DE19731248A1

DE19731248A1 - Valve for controlling flow of water into a vehicle heating heat exchanger

Info

Publication number: DE19731248A1
Application number: DE1997131248
Authority: DE
Inventors: Frank Dr Ing Henschel; Carsten Dipl Ing Heldberg
Original assignee: HENSCHEL KUNSTSTOFFTECHN GmbH
Current assignee: ITW Henschel GmbH
Priority date: 1997-07-21
Filing date: 1997-07-21
Publication date: 1999-01-28

Abstract

Flow of cooling water from an internal combustion engine into the heat exchanger (2) of the heating system is controlled by a valve (1) with a slide gate (5) as shut-off member, driven by a permanent magnet (6) positioned within the magnetic field of a drive coil (7) through which a control current can be passed. A return spring (18) acts on the slide gate, moving the drive to the open position when the drive is inoperative. Preferably the slide gate with the permanent magnet is located in an enclosed valve housing (8) and the drive coil is in an outer housing section (9).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil zur Regelung des Zulaufs des Kühlwassers der Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in den Wärmetauscher der Heizungsanlage mit einem Absperrelement und mit einem Antrieb für das Absperrelement, des mittels eines von der Temperatur des Kühlwassers im Wärmetauscher abhängigen Steuerstroms gesteuert ist.The invention relates to a valve for regulating the inlet of the cooling water Internal combustion engine of a motor vehicle in the heat exchanger of the heating system with a shut-off element and with a drive for the shut-off element, which by means of a controlled by the temperature of the cooling water in the heat exchanger dependent control flow is.

Da im Zuge der Verbrauchsoptimierung bei Verbrennungskraftmaschinen von Kraftfahrzeugen die Kühlwassertemperatur heraufgesetzt wird, ist es dann erforderlich, die Temperatur der Heizluft zu begrenzen, indem die Temperatur des im Wärmetauscher der Heizungsanlage befindlichen Kühlwassers reduziert wird. Dieses ist durch eine Mengenregelung des in den Wärmetauscher einströmenden Kühlwassers möglich. Hierzu ist es bereits bekannt, ein taktgeregeltes Absperrventil einzusetzen, das mittels eines Elektromagneten betätigt wird. Nachteilig ist es hier, daß deutlich wahrnehmbare, störende Schaltgeräusche auftreten. Die Verwendung eines Dehnwachselementes ist nur eingeschränkt möglich, da es erforderlich ist, den Wärmetauscher im Sommer zu schließen, was mittels eines Dehnwachselementes nicht möglich ist. Im übrigen ergibt sich der Nachteil eines langsamen Ablaufs der Temperaturregelung.Since in the course of optimizing consumption in internal combustion engines from Motor vehicles the cooling water temperature is raised, it is then necessary Limit the temperature of the heating air by the temperature of the in the heat exchanger Heating system located cooling water is reduced. This is through one Quantity control of the cooling water flowing into the heat exchanger possible. This is it is already known to use a clock-controlled shut-off valve that by means of a Electromagnet is actuated. The disadvantage here is that clearly perceptible, annoying Switching noises occur. The use of an expansion wax element is only limited possible because it is necessary to close the heat exchanger in the summer, which means an expansion wax element is not possible. Otherwise there is the disadvantage of one slow temperature control.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu schaffen, das die genannten Nachteile nicht aufweist. The invention has for its object to provide a valve which has the disadvantages mentioned does not have.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.This object is achieved by the features of claim 1. The a further embodiment of the invention can be found in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß das Absperrelement als Schieber und der Antrieb als ein am Schieber angeordneter Dauermagnet ausgebildet ist, der im Magnetfeld einer mit dem Steuerstrom beaufschlagbaren Antriebsspule in Stellrichtung des Schiebers verschiebbar angeordnet ist und daß am Schieber eine Rückstellfeder wirksam ist, die diesen bei einem Ausfall des Antriebs in die Offenstellung bewegt. Es ergibt sich der Vorteil, daß der Öffnungsquerschnitt des Ventils in Abhängigkeit von der Größe des jeweils an der Antriebsspule anliegenden Regelstromes stets schnell, exakt und stufenlos einstellbar ist. Das Kräftegleichgewicht der Magnetfelder der Antriebsspule und des Dauermagneten bestimmt die jeweilige Position des Schiebers. Das Ventil arbeitet zudem lautlos. Die Rückstellfeder stellt sicher, daß bei einem Ausfall des Antriebs der Schieber in die Offenstellung bewegt wird, so daß die Kühlwasserzufuhr zum Wärmetauscher sichergestellt ist.According to the invention it is provided that the shut-off element as a slide and the drive as a arranged on the slide permanent magnet is formed, the one with the magnetic field Actuating drive coil can be moved in the direction of adjustment of the slide is arranged and that a return spring is effective on the slide, this one Failure of the drive moved to the open position. There is the advantage that the Opening cross-section of the valve depending on the size of the respective Drive coil applied control current is always quick, precise and continuously adjustable. The balance of forces of the magnetic fields of the drive coil and the permanent magnet determines the respective position of the slide. The valve also works silently. The Return spring ensures that in the event of a drive failure, the slide in the Open position is moved so that the cooling water supply to the heat exchanger is ensured is.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, daß der Schieber mit dem Dauermagneten in einem geschlossenen Ventilgehäuse und die Antriebsspule in einem äußeren Gehäuseteil angeordnet sind. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß vermieden wird, daß Undichtigkeiten im Bereich der Dichtungen des Schiebers zu Funktionsstörungen führen können und daß aus dem Kühlsystem der Verbrennungskraftmaschine Kühlwasser austritt.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the Slider with the permanent magnet in a closed valve housing and the Drive coil are arranged in an outer housing part. This gives the advantage that it is avoided that leaks in the area of the seals of the slide May cause malfunctions and that from the cooling system Internal combustion engine coolant leaks.

