DE2400450A1

DE2400450A1 - Temperaturabhaengige, ventilgesteuerte drucksteuerungsanlage fuer erste und zweite druckbetaetigte arbeitselemente sowie temperaturempfindliches ventil hierfuer

Info

Publication number: DE2400450A1
Application number: DE2400450A
Authority: DE
Inventors: Arthur Anthony Scott
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1973-01-08
Filing date: 1974-01-05
Publication date: 1974-07-11
Also published as: CA1002407A; US3812832A; BR7400058D0; JPS4997932A; FR2213422A1

Description

Patentanwälte Dip!.-ing. W. Scherrmann Dr.-ing. R. Roger

7300 EsslinguT (Neckar), FabrikstraBe 24, Postfach 348 i ■ 3. Januar 1974 . Telefon

- ί, Stuttgart (0711)356539

"' PA 104 rüku . ^⁹⁸¹⁹

Telegramme Patentschutz Esslingenneckar

Eaton Corporation, 100 Erieview Plaza/ Cleveland,

Ohio 44114 / USA

Temperaturabhängige, ventilgesteuerte Drucksteuerungsanlage fü-T erste und zweite druckbetätigte Arbeitselemente sowie tamperaturempfindliches Ventil hierfür

Die Erfindung betrifft eine temperaturabhängige, ventilgesteuerte Drucksteuerungsanlage für erste und zweite
druckbetätigte Arbeitselemente sowie ein zweifach wirkendes temperaturempfindliches und in einem Gehäuse gekapseltes Ventil hierfür.

Ein Hauptanwendungsgebiet der Erfindung liegt in der
Steuerung druckbetätigter Zusatzeinrichtungen
eines Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit von verschiedenen Betätigungstemperatur-Niveaus. Aus diesem Grunde wird
die Erfindung im Zusammenhang mit einer solchen Steuerungsanlage beschrieben. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Erfindung an sich für ein weiteres Anwendungsgebiet geeignet und bei allen durch, positive oder neqative Druckbeaufschlagung betätigten Drucksteuerungssystemen Anwendung finden kann, bei denen Antriebsmotoren

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oder Ventile auf unterschiedlichen Temperatur-Niveaus •betätigt werden sollen*

Bei einem Kraftfahrzeug sind eine Reihe von Zusatzeinrichtungen dazu eingerichtet, bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur unterdru.ckbs tätigt rau werden. Da die Betätigungstemperatur jeder Zusatzeinrichtung unterschiedlich ist, wurde bisher jede imterdruckbetätigi.e Zusatzeinrichtung durch eine eigene teniparaturempfihdliche Steuereinheit gesteuert^ die entweder einen Teil d-sr unterdruckbetätigten Zusatzeinrichtung selbst bildete oder als eigenes temperaturempfindlich betätigtes Ventil zur Steuerang der Unterdruckbeaufschlaqung dar Zusatzeinrichtung ausgebildet war. Bei Kraftfahrzeugen? die *rdt einer Äbgasregeleinrichtung ausgerüstet sind, bei der ein Teil des Auspuffgases im Kreislauf geführt wire (EGR) steuert ein temperaturempfindliches Ventil die Unterdruckbeaufschlagung eines Motors, der seinerseits die Äbgaskrelslaufführung bei einer vorbestimmten Temperatur einschaltet. In dem gleichen Fahrzeug kann außerdem ein zweites temperaturempfindliches Ventil vorgesehen sein, das einen anderen Unterdruckmotor steuert, der seinerseits das öffnen und Schließen einer oder mehrerer Heizklappen regelt, welche die Heizluftdurchströmung eines Heizkernes steuern.

Wenn nun eine der unterdruckbetätigten Einrichtungen, die von einem temperaturempfindlichen Ventil gesteuert ist, in drei verschiedenen Temperaturbereichen,an Stelle von lediglich zwei solchen Bereichen,gesteuert werden soll, wurde ein zweites eigenes teirsperaturempfindliches Ventil verwendet, das in Reihe mit dem ersten temperaturenspfindlichen Ventil geschaltet war. Sc verzögerten beispielsweise drei mit Steuerunterdruck beaufschlagte Schalter, wie sie etwa in den US-Patentschriften 3 4OO 598, 3 515 368 und 3 383 beschrieben sind, den Zündzeitpunkt des Verteilers bei einer

