DE112015000401T5

DE112015000401T5 - Valve assembly for maintaining a predetermined pressure in a cooling system

Info

Publication number: DE112015000401T5
Application number: DE112015000401.7T
Authority: DE
Inventors: Mats Ekman
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2014-02-10
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2035-02-10
Also published as: DE112015000401B4; WO2015119567A1; SE538660C2; SE1450139A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zum Halten eines vorgegebenen Drucks in einem Kühlsystem in einem Fahrzeug (1). Die Ventilanordnung (19) umfasst einen Druckluftdurchgang (25), durch den Druckluft zu einem Innenraum (12a) des Kühlsystems geliefert wird, und einen Kolben (23), der so angeordnet ist, dass er zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand, in dem er den Druckluftdurchgang (25) blockiert, verschoben werden kann. Der Kolben (23) umfasst eine erste Kolbenfläche (a1), die in Kontakt mit einem Medium im Innenraum (12a) des Kühlsystems ist, und eine zweite Kolbenfläche (a2), die in Kontakt mit Druckluft unter einem im Wesentlichen konstanten Druck (p2) ist. Die erste Kolbenfläche (a1) und die zweite Kolbenfläche (a2) sind so dimensioniert, dass der Kolben (23) in den offenen Zustand, wenn der Druck (p1) im Innenraum (12a) im Kühlsystem einen vorgegebenen Druck (p0) nicht überschreitet, und den geschlossenen Zustand, wenn der Druck (p1) im Innenraum (12a) im Kühlsystem den vorgegebenen Druck (p0) überschreitet, verschoben wird.The present invention relates to a valve arrangement for maintaining a predetermined pressure in a cooling system in a vehicle (1). The valve assembly (19) comprises a compressed air passage (25) through which compressed air is supplied to an interior (12a) of the cooling system, and a piston (23) arranged between an open state and a closed state he blocked the compressed air passage (25) can be moved. The piston (23) comprises a first piston surface (a1) which is in contact with a medium in the interior (12a) of the cooling system, and a second piston surface (a2) which is in contact with compressed air at a substantially constant pressure (p2) is. The first piston surface (a1) and the second piston surface (a2) are dimensioned so that the piston (23) in the open state, when the pressure (p1) in the interior (12a) in the cooling system does not exceed a predetermined pressure (p0), and the closed state when the pressure (p1) in the internal space (12a) in the cooling system exceeds the predetermined pressure (p0).

Description

HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIKBACKGROUND AND PRIOR ART

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zum Halten eines vorgegebenen Drucks in einem Kühlsystem in einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff zu Anspruch 1.The present invention relates to a valve arrangement for maintaining a predetermined pressure in a cooling system in a vehicle according to the preamble to claim 1.

Kühlmittel, das in einem Kühlsystem zum Kühlen eines Verbrennungsmotors zirkuliert, weist im Allgemeinen eine Betriebstemperatur von etwa 80 bis 100°C auf. Bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors weist das Kühlmittel eine wesentlich niedrigere Temperatur auf. Das Kühlmittel nimmt aber im warmen Zustand ein größeres Volumen im Kühlsystem ein, als wenn es kalt ist. Um eine Volumenänderung des Kühlmittels im Betrieb zu ermöglichen, umfasst das Kühlsystem einen Ausgleichsbehälter. Der Ausgleichsbehälter ist normalerweise mit anderen Teilen des Kühlsystems über eine vertikale Leitung verbunden, die als „statische Leitung” bezeichnet wird.Coolant circulating in a cooling system for cooling an internal combustion engine generally has an operating temperature of about 80 to 100 ° C. During a cold start of the internal combustion engine, the coolant has a much lower temperature. However, when warm, the coolant occupies a greater volume in the cooling system than when it is cold. In order to allow a volume change of the coolant during operation, the cooling system comprises a surge tank. The surge tank is normally connected to other parts of the cooling system via a vertical conduit referred to as a "static line".

Der Ausgleichsbehälter ist somit in einer bestimmten Höhe oberhalb der Kühlmittelpumpe angeordnet, die das Kühlmittel im Kühlsystem umwälzt. Mit solch einer Konstruktion wird eine Säule von Kühlmittel erzielt, die sich von der Kühlmittelpumpe bis zu einem Ausgleichsbehälter erstreckt. Auf diese Weise wird ein Überdruck in Verbindung mit dem Einlauf der Kühlmittelpumpe erzeugt, so dass kein Hohlsog etwa beim Anlaufen der Kühlmittelpumpe auftritt. Wenn sich das Kühlmittel erwärmt und ausdehnt, wird ein Überdruck im Kühlsystem erzeugt. Das Volumen des Ausgleichsbehälters, das von Luft und Kühlmittel eingenommen wird, ist so dimensioniert, dass ein Überdruck einer geeigneten Größe im Kühlsystem auftritt, wenn sich das Kühlmittel ausdehnt. Die Tendenz der Kühlmittelpumpe zur Hohlsogbildung nimmt mit der Temperatur des Kühlmittels zu. Der Überdruck, der erzeugt wird, wenn das Kühlmittel warm ist, und die Flüssigkeitssäule in der statischen Leitung bilden zusammen einen Überdruck am Einlauf zur Kühlmittelpumpe, der sicherstellt, dass an der Kühlmittelpumpe kein Hohlsog auftritt, wenn das Kühlmittel warm ist.The surge tank is thus arranged at a certain height above the coolant pump, which circulates the coolant in the cooling system. With such a construction, a column of coolant is obtained, which extends from the coolant pump to a surge tank. In this way, an overpressure is generated in connection with the inlet of the coolant pump, so that no hollow suction occurs approximately when the coolant pump starts up. As the coolant heats and expands, an overpressure is created in the cooling system. The volume of the surge tank, which is occupied by air and coolant, is sized so that a positive pressure of a suitable size occurs in the cooling system as the coolant expands. The tendency of the coolant pump to cavitation increases with the temperature of the coolant. The overpressure generated when the coolant is warm and the liquid column in the static line together provide overpressure at the inlet to the coolant pump, which ensures that no hollow suction occurs at the coolant pump when the coolant is warm.

