DE4220631C1 - Valve arrangement for cooling circuit of IC engine - has at least two excess pressure valves and switch valve for change of pressure between excess pressure valves - Google Patents

Valve arrangement for cooling circuit of IC engine - has at least two excess pressure valves and switch valve for change of pressure between excess pressure valves

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Abstract

The switch valve (24) is integrated in an excess pressure valve (2,3),the valve body of which forms the cage for a float (21) and has an aperture controlled by the float.The switch valve (24) is arranged in the excess pressure valve (3) supported with its valve plate (25,28) on an insert (4). The valve body (15) is formed as a pot in which the float is accommodated,whereby the pot with its open side (17) is facing the container inner space,which is closed by a securing plate (19) provided with overflow apertures (18).The insert with its upper end (5) is clipped to the closure cover (7) of the container. USE/ADVANTAGE - A valve arrangement for IC engine cooling circuit.The arrangement has the simplest possible construction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung für insbesondere einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine gemäß des Oberbe­ griffs des Patentanspruches 1.The invention relates to a valve device for in particular a cooling circuit of an internal combustion engine according to the Oberbe handles of claim 1.

Eine Ventilvorrichtung der gattungsgemäßen Bauart ist aus dem älteren nicht vorveröffentlichten Patent 41 24 182 bekannt.A valve device of the generic type is from the earlier unpublished patent 41 24 182 known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgemäße Ventilvorrichtung in möglichst einfacher Bauweise auszubilden.The invention is based on the object, a generic To design the valve device in the simplest possible construction.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst.The object is according to the invention in that in claim 1 specified characteristic features solved.

Dabei ist das Schaltventil in einem Überdruckventil integriert, dessen Ventilkörper den Käfig für den Schwimmer bildet und die vom Schwimmer gesteuerte Öffnung aufweist. Durch die erhaltene Doppelfunktion des Käfigs als Aufnahmebehälter eines Schaltven­ tils zwischen Überdruckventilen und als Ventilkörper eines der Überdruckventile wird insgesamt der Aufbau und die Ausbildung der Ventilvorrichtung unter Beibehaltung der Funktionsweise grundlegend vereinfacht, wobei die Anzahl der Bauteile verrin­ gert und somit eine kostengünstige und leicht zu fertigende Vorrichtung geschaffen wird.The switching valve is integrated in a pressure relief valve, whose valve body forms the cage for the swimmer and the opening controlled by the float. By the received Double function of the cage as a receptacle of a Schaltven tils between pressure relief valves and as a valve body one of the Pressure relief valves are the overall structure and training the valve device while maintaining the functionality fundamentally simplified, reducing the number of components device and therefore an inexpensive and easy to manufacture Device is created.

In der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung ist ein Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.In the following description of the drawing is a version Example of the invention explained in more detail.

Es zeigt die Figur die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung im Schnitt.The figure shows the valve device according to the invention in Cut.

Eine in der Figur dargestellte Ventilvorrichtung 1 für einen hier nicht näher aufgeführten Flüssigkeitsbehälter im Kühlkreis einer Brennkraftmaschine umfaßt zwei einander nachgeschaltete Überdruckventile 2, 3, die in einem Einsatz 4 aufgenommen sind.A valve device 1 shown in the figure for a liquid container not shown here in the cooling circuit of an internal combustion engine comprises two pressure valves 2 , 3 connected in series , which are accommodated in an insert 4 .

Der Einsatz 4 ist rohrförmig ausgebildet und umgibt koaxial die beiden Überdruckventile 2, 3. Mit seinem oberen Ende 5 ist der Einsatz 4 an einer Innenseite 6 eines Verschlußdeckels 7 des Flüssigkeitsbehälters angeclipst.The insert 4 is tubular and coaxially surrounds the two pressure relief valves 2 , 3 . With its upper end 5 , the insert 4 is clipped onto an inside 6 of a closure cover 7 of the liquid container.