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ersten tieferen Temperatur» während der Verteiler bei einer zweiten höheren Temperatur im Sinne der Zündvoreilung verstellt wird. Derartige Einrichtungen benötigten bisher ein zweites temperatuj.empfindliches Ventil, wenn die Ztindverstellung außerdem noch bei einer Temperatur beeinflußtwerden sollte, die tiefer als die"erste Temperatur liegt, öder aber wenn eine solche Beeinflussung bei einer Temperatur erfolgen soll, die höher als die zweite Temperatur ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Drucksteuerungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Notwendigkeit zum Einsatz eines oder mehrerer zusätzlicher temperaturempfindlicher Ventile entfallen läßt und mit lediglich einem temperaturempfindlichen Ventil das Auslangen findet. Außerdem will die . , Erfindung ein für eine solche Drucksteuerungsanlage geeignetes zweifach wirkendes temperaturempfindliches Ventil schaffen, das bei unterschiedlichen Temperatur-Niveaus zwei Sätze von Ein- und Auslässen jeweils mit einander verbindet. Diese neue Drucksteuorunysanlage soll insbesondere zur Steuerung temperaturabhängiger Zusatzeinrichtungen in einem Kraftfahrzeug geeignet sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Drucksteuerungsanlage gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zweifach wirkendes temperaturempfindliches Ventil mit jeweils einem ersten und zweiten Ein- und Auslaß enthält, von denen der erste und zweite Einlaß an eine Druckquelle angeschlossen und der erste Auslaß mit dem ersten Arboitselement und der zweite Auslaß mit dem zweiten Arbeitselement verbunden sind, und daß das Ventil eine einzige temperaturabhängige Steuereinheit enthalt, durch die bei einer ersten vorbestimmten Temperatur der erste Einlaß mit dem ersten Auslaß und bei einer zweiten vorbestimmten Temperatur der zweite Einlaß mit dem zweiten Auslaß in Verbindung setzbar sind. ₄₀g_828/0876

Ein f^f.ir eine solche Drucks teuerungs an lage besonders geeignetes Ventil ist gemäß v/eiterer Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse eLnenends eine temperaturabhängige Steuereinheit befestigt ist und das Gehäuse einen ersten, zweiten und dritten, jeweils aneinander nnstossenden Hohlraum enthält, von denen der erste Hohlraum mit einem ersten Einlaß, der zweite Hohlraum mit einem ersten Auslaß und einem zweiten Einlaß und der dritte Hohlraum mit einem zweiten Auslaß in Verbindung steht, und daß in dem zweiten Hohlraum auf gegenüberliegenden Seiten ein erster und ein zweiter Ventilsitz ausgebildet ist und zwischen den beiden Ventilsitzen ein in dem zweiten Hohlraum gehaltertes Ventilverschlußsttick bewegbar ist, das in Abhängigkeit von einer Temperaturerhöhung, durch die temperaturabhängige Steuereinheit vor. dem ersten Ventilsitz auf den zweiten Ventilsitz überstellbar ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Ventil einen normalerweise offenen oberen Einlaß und oberen Auslaß auf, die durch eine Membrane von einem normalerweise geschlossenen unteren Einlaß und unteren Auslaß getrennt sind. Die Membrane wird von einer temperaturabhängigen Steuereinheit bei einer ersten Temperatur von einem zugeordneten unteren Sitz abgehoben, so daß der untere Einlaß und der untere Auslaß geöffnet werden. Bei einer zweiten Temperatur wird die Membrane gegen einen oberen Ritz angepreßt, wodurch der obere Einlaß und der obere Auslaß gesperrt werden.

Dex untere Einlaß und der untere Auslaß können bei einer bevorzugten Anwendung der neuen Drucksteuerungsanlage an eine Unterdruckquelle bzw. an einen ünterdruckmotor angeschlossen sein, um dadurch die Auspuffgas-Rückführung bei einer Regelung der Kohlenwasseremission zu steuern. Der obere Einlaß und der obere Auslaß können mit einer ünterdruck-

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quel?.e und einem Unterdruckmotor verbunden sein, um eine Regelung eines Heizungssystems zu erzielen. Alternativ können der obere Einlaß und der obere Auslaß an einen üblichen, drei Steueranschlüsse aufweisenden Schalter der eingangs erwähnten Art angeschlossen und mit dem Zündverteiler verbunden sein, um damit einen dritten Temperatur·· bereich mit entsprechendem Unterdruckpegel zur Regelung der Zündversteilung eines Kraftfahrzeugmotors zu schaffen,

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Drucksteuerungsanlage gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung . und in der Anwendung auf die Beeinflussung der Treibstoffzufuhr und des Zündsystems eines Verbrennungskraftmotors, ,.·..·

Fig. 2 ein Diagramm rar Veranschaulichung der bei einzelnen, angegebenen Temperaturen vorhandenen Unterdruckbeaucschlagung bei der Anlage nach Fig. 1,

Fig. 3 ein zweifach wirkendes temperaturempfindliches Ve:itil gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht,

Fig. 4 das Ventil nach Fig. 3, geschnitten längs der Linie 4-4 in einer Seitenansicht und in einem anderen Maßstab und

Fig. 5 einen Teil der Drucksteuerungsanlage, nach Fig. 1 in einer abgewandelten Ausfühtungsform in schematischer Darstellung, teilweise im Schnitt.

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Die Zeichnung dient lediglich zur Veranschaulichung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles des Gegenstandes der Erfindung; sie bedeutet keine Beschränkung der Erfindung. Figur 1 zeigt ein Abgasregelsystem 10, das dem Treibstoffzufuhr- und Zündsystem eines Verbrennungsmotors zugeordnet ist. Das Abgasregelsystem 10 enthält einen Vergaser mit einem Lufteinlaßkanal 11, einen Verteiler 12 mit einem Ufterdruckbetätigten Verstellmechanismus 13 zur Vorverlegung des Zündezeitpunktes sowie einen Unterdruckmctor mit einem Ventil 14 zur vergaserseitigen Regelung der Stickoxydemissionen. Der Zündzeitpunktvorstellmechanismus 13 ist über einen drei Steueranschlüsse aufweisenden Unterdruckschalter 15 mit dem

Lufteinlaßkanal 11 verbunden. Ein zweifach wirkendes temperaturempfind liches Ventil 16 ist mittels eines unteren Einlasses und Auslasses 17 bzw. 18 an eine Unterdruckquelle bzw. den Unterdruckmotor mit dem Ventil 14 angeschlossen.- Ein oberer Einlaß und Auslaß 19 bzw. 20 des zweifach wirkenden themti-sehen Ventiles 16 sind mit dem Zündzeitpunktvorstellmechanismus 13 bzw. einer Unterdruckquelle verbunden.

