EP0177860B1 - Device for securing a cooling circuit of an internal-combustion engine - Google Patents

Device for securing a cooling circuit of an internal-combustion engine Download PDF

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EP0177860B1
EP0177860B1 EP85112273A EP85112273A EP0177860B1 EP 0177860 B1 EP0177860 B1 EP 0177860B1 EP 85112273 A EP85112273 A EP 85112273A EP 85112273 A EP85112273 A EP 85112273A EP 0177860 B1 EP0177860 B1 EP 0177860B1
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pressure relief
relief valve
container
float
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Hans Dipl.-Ing. Martin
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Mahle Behr GmbH and Co KG
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Behr GmbH and Co KG
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    • F01P11/0204Filling
    • F01P11/0209Closure caps
    • F01P11/0238Closure caps with overpressure valves or vent valves

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Absichern des Kühlmittelkreislaufes eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors, entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. The invention relates to an apparatus for protecting the coolant circuit of an internal combustion engine, particularly a motor vehicle internal combustion engine, according to the preamble of claim. 1
  • Es ist allgemein üblich, den Kühlmittelkreislauf auf einen Öffnungsdruck von etwa 1,1 bar bis 1,15 bar abzusichern. It is common practice to protect the coolant circuit to an opening pressure of about 1.1 bar to 1.15 bar. Überschreitet der Druck in dem Kühlmittelkreislauf diesen Wert, so können über Überdruckventile Kühlmittel, Gase oder Wasserdampf auftreten. Exceeds the pressure in the coolant circuit of this value, may occur via overpressure valves coolant, gases or water vapor. Wird ein Verbrennungsmotor über eine gewisse Zeit betrieben, dadurch erhitzt und anschließend abgestellt, so kann durch örtliche Überhitzung, zum Beispiel an den Zylinderköpfen, Dampf in dem Kühlmittelkreislauf entstehen. Is an internal combustion engine operated for a certain time, thereby heated and then stopped, then, by local overheating, for example, on the cylinder heads, steam generated in the coolant circuit. Wenn die Kühlmittelzirkulation nach Abschalten des Verbrennungsmotors unterbrochen ist, kann der entstehende Dampf sich nicht abscheiden. When the coolant circulation is stopped after stopping the engine, the resulting steam can not separate out. Diese Dampfbildung bewirkt eine Volumensvergrößerung, die dazu führen kann, daß Kühlmittel über ein Überdruckventil ausgeworfen wird. This vapor formation causes an increase in volume, which can result in the coolant is ejected via a pressure relief valve. Dieses ausgeworfene Kühlmittel steht dann für den Normalbetrieb nicht mehr zur Verfügung. This ejected coolant is then no longer for normal operation are available. Um einen derartigen Kühlmittelauswurf nach Abstellen des Verbrennungsmotors zu verhindern, wäre es möglich, den Kühlwasserkreislauf auf einen höheren Öffnungsdruck einzustellen. To prevent such a coolant discharge after switching off the engine, it would be possible to adjust the cooling water circuit to a higher opening pressure. Dies würde jedoch im Normalbetrieb zu einer unerwünschten Erhöhung der Beanspruchung der Teile des Kühlsystems führen. However, this would result in normal operation to an undesirable increase in stress in parts of the cooling system.
