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Die
Erfindung betrifft einen Verschlussdeckel für einen Kühlmittelausgleichsbehälter
eines Kühlkreislaufs einer Kraftfahrzeug-Antriebsmaschine.
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Zur
Kühlung von Kraftfahrzeug-Antriebsmaschinen, insbesondere
von Brennkraftmaschinen, wird üblicherweise ein flüssiges
Kühlmittel, wie Kühlwasser, verwendet. Das Kühlmittel
wird in einem geschlossenen Kreislauf umgewälzt, wobei
Wärme von der Antriebsmaschine abtransportiert und an anderer Stelle,
beispielsweise an einem luftdurchströmbaren Wärmetauscher,
nach außen abgegeben wird. Beim Betrieb der Antriebsmaschine
wird das Kühlmittel erwärmt und dehnt sich aus.
Aus diesem Grund ist ein Kühlmittelausgleichsbehälter
vorgesehen, der außerdem zum Nachfüllen von Kühlmittel
dient und hierfür eine mit einem Verschlussdeckel verschließbare
Einfüllöffnung aufweist.
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Um
einen übermäßigen Druckaufbau im Kühlkreislauf
zu verhindern, ist ein Überdruckventil vorgesehen, mittels
dem der Druck im Kühlkreislauf auf einen vorbestimmten
Wert begrenzt wird, indem das Ventil bei einem diesen Wert übersteigenden Druck öffnet.
Beispielsweise aus der
DE
199 24 507 A1 ist es bekannt, ein derartiges Überdruckventil
im Verschlussdeckel zu integrieren.
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Der
Kühlmittelausgleichsbehälter wird üblicherweise
außerdem zur Kontrolle des Kühlmittelniveaus genutzt,
indem er ein Sichtfenster mit Markierungen aufweist oder durchscheinend
ausgeführt ist. Allerdings ist der Kühlmittelstand
bei derartigen Ausführungen häufig nur schlecht
ablesbar, was dazu führt, dass der Kühlmittelstand
nicht kontrolliert wird oder der Verschluss des Kühlmittelausgleichsbehälters
geöffnet wird, was die Verletzungsgefahr durch Verbrühen
erhöht.
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Eine
Einrichtung zum Anzeigen des Kühlmittelstands ist Gegenstand
der
DE-PS 598 641 . Diese Einrichtung
ermöglicht zwar eine gute Ablesbarkeit, beansprucht jedoch
als baulich gesonderte Einrichtung Bauraum und ist unter Herstellungs-
und Montage- und Servicegesichtspunkten nachteilig. Ein in einen
Verschlussdeckel integrierter Kühlwasserstandsanzeiger
ist mit der
CH-PS 108 624 bekannt
geworden. Dieser Anzeiger beansprucht jedoch den gesamten Verschlussdeckel,
sodass eine Integration weiterer Funktionen nicht möglich
ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen eingangs genannten Verschlussdeckel
bereitzustellen, mit ein übermäßig hoher
Druck im Kühlkreislauf vermieden werden kann und der zugleich
ein einfaches Ablesen des Kühlmittelniveaus ermöglicht.
Insbesondere soll ein ausreichender oder ein zu geringer Kühlmittelstand
rasch und verlässlich erkannt werden können.
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Die
Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verschlussdeckel mit
den Merkmalen des Anspruchs 1, indem der Verschlussdeckel sowohl
zur Druckbegrenzung als auch zur Anzeige des Kühlmittelniveaus
im Kühlmittelausgleichsbehälter geeignet ist. Der
erfindungsgemäße Verschlussdeckel kann ohne bauliche
Anpassung in jedem Fahrzeug verwendet werden. Bei einem Ersatz eines
herkömmlichen Verschlussdeckels durch den erfindungsgemäßen
Verschlussdeckel werden zusätzliche Funktionen bereitgestellt
und/oder verbessert.
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Besonders
bevorzugte Ausführungen des erfindungsgemäßen
Verschlussdeckels sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Vorzugsweise
umfasst der Verschlussdeckel einen in einem Tauchrohr oder Käfig
frei beweglichen Schwimmer und einen durchsichtigen Sichtbereich. Der
Schwimmer ist durch den durchsichtigen Sichtbereich leicht einsehbar
und ermöglicht eine rasche und verlässliche Kontrolle
des Kühlmittelniveaus.
