DE19502843A1 - Verbesserungen in Entgasungskreisläufen von Kühlern - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung

Die vorliegende Erfindung besteht, wie wir es in der Kurzfassung dieser Beschreibung gesagt haben, aus Verbesserungen in bezug auf Entgasungskreisläufe von Kühlern; diese Verbesserungen sind bei Kühlern anwendbar, durch den sie mit dem Vorratsbehälter oder mit einem anderen Ausdehnungsbehälter in Verbindung stehen, welche beabstandet oder aber in den Kühler selber integriert sind; und wobei der Aufnahmebehälter eine obere Kammer zum Sammeln der Gase umfaßt, die im oberen Abschnitt des Kühlers abgetrennt werden, und diese Kammer steht mit dem Vorratsbehälter durch ein Entgasungsrohr, das sich im Inneren des Aufnahmebehälters befindet, oder aber durch ein Rohr in Verbindung, das sich außerhalb des Aufnahmebehälters befindet, also ein Rohr, durch das die Gase in den Vorratsbehälter gelangen, um die Entgasung in der oberen Kammer dieses Aufnahmebehälters zu erleichtern; wobei alles dies auf der Anordnung eines Diaphragmas mit veränderlichem Querschnitt im unteren Abschnitt des Aufnahmebehälters beruht, wobei das Diaphragma bestimmt, daß der in der Kammer des Vorratsbehälters herrschende Druck kleiner als der in der oberen Kammer des Aufnahmebehälters herrschende Druck ist, und daß die Luft durch den Stopfen des Vorratsbehälters ausgestoßen wird, wobei die Aufgabe des Diaphragmas darin besteht, eine einwandfreie Entgasung zu erzielen, unabhängig vom Betriebszustand des Motors und unabhängig von der Durchflußmenge der Kühlflüssigkeit, die umläuft.

Stand der Technik

Üblicherweise erfolgt die Kühlung der Motoren von Kraftfahrzeugen durch einen geschlossenen Kreislauf, der einen Kühler enthält, welcher zum Kühlen der Kühlflüssigkeit bestimmt ist.

Es gibt eine bestimmte Anzahl von Kühlern, bei denen der Vorratsbehälter oder der Ausdehnungstopf in den Kühler selbst integriert ist, mit welchem der Vorratsbehälter durch einen Aufnahmebehälter in Verbindung steht, der die abgeschiedenen Gase im oberen Abschnitt des Kühlers sammelt und sie durch ein Entgasungsrohr in den Vorratsbehälter einleitet, um sie durch einen im Vorratsbehälter selber vorgesehenen Stopfen auszustoßen, derart, daß die Kühlleistung aufrechterhalten wird.

Damit das zu evakuierende Gas im Entgasungsrohr zirkulieren kann, ist es erforderlich, daß der zwischen der Kammer des Aufnahmebehälters und demjenigen des Vorratsbehälters bestehende Druck größer als der Druck ist, der von der Wassersäule erzeugt ist, die von der Mündung des Entgasungsrohrs bis zur Oberfläche der Flüssigkeit des Vorratsbehälters, oder vom Anfang der Kammer des Vorratsbehälters reicht, da das zu evakuierende Gas zunächst die Flüssigkeit austreiben muß, die sich im Entgasungsrohr befindet.

Es gibt einen weiteren Kühlertyp, bei dem der Vorratsbehälter oder der Ausdehnungstopf vom Kühler entfernt bzw. beabstandet ist, und dessen Betrieb mit demjenigen identisch ist, den wir im vorhergehenden Fall beschrieben haben; jedoch mit dem Unterschied, daß ein zusätliches äußeres Rohr für die Entgasung vorhanden ist, oder daß sich das innere Entgasungsrohr bis zum Vorratsbehälter verlängert.

Die bisher durchgeführten Ausführungsformen umfassen am inneren Abschnitt des Aufnahmebehälters, der den Kühler und den Vorratsbehälter verbindet, eine Öffnung, die für den Durchgang der Kühlflüssigkeit bestimmt ist und in deren Nähe sich ein Diaphragma mit unveränderlichem Querschnitt befindet, dessen Funktion darin besteht, zwischen den beiden Kammern einen ausreichenden Druckunterschied zu erzeugen, das aber den Nachteil aufweist, daß es, weil es sich um ein Diaphragma mit unveränderlichem Querschnitt handelt, nicht erlaubt, den erforderlichen Druckunterschied zwischen den beiden Kammern zu erzeugen, wenn der Durchsatz der Kühlflüssigkeit gering ist, was sich ergibt, wenn der Motor im unteren Betriebsbereich dreht. Die Folge ist, daß das Gas nicht in der Entgasungsleitung zirkuliert. Aus diesem Grunde sammelt sich das von der Kühlflüssigkeit transportierte Gas nach und nach im oberen Abschnitt des Kühlers an und leert diesen nach und nach, bis das Niveau die Höhe der Mündung der Entgasungsleitung erreicht, was einen Leistungstiefstand des Kühlers mit sich bringt.

Es ist bekannt, daß man in Kühlern mit einem integrierten Vorratsbehälter ein Diaphragma mit unveränderlichem Querschnitt einsetzt, wie wir bereits gesagt haben, mit der Besonderheit, daß die Verbindung des Kühlers mit dem Vorratsbehälter durch den Einbau einer senkrechten Zwischenwand erfolgt, die den Kanal in zwei Hälften teilt, derart, daß die Gasblasen auf die Stirnseite der Zwischenwand stoßen und sich zum ersten Kanal bzw. Durchlaß bewegen, wobei der Rücklauf der Flüssigkeit durch den zweiten Durchlaß erfolgt. Diese Art von Kühlern weist auch den Nachteil auf, daß der Querschnitt unveränderlich ist, was einen Leistungsverlust des Kühlers mit sich bringt, wenn der Motor mit niedriger Drehzahl arbeitet.

