DE2509995A1

DE2509995A1 - Kuehlerverschluss

Info

Publication number: DE2509995A1
Application number: DE19752509995
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Arai; Nobumasa Higo; Masanori Kuno; Toshio Nagara; Kogoro Nakagawa; Jun Ota
Original assignee: Toyota Motor Corp; NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1974-03-14
Filing date: 1975-03-07
Publication date: 1975-12-18
Also published as: US4107493A; JPS50124026A; DE2509995C3; JPS5417900B2; DE2509995B2

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Di. R. Koenigsberger Dipl -Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

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6/Li

Ref. 10148

Nippondenso Co.,Ltd, Kariya City, Japan Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha,

Kühlerverschluß

Die Erfindung betrifft einen Kühlerverschluß zum Verschliessen des Kühlers einer Brennkraftmaschine.

Für einen Vorratsbehälter ist ein Verschlußdeckel bekannt, der einen Permanentmagneten und einen Reed-Sehalter enthält. Mit Hilfe des Reedschalters kann der Pegel des Kühlmittels bzw. der Kühlflüssigkeit in dem Kühler über die Lage des Permanentmagneten bestimmt werden. Der Vorratsbehälter bewirkt, daß der Druck in dem Kühler auf einen bestimmten Wert dadurch gehalten wird, daß Kühlmittel oder Kühlflüssigkeit dem Kühler zugeführt oder von dem Kühler zu dem Vorratsbehälter über den Kühlerverschluß zurückgeführt wird, so .daß eine freie Expansion und Kontraktion des Kühlmittels sichergestellt ist.

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Die Ermittlung der Abnahme des Kühlmittels in dem Vorratsbehälter dient zur Bestimmung der Abnahme des Kühlmittels in dem Kühler. Jedoch kann mit dem Reed-Schalter des Deckels auf dem Vorratsbehälter die Abnahme des Kühlmittels nicht bestimmt werden, wenn diese aufgrund von verschiedenen Störungen im Kühlsystem auftritt, wie z.B. bei lochfraß aufgrund von Korrorion*am Kühler,da der Innenraum des Kühlers unter Atmosphärendruck über die Öffnung steht, so daß das Unterdruck-betätigte Ventil stets abgesperrt ist, und folglich kein Kühlmittel in den Kühler zurückfließen kann.

Die Erfindung zielt darauf ab, die Abnahme des Kühlmittels in dem Kühler direkt zu bestimmen, selbst dann, wenn der Radiator infolge von Korrosion ein Loch aufweist, durch das Kühlmittel ausfließt. Ferner ist ein Kühlerverschluß so ausgebildet, daß der Kühlmittelpegel direkt bestimmt werden kann, so daß kein Unterdruck-betätigtesVentil benötigt wird, wodurch der Kühlkreislauf einfacher aufgebaut ist. Ferner soll der Kühlerverschluß gemäß der Erfindung so ausgebildet sein, daß er schnell repariert werden kann, da er am oberen Wasserkasten des Kühlers am Kühlerverschlußstutzen angebracht ist. Weiter soll ein Kühlerverschluß gemäß der Erfindung so ausgebildet sein, daß er jederzeit, d.h. ohne Änderung der Ausgestaltungsform des Kühlers, bei Fahrzeugen nachträglich eingebaut werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß ein Kühlerverschluß einen Verschlußkörper, ein Druckventil, das mit dem Verschlußkörper verbunden ist und nach Maßgabe des Drucks des Kühlmittels in dem Kühler bewegbar ist, ein Schwimmer, der in Eingriff mit dem Verschlußkörper steht und nach Haßgabe des Pegels des Kühlmittels bewegbar ist, wobei der Verschlußkörper eine Oberkante, die integral mit dem oberen Abschnitt des Schwimmers ausgebildet ist, aufweist und mit dem Druckventil zur Bildung eines Unterdruck-betätigten Ventils zusaaine-a mit dem Druckventil verbunden ist, und einen Reed-Schalter auf-

