DE1253979B - Thermostatically controlled mixing device, especially for the intake air of internal combustion engines - Google Patents
Thermostatically controlled mixing device, especially for the intake air of internal combustion enginesInfo
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Description
Thermostatisch geregelte Mischvorrichtung, insbesondere für die Ansaugluft von Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine thermostatisch geregelte Mischvorrichtung, insbesondere für die Ansaugluft von Brennkraftmaschinen, mit einem schwenkbaren, von einem Bimetall-Thermostaten gesteuerten Regelorgan zur wechselweisen Steuerung der beiden Eintrittsöffnungen einer Warm- und einer Kaltluftleitung in einem Mischraum mit einem zur Schwenkachse des Regelorgans etwa gleichachsigen Abfluß.Thermostatically controlled mixing device, especially for the intake air of internal combustion engines The invention relates to a thermostatically controlled Mixing device, in particular for the intake air of internal combustion engines, with a swiveling control element controlled by a bimetal thermostat for alternating Control of the two inlet openings of a warm and a cold air line in a mixing chamber with an outlet approximately coaxial with the pivot axis of the regulating member.
Bei bekannten Ausführungen dieser Bauart sind zylindrische Schieberkörper vorgesehen, die mit Eintrittsöffnungen zusammenwirken, deren Begrenzungslinien von räumlichen Schnittkurven gebildet werden. In known designs of this type, cylindrical slide bodies are used provided, which cooperate with inlet openings whose boundary lines of spatial intersection curves are formed.
Dadurch ergibt sich ein schwierig zu beherrschender Aufbau der Mischvorrichtung, vor allem dann. wenn wenigstens eine der Leitungen unmittelbar am Ende einer kreiszylindrischen Leitung ausgebildet werden soll, denn es ist dann ein schwierig herstellbarer räumlicher Schnitt am Rohrende durchzuführen.This results in a construction of the mixing device that is difficult to control, especially then. if at least one of the lines is directly at the end of a circular cylindrical Line should be trained, because it is then a difficult to produce spatial Make a cut at the end of the pipe.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischvorrichtung der eingangs genannten Bauart mit einfachstem Aufbau auszubilden, der dabei eine solche Leichtgängigkeit des Schieberkörpers aufweisen soll, daß die Anwendung eines Bimetall-Tlermostats ermöglicht wird, der nur geringe Kräfte aufzubringen vermag und gleichfalls einfach ausgebildet und mit einfachen Mitteln befestigt ist. The invention is based on the object of a mixing device of to train initially mentioned design with the simplest structure, the one such The slider body should run smoothly so that the use of a bimetal tlermostat is made possible, which is able to apply only small forces and also simple is formed and attached with simple means.
Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß als Regelorgan in an sich bekannter Weise eine Kugelkalotte vorgesehen ist, deren Schwenkachse quer zu den sich in einem Punkt schneidenden Achsen der beiden kreisförmigen Eintrittsöffnungen und durch diesen Schnittpunkt verläuft, daß dieser Schnittpunkt der Mittelpunkt der Kugelkalotte ist und daß der Halbmesser der Kugelkalottenoberfläche um ein geringeres Maß kleiner ist als der Abstand des Kugelmittelpunktes von den Umfangslinien der Eintrittsöffnungen. In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Bimetall-Spiralfeder-Thermostat vor der Öffnung der Abströmleitung in an sich bekannter Weise auf der Schwenkachse konzentrisch zu derselben und seitlich versetzt zu den Eintrittsöffnungen angeordnet. To solve this problem, the invention is characterized in that that a spherical cap is provided as a control element in a manner known per se, whose pivot axis is transverse to the axes of the two intersecting at a point circular inlet openings and runs through this intersection that this The point of intersection is the center point of the spherical cap and that the radius of the spherical cap surface is smaller by a lesser degree than the distance between the center of the sphere and the Circumferential lines of the inlet openings. In an advantageous further embodiment of the Invention is a bimetal spiral spring thermostat in front of the opening of the discharge line in a manner known per se on the pivot axis concentrically to the same and laterally arranged offset to the inlet openings.