Beschreibung der Erfindung

Um die oben beschriebenen Nachteile zu beseitigen, sind die Verbesserungen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß man an der unteren Öffnung, die im Behälter vorgesehen ist, der den Kühler mit dem Vorratsbehälter verbindet, ein Diaphragma mit veränderlichem Querschnitt anordnet, der sich proportional mit der Durchflußmenge der Kühlflüssigkeit ändert. Dies ermöglicht die Erzeugung der erforderlichen Druckdifferenz zwischen der oberen Kammer des Aufnahmebehälters, der die im oberen Abschnitt des Kühlers abgetrennten Gase sammelt, und der Kammer des Vorratsbehälters, und zwar unabhängig von der Durchflußmenge der Kühlflüssigkeit; und es gewährleistet die Zirkulation des Gases im Entgasungsrohr bei schwacher Durchflußmenge, weil der erforderliche Druckunterschied erzielt wird, so daß eine einwandfreie Entgasung ohne Leistungsverlust im Kühlsystem des Motors stattfindet.

Bei einer Ausführungsform ist das Diaphragma durch eine flexible Zunge gegeben, die man am oberen Abschnitt der Öffnung befestigt, derart, daß sie sich proportional zur Durchflußmenge der Kühlflüssigkeit krümmt, was es ermöglicht, den Druckunterschied zwischen den Kammern bei großen, mittleren und geringen Durchflußmengen zu gewährleisten.

Bei einer anderen Ausführungsform ist das Diaphragma durch eine Zunge oder eine kleine Schürze gegeben, die man mit Hilfe eines Scharniers am oberen Abschnitt der Öffnung befestigt. Dieses Scharnier wird von einer Feder unterstützt, die in dem Maße nachgibt, wie die Durchflußmenge der Kühlflüssigkeit zunimmt, wodurch die Öffnung vergrößert wird, und umgekehrt. Auf diese Weise wird die erforderliche Stellung der Zunge durch die Wirkung der Feder aufrecht erhalten.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung findet vorzugsweise Anwendung bei Kühlern, bei denen die Verbindungszone des Kühlers mit dem Vorratsbehälter durch den Einbau einer senkrechten Trennwand erfolgt, die den Kanal hälftig teilt, wobei der erste Teil zur Weiterleitung der Blasen, und der zweite zur Rückleitung bestimmt ist. Dieses Merkmal besteht darin, daß man in der Öffnung, die für den Durchgang der Kühlflüssigkeit in den an den Vorratsbehälter angeschlossenen Kanal bestimmt ist, ein Ventil mit veränderlichem Querschnitt anbringt, das sich in axialer Richtung verschieben kann und mit einer Rückholfeder versehen ist, was es ermöglicht, das Schließen des Ventils zu bewirken, wenn die Durchflußmenge gering ist, und das die Zirkulation des Gases im Entgasungsrohr ermöglicht; und wenn der Durchsatz steigt, wird die Wirkung der Feder überwunden und das Ventil verschiebt sich, wobei es die Kühlflüssigkeit, durch welche die Blasen mitgenommen werden, durchläßt, derart, daß sich das Gas im oberen Abschnitt ansammelt, auf die senkrechte Zwischenwand auftrifft und in den vorherigen Durchlaß gelangt. Dies ermöglicht es, eine einwandfreie Entgasung zu erzielen, wenn die Durchflußmenge groß ist, und den Druckverlust im Kühler zu verringern, was wiederum eine Steigerung der Durchflußmenge der Kühlflüssigkeit und dementsprechend eine Verstärkung der Kühlung des Kühlers hervorruft.

Das Ventil kann aus einer halben Kugelkalottenhälfte bestehen, die auf einer Achse montiert ist, wobei das Ganze durch eine Feder unterstützt wird.

Bei einer anderen Ausführungsform ist auf der vorderen Seite der Trennwand, die die Auslässe trennt, die Befestigung einer flexiblen Zunge vorgesehen, die ein vorspringendes Teil auf dem Abschnitt umfaßt, der dem vorderen Auslaß entspricht, derart, daß bei geringer Durchflußmenge die Zunge den vorderen Durchlaß sowie den Durchgang der Flüssigkeitsmenge zum Austrittsrohr des Kühlers schließt; und wenn die Durchflußmenge zunimmt, krümmt sich die flexible Zunge und ermöglicht den Durchgang des Wassers im Austrittsrohr des Kühlers unter gleichzeitiger Freigabe der Öffnung der vorderen Durchlasses, was den Durchtritt des Gases durch denselben ermöglicht.

Eine weitere Einbaumöglichkeit im Bereich der senkrechten Zwischenwand, die die beiden Auslässe definiert, besteht darin, im unteren Abschnitt dieser Zwischenwand ein rechtwinkliges Kniestück zu plazieren, an dem man eine starre abgewinkelte Zunge befestigt, deren Arbeitsweise der vorhergehenden ähnelt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung, das speziell bei Kühlern anwendbar ist, bei denen der Vorratsbehälter vom Kühler getrennt ist, besteht darin, daß man am Auslaß des Entgasungsrohres im Falle, daß sich dieses im Inneren des Aufnahmebehälters befindet, der den Kühler und den Vorratsbehälter verbindet, einen oben auftauchenden Kanal vorsieht, der mit dem Vorratsbehälter durch ein Rohr in Verbindung steht und darüber hinaus eine Öffnung aufweist, die mit dem Austritt des Behälters in Verbindung steht, wobei diese Öffnung durch ein Teilstück des Diaphragmas mit veränderlichem Querschnitt verschlossen wird, wobei das Diaphragma zu diesem Zweck ein Kniestück aufweist, von dem aus das genannte Teilstück definiert ist. Das Diaphragma mit veränderlichem Querschnitt muß starr und von einer Feder unterstützt sein, derart, daß bei geringer Durchflußmenge der Austritt und die Öffnung des Behälters verschlossen wird, was es dem Gas ermöglicht, direkt in das Entgasungsrohr zu gelangen. In dem Maße, wie die Durchflußmenge zunimmt und das Gas in den inneren Abschnitt mitgenommen wird, ohne sich durch das Entgasungsrohr zu bewegen, verschiebt sich das Diaphragma, und sein abgewinkeltes Teilstück verschiebt sich ebenfalls, derart, daß die Öffnung freigegeben wird. Wenn also das Gas gegen das abgewinkelte Teilstück stößt, gelangt es zur gleichen Zeit in den Vorratsbehälter wie die Durchflußmenge der Kühlflüssigkeit zunimmt.

