DE2531629A1 - Kuehlereinrichtung - Google Patents

Description

DIPL-PHYS F ENDLICH d-so34 unterpfaffenhofen 15. Juli 1975

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Meine Akte: A-3766

Anmelder: W. C. Avrea, Tempe,.Arizona, USA

Kühlereinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Kühlereinrichtung für eine flussigkeitsgekühlte Verbrennungskraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind bereits Bausätze für Kühlereinrichtungen für Verbrennungsmotoren bekannt (US-PS 3 601 181 und Re 27 965) , die nachträglich eingebaut werden können und einen Kühlerverschluß mit einem Zweiweg-Sperrventil, einem Kunststoffbehälter für einen Kühlmittelvorrat sowie eine Rohrleitung enthalten, die am einen Ende des Kühlerauslasses befestigt wird und deren anderes Ende in einem unteren Teil des KühlmittelVorrats endet.

Obwohl derartige Zusatzeinrichtungen zufriedenstellend arbeiten, weisen sie noch gewisse Nachteile auf. Insbesondere besteht der Nachteil, daß die Herstellung des besonderen Kühlerverschlusses verhältnismäßig teuer und schwierig ist, und daß wie bei üblichen Verschlüssen Probleme hinsichtlich der Zuver-

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lässigkeit bestehen. Außerdem wird es als Nachteil angesehen, daß ein nachträglicher Einbau in ein Kraftfahrzeug nicht ohne weiteres möglich ist. Die erwähnte Anschlußleitung kann beispielsweise bei Wartungsarbeiten oder dem Betrieb des Motors abgetrennt werden und es können bei Kunststoff oder Gummi unvermeidbare Alterungserscheinungen auftreten. Ferner erfordert der normalerweise beschränkte Raumbedarf, daß das Kunststoffgefäß verhältnismäßig tief in dem Motorraum angeordnet wird, so daß beim Abkühlen des Motors Wasser aus dem Gefäß durch die Verbindungsleitung in den Kühlerstutzen gefördert werden muß, wo die Verbindungsleitung an der Überlaufe in richtung befestigt ist. Dies kann zu einem Lufteintritt in das Kühlersystem durch Risse, gelockerte Rohrverbindungen oder defekte Kühlerverschlüsse führen.

Ferner bringen derartige Zusatzeinrichtungen keine Vorteile beim ursprünglichen Einfüllen der Kühlflüssigkeit. Die Kühlflüssigkeit muß durch den üblichen Einfüllstutzen auf der Oberseite des Kühlers eingefüllt werden. Die Kühlflüssigkeit läuft dann nach unten durch die Luft in den Kühlerblock und durch die Kanäle des Kühlmantels des Motors, so daß beträchtliche Luftmengen in derKühlereinrichtung eingeschlossen werden . Diese Luft muß gegebenenfalls durch mehrere Erhitzungs- und Abkühlungszyklen entfernt werden.

Die Erfindung bezweckt deshalb eine Verbesserung bekannter Kühlereinrichtungen in der Hinsicht, daß der Kühler und der Kühlermantel der Kraftmaschine mit Wasser von der Bodenseite her oder in der Nähe davon gefüllt werden können, um in der zunächst leeren Kühlereinrichtung die Luft gleichmäßiger nach oben zu verdrängen, damit weder in dem Kühlerblock noch in dem Kühlermantel wesentliche Luftmengen eingeschlossen werden. Wenn ferner die erwähnte Zusatzeinrichtung bei der Herstellung von Verbrennungskraftmaschinen eingebaut wird, sind ferner die Kosten verhältnismäßig groß, insbesondere für die Herstellung des Kühlerverschlusses, und weil zusätzliche Arbeitszeit zur Hand-

