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Dokumentenidentifikation DE69613122T3 20.10.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0000825372
Titel Thermostat-Ventilanordnung
Anmelder Behr Thermot-tronik Italia S.p.A., Turin/Torino, IT
Erfinder Triberti, Franco, 10024 Moncalieri (TO), IT
Vertreter Becker, Kurig, Straus, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69613122
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 19.08.1996
EP-Aktenzeichen 968304519
EP-Offenlegungsdatum 25.02.1998
EP date of grant 30.05.2001
EPO date of publication of amended patent 04.05.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.10.2005
IPC-Hauptklasse F16K 31/68
IPC-Nebenklasse G05D 23/02   F01P 7/16   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Thermostat-Ventilanordnung von dem Typ, der z. B. zum Steuern des Fluß der Kühlflüssigkeit in einem Verbrennungsmotor von Kraftfahrzeugen bestimmt ist eingesetzt zu werden.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Thermostat-Ventilanordnung, die eine mit einem ringförmigen Ventilsitz ausgebildete Rohrverbindung, einen Hohlkörper, der mit einem mit der Rohrverbindung verbundenen röhrenförmigen Durchgang ausgebildet ist, und eine Ventileinheit aufweist, welche die Verbindung zwischen dem röhrenförmigen Durchgang des Hohlkörpers und der Rohrverbindung steuert, sowie ein Thermostatelement, das durch ein sich durch Hitze ausdehnbares Material enthaltendes Gehäuse ausgebildet wird, einen Stab, der einem in der Rohrverbindung ausgebildeten Lager entgegenwirkt und auf dem das Gehäuse zusammenschiebbar gleitend gekoppelt ist, ein Scheibenventilabsperrmittel, das axial an dem Gehäuse befestigt ist und mit dem ringförmigen Ventilsitz der Rohrverbindung zusammenwirkt, und ein elastisches Druckstück, das axial zwischen dem Absperrmittel und einem transversal verlaufenden Trägerelement angeordnet ist, über welches das Gehäuse axial verschiebbar geführt wird.

Bei der gegenwärtigen Herstellung von Ventilanordnungen des vorstehend aufgeführten Typs besteht die Rohrverbindung günstigerweise aus geformtem Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus hochwiderstandsfähigen technischen Kunststoffen, während der Hohlkörper gewöhnlich – jedoch nicht notwendigerweise – aus Metall, z. B. Druckguß-Aluminium besteht.

In derartigen Ventilanordnungen muss ein Haltesystem für das transversal verlaufende Trägerelement des Thermostatelements bereitgestellt werden, das als Führungsträger für das Gehäuse, welches das Scheibenabsperrmittel trägt, und ebenso als ein Rückwirkelement für die in Zusammenhang stehende Druckfeder dient.

In einer bekannten Lösung gemäß der EP-A-0 600 150 weist das transversal verlaufende Trägerelement des Thermostatelements gegenüberliegende Enden auf, die unter der Wirkung des elastischen Druckstücks mit entsprechenden Lagerteilen axial in Eingriff stehen, die in den einstückigen Schenkeln der Rohrverbindung gebildet sind und innerhalb des röhrenförmigen Durchgangs des Hohlkörpers axial hervorspringen. So sind insbesondere die Enden des transversal verlaufenden Trägerelements im wesentlichen U-förmig gebogen und werden mit entsprechenden Endankerzähnen bereitgestellt, die mit entsprechenden Ankersitzen der einstückigen Schenkel der Rohrverbindung in Eingriff stehen.

Obwohl diese Lösung den Vorteil einer vereinfachten Anbringung der Ventileinheit in Bezug auf die Rohrverbindung bietet und somit der gesamten Anordnung der Thermostat-Ventilanordnung, kann sie zu einem kritischen Umstand führen, falls die Rohrverbindung, genau gemäß dem gegenwärtigen Herstellungstrend, aus geformtem Kunststoffmaterial hergestellt ist. Tatsächlich stehen in diesem Fall die einstückigen Schenkel der Rohrverbindung während des Gebrauchs aufgrund der Wirkung des elastischen Druckstücks enorm unter Zugbeanspruchung, die dessen Bruch sogar nach einer kurzen Betriebsdauer verursachen kann. Diese Brüche, die im weiteren die Funktionsunfähigkeit der Thermostat-Ventilanordnung mit den daraus ableitbaren Konsequenzen zur Folge haben, können die Zuführung von festen Bruchstücken in die Flüssigkeit, die durch die Ventilanordnung fließt, mit dem Risiko von weiteren Ausfällen und Schäden anderer Komponenten (Pumpen und der gleichen) des Kreislaufs bewirken.

