DE3211953A1 - Einrichtung bestehend aus wasserbehaelter und expansionsgefaess, insbesondere fuer einen kuehler eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Einrichtung bestehend aus wasserbehaelter und expansionsgefaess, insbesondere fuer einen kuehler eines kraftfahrzeuges

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Description

Einrichtung "bestehend aus Wasserbehälter und Expansionsgefäß insbesondere für einen Kühler eines Kraftfahrzeuges.
Beschreibung
Die Erfindung "betrifft eine Einrichtung bestehend aus 10
Wasserbehälter und Expansionsgefäß, insbesondere für einen Wärmetauscher wie z.B. einen Kühler, der Teil eines Kühlkreislaufes eines Motors eines Kraftfahrzeuges ist, und wobei das Expansionsgefäß und der
Wasserbehälter durch Formen bzw. Gießen erhalten werden 15
und eine gemeinsame Begrenzungswand umfassen, welche eine Verbindungsöffnung und gegebenenfalls eine öffnung zur Entgasung aufweist.
Es gibt bereits eine solche Einrichtung ,bei der der Wasserbehälter und das Expansionsgefäß allgemein senkrecht angeordnet sind und der obere Abschnitt des Expansionsgefäßes die Füllöffnung für den Kreislauf aufweist, die einen Verschlußdeckel mit eingestellten Klappen für Überdruck und Unterdruck aufnehmen kann, wobei der transversale Schnitt des Expansionsgefäßes von seinem oberen Ende zu seinem unteren Ende abnimmt, um die Ausformbedingungen zu berücksichtigen, wobei sich die Verbindungsöffnung mit dem Wasserbehälter in 3Q der Nähe dieses unteren Endes befindet.
Diese bekannte Einrichtung weist verschiedene Nachteile auf. Tatsächlich muß der Deckel, der zum Schließen des oberen Endes des Expansionsgefäßes vorgesehen ist, einen Querschnitt aufweisen, der mindestens gleich dem größten, transversalen Schnitt des Expansionsgefäßes
ist, was zur Verwendung großer Deckel führt, wenn das Expansionsgefäß· einen normalen Querschnitt aufweist, oder dazu, einen Deckel mit einem Rohr zu befestigen, oder dazu, für das Expansionsgefäß einen relativ kleinen Querschnitt auszuwählen, wenn man Deckel üblicher Größe verwenden will. Es ist übrigens von Nachteil, daß der Querschnitt des Expansionsgefäßes in der Nähe der Verbindungsöffnung mit dem Wasserbehälter zu seinem Ende hin abnimmt, da sich ein Fehlen an Flüssigkeit in dem Kühler durch ein viel schnelleres Absinken des Pegels an diesem Ende des Expansionsgefäßes zeigt, gegebenenfalls bis zu der Verbindungsöffnung mit dem Wasserbehälter.
Ferner führt ein relativ geringer Querschnitt des .unteren 1^ Endes des Expansionsgefäßes zu einer viel größeren Zirkulationsgeschwindigkeit der Flüssigkeit in diesem Bereich,wobei die Gefahr besteht, daß Luftblasen durch die untere Verbindungsöffnung mit dem Wasserbehälter aufgenommen werden und eine schlechte Entgasung der Flüssigkeit erhalten wird.
Die Erfindung ist darauf gerichtet, diese Nachteile zu vermeiden.
2^ Erfindungsgemäß wird deshalb eine Einrichtung bestehend aus Wasserbehälter und Expansionsgefäß der beschriebenen Art geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Expansionsgefäß einen transversalen Schnitt aufweist, welcher fortschreitend von einem seiner Enden zum anderen
zunimmt, an seinem engsten Ende mit einer Füllöffnung abschließt und am gegenüberliegenden,dem größten Ende durch einen angefügten Deckel verschlossen ist.
Erfindungsgemäß kann man den Querschnitt des Expansionsgefäßes unabhängig von demjenigen der Füllöffnung machen,
was ermöglicht, das Expansionsgefäß durch einen Stöpsel üblicher Größe zu schließen und die Öffnung in beliebiger Weise in bezug auf die Achse des Expansionsgefäßes anzuordnen.
