DE4215189C2 - Degassing device for a cooling system of a motor vehicle internal combustion engine - Google Patents
Degassing device for a cooling system of a motor vehicle internal combustion engineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Entgasungseinrichtung für eine Kühlanlage eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors mit einem von unten an den Boden eines Ausdehnungsbehälters aus Kunststoff dichtend befestigbaren Gehäuse aus Kunststoff, das einen Zu laufanschluß und einen Rücklaufanschluß aufweist und das ein Schwimmerventil enthält, welches ein Schwimmergehäuse und einen darin geführten Schwimmer aufweist, an dessen Oberseite ein Ventilkörper ausgebildet ist, der eine Gehäuseöffnung freigibt oder verschließt, die in Strömungsverbindung mit dem Ausdeh nungsbehälter steht.The invention relates to a degassing device for a Cooling system of a motor vehicle internal combustion engine with one of at the bottom of a plastic expansion tank sealingly attachable housing made of plastic, which is a Zu has run connection and a return connection and the one Float valve contains which one float housing and one has float guided therein, on the top of a Valve body is formed, which releases a housing opening or seals that in fluid communication with the expansion container.
Das Funktionsprinzip einer Entgasungseinrichtung der eingangs genannten Art ist durch die DE 689 09 897 T2 bekannt. Bei einer praktischen Verwirklichung dieser Entgasungseinrichtung ist der Ausdehnungsbehälter einteilig an einem seitlichen Wasserkasten eines Kühlers angeformt. Bei der Montage des Kühlers wird das Gehäuse der Entgasungseinrichtung zunächst mit dem Schwimmerge häuse und dem Schwimmer versehen, die als Einzelelemente be reitgehalten werden müssen, wonach das Gehäuse an dem Boden des Ausdehnungsbehälters in einer exakt ausgerichteten Position an geschweißt wird, damit der Ventilkörper an der Oberseite des Schwimmers exakt der von ihm freizugebenden oder zu verschlie ßenden Gehäuseöffnung zugeordnet ist.The principle of operation of a degassing device at the beginning mentioned type is known from DE 689 09 897 T2. At a practical implementation of this degassing device Expansion tank in one piece on a side water tank molded on a cooler. When installing the cooler, it will Housing of the degassing device first with the float housing and the float provided as individual elements must be kept clean, after which the housing on the bottom of the Expansion tank in a precisely aligned position is welded so that the valve body at the top of the Schwimmers exactly the one to be released or locked ß the housing opening is assigned.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entgasungsein richtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Montage erleichtert und Montagefehler mit hoher Sicherheit aus geschlossen werden.The invention has for its object a degassing direction of the type mentioned so that the Assembly facilitates and assembly errors with high security getting closed.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Schwimmergehäuse mit dem Schwimmer eine den Schwimmer unverlierbar aufnehmende Un terbaugruppe bildet, die mit dem Gehäuse zu einer vormontierten Baueinheit zusammengefügt ist, wobei das Schwimmergehäuse das Gehäuse auf der dem Boden des Ausdehnungsbehälters zugewandten Seite dicht verschließt und in diesem Bereich mit einem Deckel versehen ist, der die dem Ventilkörper des Schwimmers zugeord nete Ventilöffnung aufweist.This object is achieved in that the float housing with the swimmer an un captive the swimmer terbaugruppe that forms with the housing to a pre-assembled Unit is assembled, the float housing the Housing on the bottom of the expansion tank Seals tightly and in this area with a lid is provided, which is assigned to the valve body of the float Nete valve opening.
