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Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Derartige Kühleinrichtungen für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, sind beispielsweise bereits der
DE 10 2005 010 236 A1 und der
DE 103 51 545 A1 als bekannt zu entnehmen. Die jeweilige Kühleinrichtung weist wenigstens einen Kühlkreislauf auf, welcher von einer Kühlflüssigkeit durchströmbar ist. Üblicherweise ist die jeweilige Verbrennungskraftmaschine in dem jeweiligen Kühlkreislauf angeordnet, sodass die Verbrennungskraftmaschine von der Kühlflüssigkeit durchströmt wird. In der Folge kann ein Wärmeübergang von der Verbrennungskraftmaschine an die Kühlflüssigkeit erfolgen, wodurch die Verbrennungskraftmaschine gekühlt und die Kühlflüssigkeit erwärmt wird. Ferner ist üblicherweise in dem Kühlkreislauf wenigstens eine beispielsweise als Wärmetauscher ausgebildete Kühleinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Kühlflüssigkeit gekühlt werden kann.
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Um bei einer solchen herkömmlichen Kühleinrichtung eine Entlüftung des Kühlkreislaufs zu ermöglichen, sind üblicherweise mehrere Entlüftungsleitungen vorgesehen, welche ausgehend von jeweiligen Stellen, an denen die Entlüftungsleitungen an den Kühlkreislauf angeschlossen sind, in Fahrzeughochrichtung beziehungsweise schräg dazu ansteigen. Beispielsweise erstreckt sich die jeweilige Entlüftungsleitung ausgehend von der jeweiligen Stelle in Fahrzeughochrichtung nach oben beziehungsweise schräg dazu zu einem Ausgleichsbehälter, über welchen zumindest ein Teilbereich des Kühlkreislaufs entlüftet werden kann. Luft, welche sich gegebenenfalls in dem Kühlkreislauf befindet, kann in die jeweilige Entlüftungsleitung einströmen und wird mittels der jeweiligen Entlüftungsleitung zu dem Ausgleichsbehälter geführt, über welchen dann der Kühlkreislauf entlüftet werden kann.
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Der Einsatz von derartigen Entlüftungsleitungen führt zu einer hohen Teileanzahl und zu einem hohen Bauraumbedarf der Kühleinrichtung. Ferner muss der Ausgleichsbehälter in Fahrzeughochrichtung besonders weit oben angeordnet werden, um eine hinreichende Entlüftung sicherzustellen. Auch dies führt zu einem hohen Bauraumbedarf der Kühleinrichtung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kühleinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die Teileanzahl und der Bauraumbedarf der Kühleinrichtung besonders gering gehalten werden können.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kühleinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Kühleinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass der Bauraumbedarf und die Teileanzahl und somit die Kosten der Kühleinrichtung besonders gering gehalten werden können, ist erfindungsgemäß wenigstens ein Schnellentlüfter zum Entlüften zumindest eines Teilbereichs des Kühlkreislaufs vorgesehen. Der Schnellentlüfter ist beispielsweise an einer Hochstelle des Kühlkreislaufs angeordnet, wobei sich an der Hochstelle Luft, welche gegebenenfalls im Kühlkreislauf enthalten ist, sammeln kann. Die sich an der Hochstelle sammelnde Luft kann über den Schnellentlüfter auf besonders einfache und effektive Weise aus dem Kühlkreislauf abgelassen werden, wodurch der Kühlkreislauf beziehungsweise zumindest ein Teilbereich des Kühlkreislaufs effektiv und auf bauraumgünstige Weise entlüftet werden kann.
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Insbesondere ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Kühleinrichtung mehrere Schnellentlüfter zum Entlüften des Kühlkreislaufs umfasst, wobei die Schnellentlüfter beispielsweise an jeweiligen Hochstellen des Kühlkreislaufs angeordnet sind.