Infolge davon nimmt der transversale Querschnitt des Expansionsgefäßes von dem Ende, -welches die Füllöffnung aufweist, zu dem gegenüberliegenden oder unteren Ende derart zu, daß sich ein Fehlen an Flüssigkeit im Kreislauf durch ein relativ langsames Absenken des Flüssigkeitspegels in dem unteren Abschnitt des Expansionsgefäßes bemerkbar macht und die Zirkulationsgeschwindigkeit der Flüssigkeit wird verringert, was die Entgasung verbessert, indem die Wiederaufnahme von Luftblasen durch die untere Öffnung vermieden wird.
Gemäß anderen Merkmalen der Erfindung kann der angefügte Deckel ausgebildet sein,um verschiedene zusätzliche Funktionen zu erfüllen, wie z.B. einen Befestigungsstift auf seiner Außenseite aufweisen, eine Anzeigeeinrichtung für in dem Expansionsgefäß fehlende Flüssigkeit aufnehmen, eine Einrichtung zum Leeren oder auch einen Stöpsel mit eingestellten Klappen für das Expansionsgefäß bilden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische, vertikale Teilschnitt-
darstellung einer Einrichtung bestehend aus
Wasserbehälter und Expansionsgefäß nach der Erfindung,
Fig. 2 eine dem unteren Teil der Fig. 1 ent-35
sprechende Ansicht einer jedoch anderen Ausführ ung sf orm ,
Fig- 3 eine Darstellung gemäß Fig. 2 einer v/eiteren
Ausführungsform, und
Fig. 4 eine den Figuren 2 und 3 entsprechende Darstellung einer wiederum anderen Ausführungs
form der Erfindung.
Die aus Wasserbehälter 10 und Expansionsgefäß 11 "bestehende und in Fig. 1 dargestellte Einrichtung ist als ein einziges Stück aus Kunststoff geformt, wobei das Expansionsgefäß rohrförmig mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und von dem Wasserbehälter 10 durch eine Wand 12 getrennt ist, v;elche im oberen Abschnitt eine Öffnung 13 zum Entgasen und im unteren Abschnitt eine Verbindungsöffnung 14-
!5 zwischen dem Wasserbehälter 10 und dem Expansionsgefäß aufweist.
Bei diesem Beispiel weist die Einrichtung eine im allgemeinen senkrechte Anordnung auf, d.h., daß die Längsachse 15 des Expansionsgefäßes 11 im wesentlichen vertikal verläuft. Diese Einrichtung könnte jedoch auch in einer im allgemeinen horizontalen Anordnung sein.
Das obere Ende 16 des Expansionsgefäßes 11 bildet eine Einfüllöffnung, welche auf ihrer Außenfläche beispielsweise ein Gewinde aufweist, wodurch die Öffnung 16 mit einem herkömmlichen Verschlußdeckel geschlossen werden kann, welches üblicherweise mit eingestelltem Überdruck- und Unterdruckklappen versehen ist. Die Einfüllöffnung 16 erstreckt sich über den Wasserbehälter 10 hinaus, wobei sie in bezug auf die Achse 15 gegenüber dieser versetzt oder geneigt sein kann und mit dem Expansionsgefäß 11 über eine Erweiterung 17 verbunden ist. Der transversale Querschnitt des Expansionsgefäßes nimmt nach und nach, wenn auch in relativ geringem Maße, von seinem oberen Ende zu seinem unteren Ende 18 hin zu, welches dicht mittels eines
Deckels 19 geschlossen ist, welcher in geeigneter Weise befestigt ist. Die Zunahme des transversalen Querschnittes des Expansionsgefäßes von seinem Ende 16 zu seinem Ende 18 erlaubt, ein solches Gefäß durch Formen mittels eines Formdornes oder Formkernes zu erzielen, welchen man aus dem Ende 18 herausziehen kann- Wie vorher angegeben ist die Erweiterung des Expansionsgefäßes 11 am unteren Abschnitt vorteilhaft, um eine minimale Flüssigkeitsmenge in dem Expansionsgefäß aufrechtzuerhalten und sie erlaubt ebenfalls die Entgasung zu verbessern, d.h. die Trennung der Luftblasen von dem Wasser in dem Expansionsgefäß 11, in dem die Zirkulationsgeschwindigkeit der Flüssigkeit im unteren Abschnitt des Expansionsgefäßes 11 verringert und eine Wiederaufnahme der Luftblasen durch die Öffnung i4 vermieden wird.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform weist der Deckel 19T welcher das untere Ende 18 des Expansionsgefäßes 11 schließt, einen Befestigungszapfen oder -Finger 20 auf, welcher von der Außenseite 21 des Deckels 19 hervorsteht.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform bildet der Deckel 30, welcher das untere Ende 18 des Expansionsgefäßes 11 schließt, die Halterung für einen Flüssigkeit smangelanzeiger in dem Expansionsgefäß, welches einen Schwimmer 31 und einen elektrischen Magnetschalter 32 aufweist, wie z.B. eire Eeed-Eöhre.
