DE2823739A1

DE2823739A1 - Thermostateinrichtung zum ueberwachen der temperatur von dem vergaser von endothermen maschinen zugefuehrten luft

Info

Publication number: DE2823739A1
Application number: DE19782823739
Authority: DE
Inventors: Antonio Nigra
Original assignee: Gilardini SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1977-07-01
Filing date: 1978-05-31
Publication date: 1979-01-11
Also published as: FR2396168A1; IT1083081B; ES470396A1; FR2396168B1

Description

zum Paientgesuch

der Firma GILARDINI S.p.A., Via Valfre, 3 - 10121 Turin/Italien

betreffend

"Thermostateinrichtung zum überwachen der Temperatur von dem Vergaser von endothermen Maschinen zugeführten Luft"

Die Erfindung betrifft eine Thermostateinrichtung zum überwachen der Temperatur der in den Versager von endothermen Maschinen, insbesondere Kraftfahrzeugmotoren, eintretenden Luft.

Derzeit erhältliche Thermostateinrichtungen zum überwachen der Temperatur der Luft, die einem Vergaser zugeführt wird, sind stromaufwärts des Luftfilters angeordnet und weisen ein Betätigungselement auf, das in der Lufteinlaßleitung eines zentralen Gehäuses angeordnet ist, das das Filterelement und ein wärmeempfindliches Element enthält, das über eine mechanische Verbindung (gebildet durch Gelenkmechanismen, Spindeln oder Leitungen) auf das Betätigungselement einwirkt, das entsprechend die öffnungen der Heiß- und Kaltluft-Einlaßrlfeitungen mit Hilfe einer oder mehrerer Klappen drosselt. Wenn die Verbindung zwischen dem wäremempfindlichen Element und Betätigungselement in der vorgenannten Art ausgdührt ist, muß der Abstand zwischen den beiden Elementen relativ klein sein, weshalb das wärmeempfindliche Element ebenfalls im Einlaßbereich der Luftleitung zu dem

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zentralen Gehäuse angeordnet werden muß, das das Filterelement enthält. Jedoch besitzen Thermostateinrichtungen, die in dieser Weise ausgeführt sind, hauptsächlich aufgrund der Tatsache, daß die mechanische Steuerwirkung, die durch das wärmeempfindliche Element auf das Betätigungselement übertragen wird, Zwangsbedingungen bezüglich der Position der Elemente und bezüglich des Abstandes hier zwischen unterworfen wird, bestimmte Nachteile, da das wärmeempfindliche Element in einem Bereich angeordnet werden muß, in dem es die Temperatur der Luft, die zum Vergaser strömt, nicht exakt bestimmen kann, sondern beträchtlich von der äußeren Umgebungstemperatur beeinflußt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Thermostateinrichtung zum Überwachen der Temperatur der Luft, die zum Vergaser einer endothermen Maschine strömt, zu schaffen, die eine genaue Kontrolle liefert, die sehr empfindlich auf Änderungen dieser Temperatur anspricht und die keine Zwangsbedingungen bezüglich der übertragung der Steuerwirkung von dem wärmeempfindlichen Element auf das Betätigungselement mit sich bringt, so daß die Nachteile der bekannten Thermostateinrichtungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Thermostateinrichtung zum überwachen der Temperatur der zum Vergaser einer endothermen Maschine strömenden Luft gelöst, die an einem Gehäuse anbringbar ist, das Luft mit höherer und niedriger Temperatur über eine erste beziehungsweise zweite Leitung aufnimmt, wobei das Gehäuse eine Einlaßöffnung zu dem Vergaser für die Luft von der ersten und der zweiten Leitung aufweist, und die Einrichtung ein wärmeempfindliches Element aufweist, das auf die Temperatur der Luft anspricht, die einen Kolben dieses Elementes umgibt, während ein Betätigungselement durch das wärmeempfindliche Element gesteuert wird und zum Drosseln des Luftdurchganges durch die erste und zweite Leitung dient, die dadurch geleinzeichnet ist, daß der Kolben des wärmeempfindlichen Elementes in der Nähe der Eingangsöffnung zu

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dem Vergaser angeordnet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Luftfilterbehälter mit der erfindungsgemäßen Thermostateinrichtung von unten.