Durch den Lufteinlaßkanal 11 wird in an sieb bekannter Weise Luft aus der Atmosphäre in eine Mischkammer eir. geleitet, in der Treibstoff, wie etwa Benzin, zugemischt wird und aus welcher die Treibstoff-Luftmischung über eine Ansaugverte.llerleitung den einzelnen Zylindern des- Verbrennungsmotors zugeführt wird. Im Leerlaufzustand des Motors steht ein Drosselventil 22 in dem Lufteinlaßkanal 11 im wesentlichen in der Schließstellung, wobei der Luftdruck in dem Lufteinlaßkanal strömungsaufwärts von dem Drosselventil 22 auf oder nahe bei dem Atmosphärendruck liegt. Strömungsabwärts des Drosselvontiles 22 herrscht ein Unterdruckzustand, der in der Regel in der Größenordnung von etwa 406 bis 431 aro Hg liegt. Die Mo- tordrehcahX nimmt mit der Öffnung des Droseelventiles 22 zu, so daB der unterschied «wischen
dem Druck der Luft auf der strömungeaufwärts gelegenen und der

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strömungsabwärts gelegenen Seite des Drosselventiles 2? mit zunehmender Motordrehzahl abnimmt. Der Lufteinlaßkanal 11 ist auf der strömungsaufwärts gelegenen Seite des Drosselventiles 22 mit 23 bezeichnet; er wird im folgenden als "Steuer- oder Vargaserkammer" bzßichnet, während der von dem Drosselventil 22 aus strömungsab- ' wärts gelegene Teil des Lufteinlaßkanales 11 mit 24 bezeichnet und im weiteren "Verteilerkammer" genannt ist. Aus der Steuerkammer 23 und der Verteilerkammer 24 herrührender Unterdruck wird im folgenden als "Steuer"" unterdruck"bzw. "Verteilerunterdruck" bezeichnet.

Der Zündungsvorstellmechanismus 13 steuert die Zündfolge der Zündkerzen mit Bezug auf die relative Lage der einzelnen Kolben während des Kompressions- oder *\rbeitshubes der Kolben. Der Zündvorstellmechanismus 13 ist unterdruckbetätigt; wenn er mit einem hohen Unterdruck beaufschlagt' wird, stellt er den Zündzeitpunkt vor, während er bei Beaufschlagung mit einem geringen Unterdruck die Zündung verzögert. Eine Zündverzögerung im Leerlauf des Motors ergibt eine vollkommenere Verbrennung und eine Verringerung der von dem Motor abgegebenen giftigen Gase oder Kohlenwasserstoffe. Außerdem führt er zu einer Erhöhung der Betriebstemperatur des Motors. Im Gegensatz hierzu ergibt eine Zündvoreilung,vom Standpunkt der in die Atmosphäre abgegebenen Menge giftiger Gase ausgesehen, einen "schmutzigeren" oder verstärkten Betrieb des Motors, wobei zusätzlich eine verringerte Betriebstemperatur des Motors sich einstellt.

Der mit drei Anschlüssen versehene temperaturabhängig gesteuerte Unterdruckschalter 15 ist mit einem ersten Einlaß 26 über eine Leitung 27 an die Steuerkammer 23 angeschlossen. Ein zweiter Einlaß 28 ist über eine Leitung 29, welche als "T"-verzweigte Leitung dargestellt ist,mit der Verteilerkammer 24 urf* dem oberen Einlaß 19 des zweifach

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wirkenden temperaturabhängigen Ventiles 16 verbunden, ^in Auslaß 30 des Unterdruckschal-uers 15 ist über eine Leitung 32 an eine Drossel 31 angeschlossen, die als Drosselbohrung vorbestimmter Größe und Gestalt ausgebildet sein kann und über eine "T"-fömige Verzweigung mit einer Leitung 33 verbunden ist, welche die Verbindung zwischen dem Zündvorstellmechanismus 13 und dem Auslaß 20 herstellt. Der Unterdruckschalter 15 kann in den Kühlmantel des Motors eingebaut werden. Bezüglich des genauen Aufbaues und der BetrxabsT/eise eines solchen Unterdrückschalters wird auf die US-PS 3 400 698 Bezug genommen.

Der schematisch bei 14 in Fig. 1 dargestellte Unterdruck— motor mit dem zugeordneten Ventil besteht aus einem üblichen Unterdruckmotor, in dem durch Unterdruckoinwirkung eine Membrane oder ein Kolben gegen eine Feder unter Erzeugung eir.er entsprechenden Bewegung eines Ventilgliedes bewegt wird, wobei das Ventilglied entweder ein Telleroder Drosselklappenventil sein kann, das im einzelnen in nicht dargestellter Weise eine Durchströmung gestattet.