Die Reed-Eöhre 32 ist in einem rohrförmigen Stutzen 33
angeordnet, der einen oberen, geschlossenen Boden 35 aufweist und von dem Boden 34 des Deckels 30 abhängt und sich senkrecht ins Innere des Expansionsgefäßes 11 erstreckt. Die Kontaktlame11en 36, die in der Röhre 32 ent-35
halten sind, sind über Leiter 37 mit Verbindungsklemmen 38 verbunden, welche von einem in dem rohrförmigen Stutzen
■-: " -:-.-: :..:.:-- 321 I953 & AO
05 eingepaßtem Teil 39 gehalten sind.
Der Schwimm ei' öl in der Form eines Ringes trägt einen Permanentmagnet 40 und umgibt den oberen Teil des Stutzens 33 derart, daß er senkrecht um diesen gleiten kann. Seine Verschiebung ist durch untere Anschläge 41 und obere Anschläge 42 begrenzt, welche von einem hervorstehenden Rand des oberen Endes des Stutzens .33 gebildet v/erden, wobei dieses obere Ende derart gespalten ist, daß der Schwimmer 31 durch Zusammendrücken in seiner Lage 31 montiert v/erden kann.
Es ist ersichtlich, "daß der Schwimmer normalerweise an den oberen Anschlägen 42 anliegt, wenn die Flüssigkeit das Expansionsgefäß 11 bis zum normalen Pegel füllt, daß jedoch der Schwimmer 31 bis auf die Höhe der Reed-Röhre 32 im Falle fehlender Flüssigkeit in dem Expansionsgefäß 11 absinken und dann durch den Magnet 40 das Öffnen (odor je nach dem das Schließen) des durch diese Röhre gebildeten Schalters steuern und damit ein Warnsignal oder eine Anzeige erzeugen kann.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform umfaßt das untere Ende 51 des Expansionsgefäßes 50 das Auslaßrohr 52 des Wärmetauschers,und die Wand 53? welche das Expansionsgefäß 50 und den Wasserbehälter 54 voneinander trennen, weist eine Verbindungsöffnung 55 gegenüber des Ausflusses des Auslaßrohres 52 auf.
Der Deckel 56, der das untere Ende 51 des Expansionsgefäßes 50 schließt, umfaßt einen oberen Boden 57 in kreisförmiger Form und einen unteren Boden 58 ebenfalls in kreisförmiger Form, welche miteinander durch einen axialen Schacht 59 verbunden sind, der im wesentlichen zylindrischer Form und an seinem oberen Ende geschlossen ist und mit seinem unteren Ende außerhalb des Deckels 56 mündet.
Dieses untere Ende ist durch einen zylindrischen Stöpsel
60 verschlossen, welcher beispielsweise in das Innere des Schachtes 59 eingeschraubt sein kann und dann eine Öffnung
61 in dessen Wand schließt. Der obere Boden 57 des Deckels b 56 weist ebenfalls eine hindurchgehende öffnung 62 auf, welche eine kleinere Abmessung als diejenige der Öffnung 55 in der Trennwand 53 oder als diejenige des Auslaßrohres 52 des Austauschers hat.
Beim Normalbetrieb ist die Öffnung 61 durch den Stöpsel 60 geschlossen, welcher ebenfalls das untere Ende des Schachtes 59 dicht mittels einer Ringdichtung 63 schließt. Die den Wasserbehälter 5^ verlassende Flüssigkeit geht durch die Öffnung 55 hindurch, strömt um den Schacht 59 und erreicht das Auslaßrohr 52. Die Öffnung 62 des oberen Bodens 57 cles Deckels 56 ermöglicht, daß das Expansionsgefäß 50 seine normale Funktion erfüllt.