Ein Kühlsystem ist jedoch nicht vollständig dicht: Es ist unvermeidbar, dass etwas Verlust von Luft und Kühlmittel im Betrieb des Verbrennungsmotors eintritt. Der Verlust verringert den Druck im Kühlsystem im Betrieb des Verbrennungsmotors. Der Verlust ist aber im Allgemeinen so gering, dass der Druck nur um eine zu vernachlässigende Menge im normalen Betrieb des Fahrzeugs abnimmt. Der Druck im System kann ebenfalls abfallen, wenn bei einer extremen Betriebsbedingung mit Ausdehnen des Kühlmittels das Überdruckventil öffnet und Luft ablässt. Wenn das Kühlmittel nach einer gewissen Betriebszeit abkühlt, nimmt es wieder das ursprüngliche Volumen ein. Auf diese Weise wird ein Unterdruck im Kühlsystem erzeugt, der dem Verlust im Kühlsystem während der Betriebszeit entspricht. Der Ausgleichsbehälter umfasst ein Rückschlagventil, das öffnet und den Unterdruck im Kühlsystem beseitigt, wenn das Kühlmittel abkühlt. Das Rückschlagventil nimmt auf diese Weise einen Ausgleich für den Verlust nach dem Auftreten vor, der im Betrieb erfolgt ist. Transportfahrzeuge können aber im Wesentlichen rund um die Uhr ohne Pausen, in denen das Kühlmittel abkühlt, gefahren werden. Das Rückschlagventil kann somit keine Luft zuführen, die den Verlust im Kühlsystem ausgleicht. Auch wenn der Verlust von Luft und Kühlmittel gering ist, kann der Verlust bei einer langen Dauer eines kontinuierlichen Betriebs den Überdruck auf ein solch niedriges Niveau verringern, dass eine Gefahr von Hohlsog an der Kühlmittelpumpe besteht.However, a cooling system is not completely leakproof: it is inevitable that some loss of air and coolant will occur during operation of the internal combustion engine. The loss reduces the pressure in the cooling system during operation of the internal combustion engine. However, the loss is generally so small that the pressure only decreases by a negligible amount in the normal operation of the vehicle. The pressure in the system may also drop if, in an extreme operating condition with expansion of the coolant, the relief valve opens and discharges air. When the coolant cools down after a certain period of operation, it returns to its original volume. In this way, a negative pressure in the cooling system is generated, which corresponds to the loss in the cooling system during the operating time. The surge tank includes a check valve that opens and removes the negative pressure in the cooling system as the coolant cools. The check valve thus compensates for the loss after occurrence that has occurred during operation. However, transport vehicles can essentially be driven around the clock without breaks in which the coolant cools down. The check valve thus can not supply air that compensates for the loss in the cooling system. Even if the loss of air and coolant is low, the loss of a long duration of continuous operation can reduce the overpressure to such a low level that there is a risk of cavitation on the coolant pump.

Das Patent US 2011/0308484 offenbart eine Anordnung, die zum Halten eines vorgegebenen Drucks in einem Kühlsystem ausgebildet ist. Die Anordnung umfasst eine Leitung mit einem Einwegeventil, einer Verengung und einen Druckregler, die einen Ausgleichsbehälter im Kühlsystem mit einem Ladeluftkanal verbindet. Wenn der Druckregler bestimmt, dass der Druck im Ausgleichsbehälter zu niedrig ist, wird er in einen offenen Zustand versetzt, so dass Druckluft vom Ladeluftkanal zum Ausgleichsbehälter geführt wird. Sobald der Druckregler bestimmt, dass der vorgegebene Druck im Ausgleichsbehälter erreicht ist, wird er in einen geschlossenen Zustand versetzt, so dass der Strom von Ladeluft zum Ausgleichsbehälter endet.The patent US 2011/0308484 discloses an assembly configured to maintain a predetermined pressure in a cooling system. The arrangement comprises a conduit with a one-way valve, a constriction and a pressure regulator, which connects a surge tank in the cooling system with a charge air duct. When the pressure regulator determines that the pressure in the surge tank is too low, it is placed in an open condition so that compressed air is supplied from the charge air passage to the surge tank. Once the pressure regulator determines that the predetermined pressure in the surge tank has been reached, it is placed in a closed state so that the flow of charge air to the surge tank ends.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Bereitstellen einer Ventilanordnung mit wenigen Komponenten, mit der ein vorgegebener Druck in einem Kühlsystem auf eine einfache und zuverlässige Weise gehalten werden kann.The object of the present invention is to provide a valve assembly with few components, with which a predetermined pressure in a cooling system can be kept in a simple and reliable manner.