Im einzelnen werden von dem Auspuffsystem abgezapfte Stickoxydkomponenten der Abgase über eine Leitung 35 in den Unterdruckmotor mit dem Ventil 14 eingeleitet, wodurch bei entsprechender Betätigung die Abgase über eine Leitung 36 in die Verteilerkammer 22 eingeführt werden. Der Unterdruckmotor mit dem Ventil 14 ist über eine Leitung 37, welche an den unteren Auslaß 18 des zweifach v/irkenden temperaturabhängigen Ventiles 16 angeschlossen ist, mit Unterdruck beaufschlagt.

Der untere Einlaß 17 des zweifach wirkenden Ventiles 16 ist über eine Leitung 14 mit einem speziellen Unterdruckanschluß 39 des Vergasers verbunden, v/elcher bei allen Betriebsbedingungen des Motors eine variable Unterdruckquelle bildet, v/obei der Unterdruck dieser Unterdruckquelle weder

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dem Steuerunterdruck noch dem Unterdruck in der ^'erteilerkammer entspricht. Wie bereits vermerkt, ist der untere .Auslaß 18 über die Leitung 3V mit dem Unterdruckmotor und dem Ventil 14 verbunden. Der obere Einlaß 19 ist über die Leitung 29 an den zweiten Einlaß 28 des Unterdruckschalters 15 angeschlossen; außerdem ist er mit der Verteilerkammer 24 verbunden. Der obere Auslaß 20 ist über die Leitung 33 mit dem Zündvorstellmechanismus 13 und außerdem mit der Drossel 31 verbunden.

In den Fig. 3, 4 ist das zweifach wirkende temperaturabhängige Ventil 16 dargestellt, das ein Ventilgehäuse 42 mdt einem am unteren Ende angeordneten radialen Flansch 43 aufweist. In eine entsprechenden Ausnehmung des radialen Flansches 43 ist eine Dichtung 44 eingefügt, die abdichtend auf einer ebenen, oberen Fläche eines mit einem Gewinde versehenen Kupplungsstückes 45 aufliegt. Das Kupplunqsstück kann in den Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors eingeschraubt werden, so daß ein an der Stirnseite des Kupplungsstückes 45 angeordnetes, temperaturempfindliches "lement in den Kühlwassermantel des Motors ragt. Das Kupplungsstück 45 ist an dem Flansch 43 durch Umbördeln oder in sonstiger geeigneter Weise derart befestigt, daß die Dichtung 44 zwischen dem Flansch 43 und dem Kupplungsstück 45 abdichtend gehalten ist und damit eine luftdichte Verbindung zwischen dem Flansch 43 und dem Kupplungsstück 45 herstellt.

Das temperaturempfindliche Element 46 enthält einen hohlen Körperteil 47, der mit Wachs oder einer ähnlichen, bei Erwänrung sich ausdehnenden und bei Abkühlung sich' zusammenziehenden, Substanz gefüllt ist. Von einer Seite des Körperteiles 46 aus ragt ein Kolben "oder Stempel 48 nach aussen, der bei Erwärmung des temperaturempfindlichen Elementes 46 in Längsrichtung bewegt wird.

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Das Ventilgehäuse·42 begrenzt einen unteren ersten, im wesentlichen zylinderischen, hohlen Teil 50, der oben mit einem zweiten, im wesentlichen zylinderischen, hohlen Teil 83 in Verbindung steht, welcher seinerseits oben mit einem dritten, im wesentlichen zylinderischen, hohlen Teil 85 verbunden ist, wobei alle drei hohlen Teile 50, 83, 85 in dem Gehäuse 42 zentrisch angeordnet sind.

In dem hohJen Teil 50 ist ein glockenartig gestaltetes Gehäuse 51 angeordnet, das oben und unten bei 52, 53 offen ausgebildet ist und eine Kammer 54 umschließt, die eine Übersteuerung des Ventiles 16 ermöglicht. Das glockenartige Gehäuse 51 ist oben bei 55 unter Ausbildung, einer Lippe eingebogen, welche einen kreisförmigen Sockelteil 56 übergreift, der am unteren Ende einer Antriebsspindel 57 angeordnet ist, die ihrerseits von dem oberen offenen Ende 52 des glockenartigen Gehäuses 51 nach oben ragt. Ein Teil der Wandung des glockenartigen Gehäuses 51 in der N?-he der unteren Gehäuseseite bei 53 ist, wie bei 58 dargestellt, unter Ausbildung einer nach innen ragenden Ringschulter aufgeweitet, an der eine kreisförmige Scheibe 59 aufliegt. Die kreisförmige Scheibe 59 berührt den Kolben oder Stempel 48 des temperaturempfindliehen Elementes 46 mit ihrer Unterseite; sie dient als Federviderlager für eine übersteuerungsfeder 60, die auf ihrer Oberseite aufsitzt und zwischen dem kreisförmigen Sockelteil 56 der Antriebsspindel 57 und der Scheibe 59 sitzt. Das glockenartige Gehäuse 51 ist auf der Unterseite bei 53 mit einem ringförmigen, nach außen gebogenen Flansch 61 ausgebildet, der als Auflage für eine erste Schraubenfeder 63 dient. Das andere Ende der ersten Schraubenfeder 63 stützt sich gegen einen unteren flachen Basisteil 64 eines speziell gestalteten, im wesentlichen zylinderischen ersten Ventilsitzelementes 6 5 ab.