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habung und Speicherung der Zusatzteile erforderlich ist. Es wäre deshalb auch wünschenswert, ein automatisch und zwangsläufig wirkendes Entlüftungssystem vorzusehen, dessen Komponenten als integrierte Einheit zusammenwirken, und für das möglichst keine oder nur geringe äußere Anschlußarbeiten erforderlich sind, damit trotz der angestrebten Verbesserung die Herstellungskosten verringert werden können.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Kühlereinrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß durch eine Ausbildung als Einheit eine automatische und zwangsläufige Entlüftung erreicht werden kann. Insbesondere soll die Kühlereinrichtung derart zusammengesetzt sein, daß in Kraftfahrzeugen oder sonstigen Anlagen mit einer Verbrennungskraftmaschine eine derartige Einrichtung bereits bei der Herstellung vorgesehen werden kann. Die Erfindung bezweckt deshalb die Herstellung einer kombinierten Kühlereinrichtung als integrierte Einheit, deren Herstellungskosten beträchtlich geringer als die Kosten sind, die bei der Verwendung der erwähnten Zusatzeinrichtungen auftreten, um entsprechende Funktionen zu erzielen. Ferner wird angestrebt, daß kein speziell konstruierter Kühlerverschluß oder Einfüllstutzen erforderlich ist, und daß im Sinne üblicher Bezeichnung kein Kühlerverschluß oder kein Einfüllstutzen erforderlich ist, um die Betriebssicherheit und die Wartung flüssigkeit sgekühl te r Verbrennungskraftmaschinen zu verbessern. Ferner soll es bei derartigen Einrichtungen auch möglich sein, daß in einfacher Weise der Druck schnell erreicht werden kann, bei welchem das Kühlsystem bei unterschiedlichen Druckniveaus arbeitet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs gelöst.

Die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind deshalb in einem automatisch und zwangsläufig arbeitenden Entlüftungs system zu sehen, das Bestandteil der Kühlereinrichtung ist. Ein mit einer Entlüftungsleitung mit der Atmosphäre verbundener Speicher-

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raum ist angrenzend an den Kühler angeordnet und enthält eine beträchtliche Kühlmittelmenge. Zwei getrennte Kanäle bilden eine Verbindung zwischen dem Oberteil des einen der Ausgleichsbehälter und dem Speicherraum bzw. zwischen dem Unterteil des einen Ausgleichsbehälters und dem Speicherraum. In den beiden Kanälen sind Steuerventile für die Flüssigkeitsströmung vorgesshen. Wenn der Druck in dem Ausgleichsbehälter über den vorherbestimmten Betriebsdruck aufgrund von Erwärmung und Expansion der Kühlflüssigkeit ansteigt, wird das Ventil in dem oberen Kanal geöffnet, so daß Kühlflüssigkeit und gegebenenfalls in dem Oberteil des Ausgleichsbehälters eingefangene Gasblasen in den Speicherraum gelangen können. Die Gase werden aus dem Speicherraum an die Atmosphäre abgegeben, während die Kühlflüssigkeit in dem Speicherraum gespeichert wird. Wenn sich die Kühlflüssigkeit abkühlt und zusammenzieht, wodurch der Druck in dem System unter den vorherbestimmten Betriebsdruck abfällt, wird das Ventil in dem unteren Kühlmitelkanal geöffnet, so daß Kühlmittel - aber keine Luft - aus dem Speicherraum in den Ausgleichsbehälter fließen kann. Bei einem derartigen System sind übliche druckfeste Kühlerkappen und Einführstutzen nicht erforderlich. Durch das Einfüllen von Kühlflüssigkeit in den Speicherraum wird praktisch sämtliche Luft aus dem Kühlsystem verdrängt .

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Kühlereinrichtung gemäß der Erfindung, die an einen üblichen Verbrennungsmotor angeschlossen ist;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1?

Fig. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Ventilkomponenten in Fig. 2τ

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. Ij

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Fig. 5 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Ventilkomponenten in Fig. 4?

Fig. 6 eine gegenüber Fig. 4 und 5 abgewandelte Ventileinrichtung?