Bei den Kühlern, bei denen der Vorratsbehälter getrennt ist, gibt es eine weitere Möglichkeit, gemäß der das Entgasungsrohr durch ein äußeres Rohr des Behälters gegeben ist. Und unter diesen Umständen ordnet man am unteren Abschnitt des Behälters und am entsprechenden Abschnitt zum Austrittsrohr ebenfalls ein auftauchendes Rohr mit einer Mündung an, die mit diesem Austritt in Verbindung steht, in welcher man das abgewinkelte Teilstück des Diaphragmas mit veränderlichem Querschnitt anordnet, das in ähnlicher Weise wie der beschriebenen arbeitet, jedoch mit der Besonderheit, daß die Entgasung bei starkem Durchsatz durch zwei verschiedene Kanäle erfolgt.

Um ein besseres Verständnis der Beschreibung zu ermöglichen, stellen wir eine Reihe von Figuren dar, die zur Beschreibung gehören und einen veranschaulichenden und nicht beschränkenden Charakter haben, und die den Gegenstand der Erfindung wiedergeben.

Kurzbeschreibung der Figuren

Fig. 1 stellt einen herkömmlichen Kühler mit integriertem Vorratsbehälter dar, wobei das Innere des Vorratsbehälters teilweise geschnitten ist, um die Erläuterung der Betriebsweise der herkömmlichen Kühler zu erleichtern.

Fig. 2 stellt eine Vergrößerung des Abschnittes dar, der dem Vorratsbehälter in der vorhergehenden Figur gleicht, um die Anordnung der üblicherweise benutzten Diaphragmen zu verdeutlichen und die Erläuterung des üblicherweise durchgeführten Entgasungsverfahrens zu erleichtern.

Fig. 3 stellt eine teilweise und geschnittene Ansicht des unteren Abschnittes des Vorratsbehälters und des Aufnahmebehälters dar, der den ersteren mit dem Kühler verbindet, und zwar gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, die durch eine elastische Zunge gegeben ist, welche ein Diaphragma mit veränderlichem Querschnitt bildet.

Fig. 4 stellt eine geschnittene Seitenansicht der vorhergehenden Figur dar;

Fig. 5 stellt eine der Fig. 3 äquivalente Ansicht dar, jedoch gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel, bei dem man ein Diaphragma mit veränderlichem Querschnitt verwendet, das durch eine starre Zunge gegeben ist.

Fig. 6 stellt eine teilweise geschnittene Ansicht desjenigen Abschnittes dar, der einer Vereinigung des Vorratsbehälters und des Kühlers entspricht, wobei die Vereinigungszone der Art derjenigen Kühler entspricht, die eine senkrechte Trennwand umfassen, die die Zone in zwei Auslässe unterteilt, einen für den Blasenkanal, und der zweite für den Rückfluß der Kühlflüssigkeit, wobei die Schaffung eines veränderlichen Diaphragmas durch den Einbau eines von einer Feder betätigten Ventils erleichtert wird, das sich in axialer Richtung verschiebt.

Fig. 7 stellt eine teilweise geschnittene, der vorhergehenden Figur äquivalente Ansicht eines weiteren möglichen Ausführungsbeispiels der Erfindung mit veränderlichem Querschnitt dar.

Fig. 8 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines weiteren möglichen Ausführungsbeispiels, das bei Kühlern des Typs der Fig. 6 und 7 anwendbar ist, bei dem man aber eine starre abgekrümmte Zunge verwendet, die die Funktion des Ventils erfüllt.

Fig. 9 stellt eine teilweise geschnittene, der vorhergehenden Figur äquivalente Ansicht dar, wobei allerdings das Diaphragma mit veränderlichem Querschnitt durch eine starre abgewinkelte Zunge gegeben ist, welche Funktionen erfüllt, die denjenigen der Beispiele der Fig. 6 und folgenden äquivalent ist.

Fig. 10 stellt eine schematische Gesamtansicht eines weiteren möglichen Ausführungsbeispiels der Erfindung dar, bei der das Diaphragma mit veränderlichem Querschnitt bei Vorratsbehältern angewandt wird, die sich getrennt vom Kühler befinden und bei denen die Entgasung durch ein Rohr erfolgt, das im Inneren eines Behälters angeordnet ist, welcher den Kühler und den Vorratsbehälter verbindet.

Fig. 11 stellt eine Einzelheit der Anordnung des Diaphragmas mit veränderlichem Querschnitt im Beispiel der vorhergehenden Figur dar.

Fig. 12 stellt eine schematische Gesamtansicht eines weiteren möglichen Ausführungsbeispiels für Vorratsbehälter, die vom Kühler beabstandet sind, dar, bei denen die Entgasung durch ein außerhalb des Behälters befindliches Rohr erfolgt; und

Fig. 13 stellt eine Einzelheit der Anordnung der Abzweigung mit veränderlichem Querschnitt des Ausführungsbeispiels der vorhergehenden Figur dar.