Insbesondere bei Anwendung der Erfindung für die Mischung von kalter und erwärmter Ansaugluft für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, die in großen Serien hergestellt werden, kommen deren Vorteile, einfacher Aufbau und leichte Herstellung sowie einfache Montage, voll zur Geltung. Darüber hinaus bleibt die Bewegung des kugeligen Schieberkörpers auch von Gaskräften unbeeinflußt, da die am Schieberkörper angreifenden Druckkräfte stets durch den Kugelmittelpunkt und damit durch die Drehachse des Schieberkörpers gerichtet sind. Dadurch ist eine hohe Funktionssicherheit, auch bei geringen Stellkräften, wie bei der Anwendung eines Bimetall-Spiralfeder-Thermostats, gewährleistet. In particular when using the invention for the mixing of cold and heated intake air for internal combustion engines of motor vehicles used in large Series are produced, come their advantages, simple structure and easy production as well as simple assembly, to its full advantage. In addition, the movement of the spherical slide body also unaffected by gas forces, since the on the slide body attacking pressure forces always through the center of the sphere and thus through the axis of rotation of the valve body are directed. This gives a high level of functional reliability, too with low actuating forces, such as when using a bimetal spiral spring thermostat, guaranteed.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 ein Verteilergehäuse mit einem eingebauten Kugeldrehschieber für die thermostatische Regelung von kalter und warmer Ansaugluft für Brennkraftmaschinen im Längsschnitt und F i g. 2 das Verteilergehäuse nach F i g. 1 im Querschnitt. In the drawing, the invention is based on an exemplary embodiment shown, namely shows F i g. 1 a distributor housing with a built-in Rotary ball valve for the thermostatic control of cold and warm intake air for internal combustion engines in longitudinal section and FIG. 2 the distributor housing according to F i g. 1 in cross section.
In einem Verteilergehäuse 1 für die Ansaugluft-Rohrleitungen 2, 3, 4 einer Brennkraftmaschine liegen die Mündungen 2', 3', 4' dieser Ansaugluft-Rohrleitungen. Das Verteilergehäuse 1 besteht aus Blech und weist die Form eines Topfes auf, dessen offene Stirnseite mittels zweier Federklammern 5 durch einen Deckel 6 verschlossen ist. Eine Zuflußleitung 2 mündet am Boden 1' des Verteilergehäuses 1. Eine zweite Zuflußleitung 3 mündet in der zylindrischen Seitenwand 1" des Verteilergehäuses 1. Diese beiden Zuflußleitungen 2, 3 sind rechtwinklig zueinander mit sich in einem Punkt S schneidenden Achsen A 1 und A 2 angeordnet. Die Zuflußleitung 2 weist einen etwas größeren Querschnitt als die Zuflußleitung 3 auf. Erstere dient zur Zuleitung von kalter Luft und letztere von beispielsweise am Auspuffkrümmer, am Kühler, an Kühlrippen oder in einer sonstigen Heizvorrichtung erwärmter Luft in das Verteilergehäuse 1. In a distributor housing 1 for the intake air pipes 2, 3, 4 of an internal combustion engine are the mouths 2 ', 3', 4 'of these intake air pipes. The distributor housing 1 is made of sheet metal and has the shape of a pot, whose open end face closed by means of two spring clips 5 by a cover 6 is. An inflow line 2 opens at the bottom 1 'of the distributor housing 1. A second Inflow line 3 opens into the cylindrical side wall 1 ″ of the distributor housing 1. These two inflow lines 2, 3 are at right angles to each other with one another Point S intersecting axes A 1 and A 2 arranged. The inflow line 2 has a slightly larger cross-section than the inflow line 3. The former is used for the supply line from cold air and the latter from, for example, on the exhaust manifold, on the radiator Cooling fins or air heated in another heating device into the distributor housing 1.
