DE2755465C3 - Regelthermostat für die Einhaltung eines im wesentlichen konstanten Sollwertes der Betriebstemperatur eines flüssigen Kühlmittels einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

ne angeordnetem Dehnstoffelement so gesteuert wird, daß der Eingang gegenüber dem Kahlmittelaustritt in der unteren Temperaturphase abgesperrt — in den beiden anderen Temperaturphasen jedoch offengehalten ist, Dieses zusätzliche Ventil erhöht jedoch den baulichen Aufwfcnd des Regel thermostaten und stellt eine Verzögerungs- bzw. Drosselstelle dar, die ein rasches Ansprechen des die beiden anderen Ventile betätigenden Dehnstoffelementes auf Temperaturänderungen im Bereich des Kühlmittelaustrittes der Brennkraftmaschine behindert

Die Länge des Ankergestänges kann bei dem Regelthermostaten nach der Erfindung durch die weiterbildenden Merkmale von Patentanspruch 2 klein gehalten werden.

Um in der unteren Temperaturphase eine Strömung in der das Dehnstoffelement zur Betätigung des zweiphasigen Ventiles enthaltenden Thermostatkammer zu erzwingen, kann die Anordnung nach Patentanspruch 3 getroffen sein.

In vorteilhafter Vereinfachung des erfindungsgemäßen Regelthermostaten können die Durchgänge eine Doppelfunktion gemäß Patentanspruch 4 ausüben.

Wie der Regelthermostat nach der Erfindung beispielsweise ausgebildet sein kann, ist im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 ein Schema eines Kühlmittelkreislaufes einer Brennkraftmaschine mit einem erfindungsge.näßen Regelthermostaten und jo

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Regelthermostaten der F i g. 1 in Einzeldarstellung.

Nach F i g. 1 ist ein Kühler 6 für die Wärmeabgabe des Kühlmittels durch den erfindungsgemäßen Regelthermostaten 7 derart mit dem Kühlmantel einer Brennkraftmaschine 8 verbunden, daß ein Ausgang 9 des Regeithermostaten für unter Sollwert-Temperatur stehendes Kühlmittel mit dem Saugstutzen 10 einer durch die Brennkraftmaschine angetriebenen Umwälzpumpe 11, ein Eingang 12 des Regelthermostaten 7 für unter Istwert-Temperaturen stehendes Kühlmittel an einen Kühlmittelaustritt 13 des Kühlmantels und ein Eingang 14 des Regelthermostaten 7 für abgekühltes Kühlmittel an einen Ablaufstutzen 15 des Kühlers 6 angeschlossen sind.

Die Umwälzpumpe 11 drückt das angesaugte Kühlmittel über ihren Druckstutzen 16 in den Kühlmitteleintritt 17 des Kühlmantels.

Der Regelthermostat 7 ist noch mit einem mit dem Eingang 12 in ständig offener Verbindung stehenden Anschluß 18 versehen, der an den Zulaufstutzen 19 des Kühlers 6 angeschlossen ist. Der Zulaufstutzen 19 könnte jedoch auch unter Umgehung des Regelthermostaten 7 mit dem Kühlmittelaustritt 13 in Verbindung stehen.

Der Ausgang 9 steht in offener Verbindung mit einer Mischkammer 20, die über ein einphasiges Ventil 21 mit einer mit dem Eingang 14 in offener Verbindung stehenden. Thermostatkammer 44 und über ein zwei- e>o phasiges Ventil 22 mit einer mit dem Eingang 12 in offener Verbindung stehenden Thermostatkammer 58 verbindbar ist.

Mit dem einphasigen Ventil 21 ist der Zylinder 24 eines Dehnstoffelemen'es 23 verbunden, dessen Kolben 25 an einem unbeweglichen Anschlag 27 abgestützt ist. Das einphasige Ventil 21 wi«l in der unteren wie in der mittleren Tempersturphase durch eine Schließfeder 26 in seiner gezeichneten Schließstellung gehalten.

Ein mit dem einphasigen Ventil 21 bewegungsfest verbundenes Gestänge 46 einer Koppelverbindung 28 stützt die das zweiphasige Ventil 22 in der gezeichneten Schließstellung haltende Schließfeder 32 ab.

Erfindungsgemäß ist ein Dehnstoffelement 3 zur Betätigung des zweiphasigen Ventiles 22 in der dem Kühlmittelaustritt 13 am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine 8 zugehörigen Thermostatkammer 58 angeordnet. Der Kolben 4 des Dehnstoffelementes 3 ist an einem in der oberen Temperaturphase als Gegenanschlag für einen zum einphasigen Ventil 21 bewegungsfesten Anschlag 35 der Koppelverbindung 28 arbeitenden Abschnitt 36 des zweiphasigen Ventiles 22 abgestützt.