Beschreibung eines oder mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung

Nachfolgend geben wir eine Beschreibung der Erfindung, indem wir uns auf die oben aufgeführten Figuren stützen.

Um ein besseres Verständnis der durch die Erfindung herbeigeführten Verbesserungen zu erleichtern, werden wir zuerst die Struktur und die Wirkungsweise des herkömmlichen Kühlers 1 des Typs der Kühler mit integriertem Vorratsbehälter 5 beschreiben, mit welchem der Kühler durch einen Behälter 3 in Verbindung steht, der sich wie die Verlängerung des Kühles 1 darstellt. Diese Beschreibung stützt sich auf die Fig. 1 und 2.

Die Kühlflüssigkeit tritt in den Kühler 1 durch den Einlaß 2 ein, derart, daß sich das im Kühlkreislauf befindliche Gas im oberen Abschnitt des Kühlers ansammelt, wobei dieser Abschnitt eine obere Kammer zum Sammeln dieser Gase im Aufnahmebehälter 3 bildet, denn dieser stellt sich als eine Verlängerung des Kühlers dar.

Der Aufnahmebehälter 3 umfaßt ein Entgasungsrohr 4, dessen oberes Ende von der Kammer zum Boden verläuft und, nach einer Krümmung, dringt es in den Vorratsbehälter 5 eindringt, in dessen oberem Abschnitt eine Kammer B vorgesehen ist, die durch die Kühlflüssigkeit begrenzt und mit einem Stopfen 6 verschlossen ist.

Weiter umfaßt der Aufnahmebehälter 3 in seinem unteren Abschnitt eine Öffnung 7, die den Durchtritt zu einem Motor, den sie beaufschlagt, durch den Kanal 8 ermöglicht, der direkt an eine Saugpumpe des Kühlkreislaufs angeschlossen ist.

Die Wirkungsweise des Entgasungsrohres 4 besteht im Sammeln der Gase der Kammer A und in der Einleitung derselben in die Kammer B, um ihre Evakuierung nach draußen zu ermöglichen.

Damit das Gas, das man evakuieren will, in der Entgasungsleitung 4 zirkuliert, ist es erforderlich, daß der Druckunterschied zwischen den Kammern A und B größer als der Druck ist, der in der Flüssigkeitssäule erzeugt wird, die von der Mündung des Entgasungsrohres 4 bis zur Oberfläche der Flüssigkeit des Vorratsbehälters reicht, dargestellt durch die Säule h, denn das zu evakuierende Gas muß zuvor die im Entgasungsrohr vorhandene Flüssigkeit austreiben.

Um dieses Ziel zu erreichen, sind die herkömmlichen Kühler mit einem Diaphragma unveränderlichen Querschnitts 9 oder 10 versehen, dessen Funktion darin besteht, die Durchflußmenge zu begrenzen, die durch die Öffnung 7 geht, was einen größeren Druck in der Kammer A aufbaut, so daß der Druckunterschied zwischen den Kammern A und B ausreicht, um die Entgasung in der Weise herbeizuführen, wie es beschrieben wurde; jedoch mit dem Nachteil, daß die Diaphragmen 9 oder 10 nur einwandfrei arbeiten, wenn die Durchflußmenge groß ist, was aber nicht mehr der Fall ist, wenn die Durchflußmenge gering ist, und was eintritt, wenn der Motor im unteren Drehzahlbereich arbeitet.

Das heißt, daß wenn die Durchflußmenge der Kühlflüssigkeit gering ist, der Druckunterschied zwischen den Kammern A und B unzureichend ist, um die Entgasung zu bewirken, was zur Folge hat, daß sich das von der Kühlflüssigkeit transportierte Gas nach und nach im oberen Abschnitt des Kühlers ansammelt und denselben zunehmend entleert, bis die Flüssigkeit der Kammer A das Niveau der Mündung des Entgasungsrohres 4 im Vorratsbehälter 5 erreicht, was einen Leistungsverlust des Kühlers hervorruft.

Wir beenden hier die Beschreibung des Standes der Technik, einer Beschreibung, die für die Erläuterung der durch die Erfindung herbeigeführten Verbesserungen wesentlich ist, die wir weiter unten angeben.

Um die genannten Nachteile zu beseitigen, schafft die Erfindung ein Diaphragma mit veränderlichem Querschnitt, das in seiner ersten Ausführungsform durch eine flexible Zunge 11 gebildet ist, welche man am oberen Abschnitt der Mündung 7 mit Hilfe von Nieten 12 oder jedem anderen Befestigungsmittel befestigt.

Die flexible Zunge definiert eine kleine Schürze, beispielsweise aus Kautschuk, mit einer geeigneten Elastizität, derart, daß wenn die Flüssigkeit mit geringem Durchsatz zirkuliert, die kleine Schürze eine Mindestöffnung herbeiführt, die einen Druckverlust erzeugt, der ausreicht, um den zwischen den Kammern A und B erforderlichen Druckunterschied zu erreichen, und um den Umlauf der Flüssigkeit im Entgasungsrohr 4 zu ermöglichen.

In dem Maße, wie die Durchflußmenge zunimmt, öffnet der Druck der zirkulierenden Kühlflüssigkeit zunehmend die flexible Zunge 11, so daß man erreicht, daß der Druckverlust des Diaphragmas nicht übermäßig ansteigt, was es der gesamten erforderlichen Kühlflüssigkeit ermöglicht, durchzulaufen, wenn der Motor mit voller Leistung dreht, und was gleichzeitig eine übermäßige Zirkulation der Flüssigkeit im Entgasungsrohr verhindert.