Die erfindungsgemäße Ausbildung führt zu mehreren Vorteilen. Zunächst ist der Aufwand bei der Fertigstellung des Kühlers deutlich geringer, wobei vor allem auch die Produktionssicher heit erhöht wird. Da das Gehäuse mit dem vollständigen Schwim merventil eine vormontierte Bauart bildet, ist die Gefahr eines Fehlers bei der Montage - beispielsweise durch Weglassen eines Elementes - weitgehend ausgeschlossen. Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, daß bei der Fertigung des Kühlers weniger Bauteile bereitgehalten werden müssen, so daß der logistische Aufwand verringert wird. Bei der Kühlerfertigung braucht nur noch die komplett vormontierte und bereits vorher kontrollierte Baueinheit bereitgehalten werden, d. h. nicht mehr mehrere ein zelne Elemente. Da der Ventilkörper des Schwimmers mit einer Ventilöffnung des Deckels der vormontierten Baueinheit zusam men arbeitet, muß die Baueinheit nicht mit engen Toleranzen zu dem Boden des Ausdehnungsbehälters ausgerichtet und an diesem angeschweißt werden. The training according to the invention leads to several advantages. First is the effort involved in completing the cooler significantly lower, especially the production reliability unit is increased. Since the housing with the complete swim If the valve is a pre-assembled type, there is a risk of Assembly errors - for example, by omitting one Elementes - largely excluded. Furthermore results the advantage that less in the manufacture of the cooler Components must be kept ready so that the logistic Effort is reduced. In radiator production only needs still the completely pre-assembled and already checked Unit are available, d. H. no more one individual elements. Since the float valve body with a Valve opening of the cover of the pre-assembled unit together men works, the unit does not have to close tolerances aligned with the bottom of the expansion tank and this be welded on.
In vorteilhafter Weise wird bei einer Ausführungsform, bei welcher das Gehäuse an den Boden des Ausdehnungsbehälters an geschweißt wird, vorgesehen, daß der Deckel des Schwimmerge häuses auf der dem Ventilkörper abgewandten Seite mit einer die Ventilöffnung umgebenden, muffenartigen Verlängerung versehen ist. Diese muffenartige Verlängerung legt sich bei der Montage des mit dem Schwimmerventil eine Baueinheit bildenden Gehäuses an den Boden des Behälters an und umgibt dabei die in dem Be hälterboden vorgesehene Öffnung. Dabei können relativ große Toleranzen zugelassen werden, ohne daß dadurch die Funktion des Schwimmerventils gestört ist.Advantageously, in one embodiment, at which attaches the housing to the bottom of the expansion tank is welded, provided that the lid of the float housing on the side facing away from the valve body with a Provide the valve opening surrounding the sleeve-like extension is. This sleeve-like extension stops during assembly of the housing forming a structural unit with the float valve to the bottom of the container and thereby surrounds those in the loading opening provided. It can be relatively large Tolerances are allowed without the function of Float valve is disturbed.
In zweckmäßiger Ausgestaltung wird weiter vorgesehen, daß der Deckel mittels einer Rastverbindung an dem Schwimmergehäuse gehalten ist. Dadurch ergibt sich eine einfache Vormontage.In an advantageous embodiment it is further provided that the Cover by means of a snap connection on the float housing is held. This results in a simple pre-assembly.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Schwimmergehäuse mittels einer Rastverbindung in dem Ge häuse gehalten ist. Damit ergibt sich auch eine einfache Mon tage der Unterbaugruppe aus Schwimmergehäuse und Schwimmer in dem Gehäuse. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird vor gesehen, daß das Schwimmergehäuse mit einem umlaufenden Flansch versehen ist, der in eine umlaufende Nut des Gehäuses einge rastet ist.In a further embodiment of the invention it is provided that the float housing by means of a snap connection in the Ge housing is held. This also results in a simple mon days of the subassembly consisting of float housing and float in the housing. In an advantageous embodiment, before seen that the float housing with a circumferential flange is provided, which is inserted into a circumferential groove of the housing snaps.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Aussparung für den Deckel des Schwimmergehäuses und der Flansch des Schwimmergehäuses wenigstens annähernd in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Dadurch wird eine nach der Montage in sich sehr stabile Konstruktion geschaffen, so daß die Gefahr eines ungewollten Lösens einer der beiden Rastver bindungen mit hoher Sicherheit ausgeschlossen wird.In a further embodiment of the invention it is provided that the recess for the lid of the float housing and the Flange of the float housing at least approximately in one common level are arranged. This makes one after the Assembly created in itself very stable construction, so that the risk of unintentional loosening of one of the two latches bindings are excluded with high security.
Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Gehäuse mittels einer Rastverbindung an dem Boden des Ausdehnungsbehälters gehalten ist. Bei dieser Ausführungsform entfällt ein Schweißen, so daß die Montage weiter vereinfacht ist. In another embodiment of the invention, that the housing by means of a snap connection to the bottom of the Expansion tank is held. In this embodiment there is no welding, so that assembly is further simplified is.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung weiter erläutert.An embodiment of the invention is based on the following description of the drawing explained further.
Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch ein Gehäuse, das mit einem Schwimmerventil eine vormontierte Baueinheit bildet, die zu einer Entgasungseinrichtung einer Kühlanlage eines Kraftfahrzeugmotors gehört, und Fig. 1 shows a vertical section through a housing which forms a preassembled unit with a float valve, which is part of a motor vehicle engine to a degassing a cooling system, and
Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine weitere Ausführungsform, bei welcher das Gehäuse der Entgasungseinrichtung mittels einer Rastverbindung an dem Boden eines Ausdehnungsbehälters gehalten ist. Fig. 2 is a partial section through a further embodiment, in which the housing of the degassing device is held on the bottom of an expansion tank by means of a latching connection.
Das in der Zeichnung dargestellte Gehäuse (10), das aus einem Kunststoff, beispielsweise einem Polyamid, besteht, besitzt eine im wesentlichen zylindrische Gestalt, bei welcher ledig lich eine Ausformschräge berücksichtigt ist. Das Gehäuse (10) ist nach oben hin offen und mit einem umlaufenden Ringbund (11) versehen, der in axialer Richtung von einem Flansch (12) be grenzt wird. Mit dem Ringbund (11) wird das Gehäuse (10) an den gestrichelt dargestellten Boden (13) eines Ausdehnungsbehälters angeschweißt. Dieser Ausdehnungsbehälter besteht aus dem glei chen Kunststoffmaterial wie das Gehäuse (10). Der Ausdehnungs behälter ist in nicht näher dargestellter Weise einteilig mit einem seitlichen Wasserkasten eines ebenfalls nicht darge stellten Kühlers einer Kühlanlage eines Kraftfahrzeugverbren nungsmotors hergestellt. Das Gehäuse (10) ist mit einem Zulauf (14) und einem Rücklauf (15) versehen, die in der Zeichnung jeweils nur mit Pfeilen angedeutet sind.The housing ( 10 ) shown in the drawing, which consists of a plastic, for example a polyamide, has a substantially cylindrical shape, in which only a draft angle is taken into account. The housing ( 10 ) is open at the top and provided with a circumferential ring collar ( 11 ) which is delimited in the axial direction by a flange ( 12 ). With the collar ( 11 ), the housing ( 10 ) is welded to the bottom ( 13 ) of an expansion tank shown in broken lines. This expansion tank consists of the same chen plastic material as the housing ( 10 ). The expansion tank is made in one piece in a manner not shown with a side water tank of a cooler not shown Darge a cooling system of a motor vehicle combustion engine. The housing ( 10 ) is provided with an inlet ( 14 ) and a return ( 15 ), which are only indicated by arrows in the drawing.
Das Gehäuse (10) stellt mitsamt einem Schwimmerventil (16) eine vorgefertigte Baueinheit dar, d. h. das Gehäuse (10) wird mit dem Schwimmerventil (16) vormontiert, bevor das Gehäuse (10) an den Boden (13) des Ausdehnungsbehälters angeschweißt wird. The housing ( 10 ) together with a float valve ( 16 ) is a prefabricated structural unit, ie the housing ( 10 ) is preassembled with the float valve ( 16 ) before the housing ( 10 ) is welded to the bottom ( 13 ) of the expansion tank.
