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KüHLFLUSSIGKEITSBEHXLTER
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühlflüssigkeitsbehälter für
den Kühlflüssigkeitskreislauf einer Brennkraftmaschine von der ansonsten im Oberbegriff
des Anspruchs 1 umschriebenen Art.
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Man kennt in der Praxis Kühlflüssigkeitsausgleichsbehälter, die einen
Einfüllstutzen und einen Stutzen für die Aufnahme des überdruckventils aufweisen.
Der zweite Stutzen ist unterhalb der höchsten Stelle des Behälterinnenraums angeordnet,
so daß das überdruckventil relativ nahe über dem Niveau der Kühlflüssigkeit im Behälter
liegt. Diesem Ventil ist innerhalb des Behälters eine Entlüftungsleitung zugeordnet,
welche an der höchsten Stelle im Behälterinnern in das über dem Kühlflüssigkeitsniveau
liegende Luftpolster ausmündet.
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Die Anordnung ist so getroffen, daß das federbelastete Ventilschließglied
ausschließlich über die Entlüftungsleitung mit dem Systemdruck beaufschlagt wird,
auch wenn das überdruckventil selbst zeitweise oder ständig geodätisch unterhalb
des Kühlmittelspiegels in dem Ausgleichsbehälter liegt. Bei Zunahme des Kühl-
mittelvolumens
in dem Behälter entweicht daher lediglich die über dem Flüssigkeitsniveau in dem
Behälter liegende Luft durch die Entlüftungsleitung und das überdruckventil aus
dem Behälter, so daß Kühlmittelverluste weitgehend vermieden sind. Da die bekannten
Ausgleichsbehälter mit je einem Stutzen für das Befüllen mit Kühlmittel und für
die Unterbringung des überdruckventils versehen sind, sind diese Behälter in der
Fertigung relativ aufwendig und daher entsprechend teuer, zumal noch für jeden Stutzen
ein besonderer Verschlußdeckel vorgesehen ist. Bei solchen Behältern kann ferner
die Möglichkeit bestehen, daß zum Befüllen des Behälters von Unkundigen zunächst
der falsche Verschlußdeckel entfernt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühlmittelausgleichsbehälter
anzugeben, der kostengünstiger herzustellen ist, wobei das überdruckventil und der
Einfüllstutzen möglichst wenig über die von den Behälterwänden vorgegebene Kontur
vorstehen sollen.
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Ferner soll auf einfache Weise das richtige Vorgehen beim Befüllen
des Behälters praktisch zwangsläufig erreicht werden.
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Die Aufgabe ist bei einem Kühlflüssigkeitsbehälter der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 umschriebenen Art erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale
des anspruchs 1 gelöst. Damit sind die Voraussetzungen für eine relativ kostengünstige
Herstellung eines Kühlflüssigkeitsbehälters geschaffen, da dieser nur noch einen
Stutzen aufweist, der sowohl der Befüllung als auch der Aufnahme des Überdruckventils
dient.
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Durch die Verbindung des überdruckventils mit der innerhalb des Behälters
speziell geführten Entlüftungsleitung und mit den besonders wirkenden Abschlußmitteln
kann der Einfüllstutzen zusammen mit dem Überdruckventil so angeordnet werden, daß
jener bzw. der zugehörige Verschlußdeckel innerhalb der von den Behälterwänden vorgegebenen
Kontur liegt. Hierbei ist sichergestellt, daß - unabhängig von der Lage des überdruckventils
bezüglich des Kühlmittelniveaus im Behälter - bei der Volumenzunahme lediglich die
über der Kühlflüssigkeit liegende Luft, nicht aber Kühlflüssigkeit aus dem Behälter
entweichen kann. Da nur noch ein Stutzen vorhanden ist, sind Verwechslungen beim
Befüllen des Behälters ausgeschlossen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist in Anspruch 2 angegeben. Hiernach
ist das komplette Ventil, d.h. Ventilschließglied und Ventilsitzteil, in den Einfüllstutzen
einsetzbar und aus diesem herausnehmbar. Der Ventilsitzteil ist an der Führungshülse
angeordnet, welche gleichzeitig den stromab vom Ventil liegenden, mit der Umgebung
verbundenen Raum vom Behälterinnenraum trennt. Ansonsten sind innerhalb des Stutzens
keine besonderen Teile für das Ventil erforderlich, so daß nach Herausnahme desselben
eine durchgehende zylindrische Öffnung innerhalb des Stutzens vorhanden ist. Die
Führungshülse kann darüber hinaus mit dem Verschlußdeckel verbunden sein, wodurch
die Handhabung vereinfacht wird.