Fig. 2 zeigt teil weise im Schnitt den Behälter von Fig. 1 mit der Thermostateinrichtung.

Fig. 3 zeigt im seitlichen Schnitt das wärmeempfindliche und das Betätigungselement der Thermostateinrichtung·

In den Figuren ist ein Luftfiltergehäuse 1 für den Vergaser einer Verbrennungsmaschine dargestellt, das einen mittleren zylindrischen Teil 2, der einen ringförmigen Filter 3 enthält, und eine Bodenwand 4 aufweist, die mit einer geformten öffnung 5 versehen ist, über die die gefilterte Luft zu einem nicht dargestellten Vergaser strömt. Zu diesem Zweck besitzt die Bodenwand 4 Löcher 6 zum Befestigen eines Verbindungsflansches an dem Vergaser. Das Gehäuse 1 besitzt ferner einen Deckel 7 für den mittleren Teil 2 und eine Leitung 8 zum Zuführen der Luft zu dem mittleren Teil 2. Ein Leitungsabschnitt 9 ist mit der Leitung 8 verbunden und einstückig mit dieser ausgebildet. Ein temperaturempfindliches Element 11 ist an der Bodenwand 4 in dem Beiach befestigt, der durch den ringförmigen Filter 3 begrenzt wird. Entsprechend Fig. 3 besitzt das temperaturempfindliche Element 11 einen zylindrischen Metallkolben 12 mit einem oberen Teil 13 mit erweiterter Größe, der einen Innensitz bildet, um einen Fußteil 14 eines zylindrischen Teils 15 aufzunehmen, dessen obere Wandung eine Axialbohrung 16 aufweist. Die obere Kante

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des Teils 13 ist auf dem Fußteil 14 des Teils 15 umgelegt, während der ringförmige Flansch einer Kalotte 17 aus elastischem Material, üblicherweise Gummi, zwischen dem Fußteil 14 und dem durch den Teil 13 definierten Sitz eingeklemmt ist. Die Kalotte 17 trennt das Innere des Kolbens 12 vom Inneren des Teils 15 hermetisch ab. Das Innere des Kolbens 12 ist mit einem temperaturempfindlichen Material bekannter Art gefüllt, das bei einem Temperaturanstieg sein Volumen beträcht ILch vergrößert, beispielsweise fester Wachs, während das Innere des Teils 15 mit einer Flüssigkeit, beispielsweise Vaselinöl gefüllt ist. Das temperaturempfindliche Element 11 ist an der Bodenwand 4 durch Einsetzen des Metallkolbens 12 in eine entsprechende öffnung 19 in der Bodenwand 4 und Anbringen eines Federrings mit Innenspitzen auf dem Kolben 12 zum Verhindern des Entfernens des Kolbens 12 von der Bodenwand 4 befestigt. Zusätzlich ist eine Gummidichtung 20 zwischen der Bodenwand 4 und dem Fuß des Teils 13 eingesetzt. Ein Kapilarrohr 22, das ühflicherweise aus Kupfer mit einem äußeren Durchmesser von beispielsweise 2 mm und einem inneren Durchmesser von beispielsweise 1 mm besteht, ist in die Axialbohrung 16 in dem zylinddrischen Teil 15 eingesetzt und durch Schweißen befestigt. Das Kapilarrohr 22, das geschmeidig und leicht in die gewünschte Form bringbar ist, wird mit seinem anderen Ende in eine Bohrung 23 in einem oberen Teil eines Kolbens 24 eingesetzt, mit dem das Rohr 22 verschweißt wird. Der Kolben 24 besitzt einen unteren Teil 25 mit größerem Durchmesser, der einen Innensitz bildet, um einen Fußteil 26 eines zylindrischen Teils 27 aufzunehmen, der eine Axialbohrung aufweist, in der eine Stange 28, üblicherweise aus Stahl, gleitend angeordnet ist. Das untere Ende des Teils 25 ist um den Fußteil 26 des zylindrischen Teils 27 umgelegt, wobei der Fußteil 26 den ringförmigen Flansch einer Kalotte 29 aus elastischem Material, üblicherweise Gummi, in