Um den Austauscher zu leeren, reicht es, den Stöpsel 60 herauszuschrauben, und die in dem Austauscher enthaltene Flüssigkeit kann durch die Öffnung 61 in den Schacht 59 gelangen und nach außen durch das untere Ende des Schachtes strömen.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist der Deckel 70, welcher das untere Ende 71 cles Expansionsgefäßes 72 schließt, auf dieses Ende aufgeschraubt und schließt es dicht mittels eines Dichtungsringes 73· Der Deckel 70 ist von zylindrischer Form mit kreisförmigem Querschnitt und weist einen unteren Boden 7^ und einen oberen Boden 75 auf, welcher durch eine kreisförmige Platte gebildet ist, welche auf dem oberen Schnitt des zylinderförmigen Kanteis 76 des Stöpsels 70 ruht und in Anlage an eine innere Schulter 77 cLes Expansionsgefäßes 72 gedrückt ist, wobei eine Dichtung 78 dazwischen angeordnet ist.
* Al
Die kreisförmige Platte 75 ist mit einer mittigen Öffnung 79 ausgebildet, welche durch eine Scheibe 80 aus Gummi oder einem ähnlichen Material geschlossen ist, wobei auf ihr eine Platte 81 ruht, an der sich das Ende einer Feder 82 abstützt, deren anderes Ende gegen ein Stück 83 drückt, welches mit der kreisförmigen Platte 75 fest verbunden ist.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Teil 83 zylinderförmig und weist Queröffnungen 84 auf, jedoch könnte es auch eine andere, geeignete Form haben.
Die Scheibe 80 und die Platte 81 sind mit einer mittigen Öffnung ausgebildet, durch die die Stange 85 einer Klappe
1S hindurchgeht, deren unterer Kopf 86 die mittige Öffnung der Scheibe 80 aus Gummi schließen kann und deren Fuß 87 die Abstützung eines Endes einer Feder 88 bildet, die die Stange 85 der Klappe umgibt, und deren anderes Ende sich an der Platte 81 abstützt, um sie nach unten
^O zu drücken.
Der Zylindermantel 76 des angefügten Stöpsels 76 weist einen quer verlaufenden Schlitz oder Fenster 89 auf, welche sich im wesentlichen gegenüber einer Öffnung 90 befindet, die in der Wand 91 ausgebildet ist, welche das Expansionsgefäß 72 von dem Wasserbehälter 92 der erfindungsgemäßen Einrichtung trennt.
Die Klappeneinheit für Überdruck und Unterdruck, welche
beschrieben wurde, arbeitet auf die folgende Weise:
Im Falle eines relativen Überdruckes in dem Expansionsgefäß 72, d.h., wenn der Druck in dem Expansionsgefäß höher als derjenige in dem Wasserbehälter 92 ist, wird
eine nach unten gerichtete Gesamtkraft auf die Klappe
ψ AS
85 ausgeübt. Wenn diese Kraft größer als die entgegengesetzte Kraft der Feder 88 ist, bewegt sich die Klappe 85 nach unten und ihr Kopf 86 gibt die mittige Öffnung der Scheibe 80 derart frei, daß eine Verbindung zwischen dem Expansionsgefäß und dem Wasserbehälter hergestellt wird und Flüssigkeit in den Wasserbehälter strömen kann.
Im Gegensatz, -wenn ein relativer Überdruck in dem Wasserbehälter 92 vorliegt, wird eine nach oben gerichtete Gesamtkraft auf die Scheibe 80 aus Gummi ausgeübt. Wenn diese Kraft größer als die Gegenkraft der Feder 82 ist, hebt sich die Scheibe 80 an und entfernt sich von der Platte 75, wobei die mittige Öffnung 79 dieser Platte freigegeben wird, derart, daß dann eine Verbindung
1^ zwischen dem Wasserbehälter und dem Expansionsgefäß vorliegt und die Flüssigkeit von dem Wasserbehälter in das Innere des Expansionsgefäßes strömen kann.
Selbstverständlich weist bei dieser Ausführungsform das Expansionsgefäß 72 keine Öffnung zur Entgasung im oberen Teil der Trennwand 91 auf, und ihr oberes Ende wird nicht durch einen mit Klappen für Über- und Unterdruck versehenen Decke verschlossen, sondern durch einen einfachen Deckel, welcher eine Belüftungsöffnung oder eine Verbindung mit der Umgebungsatmosphäre aufweist.