An der Innenseite 6 des Deckels 7 stützt sich ein hohlzylind­ risch ausgebildeter Ventilkörper 8 des ersten Überdruckventils 2 über eine Druckfeder 9 ab.On the inside 6 of the cover 7 , a hollow cylindrical valve body 8 of the first pressure relief valve 2 is supported by a compression spring 9 .

Am dem Deckel 7 abgewandten Ende 10 des Ventilkörpers 8 ist ein Ventilteller 11 angeformt, dessen Tellerboden 12 eine ringför­ mige zum nachgeschalteten zweiten Überdruckventil 3 vorstehende Dichtkante 13 aufweist. Der Ventilteller 11 bildet mit seiner Oberseite 14 die Abstützfläche für die Druckfeder 9.On the cover 7 facing away from the end 10 of the valve body 8 is formed a valve plate 11, the plate base 12 has a ringför-shaped projecting to the downstream second pressure relief valve 3 sealing edge. 13 With its upper side 14, the valve plate 11 forms the support surface for the compression spring 9 .

Im Ventilkörper 8 ist desweiteren eine von einem Unterdruckven­ til 15 gesteuerte Öffnung vorgesehen.In the valve body 8 , a valve 15 controlled by a vacuum valve 15 is also provided.

Das zweite Überdruckventil 3 besitzt einen topfförmigen Ventil­ körper 16, dessen offene Seite 17 einem Behälterinnenraum zuge­ wandt ist. Diese ist durch eine mit Überströmöffnungen 18 ver­ sehene Sicherungsscheibe 19 verschlossen. The second pressure relief valve 3 has a cup-shaped valve body 16 , the open side 17 of which faces a container interior. This is closed by a locking washer 19 seen with overflow openings 18 .

Der Ventilkörper 16 dient dabei als Käfig, in dessen Innenraum 20 ein als Kugel 21 ausgebildeter Schwimmer aufgenommen ist. An seiner Oberseite 22 weist der Ventilkörper 16 mittig eine Öffnung 23 zum ersten Überdruckventil 2 auf, die vom Schwimmer gesteuert wird, wobei der Schwimmer mit der Öffnung 23 ein Schaltventil 24 zur Druckumschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Überdruckventil 2, 3 bildet.The valve body 16 serves as a cage, in the interior 20 of which a float designed as a ball 21 is received. On its upper side 22 , the valve body 16 has an opening 23 in the middle for the first pressure relief valve 2 , which is controlled by the float, the float with the opening 23 forming a switching valve 24 for switching the pressure between the first and the second pressure relief valve 2 , 3 .

Am Ventilkörper 16 ist seitlich ein Ringbund 25 angeordnet, der von Schenkeln 26, 27 eines Dichtringes 28 mit U-Profil umgriffen ist. Der Ringbund 25 teilt den Ventilkörper 16 in einen oberen und einen unteren Abschnitt 29, 30, wobei der obere Abschnitt 29 mit engem Spiel vom Ventilkörper 8 umgeben ist. Dieser wirkt durch seine Dichtkante 13 mit dem Ringbund 25 über den Schenkel 26 des Dichtringes 28 zusammen, welcher mit seiner Anlagefläche einen Ventilsitz des ersten Überdruckventils 2 bildet. Der Ringbund 25 und der Dichtring 28 des Ventilkörpers 16 bilden dabei gleichzeitig einen Ventilteller des zweiten Überdruckven­ tils 3.An annular collar 25 is arranged on the side of the valve body 16 and is surrounded by legs 26 , 27 of a sealing ring 28 with a U-profile. The annular collar 25 divides the valve body 16 into an upper and a lower section 29 , 30 , the upper section 29 being surrounded by the valve body 8 with tight play. This cooperates through its sealing edge 13 with the annular collar 25 via the leg 26 of the sealing ring 28 , which forms a valve seat of the first pressure relief valve 2 with its contact surface. The collar 25 and the sealing ring 28 of the valve body 16 thereby simultaneously form a valve plate of the second Überdruckven valve 3 .

