DE8808932U1 - Vorrichtung zum Regeln der Zufuhr von Heizmedium zu einem in einer Wandung eines Kraftfahrzeuges angeordneten Flächenwärmetauscher - Google Patents

Description

Beschreibung ;

Vorrichtung zun Regeln der Zufuhr von Heizmedium zu einem in einer Wandung eines Kraftfahrzeuges angeordneten Flächenwärmetauscher

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Zufuhr von Heizmedium zu einem in einer Handung eines Kraftfahrzeuges angeordneten Flächenwärmetauscher, der mit einer Zuleitung und einer Ableitung für das als Heizmedium dienende Kühlmittel eines Verbrennungsmotors versehen ist.

Es ist bekannt (DE-GM 84 20 082.0), in Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, Flächenwärmetauscher einzubauen, die auch Plattenwärmetauscher genannt werden und die bei Bedarf von dem Kühlmittel des Verbrennungsmotors beaufschlagt und somit beheizt werden. Die Fahrzeuginsassen stellen sich an einem der Zuleitung oder der Ableitung zugeordneten Stellorgan, z.B. einem Ventil, die gewünschte Temperatur des Wärmetauschers ein. Derartige Flächenwärmetauscher werden in den verschiedensten Wandungen eines Kraftfahrzeuges eingesetzt, beispielsweise dem Boden, den Seitenwänden oder Türen oder auch den Rückenlehnen der Vordersitze. Die FlcSchenwärmetauscher geben im Gegensatz zu den üblichen, luftdurchströmten Wärmetauscher die Wärme als Wärmestrahlung ab. Sie lassen sich deshalb nicht durch eine Luftdurchströmung regeln. Sie werden deshalb auch nicht auf allzu hohe Temperaturen aufgeheizt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Regelung auf eine für Fahrzeuginsassen komfortable Temperatur ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem Flächenwärmetauscher ein bei Oberschreiten einer vorgegebenen Temperatur den Strömungsquerschnitt begrenzendes Thermostatventil zugeordnet ist, das als ein Zwei-Wege-Ventil ausgebildet ist.

Die Erfindung geht davon aus, daß es bei dem Betrieb eines Kraftfahrzeuges Betriebzustände gibt, bei welchen die Temperatur des Kühlmittels des Verbrennungsmotors deutlich ansteigt, beispielsweise bei Stehen in einem Stau oder bei längeren, langsamen Bergfahrten o.dgl. Es besteht dann die Gefahr, daß dann das heißer als üblich werdende Heizmedium dem Flächenwärmetauscher auf eine wesentlich höhere Temperatur aufheizt, als es die Fahrzeuginsassen gewünscht haben. Dies kann für die H Fahrzeuginsassen sehr störend sein. Die Gefahr des ungewollten, f zu starken Aufheizens wird dadurch vermieden, daß vorher das Thermostatventil anspricht und den Strömungsquerschnitt verrin-% gert und, wenn es notwendig sein sollte, gegebenenfalls auf % einen Mindestquerschnitt beschränkt. Dabei wird allerdings der \\ Strömungsquerschnitt nicht ganz geschlossen, sondern nur im Extremfall auf einen vorgegebenen Wert reduziert,

1. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß ■$ das Thermostatventil mit einem die Umgebungstemperatur erfaesenden und oberhalb eines vorgegebenen Wertes die Ventilstel- ■' lung mit dem begrenzten Strömungsquerschnitt einstellenden Stellglied ausgerüstet ist. Durch diese Ausbildung wird der Umgebungstemperatur eine Art Vorrangsteuerung zugeordnet, durch die sichergestellt wird, daß oberhalb einer bestimmten Umgebungstemperatur die Flächenwärmetauscher überhaupt nicht in Be-&eegr;. trieb genommen werden. Die Erfindung geht dabei davon aus, daß " oberhalb dieser über das Stellglied wählbaren Umgebungstemperatur die Flächenwärmetauscher nicht benötigt werden und höchstens als störend empfunden werden können.

Ii Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran-% Sprüchen beansprucht.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiele und den UnteransprUchen.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Flächenwärmetauschers der mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ausgerüstet ist,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein dem Wärmetauscher zugeordnetes Thermostatventil und

Fig. 3 einen Schnitt durch eine weitere AusfUhrungsform mit
einer Art Vorrangschaltung, die die Umgebungstemperatur berücksichtigt.

