DE9110126U1

DE9110126U1 - Thermostatventil

Info

Publication number: DE9110126U1
Application number: DE9110126U
Authority: DE
Original assignee: Behr Thomson Dehnstoffregler GmbH and Co
Current assignee: Behr Thomson Dehnstoffregler GmbH and Co
Priority date: 1991-08-16
Filing date: 1991-08-16
Publication date: 1992-12-17
Anticipated expiration: 2001-08-17
Also published as: US5231955A

Description

WILHELM & DAUSTER PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS D-7000 Stuttgart 1 Hospitalstraße 8 Tel. (0711) 291133/292857

Anmelder:

Behr-Thomson

Dehnstoffregler GmbH & Co.

Enzstraße 25

7014 Kornwestheim

Stuttgart, den 15.08.1991 G 9546 Da/Rö 91-T-04

Thermostatventil

Die Erfindung betrifft ein Thermostatventil für eine Kühlmittelregelung eines Verbrennungsmotors mit einem dem Kühlmittelfluß zugeordneten thermostatischen Arbeitselement, dessen Arbeitskolben an einem Widerlager abgestützt ist, das mittels eines außerhalb des Kühlmittelflusses anzuordnenden Verstellgliedes verstellbar ist, das in einer mit einem Ventilgehäuse einteiligen Aufnahme gehalten ist.

Bei einem bekannten Thermostatventil der eingangs genannten Art (DE-GM 90 15 766.4) ist das Verstellglied in die Aufnahme des aus Aluminiumdruckguß hergestellten Ventilgehäuses eingesteckt und mit einer Bördelung gehalten. Der Kolben des Verstellgliedes, das als ein thermostatisches Arbeitselement ausgebildet ist, durchdringt das Ventilgehäuse. Er ist mit einem Dichtungsring umgeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Thermostatventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das Verstellglied von dem Ventilgehäuse gelöst werden kann und daß dieses Lösen durchgeführt werden kann, ohne daß danach Kühlmittel über die Aufnahme austreten kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Ventilgehäuse aus Kunststoff hergestellt ist, daß das Verstellglied in der Aufnahme mittels Halteelementen lösbar gehalten ist, und daß zwischen dem Verstellglied und dem Arbeitskolben Druckkräfte

übertragende übertragungsmittel angeordnet sind, die eine das Ventilgehäuse zur Aufnahme hin abdichtende Dichtung bilden.

Die Herstellung des Ventilgehäuses aus Kunststoff bietet den Vorteil der einfachen Herstellbarkeit und zudem den Vorteil einer thermischen Trennung von dem Verstellglied, so daß das Verstellglied nicht von der Temperatur des Kühlmittels gestört wird. Hierzu trägt auch bei, daß zwischen dem Verstellglied und dem Arbeitskolben übertragungsmittel angeordnet sind, so daß das Verstellglied nicht in den Kühlmittelfluß hineinragt. Darüber hinaus ist das Verstellglied ausbaubar, so daß es für eine überprüfung oder einen Austausch von dem Ventilgehäuse gelöst werden kann. Da die Dichtung im Bereich der übertragungsmittel derart erfolgt, daß das Verstellglied überhaupt nicht in den Kühlmittelfluß eintaucht, bleibt der Kühlmittelfluß auch bei einem Entfernen des Verstellgliedes nach außen abgedichtet. Das Verstellglied ist somit ausbaubar und austauschbar, ohne daß dadurch die Gefahr besteht, daß Kühlmittel austreten kann.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das übertragungselement mit einem kolbenartigen Ansatz in einer zu der Aufnahme führenden Bohrung geführt und mit einem Dichtungsmittel umgeben ist. Damit wird in einfacher Weise eine zuverlässige Dichtung gewährleistet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Verstellglied ein weiteres thermostatisches Arbeitselement ist, das in der Aufnahme derart angeordnet ist, daß ein Arbeitskolben koaxial zu dem Arbeitskolben des ersten Arbeitselementes angeordnet ist, und daß zwischen den beiden Arbeitskolben ein übertragungselement aus wärmeisolierendem Material angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, das als Verstellglied dienende thermostatische Arbeitselement so auszulgen, daß es auf die Umgebungstemperatur anspricht und damit eine mit diesem Wert überlagerte Regelung der Kühlmitteltemperatur ver-

anlassen kann. Da das Ventilgehäuse aus Kunststoff besteht und da auch das übertragungselement aus einem wärmeisolierendem Material, insbesondere einem Kunststoff, besteht, erfolgt keine direkte Wärmeübertragung von dem Kühlmittel zu dem Verstellglied, so daß dieses auch tatsächlich auf die Umgebungstemperatur ansprechen kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Ventilgehäuse und/oder die Aufnahme mit Mitteln zum Verringern einer Wärmeübertragung von dem Ventilgehäuse zu dem Verstellglied versehen sind. Damit wird eine noch weiter verbesserte thermische Trennung zwischen dem Kühlmittel und dem Verstellglied erhalten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform und den Unteransprüchen.

Die Zeichnung zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Thermostatventils.

