DE19746952A1 - Wassertemperatursteuervorrichtung für ein Kühlsystem eines wassergekühlten Motors - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wassertemperatursteuervorrich­ tung für ein Kühlsystem, die geschaffen wurde, um die Anzahl der Teile ei­ ner Wassertemperatursteuervorrichtung zu reduzieren, die Kühlwasser in Abhängigkeit von der Wassertemperatur des aus dem Kühlmantel einer Kühlvorrichtung eines Kraftfahrzeugmotors herausfließenden Kühlwas­ ser entweder durch einen Kühler oder eine Bypass- oder Nebenleitung zu einer Wasserpumpe zirkulieren läßt, und die verbessert ist, um die Ab­ dichtbarkeit eines Thermostaten zu gewährleisten sowie ein Ausrücken ei­ nes Kolbens eines Pelletaufbaus perfekt zu verhindern.

Im allgemeinen besteht ein Kühlsystem eines Motors aus einer Wasser­ pumpe auf der Einlaßseite eines Wassermantels, der in einem Zylinder­ kopf und einem Zylinderblock vorgesehen ist, während ein Thermostat auf der Auslaßseite als Wassertemperatursteuervorrichtung angeordnet ist. Die Wassertemperatursteuervorrichtung stellt die Wassertemperatur des aus dem Wassermantel fließenden Kühlwassers fest um die Fließrichtung des Kühlwassers zu steuern. Ein herkömmliches Wassertemperatursteu­ ersystem 100 ist, wie in Fig. 3 gezeigt, aus einem Gehäusehauptkörper 101 und einem Gehäusedeckel 102 zusammengebaut, wobei ein mit einem Auslaß des Wassermantels verbundener Kühlwassereinlaß 103 und ein Nebenleitungsauslaß 104 am Gehäusehauptkörper 101 vorgesehen sind, während ein Kühlwasserauslaß 105 zum Zuführen des Kühlwassers zu ei­ nem Kühler am Gehäusedeckel 102 vorgesehen ist.

Ein Thermostat 106 ist an dem Gehäusehauptkörper 101 angebracht und besteht aus einem dom- oder kuppelförmigen Sitz 109, der von einem Dichtabschnitt 108 getragen wird, welcher durch ein zwischen den Gehäu­ sehauptkörper 101 und den Gehäusedeckel 102 eingesetztes Dichtglied 107 abgedichtet wird, einem Ventilmittel 112, das durch eine Feder 111 elastisch an einem Rahmen 110 abgestützt ist, der im Inneren des Gehäu­ sehauptkörpers 101 angeordnet ist, und einem Pelletaufbau, der durch ei­ nen Kolben 113 in einem vertieften Abschnitt 109a des kuppelförmigen Sitzes 109 festsitzt.

Bei dem beschriebenen herkömmlichen Wassertemperatursteuersystem 100 wird der Thermostat 106 jedoch zu jeder beliebigen Zeit in Antwort auf die Wassertemperatur des Kühlwassers bewegt. Da der den Pelletaufbau 114 abstützende Kolben 113 stabil in dem vertieften Ab­ schnitt 109a sitzt, wenn der Pelletaufbau 114 zu irgendeiner beliebigen Zeit arbeitet, tritt manchmal das Phänomen auf, daß der Kolben 113 in Folge von vom Wasserdruck und dergleichen bewirkten Vibrationen aus dem vertieften Abschnitt 109a herausspringt. Weiter ist ein Problem auf­ getreten, daß die Abdichtfähigkeit des Thermostaten 106 selbst schlecht wurde wegen diesem Phänomen und daß die Wirksamkeit der Anordnung nicht gut war, weil die herkömmliche Wassertemperatursteuervorrich­ tung eine Vielzahl von Einzelteilen aufweist.