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Der Schnellentlüfter ist ein Schnellentlüftungsventil, welches an sich bereits aus dem Gebiet der Haustechnik beziehungsweise Haus-Installation grundsätzlich bekannt ist. Insbesondere ist ein solcher Schnellentlüfter beispielsweise bereits aus der
DE 102 61 936 A1 bekannt, deren Inhalt und Offenbarung vollumfänglich als Teil der vorliegenden Offenbarung anzusehen sind.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass das Entlüften von Kühlkreisläufen, insbesondere in mobilen Anwendungen wie beispielsweise Kraftfahrzeugen, mit Problemen beziehungsweise Nachteilen verbunden ist, da beispielsweise das Entlüften mittels mehrerer, in Fahrzeughochrichtung beziehungsweise schräg dazu nach oben ansteigender Leitungen erfolgt, welche von jeweiligen Hochstellen des Kühlkreislaufs zu einem demgegenüber noch höher angeordneten Ausgleichsbehälter führen. Über den Ausgleichsbehälter erfolgt dann üblicherweise die Entlüftung des Kühlkreislaufs. Diese herkömmlicherweise vorgesehenen Leitungen verlaufen jedoch stets ungünstig an hohen Stellen entlang und bilden somit höchste Punkte der Kühleinrichtung, sodass die Leitungen für eine Bauraumbeschränkung von sämtlichen anderen Bauteilen, welche in Fahrzeughochrichtung über der Verbrennungskraftmaschine angeordnet werden, verantwortlich sind. Insbesondere bei Frontlenker-Lastkraftwagen sitzt ein Fahrerhaus in Fahrzeughochrichtung über der Verbrennungskraftmaschine. Somit sind die als Entlüftungsleitungen fungierenden Leitungen, welche in Fahrzeughochrichtung über der Verbrennungskraftmaschine angeordnet sind, ausschlaggebend für die Aufsetzhöhe des Fahrerhauses über der Verbrennungskraftmaschine. Eine tiefe Aufsetzhöhe des Fahrerhauses hat den Vorteil, dass eine bessere Sicht auf die Straße sowie ein tieferer Einstieg realisiert werden können.
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Da es nun erfindungsgemäß vorgesehen ist, den Kühlkreislauf mittels wenigstens eines Schnellentlüfters zu entlüften, kann der Bauraumbedarf der Kühleinrichtung, insbesondere in Fahrzeughochrichtung, gering gehalten werden, sodass eine besonders tiefe Aufsetzhöhe des Fahrerhauses mit den damit verbundenen Vorteilen realisiert werden kann. Insbesondere ist es möglich, herkömmlicherweise zum Einsatz kommende Entlüftungsleitungen zu vermeiden beziehungsweise die Anzahl an solchen Entlüftungsleitungen besonders gering halten zu können. In der Folge kann ein über der Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung stehender Bauraum besser genutzt werden.
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Umfasst die Kühleinrichtung beispielsweise wenigstens einen Ausgleichsbehälter, so kann dieser Ausgleichsbehälter in Fahrzeughochrichtung besonders tief angeordnet werden, da er nicht oder nicht mehr deutlich höher als Hochstellen des Kühlkreislaufs verbaut werden muss, um eine definierte Steigung der Entlüftungsleitungen sicherzustellen.
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Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können mittels der Erfindung gelöst werden, da Luft aus dem Kühlkreislauf direkt an der Stelle entweichen kann, an der sich die Luft sammeln kann. Hierzu ist beispielsweise an unterschiedlichen Hochstellen beziehungsweise Hochpunkten des Kühlkreislaufs jeweils wenigstens ein Schnellentlüfter angeordnet. An dieser Hochstelle ist beispielsweise eine Wasserdauerbremse, ein Abgaskühler, ein Kühler und/oder ein anderes Bauelement vorgesehen. Die Luft kann über den jeweiligen Schnellentlüfter entweichen.