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines gegenüber Fig. 1 abgewandelten Ausführungsbeijäpiels;

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 in Fig. 7;

Fig. 9, 10 und 11 ein gegenüber der oberen Ventileinrichtung in Fig. 2 und 3 abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Ventileinrichtung? und

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Kühlereinrichtung gemäß der Erfindung.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele ermöglichen Verbesserungen in Kombination mit der Kühlereinrichtung einer flüssigkeitsgekühlten inneren Verbrennungskraftmaschine» Derartige Kühlereinrichtungen enthalten einen Kühlerblock, der einen indirekten Wärmeaustausch zwischen dem in der Maschine umgewälzten flüssigen Kühlmittel und einem äußeren Kühlmittel ermöglicht, das normalerweise Luft ist. Ein derartiger Kühler enthält auch einen Einlaß-Ausgleichsbehälter, der den Einlaß des Kühlerblocks umgibt und der eine Verbindung mit dem Kühlmittelauslaß des Motors ermöglicht. Ferner umgibt ein Auslaß-Ausgleichsbehälter den Auslaß des Kühlerblocks und ermöglicht eine Verbindung mit dem Kühlmitteleinlaß der Maschine.

Gemäß der Erfindung wird ein automatisches, zwangsläufig arbeitendes Entlüftungssystem vorgesehen, das mit einer Kühlereinrichtung der beschriebenen Art als integrale Einheit zusammenarbeitet. Zu diesem Zweck findet ein flüssigkeitsdichter Speicherraum für Kühlmittel Verwendung, eine Einlaßöffnung für den Speicherraum, ein erster Kanal für eine Verbindung zwi-

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schen der Einlaßöffnung des Speicherraums und dem Oberteil eines ersten der beiden Ausgleichsbehälter, eine normalerweise geschlossene erste Ventileinrichtung zum Schließen des ersten Kanals, die geöffnet wird, wenn der Druck in dem ersten Ausgleichsbehälter mindestens einen ersten vorherbestimmten Druck erreicht, der höher als der Atmosphärendruck ist, so daß Kühlflüssigkeit und eingefangene Gasblasen aus dem Oberteil des ersten Ausgleichsbehälters durch die Einlaßöffnung in den Speicherraum gelangen können. Ferner ist eine Einrichtung zum Entlüften von Gas vorgesehen, das in den Speicherraum eintritt, eine Auslaßöffnung an dem Speicherraum, sowie ein zweiter Kanal, der einen der Ausgleichsbehälter mit der Auslaßöffnung des Speicherraums verbindet. Eine zweite Ventileinrichtung dient zum Sperren des zweiten Kanals, welche geöffnet wird, wenn der Druck in dem Kühler mindestens unter einen zweiten vorherbestimmten Druck abfällt, der geringer als der erste vorherbestimmte Druck ist, so daß Kühlmittel in dem Vorratsbehälter in den Kühler ausfließen kann. Ferner ist eine Einrichtung zum Einführen einer anfänglichen Kühlmittelmenge in den Speicherraum vorgesehen, welcher so ausgebildet ist, daß er eine anfängliche Menge von Kühlflüssigkeit aufnehmen kann, wobei die Füllhöhe über der Auslaßöffnung liegt und mindestens ein Flüssigkeitsvolumen zwischenzeitlich gespeichert werden kann, welches durch die Einlaßöffnung des Speicherraums einströmt, wenn der Druck in dem ersten Ausgleichsbehälter den ersten vorherbestimmten Druck erreicht.

Fig. lzeigt einen in gestrichelten Linien dargestellten Verbrennungsmotor 10 an sich bekannter Art, der mit einer Kühlereinrichtung gemäß der Erfindung verbunden ist. Der Auslaß 11 des geschlossenen Kühlkreises des Motors 10 ist über einen flexiblen Schlauch 12 mit dem Einlaßstutzen 13 des Ausgleichsbehälters 14 des Kühlers verbunden. Der Einlaß 15 des Kühlkreises des Motors 10 ist über einen weiteren flexiblen Schlauch 16 mit dem Auslaßstutzen 17 des Auslaß-Ausgleichbehälters 18 verbunden.