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weist, der mit dem Verschlußkörper fest verbunden ist und entsprechend der Bewegung des Schwimmers zur Bestimmung der Lage des Kühlmittels betätigbar ist.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in schematischer Ansicht einen Kühler mit einem Kühlerverschluß gemäß der Erfindung und einen Vorratsbehälter;

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine elektrische Schaltung, die mit dem Kühlerverschluß gemäß der Erfindung verbunden ist;

Fig. 4 zeigt eine weitere elektrische Schaltung, die mit dem Kühlerverschluß gemäß der Erfindung verbunden ist;

Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht einer zweiten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht einer dritten* bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 7 zeigt eine weitere elektrische Schaltung, die mit dem Kühlerverschluß gemäß der Erfindung verbunden ist; und

Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht einer vierten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 steht ein Kühlerverschluß 1 gemäß der Erfindung in Eingriff mit einem Kühlerverschlußstutzen 2, der am oberen Viasserkasten 3 des Kühlers angebracht ist. Mehrere flache Rohre 4 sind mit dem oberen Wasserkasten 3 in Form von wellenförmigen Rippen 5 verlötet, die ihrerseits s*visehen den Rohren 4 verlötet sind. Eine Schlauchverbindung 7 verbindet den Kühlerverschlußstutzen 2 mit einem Vorratsbehälter 6, der am Oberteil einen Vorratsbehälterverschlußdeckel 6a

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aufweist. Der Deckel 6a hat an der Oberseite eine Öffnung, so daß das Innere des Vorratsbehälters 6 unter Atmosphärendruck steht.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 steht ein Verschlußkörper 8, der aus nichtmagnetischem Metall hergestellt ist, wie z.B. aus rostfreiem Stahl, direkt in Eingriff mit dem Kühlerverschlußstutzen 12. Ein Federblatt 9, ein Feststellglied 10 und ein umgekehrt angeordnetes becherförmiges Tragteil 11, die alle aus nichtmagnetischem Werkstoff hergestellt sind, wie z.B. aus Messing, sind durch-:Punktschweißen miteinander verbunden. Der Verschlußkörper 8 ist zwischen dem Federblatt 9 und dem Feststellglied 10 festgelegt, Eine erste Dichtung 12 ist zylindrisch ausgebildet und zwischen dem Federblatt 9 und der Auflageplatte 23 angeordnet und verschließt die obere Öffnung des Kühlerverschlußstutzens 2. Ein Druckventil 13 steht in Verbindung mit einem unteren Ventilsitz des Kühlerverschlußstutzens 2 und weist eine Aufnahme 13a auf, die in dem Tragteil 11 angeordnet ist, sowie ein schalenförmiges Stützglied 13b, das an der Aufnahme bzw. dem Halter 13a befestigt ist,und eine zweite Dichtung 13c auf, die an dem Stützteil 13b mit Hilfe einer Befestigung 13d befestigt ist. Eine Druckfeder 14 überträgt auf das Druckventil 13 eine Druckkraft, um dieses gegen einen Ventilsitz 2a zu drücken, der am unteren Ende des Kühlerverschlußstutzens 2 ausgebildet ist. Eine Durchgangsöffnung 15 ist am Boden des Ventils vorgesehen. Tritt in dem Kühler ein Unterdruck auf, fließt das Kühlmittel von dem Vorratsbehälter 6 in den Kühler über die Öffnung 15. Wenn andererseits das Kühlmittel expandiert, so daß der Druck im Kühler zunimmt, öffnet das Druckventil 13, und Kühlmittel fließt in den Vorratsbehälter 6 zurück. Unterhalb des Ventils 13 ist ein Schwimmer 16 angeordnet, der mit Warmaufschrumpfen am unteren Ende eines Schafts 17 befestigt ist, der aus Kunstharz besteht. Der Schwimmer 16 ist so ausgelegt, daß er die Öffnung 15 durch Andrücken der unteren Fläche der Dichtung 13c gegen die Oberkante 16a des Schwimmers verschließen kann, wenn das Kühlmittel

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oberhalb eines Pegels A steht.