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Der Schnellentlüfter weist beispielsweise wenigstens einen Schwimmer auf, welcher zum Aufschwimmen auf der Kühlflüssigkeit ausgebildet ist. Ferner umfasst der Schnellentlüfter beispielsweise wenigstens eine Entlüftungsöffnung, über welche zumindest der Teilbereich des Kühlkreislaufs zu entlüften ist. Mit anderen Worten kann die Luft aus dem Kühlkreislauf über die Entlüftungsöffnung entweichen. Der Schnellentlüfter umfasst beispielsweise ferner wenigstens ein mit dem Schwimmer gekoppeltes Ventilelement, welches zum Entlüften des Kühlkreislaufs aus einer die Entlüftungsöffnung versperrenden Schließstellung in eine die Entlüftungsöffnung zumindest teilweise freigebende Offenstellung bewegbar, insbesondere verschwenkbar, ist. Diese Bewegung kann mittels des Schwimmers bewirkt werden, da das Ventilelement, insbesondere über eine Koppeleinrichtung, mit dem Schwimmer verbunden ist. Befindet sich beispielsweise in dem Kühlkreislauf eine übermäßige Menge an Luft, so sinkt der Schwimmer ausgehend von einer Ausgangsstellung in eine demgegenüber abgesenkte Stellung ab.
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In der Folge wird das Ventilelement mittels des Schwimmers aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegt, wodurch die Entlüftungsöffnung freigegeben wird. In der Folge kann zumindest ein Teil der Luft über die freigegebene Entlüftungsöffnung aus dem Kühlkreislauf an dessen Umgebung entweichen. In der Folge steigt der Schwimmer wieder aus der abgesenkten Stellung in die Ausgangsstellung, wodurch das Ventilelement mittels des Schwimmers aus der Offenstellung in die Schließstellung bewegt wird. Insbesondere schwimmt beispielsweise der Schwimmer infolge des Entlüftens des Kühlkreislaufs auf der steigenden Kühlflüssigkeit auf, wodurch das Ventilelement mittels des Schwimmers in die Schließstellung bewegt wird. In der Schließstellung ist der Kühlkreislauf wieder druckdicht.
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Dadurch, dass im Vergleich zu herkömmlichen Kühleinrichtungen Entlüftungsleitungen zum Entlüften des Kühlkreislaufs entfallen können beziehungsweise die Anzahl an solchen Entlüftungsleitungen gering gehalten werden kann, kann eine besonders große Kühlmittelumlaufmenge im Kühlkreislauf realisiert werden, sodass die Dimensionierung des Kühlkreislaufs entsprechend angepasst werden kann.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass der als automatisches Entlüftungssystem fungierende Schnellentlüfter an Stellen beziehungsweise Hochpunkten oder Hochstellen des Kühlkreislaufs verbaut werden kann, welche herkömmlicherweise nicht entlüftet werden können. Insbesondere ist es möglich, einen Bereich mit einer Heizung und/oder einer Zusatzheizung, welche üblicherweise oberhalb des Ausgleichsbehälters angeordnet sind und nur durch aufwändige Spülung des Kühlkreislaufs entlüftet werden können, mittels des Schnellentlüfters zu entlüften. Dadurch kann beispielsweise in der Montage der Befüll-Prozess des Kühlkreislaufs vereinfacht werden, sodass die Kühleinrichtung zeit- und kostengünstig sowie sicher montiert und mit Kühlflüssigkeit befüllt werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Seitenansicht einer Kühleinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem von einer Kühlflüssigkeit durchströmbaren Kühlkreislauf, und mit einer Mehrzahl von Schnellentlüftern zum Entlüften zumindest eines Teilbereichs des Kühlkreislaufs; und
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2 eine schematische Perspektivansicht eines der Schnellentlüfter.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Kühleinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine 12. Die Verbrennungskraftmaschine 12 ist beispielsweise eine Komponente eines Kraftfahrzeugs, welches als Kraftwagen ausgebildet sein kann. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug als Nutzfahrzeug ausgebildet sein, wobei das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine 12 antreibbar ist. Die Kühleinrichtung 10 umfasst einen von einer Kühlflüssigkeit durchströmbaren Kühlkreislauf 14, in welchem die Verbrennungskraftmaschine 12 angeordnet ist. Die Kühlflüssigkeit wird auch als Kühlwasser bezeichnet, mittels welchem die Verbrennungskraftmaschine 12 besonders effektiv gekühlt werden kann. Hierzu umfasst die Verbrennungskraftmaschine 12 wenigstens einen Kühlmantel, welcher auch als Wassermantel bezeichnet wird und von der Kühlflüssigkeit durchströmt werden kann. Dadurch kann ein Wärmeübergang von der Verbrennungskraftmaschine 12 an die die Verbrennungskraftmaschine 12 durchströmende Kühlflüssigkeit erfolgen, wodurch die Verbrennungskraftmaschine 12 gekühlt und die Kühlflüssigkeit erwärmt wird. Somit ist der Kühlmantel in dem Kühlkreislauf 14 angeordnet.