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Die Kühlereinrichtung enthält einen üblichen Kühlerblock 20 mit parallel angeordneten gerippten Kühlrohren 21, deren Einlasse 22 mit dem Innenraum des Einlaß-Auscpeichbehälters 14 verbunden sind(Fig. 2). Ein getrennter flüssigkeitsdichter Speicherraum 23 ist angrenzend an den Ausgleichsbehälter 14 vorgesehen und davon durch eine Zwischenwand 24 getrennt. Der Speicherraum 23 ist über eine Entlüftungsleitung 25 mit der Atmosphäre verbunden, an die ein üblicher Kühler-Ablaßschlauch 26 angeschlossen ist. Eine Einfüllöffnung 27 ist auf der Oberseite des Speicherraums 23 vorgesehen, die normalerweise durch einen Gewindestopfen 28 oder ein entsprechendes Einschnappglied verschlossen ist. Ein Abflußhahn 29 ist am Boden des Speicherraums 23 vorgesehen, so daß Sedimente oder überflüssige Kühlflüssigkeit abgelassen werden können. Ein zylindrischer Ventilkörper 30 mit mindestens einer Auslaßöffnung 31 erstreckt sich durch den Speicherraum23 und trägt einen Ventilsitz 32 mit einer Einlaßöffnung 33, die normalerweise durch ein Glied 34 geschlossen wird, auf dessen Stirnseite eine Dichtung 34 angeordnet ist, die in die geschlossene Lage durch eine Druckfeder 35 gedrückt wird. Die Feder 35 ist in dem Schaft 37 eines Stopfens 38 angeordnet, der eine mit Innengewinde versehene Kappe 39 aufweist, welche an einem Außengewinde 40 am äußeren Ende des Ventilkörpers angreift (Fig. 2 und 3) .

Die Dichtung 34a ist an dem Glied 34 an einem unterschnittenen Vorsprung 41 angeordnet, der durch eine Öffnung 42 in dem Zentrum der Dichtung 34a vorragt. Eine Dichtung 43 ist an der Innenseite der Kappe 39 des Stopfens 38 angeordnet, um den Stopfen 38 gegen das äußere Ende des Ventilkörpers abzudichten. Der durch die Feder 35 ausgeübte Druck kann durch Änderung der Dicke eines Abstandshalters 44 geändert werden, der in der Ausnehmung 36 in dem Schaft 37 angeordnet ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, befindet sich der Ventilkörper 30 in unmittelbarer Nähe der Oberseite des Speicherraums 23, damit irgendwelche Luft oder sonstige Gase, die in dem Ober-

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teil des Ausgleichbehälters 14 eingefangen sind, in den Oberteil des Speieherraums 23 austreten können, wenn das Ventil geöffnet wird. Um diesen Vorgang zu begünstigen, erstreckt sich eine Leitung 45 nach oben von der Einlaßöffnung 33 des Ventilkörpers und endet unmittelbar unterhalb der Oberwand 46 des Ausgleichbehälters 14.

Die Feder 35 ist derart ausgebildet, daß der Stopfen weg von dem Sitz 32 gedrückt wird, wenn der Druck in dem Ausgleichbehälter 14 über dem gewünschten vorherbestimmten Betriebsdruck in dem geschlossenen Kühlkreis ansteigt. Beispielsweise bei der Verwendung in Kraftfahrzeugen öffnet das Ventil bei einem Druck von 1 kg/cm (14 psig) sich. Wenn sich das Ventil öffnet, gelangt Luft oder Dampf in der Oberseite des Ausgleichbehälters 14 in die Oberseite des Speicherraums 23 und dann in'die Atmosphäre über die Entlüftungsleitung 25 und den Schlauch 2G. Ducch das Ventil hindurchtretendes Kühlmittel wird dagegen in dem unteren Teil des Speicherraums 23 gesammelt.