Der in Fig. 1 dargestellte Flächenwärmetauscher (H) eines Kraftfahrzeuges ist über eine Zuleitung (12) und eine Ableitung (13) mit dem Kühlkreislauf eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Der Zuleitung (12) oder der Ableitung (13) ist ein nicht dargestelltes Stellorgan zugeordnet, über welches die den Flächenwärmetauscher (11) durchströmende Menge an Heizmedium (Kühlmittel des Verbrennungsmotors) gesteuert werden kann, wodurch die Temperatur des Flächenwärmetauschers (11) bestimmt wird.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist zusätzlich in der Zuleitung (12) zu dem Flächenwärmetauscher (11) ein Thermostatventil (&Idigr;4) angeordnet, das bei einer bestimmten Temperatur des Heizmediums anspricht und bei Überschreiten dieser Temperatur selbsttätig den Strömungsquerschnitt vermindert, und zwar bis maximal zu einem immer offen bleibenden Mindestquerschnitt. Durch dieses Thermostatventil (14) wird erreicht, daß selbsttätig ein Oberheizen des Flächenwärmetauschers (11) verhindert wird, auch wenn die Temperatur des Heizmediums, d.h. des Kühlmittels des Verbrennungsmotors, infolge bestimmter Betriebsbedingungen wesentlich ansteigen sollte. Diese selbsttätige Rege-

lung über das Thermostatventil (14) wird der von den Fahrzeuginsaseen vorgenommenen Einstellung überlagert,

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungeform ist das Thermostatventil (14) unmittelbar vor dem Flächenwärmetauscher (11) angeordnet. Es ist natürlich auch möglich, das Thermostatventil (14) in größerem Abstand zu dem Flächenwärmetauscher (11) anzuordnen. Ebenso ist es möglich, das Thermostatventil (14) auch in der Ableitung (13) anzuordnen, ds dsnn in gleicher Weise die durch den Flächenwärmetauscher (11) strömende Kühlmittelmenge begrenzt werden kann. Ebenso kann ein derartiges Thermostatventil (14a) zur Regelung von mehreren, an verschiedenen Stellen im Innenraum eines Kraftfahrzeuges angeordneten Flächenwärmetauschern dienen.

Das Thermostatventil (Fig. 2) besitzt ein aus zwei Teilgehäusen (15, 16) aus Kunststoff hergestelltes Ventilgehäuse. Die als Spritzgußteile hergestellten Teilgehäuse (15,16) sind mit einem Anschluß (17) für den Zulauf bzw. einem Anschluß (18) für den Ablauf versehen, die koaxial zueinander ausgerichtet sind. Zwischen diesen Anschlüssen (17, 18) ist ein thermostatisches Arbeitselement (19) angeordnet, das sich in einem Bereich befindet, in welchem das Ventilgehäuse einen gegenüber den Anschlüssen (17, 18) vergrößerten, zylindrischen Durchmesser aufweist.

Das thermostatische Arbeitselement (19) besitzt ein Gehäuse (22) , in welchem ein Dehnstoff untergebracht ist, insbesondere ein auf eine bestimmte Temperatur eingestelltes Wachs. Das Wachs ändert bei der eingestellten Temperatur sein Volumen in sehr starkem MaSe, wodurch aus dem Gehäuse (22) ein Kolben (20) ausgefahren wird. Der Kolben (20) des thermostatischen Arbeitselementes (19) ist in einem Ansatz (29) des Teilgehäuses (15) stationär gehalten, so daß durch sein Ausfahren aus dem Gehäuse (22) dieses Gehäuse (22) gegenüber dem stationär gehaltenen Kolben (20) verschoben wird. Die Rückstelloewegung wird über eine Rückstellfeder (21) bewirkt, die sich gegen einen Ansatz

(26) des Teilgehäuses (16) und gegen das Gehäuse (22) des thermostatischen Arbeitselementes (19) abstützt.

Dem Anschluß (18) ist ein hülsenförmiger Ansatz (23) zugeordnet, der in das Innere des Ventilgehäuses (15, 16) hinein ragt. Dieser Ansatz (23) wird von einer zu dem Anschluß (17) hin offenen Kammer umgeben, die durch Stege (26) unterteilt ist, an denen sich die Rückstellfeder (21) abstützt.

Der hülsenförmige Ansatz (23) ist mit vorzugsweise zwei öffnungen (25) versehen, die eine V-förmige Gestalt aufweisen, an deren Spitze sich ein Schlitz mit gleichbleibendem Querschnitt anschließt.