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Die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ergibt einen einfachen Aufbau und
eine sichere Funktion der einander zugeordneten Teile.
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Eine andere Ausgestaltung des Kühlflüssigkeitsbehälters ist in Anspruch
4 angegeben. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß ein den bisher verwendeten einfachen
Überdruckventilen entsprechendes Ventil zur Anwendung kommen kann. Auch bei dieser
Ausführung kann die Handhabung dadurch vereinfacht werden, daß der den zusätzlich
zur Ventilöffnung vorhandenen Durchlaß abdeckende flächige Teil mit dem Verschlußdeckel
verbunden ist, so daß beim Aufschrauben desselben gleichzeitig der Durchlaß verschlossen
wird.
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Die Maßnahme nach Anspruch 5 ergibt weitere Vorteile bezüglich der
Herstellung des Kühlmittelbehälters.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend näher erläutert
und in der Zeichnung dargestellt, die einen Ausgleichsbehälter mit in den Einfüllstutzen
eingesetztem überdruckventil und Entlüftungsleitung im Schnitt zeigt.
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In der Zeichnung ist mit 1 der Ausgleichsbehälter eines Kühlflüssigkeitskreislaufs
bezeichnet, der mit einer der Einfachheit halber nicht dargestellten flüssigkeitsgekühlten
Brennkraftmaschine verbunden ist.
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Der Kühlflüssigkeitskreislauf schließt einen Flüssigkeitskühler ein,
welcher ebenfalls nicht dargestellt ist. Anstelle des Ausgleichsbehälters kann auch
ein Sammelkasten des vorerwähnten Kühlers treten.
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Zur Verbindung des Ausgleichsbehälters 1 mit dem Kühlkreislauf ist
der Behälter mit zwei Anschlußstutzen 2 und 3 versehen, die über Schlauchleitungen
an einen
Sammelkasten des Flüssigkeitskühlers bzw. an die Umwälzpumpe
des Flüssigkeitskreislaufs angeschlossen sind.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ausgleichsbehälter
1 mit einer leicht nach oben gewölbten Deckwand 4 ausgebildet. Dadurch wird die
Festigkeit des Ausgleichsbehälters erhöht und gleichzeitig für dessen Innenraum
eine definierte höchste Stelle erhalten. Die Deckwand 4 könnte aber auch gerade
verlaufen.
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In der Deckwand 4 ist eine Einfüllöffnung 5 vorgesehen, welche von
einem mit Außengewinde versehenen, mit der Deckwand verbundenen Stutzen 6 eingefaßt
ist.
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Dieser wiederum ist durch einen aufschraubbaren Verschlußdeckel 7
verschlossen, mittels dessen innerhalb des Stutzens 6 ein Uberdruckventil 8 zur
Absicherung der Kühlanlage festlegbar ist. Der Stutzen 6 ist bezüglich der Deckwand
4 verhältnismäßig tief in den Innenraum des Behälters 1 eingezogen, wodurch auch
das Uberdruckventil 8 eine entsprechende Position bezüglich des Kühlmittelniveaus
im Behälter erhält.
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Das in den Stutzen 6 einsetzbare Ventil 8 ist als Komplett-Ventil
ausgebildet, bei dem sowohl das Ventilschließglied als auch der zugehörige Ventilsitzteil
einsetzbar bzw. herausnehmbar sind.
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Im einzelnen weist das überdruckventil 8 eine in den Einfüllstutzen
6 eingesetzte zylindrische Führungshülse 9 auf, die mit ihrem oberen Ende mittels
eines
Ringbundes 10 unter Zwischenlage einer Dichtung 11 auf dem
Rand des Stutzens 6 aufliegt und dort durch den aufgeschraubten Verschlußdeckel
7 gehalten wird. Am anderen Ende ist die Führungshülse 9 mit einem radial einwärtsgerichteten,
als Ventilsitzteil dienenden Bund 12 versehen, der eine Ventilöffnung 13 aufweist,
welcher ein Formdichtungsring 14 zugeordnet ist. Dieser liegt mit einer Dichtlippe
15 auf der inneren Stirnfläche des Bundes 12, während eine weitere Dichtlippe 16
des Formdichtungsrings 14 die untere Stirnfläche des Bundes 12 überdeckt. Die innere
Oberfläche der Führungshülse 9 weist axial durchgehende Nuten 17 auf, welche den
Bund 12 als Bohrungen 18 durchsetzen, die von der Dichtlippe 16 abgedeckt sind.