  • Es war eine Vorrichtung zum Absichern des Kühlkreislaufes eines Verbrennungsmotors bekannt (DE-3 143 749 A1), bei welcher im oberen Bereich eines Kühlmittel führenden Behälters zwei Überdruckventile angeordnet sind. It was a device for securing the cooling circuit of an internal combustion engine (DE-3143749 A1), in which in the upper region of a coolant tank leading two pressure relief valves are arranged known. Eines der Überdruckventile ist auf einen niedrigeren Öffnungsdruck, dem Betriebsdruck, und das andere Überdruckventil auf einen erhöhten Öffnungsdruck eingestellt. One of the pressure relief valves is set to a lower opening pressure, the operating pressure, and the other pressure relief valve to an increased opening pressure. Bei dieser Bauart wird vorgesehen, daß dem auf den Betriebsdruck eingestellten Überdruckventil ein Magnetventil vorgeschaltet ist, das beim Einschalten des Motors geöffnet und bei Abschalten des Motors geschlossen wird. In this construction, it is envisaged that the set to the operating pressure relief valve, a solenoid valve is connected upstream, which is opened and closed when turning on the engine at engine shutdown. Durch das Ein- und Abschalten des Motors wird somit über das zusätzliche Magnetventil eine Umstellung von Betriebsdruck auf den erhöhten Öffnungsdruck bewirkt. By turning on and off the motor, a changeover of the operating pressure is thus caused to the increased opening pressure on the additional solenoid valve.
  • Es war auch bekannt (GB-1 488 484 A) in einem Einfüllstutzen ein Schwimmerventil vorzusehen, die Verschlußkappe des Einfüllstutzens mit einem Überdruckventil zu versehen und zusätzlich ein weiteres Überdruckventil oberhalb des Schwimmerventils in dem Einfüllstutzen anzubringen. It was (488 484 GB-A 1) provide also known in a filler neck a float valve, to provide the closure cap of the filler tube with a pressure relief valve and also to apply a further pressure relief valve above the float valve in the filler neck. Wenn bei dieser Bauart der Flüssigkeitsspiegel derart ansteigt, daß das Schwimmerventil schließt, so werden die beiden Überdruckventile in Reihe geschaltet, so daß sich ein erhöhter Öffnungsdruck einstellt, der aus der Addition der beiden Öffnungsdrücke der Überdruckventile gebildet wird. When increases in such a way in this type of liquid level in that the float valve closes, the two pressure relief valves are connected in series so that an increased opening pressure setting that is formed from the addition of the two opening pressures of the relief valves.
  • Es war auch bekannt (US-1 541 073 A), ein Überdruckventil im Einfüllstutzen eines im Kühlmittelkreislauf angeordneten Behälters anzuordnen, dem ein Schwimmerventil vorgeschaltet ist. It was (US-A 1541073) to arrange a relief valve in the filler neck of a arranged in the coolant circuit also known container, to which a float valve is connected upstream. Zusätzlich war bei dieser Bauart ein weiteres Überdruckventil vorhanden, das nicht von dem Schwimmerventil verschließbar ist. In addition, with this construction, another relief valve was available, which is not closed by the float valve. Bei einem übermäßigen Flüssigkeitsanstieg in dem Behälter verschließt somit das Schwimmerventil eines der beiden Überdruckventile, während das andere in Funktion bleibt. Excessive fluid surge in the container thus the float valve closes one of the two pressure relief valves, while the other remains in function.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszubilden, daß eine einfache Konstruktion mit hoher Funktionssicherheit erhalten wird, bei der während der Abstellphase des Verbrennungsmotors ein Kühlmittelauswurf weitgehend verhindert werden kann. The invention has the object of designing a device according to the preamble of claim 1 such that a simple construction is obtained with high reliability, a coolant discharge can be largely prevented in which, during the shutdown phase of the engine.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 gelöst. This object is solved by the features of the characterizing part of patent claim 1.