Gemäß der GB-A-2286675 würde dieses Risiko durch die Bereitstellung von axialen Trägerarmen verhindert werden, die mit dem röhrenförmigen Durchgang des Hohlkörpers ausgebildet und relativ zu den einstückigen Schenkeln der Rohrverbindung radial abgesetzt sind. Wenn die Trägerarme in dem zusammengefügten Zustand des Thermostats gemäß dieser bekannten Lösung mit dem transversal verlaufenden Element in Kontakt kommen, heben sie ihn an und beseitigen die Last von den Schenkeln der Rohrverbindung. Das elastische Druckstück, das dem transversal verlaufenden Element entgegenwirkt, wird dann in der zusammengefügten Position stärker komprimiert als unter den nicht-zusammengefügten (d. h. in dem Lager) Bedingungen des Thermostats. Dies kann zu Schwierigkeiten bei der Genauigkeit der Thermostateinstellung führen, bei welcher die unterschiedliche Federvorspannung vor bzw. nach dem Zusammensetzen in Betracht gezogen werden sollte, wobei die Thermostatzuverlässigkeit in Mitleidenschaft gezogen wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den vorstehenden Nachteil in einer einfachen, praktischen und wirtschaftlichen Weise zu überwinden, die es zusätzlich ermöglicht, weniger wertvolles Kunststoffmaterial für die Herstellung der Rohrverbindung zu verwenden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ventilanordnung der vorstehenden aufgeführten Art bereitzustellen, welche angepaßt ist, im Gebrauch einen höheren Zuverlässigkeits- und Sicherheitsgrad, selbst nach langer Betriebsdauer, zu garantieren.

Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben mittels einer Thermostat-Ventilanordnung gelöst, wie z. B. im Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben, wobei deren Hauptmerkmal darauf beruht, dass der röhrenförmige Durchgang des Hohlkörpers mit einem Paar nach innen vorspringender, gegenüberliegender Trägersitze mit je einer Ausnehmung zum axialen Eingriff der einstückigen Schenkel der Rohrverbindung ausgebildet ist.

Infolge dieser Lösungsidee sind die einstückigen Schenkel der Rohrverbindung in der Praxis abgestützt oder besonderes in Bezug auf die Zugbeanspruchung sozusagen „verstärkt", die durch das elastische Druckelement über das transversal verlaufende Trägerelement darauf wirkt, welches erlaubt, die vorstehend aufgeführten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Dieser vorteilhafte Effekt kann sowohl im Fall eines aus Metall gefertigten Hohlkörpers als auch im Fall, dass selbiger ebenso aus geformtem Kunststoffmaterial gefertigt ist, erhalten werden.

Gemäß einer bevorzugen Ausführungsform der Erfindung sind die Trägersitze in unmittelbarer Nähe der Enden des transversal verlaufenden Trägerelements an der Seite gegenüber des elastischen Druckstücks angeordnet und sind praktischerweise durch besondere Formkanten begrenzt, die mit den Enden des transversal verlaufenden Trägerelements wechselseitige, winklig eingerastete Kopplungen eingehen.

Entsprechend ist selbst in dem Fall – wie auch immer entfernt – eines Bruchs von einem oder beiden einstückigen Schenkeln der Rohrverbindung der Betrieb der Thermostat-Ventilanordnung auf jeden Fall infolge der Lagerung des transversal verlaufenden Trägerelementes gesichert, die durch die Kanten der Trägersitze des röhrenförmigen Durchgangs des Hohlkörpers erfolgt. In einem derartigen Fall sollten jegliche Bruchstücke ebenso innerhalb dieser Trägersitze gehalten werden, die somit das Risiko deren Eindringens in die durch die Ventilanordnung zirkulierende Flüssigkeit verhindern.

Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ausführlich erläutert, die lediglich nicht begrenzende Beispielen darstellen, in denen:

1 eine perspektivische Explosionszeichnung ist, die graphisch eine Thermostat-Ventilanordnung gemäß der Erfindung zeigt,

2 eine teilweise axiale Schnittansicht der Ventilanordnung von 1 ist,

3 eine Aufrißansicht gemäß Pfeil III in 1 ist, und

4 eine perspektivische Ansicht ist, die in vergrößerter Ansicht das Besondere zeigt, das durch den Pfeil IV in 2 gekennzeichnet ist.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen umfasst eine erfindungsgemäße Thermostat-Ventilanordnung im wesentlichen eine Rohrverbindung oder eine Verbindung 1 (z. B. glasverstärktes Polyamidharz „66"), die aus geformtem Kunststoffmaterial hergestellte ist, einen Hohlkörper 2, der gewöhnlich aus Druckguß-Aluminium hergestellt ist (oder sogar aus hochwiderstandsfähigem geformtem Kunststoffmaterial hergestellt ist), und eine Thermostatventileinheit, die im allgemeinen mit 3 bezeichnet ist.

Die Rohrverbindung 1 wird mit einem vergrößerten Basisbereich 4 bereitgestellt, der eine kreisförmige Gestalt aufweist, innerhalb welcher ein in herkömmlicher Weise gefertigter ringförmiger Ventilsitz gebildet ist, der nicht in den Zeichnungen dargestellt ist.

Unterhalb der vergrößerten Basis 4 wird die Rohrverbindung 1 mit einem Paar diametral gegenüberliegenden und axial verlängerten Schenkeln 5 bereitgestellt, die mit entsprechend nebeneinanderliegenden Sitzen 6 ausgebildet sind. Wie in 4 mit gepunkteten Linie ausführlich gezeigt, weisen die Endbereiche der Schenkeln 5, welche über die Sitze 6 hinaus vorspringen, mit 7 bezeichnet, eine kanalartige Anordnung auf.

Der Hohlkörper 2, wie in den Zeichnungen dargestellt, ist nur angedeutet, da er irgendeine andere Anordnung aufweisen kann. Im allgemeinen wird der Körper 2 mit Einlaß-AuslaßDurchgängen zur Zirkulation einer Flüssigkeit, z. B. der Kühlflüssigkeit eines Verbrennungsmotors, bereitgestellt und ist somit zu deren Verbinden mit dem Kreislauf dieser Flüssigkeit in herkömmlicher Weise ausgelegt.

In Verbindung mit der vorliegenden Erfindung ist es ausreichend, dass der Körper 2 mit einem röhrenförmigen Durchgang 8 ausgebildet ist, der einen äußeren Flansch 9 (oder irgendein anderes gleichartiges System) zu dessen axialen Ankoppeln mit der Basis 4 der Rohrverbindung 1 aufweist.

Gemäß dem grundlegenden Merkmal der Erfindung ist der röhrenförmige Durchgang 8 des Hohlkörpers 2 mit einem Paar diametral gegenüberliegenden Trägersitzen 10 ausgebildet, deren Funktion hier nachfolgend klargestellt werden soll, welche in Richtung des Inneren des röhrenförmigen Durchgangs 8 mit einem vorbestimmten Abstand von dem äußeren Flansch 9 hervorspringen. Bei Herstellung aus Aluminium oder aus Kunststoffmaterial sind die zwei Trägersitze 10 sind durch Druckgießen bzw. Formen des Hohlkörpers 2 einstückig ausgebildet. Diese Sitze 10 weisen eine im wesentlichen axiale Tiefe auf und sind an ihren Enden in Richtung auf den äußeren Flansch 9 geöffnet. Diese Enden der Trägersitze 10 sind in Richtung des Innenraums des röhrenförmigen Durchgangs 8 jeweils durch eine Formkante 11 begrenzt, welche im Fall des dargestellten Beispiels, als eine im wesentlichen V-förmige Vertiefung ausgebildet ist. Diese Konfiguration der Kanten 11, wie es im nachfolgenden weiter dargelegt wird, darf jedoch nicht als Einschränkung betrachtet werden.