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In dem Kühlkreislauf 14 ist ferner eine beispielsweise als Wärmetauscher ausgebildete Kühleinrichtung 16 angeordnet, welche auch als Kühler bezeichnet wird. Der Kühler ist von der Kühlflüssigkeit durchströmbar, welche mittels der Kühleinrichtung 16 gekühlt werden kann. Hierzu erfolgt beispielsweise ein Wärmeübergang von der Kühlflüssigkeit über den Kühler an Luft, die den Kühler umströmt. Ferner umfasst die Kühleinrichtung 10 wenigstens einen zum Ausgleichen von Volumenschwankungen der Kühlflüssigkeit ausgebildeten Ausgleichsbehälter 18, über welchen Kühlflüssigkeit in den Kühlkreislauf 14 eingefüllt werden kann.
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Um nun den Bauraumbedarf und die Teileanzahl sowie die Kosten der Kühleinrichtung 10 besonders gering halten zu können, umfasst die Kühleinrichtung 10 eine Mehrzahl von Schnellentlüftern 20, welche an jeweiligen Hochstellen 22 des Kühlkreislaufs 14 angeordnet sind. Mittels des jeweiligen Schnellentlüfters 20 kann zumindest ein Teilbereich des Kühlkreislaufs 14 entlüftet werden. Der jeweilige Schnellentlüfter 20 ist ein Schnellentlüftungsventil, mittels welchem zumindest ein Teilbereich des Kühlkreislaufs 14 automatisch entlüftet werden kann. Somit kann mittels des jeweiligen Schnellentlüfters 20 eine automatische Entlüftung des Kühlkreislaufs 14 realisiert werden. An der jeweiligen Hochstelle 22 kann sich Luft, welche sich gegebenenfalls im Kühlkreislauf 14 befindet, sammeln. Die sich an der jeweiligen Hochstelle 22 sammelnde Luft kann über den jeweiligen Schnellentlüfter 20 an die Umgebung 24 abgelassen werden, wodurch der Kühlkreislauf 14 schnell und einfach entlüftet werden kann.
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Stellvertretend für die Schnellentlüfter 20 ist in 2 einer der Schnellentlüfter 20 in einer schematischen Perspektivansicht gezeigt. Aus 2 ist erkennbar, dass der jeweilige Schnellentlüfter 20 ein Gehäuse 26 aufweist. Ferner weist der Schnellentlüfter 20 beispielsweise wenigstens einen in 2 nicht erkennbaren Schwimmer auf, welcher zum Aufschwimmen auf der Kühlflüssigkeit ausgebildet ist. Außerdem umfasst der jeweilige Schnellentlüfter 20 wenigstens eine Entlüftungsöffnung, über welche zum Entlüften zumindest des Teilbereichs des Kühlkreislaufs 14 die Luft, welche sich an der jeweiligen Hochstelle 22 sammelt, aus dem Kühlkreislauf 14 abgeführt werden kann. Des Weiteren umfasst der Schnellentlüfter 20 ein in 2 nicht erkennbares Ventilelement, welches zwischen einer die Entlüftungsöffnung fluidisch versperrenden Schließstellung und wenigstens einer die Entlüftungsöffnung zumindest teilweise freigebenden Offenstellung relativ zu dem Gehäuse 26 bewegbar, insbesondere verschwenkbar, ist. Der Schwimmer ist beispielsweise relativ zu dem Gehäuse 26 bewegbar, insbesondere translatorisch bewegbar. Ferner ist das Ventilelement beispielsweise über eine Koppeleinrichtung mit dem Schwimmer gekoppelt, sodass durch Bewegen des Schwimmers das Ventilelement zwischen der Schließstellung und der Offenstellung bewegt werden kann.