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Das Ventilsitzelement 65 weist eine zentrisch angeordnete öffnung oder Führungsfläche 73 auf, die die Antriebsspindel 57 aufnimmt. Das Ventils:..tzelement 65 ist in dem unteren hohlen Teil 50 des Ventilgehäuses 42 angeordnet und durch die von der ersten Schraubenfeder 63 ausgeübte Kraft■ welche eineα mittleren flachen Basisteil 66 des Ventilsitzelementes 65 gegen eine -Ringschulter 67 des Ventilgehäuses 42 andrückt, bewegungsfest gehalten. Das erste Ventilsitzelement 65 weist zwischen dem mittleren und dem unteren Basisteil 66 bzw. 64 eine Ausnehmung auf, in der sin O-Ring 68 angeordnet ist, der eine Unterdruckleckage längs der Wandung des unteren Hohlraumes 50 und des Ventilsitzelementes 65 verhütet. Oberhalb des mittleren flachen Basisteiles 66 des Ventilsitzelementes 65 ist eine erste ringförmige, nach außen gerichtete öffnung oder Ausnehmung 70 angeordnet, die ir dauernder Verbindung mit dem unteren Auslaß 18 steht. Eine zweite ringförmige öffnung 71 ist in dem Ventilsitzelement 65 in dem Bereich innerhalb der ersten ringförmigen öffnung 70 vorgesehen; sie ist mit der ersten ringförmigen öffnung 70 durch zahlreiche dazwischen verlaufende Kanäle 72 verbunden.

Die Innenwand der zweiten ringförmigen öffnung 71 und die Führungsfläche 73 des Ventilsitzelementes 65 bilden zusammen ein abgerundetes Profil und einen ersten Ventilsitz 79. Der erste Ventilsitz 79 definiert das untere Ende des zweiten Hohlraumes 83 des Ventilgehäuses 42.

In dem zweiten Hohlraum 83 ist eine Membrane 75 angeordnet, die in dem Hohlraum 83 durch eine zweite, nach innen ragende Ringschulter 76 fixiert ist. Die Ringschulter 76 ist in dem Ventilgehäuse 42 ausgebildet; sie nimmt einen äußeren Rand-.teil 77 der Membrane 75 auf, welche ihrerseits wieder durch einen oberen flachen Basisteil 78 des ersten Ventilsitzelementes 65 zusammengedrückt ist. Die Membrane 75 ist in ihrem Mittelbereich derart ausgebildet, daß sie über einen konischen

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Vorsprung 79 mit einer darin ausgebildeten Höhlung verfügt, in die ein angespitztes Ende 80 der Antriebsspindel 57 ragt, um die Membrane 75 bei ihrer Bewegung zu führen. Die Membrane 75 ist außerdem über ihrem Mittelteil mit einer Schultsr versehen, in der eine kreisförmige Scheibe 81 angeordnet ist, welche die Membrane in dem Mittelbereich versteift. Die kreisförmige Scheibe 81 ist mit einer mittigen öffnung ausgebildet, in die das angespitzte Ende 80 der Antriebsspindel 57 ragt.

Der dritte Hohlraum 85 des Ventilgehäuses 42 ist mit einem verschlossenen oberen Endteil 86 ausgebildet, der dauernd mit dem oberen Auslaß 20 in Verbindung steht; außerdem verfügt er über einen unteren Endteil 87, welcher in dem zweiten Hohlraum 83 mündet. Eine in den dritten Hohlraum 85 ausgebildete, nach innen ragende Ringschulter 88 dient als Widerlager für ein Ende einer zweiten Druckfeder 89. Die Druckfeder 89 stützt sich an ihrem unteren Ende auf der Oberseite der Membrane 75 ab, um dadurch die Membrane 75 bei nicht betätigtem temperaturempfindlichem Element 46 in abdichtender Anlage an dem ersten Ventilsitz 79 zu halten.

Von dem dritten Hohlraum 85 aus geht eine dritte ringförmige Öffnung 90 in dem Ventilgehäuse 42 nach außen, die in dauernder Verbindung mit dem oberen Einlaß 19 steht, und unten in den zweiten Hohlraum 83 mündet. Die Innenwand der öffnung 90 und die Wandfläche des dritten Hohlraumes 85 bilden unten zusammen eine ringförmige, abgerundete Kante oder einen zweiten Ventilsitz 91.

Bei dew insoweit beschriebenen Ventil sind bei im unbetätigten Zustand gemäß Fig. 4 stehendem temperaturempfindlicheEi Element 45 die ringförmige öffnung 70, die Kanäle 72 und die zweite ringförmige öffnung 71 nicht mit Unterdruck aus

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dem unteren Einlaß 17 beaufschlagt, weil die zweite ringförmige öffnung 71 dadurch abgeschlossen ist, daß die .Membrane 75 auf dem ersten Ventilsitz 79 aufliegt. Damit kann kein Unterdruck zu dem unteren Auslaß 18 gelangen. In dem oberen Einlaß 19 herrschender Unterdruck steht mit dem oberen Auslaß 20 über die dritte ringförmige Öffnung 90, den zweiten Hohlraum 83 und den dritten Hohlraum 85 in Verbindung.