Das Schwimmerventil (16) besitzt ein Schwimmergehäuse (17), das ebenfalls aus Kunststoff besteht. In dem nach oben offenen Schwimmergehäuse (17) ist ein Schwimmer (18) angeordnet. Der Schwimmer (18) ist unten mit einem Ansatz (19) versehen, der einen kreuzförmigen Querschnitt hat und der in einer Bohrung des Bodens des Schwimmergehäuses (17) geführt ist. Zusätzlich ist der Schwimmer auf seinem Außenumfang mit Noppen (20) ve rsehen, die mit geringem Abstand den Seitenwandungen des Schwimmergehäuses (17) gegenüberliegen.The float valve ( 16 ) has a float housing ( 17 ), which is also made of plastic. A float ( 18 ) is arranged in the upwardly open float housing ( 17 ). The float ( 18 ) is provided at the bottom with an extension ( 19 ) which has a cross-shaped cross section and which is guided in a bore in the bottom of the float housing ( 17 ). In addition, the float is provided on its outer circumference with knobs ( 20 ), which are opposite the side walls of the float housing ( 17 ) at a short distance.
In das nach oben offene Schwimmergehäuse (17) ist ein Deckel (21) eingesetzt, der ebenfalls aus Kunststoff besteht. Der Deckel (21) besitzt eine im wesentlichen scheibenförmige Ge stalt. Sein Rand ist mit einer Rastprofilierung (22) versehen, mit der er hinter einer Rastprofilierung (23) des Schwimmerge häuses (17) verrastet ist. Die Rastprofilierungen (22, 23) sind so gestaltet, daß ein zu weites Hineindrücken des Deckels (21) in das Schwimmergehäuse (17) ausgeschlossen ist, d. h., daß gegen dieses Hineindrücken ein Anschlag gebildet ist. Der Deckel (21) ist mit einer Ventilöffnung (24) versehen, der ein kegelförmig spitz zulaufender Ventilkörper (25) des Schwimmers (18) zuge ordnet ist. Auf der dem Ventilkörper (25) abgewandten Seite ist der Deckel (21) mit einer die Ventilöffnung in größerem Abstand umgebenden muffenartigen Verlängerung (26) versehen. Die Stirn seite dieser muffenartigen Verlängerung (26) ist mit einer um laufenden, schneidenartig zugespitzten Rippe (27) versehen. Beim Anbringen des Gehäuses (10) an dem Boden (13) des Ausdeh nungsbehälters legt sich die muffenartige Verlängerung (26) mit der Rippe (27) von außen gegen den Boden (13) an. Dieser Boden (13) ist in diesem Bereich mit einer Öffnung (28) versehen, die in etwa in axialer Verlängerung zur Ventilöffnung (24) liegt.A cover ( 21 ) is inserted into the float housing ( 17 ), which is also made of plastic. The lid ( 21 ) has a substantially disk-shaped shape. Its edge is provided with a locking profile ( 22 ) with which it is locked behind a locking profile ( 23 ) of the Schwimmerge housing ( 17 ). The locking profiles ( 22 , 23 ) are designed so that pushing the cover ( 21 ) too far into the float housing ( 17 ) is excluded, ie that a stop is formed against this pushing in. The lid ( 21 ) is provided with a valve opening ( 24 ), which is assigned a tapered valve body ( 25 ) of the float ( 18 ). On the side facing away from the valve body ( 25 ), the cover ( 21 ) is provided with a sleeve-like extension ( 26 ) surrounding the valve opening at a greater distance. The end face of this sleeve-like extension ( 26 ) is provided with a rib ( 27 ) running around and tapered like a blade. When attaching the housing ( 10 ) to the bottom ( 13 ) of the expansion tank, the sleeve-like extension ( 26 ) with the rib ( 27 ) lies against the bottom ( 13 ) from the outside. This floor ( 13 ) is provided in this area with an opening ( 28 ) which is approximately axially extended to the valve opening ( 24 ).
