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Temperaturregler für ein Kühlsystem Die Erfindung betrifft Temperaturregler,
die in erster Linie in Kühlanlagen von Brennkraftmaschinen verwendet werden und
einen Weg für das unter Druck stehende Kühlmittel zum Kühler freigeben, sobald das
Kühlmittel eine vorgegebene Temperatur erreicht hat, während der vorher geöffnete,
den Kühler umgehende Weg abgesperrt wird.
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Es ist bereits ein Kühlwasserregler für Brennkraftmaschinen mit einem
vom Kühlwasser beeinflußten Thermostaten und mit einem thermostatisch gesteuerten
Ringschieber bekannt, der bei einer Temperatursteigerung des Kühlwassers eine zum
Kühler führende Leitung öffnet und gleichzeitig eine den Kühler umgehende Nebenschlußleitung
unterbricht. Das Gehäuse des Reglers ist im Innern mit drei vorspringenden Ringen
versehen, die zwei übereinanderliegende, nach der Mitte hin offene Ringräume abgrenzen,
von denen die Leitung zum Kühler bzw. die Nebenschlußleitung ausgeht. Die Ringe
bilden zugleich die Führung für einen in der Gehäuseachse verschiebbar angeordneten
Ringschieber. Außerdem verhindert der mittlere Ring den Durchtritt des Kühlmittels
zur anderen Leitung, wenn sich der Ringschieber gerade in einer Stellung befindet,
in der er die eine Leitung verschließt.
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Der Nachteil dieses bekannten Reglers besteht nun darin, daß in der
jeweiligen Schließstellung des Ringschiebers stets etwas Kühlwasser zwischen dem
mittleren Ring und dem Ringschieber in die gerade zu verschließende Leitung eindringt.
Bei- tiefer Temperatur gelangt also etwas Kühlwasser zum Kühler, während bei hoher
Temperatur etwas Kühlwasser in die Nebenschlußleitung eindringt. Der bekannte Regler
ist infolge dieser Leckverluste in der jeweiligen Schließstellung der einen Leitung
nicht voll wirksam. Dies macht sich besonders nachteilig bemerkbar, wenn das Kühlwasser
zur Anwärmung des Motors schnell eine vorgegebene Temperatur erreichen soll, aber
eine gewisse Menge zum Kühler hin abgezweigt wird. Außerdem sind besondere Anforderungen
an die Führung des Ringschiebers zu stellen, da der Ringschieber bei seiner Bewegung
aus- dem einen Ring hinaustritt und in den anderen äußeren Ring erneut eintreten
muß. Bei unzureichender Führung kann der Ringschieber hierbei leicht verkanten und
sich verklemmen.
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Fernerhin ist ein Ventil für Gehäuse-Thermostaten bekannt, bei dem
ein im Ventilgehäuse befestigter Ring als Sitz eines als Hauptventil dienenden Tellerventils
verwendet wird. Die Unterseite dieses Ringes dient gleichzeitig als Sitz eines als
Nebenschlußventil wirkenden Ringschiebers. Sowohl der Ventilteller als auch der
Ringschieber sind mit dem Kolben eines Gehäuse-Thermostaten fest zu gemeinsamer
Bewegung verbunden. Mit zunehmender Temperatur des Kühlmittels hebt der Thermostat
den Ventilteller von seinem Sitz ab und verschließt gleichzeitig mit dem Ringschieber
die Nebenschlußleitung. Der Nachteil dieses bekannten Reglers ist darin zu sehen,
daß der Ventilteller vom Thermostaten in die Schließstellung gezogen werden muß.
Außerdem ist der Ventilteller vom Druck der zum Kühler gelenkten Strömung stark
belastet, da er dieser Strömung eine breite Fläche entgegenstellt. Infolgedessen
können leicht plötzliche Druckschwankungen in der Strömung in ungünstiger Weise
auf diese breite Fläche einwirken und die Öffnungsweite des Ventils verändern.
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Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein derartiges Ventil gegen
plötzliche Druckschwankungen in der Kühlmittelströmung unempfindlich zu machen und
gleichzeitig das Hauptventil in der Schließrichtung vorzuspannen.