In der unteren Temperaturphase weisen Anschlag 35 und Gegenanschlag 36 einen durch die Schließfeder 32 erzwungenen Freigang 29 auf, der den Ventilhub des zweiphasigen Ventiles 22 in der mink ^n Temperaturphase ermöglicht.

Der entgegengesetzt zum zweiphasigen Ventil 22 liegende Zylinder 5 des Dehnstoffelementes 3 ist an einem Ankergestänge 59 befestigt, das zwischen Thermosfitkammer 58 und Mischkammer 2C vorgesehene Durchgänge 60 beweglich durchsetzt und am Gestänge 46 verankert ist.

Durch Spiel zwischen Gestänge 59 und Durchgängen 60 (die auch in der Trennwand zwischen Jen Kammern

20 und 58 liegen können) ist eine Kühlmittel-Bypaßverbindung geschaffen, die die Thermostatkammer 58 unter Umgehung des Ventiles 22 mit der Mischkammer 20 verbindet. Dadurch entsteht auch bei geschlossenem Ventil 22 (untere Temperaturphase) durch die Saugwirkung der Umwälzpumpe 11 eine Strömung vom Kühlmittelaustritt 13 des Zylinderkopfes zum Zylinder 5 des Dehnstoffelementes 3, so daß Überhitzungserscheinungen im Zylinderkopf in der unteren Temparatufphase nicht eintreten können.

Der erfindungsgemäße Regelthermostat 7 arbeitet wie folgt:

Wenn die Kühlmitteltemperatur unterhalb eines unter dem einzuregelnden Sollwert liegenden Minimalwertes — z. B. 60°C — liegt, stehen beide. Ventile 21 und 22 in ihrer jeweils gezeichneten Schließstellung. Damit ist die Kühlmittelströmung in der Brennkraftmaschine 8 bis auf eine relativ kleine Steuermenge der Bypaßverbindung 60 unterbunden (untere Temperaturphase).

Wenn sich Kühlmittel in der Brennkraftmaschine 8 im Bereich der Brennräume auf den Minimalwert erwärmt hat und diese Temperatur am Zylinder 5 des Dehnstoffelementes 3 auftritt, öffnet der Kolben 4 das zweipHsige Ventil 22, während das einphasige Ventil 21 weiterhin schließt. Damit läuft die Brennkraftmaschine 8 im üblichen Kurzsf hlußbetrieb (mittlere Temperaturphase).

Wenn das die Mischkammer 20 durchströmende Kühlmittel über die kurz unterhalb des Sollwertes liegende Öffnungstemperatur des einphasigen Ventiles

21 hinaus erwärmt ist (obere Temperaturphase), befinden sich Anschlag 35 und Gegenanschlag 36 in gegenseitiger Anlage und der Zylinder ?4 betätigt das einphasige Ventil 21 im Öffnungssinn und das zweiphasige Ventil 22 zusammen mit dem Ankergestänge 59 über die Koppeiverbindung 28 im Schließsinn, so daß der Kühler 6 mehr oder weniger anteilig in den Kühlmittel-Kreislauf eingeschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche;

   I, Regelthermostat for die Einhaltung eines im wesentlichen konstanten Sollwertes der Betriebstemperatur eines flüssigen Kühlmittels einer Brennkraftmaschine, bei dem eine einen ständig offenen Ausgang für den Austritt von unter Sollwert-Temperatur stehendem Kühlmittel aufweisende Mischkammer durch ein zweiphasiges Ventil mit einer einen ständig offenen Eingang für den Eintritt von unter lastabhängigen Istwert-Temperaturen stehendem Kühlmittel aufweisenden Thermostatkammer und durch ein einphasiges Ventil mit einem Eingang für den Eintritt von auf unterhalb der Sollwert-Temperatur liegende Temperaturen abgekühltes Kühlmittel derart verbindbar ist, daß die Mischkammer in einer sich bis zu einer unterhalb der Sollwert-Temperatur liegenden Minimaltemperatur erstreckenden unteren Temperaiurphase gegenüber beiden Eingängen im wesentlichen abgesperrt und in einer sich an die Minimaiiemperatür anschließenden mittleren Temperaturphase bis zu der in Nähe der Sollwert-Temperatur liegenden Öffnungstemperatur des einphasigen Ventiles lediglich mit dem Eingang für unter Istwert-Temperaturen stehendes Kühlmittel sowie in einer sich an die Öffnungstemperatur des einphasigen Ventiles anschließenden und sich bis auf Temperaturen oberhalb der Sollwert-Temperatur erstreckenden oberen Temperaturphase mehr oder weniger mit beiden Eingängen in Verbindung steht, und bei dem die beiden durch je ein aus zwei relativ zueinander beweglichen Gliedern — einem Zylinder und einem von einer Dehnstoffüllung des Zylinders beaufschlagten Kolben — gebildetes Dehnstoffelement betätigten Ventile über eine Koppelverbindung derart in Antriebsverbindung stehen, daß das zweiphasige Ventil mit dem einen Glied und ein Ankergestänge der Koppelverbindung mit dem anderen Glied des Dehnstoffelementes des zweiphasigen Ventiles im wesentlichen bewegungsfest verbunden sind und ein Anschlag der Koppelverbindung in der oberen Temperaturphase an einem korrespondierenden, zum zweiphasigen Ventil bewegungsfesten Gegenanschlag anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnstoffelement (3) des zweiphasigen Ventiles (22) in der Thermostatkammer (58) für unter Istwert-Temperaturen stehendes Kühlmittel angeordnet ist und das Ankergestänge (59) Durchgänge (60) zwischen Thermostatkammer (58) und Mischkammer (20) beweglich durchsetzt.
2. 2. Regelthermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ankergestänge (59) mit dem Zylinder (5) des Dehnstoffelementes (3) verbunden ist.
3. Ϊ. Regelthermostat nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (20) durch eine das zweiphasige Ventil (22) umgehende Kühlrnittel-Bypaßverbindung (Durchgänge 60) mit der den Eingang (12) für unter Istwert-Temperaturen stehendes Kühlmittel aufweisenden Thermostatkammer (58) verbunden ist.
4. 4. Regelthermostat nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittel-Bypaßverbindung von den Durchgängen (60) für das Ankergestänge (59) gebildet wird.