Für die Weiterleitung der Luft zum Ansaugsystem der Brennkraftmaschine dient eine Abflußleitung4, die rechtwinklig zu der von den Achsen A 1 und A 2 der beiden Zuflußleitungen2, 3 bestimmten Ebene aus dem Verteilergehäuse 1 austritt. Die Abflußleitung 4 hat den gleichen Querschnitt wie die Zuflußleitung 2 für kalte Luft. Zur Regelung der Temperatur der durch die Abflußleitung4 der Brennkraftmaschine zuströmenden Luft und damit zur Regelung der Öffnungsverhältnisse der Mündungen 2' und 3' zueinander ist eine schwenkbare Kugelkalotte 7 an einer Drehachse 8 befestigt. Die Drehachse 8 läuft durch den SchnittpunktS der Achsen A 1 und A 2 der Zuflußleitungen 2, 3 rechtwinklig zu der von den Achsen A 1 und A 2 bestimmten Ebene. Über Blechstege 7', die aus einem einteiligen Streifen bestehen und mit der Drehachse 8 sowie mit dem Rand der Kugelkalotte 7 durch Schweißpunkte verbunden sind, wird die Kugelkalotte 7 von der Drehachse 8 getragen. Die Kugelkalotte 7 beschreibt bei ihrer Schwenkbewegung eine Kugelbahn, die in beide Mündungen 2', 3' der Zuflußleitungen 2, 3 so weit eintaucht, daß ein weitgehender Abschluß dieser Leitungen erzielbar ist. Je nach Winkelstellung der Kugelkalotte 7 wird eine der beiden Zuflußleitungen 2, 3 praktisch vollständig oder beide wechselweise zu- und abnehmend verschlossen. Durch die fließend ineinander übergehenden Zwischenstellungen ist eine Steuerung des Öffnungsverhältnisses von kalt-offenlwarm-zu über kalt und warm - teilweise offen bis kalt-zul warm-offen gegeben. Um zu verhindern, daß die Kugelkalotte 7 über ihre beiden Endstellungen hinaus bewegt werden kann, ist ein Blechsteg 7' über den Rand der Kugelkalotte 7 herumgezogen und steht über die Kugelfläche hinaus nach außen vor. Dadurch wird ein Anschlag 7" gebildet, der mit der Wandung der Zuflußleitung 2 zusammenwirkt und beide Endstellungen des Bewegungsbereiches der Kugelkalotte 7 festlegt. Zur thermostatischen Regelung des Mischungsverhältnisses von kalter und warmer Luft ist auf der am Verteilergehäuse gelagerten Drehachse 8 der Kugelkalotte 7 ein Bimetall-Spiralfeder-Thermostat 10 mit seinem inneren Ende 10' befestigt.For forwarding the air to the intake system of the internal combustion engine serves a drain line 4 which is perpendicular to that of the axes A 1 and A 2 of the two inflow lines 2, 3 emerges from the distributor housing 1 at a certain level. The outflow line 4 has the same cross section as the inflow line 2 for cold air. To regulate the temperature of the internal combustion engine through the discharge line4 inflowing air and thus to regulate the opening ratios of the mouths 2 'and 3' to one another, a pivotable spherical cap 7 is attached to a rotation axis 8. The axis of rotation 8 runs through the intersection point S of the axes A 1 and A 2 of the inflow lines 2, 3 perpendicular to the plane defined by axes A 1 and A 2. About sheet metal webs 7 ', which consist of a one-piece strip and with the axis of rotation 8 and with the edge of the spherical cap 7 are connected by spot welds, the spherical cap 7 carried by the axis of rotation 8. The spherical cap 7 describes its pivoting movement a ball track that dips so far into both mouths 2 ', 3' of the inflow lines 2, 3, that a substantial completion of these lines can be achieved. Depending on the angle the spherical cap 7 becomes one of the two inflow lines 2, 3 practically completely or both are closed alternately increasing and decreasing. By flowing into each other transitional intermediate positions is a control of the opening ratio of cold-open-warm-to cold and warm - partially open to cold-allow warm-open given. To prevent the spherical cap 7 from over its two end positions can be moved out, is a sheet metal web 7 'over the edge of the spherical cap 7 pulled around and protrudes outward beyond the spherical surface. This will a stop 7 ″ is formed which cooperates with the wall of the inflow line 2 and defines both end positions of the range of motion of the spherical cap 7. To the thermostatic regulation of the mixing ratio of cold and warm air is on the pivot axis 8 of the spherical cap 7, which is mounted on the distributor housing, a bimetallic spiral spring thermostat 10 attached with its inner end 10 '.
Das äußere Ende 10" ist am Boden 1' des Verteilergehäuses 1 in einem Durchbruch desselben festgelegt.The outer end 10 "is at the bottom 1 'of the distributor housing 1 in one Breakthrough of the same set.
Der Bimetall-Spiralfeder-Thermostat 10 ist dabei derart auf dem im Verteilergehäuse liegenden Ende 8' der Drehachse 8 angeordnet, daß dieser parallelachsig zu der Abflußleitung 4 vor der Mündung 4' steht.The bimetal spiral spring thermostat 10 is in such a way on the im Distributor housing lying end 8 'of the axis of rotation 8 arranged that this parallel axis to the discharge line 4 in front of the mouth 4 '.