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den durch das Teil 25 gebildeten Sitz drückt. Die Kalotte 29 verschließt hermetisch die in dem Kolben 24 gebildete Kammer und steht mit dem Kapilarrohr 22 in Verbindung, wobei der untere Teil in der Bohrung in dem Teil 27 in Kontakt mit einer Scheibe 31 aus Tetrafluorathylen angeordnet ist, die auf ihrer anderen Seite mit einem anderen Ende der Stange 28 in Kontakt steht. Das Betätigungselement, das durch den Kolben 24 und alle damit verbundenen Elemente gebildet wird, ist in eine Bohrung 32 in der Leitung 8 stromaufwärts von dem Bereich eingesetzt, in dem der Leitungsteil 9 mündet, und ist durch eine Klammer befestigt, die sich auf einer ringförmigen Schulter des Teils 25 abstützt. Die Klammer 33 ist an der Leitung 8 durch 2 mit Innenspitzen versehenen Federringen 34 befestigt, die sich an zwei äußeren Vorsprüngen 35 an der Leitung 8 abstützen, die sich durch entsprechende öffnungen in der Klammer 33 erstrecken.

Das äußere Ende der Stange 28 steht mit der Basis eines Sitzes in Kontakt, der vom oberen Teil eines MetallZylinders 38 gebildet wird. Am unteren Teil des Zylinders 38 ist eine Scheibe befestigt, auf der sich ein Ende einer zylindrischen Feder 41 abstützt, deren anderes Ende durch ein sich nach innen erstreckendes sackartig geschlossenes Rohrstück 42 der Leitung 8 positioniert wird, auf dem die Feder 41 ruht. Die Scheibe 39 ruht auf einem flachen Abschnitt 44 eines flachen Bereichs 45, wobei sich der flache Abschnitt 44 in einem Winkel von 45° zu dem Bereich 45 erstreckt. Die Form des flachen Bereichs 45, der üblicherweise aus Plastikmaterial besteht und um Stifte 46 drehbar ist, die in die Leitung 8 eingesetzt sind, ist der Art, daß der Teil der Leitung 8, in der er angeordnet ist, verschlossen wird, wenn er in der in Figur 2 dargestellten Endstellung ist. An einem Ende des flachen Teils 45 ist ein Teil 47 angeordnet, das eine ringförmige Scheibe 48 trägt, die dazu dient, in der anderen Endstellung die öffnung vollständig zu verschließen,

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über die der Leitungsteil 9 mit der Leitung 8 in Verbindung steht. Schließlich ist eine zylindrische Feder 50 um den Zylinder 38 angeordnet, die mit einem Ende auf einer äußeren Schulter 51 des Zylinders 38 und mit dem anderen Ende am Boden einer Ausnehmung 42 ruht, die durch das Teil 44 in dem flachen Teil 45 gebildet wird.