Zwischen den Nuten 17 sind Axialstege 19 belassen, welche einen Ventilkolben 20
führen, der von einer am Verschlußdeckel 7 abgestützten Feder 21 auf die Dichtlippe
15 gedrückt wird.
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In den Ringbund 10 sind radial verlaufende Nuten 22 eingearbeitet,
die je mit einer der Axialnuten 17 korrespondieren und mit ihrem radial außen liegenden
Ende mit einer Ringnut 23 im Halsteil 24 des Verschlußdeckels 7 in Verbindung stehen.
Die Ringnut 23 wiederum mündet in mehrere, gleichmäßig am inneren Umfang des Halsteils
24 eingebrachte Axialnuten 25, die unten an ihrem freien Ende in einen Ringraum
26 münden, der von einem muldenförmig eingezogenen Wandteil 27 der Deckwand 4 und
dem damit verbundenen Einfüllstutzen 6 gebildet wird. Der muldenförmige Wandteil
27 weist einen Stutzen 28 auf, der in den Ringraum 26 ausläuft und als Uberlauf
dient. Das vorbeschriebene Uberdruckventil
kann mit dem Verschlußdeckel
7 beispielsweise durch eine Schnappverbindung verbunden sein. Es wird in der eingebauten
Position gemäß der Darstellung als komplette Einheit durch den aufgeschraubten Verschlußdeckel
7 festgelegt.
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Durch den eingezogenen Wandteil 27 der Deckwand 4 wird der Einfüllstutzen
6 so weit in das Innere des Behälters 1 verlegt, daß der Stutzen 6 bzw. der aufgeschraubte
Verschlußdeckel 7 zumindest teilweise innerhalb der durch die Seitenwände und die
Deckwand 4 des Behälters 1 vorgegebenen Kontur liegt. Der Behälter 1 läßt sich daher
beispielsweise vorteilhaft in solche Kraftfahrzeuge einbauen, bei denen die Einbauverhältnisse
im Motorraum insbesondere bezüglich der Höhe relativ beengt sind. Da der Verschlußdeckel
7 in den Behälter 1 versenkt ist, kann letzterer so plaziert werden, daß seine Deckwand
4 relativ nahe an eine vorgegebene obere Begrenzungslinie, die beispielsweise durch
die Motorhaube des Kraftfahrzeugs bestimmt ist, zu liegen kommt. Diese Begrenzungslinie
ist in der Zeichnung mit der strichpunktierten Linie 29 angedeutet.
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Um zu verhindern, daß beim Überschreiten des vorgegebenen Druckes
infolge der Volumenzunahme in dem Kühlsystem Kühlflüssigkeit durch das verhältnismäßig
tief plazierte Überdruckventil 8 austreten kann, ist letzterem zweckmäßigerweise
eine Entlüftungsleitung 30 zugeordnet, deren eines Ende an der höchsten Stelle des
über dem Flüssigkeitsspiegel befindlichen Luftpolsters ausmündet. Das andere Ende
der Entlüftungs-
leitung 30 ist - gegen den Behälterinnenraum hermetisch
abgedichtet - an die in dem Ventilsitzteil 12 gebildete und von der Formdichtung
14 umschlossene Ventilöffnung 13 angeschlossen. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel
weist die Entlüftungsleitung 30 einen schräg verlaufenden Leitungsabschnitt 32 auf,
dessen unteres Ende in einen nahezu senkrechten Leitungsabschnitt 33 übergeht. Dieser
wiederum liegt mit seinem oberen Ende dicht an dem Formdichtungsring 14 an.
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Der vorbeschriebene Ausgleichsbehälter 1 ist zweckmäßig aus Kunststoff
hergestellt, wobei zunächst zwei separate Behälterteile angefertigt werden. Die
Trennfuge für beide Teile kann beispielsweise entsprechend der strichpunktierten
Linie 34 verlaufen. In diesem Fall sind die beiden Leitungsabschnitte 32 und 33
Bestandteile des oberen Behälterteils und mittels Rippen mit der Deckwand 4 und
dem muldenförmigen Wandteil 27 bzw. dessen Boden verbunden. Eine dieser Rippen ist
in der Zeichnung durch die strichpunktierte Linie 35 angedeutet. An der Verbindungsstelle
34 sind die beiden Leitungsabschnitte 32 und 33 gegen den Behälterinnenraum durch
einen Absatz 36 verschlossen, der am Boden des Behälterunterteils angespritzt ist.
