DE3712686A1 - Fluessigkeitskuehlsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkeitskühlsys­ tem für eine Brennkraftmaschine, bei welchem in einem geschlossenen Kreislauf Kühlflüssigkeit von einem umman­ telten Motorblock durch einen Kühler geführt ist und welche eine Ausgleichseinrichtung zum Ausgleich von durch Wärmedehnung sich ergebenden Volumenänderungen hat. Ein solches Flüssigkeitskühlsystem ist zum Beispiel in der DDR-PS 1 36 280 beschrieben.

Bei dem bekannten Kühlsystem ist, genau wie bei den heute üblicherweise in Kraftfahrzeugen vorgesehenen Kühl­ systemen, an der höchsten Stelle des Kühlsystems als Aus­ gleichseinrichtung ein Ausgleichsbehälter angeordnet, der durch einen schwankenden Füllstand durch Wärmedeh­ nung bedingte Volumenschwankungen des Kühlsystems aus­ zugleichen vermag. Weiterhin ist entweder im Ausgleichs­ behälter selbst oder über eine Leitung mit ihm verbunden ein Expansionsraum vorgesehen, der bei kleineren Druck­ schwankungen Flüssigkeitsvolumen aufzunehmen oder abzu­ geben vermag. Hierdurch wird bei normalem Betrieb ein Ansprechen des Überdruck- oder Unterdruckventils ver­ hindert, was die mechanische Belastung des Kühlsystems vermindern soll.

Das bekannte Kühlsystem ist, ebenso wie die bekannten, in Kraftfahrzeugen gebräuchlichen Kühlsysteme, aufwendig gestaltet. Insbesondere bedingt die Anordnung des Aus­ gleichsbehälters beträchtliche Kosten, da hierzu im Kraftfahrzeug eine Halterung vorgesehen und Schlauch­ leitungen verlegt werden müssen. Der bei der eingangs genannten DDR-PS 1 36 280 zusätzlich vorgesehene Expansi­ onsraum verteuert das Kühlsystem zusätzlich. Funktionell nachteilig ist, daß der Flüssigkeitsstand im Ausgleichs­ behälter beträchtlichen Schwankungen unterworfen ist, was eine Füllstandsüberwachung erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlsystem der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß es möglichst kostengünstig ausführbar ist und daß in seinem Einfüllstutzen möglichst geringe Volumenschwankungen auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausgleichseinrichtung ausschließlich durch ein Aus­ gleichsgefäß gebildet ist, welches einen ständig mit dem Kühlsystem in Verbindung stehenden, durch eine elasti­ sche Membran begrenzten Flüssigkeitsraum hat.

Gemäß der Erfindung wird das Kühlsystem für eine Brenn­ kraftmaschine vergleichbar gestaltet wie eine Heizungs­ anlage für den häuslichen Bereich. Auf einen oberhalb des Kühlers anzuordnenden Ausgleichsbehälter mit wech­ selndem Füllstand wird erfindungsgemäß völlig verzich­ tet. Ersatzweise wird ein einfach ausgebildetes, einem Ausgleichsgefäß von Heizungsanlagen entsprechendes Aus­ gleichsgefäß an einer beliebigen Stelle des Kühlsystems angeordnet. Dadurch vereinfacht sich die Gestaltung des Kühlsystems ganz wesentlich. Weiterhin wird durch das Ausgleichsgefäß für einen weitgehend konstanten Füll­ stand im Einfüllstutzen des Kühlers gesorgt, so daß die Füllstandsüberwachung einfacher ist als bei einem System mit bei normalem Betrieb schwankendem Füllstand.

Eine konstruktiv besonders einfache Ausbildung des Aus­ gleichsbehälters besteht darin, daß er halbkugelförmig ausgebildet und die Membran zwischen dem Halbkugelkörper und einem kreisförmigen Boden dichtend eingespannt ist und daß der Flüssigkeitsraum zwischen der Membran und dem Boden vorgesehen ist.

Der Ausgleichsbehälter kann bei einer Volumenzunahme im Kühlsystem dieses Volumen ohne nennenswerten Druckan­ stieg aufnehmen, wenn der Raum zwischen der Membran und dem Halbkugelkörper einen ihn mit der Atmosphäre verbin­ denden Durchlaß hat. Dadurch wird der Füllstand im Ein­ füllstutzen konstant gehalten.

Schlauchleitungen oder eine besondere Halterung für das Ausgleichsgefäß werden unnötig, wenn das Ausgleichsgefäß unmittelbar am ummantelten Motorblock angeordnet ist.

Da das erfindungsgemäße Kühlsystem keinen Ausgleichs­ behälter an der höchsten Stelle des Systems erfordert, kann man an der höchsten Stelle des Kühlers einen Ein­ füllstutzen mit einem ein Unterdruckventil und ein Über­ druckventil aufweisenden Deckel vorsehen. Hierdurch ver­ einfacht sich das System zusätzlich. Weiterhin ist der Einfüllstutzen dort angeordnet, wo man ihn beim Nach­ füllen am ehesten erwartet.