Das Gehäuse (22) des thermostatischen Arbeitselementes (19) ist mit einer Hülse (24) umgeben, die als eine VerlängerungshUlse dient. Diese Hülse (24) ist gegen einen Ringbund des Gehäuses (22) abgestützt, gegen den sie mittels der Rückstellfeder (21) angedrückt wird. Das Gehäuse (22) bzw. die als Verlängerung dienende Hülse (24) sind dem hülsenförmigen Ansatz (23) koaxial zugeordnet, so daß sich bei einem Ausfahren des Kolbens (20) aus dem Gehäuse (22) das Gehäuse (22) mit der Hülse (24) Ln den Ansatz (23) hineinbewegt und dabei den von den öffnungen (25) gebildeten Strömungsquerschnitt verringert. Dabei ist die öffnung (25) mit ihrer schlitzförmigen Verlängerung auf den maximalen Heg des Gehäuses (22) so abgestimmt, daß auch bei maximaler Ausfahrbewegung der schlitzförmige Bereich offen bleibt. Dadurch ist sichergestellt, daß bei jeder Betriebsbedingung ein Ströimingsquerschnitt einer bestimmten Größe erhalten bleibt.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird vorgesehen, daß auf die Hülse (24) verzichtet wird, so daß das Gehäuse (22) des thermostatischen Arbeitselementes (19) direkt mit dem als eine Art Schiebeventilsitz bezeichenbaren Ansatz (23) zusammen arbeitet.

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Die Auefüiiiüiiyäijrß! nach Fig, 3 stellt ein Thermostatventil (14a) dar, bei welchem der anhand von Fig. 2 beschriebenen Funktion des Thermostatventils (14) eine Art Vorrangsteuerung überlagert wird, die die Umgebungstemperatur berücksichtigt und die ein Zuströmen von Heizmedium (Kühlmittel des Verbrennungsmotors) zu dem Flächenwärmet&uscher dann auf das nicht unterschreitbare Minimum beschränkt, wenn die Umgebungstemperatur, d.h. die Temperatur im Fahrzeuginnenraum, einen Mindestwert überschritten hat. Das Thermostatventil (14a) der Ausführungsform nach Fig. 3 besitzt ein zweiteiliges Gehäuse, bei welchem das Gehäuse (16),das der Ausfuhrungsform nach Fig.2 entspricht, durch ein weiteres Gehäuseteil (31) ergänzt ist. Das Gehäuseteil (31) besitzt einen nach innen ragenden Ansatz (41) , der als Anschlag für den Kolben (20) des thermostatischen Arbeitselementes (19/ dient, das entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 2 funktioniert.

Der Zulaufanschluß (32) für das Heizmedium ist seitlich an dem Teil (31) des Gehäuses angebracht. In axialer Verlängerung des Kolbens (20) des thermostatischen Arbeitselementes (19) ist ein weiteres thermostatisches Arbeitselement (34) angeordnet, dessen Fühlteil, d.h. dessen Gehäuse (36), außerhalb des Ventilgehäuses (16, 31) zu liegen kommt. Das thermostatische Ar.Veitselement ist mit einem Ansatz in einen Ansatz (37) des Gehäuseteils (31) unter Zwischenfügen eines Dichtungselementes (40) eingeschraubt. Sein Kolben (35) liegt dem Kolben (20) des thermostatischen Arbeitselementes (19) gegenüber. Zwischen dem Kolben (35) und einem Führungseinsatz des Gehäuses (22),in welchem der Kolben (20) geführt ist, ist eine Ubertragungsmuffe (38) angeordnet, die auf einem in Fig. 3 nicht näher dargestellten Führungsansatz in 3ewegungsrici?tv;ü«j des Arbeitskolbens Vi gleitend geführt ist. Durch Ausfahren des Kolbens {3&Pgr; k/ -oe somit das Gehäuse (22) mit der Hülse (24) in den Ansatz (23) hineingeschoben werden, unabhängig von der Stellung des Kolbens (20) des Arbeitsselementes (19). Wenn der Kolben (35) ausgefahren ist. so wird das Gehäuse (22) des Arbeitseleinentes {13} so-

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ait auf jeden Fall in den hülsenfSraigen Ansatz (23) hineingeschoben und damit der Strömungsquerschnitt eingeschränkt, unabhängig von der Position des Kolbens (20) des Arbeitsclementes (19). Das als Stellglied dienende thernostatische Arbeitselement (34) führt somit zu einer Vorrangsteuerung der Umgebungstemperatur gegenüber der Steuerung, die durch das thermostati sche Arbeitselement (19) in Abhängigkeit von der Temperatur des Heizisediums durchgeführt wird.