Diese Ausgabe wird mit einem Kühlsystem der eingangs beschriebenen Art erfüllt, die durch die kennzeichnenden Merkmale gekennzeichnet ist, die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 aufgeführt sind. Die Ventilanordnung umfasst einen verschiebbar angeordneten Kolben, der in einen offenen Zustand verschoben wird, sobald der Druck unter einen vorgegebenen Wert abfällt. Die Ventilanordnung liefert Druckluft zum Kühlsystem, wenn sich der Kolben im offenen Zustand befindet. Die Zufuhr von Druckluft erhöht schnell den Druck im Kühlsystem auf den vorgegebenen Wert. Der Kolben wird in einen geschlossenen Zustand verschoben, in dem die Zufuhr von Druckluft unterbrochen wird, wenn der Druck den vorgegebenen Wert erreicht hat. Die Kräfte, die das Verschieben des Kolbens erzeugt, stehen in Zusammenhang mit dem Druck der Druckluft, dem Druck im Kühlsystem und der Größe der Kolbenflächen, auf die der Druck einwirkt. Wenn der Druck der Druckluft und der vorgegebene Druck im Kühlsystem bekannt sind, können die Kolbenflächen zueinander so dimensioniert werden, dass der Kolben öffnet, wenn der Druck im Kühlsystem einen vorgegebenen Druck erreicht, und schließt, wenn der Druck im Kühlsystem diesen Wert überschreitet. Einer Ventilanordnung mit einem verschiebbaren Kolben kann eine einfache Konstruktion mit wenigen Komponenten gegeben werden, während sie gleichzeitig eine zuverlässige Funktion aufweist.This issue is met with a cooling system of the type described above, which is characterized by the characterizing features that are listed in the characterizing part of claim 1. The valve arrangement comprises a displaceably arranged piston which is displaced into an open state as soon as the pressure drops below a predetermined value. The valve assembly supplies compressed air to the cooling system when the piston is in the open state. The supply of compressed air quickly increases the pressure in the cooling system to the specified value. The piston is moved to a closed state in which the supply of compressed air is interrupted when the pressure has reached the predetermined value. The forces that create the displacement of the piston are related to the pressure of the compressed air, the pressure in the cooling system and the size of the piston surfaces on the the pressure acts. When the pressure of the compressed air and the predetermined pressure in the cooling system are known, the piston surfaces can be dimensioned to each other so that the piston opens when the pressure in the cooling system reaches a predetermined pressure, and closes when the pressure in the cooling system exceeds this value. A valve assembly with a displaceable piston can be given a simple design with few components while at the same time having a reliable function.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Kolben eine dritte Kolbenfläche, die in Kontakt mit Luft unter Umgebungsdruck steht. Solch ein Kolben kann eine Seite umfassen, die mit der ersten Kolbenfläche ausgestattet ist, die mit dem Druck im Kühlsystem in Kontakt ist. Der Kolben umfasst auf der zweiten Seite die zweite Kolbenfläche, die in Kontakt mit der Druckluft ist, und die dritte Kolbenfläche, die in Kontakt mit Luft unter Umgebungsdruck ist. Diese verbleibende dritte Kolbenfläche stellt den Unterschied zwischen der ersten Kolbenfläche und der zweiten Kolbenfläche dar. Solch ein Kolben kann einen ersten Teil mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten Teil mit einem zweiten Durchmesser, der kleiner als der erste Durchmesser ist, umfassen, wobei der erste Teil eine Endfläche umfasst, welche die erste Kolbenfläche bildet, der zweite Teil eine Endfläche umfasst, welche die dritte Kolbenfläche bildet, und die Fläche am Übergang zwischen erstem Teil und zweitem Teil die zweite Kolbenfläche bildet. Der Kolben weist somit eine einfache Konstruktion auf.According to one embodiment of the invention, the piston comprises a third piston surface in contact with air at ambient pressure. Such a piston may include a side provided with the first piston surface in contact with the pressure in the cooling system. The piston on the second side comprises the second piston surface which is in contact with the compressed air and the third piston surface which is in contact with air at ambient pressure. This remaining third piston surface represents the difference between the first piston surface and the second piston surface. Such a piston may comprise a first part having a first diameter and a second part having a second diameter smaller than the first diameter, the first one Part comprises an end surface which forms the first piston surface, the second part comprises an end surface which forms the third piston surface, and the surface forms the second piston surface at the transition between the first part and the second part. The piston thus has a simple construction.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Ventilanordnung eine erste Komponente, die zum Definieren der Position des Kolbens im offenen Zustand ausgebildet ist. Der Kolben wird somit von Kräften, die anstreben, diesen in den geschlossenen Zustand zu bringen, und von entgegengesetzten Kräfte, die anstreben, diesen in den offenen Zustand zu bringen, beeinflusst. Der Kolben unterliegt einer Bewegung vom geschlossenen Zustand, wenn die Kraft, die anstrebt, den Kolben in den offenen Zustand zu bringen, größer ist als die Kraft, die anstrebt, den Kolben in den geschlossenen Zustand zu bringen. Die Bewegung des Kolbens muss aus offensichtlichen Gründen in einem geeigneten offenen Zustand gestoppt werden. Die erste Komponente kann eine Stoppfläche o. ä. darstellen, die in Kontakt mit einer Fläche am Kolben kommt und den Kolben stoppt, wenn er einen geeigneten offenen Zustand erreicht hat. Es ist von Vorteil, wenn die erste Komponente ein erstes Ende, das mit einer ortsfesten Einheit verbunden ist, und ein zweites Ende, das mit dem Kolben verbunden ist, aufweist. Die erste Komponente kann auf diese Weise den Kolben im offenen Zustand stoppen, wenn der Kolben eine Position in einem bestimmten Abstand zur ortsfesten Komponente erreicht hat. Es ist von Vorteil, wenn die erste Komponente federbelastete Eigenschaften aufweist. Die erste Komponente kann mit solchen Eigenschaften den Kolben auf eine relativ sanfte Weise bremsen, wenn er den offenen Zustand erreicht hat. Die erste Komponente kann ebenfalls für eine Positionierung des Kolbens unter anderen Bedingungen relativ zur ortsfesten Einheit sorgen. Die erste Komponente kann auf diese Weise beispielsweise den Kolben in eine radiale Position in einem Hohlraum, in dem der Kolben angeordnet ist, bringen, so dass er verschoben werden kann.According to one embodiment of the invention, the valve assembly includes a first component configured to define the position of the piston in the open state. The piston is thus affected by forces that tend to bring it into the closed state and opposing forces that seek to bring it into the open state. The piston is subject to movement from the closed state when the force that tends to bring the piston into the open state is greater than the force that tends to bring the piston into the closed state. The movement of the piston must be stopped for obvious reasons in a suitable open state. The first component may be a stop surface or the like that comes into contact with a surface on the piston and stops the piston when it has reached a suitable open state. It is advantageous if the first component has a first end connected to a stationary unit and a second end connected to the piston. The first component can thus stop the piston in the open state, when the piston has reached a position at a certain distance from the stationary component. It is advantageous if the first component has spring-loaded properties. The first component with such properties can brake the piston in a relatively gentle manner when it has reached the open state. The first component may also provide positioning of the piston under other conditions relative to the stationary unit. The first component may in this way, for example, bring the piston into a radial position in a cavity in which the piston is arranged, so that it can be displaced.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Ventilanordnung eine zweite Komponente, die eine luftdichte Wand zwischen einem Bereich des Druckluftdurchgangs und der Umgebungsluft darstellt. Da die Druckluft im Druckluftdurchgang und Luft unter Umgebungsdruck auf verschiedene Kolben auf der gleichen Seite des Kolbens einwirken, muss der Druckluftdurchgang vom Bereich mit Luft unter Umgebungsdruck getrennt sein. Dies kann mit einem luftdichten Element erzielt werden, das zwischen dem Kolben und einer Wandfläche befestigt ist, die den Hohlraum definiert, in dem der Kolben angeordnet ist, so dass er verschoben werden kann. Erste und zweite Komponente können die gleiche Komponente darstellen. Die Komponente stellt in diesem Fall eine luftdichte Wand dar und weist gleichzeitig die federbelasteten Eigenschaften auf, die den Kolben in einem geeigneten offenen Zustand stoppen.According to one embodiment of the invention, the valve assembly comprises a second component which constitutes an airtight wall between a portion of the compressed air passage and the ambient air. Since the compressed air in the compressed air passage and air under ambient pressure act on different pistons on the same side of the piston, the compressed air passage must be separated from the area with air under ambient pressure. This can be achieved with an airtight member secured between the piston and a wall surface defining the cavity in which the piston is located so that it can be displaced. First and second components can represent the same component. The component in this case represents an airtight wall and at the same time has the spring-loaded properties which stop the piston in a suitable open state.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Druckluftdurchgang einen Teil, der eine querverlaufende Ausdehnung relativ zur Richtung der Kolbenbewegung aufweist, und der Kolben ist zum Blockieren von diesem Teil des Druckluftdurchgangs im geschlossenen Zustand ausgebildet. Der Kolben kann einen entsprechenden Querteil aufweisen, der die Breite dieses Teils des Druckluftdurchgangs je nach Position des Kolbens anpasst. Der Kolben kann auf diese Weise im geschlossenen Zustand diesen Teil des Druckluftdurchgangs blockieren, so dass der Luftstrom durch den Druckluftdurchgang stoppt. Der Querteil des Kolbens kann die zweite Kolbenfläche darstellen. Die zweite Kolbenfläche erfüllt auf diese Weise eine doppelte Funktion. Der Druckluftdurchgang kann eine Dichtung umfassen, die zusammen mit dem Teil des Kolbens den Druckluftdurchgang im geschlossenen Zustand blockiert. Mit der Dichtung kann ein vollständig dichter Kontakt zwischen dem Teil des Kolbens und der Dichtung erzielt werden, so dass der Strom von Druckluft im Druckluftdurchgang vollständig stoppt, wenn sich der Kolben im geschlossenen Zustand befindet.According to one embodiment of the invention, the compressed air passage comprises a part which has a transverse extension relative to the direction of piston movement, and the piston is designed to block this part of the compressed air passage in the closed state. The piston may have a corresponding cross member which adjusts the width of this part of the compressed air passage depending on the position of the piston. The piston can thus block this part of the compressed air passage in the closed state, so that the air flow through the compressed air passage stops. The transverse part of the piston may be the second piston surface. The second piston surface thus fulfills a dual function. The compressed air passage may comprise a seal which, together with the part of the piston, blocks the compressed air passage in the closed state. With the seal, a fully tight contact between the part of the piston and the seal can be achieved, so that the flow of compressed air in the compressed air passage completely stops when the piston is in the closed state.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Druckluftdurchgang radial außerhalb vom Kolben und radial innerhalb einer Wandfläche angeordnet, die einen Hohlraum definiert, in dem der Kolben angeordnet ist, so dass er verschoben werden kann. Der Druckluftdurchgang kann zwei Teile mit einer axialer Ausdehnung außerhalb der Teile des Kolbens mit verschiedenen Durchmessern und einen Teil mit einer radialen Ausdehnung, der die beiden axialen Teile verbindet, aufweisen.According to one embodiment of the invention, the compressed air passage is disposed radially outward of the piston and radially within a wall surface defining a cavity in which the Piston is arranged so that it can be moved. The compressed air passage may have two parts with an axial extension outside the parts of the piston of different diameters and a part with a radial extension connecting the two axial parts.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Ventilanordnung zum Leiten von Druckluft zu einem Innenraum in einem Ausgleichsbehälter im Kühlsystem ausgebildet. Da ein Ausgleichsbehälter bereits Luft in einem oberen Bereich enthält, ist es zweckmäßig, die Druckluft diesem Bereich des Ausgleichsbehälters zuzuführen. Die Druckluft, die zugeführt wird, erhöht den Luftdruck im Bereich oberhalb des Kühlmittels im Ausgleichsbehälter. Der Luftdruck übt auf diese Weise eine Druckkraft auf das Kühlmittel im Ausgleichsbehälter aus, so dass dieses einen entsprechenden Druck erfährt. Der Druck des Kühlmittels im Ausgleichsbehälter wird auf das Kühlmittel in anderen Teilen des Kühlsystems übertragen. Alternativ kann die Luft der statischen Leitung oder einer anderen geeigneten Stelle im Kühlsystem zugeführt werden.According to one embodiment of the invention, the valve arrangement is designed for conducting compressed air to an interior space in an expansion tank in the cooling system. Since an expansion tank already contains air in an upper area, it is expedient to supply the compressed air to this area of the expansion tank. The compressed air that is supplied increases the air pressure in the area above the coolant in the expansion tank. The air pressure exerts in this way a pressure force on the coolant in the expansion tank, so that it experiences a corresponding pressure. The pressure of the coolant in the surge tank is transferred to the coolant in other parts of the cooling system. Alternatively, the air may be supplied to the static line or other suitable location in the cooling system.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Ventilanordnung zur Aufnahme von Druckluft aus einer Druckluftquelle in Form eines Speichertanks, der Druckluft für ein bestehendes Druckluftsystem im Fahrzeug speichert, ausgebildet. Der Zugang zu Druckluft, der vorteilhafterweise zu diesem Zweck verwendet werden kann, ist bei Schwerlastfahrzeugen im Wesentlichen immer vorhanden. Ein vorgegebener relativ hoher Luftdruck wird im Allgemeinen im Betrieb eines Fahrzeugs in einem Speichertank eines Kompressors, der vom Verbrennungsmotor angetrieben wird, gehalten.According to one embodiment of the invention, the valve arrangement for receiving compressed air from a compressed air source in the form of a storage tank, which stores compressed air for an existing compressed air system in the vehicle is formed. Access to compressed air, which can be advantageously used for this purpose, is essentially always present in heavy duty vehicles. A given relatively high air pressure is generally maintained during operation of a vehicle in a storage tank of a compressor driven by the internal combustion engine.