Wenn das temperaturempfindliche Element 46 bei einer vorbestimmten Temperatur voll betätigt ist, sind die Federn 63, 89 zusammengedrückt, während die Membrane 75 an dem zweiten Ventilsitz 91 anliegt und damit eine Verbindung zwischen dem oberen Einlaß und " Auslaß 19 bzw. 20 verhindert, während eine Verbindung zwischen dem unteren Einlaß 17 und dem Auslaß 18 hergestellt ist. Eine weitere Bewegung des temperaturempfindlichen Elementes 46 entsprechend einer über, einem vorbestimmten Bowegungsweg liegenden Temperatur ergibt lediglich eine weitere Zusammendrückung der Übersteuerungsfeder 60.

Es ist wichtig, daß bei einer geringfügigen Abhebebewegur.g der Membrane 75 von dem ersten Ventilsitz 79 bei einer vorbestimmten Temperatur eine Verbindung zwischen dem unteren Einlaß 17 und dem Auslaß 18 hergestellt wird, während der obere Einlaß 19 und der Auslaß 20 noch miteinander in Verbindung sind. Durch Änderung der axialen Länge das zweiten. Hohlraumes 83 oder durch Verwendung unterschiedlicher Wachsfüllsubstanzen des temperaturempfindlichen Elementes können die erste Temperatur, bei dar die Membrane 75 sich von dem ersten Ventilsitz 79 abhebt und die zweite Temperatur, bei der die Membrane 75 an dem'zweiten Ventilsitz 91 anliegt, einreguliert v/erden. Das zweifach wirkende temperatur empfind liehe Ventil 12 kann auf diese Weise für kleine ■ oder große Temperaturdifferenzen zwischen der ersten und der zweiten Temperatur ausgelegt v/erden.

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Es soll nun die Funktion eines bekannten unterdruckgesteuerten Ventils-und insbesondere eines bekannten Systems beschrieben v/erden, das dem schematisch in Fig. dargestellten System entspricht, mit dem Unterschied, daß ein temperaturabhängig gesteuertes Auf/Zu-Ventil mit zwei StC:ueranschlüssen an Stelle des zweifach v/irkenden Ventiles 16 nach Fig. 1 verwendet ist. Das mit zwei Steueranschlüssen versehene Ventile wäre an den dem ,variablen Unterdruck zugeordneten Anschluß 39 und an den Unterdruckmotor mit dem Ventil 14 angeschlossen; es würde den Unterdruckmotor mi t dem Venti 1 "14 in dem Sinne betätigen, daß Kohlenwassorstoffabgase in die Ansaugverteilerleitung des Motors eingeführt werden, sobald die von der temperaturempfindlichen Fühleinheit festgestellte Temperatur 53,5 C erreicht oder überschreitet. Der Zündverstellmechanxsmus 13 des Verteilers 12 wäre lediglich an den drei Steueransqhlüsse aufweisenden Schalter 15 angeschlossen, der den Zündverstellmechanismus 13 durch Beaufschlagung mit einem ^teuerunterdruch soweit verzögern würde, bis von dem Schalter eine Temperatur von zumindest ca. 106° C festgestellt wird, worauf der Zündverstellmechanxsmus 13 mit Unterdruck aas der Verteilerkammer beaufschlagt würde. Bei diesem beschriebenen System werden Kohlenwasserstoffabgase in den Motor eingeführt, während die Zündvoreilung des Motor= verzögert wird. Wenn dies bei einem verhältnismäßig kalten Motor mit Zündverzögerung geschieht, beginnt der Motor im Leerlauf oder niedriger Drehzahl zu stottern und unrund zu laufen, v/eil die erzeugte Warne nicht ausreicht, die Abgaskohlenwasserstoffe ohne Beeinträchtigung der Motorfunktion zu verbrennen. Die Folge ist eine Neigung des Motors zu Fehlzündungen sowie zum Stehenbleiben, wodurch für den Fahrbetrieb möglicherweise Gefahren entstehen. Dem wirkt eine voreilende Verstellung des Zündverstellmechanismus 13 oder das Erreichen einer höheren Betriebstemperatur des Motors entgegen.