Ein Permanentmagnet 18 ist am oberen Ende des Schafts 17 durch Einpassen befestigt und bewegt sich entsprechend der Bewegung des Schafts 17 nach oben und unten. Führungsvorsprünge 17a, die in Führungsnuten 11a eingreifen, die an dem Tragteil 11 vorgesehen sind, verhindern eine Verdrehung des Schafts 17; Ein Reed-Schalter 19 ist mit einer elektrischen Leiterplatte 20 verlötet, die an dem Feststellteil 10 durch Heißaufschrumpfen fest angebracht ist. Der Reed-Schalter 19 ist zwischen der Leiterplatte 20 und dem Feststellteil 10 mit Hilfe eines Füllstoffs 21 festgelegt und weist Verbindungsdrähte 19a auf. Die Leiterplatte 20 ist von einer Kautschükabdeckung 22 umgeben.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist eine elektrische Schaltung beschrieben, die mit dem Reed-Schalter 19 verbunden ist. Wenn der Reed-Schalter 19, der vorstehend beschrieben ist, geschlossen ist, wird ein Transistor 23 nichtleitend, und die Warnanzeigeeinrichtung 24 ist abgeschaltet. Wenn jedoch der Schalter 19 öffnet, ^rird der Transistor 25 leitend, und ein Strom fließt über einen Widerstand 26, eine Warnanzeigeeinrichtung 24 und einen Transistor 25 von einer Batterie 29 und schaltet die Warnanzeigeeinrichtung 24 ein.

Wenn das Kühlmittel in dem Kühler oberhalb des Pegels A liegt, hebt der auf den Schwimmer 16 wirkende Auftrieb den Schwimmer · 16 an und schließt einen Kontakt zwischen der Oberkante 16a und der zweiten Dichtung 13c, wobei eine Verbindung zwischen der Ober- und Unterseite des Ventils 13 unterbrochen ist, so daß die Durchgangsöffnung 15 verschlossen ist. Der Permanentmagnet 18 befindet sich in seiner höchsten Lage, und die magnetische Kraft wirkt auf den Reed-Schalter 19 ein, so daß sich der letztere schließt.

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Aus diesem Grunde wird bei der oben beschriebenen Schaltung keine Warnung ausgegeben. Nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine nimmt die Temperatur des Kühlmittels zu und das Volumen selbst expandiert, wodurch sich das Druckventil 13 anhebt und öffnet. Folglich wird ein Teil des Kühlmittels von dem Kühler zu dem Vorratsbehälter über den Verbindungsschlauch 7 transportiert. Sinkt die Temperatur ab, nimmt das Volumen des Kühlmittels ebenfalls ab, wie auch der Pegel des Kühlmittels, so daß, wenn der Pegel unterhalb des Pegels A absinkt,sich der Schwimmer 16 nach unten bewegt, so daß zwischen der Oberkante 16a und der unteren Fläche der zweiten Dichtung 13c ein Abstand gebildet wird, wobei die Durchgangsöffnung 15 öffnet und Kühlmittel von dem Vorratsbehälter 6 in den Kühler fließen kann. Hierbei wirkt der Schwimmer 16 als ein Unterdruck-betätigtes Ventil und führt keine übermäßige Abwärtsbewegung aus, so daß der Reed-Schalter 19 in geschlossenem Zustand bleibt. Wenn jedoch der Kühlkreislauf eine Öffnung oder ein Loch aufweist, beispielsweise ein Loch am Kühler, strömt Kühlmittel aus, und der Pegel des Kühlmittels sinkt unterhalb des Pegels B ab und schwächt die magnetische Kraft, die auf den Reed-Schalter 19 wirkt, ab. Aus diesem Grunde öffnet der Reed-Schalter 19 und löst eine Warnanzeigeeinrichtung 24 aus, so daß der Fahrer des Fahrzeugs die Störung an der Brennkraftmaschine feststellen kann.