Die vorliegende Erfindung ist daher darauf gerichtet, das Problem zu lö­ sen, daß die Abdichtbarkeit und Abdichtfähigkeit des Thermostaten des Wassertemperatursteuersystems wie früher schlechter wird, und es ist ei­ ne Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Wassertemperatursteuervor­ richtung für ein Kühlsystem eines wassergekühlten Motors bereitzustel­ len, in welcher ein Kolben eines Thermostaten, der an der Wassertempera­ tursteuervorrichtung angebracht ist und einen Weg der Kühlwasserzirku­ lation entsprechend der Wassertemperatur automatisch steuert, sicherer abgestützt ist, so daß der Thermostat zuverlässig in seiner Position gehal­ ten und eine fehlerhafte Wirkungsweise des Thermostaten verhindert wird, wobei eine dauerhafte Dichtigkeit sichergestellt ist. Der Gehäuse­ hauptkörper der Wassertemperatursteuervorrichtung ist außerdem ver­ einfacht und gleichzeitig ist die Anzahl der inneren Teile vermindert, so daß es möglich ist, die Herstellungskosten zu senken.

Diese Aufgabe wird durch die Wassertemperatursteuervorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprü­ chen beschrieben.

Erfindungsgemäß ist also der Kolben eines Thermostaten mit seinem aus dem Thermostaten herausragenden freien Ende bzw. mit dem freien Ende seiner Kolbenstange im Bereich des Kühlwasserauslaß an einer Brücke am Gehäusehauptkörper sicher festgelegt während das andere Ende des Thermostaten vom Rahmen geführt wird. Da der Kolben sich nicht von der Brücke lösen kann, wird die einwandfreie Führung des Thermostaten im Rahmen sichergestellt, so daß ein glatter und gleichmäßiger Betrieb sowie eine lange Lebensdauer der erfindungsgemäßen Wassertemperatursteu­ ervorrichtung erreicht wird.

Das freie Ende des Kolbens kann beispielsweise mit einer Schraubverbin­ dung an der Brücke festgelegt sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn ein nietkopfförmiger Kopfabschnitt das sich durch das Loch im obe­ ren Abschnitt der Brücke erstreckende freie Ende des Kolbens daran fest­ hält. Hierdurch läßt sich eine sehr sichere und dauerhafte Befestigung des Kolbens ohne zusätzliche Teile erzielen.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung nä­ her erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kühlsystems,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer Wassertemperatursteuervorrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer herkömmlichen Wassertemperatur­ steuervorrichtung.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine Wassertemperatursteuervorrichtung 1 am Auslaß eines Wassermantels 4 angebracht, der an einem Zylinderblock 2 und einem Zylinderkopf 3 ausgebildet ist, während eine Wasserpumpe 5 am Einlaß des Wassermantels 4 angebracht ist.

Das heiße Kühlwasser, das die Wassertemperatursteuervorrichtung 1 passiert, fließt entweder durch die Kühlwasserzuführleitung 6 zum Kühler 7 und wird dort durch Wärmeabstrahlung und Kühlung gekühlt und dann durch eine Kühlwasserrückführleitung 8 zur Wasserpumpe 5 zurückge­ führt, oder, beim Anlassen des Motors, also bei einem Kaltstart, fließt das zum Wassermantel 4 fließende Kühlwasser durch eine Neben- oder By­ passleitung 9 und dann zurück zum Wassermantel 4.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist ein als Einzelkörper ausgebildeter Gehäusehaupt­ körper 10 der Wassertemperatursteuervorrichtung 1 mit einem Kühlwas­ sereinlaß 11, der mit einem Auslaß des Wassermantels 4 verbunden ist, ei­ nem Kühlwasserauslaß 12, der mit der Kühlwasserzuführleitung 6 ver­ bunden ist, und einem Bypassauslaß 13 ausgebildet, der mit der Neben- oder Bypassleitung 9 verbunden ist.