Zwischen dem Ansatz (41) und der Obertragungsmuffe ist eine Rückstellfeder (39) angeordnet, die die Ubertragungsmuffe (38)

und damit auch den Kolben (35) bei einem Absinken der Umge- ^v

I bungstemperatur in seine dargestellte Ausgangsstellung zurück c|

drückt. I

Der Kolben (20) des thermostatischen Arbeitselementes (19) ist | mit einem Führungsbolzen (33) versehen, der in einer Bohrung des Ansatzes (41) geführt ist. Dieser Bolzen (33) sichert die radiale Position des thermostatischen Arbeitselementes (19), wenn dieses durch Ausfahren des Kolbens (35) des thermostatischen Arbeitselementes (34) durch Verstellen der Ubertragungsmuffe (38) in Richtung zu dem Ansatz (23) bewegt wird.

Claims (10)

1. :W.a.L H₁EI, N \.V..· D AUSTER PATÜiTAMWXLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

   D-7000 Stuttgart 1 HovpitalstraSe 8 Tel.(0711) 291133/292857

   Angelder;

   Behr-Thoason-

   Dehnstoffregler GabH & Co.

   EnzstraBe 25 7014 KornwestheiM

   Stuttgart, den n.07.3 988 G 8421 Da/Ei

   Schutzansprüche

   1. Vorrichtung zum Regeln der Zufuhr von Heizmedium zu einem in einer Wandung eines Kraftfahrzeuges angeordneten Flächenwärmetauscher, der mit einer Zuleitung und einer Ableitung für das als Heizmedium dienende Kühlmittel eines Verbrennungsmotors versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Flächenwärmetauscher (11) ein bei überschreiten einer vorgegebenen Temperatur des Heizmediums den Strömungsguerschnitt begrenzendes Thermostatventil (14, 14a) zugeordnet ist, das als ein Zwei-Wege-Ventil ausgebildet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermostatventil (14a) mit einem die Umgebungstemperatur erfassenden und oberhalb eines vorgegebenen Wertes die Ventilstellung mit dem begrenzten Strömungsquerschnitt einstellenden Stellglied (34) ausgerüstet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermostatventil (14, 14a) ein Ventilgehäuse (15,16; 16,31) mit einem Anschluß (17, 32) für den Zulauf und einem Anschluß (18) für den Ablauf versehen ist, zwischen denen ein thermostatisches Arbeitselement (19) angeordnet ist, dessen Kolben (20, 33) in dem Ventilgehäuse (15,16; 16,31) abgestützt ist und dessera mit einer Rückstellfeder (21) belastetem Gehäuse

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   (22) die Mittel zum Begrenzen des Strömungsquerschnittes zugeordnet sind.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB dem Gehäuse (22) des thermostatischen Arbeitselementes (19) ein an einen der Anschlüsse (18) anschlie ßender, von einer Kammer umgebener hülsenföraiger Ansatz (23) zugeordnet ist, dem das Gehäuse (22) des thermostatischen Arbeitselementes (19) zustellbar ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (22) des thermostatischen Arbeitselementes (19) eine in den Ansatz (23) einführbare Hülse (24) angebracht ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der hülsenförmige Ansatz (23) mit wenigstens einer sich in Bewegungsrichtung des Gehäuses (2) des thermostatischen Arbeitselenwntes (19) verengenden seitlichen Öffnung (25) versehen ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Öffnung oder Öffnungen (25) in Bewegungsrichtung des Gehäuses (22) des thermostatischen Arbeitselementes (19) größer als der Stellweg dieses Gehäuses (22) ist.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an das Gehäuse (22) des innerhalb deis Ventilgehäuses (16, 31) angeordneten thermostatisehen Arbeitselementes (19) ein Kolben (35) eines außerhalb des Ventilgehäuse (16, 31) angebrachten, der Umgebungstemperatur ausgesetzten thermostatischen Arbeitselementes (34) angreift.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse aus zwei Teilen (15,16;

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   16,31) zusammengesetzt ist, die jeweils einen der Anschlüsse (17,18; 18,32) aufweisen.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (17, 18) koaxial zueinander ausgerichtet sind.

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