Im Rahmen der Erfindung ist es außerdem vorgesehen, daß der Schieber im Ventilgehäuse zwischen im Bereich eines Kühlwasserdurchtritts beidseitig angeordneten Dichtungen verschiebbar gehalten ist.In the context of the invention it is also provided that the slide in the valve housing between seals arranged on both sides in the area of a cooling water passage is held displaceably.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn der Schieber im Ventilgehäuse in einer Führung mit Spiel angeordnet und bei einer Druckbeaufschlagung in Durchflußrichtung des Kühlwassers im Bereich der Elastizität der Dichtungen verschiebbar ist, derart, daß der bei einer Betätigung zu überwindende Reibungswiderstand reduzierbar ist. Eine derartige Anordnung begünstigt aufgrund der Reduzierung der erforderlichen Antriebskräfte den Einsatz des erfindungsgemäßen Antriebs des Schiebers, der von einem im Magnetfeld einer Antriebsspule angeordneten Dauermagneten gebildet ist. It is also advantageous if the slide in the valve housing in a guide with play arranged and at a pressurization in the flow direction of the cooling water in Range of elasticity of the seals is displaceable, such that when actuated friction resistance to be overcome can be reduced. Such an arrangement favors due to the reduction of the required driving forces the use of the drive of the slide according to the invention by a in the magnetic field Drive coil arranged permanent magnet is formed.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.In the drawing, an embodiment of the invention is shown and is in following described in more detail.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Ventil zur Regelung des Zulaufs von Kühlwasser einer in der Zeichnung nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in einen Wärmetauscher 2 einer in der Zeichnung gleichfalls nicht dargestellten Heizungsanlage dargestellt. Das Kühlwasser tritt dabei in einen Einlaß 3 in das Ventil 1 ein und an einem Auslaß 4 in den Wärmetauscher 2 aus.In the drawing, 1 shows a valve for regulating the supply of cooling water to an internal combustion engine of a motor vehicle, not shown in the drawing, into a heat exchanger 2 of a heating system, likewise not shown in the drawing. The cooling water enters an inlet 3 in the valve 1 and exits the heat exchanger 2 at an outlet 4 .

Das Ventil 1 weist einen Schieber 5 mit einem Durchlaß 11 auf, an dem als Antrieb ein Dauermagnet 6 befestigt ist, der im Magnetfeld einer mit einem Steuerstrom beaufschlagbaren Antriebsspule 7 in Stellrichtung des Schiebers 5 verschiebbar angeordnet ist. Der Schieber 5 mit dem Dauermagneten 6 ist in einem Innenraum 10 eines geschlossenen und nach außen abgedichteten Ventilgehäuses 8 angeordnet. Die Antriebsspule 7 ist in einem äußeren Gehäuseteil 9 angeordnet, das nach außen nicht abgedichtet ist.The valve 1 has a slide 5 with a passage 11 , to which a permanent magnet 6 is fastened as a drive, which is arranged in the magnetic field of a drive coil 7 which can be acted upon by a control current, in the actuating direction of the slide 5 . The slider 5 with the permanent magnet 6 is arranged in an interior 10 of a closed and sealed off valve housing 8 . The drive coil 7 is arranged in an outer housing part 9 which is not sealed off from the outside.