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Bei einem- Temperaturregler für ein Kühlsystem, dessen Gehäuse in
der Strömung eines unter hohem Druck stehenden Kühlmittels untergebracht ist und
einen druckunempfindlichen Thermostaten enthält, mit einem vom Thermostaten betätigbaren
Hauptventil, das zur Unterbrechung derKühlmittelströmunggegenüber einem Sitz hin-
und herbewegbar ist, und mit einem Ringschieber, der als Nebenschlußventilkörper
gemeinsam mit dem Hauptventil betätigbar und derart angeordnet ist, daß die Kühlmittelströmung
abwechselnd in eine Leitung zum Kühler oder in eine Nebenschlußleitung gelenkt wird,
ist gemäß der Erfindung das Hauptventil als weiterer Ringschieber konzentrisch zum
ersten angeordnet; der erste Ringschieber ruht dabei auf einer Schulter des Hauptventils
und wird
von einer Feder in die Schließrichtung des Hauptventils
gepreßt.
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Weitere Vorteile und Merkmale des Erfindungsgegenstandes gehen aus
der Beschreibung der Figuren hervor.
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Fig. 1 ist eine Ansicht des Temperaturreglers gemäß der Erfindung,
Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch den in der Kühlanlage einer Brennkraftmaschine
eingebauten Regler, dessen Hauptventil geschlossen und dessen Nebenschlußventil
geöffnet ist, Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch denselben Regler, dessen Hauptventil
jedoch geöffnet und dessen Nebenschlußventil geschlossen ist.
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Der Temperaturregler gemäß der Erfindung enthält ein in der Kühlanlage
eingebautes, feststehendes Gehäuse 10, das aus drei miteinander fest verbundenen
Teilen, nämlich einem Wandabschnitt 12, einem Bügel 20 und einer Platte 22 zusammengesetzt
ist. In der Mittelöffnung der Platte 22 ist eine temperaturempfindliche Vorrichtung
32 flüssigkeitsdicht befestigt und somit konzentrisch zu den drei Gehäuseteilen
12, 20 und 22 angeordnet. Diese Gehäuseteile sind vorzugsweise aus Metallblech geformt
und gestanzt. Die temperaturempfindliche Vorrichtung 32 enthält in ihrem feststehenden
Gehäuse 34 ein ausdehnungsfähiges, druckunempfindliches, bei einer bestimmten Temperatur
schmelzbares Material, von dem bei Übergang in den geschmolzenen Zustand eine sehr
große Kraft auf einen Kolben 36 ausgeübt wird. Derartige temperaturempfindliche
Vorrichtungen sind an sich bekannt und billig herzustellen.
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Der bewegbare Kolben 36 der temperaturempfindlichen Vorrichtung 32
ist mit einem Außengewinde versehen, das in eine Scheibe 46 eingeschraubt und nach
einer richtigen Einstellung an dieser festgelötet ist. Die Scheibe 46 steht durch
Stege 44 mit dem oberen Rand einer Ringhülse 42 in Verbindung, die der bewegbare
Teil eines Hauptventils 40 ist. Das andere, den Stegen 44 entgegengesetzte, untere
Ende der Ringhülse 42 ist mit einer Schulter 50 und einem abgeschrägten Rand 52
ausgebildet, der in der unteren Stellung des Hauptventils 40 mit der Platte 22 in
Berührung steht, die somit einen Ventilsitz bildet.
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Am oberen Ende ist das Gehäuse 10 von einer sich an den Wandabschnitt
12 anschließenden Platte 16 abgeschlossen, in deren Mitte sich eine Öffnung 58 befindet,
durch die die Ringhülse 42 hindurchgeht, und von der diese Hülse 42 geführt wird.
Der Rand der Plattenöffnung 58 ist abgesetzt und bildet zusammen mit einem an der
Unterseite der Platte 16 befestigten Ring 60 eine Rille 62, in der
ein Dichtungsring 64 locker eingelegt ist. Der Innenrand des Dichtungsringes tritt
etwas aus der Rille 62 heraus und liegt leicht an der Außenseite der Ringhülse 42
an. Falls auf den Dichtungsring 64 kein einseitiger Druck einwirkt, setzt er einer
Bewegung der Ringhülse 42 unabhängig von deren Richtung kaum Widerstand entgegen.
Wenn jedoch infolge einer Druckwelle in der Kühlanlage ein geringer Druckunterschied
auf den Dichtungsring 64 einwirkt, wird dieser in der Rille 62 nach oben gegen den
Rand der Plattenöffnung 58 und nach innen auf die Außenfläche der Ringhülse 42 gedrückt,
so daß er voll wirksam wird und eine gute Abdichtung bildet.
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Auf der Ringhülse 42 des Hauptringventils40 ist ein Nebenschlußringventil
70 in Form einer Ringhülse verschiebbar gelagert, dessen Wandabschnitt 72 mit der
Innenfläche des Wandabschnittes 12 des Gehäuses 10 in leichter Berührung steht.