Solche Speichertanks sind relativ gut abgedichtet, so dass die Druckluft auf einen relativ hohen Überdruck für lange Zeiträume gehalten werden kann, selbst wenn das Fahrzeug nicht in Betrieb ist. Wenn der Druck im Speichertank sehr hoch ist, kann die Druckluftleitung eine Verengungsvorrichtung mit einer festen Verengung umfassen, die den Druck definiert, welche die Druckluft im Druckluftdurchgang aufweist.Such storage tanks are sealed relatively well, so that the compressed air can be maintained at a relatively high pressure for long periods of time even when the vehicle is not in operation. When the pressure in the storage tank is very high, the compressed air line may include a constriction device with a fixed restriction that defines the pressure that the compressed air in the compressed air passage has.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Kühlsystem ein Überdruckventil. Wenn das Kühlsystem mit kaltem Kühlmittel unter Druck gesetzt wird, wird eine Druckzunahme im Kühlsystem erzielt, sobald sich das Kühlmittel auf seine Betriebstemperatur erwärmt. Wenn Druckluft einem kalten Kühlsystem zugeführt wird, kann der Druck im Kühlsystem viel zu hoch werden, sobald das Kühlmittel seine Betriebstemperatur erreicht. Mit dem Überdruckventil wird Luft aus dem Kühlsystem gelassen, wenn der Druck einen bestimmten Wert überschreitet.According to one embodiment of the invention, the cooling system comprises a pressure relief valve. When the cooling system is pressurized with cold coolant, a pressure increase in the cooling system is achieved as soon as the coolant heats up to its operating temperature. When compressed air is supplied to a cold cooling system, the pressure in the cooling system may become too high once the coolant reaches its operating temperature. With the relief valve, air is released from the cooling system when the pressure exceeds a certain value.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Nachfolgend ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung als ein Beispiel in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt ein Kühlsystem in einem Fahrzeug mit einer Ventilanordnung gemäß der Erfindung. 1 shows a cooling system in a vehicle with a valve assembly according to the invention.

2 zeigt die Ventilanordnung in einem geschlossenen Zustand. 2 shows the valve assembly in a closed state.

3 zeigt die Ventilanordnung in einem offenen Zustand. 3 shows the valve assembly in an open state.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1. Es ist von Vorteil, wenn das Fahrzeug 1 ein Schwerlastfahrzeug ist. Der Verbrennungsmotor 2 kann ein Dieselmotor mit Turbolader sein. Der Verbrennungsmotor 2 wird mit Kühlmittel gekühlt, das in einem Kühlsystem zirkuliert. Eine Kältemittelpumpe 3 wälzt das Kühlmittel im Kühlsystem und durch den Verbrennungsmotor 2 um. Nachdem das Kühlmittel den Verbrennungsmotor 2 gekühlt hat, wird es zu einer Leitung 4 geleitet, die einen Wärmetauscher 4a zum Kühlen eines Retarders umfasst. 1 schematically shows a vehicle 1 , It is beneficial if the vehicle 1 a heavy duty vehicle is. The internal combustion engine 2 can be a turbocharged diesel engine. The internal combustion engine 2 is cooled with coolant circulating in a cooling system. A refrigerant pump 3 circulates the coolant in the cooling system and by the internal combustion engine 2 around. After the coolant the internal combustion engine 2 it has become a conduit 4 passed, which is a heat exchanger 4a for cooling a retarder.