Bei einer anderen Ausführungsform ist das Diaphragma mit veränderlichem Querschnitt durch eine starre Zunge 13 gegeben (Fig. 5), die man am oberen Abschnitt der Öffnung 7 mit Hilfe eines Scharniers befestigt hat und die von einer Feder 15 unterstützt bzw. betätigt wird, derart, daß sie versucht, die starre Zunge 13 in die senkrechte Position zurückzubewegen, mit der Wirkung, daß wenn die Kühlflüssigkeit durchläuft, die Feder wegen des ausgeübten Druckes nachgibt, woraufhin die starre Zunge 13 umschwenkt und sich in der gewünschten Position hält, um den zur Erleichterung der Entgasung erforderlichen Druckunterschied herzustellen.

Die elastische Zunge 11 ebenso wie die starre Zunge 13 können durch die Zusammenstellung mehrerer Zungen ähnlicher Charakteristika dargestellt werden.

Die beschriebenen Diaphragmen erfüllen die Funktionen einwandfrei, weisen aber den Nachteil auf, daß sich leichte Turbulenzen bilden, und daß gleichzeitig, wenn der Durchsatz der Kühlflüssigkeit beträchtlich zunimmt, er das Gas zum unteren Abschnitt des Aufnahmebehälters mitnimmt, was das Gas daran hindert, im Entgasungsrohr 4 zu zirkulieren. In dieser Situation streicht das Gas durch den unteren Abschnitt des Diaphragmas mit veränderlichem Querschnitt, was bewirkt, daß in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Durchflußmenge die Blasen fortfahren, im Rohr 8 zu zirkulieren, so daß die Entgasung nicht vollkommen ist.

Um zu erreichen, daß die Blasen durch den Stopfen 6 des Vorratsbehälters 5 nach draußen ausgestoßen werden können, wendet man bei einer anderen Ausführungsform (Fig. 6) ein Ventil 20 mit veränderlichem Querschnitt an, kombiniert mit einer senkrechten Zwischenwand 16, die im Durchgangskanal vom Aufnahmebehälter 3 zum Vorratsbehälter 5 vorgesehen ist. Die senkrechte Zwischenwand 16 ist herkömmlichen Typs und wurde im Kapitel über den Stand der Technik der Erfindung beschrieben. Die Wand begrenzt einen vorderen Auslaß 17 und einen hinteren Auslaß 18.

Das Ventil 20 mit veränderlichem Querschnitt kann sich in axialer Richtung auf einer Achse verschieben, die von einer Rückholfeder 19 betätigt wird.

Somit schließt das Ventil 20 mit veränderlichem Querschnitt den Durchgangskanal, der den Aufnahmebehälter 4 mit dem Vorratsbehälter 5 sowie das Kanalrohr 8 schließt, derart, daß sich ein ausreichender Druckunterschied zwischen der oberen Kammer A des Aufnahmebehälters 3 und der Kammer B des Vorratsbehälters 5 bildet, wie dies in den vorhergehenden Beispielen beschrieben wurde, damit die Flüssigkeit im Entgasungsrohr 4 zirkuliert, derart, daß das Gas von diesem zum Vorratsbehälter befördert wird und die Entgasung stattfindet.

In dem Maße, wie die Durchflußmenge der Flüssigkeit zunimmt, gibt die Feder 19 nach; und das Ventil 20 mit variablem Querschnitt verschiebt, wobei das Ganze durch eine innere Verlängerung der senkrechten Zwischenwand 16 und durch die im Auslaßrohr 8 angeordnete Öffnung geführt wird. Dadurch verhindert man, daß der Druckabfall des Kühlers zunehmend ansteigt. Die Entgasung nimmt weiter durch das Entgasungsrohr 4 seinen Fortgang, bis die Strömung der Kühlflüssigkeit ausreicht, um das Gas in den unteren Abschnitt zu befördern. Wenn diese Situation eintritt, sammelt das Entgasungsrohr 4 kaum noch Gas, wie wir bereits gesagt haben.

Es ist dann der erste Auslaß 17, der in Funktion tritt, denn das zirkulierende Gas hat die Tendenz, sich im Inneren der durch den Durchgang des Aufnahmebehälters 3 zum Auslaßrohr 8 befindlichen Kurve zu konzentrieren, weil die Zentrifugalkraft auf die Flüssigkeit wirkt. So stößt das Gas auf die Vorderseite gegen die Zwischenwand 16, die die beiden Durchlässe 17 und 18 begrenzt, was bewirkt, daß sich die Blasen durch die untere Öffnung 17 nach oben bewegen, bis sie den Entspannungstopf oder den Vorratsbehälter 5 erreichen. Die Flüssigkeit verfolgt ihren Weg durch das Auslaßrohr 8 zur Saugpumpe des Kühlkreises, indem sie einen Teil der Flüssigkeit des Vorratsbehälters 5 aufnimmt, der durch den hinteren Auslaß 18 läuft.

Diese Verteilung verbessert also die Entgasung bei großen, mittleren und kleinen Durchflußmengen.

Bei einer anderen Ausführungsform kann das Ventil 20 mit veränderlichem Querschnitt aus einer Kugelkalottenhälfte 21 (vergleiche Fig. 7) bestehen, die auf einer Achse befestigt bleibt, wobei das Ganze durch eine Feder 19a unterstützt wird, derart, daß die Wirkungsweise derjenigen gleicht, die bereits beschrieben wurde, jedoch mit der Besonderheit, daß in diesem Falle der Durchgang des Aufnahmebehälters 3 zum Rohr 8 Versteifungsbleche 22 zur Führung der Gleitbewegung der Halbkugel umfaßt.

Bei dieser Ausführungsform ist der hintere Auslaß mit 18a bezeichnet, weil er im Auslaß eine Hülse bzw. einen Ring aufweist, der die Führung erleichtert.