Im Bereich des unteren Abschnittes 30 des Ventilkörpers 16 weist der Einsatz 4 einen radial nach innen vorspringenden Ab­ satz 31 auf, der am Rand 32 eine umlaufende zum Ventilteller des zweiten Überdruckventils 3 hin erhöhte Dichtkante 33 zur Ausbildung eines Ventilsitzes für das Überdruckventil 3 be­ sitzt.In the area of the lower portion 30 of the valve body 16 , the insert 4 has a radially inwardly projecting portion 31 , which sits at the edge 32 a circumferential to the valve plate of the second pressure relief valve 3 towards the sealing edge 33 to form a valve seat for the pressure relief valve 3 be.

Die Wirkfläche des Ventiltellers des zweiten Überdruckventils 3 an seinem am Einsatz 4 angeordneten Ventilsitz, die durch eine Anlage der Dichtkante 33 am Schenkel 27 des Dichtringes 28 ge­ bildet wird, ist kleiner als die Wirkfläche des Ventiltellers des ersten Überdruckventils 2 mit seiner Dichtkante 13 an sei­ nem am Ventilkörper 16 des zweiten Überdruckventils 3 angeord­ neten Ventilsitz. The effective area of the valve plate of the second pressure relief valve 3 on its valve seat arranged on the insert 4 , which is formed by a contact of the sealing edge 33 on the leg 27 of the sealing ring 28 , is smaller than the effective area of the valve plate of the first pressure relief valve 2 with its sealing edge 13 NEM on the valve body 16 of the second pressure relief valve 3 angeord Neten valve seat.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Ventilvorrichtung 1 beschrieben.The operation of the valve device 1 is described below.

Bei kaltem Motor herrscht im Flüssigkeitsbehälter annähernd Atmosphärendruck und ein Flüssigkeitspegel, der maximal bis zur Unterkante des Einsatzes 4 reicht.When the engine is cold, there is approximately atmospheric pressure in the liquid container and a liquid level that reaches up to the lower edge of insert 4 at most .

Durch die Druckkraft der Druckfeder 9 wird der Ventilkörper 8 des ersten Überdruckventils 2 an seiner Dichtkante 13 gegen den Ventilsitz am Ventilkörper 16 des zweiten Überdruckventils 3 gepreßt. Dabei wird gleichzeitig der Ventilkörper 16 auf die als Ventilsitz dienende Dichtkante 33 am Einsatz 4 gepreßt, wobei der Behälterinnenraum nach außen abgedichtet ist.Due to the pressure force of the compression spring 9 , the valve body 8 of the first pressure relief valve 2 is pressed on its sealing edge 13 against the valve seat on the valve body 16 of the second pressure relief valve 3 . At the same time, the valve body 16 is pressed onto the sealing edge 33 serving as a valve seat on the insert 4 , the interior of the container being sealed off from the outside.

Der im Ventilkörper 16 aufgenommene als Kugel 21 ausgeformte Schwimmer liegt auf der Sicherungsscheibe 19 auf, so daß die Öffnung 23 im Ventilkörper 16 offen steht und dadurch dessen Innenraum 20 mit einem vom Ventilkörper 8 des ersten Überdruck­ ventils 2 und mit dem Ventilkörper 16 begrenzten Zwischenraum 34 verbunden ist. Das Schaltventil 24 nimmt somit seine Öffnungsstellung ein.The received in the valve body 16 as a ball 21 shaped float rests on the locking washer 19 so that the opening 23 in the valve body 16 is open and thereby the interior 20 with a valve body 8 of the first pressure relief valve 2 and with the valve body 16 delimited space 34th connected is. The switching valve 24 thus assumes its open position.

In der Warmlaufphase des Motors steigt der Dampfdruck und - aufgrund der Ausdehnung der Flüssigkeit - der Pegel der Flüs­ sigkeit innerhalb des Behälters an.In the warm-up phase of the engine, the vapor pressure increases and - due to the expansion of the liquid - the level of the rivers liquid inside the container.