Die beiden Behälterteile können beispielsweise durch Schweißung miteinander verbunden
sein.
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Zum Befüllen des Kühlflüssigkeitskreislaufs ist der Verschlußdeckel
7 zusammen mit dem kompletten Ventil 8 von dem Einfüllstutzen 6 abgenommen, so daß
die Einfüllöffnung 5 und auch das obere Ende des Leitungsabschnitts 33 frei sind.
Beim Füllvorgang bildet ein mit
dem Einfüllstutzen verbundener
zylindrischer Ansatz 38 die Einfüllbegrenzung, wobei noch die Entlüftungsleitung
30 als Syphon wirkt und hierbei ein Entweichen von Luft aus dem Luftpolster verhindert.
Nach dem Befüllen wird der Verschlußdeckel 7 mit dem Ventil 8 auf den Einfüllstutzen
6 aufgeschraubt, wobei der Formdichtungsring 14 am oberen Ende des Leitungsabschnitts
33 zur Anlage kommt und somit einen gegen das Behälterinnere abgedichteten Übergang
zwischen dem Leitungsabschnitt 33 und der Ventilöffnung 13 gewährleistet. Der Ventilkolben
20 kann daher nur über die Entlüftungsleitung 30 mit dem Systemdruck beaufschlagt
werden, die ihrerseits an der höchsten Stelle des über dem Flüssigkeitsniveau liegenden
Iuftpolsters ausmündet. Bei Volumenzunahme der Kühlflüssigkeit infolge Erwärmung
nach Inbetriebnahme des Verbrennungsmotors kann lediglich die über dem Flüssigkeitsniveau
liegende Luft über die Entlüftungsleitung 30 aus dem Behälter 1 entweichen, sobald
der Systemdruck die Kraft der Feder 21 übersteigt. Hierbei wird der Ventilkolben
20 von der Dichtlippe 15 abgehoben, und der Überdruck kann sich durch die Nuten
bzw. Kanäle 17, 22, 23, 25, 26, 28 ausgleichen. Bei Unterdruck im Behälter 1 hebt
die Dichtlippe 16 von der Führungshülse 9 ab und gibt die Bohrungen 18 frei.
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Auch bei einer sehr schnellen Volumenzunahme, die beispielsweise nach
dem Abstellen eines heißgefahrenen Verbrennungsmotors infolge eines Hitzestaus im
Motor eintreten kann, kann lediglich Luft aus dem Ausgleichsbehälter 1 austreten,
da auch bei diesem Extremfall der Ventilkolben 20 ausschließlich über die Entlüftungsleitung
30 beaufschlagt wird, so daß ein Verlust
von Kühlflüssigkeit auch
bei sehr schneller Volumenzunahme im Kühlsystem vermieden wird.
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Abweichend von dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel
kann bei einer anderen, nicht veranschaulichten Ausführung der die Ventilöffnung
enthaltende Ventilsitzteil innerhalb des Einfüllstutzens fest angeordnet sein und
das in die Ventilöffnung ausmündende Ende der Entlüftungsleitung ist ebenfalls fest
und dicht an den Ventilsitzteil angeschlossen.
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Um die Ventilöffnung herum und von dieser getrennt, aber noch innerhalb
der Begrenzung des Einfüllstutzens liegend, sind in dem Ventilsitzteil Durchlässe
zum Befüllen des Behälters vorgesehen. Diese Durchlässe sind durch ein mittels des
aufgeschraubten Verschlußdeckels festgelegtes flächiges Bauteil abgedeckt, welches
als Ring ausgebildet sein kann. Hierbei ist auch die Ventilöffnung durch das federbelastete
Ventilschließglied geschlossen. Bei Überdruck in dem Kühlsystem wird dieser durch
die Entlüftungsleitung und das Überdruckventil abgebaut, wobei wiederum nur Luft
entweichen kann.
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Bei abgenommenem Verschlußdeckel sind das Ventilschließglied und der
vorerwähnte Ring von den zugeordneten Öffnungen entfernt, so daß der Behälter befüllt
werden kann. Der Ring kann ebenso wie das Ventilschließglied mit dem Verschlußdeckel
verbunden sein.