Wie aus Fig. 4 und 5 in Verbindung mit Fig. 1 ersichtlich ist, erstreckt sich ein zweiter Ventilkörper 51 durch den Speicherraum 23, der mit einem unteren Teil des Ausgleichbehälters 14 in Verbindung steht. Der Ventilkörper 51 ist mit Öffnungen 52 versehen, die eine Verbindung mit dem Innenraum des Speicherraums 23 herstellen. In einer inneren Ringschulter 53 an dem Ventilkörper 51 befindet sich eine Dichtung 54. Ein Ventilsitz 55 sitztgleitend verschiebbar auf einem Teil 56 des Ventilkörpers 51, das einen verringerten Durchmesser aufweist. Eine Druckfeder 56, die durch einen Stift 57, einen Halter 58 und eine Mutter 59 gehaltert wird, drückt ein Schließglied 60 in der Richtung eines Pfeils A gegen eine Dichtung 61 in einem Schlitz, der am inneren Ende des Ventilsitzes 55 ausgebildet ist. Ein Stopfen 62 ist mit einer Kappe 63 am äußeren Ende versehen und weist ein Innengewinde 64 auf, das an einem Außengewinde 65 am äußeren Ende des Ventilkörpers 51 angreift. In die-

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ser Lage bilden der Ventilsitz 55 und die Dichtung 54 eine hermetische Abdichtung gegen die Ringschulter 53 an dem Ventilkörper 51. Der Ventilsitz 55 ist ferner mit Öffnungen 66 versehen, die den Eintritt von Kühlflüssigkeit aus dem Speicherraum 23 in den Ausgleichbehalter 14 ermöglichen, wenn das Schließglied 60 entgegen der Wirkung der Feder 56 in die offene Lage verschoben wird, wie in Fig. 5 dargestellt ist.

Die Feder 56 ist derart ausgebildet, daß das Schließglied 60 von der Dichtung 61 in die in Fig. 5 dargestellte offene Lage abgehoben wird, so daß Kühlflüssigkeit aus dem Speicherraum 23 in den Ausgleichbehalter 14 fließen kann, wenn der Druck in dem Kühler mindestens unter einen zweiten vorherbestimmten Druck fällt, der geringer als der vorherbestimmte Betriebsdruck ist, der durch das Einlaßventil des Speicherraums in Fig. 2 und 3 bestimmt wird. Beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug kann das Auslaßventil des Speicherraums in Fig. 4 und 5 geöffnet werden, wenn der Druck in dem Kühler etwa 0,03 kg/cm (-1/2 psig) auf Grund Abkühlung und Kontraktion der Kühlflüssigkeit abfällt. Der durch die Feder 56 (zum Andrücken des Schließglieds 60 in Richtung des Pfeils A zum Schließen des Kanals 66) ausgeübte Druck kann so vorherbestimmt werden, daß das Ventil in Fig. 4 und 5 sich bei einer Druckdifferenz öffnet, die so ausreichend niedrig ist, daß das gesamte Kühlsystem des Motors bei typischen Anwendungsfällen bei Kraftfahrzeugen gefüllt werden kann, indem Kühlflüssigkeit in die Oberseite des Speicherraums 23 eingefüllt wird, so daß durch die Kühlflüssigkeit verdränge Luft in die Atmosphäre gelangt, indem entweder die Kappe 38 abgeschraubt oder indem eine besonders einstellbare obere Ventileinrichtung vorgesehen wird, wie in Verbindung mit Fig. 9 noch näher erläutert werden soll.

Fig. 6 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem die vorzugsweise federbelastete, normalerweise geschlossene Auslaß-Ventileinrichtung des Speicherraums in Fig. 4 und 5 durch eine einfachere, durch Schwerkraft betätigte, normalerwei-

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-lose offene Ventileinrichtung ersetzt ist, die aus einer Leitung 71 besteht, die mit dem Innen raum des Spei ehe rraums 23 in Verbindung steht und mit einem nach unten ragenden Teil 72 mit einem ringförmigen Sitz 73 endet. Ein Schließglied 74 mit einer Dichtung 75 ragt von einem Stift 76 in eine Öffnung 77 vor. Durch ein Stützglied 78 wird der Stift 76 in der Nähe des oberen Endes davon abgestützt, um eine Bewegung in Richtung des Pfeils C zu ermöglichen. Bei diesem Ausführungsbeispiel bleibt das Ventil in Fig. 6 offen, bis das Druckgefälle über dem Ventil so groß ist, daß die Schwerkraft überwunden wird, durch die das Ventil offengehalten wird. Dies tritt normalerweise zumindest dann auf, wenn die Kühlflüssigkeit in dem System siedet. Danach bleibt das Ventil geschlossen und der Kühlkreis des Motors steht unter Druck, bis die Temperatur der Kühlflüssigkeit etwas unter den Siedepunkt der Flüssigkeit fällt, so daß sich das Ventil in Fig. 6 öffnet. Wenn also anstelle des federbelasteten Ventils in Fig. 4 und 5 das Ventil in Fig. 6 verwandt wird, arbeitet das Kühlsystem im allgemeinen analog mit demjenigen, das in der US-PS 3 265 048 beschrieben ist.