Die in Fig.. 4 gezeigte elektrische Schaltung kann an die Stelle der in Fig. 3 gezeigten Schaltung treten und weist ein Relais 30 zur Auslösung der Warnanzeigeeinrichtung 24 auf_o

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 ist ein rohrförmiger Schaft 17b anstelle des massiven Schafts 17» der in Fig. 2 gezeigt ist, vorgesehen, und trägt einen Reed-Schalter 19» der unterhalb der unteren Lage der zweiten Dichtung 13c angeordnet ist. Der rohrförmige Schaft 17b ist von einem Halteglied 33» ein-am Führungsrohr 34 und einem Dichtring 36 gehalten und -'weist an

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dem dem Boden zugewandten Ende einen Anschlag 32 auf. Ein kreisförmiger Permanentmagnet 18 ist an dem Schwimmer 16 mit. Hilfe eines Befestigungsrings 31 fest angebracht. Ein Lnde des Reed-Schalters 19 ist mit einer Leiterplatte 20 verlötet und steht in Verbindung mit einem Leitungsdraht 19a, und das andere Ende des Reed-Schalters ist über den Anschlag 32, den rohrförmigen Schaft 17b, das Halteglied 33, die Mutter 35, den Verschlußkörper 8 usw. an Masse gelegt. Die Grundfunktion dieser Ausführungsform ist nahezu dieselbe wie jene der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, jedoch bewegen sich der Schwimmer 16 und der Permanentmagnet 18 eigenständig und getrennt von dem rohrförmigen Schaft 17b. Der Reed-Schalter 19 wird nach Maßgabe der Bewegung des Permanentmagneten 18, wie oben beschrieben, eingeschaltet und löst eine Warnanzeigeeinrichtung 24, ähnlich jener in Fig. 3 und 4 gezeigten-,dann aus, wenn die Abwärtsbewegung des Permanentmagneten den Pegel B unterschreitet.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist ein Reed-Schalter 19 geschlossen, wenn der Pegel des Kühlmittels absinkt und den Pegel B überquert. Aus diesem Grunde ist der Reed-Schalter 19 dann in geöffnetem Zustand, wenn der Pegel des Kühlmittels in seinem durchschnittlichen Betriebszustand oberhalb des Pegels B liegt. Ein Reed-Schalter 19 ist am unteren Abschnitt des Kühlerverschlusses dem Permanentmagneten gegenüberliegend angeordnet. Ein Abschirmungsplatte 37 ist am oberen Ende eines Schaftes 17 befestigt und ragt in einen Spalt zwischen dem Reed-Schalter 19 und dem Permanentmagneten 18, wenn sich ein normaler Pegel für den Betriebszustand des Kühlmittels einstellt.

Folglich ist im Grundzustand der Hagnetismus des Permanentmagneten 13 durch die Abschirmungsplatte 37 abgeschirmt, so daß der Reed-Schalter 19 geöffnet ist, der Reed-Schalter 19 schließt jedoch, viQxm der Schwimmer 16 nach unten absinkt, so daß die '

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Abschirmungsplatte 37 außerhalb des Spaltes zwischen dem Schalter 19 und dem Permanentmagneten 18 liegt. Eine wie in Fig. 7 gezeigte elektrische Schaltung ist für diese Ausführungsform bestimmt. Eine Warnanzeigeeinrichtung 24 ist direkt mit dem Reed-Schalter 19 in Serie in bezug zu der Batterie 29 verbunden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 ist ein Schwimmer 16 in dem umgekehrt angeordneten, becherförmigen Tragteil 11 angeordnet und weist am oberen Ende einen Permanentmagneten 18 auf. Ein Unterdruck-betätigtes Ventil 33 besteht aus einer FederplatiB 38a, einer Ventilplatte 38c und einem Sützschaft 38b, ähnlich wie bei einem bekannten Kühlerversbhluß. Der Reed-Schalter 19 öffnet nach Maßgabe einer extremen Abwärtsbewegung des Schwimmers 16 infolge des Absinkens des Pegels des Kühlmittels in dem Kühlerverschlußstutzen 2.