Eine kuppelförmige Brücke 16, die einen vorderen oder freien Endab­ schnitt 15a eines Kolbens 15 eines Thermostaten 14 hält, ist im Inneren des Kühlwasserauslaß 12 des Gehäusehauptkörpers 10 ausgebildet. Am oberen Abschnitt 16a der kuppelförmigen Brücke 16 ist ein durchstoche­ nes Loch festgelegt. Der vordere Endabschnitt 15a des Kolbens 15 er­ streckt sich durch das Loch im oberen Abschnitt 16a der Brücke 16 und wird darin mittels eines Kopfabschnitts 15b gehalten, der nach dem Ein­ setzen des vorderen Endabschnitts 15a des Kolbens 15 in das Loch im obe­ ren Abschnitt 16a der Brücke 16 durch Verstemmen oder Vernieten ausge­ bildet ist. Der in dem sogenannten Pelletaufbau des Thermostaten 14 an­ geordnete Koben 15 ist also mit seinem freien Ende bzw. mit dem aus dem Pelletaufbau herausragenden freien Ende 15a seiner Kolbenstange unlös­ bar mit der kuppelförmigen Brücke verbunden.

Der an dem Gehäusehauptkörper 10 angebrachte Thermostat 14 wird durch einen Ventilkörper 17 und einen Rahmen 18 abgestützt. Der durch eine am Rahmen 18 abgestützte Feder 19 elastisch angebrachte Ventilkör­ per 17 ist ausgebildet, um eine Ventilöffnung freizugeben und zu ver­ schließen, die von einer geneigten Oberfläche 20 im Inneren des Gehäuse­ hauptkörpers 10 gebildet ist. Die geneigte Oberfläche 20 umgibt dabei zweckmäßigerweise als Ringfläche die Ventilöffnung und dient als Ventil­ sitz für den Ventilkörper 17. Ein Befestigungsabschnitt 18a des Rahmens 18 ist in einer Befestigungsvertiefung 21 fixiert, die am Kühlwassereinlaß 11 ausgebildet ist, und mit kleinen Bolzen 22 fest angezogen.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der oben beschriebenen Erfindung erklärt.

Da der Thermostat nicht arbeitet, wenn das Kühlwasser beim Anlassen des Motors noch nicht bis zu einer geeigneten Temperatur (mehr oder weniger als etwa 80-90°C) erwärmt ist, wird das aus dem Auslaß des Wasserman­ tels 4 fließende Kühlwasser durch den Bypassauslaß 13 zu der Wasser­ pumpe 5 zurückgeführt, während im Fall, daß das Kühlwasser auf die ge­ eignete Temperatur erwärmt wurde, der Thermostat 14 arbeitet und der Ventilkörper 17 öffnet. Da der vordere Endabschnitt 15a des Kolbens 15 des Thermostaten 14 in das Loch des oberen Abschnitts 16a der kuppelför­ migen Brücke 16 eingesetzt und durch den Kopfabschnitt 15b an der ge­ genüberliegenden Seite vollständig festgehalten wird, wodurch der Kolben 15 selbst absolut nicht ausrücken kann, wird ein Betrieb stabil ausge­ führt, so daß der Thermostat 14 zu jeder Zeit zwischen einem Öffnungs- und einem Schließvorgang des Ventilkörpers 17 und einem Öffnungsab­ stand wechselt, wodurch die Flußrichtungssteuerung für das Kühlwasser glatt ausgeführt wird.

Wenn der den Thermostat 14 stützende Ventilkörper 17 durch die Elastizi­ tät der Feder 19 schließt, sitzt er stabil auf der geneigten Oberfläche 20 der Ventilöffnung auf, wodurch eine Stabilität für einen abdichtenden Zu­ stand entsprechend der Abdichtwirkung erhalten werden kann. Die Ab­ dichtfähigkeit nach dem Schließen des Ventilkörpers 17, die bewirkt das Kühlwasser nicht zum Kühlwasserauslaß 12 leckt, kann somit erhalten werden.