Fig. 7 und 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Speicherraum 23 getrennt von dem Kühlerblock 20 vorgesehen ist, so daß bekannte Kühlereinrichtungen entsprechend modifiziert werden können. Die Kühlereinrichtung in Fig. 7 und besteht aus dem getrennten Speicherraum 23 mit einem Entlüftungsrohr 25 und einem Schraubverschluß 28. Das Einlaßventil des Speicherraums besteht aus einem Ventilkörper 30 mit Öffnungen 31, einem Schließglied 34 mit einer Dichtung 34a, sowie einer Druckfeder 35, die in einer Aussparung in dem inneren Ende des Schaftteils 37 einer Gewxndekappe 38 angeordnet ist, die mit einem Außengewinde 39 am äußeren Ende des Ventilkörpers 31 verschraubt ist. Der Ventilkörper 31 und die daran angeordneten Komponenten werden durch Verschraubung mit dem äußeren Ende 81 einer Leitung 82 gehaltert, die sich durch die Wand 23a des Spe icharraums 23

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in den Ausgleichbehälter 83 des Kühlerblocks 20, sowie nach oben nahezu zu der Oberseite 84 des Ausgleichbehälters 83 erstrecken. Eine Dichtung 85 und Unterlegscheiben 86 ermöglichen eine Abdichtung, um Austritt von Kühlflüssigkeit aus dem Speicherraum

23 zu verhindern. Einzelheiten der unteren Ventileinrichtung 87 sind in Fig. 7 dargestellt, entsprechen aber den Ausführungsbeispielen in Fig. 5 oder 6.

Ein anderes Ausführungsbeispiel des oberen Einlaßventils in Fig. 2 und 3 ist in den Fig. 9-11 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der durch die Feder 35 gegen das Schließglied 34 über die Dichtung 34a ausgeübte abdichtende Anlagedruck gegen den ringförmigen Ventilsitz manuell einstellbar. Der Verschlußstopfen 38 ist mit einer Axialbohrung 38a mit einem Innengewinde 91 versehen, das mit dem Außengewinde 92 auf das innere Ende einer Einstellschraube 23 aufgeschraubt ist. Durch eine geeignete Auswahl der Steigung des Gewindes 92 kann die Schraube 93 zur Einstellung des Drucks in Richtung des Pfeils D bei einer vollen Umdrehung der Schraube 93 bewegt werden. Dadurch wird der durch die Feder 35 auf die Dichtung 34a ausgeübte Schließdruck geändert, so daß das Ventil sich bei einem anderen Druck öffnet, um Luft und Kühlmittelflüssigkeit aus dem Ausgleichbehälter 14 in den Speicherraum 23 einzulassen. Der Kappenteil 93a kann mit einer Gradeinteilung versehen sein, die einstellbare Betriebsdrucke kennzeichnet. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Kappenglied so geeicht, daß die Drehlage der Schraube 93 einen Betriebsdruck von 0, 0,5, 1,0 und 1,5 kg/cm (0, 7, 14 und 21 psig) anzeigt. Die Schraube 93 wird zum Füllen in die Nullage gedreht, so daß beim Einfüllen der Kühlflüssigkeit gleichzeitig die Luft daraus verdrängt wird. In dieser Weise ist es im allgemeinen möglich, die Kühlmittelräume bekannter Kraftfahrzeuge nach dem Auffüllen während des ersten Erhitzungszyklus vollständig zu entlüften. Die Kühlflüssigkeit wird lediglich in den Speicherraum 23 durch die Öffnung 27 eingegossen.