  • Das in den Schwimmer eingebaute Überdruckventil ist mit dem ersten Überdruckventil in Reihe geschaltet. The built-in in the float pressure relief valve is connected to the first pressure relief valve in series. Es ergibt sich dadurch eine Druckaddition zwischen den Öffnungsdrücken der beiden Überdruckventile, so daß das zweite Überdruckventil nur auf die Differenz zwischen dem Öffnungsdruck des ersten Überdruckventils und dem gewünschten erhöhten Öffnungsdruck ausgelegt werden muß. This results in a pressure addition between the opening pressures of the two pressure relief valves, so that the second pressure relief valve must be designed only for the difference between the opening pressure of the first pressure relief valve and the desired opening pressure increased. Bei einer Dampfbildung während der Abstellphase des Verbrennungsmotors, dh wenn die Gefahr eines Kühlmittelauswurfs besteht, ist der Kühlmittelkreislauf somit über die addierten Öffnungsdrücke abgedichtet. In a steam formation during shut-off phase of the internal combustion engine, ie when there is a risk of a refrigerant ejection, the coolant circuit is thus sealed by the added cracking pressures. Da der Schwimmer in einem Käfig geführt ist, bewegt sich dieser in einer definierten Bahn, so daß auch die Wirkung des zweiten Überdruckventils immer aufrechterhalten wird. Since the float is guided in a cage, it moves in a defined path, so that the effect of the second pressure relief valve is always maintained.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Schwimmer mit dem zweiten Überdruckventil und dem Käfig als ein in eine Öffnung des Behälters dichtend einsetzbarer, die Zuführung zu dem ersten Überdruckventil enthaltender Einsatz ausgebildet ist. In a further embodiment of the invention it is provided that the float with the second pressure relief valve and the cage is formed as a sealing can be inserted into an opening of the container, the feed containing at the first overpressure valve core. Dieser Einsatz bildet eine vormontierbare Baueinheit, die als Ganzes in den Behälter eingesetzt wird. This insert forms a preassembled, which is used as a whole in the container.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Einsatz in einen Einfüllstutzen des Behälters eingesetzt ist und einen Ventilsitz für den mittels eines Renkverschlusses gehaltenen Ventilteller des ersten Überdruckventils aufweist. In a further embodiment of the invention it is provided that the insert is inserted into a filler neck of the container and having a valve seat for the valve disk held by means of a Renkverschlusses of the first pressure relief valve. Damit wird eine Baueinheit aus beiden Überdruckventilen geschaffen, die als solche an dem Behälter angebracht wird. Thus, an assembly is provided from both pressure relief valves, which is mounted as such to the container. Der Einfüllstutzen des Behälters kann dann eine relativ einfache Gestaltung erfahren. The filler neck of the container can then undergo a relatively simple design.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Einsatz einen an die Zuführung zu dem ersten Überdruckventil anschließenden rohrförmigen Ansatz aufweist, in welchem der Schwimmer mit Spiel geführt ist und dessen in den Behälter weisendes Ende durch axiale Schlitze in einzelne Schenkel unterteilt ist. In a further embodiment of the invention it is provided that the insert has a adjoining the feed to the first pressure relief valve tubular extension, in which the float is guided with play and its pointing in the container end is divided by axial slots into individual leg. Auf diese Weise wird einerseits ein einfacher Käfig für die Führung des Schwimmers erhalten, während andererseits eine Überfüllsicherung für den Behälter geschaffen wird. In this way, a simple cage for guiding the float is on one hand obtained, while on the other hand, an overfill protection for the container is provided. Solange der Schwimmer sich im Bereich der Schlitze des Ansatzes befindet, ist ein relativ großer Öffnungsquerschnitt zu dem Behälter frei, durch den das Kühlmittel eingefüllt werden kann. As long as the float of the lug located in the region of the slots, a relatively large opening cross-section to the container is clear, through which the refrigerant can be filled. Wenn der Schwimmer mit steigendem Flüssigkeitsniveau in den ungeschlitzten Bereich des Ansatzes gelangt, ist nur noch ein geringer freier Querschnitt vorhanden, so daß eine weitere Nachfüllung von Kühlmittel zumindest stark behindert wird. When the float with a rising liquid level reaches the unslotted region of the projection, is only a small free area exists, so that a further replenishment of coolant at least greatly obstructed.