Die Ventileinheit 3 ist von einer allgemeinen herkömmlichen Art und entspricht im wesentlichen sowohl dem strukturellen als auch dem funktionellen Gesichtspunkt derjenigen, die in dem bereits aufgeführten Dokument EP-A-0600150 offenbart ist. Insofern es die vorliegende Erfindung betrifft, ist es ausreichend klarzustellen, dass die Ventileinheit 3 ein zylindrisches Gehäuse 12, das ein unter Wärme ausdehnendes Material (z. B. Wachs) beinhaltet, und einen Stab 13 aufweist, der axial gegen ein vorderes Lager 14 wirkt, das einstückig innerhalb der Rohrverbindung 1 gebildet ist, und auf welchen das Gehäuse 12 gleitend zusammenschiebbar gekoppelt ist. Ein Scheibenventilabsperrmittel 15 ist axial an das Gehäuse 12 befestigt, das angepaßt ist, mit dem ringförmigen Ventilsitz zusammenzuwirken, der innerhalb der Basis 4 der Rohrverbindung 1 gebildet ist. Dieses Scheibenabsperrmittel 15 unterliegt einer axialen Schubkraft einer helikalen Kompressionsfeder 20, die zwischen dem Scheibenabsperrmittel 15 und einem transversal verlaufenden Trägerelement 16 angeordnet ist, über welches das Gehäuse 12 axial verschiebbar geführt wird.

Das Thermostatelement 3 kann des weiteren mit einem zweiten Scheibenabsperrmittel 17 und einer beigeordneten Schubfeder 18 bereitgestellt werden, die auf der gegenüberliegenden Seite von dem Scheibenabsperrmittel 15 angeordnet sind.

Das transversal verlaufende Trägerelement 16 wird mit gestalteten gegenüberliegenden Enden 19 gebildet, welche innerhalb der jeweiligen Sitze 6 des einstückigen Schenkels 5 der Rohrverbindung 1 eingepaßt sind, um die Schubfeder 20 in vorgespanntem Zustand zu halten. Wie es in 4 ausführlicher gezeigt, weist jedes Ende 19 des transversal verlaufenden Trägerelements 16 (das gewöhnlich aus Metall gefertigt ist) eine zu der Kante 11 eines entsprechenden Trägersitzes 10 des Hohlkörpers 2 komplementäre Form auf. In dem gezeigten Beispiel ist jedes Ende 19 mit einem im wesentlichen V-förmigen Vorsprung 21 gebildet.

In dem in 2 gezeigten befestigten Zustand der erfindungsgemäßen Thermostat-Ventilanordnung ist die Rohrverbindung 1 an den röhrenförmigen Durchgang 8 des Hohlkörpers 2 mit seiner Basis 4 gekoppelt, die auf dem äußeren Flansch 9 aufliegt. Die zwei einstückigen Schenkel 5 sind in winkliger Entsprechung des Trägersitzes 10 des Hohlkörpers 2 angeordnet und springen axial innerhalb des röhrenförmigen Durchgangs 8 mit ihren Enden 7 hervor, die innerhalb dieser Trägersitze 10 eingepaßt sind. In dieser Anordnung ist das transversal verlaufende Trägerelement 16 unmittelbar oberhalb der Trägersitze 10 angeordnet und die Vorsprünge 21 der Enden 19 des transversal verlaufenden Trägerelements 16 sind gegen die Kanten 11 der Sitze 10 gelagert, so dass eine statische und winklig feste Kopplung des transversal verlaufenden Trägerelements 16 bezüglich dem röhrenförmigen Durchgang 8 unter der Vorspannung der Feder 20 bereitgestellt wird.

Das freie Ende des Stabs 13 steht in Eingriff mit dem vorderen Lager 14 der Rohrverbindung 1 und das Scheibenabsperrmittel 15 ist normalerweise gegen den ringförmigen Ventilsitz der Basis 4 geschlossen.

Wenn die Temperatur während des Betriebs innerhalb des röhrenförmigen Durchgangs 8 einen zuvor festgelegten Wert erreicht, dehnt sich das innerhalb des Gehäuses 12 beinhaltete wärmeempfindliche Material aus, das folglich eine axial Verschiebung des letzteren in die entgegengesetzte Richtung der Rohrverbindung 1 und folgend eine Trennung des Scheibenabsperrmittels 15 bezüglich des Ventilsitzes gegen die Wirkung der Feder 20 verursacht. Der Durchflußweg zwischen der Rohrverbindung 1 und dem Hohlkörper 2 ist daher geöffnet.

