12) and the housing (10) of the thermostatic working element can also be achieved by the valve plate (12) in the area of the recess
(13) zweiteilig gestaltet wird, d.h. in einen auf der dem Arbeitskolben (11) gegenüberliegenden Bereich des Ringbundes(13) is designed in two parts, i.e. in a region of the annular collar opposite the working piston (11)
(14) anbringbaren Teil und einem auf der Seite des Arbeitskolbens (11) anbringbaren, deckelartigen Halteteil unterteilt wird. Diese beiden Teile können dann miteinander verrastet oder verschraubt oder auf andere Weise miteinander verbunden werden. Dabei ist es auch möglich, nur den Teil des Ventiltellers (12), der den Dichtungsring (21) aufnimmt, aus Kunststoff herzustellen und den deckelartigen Halteteil aus einem anderen Material, beispielsweise als ein Federblech oder eine Bügelfeder aus Metall herzustellen.(14) and a cover-like holding part that can be attached to the side of the working piston (11). These two parts can then be locked or screwed together or connected in another way. It is also possible to manufacture only the part of the valve plate (12) that holds the sealing ring (21) from plastic and to manufacture the cover-like holding part from a different material, for example as a spring plate or a bow spring made of metal.
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