DE102010035202A1

DE102010035202A1 - Kühlmittel-Ausgleichsbehälter sowie Verschlussdeckel für ein Motor-Kühlsystem

Info

Publication number: DE102010035202A1
Application number: DE102010035202A
Authority: DE
Inventors: Richard KERKEWITZ
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-08-24
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2012-03-01
Also published as: CN102374009A

Abstract

Offenbart ist ein Kühlmittel-Ausgleichsbehälter für ein Kühlsystem eines Verbrennungsmotors mit einer Vorrichtung (5) zum Messen des im Kühlmittel-Ausgleichsbehälter (7) herrschenden Drucks.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühlmittel-Ausgleichsbehälter für ein Kühlsystem eines Verbrennungsmotors sowie einen Verschlussdeckel für einen Kühlmittel-Ausgleichsbehälter eines Kühlsystems eines Verbrennungsmotors.
Verbrennungsmotoren, beispielsweise in Fahrzeugen, benötigen in der Regel ein Kühlsystem, in welchem typischerweise eine Kühlflüssigkeit transportiert und in einem Kühler gekühlt wird. Außerdem weisen derartige Kühlsysteme in der Regel einen Ausgleichsbehälter auf, der nur etwa zur Hälfte gefüllt ist und der Druckschwankungen im System teilweise ausgleichen kann.
Aus der US 6,967,572 B1 ist ein Verschluss für einen Kühler eines Fahrzeugmotors bekannt. Der Verschluss ist so ausgelegt, dass er Zustände der Kühlflüssigkeit messen kann, wozu auch der Druck gehört.
Es ist eine Aufgabe einer Ausführungsform der Erfindung, Mittel zum Messen des Drucks in einem Kühlsystem anzugeben, deren Druckmessung möglichst wenig durch dynamische Strömungseinflüsse im Kühlsystem verfälscht wird.
Diese Aufgabe kann erfindungsgemäß in einer ersten Ausführungsform durch einen Kühlmittel-Ausgleichsbehälter für ein Kühlsystem eines Verbrennungsmotors gelöst werden, wobei der Kühlmittel-Ausgleichsbehälter eine Messvorrichtung zum Messen des im Kühlmittel-Ausgleichsbehälter herrschenden Drucks aufweist.
Ein derartiger Kühlmittel-Ausgleichsbehälter liefert besonders konstante und zuverlässige Werte, da die Druckverhältnisse im Kühlmittel-Ausgleichsbehälter wesentlich konstanter sind als an anderen Stellen des Kühlsystems, weil sie weniger durch dynamische Strömungseinflüsse tangiert werden.
Die Aufgabe kann in einer zweiten Ausführungsform durch einen Verschlussdeckel für einen Kühlmittel-Ausgleichsbehälter eines Kühlsystems eines Verbrennungsmotors mit einer Vorrichtung zum Messen des im Kühlmittel-Ausgleichsbehälter herrschenden Drucks gelöst sein.
Es gelten hier die gleichen Vorteile wie für erste Ausführungsform. Darüber hinaus bleibt der Kühlmittel-Ausgleichsbehälter als solcher universell einsetzbar und ist gegenüber solchen Varianten, für die keine Druckmessung vorgesehen ist, unverändert. Nur der Verschlussdeckel ist ggf. je nach Motorvariante etc. anzupassen.
Für beide Ausführungsformen ist gemäß weiteren Ausgestaltungen vorgesehen, dass die Messvorrichtung einen Signalgeber zur Abgabe eines Steuersignals aufweist, welches ausgebildet ist, den im Ausgleichsbehälter herrschenden Druck an eine elektronische Motorsteuerung zu signalisieren.
Nachfolgend wir ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Verschlussdeckel für einen Kühlmittel-Ausgleichsbehälter eines Kühlsystems eines Verbrennungsmotors in Seitenansicht,
2 den Verschlussdeckel gemäß 1 in einer Schnittdarstellung und
3 einen Ausgleichsbehälter mit aufgesetztem Verschlussdeckel.
Wie eingangs bereits erläutert, ist in modernen Kühlsystemen für Verbrennungsmotoren im allgemeinen ein Ausgleichsbehälter vorgesehen, der nur teilweise gefüllt ist und der einen teilweisen Druckausgleich im Kühlsystem gestattet.
Für eine elektronische Motorsteuerung des Verbrennungsmotors und/oder eine Steuerung einer in dem Kühlsystem vorgesehenen elektrischen Wasserpumpe ist es von Vorteil, den Druck im Kühlsystem zu kennen. Es hat sich herausgestellt, dass für eine Messung des Drucks der Kühlmittel-Ausgleichsbehälter besonders geeignet ist, da in ihm weniger dynamische Einflüsse eine Messung des Drucks beeinflussen als im übrigen Kühlsystem, da konstantere Druckverhältnisse herrschen.
Daher ist in dem Kühlmittel-Ausgleichsbehälter eine Messvorrichtung zum Messen des in dem Kühlmittel-Ausgleichsbehälter herrschenden Drucks vorgesehen. In einem Fall ist diese Vorrichtung in einem Verschlussdeckel des Kühlmittel-Ausgleichsbehälters vorgesehen und in diesen integriert.
Ein derartiger Verschlussdeckel 1 ist in 1 in Seitenansicht dargestellt.
Der Verschlussdeckel 1 ist dazu vorgesehen, auf einen in dieser Figur nicht angedeuteten Kühlmittel-Ausgleichsbehälters aufsetzbar zu sein.
Dazu weist der Verschlussdeckel 1 einen drehbaren Deckel 2 auf, mittels dessen der Verschlussdeckel 1 an einer dafür vorgesehene Öffnung eines Kühlmittel-Ausgleichsbehälters aufsetzbar und verriegelbar ist.
In seinem unteren und ggf. in einen Kühlmittel-Ausgleichsbehälter ragenden Bereich weist der Verschlussdeckel 1 ein Sicherheitsventil 3 sowie eine Dichtung 4 auf. Die Dichtung 4 dient dazu, eine druckdichte Verbindung zwischen Verschlussdeckel und Kühlmittel-Ausgleichsbehälter herzustellen. Mittels des Sicherheitsventils 3 kann bei zu hohem Druck im Kühlmittel-Ausgleichsbehälter ein Druckausgleich vorgenommen werden – das Sicherheitsventil 3 öffnet in diesem Fall und gestattet so einen Druckausgleich nach außen.
Im unteren, im eingesetzten Zustand in einen Kühlmittel-Ausgleichsbehälter ragenden Bereich weist der Verschlussdeckel 1 ferner eine Vorrichtung 5 zum Messen des in dem Kühlmittel-Ausgleichsbehälter herrschenden Drucks auf. Dabei handelt es sich um einen Drucksensor, der in den Verschlussdeckel 1 integriert ist, sodass sie eine Einheit bilden.
Der Sensor 5 weist einen Signalgeber auf, der ein Steuersignal als elektrisches Signal abgibt, das die Größe des Drucks im Sensorbereich signalisiert und welches mittels einer druckdichten Anbindung 6 aus dem Verschlussdeckel 1 heraus und beispielsweise einer elektronische Steuerung einer elektrischen Wasserpumpe zugeführt werden kann.
3 zeigt den Verschlussdeckel in auf einen Kühlmittel-Ausgleichsbehälter 7 aufgesetztem Zustand. Der Sensor 5 und der in diesen integrierte Signalgeber liefern wein Steuersignal, welches den im Kühlmittel-Ausgleichsbehälter 7 herrschenden druck signalisiert.
Der Sensor 5 kann auch unmittelbar an einer Wand 8 des Kühlmittel-Ausgleichsbehälters 7 vorgesehen sein.
Der Verschlussdeckel 1 ist in der Lage, auf relativ einfache Weise und dennoch wenig von im Kühlsystem herrschenden dynamischen Einflüssen beeinträchtigt, eine Größe des Drucks zu signalisieren. Dabei ist eine Änderung/Modifikation der sich im Einsatz befindlichen, vorhandenen Ausgleichsbehälter nicht notwendig; dementsprechend fallen keine Werkzeugkosten an und die Lager-Endmontage-Platzbedarfsflächen ändern sich nicht (jeweils für mindestens ein Ausgleichsbehälter pro Fahrzeugvariante). Die Verwendung der integrierten Lösung (Verschlussdeckel und Drucksensor als Einheit) ist in der Endmontage abhängig von der Motorenoption steuerbar. Die Einheit aus Verschlussdeckel und Drucksensor bietet auch eine einheitliche Standardlösung, die in allen, auch künftigen Fahrzeugvarianten und/oder für andere/künftige Motorapplikationen ohne weiteren Anpassungen oder Modifikationen anwendbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Verschlussdeckel
2: drehbarer Deckel
3: Überdruckventil
4: Dichtung
5: Vorrichtung zum Messen des Drucks
6: druckdichte Anbindung
7: Ausgleichsbehälter
8: Wand Ausgleichsbehälter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6967572 B1 [0003]