Die Bereitstellung der Trägersitze 10, die mit den freien Enden der einstückigen Schenkel 5 in Eingriff stehen, ermöglicht, das Risiko eines Bruchs dieser Schenkel 5 infolge der Zugbeanspruchung, die durch das transversal verlaufende Element 16 darauf unter der Wirkung der Schubfeder 20 wirkt, erheblich zu verringern. Andererseits würde im jedoch entfernten Fall von Brüchen der einwandfreie Betrieb des Thermostatelements 3 jedenfalls durch den Vorteil der direkten Auflage zwischen den Enden 19 des transversal verlaufenden Trägerelements 16 und den Kanten 11 der Trägersitze 10 sichergestellt sein. Außerdem würden in so einem Fall irgendwelche Bruchstücke der einstückigen Schenkel 5 (normalerweise deren freie Enden 7) innerhalb des Trägersitzes 10 verbleiben, wobei somit im wesentlichen dem Risiko vorbeugt wird, dass diese Bruchstücke in die Flüssigkeit eingebracht werden können, die durch die Thermostat-Ventilanordnung zirkuliert.

Verständlicherweise können die Details der Konstruktion und der Ausführungsformen bezüglich dem offenbarten und dargestellten weit variieren, ohne dabei den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie in den beigefügten Ansprüchen festgelegt wird. Der Entwurf der Vertiefung der Kanten 11 des Trägersitzes 10 und der komplementäre Entwurf des Vorsprungs 21 der Enden 19 der transversal verlaufenden Trägerelemente 16 könnten folglich zum Beispiel umgekehrt werden oder irgendwie verschiedenartig sein, vorausgesetzt, dass zwischen ihnen eine feste gegenseitige Kopplung sichergestellt ist.


Anspruch[de]
  1. Thermostat-Ventilanordnung, umfassend eine mit einem ringförmigen Ventilsitz (4) ausgebildete Rohrverbindung (1), einen Hohlkörper (2), der mit einem mit der Rohrverbindung (1) verbundenen, röhrenförmigen Durchgang (8) ausgebildet ist, und eine Ventileinheit (3), die die Verbindung zwischen dem röhrenförmigen Durchgang (8) des Hohlkörpers (2) und der Rohrverbindung (1) steuert und umfaßt ein Thermostatelement, das durch ein sich durch Hitze ausdehnbares Material enthaltendes Gehäuse (12) ausgebildet wird, einen Stab (13), der einem in der Rohrverbindung (1) ausgebildeten Lager (14) entgegenwirkt und auf dem das Gehäuse (12) zusammenschiebar gleitend gekoppelt ist, ein Scheibenventilabsperrmittel (15), das axial an dem Gehäuse (12) befestigt ist und mit dem ringförmigen Ventilsitz (4) der Rohrverbindung (1) zusammenwirkt, und ein elastisches Druckstück (20), das axial zwischen dem Ventilabsperrmittel (15) und einem transversal verlaufenden Trägerelement (16) angeordnet ist, über das das Gehäuse (12) axial verschiebbar geführt wird, wobei das transversal verlaufende Trägerelement (16) gegenüberliegende Enden (19) aufweist, die axial unter der Wirkung des elastischen Druckstücks (20) auf entsprechenden Lagerteilen (7) in Eingriff stehen, die in den einstückigen Schenkeln (5) der Rohrverbindung (1), die in den röhrenförmigen Durchgang (8) des Hohlkörpers (2) axial vorspringen, ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der röhrenförmige Durchgang (8) des Hohlkörpers (2) mit einem Paar von nach innen vorspringenden, gegenüberliegenden Trägersitzen (10) mit je einer Ausnehmung zum axialen Eingriff der einstückigen Schenkel (5) der Rohrverbindung (1) ausgebildet ist.
  2. Thermostat-Ventilanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägersitze (10) in unmittelbarer Nähe der Enden (19) des transversal verlaufenden Trägerelements (16) auf der zu dem elastischen Druckstück (20) gegenüberliegenden Seite angeordnet sind.
  3. Thermostat-Ventilanordnung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägersitze (10) durch Formkanten (11) begrenzt sind, die mit den Enden (19) des transversal verlaufenden Trägerelements (16) wechselseitige, winklig eingerastete Kopplungen durchführen.
  4. Thermostat-Ventilanordnung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die winklig eingerasteten Kopplungen durch komplementär vertiefte und vorspringende Oberflächen der Kanten (11) der Trägersitze (10) und der Enden (19) des transversal verlaufenden Trägerelements (16) definiert sind.
  5. Thermostat-Ventilanordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrverbindung (1) aus geformtem Kunststoffmaterial hergestellt ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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