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Einem
vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung zufolge
ist das Tauchrohr oder der Käfig baulich gesondert, jedoch
mit dem Verschlussdeckel verbunden. Dabei ermöglichen unterschiedliche
Materialien jeweils eine besondere Zweckanpassung. Ebenfalls als
vorteilhaft wird es angesehen, wenn das Tauchrohr oder der Käfig
integraler Bestandteil des Verschlussdeckels ist. In diesem Fall
können der Verschlussdeckel und das Tauchrohr oder der
Käfig aus demselben Material bestehen und kostengünstig gemeinsam
hergestellt werden.
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Sehr
zweckmäßig ist es, wenn Verschlussdeckel mittels
des Schwimmers ein ausreichendes oder zu geringes Kühlmittelniveau
farblich signalisierbar ist, so ist eine besonders rasche und verlässliche
Kontrolle des Kühlmittelniveaus möglich.
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Hierfür
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Verschlussdeckel mit einer
schwimmergesteuerte Farbwechseleinrichtung zu versehen, die abhängig
davon, ob der Kühlmittelstand ausreichender oder ein zu
niedrig ist, die Farbe wechselt. Eine rein mechanische Ausführung
ist einfach und störungssicher und kostengünstig,
die vorgeschlagene Ausführung ist eine solche rein mechanische.
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Ebenfalls
sehr vorteilhaft ist es, wenn der Schwimmer zumindest sichtbereichseitig
eine ein ausreichendes Kühlmittelniveau signalisierende
Farbe aufweist und/oder der Schwimmer geeignet ist, sichtbereichseitig
bei einem zu geringen Kühlmittelniveau zumindest einen
ein zu geringes Kühlmittelniveau signalisierenden Signalbereich
freizugeben. Diese Ausführung kann mechanisch besonders
einfach und daher störungssicher ausgeführt werden.
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Nachfolgend
ist ein besonders zu bevorzugendes Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert,
dabei zeigen schematisch und beispielhaft
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1 einen
Verschlussdeckel für einen Kühlmittelausgleichsbehälter
eines Kühlkreislaufs einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine
mit Anzeige des Kühlmittelniveaus,
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2a ausschnittsweise
einen Verschlussdeckel für einen Kühlmittelausgleichsbehälter
eines Kühlkreislaufs einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine
mit farblicher Anzeige des Kühlmittelniveaus bei zu geringem
Kühlmittelstand,
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2b ausschnittsweise
einen Verschlussdeckel für einen Kühlmittelausgleichsbehälter
eines Kühlkreislaufs einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine
mit farblicher Anzeige des Kühlmittelniveaus bei ausreichendem
Kühlmittelstand,
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3 einen
Verschlussdeckel für einen Kühlmittelausgleichsbehälter
eines Kühlkreislaufs einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine
mit farblich unterstützter Anzeige des Kühlmittelniveaus,
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4a ausschnittsweise
einen Verschlussdeckel für einen Kühlmittelausgleichsbehälter
eines Kühlkreislaufs einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine
mit farblicher Anzeige des Kühlmittelniveaus bei zu geringem
Kühlmittelstand und
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4b ausschnittsweise
einen Verschlussdeckel für einen Kühlmittelausgleichsbehälter
eines Kühlkreislaufs einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine
mit farblicher Anzeige des Kühlmittelniveaus bei ausreichendem
Kühlmittelstand.
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1 zeigt
einen Verschlussdeckel 100 für einen hier nicht
näher gezeigten Kühlmittelausgleichsbehälter
eines Kühlkreislaufs einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine
mit Anzeige des Kühlmittelniveaus. Der Deckel 100 umfasst
einen Körper 102 mit Einschraubgewinde 104 zum
Einschrauben in einen Einfüllstutzen des Kühlmittelausgleichsbehälters.