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Sammelt sich beispielsweise an der jeweiligen Hochstelle 22 eine übermäßige Mengel an Luft, so sinkt der Schwimmer beispielsweise ausgehend von einer Ausgangsstellung in eine demgegenüber abgesenkte Stellung ab. Dadurch wird das Ventilelement, welches sich in der Ausgangsstellung des Schwimmers in der Schließstellung befindet, mittels des Schwimmers, das heißt infolge des Absenkens des Schwimmers aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegt, sodass der Schnellentlüfter 20 automatisch öffnet. Da dadurch die Entlüftungsöffnung zumindest teilweise freigegeben wird, kann die sich an der Hochstelle 22 sammelnde Luft über die freigegebene Entlüftungsöffnung aus dem Kühlkreislauf 14 entlassen werden. In der Folge steigt der Schwimmer beispielsweise wieder aus der abgesenkten Stellung in die Ausgangsstellung, wodurch das Ventilelement über die Koppeleinrichtung mittels des Schwimmers aus der Offenstellung in die Schließstellung bewegt wird. Der jeweilige Schnellentlüfter 20 öffnet und schließt somit in Abhängigkeit von einer in dem Kühlkreislauf 14, insbesondere an der Hochstelle 22, angeordneten Luftmenge, wodurch der Kühlkreislauf 14 automatisch sowie auf besonders einfache und bauraumgünstige Weise entlüftet werden kann.
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Durch den Einsatz der Schnellentlüfter 20 können Entlüftungsleitungen, welche sich von den jeweiligen Hochstellen 22 zum Ausgleichsbehälter 18 erstrecken, vermieden werden beziehungsweise die Anzahl an solchen Entlüftungsleitungen kann besonders gering gehalten werden. Darüber hinaus kann der Ausgleichsbehälter 18 in Fahrzeughochrichtung besonders tief angeordnet werden. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass wenigstens einer der Schnellentlüfter 20 in Fahrzeughochrichtung höher als der Ausgleichsbehälter 18 angeordnet ist. In der Folge kann der Bauraumbedarf der Kühleinrichtung 10, insbesondere in Fahrzeughochrichtung, besonders gering gehalten werden. Ferner kann die Teileanzahl der Kühleinrichtung 10 gering gehalten werden, sodass auch die Kosten der Kühleinrichtung 10 in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden können.
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Durch den Einsatz der Schnellentlüfter 20 ist ferner ein Entlüften des Kühlkreislaufs 14 an Stellen möglich, welche bei herkömmlichen Kühleinrichtungen nicht entlüftet werden können. Außerdem kann ein besonders sicheres und einfaches Befüllen des Kühlkreislaufs 14 realisiert werden, sodass die Kühleinrichtung 10 zeit- und kostengünstig montiert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kühleinrichtung
- 12
- Verbrennungskraftmaschine
- 14
- Kühlkreislauf
- 16
- Kühleinrichtung
- 18
- Ausgleichsbehälter
- 20
- Schnellentlüfter
- 22
- Hochstelle
- 24
- Umgebung
- 26
- Gehäuse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005010236 A1 [0002]
- DE 10351545 A1 [0002]
- DE 10261936 A1 [0009]