Alternativ kann das Kühlmittel als Arbeitsmedium im Retarder verwendet werden. Das Kühlmittel wird von der Leitung 4 zu einem Thermostaten 5 im Kühlsystem geleitet. Bevor das Kühlmittel eine normale Betriebstemperatur erreicht, ist das Thermostat 5 zum Leiten des Kühlmittels durch eine Leitung 6 zur Kühlmittelpumpe 3, die in einer Leitung 7 angeordnet ist, ausgebildet. Wenn das Thermostat 5 das Kühlmittel zur Kühlmittelpumpe 3 leitet, wird das Kühlmittel im Kühlmittel umgewälzt, ohne gekühlt zu werden. Sobald das Kühlmittel eine Temperatur erreicht, die eine vorgegebene Betriebstemperatur überschreitet, leitet das Thermostat 5 das Kühlmittel durch eine Leitung 8 zu einem luftgekühlten Kühlmittelkühler 9, der an einem Frontteil des Fahrzeugs 1 montiert ist. Das Kühlmittel wird durch einen kühlenden Luftstrom im Kühlmittelkühler 9 gekühlt. Der kühlende Luftstrom wird durch ein Kühlergebläse 10 und einen durch die Bewegung des Fahrzeugs erzeugten Fahrtwind erzeugt. Nach dem Abkühlen im Kühlmittelkühler 9 wird das Kühlmittel durch eine Leitung 11 zurück zur Kühlmittelpumpe 3 in der Leitung 7 geleitet.Alternatively, the coolant can be used as a working medium in the retarder. The coolant is removed from the line 4 to a thermostat 5 passed in the cooling system. Before the coolant reaches normal operating temperature, the thermostat is on 5 for passing the coolant through a conduit 6 to the coolant pump 3 that in a line 7 is arranged, formed. When the thermostat 5 the coolant to the coolant pump 3 directs, the coolant is circulated in the coolant without being cooled. Once the coolant reaches a temperature that exceeds a preset operating temperature, the thermostat will conduct 5 the coolant through a pipe 8th to an air-cooled coolant radiator 9 which is attached to a front part of the vehicle 1 is mounted. The coolant is cooled by a stream of air in the radiator 9 cooled. The cooling air flow is through a radiator fan 10 and generates a wind generated by the movement of the vehicle. After cooling in the coolant cooler 9 the coolant is passed through a pipe 11 back to the coolant pump 3 in the pipe 7 directed.

Das Volumen des Kühlmittels im Kühlsystem variiert mit der Temperatur des Kühlmittels. Das Kühlsystem umfasst einen Ausgleichsbehälter 12 mit einem Innenraum, der das variierende Volumen der Kühlmittel aufnimmt. Der Ausgleichsbehälter 12 ist in diesem Fall durch eine Leitung 13 mit der Leitung 7 verbunden, die auf der Saugseite der Kühlmittelpumpe 3 angeordnet ist. Der Ausgleichsbehälter 12 umfasst an einem oberen Teil einen Deckel 14, der abgenommen werden kann, um das Kühlsystem mit Kühlmittel zu befüllen. Der Deckel 14 umfasst ein schematisch dargestelltes Überdruckventil 15. Das Überdruckventil 15 öffnet, wenn der Druck im Ausgleichsbehälter 12 den höchstzulässigen Druck im Kühlsystem überschreitet. Der Überdruckventil 15 kann beispielsweise bei einem Überdruck von 0,9 bar öffnen. Der Ausgleichsbehälter 12 umfasst ebenfalls ein Rückschlagventil 16. Das Rückschlagventil 16 stellt sicher, dass der Druck im Ausgleichsbehälter 12 wenigstens dem Druck der Umgebungsluft entspricht. Es öffnet somit und lässt Luft eintreten, wenn ein Unterdruck relativ zur Umgebung im Ausgleichsbehälter 12 auftritt.The volume of coolant in the cooling system varies with the temperature of the coolant. The cooling system includes a surge tank 12 with an interior that accommodates the varying volume of the coolant. The expansion tank 12 is in this case by a line 13 with the line 7 connected to the suction side of the coolant pump 3 is arranged. The expansion tank 12 includes a lid on an upper part 14 which can be removed to fill the cooling system with coolant. The lid 14 includes a schematically illustrated pressure relief valve 15 , The pressure relief valve 15 opens when the pressure in the expansion tank 12 exceeds the maximum permissible pressure in the cooling system. The pressure relief valve 15 can open, for example, at an overpressure of 0.9 bar. The expansion tank 12 also includes a check valve 16 , The check valve 16 Make sure the pressure in the expansion tank 12 at least equal to the pressure of the ambient air. It thus opens and allows air to enter when a negative pressure relative to the environment in the expansion tank 12 occurs.

Das Fahrzeug 1 ist in diesem Fall mit einer Druckluftquelle in Form eines Speichertanks 17 ausgestattet. Der Speichertank 17 enthält Druckluft, die in einem Druckluftsystem zum Betätigen verschiedener Komponenten im Fahrzeug dient. Ein Kompressor hält im Betrieb des Verbrennungsmotors 2 einen vorgegebenen relativen hohen Druck im Speichertank 17. Da ein Speichertank 17 eine sehr gut abgedichtete Konstruktion aufweist, kann der Luftdruck im Speichertank während eines langen Zeitraums relativ konstant gehalten werden, nachdem der Verbrennungsmotor 2 des Fahrzeugs abgestellt wurde. Dies bedeutet, dass die mit Druckluft angetriebenen Komponenten verwendet werden können, sobald das Fahrzeug 1 verwendet werden soll. Der Speichertank 17 ist über eine Druckluftleitung 18 mit dem Ausgleichsbehälter 12 verbunden. Die Druckluftleitung 18 umfasst eine Ventilanordnung 19, die in einen geschlossenen Zustand gebracht werden kann, in der sie verhindert, dass Druckluft vom Speichertank 17 zum Ausgleichsbehälter 12 geleitet wird, und in einen offenen Zustand gebracht werden kann, in der sie ein Leiten von Druckluft vom Speichertank 17 zum Ausgleichsbehälter 12 ermöglicht.The vehicle 1 is in this case with a compressed air source in the form of a storage tank 17 fitted. The storage tank 17 Contains compressed air that is used in a compressed air system to operate various components in the vehicle. A compressor stops during operation of the internal combustion engine 2 a predetermined relative high pressure in the storage tank 17 , As a storage tank 17 has a very well sealed construction, the air pressure in the storage tank can be kept relatively constant for a long period of time after the internal combustion engine 2 of the vehicle was turned off. This means that the components driven by compressed air can be used as soon as the vehicle 1 should be used. The storage tank 17 is via a compressed air line 18 with the expansion tank 12 connected. The compressed air line 18 includes a valve assembly 19 which can be brought into a closed state, in which it prevents compressed air from the storage tank 17 to the expansion tank 12 and can be brought into an open state in which it directs compressed air from the storage tank 17 to the expansion tank 12 allows.