Bei diesem gleichen Kühlertyp, der die senkrechte Trennwand 18 aufweist, ist es möglich, ein Diaphragma zu verwenden, das durch eine flexible Zunge 24 gegeben ist, welche die Funktionen des Ventils erfüllt und das man am hinteren Abschnitt des vorderen Auslasses 17 befestigt, zusammen mit einem Vorsprung 25, der den Durchgang der Kühlflüssigkeit durch diesen Auslaß verhindert, und dies alles durch eine an ihrem Eingang vorgesehene Krümmung 23.

Ihre Wirkungsweise ist denjenigen äquivalent, die wir bereits beschrieben haben, jedoch mit der Besonderheit, daß wenn der Durchsatz zunimmt und die Zunge 24 sich krümmt, der Eingang des vorderen Auslasses 17 gleichzeitig aufgrund der Verschiebung des Vorsprungs 25 freigegeben wird.

Bei dieser Ausführungsform ist die hintere Kammer mit 18a und die Trennwand mit 16b bezeichnet, weil sie Strukturen aufweisen, die sich leicht von denen der vorherigen Ausführungsbeispiele unterscheiden.

Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung eines Diaphragmas, das aus einer starren Zone 26 besteht, die gelenkig an einer waagerechten Verlängerung gelagert ist, die in der senkrechten Zwischenwand 16a vorgesehen ist, welche die beiden Auslässe 17 und 18c trennt. Im Auslaß 17 ist eine Schürze 29 vorgesehen, die bei geringer Durchflußmenge durch ein Teilstück 17 verschlossen wird, das gemäß einer Krümmung der steifen Zunge 26 definiert ist.

Seine Wirkungsweise ist derjenigen äquivalent, die wir bereits beschrieben haben.

Die Erfindung ist auch bei Kühlern anwendbar, bei denen der Vorratsbehälter vom Kühler getrennt ist, wo also eine Lage besteht, die zwei unterschiedliche Entgasungsmöglichkeiten ermöglicht, die eine durch das im Inneren des Aufnahmebehälters 3 angeordnete Entgasungsrohr, und die andere Möglichkeit, bei der das Entgasungsrohr 4 durch ein äußeres Entgasungsrohr 36 gegeben ist.

Wir werden jetzt den ersten Fall anhand der Fig. 10 und 11 beschreiben.

Im Schnittpunkt des Entgasungsrohres 4 und des oben auftauchenden Rohres 13 ist dieses mit einer Öffnung versehen, die mit dem Austritt 8 des Aufnahmebehälters 3 in Verbindung steht.

In dieser Öffnung 35 ordnet man ein Teilstück des Diaphragmas 26a mit veränderlichem Querschnitt an, wobei das Teilstück durch eine Krümmung definiert ist, die in der steifen Zunge vorgesehen ist. Die Zunge ist der Zunge 26 in bezug auf die Struktur und die Wirkungsweise äquivalent.

Darüber hinaus kann das Austrittsrohr 8 des Aufnahmebehälters 3 einen zweiten oben auftauchenden Kanal 31 umfassen, der mit dem Vorratsbehälter 5 durch ein Rohr 34 verbunden ist, das an den Vorratsbehälter angeschlossen ist, gemäß der Beschreibung, die wir weiter unten geben.

Falls das Austrittsrohr 8 keinen zweiten oben auftauchenden Kanal 31 umfaßt, erfolgt der Rückfluß zum Vorratsbehälter durch ein Rohr 34a, das unmittelbar an die Saugpumpe des Kühlkreislaufs angeschlossen ist.

Die Wirkungsweise ist derjenigen äquivalent, die wir bereits beschrieben haben, und entspricht insbesondere der Beschreibung der Fig. 9, jedoch mit der Besonderheit, daß das gesamte Gas durch den oben auftauchenden Kanal 30 strömt und durch das Rohr 32 zum Vorratsbehälter 5 geführt wird, so daß die Entgasung einwandfrei bewirkt wird.

Die Rückführung der in den Vorratsbehälter 3 eingeleiteten Flüssigkeit erfolgt durch das Rohr 34 und bewegt sich zum oben auftauchenden Kanal 31, und dann von hier aus zum Auslaß 8 oder direkt durch das Rohr 34 zur Saugpumpe. Auf diese Weise wird der Umlauf der Kühlflüssigkeit gewährleistet.

Im Falle, daß man ein äußeres Entgasungsrohr 16 verwendet (Fig. 12), ist die Wirkungsweise ähnlich der vorhergehenden, jedoch mit dem Merkmal daß, da kein inneres Entgasungsrohr vorhanden ist, der oben auftauchende Kanal 30 direkt mit dem Auslaß 8 des Aufnahmebehälters 3 durch eine Öffnung 35a verbunden ist, die bei geringem Durchlauf von Kühlflüssigkeit durch das hintere Teilstück der in der starren Zunge 26a vorgesehenen Abknickung verschlossen wird.

Die Wirkungsweise bei diesem Ausführungsbeispiel ist derjenigen identisch, die beschrieben worden ist, mit der Ausnahme, daß wenn der Durchsatz der Kühlflüssigkeit gering ist, die Entgasung direkt durch das äußere Entgasungsrohr 36 erfolgt; und daß in dem Maße, wie der Durchsatz der Kühlflüssigkeit zunimmt, wie im vorhergehenden Falle, das Umschwenken der starren Zunge 26a erfolgt, und daß somit das Gas, weil es zum unteren Abschnitt des Aufnahmebehälters 3 bewegt wird, durch das oben auftauchende Rohr 30 ausgetrieben wird, sich also der im vorhergehenden Beispiel beschriebene Prozeß wiederholt.