Das in der Zeichnung dargestellte Thermostatventil besitzt ein Ventilgehäuse (10) , das aus einem Kunststoff als Kunststoffspritzteil hergestellt ist. Bevorzugt wird ein faserverstärkter Kunststoff verwendet, beispielsweise ein mit Glasfasern oder Carbonfasern verstärkter Kunststoff. Das Ventilgehäuse (10) weist einen Flansch (11) auf, mit dem es dichtend an einem nicht dargestellten Gehäuseteil befestigt ist, beispielsweise an einem Kühlwasserkanal eines Motorblocks o.dgl. In dem Flansch ist eine Ringnut vorgesehen, in die ein Dichtungsring (12) eingelegt ist. Der Flansch (11) bildet einen Ventilsitz (14), der zusammen mit einem Ventilteller (15) ein die Verbindung zu einem Schlauchanschluß (13) des Ventilgehäuses (10) steuerndes Ventil bildet. Der Ventilteller (15), der ein Kunststofformteil sein kann, ist an dem Gehäuse (16) eines thermostatischen Arbeitselementes gehalten. Das Gehäuse (16)

enthält einen Dehnstoff, insbesondere ein Wachs, das bei Erreichen und überschreiten einer vorgegebenen Temperatur seinen Zustand und damit sein Volumen ändert und damit einen Arbeitskolben (17) austreibt.

Der Arbeitskolben stützt sich entgegen seiner Ausfahrrichtung über ein übertragungselement an einem noch zu beschreibenden, einstellbaren Widerlager derart ab, daß beim Ausfahren des Arbeitskolbens (17) das Gehäuse (16) entgegen der Ausfahrrichtung des Arbeitskolbens (17) gegen die Wirkung einer Schließfeder (19) verschoben wird, so daß der Ventilteller (15) von dem Ventilsitz (14) abhebt. Die Schließfeder (19) ist über einen Stützring (20) an fingerartigen Halteelementen abgestützt, die einteilig an das Ventilgehäuse (10) angeformt sind und die von dem Flansch (11) entgegen der Ausfahrrichtung abragen. Es sind wenigstens zwei derartige Halteelemente (21) vorgesehen.

An dem Gehäuse (16) ist noch ein Bolzen (22) angebracht, auf dem ein Kurzschlußventilteller (23) verschiebbar geführt ist, der einer nicht dargestellten Kurzschlußöffnung zugeordnet ist, Der Kurzschlußventilteller (23) ist mit einer sich an dem Kurzschlußventilteller (23) und dem Gehäuse (16) abstützenden Kurzschlußfeder (24) gehalten.

Das übertragungselement (18), das sich im Innern des Ventilgehäuses (10) befindet, besitzt eine Aufnahmebohrung für den Arbeitskolben (17) und einen kolbenartigen Ansatz (25), der durch das Ventilgehäuse (10) nach außen geführt ist. Der bolzenartige Ansatz ist mit einem in das Ventilgehäuse (10) eingesetzten Dichtungsring (26) umgeben, der mittels einer Haltescheibe (27) gesichert ist.

Dem kolbenartigen Ansatz (25) des Ubertragungselementes liegt der nicht dargestellte Arbeitskolben eines weiteren thermostatischen Arbeitselementes (28) gegenüber, das das eigentliche

Widerlager bildet. Dieses thermostatische Arbeitselement ist mit seinem Gehäuse in einer Aufnahme (29) gehalten, die über einen Hals (30) einteilig an das Ventilgehäuse (10) angeformt ist. Der ausfahrbare Kolben des thermostatischen Arbeitselementes liegt dem kolbenartigen Ansatz (25) des Übertragungselementes (18) koaxial gegenüber. Das Gehäuse des thermostatischen Arbeitselementes (28) ist in der Aufnahme (29) abgestützt und mittels einer Sicherungsfeder (31) in der Betriebsposition gehalten. Die als Schraubenfeder ausgebildete Sicherungsfeder stützt sich mit ihrem nicht sichtbaren Ende an dem Gehäuse des Arbeitselementes und mit ihrem sichtbaren Ende an einer Scheibe (32) ab. Die Scheibe (32) ist mittels vier von der Aufnahme (29) abragenden fingerartigen Ansätzen (33) gehalten, die mit die Scheibe (32) übergreifenden Rastnasen versehen sind. Die fingerartigen Ansätze (33) sind nach außen elastisch aufbiegbar, so daß die Scheibe (32) und damit die Feder und auch das thermostatische Arbeitselement (28) ausgebaut werden können. Da das thermostatische Arbeitselement (28) auch mit seinem Arbeitskolben nicht in den Innenraum des Ventilgehäuses (10) ragt, bleibt dabei die Dichtheit des Ventilgehäuses (10) im Bereich des kolbenartigen Ansatzes (25) unberührt.