   Die Erfindung bezieht sich auf einen Regelthermostaten nachdem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

   Regelthermostaten dieser Art bieten aufgrund ihrer Absperrfunktion in der unteren Temperaturphase die Möglichkeit, die Warmlaufphase der Brennkraftmaschine nach einem Kaltstart zu verkürzen, um die Schadstoffemission des Abgases zu verringern.

   Bei einem bekannten Regelthermostateir der die Erfindung betreffenden Art (DE-PS 22 06 266) ist auch das das zweiphasige Ventil betätigende Dehnstoffelement in der Mischkammer angeordnet, so daß keine Möglichkeit besteht, dieses Element in der unteren Temperaturphase mit solchem Kühlmittel in wärmeübertragenden Kontakt zu bringen, das sich im Kühlmantel der Brennkraftmaschine im Bereich der Brennräume aufgeheizt hat Denn die Mischkammer ist in dieser unteren Temperaturphase gegenüber dem betreffenden Eingang abgesperrt

   Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besieht im wesentlichen darin, einen Regelthermostaten der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das Dehnstoffelement des zweiphasigen Ventiles auch in der unteren Temperaturphase in wärmeübertragenden Kontakt mit dem im Bereich der Brennräume aufgeheiztem Kühlmittel gebracht wird, um Überhitzungserscheinungen zu vermeiden.

   Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch I geiöst.

   Es ist bereits ein Regelthermostat anderer Art bekannt, bei dem in Übereinstimmung mit der Wirkungsweise des Regelthermostaten nach dem Gattungsbegriff der Erfindung für die Einhaltung eines im wesentlichen konstanten Sollwertes der Betriebstemperatur eines flüssigen Kühlmittels einer Brennkraftmaschine eine einen ständig offenen Ausgang für den Austritt von unter Sollwert-Temperatur stehendem Kühlmittel aufweisende Mischkammer mit einer einen ständig offenen Eingang für den E.r.lritt von unter lastabhängigen Istwert-Temperaturen stehendem Kühlmittel aufweisenden Thermostatkarnmer und durch ein einphasiges Ventil mit einem Eingang für den Eintritt von auf unterhalb der Sollwert-Temperatur liegende Temperaturen abgekühltes Kühlmittel derart verbindbar ist, daß die Mischkammer in einer sich bis zu einer unterhalb der Sollwert-Temperatur liegenden Minimaltemperatur erstreckenden unteren Temperaturphase gegenüber beiden Eingängen im wesentlichen abgesperrt und in einer sich an die Minimaltemperatur anschließenden mittleren Temperaturphase bis zu der in Nähe der Sollwert-Temperatur liegenden Öffnungstemperatur des einphasigen Ventiles lediglich mit dem Eingang für unter Istwert-Temperaturen stehendes Kühlmittel sowie in einer sich an die öffnungstemperatür des einphasigen Ventiles anschließenden und sich bis auf Temperaturen oberhalb der Sollwert-Temperatur erstreckenden oberen Temperaturphase mehr oder weniger mit beiden Eingängen in Verbindung steht. Im Gegensatz zum Regelthermostaten nach dem Gattungsbegriff der Erfindung arbeitet dieser bekannte Regelthermostaten jedoch mit drei Ventilen, von denen zwei durch ein gemeinsames Dehnstoffelement betätigt werden und einen üblichen — in der mittleren und in der oberen Temperaturphase arbeitenden — Kurzschlußthermostaten bilden, dessen Eingang für den Eintritt von unter Istwert-Temperaturen stehendem Kühlmittel das dritte Ventil vorgeschaltet ist, das von einem weiteren, in Nähe des Kuhlmittelaustrittes der Brennkraftmaschi-