Claims (12)

  1. GRUNECKER. KlNKELDEY. STOCKMAIFi & PARTNER Patentanwälte
    C.·'·' κ «if.HtjMAMN
    Γ J" C. tlL/OLfJ .μ
    Mit A-.3"MAS?,F
    10
    VALEO
    Societe Anonyme IPrancaise
    6A-, avenue de la Grande Armee
    7584-8 Paris Cedex 17, Prankreich
    :—"
    PH 17 042-46/L
    Einrichtung bestehend aus Wasserbehälter und Expansionsgefäß,insbesondere für einen Kühler eines Kraftfahrzeuges.
    25
    Patentansprüche
    Einrichtung bestehend aus einem Wasserbehälter und einem Expansionsgefäß, insbesondere für Kühler bei Kraftfahrzeugen, wobei das Expansionsgefäß und der Wasserbehälter durch !Formen bzw. Gießen erhalten werden und voneinander durch eine Wand getrennt sind, welche eine Verbindung söffnung und gegebenenfalls eine Öffnung für die Entgasung aufweist, und wobei das Expansionsgefäß einen transversalen Querschnitt hat, welcher fortschreitend von einem der Enden zum anderen zunimmt, dadurch ge-
    kennzeichnet, daß das Expansionsgefäß (11;50; 72) an seinem engsten Ende (16) mit einer Füllöffnung abschließt, während sein weitestes Ende (13) mit einem angesetzten Deckel (19;30;56;7O) verschlossen ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Deckel (19) einen Stift oder Finger zur Befestigung (20) aufweist, der von seiner äußeren Fläche (21) vorspringend ausgebildet ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Deckel (30) einen in das Innere des Expansionsgefäßes (11) weisenden Stutzen (33) aufweist,der zur Aufnahme einer Nachweiseinrichtung (31i
    32) für fehlende Flüssigkeit in dem Expansionsgefäß ausgebildet ist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3? dadurch 'gekennzeichnet , daß der Stutzen (33) einen geschlossenen Boden (35) aufweist und einen magnetisch steuerbaren Schalter (32) enthält und von einem einen Magnet (40) tragenden Schwimmer (31) umgeben ist, welcher in Längsrichtung des Stutzens (33) verschiebbar befestigt ist.
  5. ° 5· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Deckel (56) .eine Einrichtung ■ zum Leeren aufweist.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Einrichtung zum Leeren eine Verbindung zwischen dem Wasserbehälter (54) und dem Expansionsgefäß (50) einerseits und dem Wasserbehälter (54) und dem Ausgangsrohr (52) des Kühlers andererseits bildet
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Leeren
    rohrförmig mit geschlossenen Böden (57,58) ausgebildet ist, daß die Wand (58) des äußeren Bodens einen ein Gewinde aufweisender Stutzen (59) umfaßt, in den ein abdichtender Stöpsel (60) eingeschraubt ist, und daß die V/and (57) des inneren Bodens eine Öffnung (62) zur "Verbindung mit dem Expansionsgefäß aufweist.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Deckel (70) einen Stöpsel mit einem Tarierungsventil für das Expansionsgefäß (72) bildet.
  9. 9- Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Stöpsel (70) rohrförmig nit geschlossenen Böden (74,75) ist, wobei die Rohrumfangswand (76) eine Verbindungsöffnung (89) mit dem Wassergefäß und die Wand (75) des unteren Bodens eine Verbindungsöffnung mit dem Expansionsgefäß (72) auf v/eist, die mit einer Ventileinheit für Über- und Unterdruck verschlossen ist.
  10. 10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Einfüllöffnung (16) des Expansionsgefäßes durch eine Verengung (17) des engsten Endes des Expansionsgefäßes (11) gebildet ist.
  11. 11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Expansionsgefäß (11;50;72) und der Wasserbehälter (iO;5zl-;92) einstückig durch Gießen bzw. Formen gebildet sind, wobei das weiteste Ende (18;51;71) cLes Expansionsgefäßes (10; 5>O;72) die Öffnung zum Herausziehen eines Formdornes
    oder .Formkernes bildet.
    35
  12. 12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Wasserbehälter (10;54;92) und das Expansionsgefäß (11;5O;72) allgemein vertikal angeordnet sind und daß der angesetzte Deckel (19;3O;56;7O) das untere Ende (18;5'1;7Ί) des Expansionsgefäßes (11;5O;72) schließt.
    13- Wärmetauscher, insbesondere Kühler für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet , daß er eine Einrichtung bestehend aus einem Wasserbehälter und einem Expansionsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfaßt.
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