Oberseitig ist im Deckel 100 eine durchsichtige Linse 108 integriert,
unterseitig weist der Deckel 100 ein Tauchrohr 106 mit Öffnungen 116 in
seinem unteren Bereich auf. Vorliegend ist das Tauchrohr 106 mit dem
Deckel 110 einstückig ausgebildet. Der Deckel ist
in einem Spritzgießverfahren aus einem thermoplastischen
Kunststoff, wie Polyamid, gegebenenfalls glasfaserverstärkt,
hergestellt. Die Linse kann in einem Zweikomponenten-Spritzgießverfahren
zusammen mit dem Deckel 110 hergestellt oder gesondert hergestellt
und später eingesetzt werden.
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Wenn
der Deckel 100 in den Einfüllstutzen des Kühlmittelausgleichsbehälters
eingeschraubt ist, kann durch die Öffnungen 116 Kühlmittel
in das Tauchrohr 106 eindringen, sodass auch im Tauchrohrinneren
das Kühlmittelniveau vorherrscht. Innerhalb des Tauchrohrs 106 ist
ein Schwimmer 114 angeordnet, der in Pfeilrichtung a eine
dem Kühlmittelniveau entsprechende Position einnimmt. Der Schwimmer 114 weist
einen Kopf 110 auf, dem mit dem Schwimmkörper
mittels einer Koppelstange 112 verbunden ist. Durch die
Linse 108 ist der Kopf 110 vom außen
sichtbar, sodass einfach, schnell und zuverlässig der Kühlmittelstand
abgelesen werden kann. Der Kopf 110 umfasst dabei eine Rot-Grün-Funktion,
wobei rot einen zu geringen und grün einen ausreichenden
Kühlmittelstand signalisiert.
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2a zeigt
ausschnittsweise einen Verschlussdeckel für einen Kühlmittelausgleichsbehälter eines
Kühlkreislaufs einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine mit
farblicher Anzeige des Kühlmittelniveaus bei zu geringem
Kühlmittelstand, die Anzeige bei ausreichendem Kühlmittelstand
ist in 2b dargestellt.
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Durch
eine Linse 208 kann der Betrachter 226 den einem
Schwimmer 214 zugeordneten Anzeigekopf 210 sehen.
Mittels einer Koppelstange 212 ist der Schwimmer 214,
der sich abhängig vom Kühlmittelstand nach unten
(2a, Pfeilrichtung b) oder nach oben (2b,
Pfeilrichtung c) bewegt, mit dem Anzeigekopf 210 verbunden.
Der Anzeigekopf 210 ist in der Höhe fest, jedoch
um eine waagerechte Achse schwenkbar gelagert. Die mit dem Schwimmer 214 und
dem Anzeigekopf 210 jeweils gelenkig verbundene Koppelstange 212 ist
am Anzeigekopf 210 exzentrisch befestigt, sodass bei einer
Höhenlagenänderung des Schwimmers 214 der
Anzeigekopf 210 verschwenkt wird.
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Der
Sichtbereich 220 des Anzeigekopfs 210 weist zwei
voneinander farblich unterschiedbare Bereiche 222, 224 auf.
Vorliegend ist der Bereich 222 rot und signalisiert einen
zu geringen Kühlmittelstand bei tief liegendem Schwimmer 214,
dargestellt in 2a, der Bereich 224 ist
grün und signalisiert einen ausreichenden Kühlmittelstand
bei hoch liegendem Schwimmer 214, dargestellt in 2b.
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3 zeigt
einen Verschlussdeckel 300 für einen Kühlmittelausgleichsbehälter 332 eines
hier nicht näher ausgeführten Kühlkreislaufs
einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine mit farblich unterstützter
Anzeige des Kühlmittelniveaus.
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Der
Deckel 300 umfasst einen Körper 302 und
einen Gewindebereich 304, mittels dem er in einen Einfüllstutzen 334 des
Kühlmittelausgleichsbehälters 332 einschraubbar
ist. Zwischen Einfüllstutzen 334 des Kühlmittelausgleichsbehälters 332 und Deckel 300 sind
Dichtungen 330 angeordnet. Durch einen durchsichtigen Sichtbereich 308 kann
ein Betrachter 326 durch den Decken 300 hindurch
sehen.