Das Schwimmergehäuse (17) ist mit einem umlaufenden Flansch (29) versehen, der die offene Seite des Schwimmergehäuses (17) umgibt. Dieser Flansch liegt in der Ebene des Deckels (21). Das Schwimmergehäuse (17) ist über eine Rastverbindung in dem Ge häuse (10) gehalten. Hierzu ist das Gehäuse (10) mit einer um laufenden Ringnut (30) versehen, in die der angefaste Flansch (29) einrastet. Nach dieser Ringnut (30) besitzt das Gehäuse einen etwas verkleinerten Innendurchmesser, so daß der Flansch (29) auf einer Ringschulter des Gehäuses (10) aufliegt, die so mit einen Anschlag gegen ein zu weites Hineindrücken des Schwimmergehäuses (17) in das Gehäuse (10) verhindert. Der Flansch (12) des Gehäuses (10) liegt ebenfalls in der Ebene des Flansches (29) und des Deckels (21). Es ist somit sicherge stellt, daß bei dem Anschweißen des Gehäuses (10) an den Boden (13) des Ausdehnungsbehälters relativ große Kräfte auf die Verlängerung (26) ausgeübt werden können, die sich von außen an den Boden anlegt, ohne daß dadurch die Lage des Deckels (21) oder des Schwimmergehäuses (17) verändert werden.The float housing ( 17 ) is provided with a circumferential flange ( 29 ) which surrounds the open side of the float housing ( 17 ). This flange lies in the plane of the cover ( 21 ). The float housing ( 17 ) is held via a snap connection in the Ge housing ( 10 ). For this purpose, the housing ( 10 ) is provided with an annular groove ( 30 ) around which the chamfered flange ( 29 ) engages. After this annular groove ( 30 ), the housing has a somewhat reduced inside diameter, so that the flange ( 29 ) rests on an annular shoulder of the housing ( 10 ), which thus stops against the float housing ( 17 ) being pushed too far into the housing ( 10 ) prevented. The flange ( 12 ) of the housing ( 10 ) also lies in the plane of the flange ( 29 ) and the cover ( 21 ). It is thus sicherge provides that when welding the housing ( 10 ) to the bottom ( 13 ) of the expansion tank, relatively large forces can be exerted on the extension ( 26 ), which lies against the bottom from the outside, without thereby affecting the position the cover ( 21 ) or the float housing ( 17 ) can be changed.
Das Schwimmergehäuse (17) ist im Bereich seines Bodens mit Öffnungen (31) und auch im Bereich seiner Seitenwände unterhalb des Deckels (21) mit Öffnungen (32) versehen, so daß das Kühl mittel ungehindert in das Schwimmergehäuse (17) eindringen kann.The float housing ( 17 ) is provided in the area of its bottom with openings ( 31 ) and also in the area of its side walls below the cover ( 21 ) with openings ( 32 ) so that the cooling medium can penetrate freely into the float housing ( 17 ).
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist das Gehäuse (10′) einer Entgasungseinrichtung mittels einer Rastverbindung an dem Boden (13′) des Ausdehnungsbehälters angebracht. Der Boden (13′) des Ausdehnungsbehälters ist mit einem nach innen gerichteten Kra gen (33) versehen, von dem nach innen ein umlaufender Ringbund (34) abragt. Diesen Ringbund (34) hintergreift ein umlaufender Rastvorsprung (35) eines Ansatzes (36), mit welchem das Gehäuse (10′) der Entgasungseinrichtung in den Kragen (33) eingesteckt ist. Dieser Ansatz (36) ist an seinem Ende mit einer Anfasung versehen. Bei dem Einstecken geben der Kragen und/oder der Ansatz (36) elastisch nach.In the embodiment according to FIG. 2, the housing ( 10 ') of a degassing device is attached to the bottom ( 13 ') of the expansion tank by means of a snap-in connection. The bottom ( 13 ') of the expansion tank is provided with an inwardly directed Kra gene ( 33 ), from which a circumferential collar ( 34 ) projects inwards. This collar ( 34 ) engages behind a circumferential locking projection ( 35 ) of an extension ( 36 ) with which the housing ( 10 ') of the degassing device is inserted into the collar ( 33 ). This approach ( 36 ) is chamfered at its end. When inserted, the collar and / or extension ( 36 ) give way elastically.