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Schenkel des Ansatzes an ihren freien Enden mit radial nach innen gerichteten Anschlägen versehen sind. In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the legs of the projection are provided at their free ends with radially inwardly directed stops. Die Schenkel werden bei dem Einführen des Schwimmers leicht elastisch aufgespreizt und sichern nach dem Einführen des Schwimmers dessen unterste Stellung. The legs are spread apart slightly elastically upon insertion of the float and ensure its lowermost position after insertion of the float. Der Schwimmer läßt sich somit in einfacher Weise mit dem Einsatz zu einer Baueinheit zusammenfügen. The float can thus be put together to form a unit in a simple manner with the use.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine den Schwimmer umgehende Drosselöffnung von dem Innenraum des Behälters vor das erste Überdruckventil geführt. In a further embodiment of the invention, the float immediate throttle opening from the interior of the container is performed prior to the first pressure relief valve. Hiermit wird erreicht, daß bei Überfüllung des Kühlmittelkreislaufes sich der Druck im Kühlwasserkreislauf über einen vorbestimmbaren Zeitraum auf den Öffnungsdruck des ersten Überdruckventils abbauen kann, so daß auch bei einer Überfüllung der Kühlmittelkreislauf nicht über längere Zeit dem erhöhten Druck ausgesetzt ist. Hereby is achieved that can degrade the pressure in the cooling water circuit via a predeterminable period of time to the opening pressure of the first pressure relief valve in case of overfilling of the refrigerant circuit, so that is also exposed from overfilling of the refrigerant circuit not to prolonged elevated pressure. Der Querschnitt der Drosselöffnung wird so gewählt, daß durch die Drosselöffnung hindurch bei einer Normalbefüllung während der Abstellphase des Motors kein Kühlmittelauswurf eintritt. The cross-section of the throttle opening is selected so that enters through the orifice therethrough at a normal inflation during the shutdown phase of the motor no coolant ejection. Bei einer ersten Ausführungsform ist der Eintritt der Drosselöffnung im Bereich der höchsten Stelle des Behälters angeordnet. In a first embodiment of the entrance of the throttle opening is arranged of the container in the region of the highest point. Dadurch wird der überhöhte Druck durch Austritt von Gas oder Wasserdampf abgebaut. Thereby, the excessive pressure is released by escape of gas or steam. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Eintritt der Drosselöffnung an einer in das Kühlwasser eintauchenden Stelle angeordnet ist. In another embodiment of the invention it is provided that the inlet of the throttle opening is disposed at a immersed in the cooling water source. Dadurch wird erreicht, daß der Druck durch Auswurf von Kühlmittel abgebaut wird, wobei allerdings nur die durch eine gegebenenfalls vorhandene Überfüllung gegebene Kühlmittelmenge ausgeworfen wird. Characterized wherein, however, only given by an optional trapping amount of coolant is ejected it is achieved that the pressure is released by ejection of coolant.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform und der Unteransprüche. Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of the embodiment shown in the drawing and in the subclaims.
    • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlmittelkreislaufes eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges mit einem an der höchsten Stelle des Systems angeordneten Ausgleichsbehälter und Fig. 1 shows a schematic representation of a coolant circuit of an internal combustion engine of a motor vehicle having a maximum at the location of the system arranged reservoir and
    • Fig. 2 einen Schnitt in größerem Maßstab durch den Ausgleichsbehälter der Fig. 1, der mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstet ist. Fig. 2 shows a larger-scale section through the reservoir of FIG. 1, which is equipped with an inventive device.