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Das in Fig. 1 dargestellt Ventilsystem mit dem zugeordneten, in Fig. 2 veranschaulichten Funktionsdiagramm ist derart ausgelegt, daß ein unrunder Motorlauf dadurch verhindert wird, daß bei verhältnismäßig kaltem Motor der Zündverstellmechanismus 13 voreilend verstellt wird, und daß der Zündverstellmechanismus 13 verzögert wird, sowie der Motor eine höhere Betriebstemperatur erreicht. Dies wird durch das zweifach wirkende Ventil bewerkstelligt, das so aufgebaut ist, daß sein oberer Einlaß und Aul-laß 19 bzw. 20 solange offenbleiben, bis der zweite Ventilsitz 91 bei einer Temperatur von ca. 109° C durch die Membrane 75 abgesperrt wird. Der untere Einlaß und Auslaß 17 bzw. 18 sind so ausgelegt, daß sie bei der Wegbewegung der Membrane 75 von dem ersten Ventilsitz 79 bei einer Temperatur von ca. 53,5 + 1,8 C miteinander in Verbindung stehen. Damit beaufschlagen der obere Einlaß und Auslaß 19 bzw. 20 des zweifach v/irkenden Ventiles 16 den Zündverstellmechanismus 13 fast mit dem vollen Unterdruck der Verteilerkammer, da die Drosselbchrung der Drossel 11 derart ausgebildet ist, daß bei niedrigen Temperaturen lediglich ein kleiner Unterdruckabfall an der Drosselbohrung auftritt. Der Zündverstellmechanismus 13 kann somit mit fast dem vollen Unterdruck der Verteilerkammer betätigt werden, nachdem der Unterdruckmotor mit dem Ventil 14 im Sinne des Einlasses von Kohlenwasserstoff abgcsen in die Ansaugverteilerleitung des Motors betätigt worden sind. Sowie die Motortemperatur bei ca. 53° C über den kritischen, unrunden Laufbereich des Motors angestiegen ist, wird der Zündverstellmechanismus 13 von dem durch den drei Steueranschlüsse aufweisenden Schalter 15 gelieferten Steuerunterdruck verzögert.

Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform des in Fig. dargestellten Systems, bei dem der Zündvorstellmechanismus 13 und der mit drei Steueranschlüssen versehene Unterdruckschalter 15 durch eine bei 100 schematisch angedeμtete Heiz-

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steuerur gseinrichtung ersetzt sind. Die Heizfjteuerungseinrichtung 100 enthält im wesentlichen einen üblichen Heizkern 102 und einen Kanal, 101, über den über einen Ansaugstutzen,108 des Kraftfahrzeuges der Heizkern 102 mit kalter Luft umspült wird. In dem Kanal 101 ist eine Prallscheibe oder Klappe 103 vorgesehen, die bei 104 in eine geöffnete Stellung federnd vorgespannt ibt und die durch einen Unterdruckmotor 105 in einer geschlossenen Stellung gehalten werden kann, wobei der Unterdruckmotor 105 durch einen Unterdruck betätigbar ist, der von dem oberer. Auslaß 20 herrührt. Mit dem Kanal 101 steht ein Ventilator 106 in Verbindung.

Bei der beschriebenen Anordnung kann bei kaltem Motor keine Kaltluft aus dem Ansaugstutzen 108 in den Fahrgastraum eintreten, weil der von dem Auslaß 20 herrührende Unterdruck den Unterdruckmotor 105 in dem Sinne beaufschlagt, daß die Klappe 103 in der geschlossenen Stellung gehalten ist. Sowie das Kühlmittel soweit erwärmt ist, wird der Unterdruck in dem Auslaß 20 kleiner, womit der Unterdruckmotor 105 unwirksam wird, so daß die Klappe sich unter der Wirkung der Federvorspannang öffnen kann. Hierauf strömt Kaltluft durch den Heizkern 100,der als Wärmeübertrager wirkt, so daß der Fahrgastraum des Fahrzeuges beheizt wird. Gegebenenfalls kann durch das öffnen und Schließen der Klappe 103 ein Endschalter betätigt werden, der den Ventilator 106 ein-bzw. ausschaltet.

Die Erfindung wurde im vorstehenden im Zusammenhang mit einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß auch andere Abwaidlungen und Änderungen im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich sind.

Die Erfindung schafft ein einfaches temperaturabhängig betätigtes Ventilsystem, das dadurch erreicht wird, daß ein zv/eifach wirkendes temperaturempfindliches Ventil verwendet wird, das Druck bei zwei unabhängigen Temperaturwer·

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Claims

P atentansprüche

ή.^TemperaturabhängigejventiIgeSteuerte Drucksteuerungsanlage für erste und zweice druckbetätigte Arbeitselemente, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zweifach wirkendes temperaturempfindliches Ventil (16) mit jeweils einem ersten und zweiten Ein- und Auslaß (19, 20; 17, 18) enthält, von denen der erste und zweite Einlaß (19, 17) an eine Druokquelle (24, 39) angeschlossen und der erste Auslaß (20) mit dem ersten ArbeitseTement (13) und der zweite Auslaß (18) mit dem zweiten Arbeitselemant (14) verbunden sind, und daß das Ventil (16) eine einzige temperaturabhängige Steuereinheit (46 - 75) enthält, durch die bei einer ersten vorbestimmten Temperatur der erste Einlaß (19) mit dem ersten Auslaß (20) und bei einer zweiten vorbestimmten Temperatur der zweite Einlaß (17) mit dem zweiten Auslaß (18) in Verbindung setzbar sind.
2. Drucksteuerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindliche. Ventil (16) eine jeweils zwischen dem ersten 3in- und Auslaß (19, 20) und dem zweiten Eia- und Auslaß (17, 18) angeordnete Membrane (75) enthält und dem ersten Einlaß und Auslaß (19, 20) sowie dem zweiten Einlaß und Auslaß (17, 18) ein erster und zweiter Ventilsitz (79 bzw. 91) zugeordnet sind und daß die Membrane (75) mit der te:aperaturabhängigen Steuereinheit (46) gekuppelt ist und durch diese bei der ersten Temperatur gegen den ersten Ventilsitz (79) und bei der zweiten Temperatur gegen den zweiten Ventilsitz (91) jeweils abdichtend "anpressbar ist.
3. Drucksteuerungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindliche Ventil (16) mit dem ersten Einlaß und Auslaß (19, 20) bzw. mit dem zweiten Ein-