Wird bei heißem Motor ein Öffnungsdruck p1 überschritten, der dem entgegenwirkenden Anpreßdruck der Druckfeder 9 bezüglich der Wirkfläche des Ventilkörpers 8 mit seinem Ventilsitz ent­ spricht, wird der Ventilkörper 8 durch den Dampfdruck vom Ven­ tilsitz gehoben, worauf sich der Überdruck über den Zwischen­ raum 34 und einem von einer Einsatzinnenseite 35, einer Außen­ seite 36 des Ventilkörpers 8 und dem überwiegenden Teil einer Außenseite 37 des Dichtringes 28 eingegrenzten Ringraum 38, der mit der Atmosphäre verbunden ist, abbauen kann.If a hot engine exceeds an opening pressure p 1 , which speaks to the opposing contact pressure of the compression spring 9 with respect to the effective surface of the valve body 8 with its valve seat, the valve body 8 is lifted by the steam pressure from the valve seat, whereupon the excess pressure over the intermediate space 34 and one of an insert inner side 35 , an outer side 36 of the valve body 8 and the predominant part of an outer side 37 of the sealing ring 28 delimited annular space 38 , which is connected to the atmosphere, can degrade.

Der Schwimmer wird bei steigendem Flüssigkeitspegel angehoben, wobei er bei einem bestimmten Pegel die Öffnung 23 verschließt. Somit ist das Schaltventil 24 zwischen den beiden Überdruck­ ventilen 2 und 3 geschlossen. Die Verbindung zwischen dem In­ nenraum 20 des Ventilkörpers 16 und dem Zwischenraum 34 ist dadurch unterbrochen und der Ventilkörper 8 wird wieder an sei­ nen Ventilsitz auf dem Ventilkörper 16 gepreßt.The float is raised when the liquid level rises, closing the opening 23 at a certain level. Thus, the switching valve 24 between the two pressure valves 2 and 3 is closed. The connection between the inner space 20 of the valve body 16 and the intermediate space 34 is thereby interrupted and the valve body 8 is again pressed onto its valve seat on the valve body 16 .

Bei weiterem Anstieg drängt sich die Flüssigkeit selbst unter der Ausbildung eines Druckes gegen den Ventilkörper 16 des zweiten Überdruckventiles 3. Dessen Ventilteller bildet dabei mit seinem am Einsatz 4 angeordneten Ventilsitz gegenüber der Wirkfläche des Ventilkörpers 8 mit dessen Ventilsitz eine klei­ nere Wirkfläche aus. Dadurch kann sich im Behälterinnenraum ein Druck p2 aufbauen, der größer ist als der Öffnungsdruck p1 des ersten Überdruckventils 2. Bei Übersteigen des Druckes p2 wird der Ventilkörper 16 vom Ventilsitz gehoben, wodurch ein Druck­ ausgleich zwischen der Atmosphäre und dem Behälterinnenraum über den Ringraum 38 stattfindet.If the rise continues, the liquid presses itself against the valve body 16 of the second pressure relief valve 3, with the formation of a pressure. Whose valve disc forms with its valve seat arranged on the insert 4 with respect to the effective surface of the valve body 8 with its valve seat forms a smaller effective surface. As a result, a pressure p 2 can build up in the interior of the container that is greater than the opening pressure p 1 of the first pressure relief valve 2 . When the pressure p 2 is exceeded, the valve body 16 is lifted from the valve seat, as a result of which a pressure equalization between the atmosphere and the interior of the container takes place via the annular space 38 .

Sinkt der Flüssigkeitspegel innerhalb des Behälters bei abküh­ lendem Motor unter einen bestimmten Stand, wird ein Unterdruck erzeugt. Dabei öffnet sich das Unterdruckventil 15, wodurch eine Verbindung des Behälterinnenraumes mit der Atmosphäre über den Innenraum 20 des Ventilkörpers 16 und dem Zwischenraum 34 geschaffen wird, über welche der Unterdruck ausgeglichen wird.If the liquid level inside the container drops below a certain level while the engine is cooling, a negative pressure is generated. The vacuum valve 15 opens, thereby creating a connection between the container interior and the atmosphere via the interior 20 of the valve body 16 and the intermediate space 34 , via which the vacuum is compensated.