  • In Fig. 1 ist ein Verbrennungsmotor 1 dargestellt, der eine interne Kühlmittelführung besitzt. In Fig. 1, an engine 1 is shown, which has an internal coolant supply. Als Kühlmittel wird üblicherweise Wasser verwendet, das mit einem Frostschutzmittel versehen ist. As a refrigerant usually water is used which is provided with an antifreeze. Mit der Kühlmittelführung des Verbrennungsmotors 1 ist ein Kühler über Leitungen verbunden, in welchen eine Kühlmittelpumpe 2 angeordnet ist. With the coolant supply of the engine 1 via a radiator lines is connected, is located in which a coolant pump. 2 Die Kühlmittelpumpe 2 fördert das Kühlmittel zu dem Verbrennungsmotor 1, aus welchem es in Richtung des Pfeiles A zu dem Kühler 3 abströmt. The coolant pump 2 delivers the coolant to the engine 1, from which it flows in the direction of arrow A to the radiator. 3 Vor dem Kühler 3 ist eine Kurzschlußleitung 5 angeordnet, die über ein Thermostatventil 4 mit der Zuleitung zu dem Verbrennungsmotor 1 verbunden ist. Upstream of the cooler 3, a short-circuit line 5 is arranged, which is connected via a thermostatic valve 4 to the feed line to the engine. 1 Im Nebenstrom zwischen dem Kühler 3 und der Kühlmittelpumpe 2 ist ein Ausgleichsbehälter 6 angeordnet, der an der höchsten Stelle des Kühlmittelkreislaufes liegt. In the bypass flow between the radiator 3 and the coolant pump 2, a surge tank 6 is arranged, which is located at the highest point of the coolant circuit. Der Zulauf 11 des Ausgleichsbehälters 6 ist über eine Leitung 31 mit dem höchsten Punkt des Kühlers 3 verbunden. The inlet 11 of the surge tank 6 is connected via a line 31 to the highest point of the radiator. 3 Der Ablauf 10, des Ausgleichsbehälters 6 ist über eine Leitung 30 an die Saugseite der Kühlmittelpumpe 2 angeschlossen. The outlet 10, the surge tank 6 is connected to the suction side of the coolant pump 2 via a line 30th In dem Ausgleichsbehäh ter 6 wird das Kühlmittel entgast, dh die in dem Kühlmittel enthaltenen Dampf- oder Gaseinschlüsse gelangen in einer Emulsion in den Ausgleichsbehälter 6, in welchem sie ggf. aus dem Kühlmittel abgeschieden werden und über einen Überlauf 8 austreten können. In the Ausgleichsbehäh ter 6, the coolant is degassed, that is, the vapor or gas bubbles contained in the coolant enter an emulsion into the surge tank 6, in which if necessary be separated from the refrigerant and may exit through an overflow. 8
  • Der Kühlmittelkreislauf ist durch zwei Überdruckventile 16 und 21 auf vorgegebene Öffnungsdrücke gegen Überdruck abgesichert. The refrigerant circuit is protected by two pressure relief valves 16 and 21 to predetermined opening pressures against overpressure. Das Überdruckventil 16 ist im Normalbetrieb in Funktion und ist beispielsweise auf einen Öffnungsdruck P1 von etwa 1,15 bar eingestellt. The pressure relief valve 16 is set, for example, in normal operation in function and is at an opening pressure P1 of about 1.15 bar. Das Überdruckventil 21, das nur bei bestimmten Betriebszuständen in Funktion tritt, ist auf einen höheren Öffnungsdruck P2 eingestellt, der beispielsweise 1,5 bis 1,6 bar betragen kann. The pressure relief valve 21, which only occurs under certain operating conditions in function is set to a higher opening pressure P2, which may be up to 1.6 bar, for example 1.5. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die die beiden Überdruckventile 16 und 21 enthaltende Überdrucksicherung an dem Ausgleichsbehälter 6 angeordnet. In the illustrated embodiment, the two relief valves 16 is disposed and 21 containing overpressure protection to the surge tank. 6 Es ist selbstverständlich auch möglich, diese an einer anderen Stelle des Kühlmittelkreislaufes vorzusehen, insbesondere an der Oberseite des Kühlers 3, beispielsweise wenn kein gesonderter Ausgleichsbehälter 6 in dem Kühlmittelkreislauf vorgesehen wird. It is of course also possible to provide these at another point of the coolant circuit, in particular at the top of the cooler 3, for example, if no separate compensation tank is provided in the coolant circuit. 6