Andererseits kann der Rahmen 18 korrekt in einer geeigneten Stellung fi­ xiert werden, da der Befestigungsabschnitt 18a des Rahmens 18, der die Feder 19 abstützt, in eine Befestigungsvertiefung 21 eingesetzt und durch kleine Bolzen angezogen ist. Dies hat den Vorteil, daß das Einbauen des Rahmens 18 einfach wird.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird der Kolben des Thermosta­ ten, der im Inneren der Wassertemperatursteuervorrichtung angebracht ist und den Durchflußweg des Kühlwassers entsprechend der Wassertem­ peratur des Kühlwassers steuert, an der kuppelförmigen Brücke befestigt, die integral mit dem Gehäusehauptkörper ausgebildet ist, so daß er sich nicht lösen kann. Somit kann eine Fehlfunktion, bei der der Kolben aus seiner geeigneten Lage herausgebracht ist, vollständig ausgeschlossen werden, so daß der Thermostat anders als beim Stand der Technik keine fehlerhafte Funktion ausführen kann. Der Thermostat zeigt somit immer genau seine eigene Funktion und dieser Effekt vergrößert die Dauerhaftig­ keit der Wassertemperatursteuervorrichtung, was die Lebensdauer merk­ lich verlängert. Da bei der vorliegenden Erfindung nur ein Gehäusehaupt­ körper ohne Unterteilung in eine Wassertemperatursteuervorrichtung und einen Gehäusedeckel vorliegt, können Dichtelemente, die bei einem unterteilten Aufbau erforderlich sind, weggelassen werden. Daher kann nicht nur die Anzahl der Teile der Anordnung verringert werden, sondern die geneigte Fläche 20 der Ventilöffnung, also der Ventilsitz der integral am Inneren des als Einzelkörper ausgebildeten Gehäusehauptkörpers 10 ausgebildet ist, hat die Wirkung, daß der Ventilkörper 17 in der Lage ist, eine perfekte Abdichtfähigkeit nach dem Schließen des Ventilkörpers 17 aufrechtzuerhalten. Außerdem wird der Einbau des Ventilkörpers 17, der diesen elastisch vorspannenden Feder 19 und des Stützrahmens 18 ein­ fach gemacht, wodurch auch bessere Zusammenbaueigenschaften der Wassertemperatursteuervorrichtung erhalten werden.

Claims (6)

1. Wassertemperatursteuervorrichtung mit:

• - einem Gehäusehauptkörper (10), der einen Kühlwassereinlaß (11), einen Kühlwasserauslaß (12) und einen Bypassauslaß (13) aufweist,
• - einem Ventilmittel (17), das im Inneren des Gehäusehauptkörpers (10) mit einer an einem Rahmen (18) abgestützten Feder (19) angebracht ist, und
• - einem Thermostaten (14), der das Ventilmittel (17) betätigt,
• - wobei das freie Ende (15a) eines Kolbens (15) des Thermostaten (14) in einem Loch festgelegt ist, das in einer kuppelförmigen Brücke ausgebil­ det ist, die integral mit dem Gehäusehauptkörper (10) im Kühlwasseraus­ laß (12) ausgebildet ist, so daß der Kolben (15) sich beim Betrieb des Ther­ mostaten (14) absolut nicht von der kuppelförmigen Brücke (16) lösen kann.

2. Wassertemperatursteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Loch zur Aufnahme des freien Endes (15a) des Kol­ bens (15) in einem oberen Abschnitt (16a) der kuppelförmigen Brücke (16) festgelegt ist.

3. Wassertemperatursteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein nietkopfförmiger Kopfabschnitt (15b) das sich durch das Loch im oberen Abschnitt (16a) der Brücke (16) ersteckende freie Ende (15a) des Kolbens (15) daran festhält.

4. Wassertemperatursteuervorrichtung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine im inneren des Gehäuse­ hauptkörpers (10) integral mit diesem ausgebildete Ventilöffnung von ei­ ner geneigten Fläche (20) umgeben ist, die in Richtung auf den Kühlwas­ serauslaß (12) hin nach und nach enger wird.

5. Wassertemperatursteuervorrichtung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den Thermostaten (14) füh­ rende und die Feder (19) stützende Rahmen (18) mit einem stabilen Befestigungsabschnitt (18a) in einer Befestigungsvertiefung (21) ange­ bracht ist.

6. Wassertemperatursteuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Befestigungsvertiefung (21) auf der Kühlwasser­ einlaßseite ausgebildet ist und daß der Befestigungsabschnitt (18a) des Rahmens (18) darin mit kleinen Bolzen (22) angezogen ist.