Das Gehäuse des thermostatischen Arbeitselementes (28) liegt im Bereich der fingerartigen Ansätze (33) frei, so daß es der Umgebungstemperatur ausgesetzt ist. Da das Ventilgehäuse (10) aus einem wärmeisolierenden Kunststoff hergestellt ist, erfolgt nur eine relativ geringe Wärmeübertragung in Richtung von dem Inneren des Ventilgehäuses (10), d.h. von dem Kühlmittel, zu dem thermostatischen Arbeitselement. Um diese Wärmeübertragung gering zu halten, ist zusätzlich vorgesehen, daß das übertragungselement (18) aus einem wärmeisolierenden Material, insbesondere einem Kunststoff hergestellt ist. Darüber hinaus wird vorgesehen, daß im Bereich der Aufnahme (29) Kühlrippen (34) angeformt sind.

Die Länge der Bohrung des Übertragungselementes (18), die den Arbeitskolben (17) aufnimmt, ist so bemessen, daß ein vorgegebener Leerweg vorhanden ist, bevor der Arbeitskolben (17) mit seinem Ende am Ende dieser Axialbohrung zur Anlage kommt. Dieser Leerweg wird entweder durch das Ausfahren des Arbeitskolbens des thermostatischen Arbeitselementes (28) oder durch das Ausfahren des Arbeitskolbens (17) überbrückt, so daß erst nach überbrücken dieses Leerweges der Öffnungshub des Ventils (14, 15) beginnt.

Um sowohl den Arbeitskolben des Arbeitselementes (28) als auch den Arbeitskolben (17) bei Absinken der Temperatur in die Ausgangsstellung zurückzudrücken, ist zwischen dem übertragungselement (18) und dem Arbeitskolben (17) eine Spreizfeder (35) angeordnet. Diese Spreizfeder (35) stützt sich an einem an das übertragungselement (18) angeformten Federteller (36) und einem mittels einer Sicherungsscheibe auf dem Arbeitskolben (17) gehaltenen Federteller (37) ab.

Anstelle der fingerartigen Ansätze (33) können selbstverständlich auch andere Befestigungs- oder Haltevorrichtungen für das Gehäuse des thermostatischen Arbeitselementes (28) bzw. die Sicherungsfeder (31) vorgesehen werden. Hierfür können beliebige formschlüssige Halterungen, beispielsweise in Form von Bajonettverschlüssen o.dgl. vorgesehen werden.

Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle eines zweiten thermostatischen Arbeitselementes (28) ein anderes über eine äußere Stellgröße antreibbares Verstellglied vorzusehen, beispielsweise einen Spindelmotor o.dgl. Ebenso ist es möglich, anstelle des Dichtungsringes (26) andere Dichtungsmittel einzusetzen, die den Bereich abdichten, in welchem der kolbenartige Ansatz (25) des Übertragungselementes (18) nach außen durch das Ventilgehäuse (10) hindurch zur Aufnahme (29) geführt ist. Beispielsweise ist es möglich, hier als Dichtungselement eine Membran vorzusehen.

Claims

Ansprüche

1. Thermostatventil für eine Kühlmittelregelung eines Verbrennungsmotors mit einem dem Kühlmittelfluß zugeordneten thermostatischen Arbeitselement, dessen Arbeitskolben an einem Widerlager abgestützt ist, das mittels eines außerhalb des Kühlmittelflusses anzuordnenden Verstellgliedes verstellbar ist, das in einer mit einem Ventilgehäuse einteiligen Aufnahme gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse

(10) aus Kunststoff hergestellt ist, daß das Verstellglied (28) in der Aufnahme (29) mittels Halteelementen (31, 32, 33) lösbar gehalten ist, und daß zwischen dem Verstellglied (28) und dem Arbeitskolben (17) Druckkräfte übertragende übertragungsmittel

(18) angeordnet sind, die eine das Ventilgehäuse (10) zur Aufnahme (29) hin abdichtende Dichtung bilden.

2. Thermostatventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das übertragungselement (18) mit einem kolbenartigen Ansatz (25) in einer zu der Aufnahme (29) führenden Bohrung geführt und mit einem Dichtungsmittel (26) umgeben ist.

3. Thermostatventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellglied ein weiteres thermostatisches Arbeitselement (28) ist, das in der Aufnahme (29) derart angeordnet ist, daß sein Arbeitskolben koaxial zu dem Arbeitskolben (17) des ersten Arbeitselementes angeordnet ist, und daß zwischen den beiden Arbeitskolben ein übertragungselement (18) aus wärmeisolierendem Material angeordnet ist.

4. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (10) und/oder die Aufnahme (29) mit Mitteln (34) zum Verringern einer Wärmeübertragung von dem Ventilgehäuse zu dem Verstellglied versehen sind.

-S-

5. Thermostatventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (29) für das Verstellglied (28) mit nach außen abragenden Kühlrippen (34) versehen ist.

6. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von der Aufnahme (29) fingerartige Ansätze (33) abragen, die mit nach innen ragenden Nasen versehen sind, an denen eine das Verstellglied (28) in der Aufnahme haltende Schraubenfeder (31) abgestützt ist.

7. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an das Ventilgehäuse (10) in Öffnungsrichtung des Ventils (14, 15) abragende, fingerartige Halteelemente (21) angeformt sind, die eine Abstützung für eine Ventilschließfeder (19) bilden.