Auch bei diesem Beispiel erfolgt die Rückkehr der Durchflußmenge der Flüssigkeit zum Vorratsbehälter 3 durch ein Leitungsrohr 34 oder 34a, das jeweils mit demjenigen übereinstimmt, das im vorhergehenden Beispiel beschrieben wurde.

Somit ermöglicht es die Erfindung, die Entgasung und die einwandfreie Kühlung des Kühlers durchzuführen, selbst wenn dieser vom Vorratsbehälter 5 getrennt ist.

Claims (12)

1. Verbesserungen an Entgasungskreisläufen von Kühlern mit einem Aufnahmebehälter (3), durch den der Kühler (1) mit dem Vorratsbehälter (5) oder dem Ausdehnungstropf in Verbindung steht, wobei der Vorratsbehälter einen Auslaß (8) zur Verbindung mit dem Kühlkreislauf umfaßt, in welchen man eine senkrechte Zwischenwand (16) einbauen kann, die zwei Auslässe (18 und 17) voneinander trennt, welche mit dem Vorratsbehälter (5) in Verbindung stehen; und wobei die obere Kammer (A) des Aufnahmebehälters (3) zum Sammeln der im oberen Abschnitt des Kühlers (1) abgetrennten Gase mit dem Vorratsbehälter (5) durch ein inneres Entgasungsrohr (4), das im Aufnahmebehälter (3) selber enthalten ist oder durch ein äußeres Entgasungsrohr (36) in Verbindung steht, durch das die Gase in den Vorratsbehälter (3) eintreten, um die Entgasung in der Kammer (5) dieses Vorratsbehälters zu erleichtern; dies alles aufgrund der Anordnung eines Diaphragmas mit unveränderlichem Querschnitt im unteren Teil des Aufnahmebehälters (3), wobei das Diaphragma bewirkt, daß die Kammer (B) einen Druck aufweist, der kleiner als derjenige der Kammer (A) ist; und daß die Luft durch den Stopfen (6) des Vorratsbehälters (5) ausgestoßen wird;
wobei die angebrachten Verbesserungen im wesentlichen dadurch gekennzeichnet sind, daß man im Abschnitt des Durchlasses des Aufnahmebehälters (3) zum Kanal (8) Mittel mit veränderlichem Querschnitt anordnet, deren Querschnitt im wesentlichen proportional dem Durchsatz der Kühlflüssigkeit entspricht; alles dies im Hinblick auf die Erzeugung eines angemessenen Druckunterschiedes zwischen der Kammer (A) und (B), unabhängig vom Durchsatz der Kühlflüssigkeit, unter Gewährleistung der Zirkulation des Gases im Entgasungsrohr (4) oder (36) bei schwachem Durchsatz, wobei die einwandfreie Entgasung ohne Leistungsverlust im Kühlsystem bewirkt wird.

2. Verbesserungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel mit veränderlichem Querschnitt aus einem Diaphragma mit veränderlichem Querschnitt bestehen.

3. Verbesserungen gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Diaphragma aus einer flexiblen Zunge (11) besteht, die man am oberen Abschnitt des Durchlasses des Aufnahmebehälters (3) zum Kanal (8) befestigt, derart, daß sich die flexible Zunge (11) proportional zum Durchlaß der Kühlmittelflüssigkeit krümmt, was einen adäquaten Druckunterschied in den Kammern (A) und (B) bei jedem beliebigen Durchsatz bewirkt.

4. Verbesserungen gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Diaphragma mit veränderlichem Querschnitt aus einer starren Zunge (13) besteht, die mit einem Scharnier (14) am oberen Abschnitt der Durchlaßöffnung des Aufnahmebehälters (3) zum Kanal (8) befestigt ist, wobei das Scharnier durch eine Feder (15) betätigt wird; dies alles zu dem Zweck, die Winkelverschiebung der starren Zunge (13) in Abhängigkeit vom Durchsatz zu ermöglichen, wobei die erforderliche Stellung durch die Wirkung der Feder (15) beibehalten wird.

5. Verbesserungen gemäß dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel mit veränderlichem Querschnitt aus einem Ventil mit veränderlichem Querschnitt bestehen.

6. Verbesserungen gemäß dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Ventil (20) mit veränderlichem Querschnitt in axialer Richtung verschieben kann, und daß es mit einer Rückholfeder (19) versehen ist; dies alles zu dem Zweck, einen angemessenen Druckunterschied zwischen den Kammern zu schaffen, unabhängig vom Durchsatz der Kühlflüssigkeit, unter Gewährleistung der Schließung des Ventils bei schwacher Durchflußmenge sowie der Zirkulation des Gases im Entgasungsrohr (4); und daß das Ventil eine einwandfreie Entgasung ohne Leistungsverlust im Kühlsystem ermöglicht, und dies mit dem Ziel, daß wenn die Durchlaufmenge ansteigt und das Gas zum unteren Abschnitt des Aufnahmebehälters mitgenommen wird, die Wirkung der Feder (19) überwunden wird, und daß sich das Ventil (20) verschiebt, um den Durchgang der Kühlflüssigkeit freizugeben, derart, daß sich das Gas im oberen Abschnitt ansammelt, auf die senkrechte Zwischenwand (16) stößt und durch den vorderen Auslaß (17) strömt, was es ermöglicht, eine einwandfreie Entgasung zu erzielen und den Druckabfall des Kühlers zu verringern, und somit eine Steigerung der Durchflußmenge der Kühlflüssigkeit und entsprechend eine Steigerung der Kühlwirkung des Kühlers zu erzielen.