Die Druckluftleitung 18 umfasst eine Verengungsvorrichtung 20, die für eine feste Verengung der Druckluft sorgt, die vom Speichertank 17 zum Ausgleichsbehälter 12 geleitet wird. Die Luft, welche die Ventilanordnung 19 erreicht, weist auf diese Weise einen niedrigeren Druck auf als die Luft im Speichertank 17. Das Vorhandensein der Verengungsvorrichtung 20 führt dazu, dass der Luftstrom zur Ventilanordnung 19 nicht zu hoch wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Ausgleichsbehälter 12 mit Luft in einer geeigneten Rate versorgt wird, wenn sich die Ventilanordnung 19 im offenen Zustand befindet. Es ist ebenfalls aus Sicherheitsgründen wesentlich, dass der Luftstrom zum Ausgleichsbehälter nicht zu hoch wird, falls der Deckel 14 aus Versehen geöffnet wird. Zum Einengen der Luft umfasst die Einengungsvorrichtung 20 einen Strömungskanal, der einen kleinen Querschnitt aufweist. Wenn der Druck im Speichertank 17 bekannt ist, kann die Verengungsvorrichtung 20 so dimensioniert werden, dass die Druckluft, die zur Ventilanordnung 19 und zum Ausgleichsbehälter 12 geleitet wird, einen geeigneten Wert aufweist. Die Druckluftleitung 18 umfasst ein Ventil 21, mit dem die Druckluftverbindung zwischen dem Speichertank 17 und der Ventilanordnung 19 unterbrochen werden kann. Eine Steuereinheit 22 ist zum Öffnen des Ventils 21, wenn der Verbrennungsmotor 2 gestartet wird, und zum Schließen des Ventils 21, wenn der Verbrennungsmotor abgestellt wird, ausgebildet. Auf diese Weise wird die Ventilanordnung 19 nicht von Druckluft unter Last gesetzt, wenn das Fahrzeug 1 nicht in Betrieb ist.The compressed air line 18 includes a constriction device 20 which provides a firm constriction of compressed air coming from the storage tank 17 to the expansion tank 12 is directed. The air, which is the valve assembly 19 achieved in this way has a lower pressure than the air in the storage tank 17 , The presence of the constriction device 20 causes the airflow to the valve assembly 19 not too high. This will ensure that the expansion tank 12 is supplied with air at an appropriate rate when the valve assembly 19 in open condition. It is also essential for safety reasons that the air flow to the surge tank is not too high, if the lid 14 opened by mistake. For concentrating the air comprises the constricting device 20 a flow channel having a small cross-section. When the pressure in the storage tank 17 is known, the constriction device 20 be dimensioned so that the compressed air to the valve assembly 19 and to the expansion tank 12 is passed, has an appropriate value. The compressed air line 18 includes a valve 21 , with which the compressed air connection between the storage tank 17 and the valve assembly 19 can be interrupted. A control unit 22 is to open the valve 21 when the internal combustion engine 2 is started, and to close the valve 21 when the internal combustion engine is turned off, trained. In this way, the valve assembly 19 not put under pressure by compressed air when the vehicle 1 not in operation.

2 zeigt die Ventilanordnung 19 detaillierter. Die Ventilanordnung 19 umfasst ein Ventilgehäuse in Form eines Kolbens 23, der so angeordnet ist, dass er in einer axialen Richtung in einem Hohlraum verschoben werden kann, der sich durch die Wände des Ausgleichsbehälters 12 erstreckt. Der Hohlraum ist durch eine Wandfläche 24 definiert. Der Kolben 23 umfasst einen ersten Teil 23a mit einem ersten Durchmesser d1 und einen zweiten Teil 23b mit einem zweiten Durchmesser d2, der kleiner ist als der erste Durchmesser d1. Der Hohlraum 24 ist durch eine erste Wandfläche 24a definiert, die den ersten Teil 23a des Kolbens umschließt. Die erste Wandfläche 24a bildet einen Hohlraum mit einem etwas größeren Durchmesser als der erste Teil 23a des Kolbens. Der Hohlraum 24 ist durch eine zweite Wandfläche 24b definiert, die eine Ausdehnung radial nach innen relativ zur ersten Wandfläche 24a aufweist. Der Hohlraum 24 ist durch eine dritte Wandfläche 24c definiert, die den zweiten Teil 23b des Kolbens umschließt. Die dritte Wandfläche 24c bildet einen Hohlraum mit einem etwas größeren Durchmesser als der zweite Teil 23b des Kolbens. 2 shows the valve assembly 19 detail. The valve arrangement 19 comprises a valve housing in the form of a piston 23 which is arranged so that it can be displaced in an axial direction in a cavity extending through the walls of the surge tank 12 extends. The cavity is through a wall surface 24 Are defined. The piston 23 includes a first part 23a with a first diameter d1 and a second part 23b with a second diameter d2, which is smaller than the first diameter d1. The cavity 24 is through a first wall surface 24a defines the first part 23a encloses the piston. The first wall surface 24a forms a cavity with a slightly larger diameter than the first part 23a of the piston. The cavity 24 is through a second wall surface 24b defines an extent radially inward relative to the first wall surface 24a having. The cavity 24 is through a third wall surface 24c defines the second part 23b encloses the piston. The third wall surface 24c forms a cavity with a slightly larger diameter than the second part 23b of the piston.

Die Ventilanordnung umfasst einen Druckluftdurchgang 25, der im Spaltraum zwischen dem Kolben 23 und der Wandfläche 24, die den Hohlraum definiert, angeordnet ist. Der Druckluftdurchgang 25 umfasst einen ersten Teil 25a, der eine axiale Ausdehnung in einer Position radial außerhalb des ersten Teils 23a des Kolbens aufweist. Der erste Teil des Druckluftdurchgangs 25a weist einen Ausgang 25a ₁ auf, der Druckluft nach außen in den Innenraum 12a des Ausgleichsbehälters leitet. Der erste Teil 23a des Kolbens weist eine Endfläche auf, die eine erste Kolbenfläche a₁ darstellt, die mit Luft im Innenraum 12a des Ausgleichsbehälters in Kontakt ist.The valve assembly comprises a compressed air passage 25 that is in the gap between the piston 23 and the wall surface 24 that defines the cavity is arranged. The compressed air passage 25 includes a first part 25a that has an axial extent in a position radially outward of the first part 23a of the piston. The first part of the compressed air passage 25a has an exit 25a ₁ on, the compressed air to the outside in the interior 12a of the expansion tank passes. The first part 23a of the piston has an end surface which is a first piston surface a ₁ , which is filled with air in the interior 12a of the surge tank is in contact.

Der Druckluftdurchgang 25 umfasst einen zweiten Teil 25b, der eine radiale Ausdehnung in Verbindung mit der zweiten Wandfläche 24b aufweist. Der Kolben 23 umfasst eine zweite Kolbenfläche a₂, die mit Druckluft im zweiten Teil 25b des Druckluftdurchgangs 25 in Kontakt ist. Der zweite Teil 25b des Druckluftdurchgangs 25 umfasst eine Dichtung 26, die an der zweiten Wandfläche 24b befestigt ist.The compressed air passage 25 includes a second part 25b , which has a radial extent in connection with the second wall surface 24b having. The piston 23 comprises a second piston surface a ₂ , which with compressed air in the second part 25b of Compressed air passage 25 is in contact. The second part 25b of compressed air passage 25 includes a seal 26 on the second wall surface 24b is attached.

Die Dichtung 26 ist ausgebildet, in Kontakt mit der zweiten Kolbenfläche a₂ zu kommen, wenn der Kolben 23 in einen geschlossenen Zustand verschoben wird. Der Kolben 23 kann im geschlossenen Zustand den Luftstrom durch den Druckluftdurchgang 25 beseitigen. 2 zeigt den Kolben 23 im geschlossenen Zustand. Der Druckluftdurchgang 25 umfasst einen dritten Teil 25c, an dem er Druckluft von der Druckluftleitung 18 durch einen Eingang 25c ₁ aufnimmt. Der dritte Teil 25c der Druckluftleitung weist eine axiale Ausdehnung in einer Position radial außerhalb des zweiten Teils 23b des Kolbens auf. Der zweite Teil 23b des Kolbens umfasst eine Endfläche, die eine dritte Kolbenfläche bildet, die mit Luft unter Umgebungsdruck 28 in Kontakt ist.The seal 26 is configured to come into contact with the second piston surface a ₂ when the piston 23 is moved to a closed state. The piston 23 can in the closed state, the air flow through the compressed air passage 25 remove. 2 shows the piston 23 in the closed state. The compressed air passage 25 includes a third part 25c where he uses compressed air from the compressed air line 18 through an entrance 25c ₁ takes up. The third part 25c the compressed air line has an axial extension in a position radially outside of the second part 23b of the piston. The second part 23b of the piston includes an end surface which forms a third piston surface which is exposed to air at ambient pressure 28 is in contact.