Zwischen dem Gehäuse (10′) und dem Boden (13′) des Ausdehnungs behälters ist ein umlaufender Dichtungsring (37) angeordnet. Dieser Dichtungsring (37), der bei dem Ausführungsbeispiel als O-Ring ausgebildet ist, liegt in einer Ringkammer, die zwischen dem Gehäuse (10′) und dem Kragen (33) gebildet und die nach außen von einer Ringschulter des Gehäuses (10′) und nach innen zu dem Ausdehnungsbehälter hin von einer Ringschulter des Kra gens (33) begrenzt wird.Between the housing ( 10 ') and the bottom ( 13 ') of the expansion tank, a circumferential sealing ring ( 37 ) is arranged. This sealing ring ( 37 ), which is designed as an O-ring in the exemplary embodiment, lies in an annular chamber which is formed between the housing ( 10 ') and the collar ( 33 ) and which is directed outwards from an annular shoulder of the housing ( 10 ') and is bounded inwards to the expansion tank by an annular shoulder of the collar ( 33 ).
Das Gehäuse (10′) ist mit einem umlaufenden Flansch (38) ver sehen, der zusammen mit einem um den Kragen herumlaufenden, nach unten von dem Boden (13′) abragenden Steg (39) ein Mittel zum elastischen Begrenzen der Eindringtiefe bildet, d. h. der Tiefe, mit der das Gehäuse (10′) mit seinem Ansatz (36) in den Kragen (33) des Bodens (13′) hineinschiebbar ist. Der Flansch (38) und der Steg (39) sind mit kegelstumpfartigen einander an gepaßten Flächen versehen, so daß beim Einstecken des Ansatzes (36) des Gehäuses (10′) in den Kragen (33) der umlaufende Steg (39) elastisch aufgeweitet wird.The housing ( 10 ') is seen with a circumferential flange ( 38 ) ver, which together with a circumferential around the collar, down from the bottom ( 13 ') projecting web ( 39 ) forms a means for elastically limiting the depth of penetration, ie the depth with which the housing ( 10 ') with its shoulder ( 36 ) in the collar ( 33 ) of the bottom ( 13 ') can be pushed. The flange ( 38 ) and the web ( 39 ) are provided with truncated cone-like surfaces on each other, so that when inserting the extension ( 36 ) of the housing ( 10 ') in the collar ( 33 ) the circumferential web ( 39 ) is elastically expanded .
Das Schwimmerventil (16) ist identisch mit dem Schwimmerventil nach Fig. 1, so daß sich eine nochmalige Beschreibung erübrigt.The float valve ( 16 ) is identical to the float valve according to Fig. 1, so that a repeated description is unnecessary.
Da bei der Ausführungsform nach Fig. 2 das Schwimmergehäuse (17) mit seinem Flansch (29) und seinem Deckel (21) einen Ab schluß zu dem Ausdehnungsbehälter bildet, wird bei einer abge wandelten Ausführungsform vorgesehen, daß die Rastverbindung zwischen dem Flansch (29) und dem Gehäuse (10′) zusätzlich mit einem umlaufenden elastischen Dichtungsmittel versehen ist. Des weiteren kann auch vorgesehen werden, daß das Schwimmergehäuse derart abgewandelt wird, daß der Deckel (21) einteilig mit dem Gehäuse versehen ist, während dann der bisherige Boden, der mit den Aussparungen (31) versehen ist, als ein Rastelement in das Schwimmergehäuse (17) eingesetzt ist.Since in the embodiment according to FIG. 2 the float housing ( 17 ) with its flange ( 29 ) and its cover ( 21 ) forms a connection to the expansion tank, it is provided in a modified embodiment that the snap connection between the flange ( 29 ) and the housing ( 10 ') is additionally provided with a circumferential elastic sealing means. Furthermore, it can also be provided that the float housing is modified in such a way that the cover ( 21 ) is provided in one piece with the housing, while then the previous floor, which is provided with the recesses ( 31 ), as a locking element in the float housing ( 17 ) is used.
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