Claims

Kühlmittel-Ausgleichsbehälter (7) für ein Kühlsystem eines Verbrennungsmotors mit einer Messvorrichtung (5) zum Messen des im Kühlmittel-Ausgleichsbehälter (7) herrschenden Drucks.
Kühlmittel-Ausgleichsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (5) in einem Verschlussdeckel (1), den der Kühlmittel-Ausgleichsbehälter (7) aufweist, vorgesehen ist.
Kühlmittel-Ausgleichsbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (5) als Drucksensor ausgebildet ist und mit dem Verschlussdeckel (1) eine Einheit bildet.
Kühlmittel-Ausgleichsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (5) einen Signalgeber zur Abgabe eines Steuersignals aufweist, welches ausgebildet ist, den im Ausgleichsbehälter (7) herrschenden Druck an eine elektronische Motorsteuerung zu signalisieren.
Kühlmittel-Ausgleichsbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal der Steuerung einer in einem Kühlsystem vorgesehenen elektrischen Wasserpumpe dient.
Verschlussdeckel (1) für einen Kühlmittel-Ausgleichsbehälter eines Kühlsystems eines Verbrennungsmotors mit einer Messvorrichtung (5) zum Messen des im Kühlmittel-Ausgleichsbehälter (7) herrschenden Drucks.
Verschlussdeckel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (5) als Drucksensor (5) ausgebildet ist und mit dem Verschlussdeckel (1) eine Einheit bildet.
Verschlussdeckel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (5) einen Signalgeber zur Abgabe eines Steuersignals aufweist, welches ausgebildet ist, den im Ausgleichsbehälter (7) herrschenden Druck an eine elektronische Motorsteuerung zu signalisieren.
Verschlussdeckel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal der Steuerung einer in dem Kühlsystem vorgesehenen elektrischen Wasserpumpe dient.
Verbrennungsmotor mit wenigstens einem Kühlmittel-Ausgleichsbehälter (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Verbrennungsmotor mit wenigstens einem Verschlussdeckel (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9.
Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 10 oder 11.