Dadurch wird ein großer Teil der kalten und warmen Luftanteile vor dem Eintritt in die Abflußleitung4 zwischen den Windungen des Bimetall-Spiralfeder-Thermostats 10 hindurchgeleitet. Auch bei unvollständiger Durchmischung der kalten und warmen Luftanteile wird dadurch der Thermostat 10 dem Mischungsverhältnis entsprechend beaufschlagt und die Winkelstellung der Kugelkalotte 7 auf den erforderlichen Wert eingestellt. Die Grundeinstellung des Bimetall-Spiralfeder-Thermostats 10 und der Kugelkalotte 7 in ihrer Winkellage zueinander wird zweckmäßig bei einer vorbestimmten Raumtemperatur auf eine für eine vorgesehene Regeltemperatur erforderliche Winkelstellung vorgenommen. Für die Anwendung bei einer Ansaugluftvorwärmung zur Vermeidung von Vereisungen in Vergasern von Brennkraftmaschinen hat sich eine Einstellung als zweckmäßig ergeben, bei der bei etwa 4.200 C Raumtemperatur die Zuflußleitung 3 für kalte Luft bei spannungsfreien Thermostaten 10 durch die Kugelkalotte 7 - wie dargestellt - geschlossen ist. Dadurch wird die Ansaugluft vor dem Vergaser im Betriebszustand auf einen mittleren Wert von etwa 25 bis 300 C eingeregelt und mit Sicherheit eine Vereisung im Vergaser unterbunden. Mittels einer Halte feder 11 und einer Abwinkelung 12 der Drehachse 8 kann die Kugelkalotte 7 in der Einstellung festgelegt werden, bei der die Zuflußleitung 3 für Warmluft geschlossen ist. Dies empfiehlt sich bei längeren Betriebszeiträumen, in denen hohe Außenlufttemperaturen gegeben sind, wie beispielsweise während der warmen Jahreszeit oder bei längeren Fahrten in Gegenden mit warmem Klima. Die Lebensdauer der Lagerungsteile des Kugeldrehschiebers kann dadurch ohne wesentlichen Bauaufwand verlängert werden.This will expose a large part of the cold and warm air the entry into the drain line 4 between the turns of the bimetallic spiral spring thermostat 10 passed through. Even with incomplete mixing of the cold and warm As a result, the thermostat 10 becomes air proportions according to the mixing ratio applied and the angular position of the spherical cap 7 to the required value set. The basic setting of the bimetal spiral spring thermostat 10 and the Spherical cap 7 in their angular position to one another is expedient at a predetermined Room temperature to an angular position required for an intended control temperature performed. For use with intake air preheating to avoid Icing in the carburetors of internal combustion engines has proven to be an appropriate setting result, at which at about 4,200 C room temperature the inflow line 3 for cold air at tension-free thermostat 10 through the spherical cap 7 - as shown - closed is. As a result, the intake air in front of the carburetor is in the operating state adjusted to an average value of about 25 to 300 C and definitely a Icing prevented in the carburetor. By means of a retaining spring 11 and an angle 12 of the axis of rotation 8, the spherical cap 7 can be set in the setting in which the inflow line 3 is closed for warm air. This is recommended for longer periods of operation in which there are high outside air temperatures, such as for example during the warm season or on longer journeys in areas with a warm climate. The service life of the bearing parts of the rotary ball valve can can thereby be extended without significant construction costs.
Für den Gewichtsausgleich der einseitig an der Drehachse 8 angeordneten Kugelkalotte 7 kann entweder am Ende der Abwinkelung 12 der Drehachse 8 oder der Kugelkalotte 7 unmittelbar gegenüberliegend ein Gegengewicht 13 angeordnet sein, das zweckmäßig 180 Winkelgrad zur Kugelkalotte 7 verdreht ist. Dadurch wird der Bimetall-Spiralfeder-Thermostat 10 von einseitig wirkenden Drehmomenten entlastet.For counterbalancing the one arranged on one side of the axis of rotation 8 Spherical cap 7 can either at the end of the bend 12 of the axis of rotation 8 or the Spherical cap 7 be arranged directly opposite a counterweight 13, which is appropriately rotated 180 degrees to the spherical cap 7. This will make the Bimetal spiral spring thermostat 10 relieved of unidirectional torques.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEB73365A DE1253979B (en) | 1963-09-03 | 1963-09-03 | Thermostatically controlled mixing device, especially for the intake air of internal combustion engines |
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| DEB73365A DE1253979B (en) | 1963-09-03 | 1963-09-03 | Thermostatically controlled mixing device, especially for the intake air of internal combustion engines |
Publications (1)
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| DE1253979B true DE1253979B (en) | 1967-11-09 |
Family
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Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE1253979B (en) |
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