Der Kolben 23 ist an einem Umfangsteil mit einer Komponente 27 in Verbindung mit der dritten Kolbenfläche a₃ verbunden. Die Komponente 27 weist einen runden Querschnitt und eine Ausdehnung zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende auf. Der Komponente 27 ist mit dem Kolben 23, der so angeordnet ist, dass er an einem ersten Ende verschoben werden kann, und mit der dritten Wandfläche 24a an einem zweiten Ende verbunden. Die Komponente 27 stellt auf diese Weise eine Verbindung mit dem Kolben 23, der so angeordnet ist, dass er verschoben werden kann, und der ortsfesten Wandfläche 24 dar. Die Komponente 27 weist ebenfalls federbelastete Eigenschaften auf, so dass sie die Bewegung des Kolbens 23 mit einer Federkraft F_s bremst, wenn dieser aus dem geschlossenen Zustand verschoben wird. Die Komponente 27 ist so dimensioniert, dass sie den Kolben 23 in einem vorgegebenen offenen Zustand stoppt. Die Komponente 27 stellt ebenfalls eine luftdichte Wand zwischen dem Druckluftdurchgang 25, der Druckluft enthält, und der Umgebungsluft 28 unter Luftdruck dar.The piston 23 is at a peripheral part with a component 27 connected in conjunction with the third piston surface a ₃ . The component 27 has a round cross section and an extension between a first end and a second end. The component 27 is with the piston 23 which is arranged so that it can be moved at a first end, and with the third wall surface 24a connected at a second end. The component 27 in this way establishes a connection with the piston 23 which is arranged so that it can be moved, and the fixed wall surface 24 dar. The component 27 also has spring-loaded properties, so that it controls the movement of the piston 23 with a spring force F _s brakes when it is moved from the closed state. The component 27 is dimensioned to fit the piston 23 in a predetermined open state stops. The component 27 also provides an airtight wall between the compressed air passage 25 , which contains compressed air, and the ambient air 28 under atmospheric pressure.

Der Kolben wird durch eine erste Kraft F₁ beeinflusst, die durch die erste Kolbenfläche a₁ multipliziert mit dem Druck p₁, der im Ausgleichsbehälter 12 herrscht, bestimmt ist. Diese erste Kraft F₁ und die Federkraft F_s der Komponente 27 streben an, den Kolben 23 in den geschlossenen Zustand zu verschieben. Der Kolben 23 wird ebenfalls durch eine zweite Kraft F₂, die durch die zweite Kolbenfläche a₂ multipliziert mit dem Druck p₂ der Druckluft bestimmt ist, und eine dritte Kraft F₃, die durch die dritte Kolbenfläche multipliziert mit dem Druck p₃ der Umgebung bestimmt ist, beeinflusst. Die zweite Kraft F₂ und die dritte Kraft F₃ streben an, den Kolben 23 in den offenen Zustand zu verschieben. Der Druck p₂ der Druckluft und der Druck p₃ der Umgebung sind im Wesentlichen konstant und somit sind ebenfalls die Kräfte F₂, F₃, die anstreben, den Kolben in den offenen Zustand zu verschieben, im Wesentlichen konstant. Die Federkraft F_s der Komponente 27 ist ebenfalls bekannt. Der Druck im Ausgleichsbehälter 12 und somit ebenfalls der Druck im Kühlsystem können aber im Betrieb variieren und somit kann ebenfalls die erste Kraft F₁, die anstrebt, den Kolben 23 in den geschlossenen Zustand zu verschieben, im Betrieb variieren.The piston is influenced by a first force F ₁ multiplied by the first piston area a ₁ multiplied by the pressure p ₁ in the expansion tank 12 prevails, is determined. This first force F ₁ and the spring force F _{s of} the component 27 aspire to the piston 23 to move to the closed state. The piston 23 is also determined by a second force F ₂ , which is determined by the second piston area a ₂ multiplied by the pressure p _{2 of} the compressed air, and a third force F ₃ , which is determined by the third piston area multiplied by the pressure p _{3 of} the environment affected. The second force F ₂ and the third force F ₃ aim at the piston 23 to move to the open state. The pressure p _{2 of} the compressed air and the pressure p _{3 of} the environment are substantially constant and thus also the forces F ₂ , F ₃ , which aim to move the piston to the open state, are substantially constant. The spring force F _{s of} the component 27 is also known. The pressure in the expansion tank 12 and thus also the pressure in the cooling system can vary during operation and thus can also the first force F ₁ , which aims at the piston 23 to move to the closed state, vary in operation.

Gemäß der Erfindung sind die erste Kolbenfläche a₁ und die zweite Kolbenfläche a₂ in der Dimension relativ zueinander, so dass der Kolben in den offenen Zustand, wenn der Druck p₁ im Raum im Ausgleichsbehälter 12a unter einen vorgegebenen Druck p₀ abfällt, und in den geschlossenen Zustand, wenn der Druck p₁ im Raum im Ausgleichsbehälter 12a den vorgegebenen Druck p₀ überschreitet, verschoben wird. Der vorgegebene Druck p₀ stellt einen Druck dar, der zum Halten im Ausgleichsbehälter 12 und im Kühlsystem geeignet ist.According to the invention, the first piston surface a ₁ and the second piston surface a ₂ in the dimension relative to each other, so that the piston in the open state when the pressure p ₁ in the space in the expansion tank 12a falls below a predetermined pressure p ₀ , and in the closed state, when the pressure p ₁ in the space in the expansion tank 12a the predetermined pressure p _{0 is} exceeded, is moved. The predetermined pressure p ₀ represents a pressure for holding in the expansion tank 12 and in the cooling system is suitable.