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und Ts-uslaß (17, 18) in Verbindung stehende öffnung (70, 71, 90, 87) enthält, von denen die erste öffnung (70) bei an dem zweiten Ventilsitz (91) anliegender Menbrane (75) mit der zweiten öffnung (71) in Verbindung steht und die dritte öffnung (90) bei auf dem ersten Ventilsitz (79) aufliegender Membrane (75) mit der vierten öffnung (87) in Verbindung steht.
4. Drucksteuerungsanlage nach ein-iin der vorhergehenden Ansprüche zur Steuerung unterdruckbetätigter Zusatzeinrichtungen eines motorgetriebenen Kraftfahrzeuges, bei dem eine erste Zusatzeinrichtung durch ein erstes untordruckbetätigtes Arbeitselement und eine zweite Zusatzeinrichtung durch ein zweites unterdruckbetätiqtes Arbeitselement beeinflußbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der orste und der zweite Einlaß (17, 19) des temperaturempfindlichen Ventiles (16) je-weils an eine Unterdruckquelle (39, 24) angeschlossen und der erste und der zweite Auslaß (18, 20) des temperaturempfindlichen Ventiles (16) jeweils mit dem ersten bzw. zweiten unterdruckbetätigten Arbeitselement (14, 13) verbunden sind, und daß das temperatürempfindliche Ventil

(16) einen auf der einen Seite durch einen ersten Ventilsitz (79) und auf der anderen Seite-durch einen zweiten Ventilsitz (91) begrenzten Steuerhohlraum (83) enthält, in dem über entsprechende Kanäle der orste Einlaß (17) über den ersten Ventilsitz (79) mit dem ersten Auslaß (18) und der zweite Einlaß (19) über den zweiten Ventilsitz (91) mit dem zweiten Auslaß (20) in Verbindung stehen und in dem ein zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilsitz (79, 91) bewegliches Ventilverschlußstück (75) angeordnet ist, das mit der temperaturabhängigen Steuereinheit (46) gekuppelt ist und von dieser in Abhängigkeit von der jeweiligen Temperatur verstellbar ist.
5. Drucksteuerungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste unterdruckbetätigte Arbeitselement (14) einen Unterdruckmotor und einen von diesem betätigtes Ventil ent-

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hält, darch das das Einströmen von Auspuff-Kohlenwasserstoffen in die Treibstoffversorguag des Motors regelbar ist und daß das zweite unterdruckbetätigte Arbeitselement (13) einen drei Steueranschlüsse auf v/eisenden temperaturabhängig betätigbaren Schalter (15) aufweist, der mit einem ersten, normalerweise offenen S'teueran Schluß (26) mit einer Steuerunterdruckquelle (23), mit einem zweiten, normalerweise verschlossenen Steueranschluß (28) mit einer dem in der Ansaugverteilerleitung des Motors herrschenden Unterdruck entsprechenden ünterdr.uckquelle (24), sowie mit einem Auslaßstiiueranschluß (30) mit einem· r.ündver Stellmechanismus (13) verbunden ist, durch den der Zündzeitpunkt des Motors verstellbar ist.
6. Zweifach wirkendes temperaturempfindliches und in einem Gehäuse abgekapseltes Ventil für eine Drucksteuerungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (42) einenends eine temperaturabhängige Steuereinheit (46) befestigt ist und das Gehäuse (42) einen ersten, zweiten und dritten, jeweils aneinander anstossenden Hohlraum (50, 83, 85) f.nthält, von denen der erste Hohlraum (50) mit einem ersten Einlaß (17), der zweite Hohlraum (83) mit einem ersten Auslaß (18) und einem zweiten Einlaß (19) und der dritte Hohlraum (85) mit einem zweiten Auslaß (20) in Verbindung steht, und daß in dem zweiten Hohlraum (83) auf gegenüberliegenden Seiten ein erster und je in zweiter Ventilsitz (79.· 91) ausgebildet ist und zwischen den beiden Ventilsitzen (91, 79) ein.in dem zweiten Hohlraum (83) gehaltertes Ventilverschlußstück (75) bewegbar ist, das in Abhängigkeit von oiner Temperaturerhöhung, durch die temperaturabhängige Steuereinheit (46) von dem ersten Ventilsitz (79) auf den zweiten Ventilsitz (91) überstellbar ist.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es einen tibersteuerungsmechanismus enthält, der ein in dem ersten Hohlraum (50) angeordnetes, glockenartig gestaltetes, endseitig

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offenes Gehäuse (51; aufweist, von dem an einer Seite eina Antriebsspindel (57) für das als Membrane (75) ausgebildete Ventilverschlußglied abgeht und das auf der anderen Seite über einen Betätigungskolben (48) mit der temperaturabhängigen Steuereinheit (46) gekuppelt ist, und daß zv/ischen der Antriebsspindel (57) und dem Betätigungskolben (48) eine Druckfeder (60) angeordnet ist.

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