Die in Fig. 2,5 und 6 dargestellten Ausführungsformen beziehen sich auf ein Kühlsystem mit einem Vorratsbehälter, jedoch können diese Ausführungsformen so abgewandelt werden, daß sie in einem Kühlsystem ohne Vorratsbehälter eingesetzt werden können«.

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Claims

Patentansprüc he

1.) Kühlerverschluß, gekennzeichnet durch einen Verschlußkörper (8), ein Druckventil (13), das mit dem Verschlußkörper (8) verbunden ist und nach Maßgabe des Drucks des Kühlmittels in dem Kühler bewegbar ist, durch einen Schwimmer (16), der mit dem Verschlußkörper (8) in Eingriff steht und nach Maßgabe des Pegels des Kühlmittels bewegbar ist, wobei der Verschlußkörper eine Oberkante, die integral mit dem oberen Abschnitt des Schwimmers (16) gebildet ist, aufweist und mit dem Druckventil (13) zur Bildung eines Unterdruck-betätigten Ventils in Zusammenhang mit dem Druckventil (13) in Verbindung steht, und durch einen Reed-Schalter (19), der an dem Verschlußkörper (8) befestigt ist und entsprechend einer übermäßigen Bewegung des Schwimmers (16) zur Ermittlung des Zustandes des Kühlmittels betätigbar ist.

2. Kühlerverschluß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Permanentmagneten (18), der an dem Schwimmer (16) befestigt ist und zusammen mit dem Schwimmer (16) zur Auslösung des Reed-Sehalters (19) bei der Abwärts- und Aufwärtsbewegung betätigbar ist.

3. Kühlerverschluß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Permanentmagneten (18), der an dem Verschlußkörper (8) angebracht ist und dem Reed-Schalter (19) zum Betätigen des Reed-Schalters gegenüberliegt.

4. Kühlerverschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dan Druckventil eine Durchgangsöffnung (15) aufweist, die die beiden Seiten miteinander verbindet, und daß ein Schaft

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(17) dazwischen gleitbar angeordnet ist, an dessen beiden Enden der Schwimmer (16) und der Permanentmagnet (18) angebracht sind, wobei der Reed-Schalter (19) dem Permanentmagneten (18) gegenüberliegt, und wobei die Oberkante (16a) die Öffnung der Durchgangsöffnung (15) umgibt, und daß ein umgekehrt angeordnetes, becherförmiges Tragteil (11) fest mit dem Verschlußkörper (8) verbunden ist, und Führungsnuten (11a) zur Begrenzung der Drehbewegung des Permanentmagneten

(18) vorgesehen sind.

5· Kühlerverschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckventil (13) eine Durchgangsöffnung (15) zur Verbindung der beiden Seiten miteinander aufweist, daß die Oberkante die Öffnung der Durchgangs öffnung (I5)umgibt,und daß sich ein rohrförmiger Schaft (17b) durch die Durchgangsöffnung (15)" und den Magneten (18) mit dem Reed-Schalter (19) erstreckt, wobei der Reed-Schalter (19) durch den Permanentmagneten (18) betätigbar ist.

6. Kühlerverschluß nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß das Druckventil (13) eine Durchgangsöffnung (15) zur Verbindung der beiden Seiten miteinander aufweist, daß der Schwimmer (16) einen Schaft enthält, der durch die Durchgangsöffnung (15) führt und eine Abschirmungsplatte (37) zur Abschirmung der magnetischen Kräfte des Magnets aufweist, und daß die Oberkante die Durchgangsöffnung (15) umgibt.

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