Ein automatisches Überwachen des Füllstandes des Kühl­ systems ist besonders einfach durchführbar, wenn im Einfüllstutzen eine Füllstandsüberwachungseinrichtung vorgesehen ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zu ihrer weiteren Verdeutlichung ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfin­ dungsgemäßen Flüssigkeitskühlsystems,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch einen Ein­ füllstutzen des Kühlsystems entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch ein Aus­ gleichsgefäß entlang der Linie III-III in Fig. 1.

In der Fig. 1 ist schematisch ein ummantelter Motor­ block 1 dargestellt, aus dem Kühlflüssigkeit über eine Vorlaufleitung 2 in einen Kühler 3 und von dort über eine Rücklaufleitung 4 zurück zum Motorblock 1 zu flie­ ßen vermag. An der höchsten Stelle des Kühlers 3 ist ein Einfüllstutzen 5 angeordnet, welcher mittels eines Deckels 6 verschlossen ist.

Am Motorblock 1 ist ein Ausgleichsgefäß 7 angeflanscht, welches eine ständige Verbindung mit der Kühlflüssigkeit des Kühlsystems hat.

Die Fig. 2 zeigt die Gestaltung des Einfüllstutzens 5 und des ihn verschließenden Deckels 6. In diesem Deckel 6 sind ein Überdruckventil 8 und ein Unterdruckventil 9 angeordnet. Dadurch erhält das Kühlsystem bei uner­ wünscht starkem Über- oder Unterdruck über einen Durch­ laß 10 im Deckel 6 eine Verbindung zur Atmosphäre, so daß es zu einem Druckausgleich kommen kann. Nicht darge­ stellt ist eine Füllstandsüberwachungseinrichtung, die im Einfüllstutzen 5 angeordnet sein kann, um automatisch den Kühlflüssigkeitsstand überwachen zu können.

Das in Fig. 3 vergrößert dargestellte Ausgleichsgefäß 7 besteht im wesentlichen aus einem kreisförmigen Boden 11, einem Halbkugelkörper 12 und einer zwischen dem Bo­ den 11 und dem Halbkugelkörper 12 dichtend eingespann­ ten, elastischen Membran 13. Diese Membran 13 ist in durchgezogenen Linien in derjenigen Position darge­ stellt, die sie im Betriebszustand einnimmt. Im druck­ losen Zustand liegt die Membran 13 gegen den Boden 11 an, was strichpunktiert dargestellt ist. Zwischen der Membran 13 und dem Boden 11 ist ein Flüssigkeitsraum 14 gebildet, der über ein Rohrstück 15 eine ständige Ver­ bindung mit dem Kühlsystem hat. Um zu erreichen, daß sich die Membran 13 bei einer Volumenvergrößerung der Kühlflüssigkeit möglichst leicht dehnen kann, ist in dem Halbkugelkörper 12 ein Durchlaß 16 vorgesehen, so daß die dem Flüssigkeitsraum 14 abgewandte Seite der Membran 13 ständig mit Atmosphärendruck beaufschlagt ist.

Claims (6)

1. Flüssigkeitskühlsystem für eine Brennkraftmaschine, bei welchem in einem geschlossenen Kreislauf Kühlflüssig­ keit von einem ummantelten Motorblock durch einen Kühler geführt ist und welche eine Ausgleichseinrichtung zum Ausgleich von durch Wärmedehnung sich ergebende Volu­ menänderungen hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ gleichseinrichtung ausschließlich durch ein Ausgleichs­ gefäß (7) gebildet ist, welches einen ständig mit dem Kühlsystem in Verbindung stehenden, durch eine elasti­ sche Membran (13) begrenzten Flüssigkeitsraum (14) hat.

2. Flüssigkeitskühlsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ausgleichsbehälter (7) halbkugel­ förmig ausgebildet und die Membran (13) zwischen dem Halbkugelkörper (12) und einem kreisförmigen Boden (11) dichtend eingespannt ist und daß der Flüssigkeitsraum (14) zwischen der Membran (13) und dem Boden (11) vor­ gesehen ist.

3. Flüssigkeitskühlsystem nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Raum zwischen der Membran (13) und dem Halbkugelkörper (12) einen ihn mit der Atmosphäre verbindenden Durchlaß (16) hat.

4. Flüssigkeitskühlsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgefäß (7) unmittelbar am ummantelten Motor­ block (1) angeordnet ist.

5. Flüssigkeitskühlsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der höchsten Stelle des Kühlers (3) ein Einfüllstutzen (5) mit einem ein Unterdruckventil (9) und ein Überdruck­ ventil (8) aufweisenden Deckel (6) vorgesehen ist.

6. Flüssigkeitskühlsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Einfüllstutzen (5) eine Füllstandsüberwachungseinrich­ tung vorgesehen ist.