7. Verbesserungen gemäß den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil aus einer Kugelkalottenhälfte (21) besteht, die auf einer Achse montiert ist, wobei das Ganze von einer Feder (10a) unterstützt wird; und daß vorgesehen ist, daß die Verschiebung der Kugelkalottenhälfte (21) durch Versteifungsbleche (22) geführt wird, die im Auslaßrohr (8) des Kühlers vorgesehen sind.

8. Verbesserungen gemäß den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trennzwischenwand (16) der Auslässe auf der vorderen Seite die Befestigung einer flexiblen Zunge (24) vorgesehen ist, die an ihrem dem vorderen Auslaß entsprechenden Abschnitt mit einem Vorsprung (25) versehen ist; das Ganze mit dem Ziel, daß die Zunge bei schwachem Durchsatz den vorderen Auslaß und den Durchgang der Durchflußmenge zum Auslaßrohr des Kühlers verschließt; und mit dem Ziel, daß wenn die Durchflußmenge zunimmt, sich die flexible Zunge (24) krümmt, den Durchtritt des Wassers durch das Auslaßrohr des Kühlers frei gibt, und die Öffnung des hinteren Auslasses (17) frei gibt, was den Durchtritt des Gases in diesen Auslaß ermöglicht.

9. Verbesserungen gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechte Zwischenwand (16a), die die beiden Auslässe begrenzt, an ihrem unteren Abschnitt mit einem rechtwinkligen Krümmer versehen ist, auf dem eine abgekrümmte, starre Zunge (26) gelenkig gelagert ist, damit bei einem schwachen Durchsatz die abgekrümmte starre Zunge den Auslaß des Kühlers und den vorderen Auslaß (17) schließt; und damit bei steigendem Durchsatz sich die gekrümmte starre Zunge verschiebt und den Durchtritt der Durchflußmenge zum Auslaß des Rohres des Kühlers sowie den Durchgang des Gases durch den vorderen Durchlaß ermöglicht.

10. Verbesserungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in den Vorratsbehältern (5), die vom Kühler entfernt angeordnet sind und ein inneres Entgasungsrohr (4) umfassen, einen aus dem Wasser hervortretenden Kanal anbringt, der mit dem Vorratsbehälter (5) durch ein Rohr (33) in Verbindung steht; und daß die Behälter weiter eine Durchgangsöffnung (35) zum Auslaß (8) des Aufnahmebehälters (3) umfassen; und daß vorgesehen ist, daß diese Öffnung durch das Diaphragma (26a) mit variablem Querschnitt geschlossen wird; und daß schließlich bei schwachem Durchsatz das Diaphragma (26a) mit veränderlichem Querschnitt die Öffnung (25) sowie den Durchlaß der Durchflußmenge zum Auslaßrohr (8) des Aufnahmebehälters (3) verschließt; und daß das Gas im inneren Entgasungsrohr (4) zirkuliert, derart, daß eine einwandfreie Entgasung ohne Leistungsverlust im Kühlsystem ermöglicht wird; und daß, wenn der Durchsatz steigt und das Gas in den unteren Abschnitt des Aufnahmebehälters (3) befördert wird, die Schwenkbewegung des Diaphragmas (26a) mit veränderlichem Querschnitt stattfindet und die Wirkung der Feder (38a) überwunden wird, wodurch der Durchtritt der Kühlflüssigkeit durch das Auslaßrohr des Kühlers freigegeben wird, und daß die Öffnung (35) freigegeben wird, mit der Folge, daß das zum unteren Abschnitt des Aufnahmebehälters (3) beförderte Gas durch die Öffnung (35a) und den aus der Flüssigkeit aufragenden Kanal (30) freigegeben und durch das Rohr (33) bis zum Vorratsbehälter (5) geführt wird, was eine einwandfreie Entgasung ermöglicht.

11. Verbesserungen gemäß dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle, in welchem die Entgasung durch ein äußeres Entgasungsrohr (36) durchgeführt wird, der Auslaß (8) des Aufnahmebehälters (3) einen oben auftauchenden Kanal (30) umfaßt, der mit dem Vorratsbehälter (5) durch ein Rohr (33) in Verbindung steht und darüber hinaus eine Durchgangsöffnung (35a) zum Auslaß (8) des Aufnahmebehälters (3) umfaßt; und daß vorgesehen ist, daß diese Öffnung (35a) durch das Diaphragma (26a) mit veränderlichem Querschnitt geschlossen wird; alles dies, damit bei schwachem Durchflußsatz das Diaphragma mit veränderlichem Querschnitt die Öffnung (35a) sowie den Durchtritt der Durchflußmenge zum Auslaßrohr (8) des Aufnahmebehälters (3) schließt; und damit, wenn der Durchtritt ansteigt, um das Gas zum unteren Abschnitt des Aufnahmebehälters (3) bewegt wird, die Wirkung der Feder (28) des Diaphragmas mit veränderlichem Querschnitt überwunden wird, was den Durchtritt der Kühlflüssigkeit durch den Kanal (8) ermöglicht und den Durchtritt durch die Öffnung (35a) frei gibt, was wiederum den Durchtritt des Gases durch dieselbe und von dieser zu dem oben auftauchenden Kanal (30) ermöglicht, wobei die Kühlflüssigkeit durch das Rohr (33) zum Vorratsbehälter (5) geführt und die einwandfreie Entgasung durchgeführt wird.

12. Verbesserungen nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung der Durchflußmenge der in den Vorratsbehälter (5) eingeführten Flüssigkeit durch ein Rohr (34) erfolgt, das an einen oben auftauchenden Kanal (31) angeschlossen ist, der am Auslaß (8) des Aufnahmebehälters (3) angeordnet ist, mit dem das Rohr in Verbindung steht; und daß vorgesehen ist, daß die Rückführung mit Hilfe eines Rohres (34a) bewirkt wird, das direkt an die Ansaugpumpe des Kühlkreislaufs angeschlossen ist.