Eine zwischen dem Schieber 5 und einer Innenwandung 19 des Ventilgehäuses 8 angeordnete Rückstellfeder 18 stellt sicher, daß bei einem Ausfall des Antriebs der Schieber 5 sicher in seine Offenstellung bewegt wird, so daß die Kühlwasserzufuhr zum Wärmetauscher 2 der Heizung sichergestellt ist. Die Rückstellfeder 18 ist so dimensioniert, daß sie die am Schieber 5 wirksamen Reibungskräfte überwinden kann, aber andererseits dem Antrieb des Schiebers 5 keinen zu großen Widerstand entgegensetzt.A return spring 18 arranged between the slide 5 and an inner wall 19 of the valve housing 8 ensures that the slide 5 is safely moved into its open position in the event of a drive failure, so that the cooling water supply to the heat exchanger 2 of the heater is ensured. The return spring 18 is dimensioned such that it can overcome the frictional forces acting on the slide 5 , but on the other hand does not provide excessive resistance to the drive of the slide 5 .

Der Schieber 5 ist im Ventilgehäuse 8 zwischen im Bereich seines Durchlasses 11 bzw. eines Kühlwasserdurchtritts 12 des Ventils 1 beidseitig angeordneten Dichtungen 13 und 14 verschiebbar gehalten. Im Ventilgehäuse 8 ist der Schieber 5 in einer Führung 15 mit Spiel angeordnet. In dem in der Zeichnung dargestellten, nicht mit Druck beaufschlagten Zustand des Schiebers 5 verbleibt beidseitig im Bereich der Führung 15 ein Spalt 16 bzw. 17. Bei einer Druckbeaufschlagung des Schiebers 5 in Durchflußrichtung des Kühlwassers ist der Schieber 5 im Bereich der Elastizität der Dichtung 14 gegen diese verschiebbar. Gleichzeitig wird die Dichtung 13 entlastet, so daß der bei einer Betätigung des Schiebers 5 vom Antrieb zu überwindende Reibungswiderstand reduziert wird. Eine etwa an der Dichtung 13 als Folge der Entlastung auftretende Undichtigkeit ist ohne Bedeutung, da das Ventilgehäuse 8 nach außen abgedichtet ist. Ausgetretenes Kühlwasser verbleibt im Innenraum 10 des Ventilgehäuses 8.The slide 5 is held in the valve housing 8 between seals 13 and 14 arranged on both sides in the region of its passage 11 or a cooling water passage 12 of the valve 1 . In the valve housing 8 , the slide 5 is arranged in a guide 15 with play. In the non-pressurized state of the slide 5 shown in the drawing, a gap 16 or 17 remains on both sides in the region of the guide 15 . When the slide 5 is pressurized in the flow direction of the cooling water, the slide 5 can be displaced in the area of the elasticity of the seal 14 . At the same time, the seal 13 is relieved, so that the frictional resistance to be overcome by the drive when the slide 5 is actuated is reduced. Any leakage occurring at the seal 13 as a result of the relief is of no importance, since the valve housing 8 is sealed off from the outside. Leaked cooling water remains in the interior 10 of the valve housing 8 .

Claims

1.Valve ( 1 ) for regulating the inlet of the cooling water of the internal combustion engine of a motor vehicle into the heat exchanger ( 2 ) of the heating system with a shut-off element and with a drive for the shut-off element, which is controlled by means of a control current dependent on the temperature of the cooling water in the heat exchanger, characterized in that the shut-off element is designed as a slide ( 5 ) and the drive is designed as a permanent magnet ( 6 ) arranged on the slide ( 5 ), which is arranged in the magnetic field of a drive coil ( 7 ) to which the control current can be applied and which is displaceable in the direction of adjustment of the slide ( 5 ) and that on the slide ( 5 ) a return spring ( 18 ) is effective which moves the slide ( 5 ) in the event of a drive failure to the open position.

2. Valve ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the slide ( 5 ) with the permanent magnet ( 6 ) in a closed valve housing ( 8 ) and the drive coil ( 7 ) are arranged in an outer housing part ( 9 ).

3. Valve ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the slide ( 5 ) in the valve housing ( 8 ) between the two sides arranged in the region of a cooling water passage seals ( 13 , 14 ) is slidably held.

4. Valve ( 1 ) according to claim 1 and one or more of the further claims, characterized in that the slide ( 5 ) in the valve housing ( 8 ) in a guide ( 15 ) arranged with play and when pressurized in the flow direction of the cooling water in the area the elasticity of the seals ( 13 , 14 ) is displaceable in such a way that the frictional resistance to be overcome when actuated can be reduced.