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Ein
Schwimmer 314 nimmt abhängig vom Kühlmittelstand
eine Höhenlage ein und ist mittels einer Koppelstange 312 mit
einem Anzeigekopf 324 verbunden. Bei einem ausreichenden
Kühlmittelstand, wie er in 3 dargestellt
ist, befindet sich der Anzeigekopf 324 in einer oberen
Position für den Betrachter 326 gut sichtbar und
verdeckt für den Betrachter 326 einen farblich
hervorgehobenen Anzeigering 322. Bei zu geringem Kühlmittelstand
befindet sich der Anzeigekopf 324 in einer unteren Position,
in der er für den Betrachter 326 im Wesentlichen
nicht sichtbar ist und gibt für den Betrachter 326 den
farblich hervorgehobenen Anzeigering 322 frei. Vorliegende
ist der Anzeigering 322 rot und signalisiert so einen zu
geringen Kühlmittelstand, der Anzeigekopf 324 ist
grün und signalisiert einen ausreichenden Kühlmittelstand.
Schwimmer 314, Koppelstange 312 und Anzeigekopf 324 sind
einteilig hergestellt.
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4a zeigt
ausschnittsweise einen Verschlussdeckel für einen Kühlmittelausgleichsbehälter eines
Kühlkreislaufs einer Kraftfahrzeug- Brennkraftmaschine mit
farblicher Anzeige des Kühlmittelniveaus bei zu geringem
Kühlmittelstand, die Anzeige bei ausreichendem Kühlmittelstand
ist in 4b dargestellt.
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Durch
eine Linse 408 kann der Betrachter 426 durch den
hier nicht näher dargestellten Verschlussdeckel hindurch
sehen. Ein Schwimmer 414, der sich abhängig vom
Kühlmittelstand nach unten (4a, Pfeilrichtung
a) oder nach oben (4b, Pfeilrichtung b) bewegt,
ist mit dem Anzeigekopf 410 verbunden. Ein Anzeigeelement 420 ist
unterhalb der Linse 408 angeordnet. Das Anzeigeelement 420 ist verlagerbar
und weist einen roten Bereich 422 auf. Der Bereich 424 muss
nicht unbedingt rot sein. Der Anzeigekopf 410 ist zumindest
in seinem der Linse 408 zugewandten Bereich grün.
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Bei
einem ein vorbestimmtes Niveau unterschreitenden Kühlmittelstand
verlagert sich das Anzeigeelement 420 in die in 4a gezeigte
Position, sodass durch die Linse 408 dessen roter Bereich 422 zu
sehen und ein geringer Kühlmittelstand angezeigt ist. Bei
einem ein vorbestimmtes Niveau überschreitenden Kühlmittelstand
verlagert sich das Anzeigeelement 420 in die in 4b gezeigte
Position, sodass durch die Linse 408 der grüne
Bereich des Anzeigekopfs 410 zu sehen und ein ausreichender
Kühlmittelstand angezeigt ist.
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Die
Verlagerung des Anzeigeelements 420 erfolgt in die in 4a gezeigte
Position vorzugsweise federkraft- oder schwerkraftbeaufschlagt beispielsweise
mittels eines Federelements oder einer entsprechenden Wahl der Schwerpunktlage
und in die in 4b gezeigte Position, indem
der Anzeigekopf 410 bei seiner Aufwärtsbewegung
eine entsprechende Verlagerung des Anzeigeelements 420 bewirkt
und dieses in der in 4b gezeigten Position hält.
Durch eine Linse 408 kann der Betrachter 426 leicht
erkennen, ob der Kühlmittelstand ausreichend oder zu niedrig
ist.
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Mit
der Erfindung wird das Kontrollieren des Kühlmittelstandes
sehr vereinfacht und erleichtert. Dadurch wird eine häufigere
Kontrolle erfolgen und der Fahrzeugantrieb wird besser vor Überhitzung
wegen zu niedrigem Kühlmittelstand geschützt.
Indem es Kontrolle des Kühlmittelstandes nicht mehr nötig ist,
den Deckel zu öffnen, können Verletzungen verhindert
werden, der Deckel kann nicht mehr verloren gehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19924507
A1 [0003]
- - DE 598641 [0005]
- - CH 108624 [0005]