Sobald der Druck p₁ im Kühlsystem unter den vorgegebenen Wert p₀ abfällt, wird die erste Kraft F₁, die anstrebt, den Kolben in den geschlossenen Zustand zu verschieben, verringert. Wenn die erste Kraft F₁ auf einen Wert verringert wird, so dass sie zusammen mit der Federkraft F_s kleiner wird als die konstanten Kräfte F₂ und F₃, führt dies dazu, dass der Kolben 23 in den offenen Zustand verschoben wird. Druckluft mit dem Druck P₂ strömt auf diese Weise durch den Druckluftdurchgang 25 in den Ausgleichsbehälter 12. Der Druck p₁ im Ausgleichsbehälter 12 steigt dadurch an. Der steigende Druck p₁ im Ausgleichsbehälter 12 wirkt auf die erste Fläche a₁ des Kolbens ein, was dazu führt, dass die erste Kraft F₁ zunimmt. Wenn die Summe der ersten Kraft F₁ und der Federkraft F_s größer wird als die konstanten Kräfte F₂ und F₃, führt dies dazu, dass der Kolben 23 in den geschlossenen Zustand verschoben wird. Die Zufuhr von Druckluft zum Ausgleichsbehälter 12 stoppt.As soon as the pressure p ₁ in the cooling system drops below the predetermined value p ₀ , the first force F ₁ which tends to displace the piston into the closed state is reduced. When the first force F _{1 is} reduced to a value such that it becomes smaller together with the spring force F _s than the constant forces F ₂ and F ₃ , this causes the piston 23 is moved to the open state. Compressed air with the pressure P ₂ flows in this way through the compressed air passage 25 in the expansion tank 12 , The pressure p ₁ in the expansion tank 12 rises by it. The rising pressure p ₁ in the expansion tank 12 acts on the first surface a _{1 of} the piston, which causes the first force F ₁ increases. If the sum of the first force F ₁ and the spring force F _s becomes greater than the constant forces F ₂ and F ₃ , this causes the piston 23 is moved to the closed state. The supply of compressed air to the expansion tank 12 stops.

Die Ventilanordnung 19 erfordert keine aktive Steuerung. Sobald Druckluft im Druckluftdurchgang 25 verfügbar ist, hält sie den vorgegebenen Druck im Kühlsystem. Mit der Ventilanordnung 19 kann in wesentlich allen Bedingungen des Fahrzeugs ein vorgegebener Druck im Kühlsystem gehalten werden. In Korrelation mit der Betätigung der Zündung in einem Fahrzeug kann die Steuereinheit 22 das Ventil 21 öffnen, so dass die Ventilanordnung 19 einen Zugang zur Druckluft im Druckluftdurchgang 25 ermöglicht. Auf diese Weise kann Druckluft in den Ausgleichsbehälter 12 geleitet werden und diese kann das Kühlsystem unter Druck setzen, sobald die Kühlmittelpumpe 3 startet. Dies führt dazu, dass der Ausgleichsbehälter 12 in einer geeigneten Höhe oberhalb der Kühlmittelpumpe angeordnet werden muss, um Hohlsog zu vermeiden. Wenn die Temperatur des Kühlmittels nach einem Kaltstart ansteigt, nimmt der Druck im Kühlsystem zu. Das Überdruckventil 15 verhindert aber ein Ansteigen des Drucks über einen bestimmten Wert.The valve arrangement 19 does not require active control. Once compressed air in the compressed air passage 25 is available, it keeps the given pressure in the cooling system. With the valve arrangement 19 can be maintained in all conditions of the vehicle a predetermined pressure in the cooling system. In correlation with the operation of the ignition in a vehicle, the control unit 22 the valve 21 open, leaving the valve assembly 19 an access to the compressed air in the compressed air passage 25 allows. In this way, compressed air can enter the expansion tank 12 and this can pressurize the cooling system once the coolant pump 3 starts. This causes the expansion tank 12 must be arranged at a suitable height above the coolant pump to avoid Hohlsog. When the temperature of the coolant rises after a cold start, the pressure in the cooling system increases. The pressure relief valve 15 but prevents an increase in pressure above a certain value.

Die Erfindung ist in keinerlei Hinsicht auf die in der Zeichnung beschriebene Ausführungsform beschränkt; sie kann im Umfang der Patentansprüche frei variiert werden.The invention is in no way limited to the embodiment described in the drawing; it can be freely varied within the scope of the patent claims.

Claims

Valve arrangement for maintaining a predetermined pressure in a cooling system in a vehicle ( 1 ), characterized in that the valve arrangement ( 19 ) a compressed air passage ( 25 ), which has an entrance ( 25c ₁ ), is received by the compressed air at a substantially constant pressure (p ₂ ), and an output ( 25a ₁ ), by the compressed air to an interior ( 12a ) of the cooling system, and a piston ( 23 ) arranged to move between an open state in which compressed air passes through the compressed air passage ( 25 ) to the interior ( 12a ) in the cooling system, and a closed state in which it directs the flow of air through the compressed air passage ( 25 ) to the interior ( 12a ) of the cooling system is blocked, displaceable, wherein the piston ( 23 ) a first side with a piston surface (a ₁ ) in contact with a medium in the interior ( 12a ) of the cooling system, and a second side having a second piston surface (a ₂ ) in contact with the compressed air at the substantially constant pressure (p ₂ ), wherein the first piston surface (a1) and the second piston surface (a) a2) are dimensioned such that the piston ( 23 ) in the open state when the pressure (p ₁ ) in the interior ( 12 ) in the cooling system does not exceed a predetermined pressure (p ₀ ), and in the closed state when the pressure (p ₁ ) in the interior ( 12a ) in the cooling system exceeds the predetermined pressure (p ₀ ), is displaced.

Valve arrangement according to claim 1, characterized in that the piston ( 23 ) comprises a third piston surface (a ₃ ) in contact with air at ambient pressure (p ₃ ).

Valve arrangement according to claim 2, characterized in that the piston ( 23 ) a first part ( 23a ) having a first diameter (d ₁ ) and a second part ( 23b ) having a second diameter (d ₂ ) smaller than the first diameter (d ₁ ), the first part including an end face forming the first piston face (a ₁ ), the second part including an end face the third piston surface (a ₃ ) forms, and the surface at the transition between the first part ( 23a ) and second part ( 23b ) forms the second piston surface (a ₂ ).

Valve arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the valve arrangement ( 19 ) a first component ( 27 ) used to define the position of the piston ( 23 ) is formed in the open state.

Valve arrangement according to claim 4, characterized in that the first component ( 27 ) a first end connected to a fixed unit and a second end connected to the piston ( 23 ) is connected.

Valve arrangement according to claim 5, characterized in that the first component ( 27 ) has spring-loaded properties.

Valve arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the valve arrangement ( 19 ) a second component ( 27 ) having an air-tight wall between a portion of the compressed air passage ( 25 ) and ambient air ( 28 ).

Valve arrangement according to claim 6 and 7, characterized in that the first component and the second component part, the same component ( 27 ).

Valve arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed air passage ( 25 ) a part ( 25b ), which has a transverse extension relative to the direction of movement of the piston ( 23 ), and the piston ( 23 ) to block this part ( 25b ) of the compressed air passage ( 25 ) is formed in the closed state.

Valve arrangement according to claim 9, characterized in that the piston ( 23 ) Is formed to block the compressed air passage having a portion comprising the second piston surface (a _2).

Valve arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed air passage ( 25 ) a seal ( 26 ) connected to the piston ( 23 ) the compressed air passage ( 25 ) blocked in the closed state.

Valve arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed air passage ( 25 ) radially outward of the piston ( 23 ) and radially within a wall surface ( 24 ) is arranged, which defines a cavity in which the piston ( 23 ) is arranged so that it can be moved.

Valve arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the valve arrangement ( 19 ) for directing compressed air to an interior space ( 12a ) in a surge tank ( 12 ) is formed in the cooling system.

Valve arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the valve arrangement ( 19 ) for receiving compressed air from a compressed air source in the form of a storage tank ( 17 ), the compressed air for an existing compressed air system in the vehicle ( 1 ) stores, is formed.