Wenn Kalt- und Warmluft den Einlaßbereich der Leitung 8 bzw. der Leitung 9 erreicht, wird diese in Abhängigkeit von der Position des Teils 45 und der Scheibe 48 vor dem Zuführen zu dem ringförmigen Filter 3 gemischt, wonach die Luft in den mittleren Bereich des zylindrischen Teils 2 und von dort zur Austrittsöffnung 5 und zum Vergaser gelangt. Die gegebenenfalls gemischte Luft umgibt den Metallkolben 12 in der Nähe der Eintrittsöffnung 5 zum Vergaser. Wenn die Lufttemperatur geringer als die Arbeitstemperatur des temperaturempfindlichen Elementes 11 ist, findet keine Ausdehnung des temperaturempfindlichen Materials in dem Kolben 12 statt, wodurch die Kalotten 17 und 29 in der in Figur 3 dargestellten Stellung ebenso wie die Stange 28 und der Metallzylinder 38 gehalten werden, wodurch das flache Teil 45 vollkommen die Leitung 8 aufgrund der Wirkung der Scheibe 39 auf das Teil 44 verschließt, so daß nur Warmluft von dem Leitungsteil 9 das Innere des zylindrischen Teils 2 erreicht. Wenn die Lufttemperatur in diesem Bereich die Arbeitstemperatur des temperaturempfindlichen Elementes 11 erreicht und übersteigt, dehnt sich das temperaturempfindliche Material in dem Kolben 12 aus, wodurch sich die Kalotte 17 ausdehnt, die sich in dem zylindrischen Teil 15 verlängert. Es wird daher ein Druck auf das in dem Kapilarrohr 22 enthaltene Öl ausgeübt, wobei dieser Druck auf die Kalotte 29 übertragen wird, die sich ebenfalls in dem zylindrischen Teil 27 ausdehnt und mit ihrem Basisteil die Stange 28 verschiebt, die ihrerseits die Feder 41 über den Zylinder 38 und die Scheibe 39 zusammendrückt. Die Wirkung der Feder 50

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auf die Ausnehmung 52 bewirkt daher, daß der flache Abschnitt 45 um die Stifte 46 gedreht wird, wodurch die Leitung teilweise geöffnet wird. Auf diese Weise strömt daher Kaltluft in den zylindrischen Teil 2. Wenn die Temperatur der nunmehrigen Luftmischung in dem zylindrischen Teil 2 zur Öffnung 5 hin den erforderlichen Wert besitzt (40 - 50⁰C), bleibt der flache Abschnitt 45 in einer Zwischenstellung stehen, so daß das erforderliche Volumenverhältnis der Mengen an Kalt- und Warmluft aus der Leitung 8 und dem Leitungsteil 9, die miteinander gemischt werden, eingestellt wird. Wenn hingegen die Temperatur der Luft, die den Kolben 12 umgibt und durch die Eintrittsöffnung 5 zu dem Vergaser strömt, die erforderliche Temperatur übersteigt, findet eine weitere Ausdehnung des Wachses in dem Kolben 12 statt, wodurch der flache Abschnitt 45 weiter in der vorstehend beschriebenen Weise gedreht wird, bis die Scheibe 48 vollständig die Öffnung des Leitungsteils 9 verschließt, so daß nur Kaltluft von der Leitung 8 in den zylindrischen Teil 2 geführt wird. Unter diesen Grenzbedingungen können die Kalotten 17 und 29 sich weiter relativ zu dem flachen Abschnitt 45 ausdehnen, indem die Feder 50 zusammengedrückt wird, um eine weitere Auswärtsbewegung der Sänge 28 und daher des Metallzylinders 38 zu bewirken.

Die erfindungsgemäße Thermostateinrichtung besitzt zahlreiche Vorteile. Erstens ermöglicht sie eine empfindliche und genaue Überwachung der Temperatur der Luft, die duröh die Öffnung 5 zu dem Vergaser strömt, ferner ermöglicht sie, daß die Temperatur konstant für einen optimalen Betrieb des Vergasers gehalten wird. In diesem Zusammenhang wird das temperaturempfindliche Element der Theramostateinrichtung in der Nähe der Lufteintrittsöffnung zu dem Vergaser angeordnet, das heißt in einem Bereich, in dem das Mischen der Luft aus der Leitung 8 und des Leitungsteils 9 bereits vervollständigt ist, so daß der Kolben 12 der effektiven Temperatur des Vergasereinlasses umgeben ist, wobei die Einrichtung

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Änderungen der Temperatur schnell fühlt. Die äußere Temperatur ist ferner von geringerem Einfluß.