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Der hydrostatische Druck der Flüssigkeitssäule in dem Speicherraum verursacht, daß das Auslaßventil des Speicherraums (Fig. 5 ader 6) geöffnet wird, so daß Kühlflüssigkeit in den Auslaßbehälter 14 des Kühlerblocks 20 durch die unteren Kühlrohre 21 und in den Motormantel durch den Auslaß 17 und die Leitung 16 fließt. In den Kühlerblock und in den Kühlkanälen des Motors verdrängte Luft gelangt durch den Auslaß 14 und die Leitung 12 in den Oberteil des Ausgleichbehälters 14 und schließlich durch das Einlaßventil des Speicherraums (Fig. 9-11) und in die Atmosphäre durch die Entlüftungsleitung 25. Irgendwelche kleine, in dem Motor verbleibende Luftmengen werden aus der Kühlereinrichtung während des ersten Betriebszyklus entfernt. Derselbe Effekt kann jedoch auch dadurch erzielt werden, daß die Kühlerkappe 95 (vergl. Fig. 7) bei üblichen Kühlerblocks entfernt wird oder daß ein einfaches Entlüftungsventil am Oberteil des Ausgleichbehälters 14 vorgesehen ist.

Bei dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Speicherraum 23 eine Einfüllöffnung, die normalerweise durch eine Entlüftungskappe 28a geschlossen ist. Die Einlaßöffnung ist durch eine Leitung 34 mit einer bekannten überlaufeinrichtung 35 mit einem Kühlerstützen 36 verbunden, der durch eine Kühlerkappe 37 geschlossen ist, die ein Rückschlagventil enthält, das einen Austritt von Flüssigkeit und/oder Gasen aus dem Ausgleichbehälter 14 durch die Leitung 34 in den Speicherraum verhindert, falls der Druck in dem Ausgleichbehälter 14 nicht einen ersten vorherbestimmten Druck für den Atmosphärendruck überschreitet. Ein zweites Sperrventil 51 ist in einem Unterteil des Speicherraums 23 unter dem Flüssigkeitsspiegel des Kühlmittels angeordnet. Dieses Sperrventil 51 kann entweder federbelastet wie bei dem Beispiel in Fig. 5 oder wie dem Beispiel in Fig. 6 ausgebildet sein. Das Sperrventil 51 wird geöffnet, wenn der Druck in dem Kühler mindestens unter einen zweiten vorherbestimmten Druck fällt, der geringer als der vorherbe-

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stiirante Druck ist, so daß Kühlmittel in den Speicherraum 23 in den Kühler durch eine zweite Leitung 52 fließen kann, die mit dem üblichen Ablaufhahn 53 verbunden sein kann, der auf der Unterseite des Kühlers angeordnet ist. Obwohl mit diesem Ausführungsbeispiel nicht alle erwähnten Vorteile der Erfindung erreicht werden, weil äußere Anschlüsse durchgeführt werden müssen, ergibt sich die angestrebte Arbeitsweise hinsichtlich der automatischen und zwangsläufigen Entlüftung des-Kühlers, weil das Kühlsystem praktisch vollständig mit Wasser gefüllt und Luft einfach dadurch verdrängt wird, daß die Kühlflüssigkeit von der Oberseite des Speicherraums 23 her eingegossen wird.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind deshalb keine besonderen Arbeitsvorgänge zur Entlüftung erforderlich, da eine automatische und selbsttätige Entlüftung und vollständige Ausfüllung der Kühlräume vor der Inbetriebnahme der Verbrennungskraftmaschine erfolgt, und weil geringe ehgefangene Luftmengen beim ersten Erhitzungszyklus ohne weiteres entfernt werden. Bei den erwähnten bekannten Kühlereinrichtungen sind dagegen mindestens 4-6 Erhitzungs- und Kühlzyklen erforderlich, um die Entlüftung zu bewirken. Ferner wird bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen gewährleistet, daß ein Lufteinfang während der folgenden Betriebszyklen nicht auftritt, weil immer eine Flüssigkeitssäule aus Kühlmittel einen hydrostatischen Druck an der Stelle ausübt, an der Kühlmittel in das System beim Kühlen eingesogen wird. Dadurch wird zwangsläufig vermieden, daß bei gewissen Anwendungsfällen der eingangs erwähnten Zusatzeinrichtung, bei denen Wasser in das Kühlsystem von einem Vorrat eingesogen wird, der oft an einer Stelle wesentlichunter dem Einlaßventil des Kühlers für Kühlmittel liegt. Die beschriebene Kühlereinrichtung ermöglicht ferner eine wirtschaftlichere Herstellung. Bekannte Kühlerkappen und der Einfüllstutzen, der an dem Kühler durch einen getrennten Arbeitsvorgang hergestellt werden muß, sind nicht erforderlich. Außerdem werden äußere An-