Vom unteren Rand des Wandabschnittes 72 aus führen Stege 74 nach innen bis zu einem
Ring, dessen Öffnung 76 locker die Außenfläche der Ringhülse 42 des Hauptringventils
umfaßt. Durch die zwischen den Stegen 74 gebildeten Öffnungen 78 geht der Bügel
20 des Gehäuses 10 bei einer senkrechten Bewegung der Ringhülse70 frei hindurch;
außerdem kann das Kühlmittel durch diese Öffnung 78 frei nach oben hindurchtreten,
wie dies durch Pfeile in den Fig. 2 und 3 angegeben ist. Die Ringhülse 42 wird außerdem
von einer Schraubenfeder 80 umgeben, die zwischen der Unterseite des Ringes 60 und
der Oberseite des die Öffnungen 78 bildenden Ringes eingespannt ist. Normalerweise
drückt diese Feder 80 die Ringhülse 70 des Nebenschlußventils gegen die Schulter
50 der Ringhülse 42 des Hauptringventils 40, wobei auch das Hauptringventil 40 gegen
seinen Ventilsitz 22 gedrückt wird.
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Das Gehäuse 10 des Temperaturreglers gemäß der Erfindung kann in einer
Öffnung 90 im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine montiert sein und mit einer
Kühlmittelleitung 92 in Verbindung stehen. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist das Gehäuse
10 mit Hilfe eines Gußstückes 94 an der Oberseite des Zylinderkopfes festgemacht.
Ein am Gußstück 94 ausgebildeter Flansch 96 steht mit der Platte 16 des Gehäuses
10 über eine Dichtung in Verbindung. Außer dem Gußstück 94, an dem ein Schlauch
anschließbar ist, ist eine Nebenschlußleitung 104 vorgesehen, über die das Kühlmittel
an dem Kühler der Kühlanlage vorbeigeleitet wird, wenn das Hauptringventil 40 geschlossen
ist.
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In Fig. 2 ist das Hauptringventil 40 in der geschlossenen Stellung
dargestellt, bei der die Kühlmitteltemperatur sich unter derjenigen befindet, bei
der ein Durchlauf des Kühlmittels durch den Kühler (nicht gezeigt) stattfinden soll.
Das Kühlmittel strömt in diesem Falle durch die Öffnungen 78 zwischen den Stegen
74 in den Innenraum des Nebenschlußventils 70 und dann über den oberen Rand des
Wandabschnittes 72 durch Öffnungen 18 im Wandabschnitt 12 des Gehäuses 10 in die
Nebenschlußleitung 104 hinein. Sobald das Kühlmittel eine vorgegebene Temperatur
erreicht, schmilzt das druckunempfindliche Material der temperaturempfindlichen
Vorrichtung 32 und treibt den Kolben 36 heraus. Hierdurch wird die mit ihm fest
verbundene Ringhülse 42 des Hauptringventils 40 vom Ventilsitz 22 abgehoben und
gegen die Kraft der Feder 80 nach oben geschoben. Zwischen der den Ventilsitz bildenden
Platte 22 und den abgeschrägten Rand 52 der Ringhülse kann nun das Kühlmittel eintreten
und über das Gußstück 94 in den mit diesem verbundenen Schlauch hineinströmen, nachdem
es die Öffnungen zwischen den Stegen 44 passiert hat. Da mit der Ringhülse 42 des
Hauptringventils 40 auch die Ringhülse 70 des Nebenschlußventils angehoben wird,
schiebt sich ihr Wandabschnitt 72 auf die Öffnungen 18 im Wandabschnitt
12 des Gehäuses 10, so daß die Kühlmittelströmung zur Nebenschlußleitung
104 unterbrochen wird. Wie bereits erwähnt, fließt das Kühlmittel dann zwischen
dem abgeschrägten Rand 52 und der Platte 22 in den Innenraum des Hauptringventils
40 hinein und von dort durch die Öffnungen zwischen den Stegen 44.
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Falls die Temperatur des Kühlmittels einen vorgegebenen Wert unterschreitet,
zieht sich das druckunempfindliche Material der temperaturempfindlichen Vorrichtung
32 zusammen, so daß die Feder 80 die Ringhülse 42 nach unten schiebt und die Kühlmittelströmung
zum Kühler der Kühlanlage unterbrochen wird, wenn der abgeschrägte Rand
52 der Ringhülse 42 die Platte 22 erreicht. Mit der Ringhülse 42 des Hauptringventils
40
bewegt sich auch die Ringhülse 70 des Nebenschlußringventils nach unten, wobei die
öffnungen 18 freigegeben werden und das Kühlmittel in die Nebenschlußleitung 104
eintreten kann.