  • In den Einfüllstutzen 12 des Ausgleichsbehälters 6 ist ein die beiden Überdruckventile 16 und 21 enthaltender Einsatz 30 eingesteckt, der eine im wesentlichen zylindrische Außenkontur hat. Into the filler neck 12 of the surge tank 6, a two pressure relief valves 16 and 21 containing insert 30 is inserted, has a substantially cylindrical outer contour. Der Einsatz 30 umgreift mit einem Flansch 32 den Rand des Flansches 33 des Einfüllstutzens 12 und ist an diesem rastend gesichert. The insert 30 engages with a flange 32 the edge of the flange 33 of the filler neck 12 and is secured in this detent. Zur Abdichtung sind zwischen dem Einfüllstutzen 12 und dem Einsatz 30 wenigstens zwei Dichtungsringe 39 angeordnet. For sealing at least two sealing rings 39 are arranged between the filler neck 12 and the insert 30th An dem Flansch 32 des Einsatzes 30 ist lösbar ein sogenannter Renkverschluß 31 angebracht, der einen Ventilteller 13 des ersten Überdruckventils 16 trägt. On the flange 32 of the insert 30 a so-called bayonet fitting 31 is detachably mounted, which carries a valve head 13 of the first pressure relief valve sixteenth Der Ventilteller 13 ist in axialer Richtung verschiebbar auf einem Bolzen 40 des Renkverschlusses 31 geführt und mittels einer Druckfeder 14 belastet. The valve plate 13 is guided axially displaceably on a pin 40 of the Renkverschlusses 31 and loaded by a compression spring fourteenth Dem Ventilteller 13 ist ein Ventilsitz 15 zugeordnet, der von einem verengten Absatz des Einsatzes 30 gebildet wird. The valve disc 13 is associated with a valve seat 15 which is formed by a narrowed section of the insert 30th Außerhalb des Ventilsitzes 15 ist der Einsatz 30 mit mehreren axial gerichteten Öffnungen 41 verbunden, die zu einem ringnutförmigen umlaufenden Kanal 42 führen, an den der Überlauf 8 anschließt, der an dem Einfüllstutzen 12 angebracht ist. Outside of the valve seat 15 of the insert 30 with a plurality of axially directed openings 41 is connected, which lead to an annular-groove circumferential channel 42 connects to the overflow 8 which is attached to the filler neck 12th Die Druckfeder 14 des ersten Überdruckventils 16 ist auf einen Öffnungsdruck im Bereich von etwa 1,15 bar ausgelegt. The compression spring 14 of the first pressure relief valve 16 is adapted to an opening pressure in the range of about 1.15 bar. Dieses Überdruckventil 16 ist im Normalbetrieb des Verbrennungsmotors 1 in Funktion, dh der Kühlmittelkreislauf ist auf einen Überdruck von etwa 1,15 bar ausgelegt. This pressure relief valve 16 is in normal operation of the engine 1 in function, that is, the coolant circuit is designed for a pressure of about 1.15 bar. Tritt ein höherer Überdruck auf, so öffnet das Überdruckventil 16, so daß über die Verbindungsöffnungen 41, den Kanal 42 und den Überlauf 8 in dem Kühlmittel eingeschlossenes Gas oder Wasserdampf austreten können. If a higher pressure, the pressure relief valve 16 opens, so that might be released into the coolant trapped gas or water vapor 8 via the communication holes 41, the channel 42 and the overflow.