Claims (5)

1. Ventilvorrichtung für insbesondere einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine, die am Verschlußdeckel eines Kühlmittelbe­ hälters in einem Einsatz angeordnet ist und mindestens zwei Überdruckventile und ein Schaltventil zur Druckumschaltung zwi­ schen den mindestens zwei Überdruckventilen umfaßt, von denen ein mittels einer Druckfeder am Behälterdeckel abgestützter Ventilkörper eines ersten Überdruckventils mit einem Ventil­ teller auf einem Ventilsitz am Ventilkörper des mindestens zweiten Überdruckventils anliegt, dessen Ventilteller mit einem Ventilsitz am Einsatz zusammenwirkt, wobei das Schaltventil einen in einem Käfig gehaltenen Schwimmer aufweist, der eine Öffnung zu einem Überdruckventil steuert, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (24) in einem Überdruckventil (2, 3) inte­ griert ist, dessen Ventilkörper (16) den Käfig für den Schwim­ mer (21) bildet und die vom Schwimmer (21) gesteuerte Öffnung (23) aufweist.1.Valve device for in particular a cooling circuit of an internal combustion engine, which is arranged on the closure cover of a coolant container in an insert and comprises at least two pressure relief valves and a switching valve for pressure switching between the at least two pressure relief valves, one of which is supported by a compression spring on the container cover of a first valve body Pressure relief valve with a valve plate rests on a valve seat on the valve body of the at least second pressure relief valve, whose valve plate interacts with a valve seat on the insert, the switching valve having a float held in a cage that controls an opening to a pressure relief valve, characterized in that the switching valve ( 24 ) is integrated in a pressure relief valve ( 2 , 3 ), the valve body ( 16 ) of which forms the cage for the float ( 21 ) and has the opening ( 23 ) controlled by the float ( 21 ). 2. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (24) in dem mit seinem Ventilteller (25, 28) auf dem Einsatz (4) abgestützten Überdruckventil (3) angeordnet ist. 2. Valve device according to claim 1, characterized in that the switching valve ( 24 ) is arranged in the with its valve plate ( 25 , 28 ) on the insert ( 4 ) supported pressure relief valve ( 3 ). 3. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (16) als Topf ausgebildet ist, in dem der Schwimmer (21) aufgenommen ist, wobei der Topf mit seiner of­ fenen Seite (17) dem Behälterinnenraum zugewandt ist, welche durch eine mit Überströmöffnungen (18) versehene Sicherungs­ scheibe (19) verschlossen ist.3. Valve device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the valve body ( 16 ) is designed as a pot in which the float ( 21 ) is received, the pot with its open side ( 17 ) facing the container interior which is closed by a securing disc ( 19 ) provided with overflow openings ( 18 ). 4. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkfläche des Ventiltellers (25, 28) des mindestens zweiten Überdruckventils (3) an seinem am Einsatz (4) angeord­ neten Ventilsitz (33) kleiner ist als die Wirkfläche des Ven­ tiltellers (11) des ersten Überdruckventils (2) an seinem am Ventilkörper (16) des mindestens zweiten Überdruckventils (3) angeordneten Ventilsitz (26).4. Valve device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the effective area of the valve plate ( 25 , 28 ) of the at least second pressure relief valve ( 3 ) on its insert ( 4 ) arranged valve seat ( 33 ) is smaller than the effective area of the Ven tiltellers ( 11 ) of the first pressure relief valve ( 2 ) on its valve seat ( 26 ) arranged on the valve body ( 16 ) of the at least second pressure relief valve ( 3 ). 5. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (4) mit seinem oberen Ende (5) am Verschluß­ deckel (7) des Behälters angeclipst ist.5. Valve device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the insert ( 4 ) with its upper end ( 5 ) on the closure lid ( 7 ) of the container is clipped.
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