Die Übertragung der Steuerwirkung zwischen dem temperaturempfindlichen Element 11 und dem Betätigungselement mit Hilfe einer Flüssigkeit, die in der Kapilaren 22 enthalten ist, führt zu keinen Zwangsbedingungen bezüglich der Position des temperaturempfindlichen Elementes relativ zur Position des Betätigungselementes, wodurch die bequemste Anordnung für irgendeine Anwendung gewählt werden kann. Ferner macht die minimale Flüssigkeitsmenge, die in dem Kapilauohr 22 zusammengedrückt wird, die Einrichtung im wesentlichen unempfindlich gegenüber Änderungen der Außentemperatur .

Das temperaturempfindliche und das Betätigungselement sind in sehr einfacher Weise durch mit Innenspitzen versehenen Federringen 18 und 34 angebracht.

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Claims

Patentansprüche

\Λ\ Thermostateinrichtung z-um überwachen der Temperatur der Eintrittsluft zu einem Vergaser einer Verbrennungsmaschine, die an einem Gehäuse anbringbar ist, das Luft einer höheren und einer niedrigeren Temperatur über eine erste beziehungsweise eine zweite Leitung empfängt, wobei das Gehäuse eine Einlaßöffnung zu dem Vergaser für die Luft von der ersten und der zweiten Leitung aufweist, während die Einrichtung ein temperaturempfindliches Element aufweist, das auf die Temperatur der Luft anspricht, die einen Kolben des Elementes umgibt, sowie ein Betätigungselement besitzt, das durch das temperaturempfindliche Element gesteuert wird und zum Drosseln des Luftdurchgangs in der ersten und der zweiten Leitung dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (12) des temperaturempfindlichen Elementes (11) in der Nähe der Eintrittsöffnung (5) zum Vergaser angeordnet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement von dem temperaturempfindlichen Elemjfent (11) über eine Flüssigkeit steuerbar ist, die als Druckübertragungselement dient.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in einem biegbaren Kapilarrohr (22) enthalten ist, das einen Innenbereich des temperaturempfindlichen Elements (11) mit einem Innenbeiach des Betätigungselementes verbindet.

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4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbeiach des temperaturempfindlichen Elementes

(11) hermetisch mit Hilfe eines elastischen Elementes (17) von einem zweiten Innenbereich des Kolbens (12) des temperaturempfindlichen Elementes (11) getrennt ist, wobei der zweite Bereich ein Material enthält, das bei Temperaturerhöhung eine Volumenvergrößerung zeigt.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbereich des Betätigungselementes hermetisch in einem Kolben (24) des Betätigungselementes durch ein elastisches Teil (29) begrenzt ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß das elastische Element (29) in dem Kolben (24) des Betätigungselementes auf eine Stange (38) sich wirkt, die zum Betätigen eines Drossel- und Absperrelementes (45,48) für die erste und zweite Leitung (8,9 ) dient, wobei die Stange (38) mit Hilfe einer ersten Feder (41) zwischen der Stange (38) und der Leitung (8) und einer zweiten Feder (50) zwischen der Stange (38) und dem Drossel- und Assbsperrelement (4 5,48) vorgespannt ist, wobei die erste Feder (41) vor der zweiten Feder (50) zusammendrückbar ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Elemtent (29) in dem Kolben (24) des Betätigungselementes auf die Stange (38) über eine Plastikscheibe (31) und eine zweite Stange (28) wirkt.
8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Drossel- und Absperrelement (45,48) zwei Endstellungen besitzt, in denen die erste oder die zweite Leitung (8 oder 9) geschlossen sind.

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9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit Vaselinöl ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) einen Luftfilter (3) enthält, wobei die erste und zweite Leitung (8,9) stromaufwärts von dem Filter (3) angeordnet sind, während die Eintrittsöffnung (5) zu dem Vergaser stromabwärts von dem Filtet (3) angeordnet und äsr Kolben (12) des temperaturempfindlichen Elementes (11) stromabwärts von dem Filter(3) angeordnet ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindliche Element (11) und das Betätigungselement an dem Gehäuse (2) durch mit Innenspitzen versehene Federn (18,34) befestigt sind.

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