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schlußarbeiten nicht benötigt. Da das System automatisch und zwangsläufig eine Entlüftung enaöglicht, können der Kühlerblock und die Ausgleichbehälter aus billigeren und leichteren Materialien wie Aluminium anstelle von Messing hergestellt werden. Dieser Materxalaustausch ist möglich, weil durch die automatische und zwangsläufige Entlüftung die meisten Korrosionsprobleme beseitigt oder zumindest verringert werden, die vorher die Verwendung von Messing für Kühlerkonstruktionen erforderlich machten.

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Claims (1)

1. -15- 15. Juli 1975

   A-3766

   Patentan spruch

   Kühlereinrichtung für eine flüssigkeitsgekühlte Verbrennungskraftmaschine, mit einem Kühlerblock für einen indirekten Wärmeaustausch zwischen einer inneren Kühlflüssigkeit und einem äußeren Kühlmittel/ mit einem den Einlaß des Kühlerblocks umgebenden Einlaß-Ausgleichbehälter zum Anschluß an den Auslaß der Maschine, sowie mit einem den Auslaß des Kühlerblocks umgebenden Auslaß-Ausgleichbehälter zum Anschluß an den Einlaß der Maschine, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicherraum (23) vorgesehen ist, in den eine Einlaßleitung mit einer Einlaßöffnung (31) ragt, die in Verbindung mit dem Oberteil des einen Ausgleichbehälters (14) steht, daß in dieser Leitung ein normalerweise geschlossenes Ventil (32, 34) vorgesehen ist, das geöffnet wird, wenn der Druck in dem ersten Ausgleichbehälter (14) einen vorherbestimmten Druck oberhalb des Atmosphärendrucks erreicht, so daß Kühlflüssigkeit und in dem Oberteil dieses Ausgleichbehälters eingefangene Gase in den Speicherraum gelangen können, daß eine Entlüftungsleitung (25) für den Austritt dieser Gase aus dem Speicherraum (23) in die Atmosphäre vorgesehen ist, daß eine zweite Leitung auf der Unterseite des Speicherraums (23) diese mit der Unterseite eines der Ausgleichbehälter verbindet, die durch ein zweites Ventil (60; 74) verschlossen wird, welches Ventil beim Abfall des Drucks in dem Kühlerblock unter einen zweiten vorherbestimmten Druck geöffnet wird, der geringer als der erste vorherbestimmte Druck ist, so daß Kühlflüssigkeit aus dem Speicherraum (23) in den Kühlerblock (20) fließt, und daß eine Einfüllöffnung (27) zum anfänglichen Einfüllen des Kühlmittels in den Speicherraum vorgesehen ist, so daß durch die Form und Abmessungen des Speicherraums der Flüssigkeitsspiegel des anfänglich eingefüllten Kühlmittels über dem Auslaß des Speicherraums liegt und zwischenzeitlich zumindest das Kühlmittelvolumen gespeichert wird, das durch den

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   Einlaß des Speicherraums fließt, wenn der Druck in dem ersten Ausgleichbehälter den ersten vorherbestimmten Druck erreicht.

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