  • Der Einsatz 30 ragt mit einem rohrförmigen Ansatz 18 in den Ausgleichsbehälter 6 hinein. The insert 30 extends into a tubular extension 18 into the surge tank. 6 Der in seinem oberen Bereich geschlossene Ansatz 18 ist in seinem unteren Bereich durch axiale Schlitze in einzelne Schenkel 34 unterteilt. The closed in its upper portion boss 18 is divided in its lower region by axial slots into individual leg 34th In den Ansatz 18 ist ein Schwimmer 19 eingesetzt, der unter elastischen Aufweiten der Schenkel 34 eingeführt werden kann. In the projection 18, a float 19 is inserted which can be inserted under elastic widening of the legs 34th Die Enden der Schenkel 34 sind mit radial gerichteten Anschlägen 35 versehen, die ein Herausfallen des Schwimmers 19 verhindern. The ends of the legs 34 are provided with radially directed stops 35 which prevent a falling out of the float 19th Der rohrförmige Ansatz 19 ist nach oben durch einen Ventilsitz 27 begrenzt, der einen geringeren Durchmesser als der rohrförmige Ansatz 18 aufweist. The tubular extension 19 is limited upwards by a valve seat 27, which has a smaller diameter than the tubular extension 18th Der Ventilsitz 27 befindet sich an einer als zylindrischer Kanal ausgebildeten Zuführung zu dem Ventilsitz 15 des ersten Überdruckventils 16. Dem Ventilsitz 27 ist als Ventilteller der Schwimmer 19 zugeordnet, dessen Oberseite mit einer Dichtungsscheibe 26 versehen ist: The valve seat 27 is located at an opening formed as a cylindrical feed channel to the valve seat 15 of the first pressure relief valve 16. The valve seat 27 is associated as a valve plate of the float 19, whose upper side is provided with a seal disc 26:
  • Der Schwimmer 19 ist als ein walzenförmiger Hohlkörper ausgebildet, der nach außen dicht verschlossen ist. The float 19 is formed as a roller-shaped hollow body which is sealed to the outside. Falls die Gefahr von Undichtheiten besteht, so ist es zweckmäßig, innerhalb des Hohlkörpers des Schwimmers 19 Auftriebskörper vorzusehen, die beispielsweise aus einem Schaumstoff bestehen. If there is a risk of leakage, it is expedient to provide 19 float within the hollow body of the float, for example, consist of a foam. Der Schwimmer 19 enthält ein zweites Überdruckventil 21, das eine Verbindung zwischen den Innenraum des Ausgleichsbehälters 6 und dem ersten Überdruckventil 16 freigibt oder absperrt. The float 19 includes a second pressure relief valve 21 releases a connection between the interior of the surge tank 6 and the first pressure relief valve 16 or shuts off. Dieses Überdruckventil 21 besitzt einen Ventilteller 23, dessen abgekanteter Rand von außen an der Dichtungsscheibe 26 anliegt, die an der Oberseite des Schwimmers 19 angeordnet ist. This pressure relief valve 21 has a valve disk 23, the bevelled edge rests externally on the sealing washer 26 which is located at the top of the float 19th Der Schwimmer 19 ist mit einem durchlaufenden Kanal 24 versehen, dem eine Öffnung der Dichtungsscheibe 26 zugeordnet ist und die von dem Ventilteller 23 verschlossen wird. The float 19 is provided with a continuous channel 24 which is associated with an opening 26 of the seal plate and which is closed by the valve disk 23rd An dem Ventilteller 23 ist ein Ansatz 36 angebracht, der durch den Kanal 24 des Schwimmers hindurchgeführt ist und an dessen aus der anderen Seite des Schwimmers herausragendes Ende eine kegelförmige Schließfeder 22 angreift, die an einem an dem Ansatz 36 angebrachten Sicherungsring 43 abgestützt ist. On the valve plate 23, a boss 36 is mounted, which is passed through the channel 24 of the float and at its protruding from the other side of the float end of a cone-shaped closing spring 22 engages, which is supported on a mounted on the boss 36 circlip 43rd Das andere Ende der Schließfeder 22 stützt sich an der Unterseite des Schwimmers 19. An der Oberseite und der Unterseite des Schwimmers 19 sind nach innen in den Kanal 24 ragende Stege angebracht, die zur Radialführung des Ansatzes 36 dienen. The other end of the closing spring 22 is supported on the underside of the float 19. At the top and the bottom of the float 19 are attached projecting ribs 24 inward into the channel, which serve for radial guidance of the approach 36th
  • Der in dem Ansatz 18 des Einsatzes 30 geführte Schwimmer 19 hat zwei Funktionen. The guided in the extension 18 of the insert 30 the float 19 has two functions. In der einen Funktion dient er als Überfüllsicherung. In one role, he serves as overfill protection. Mit der Linie 17a ist das Flüssigkeitsniveau angedeutet, bis zu welchem der Kühlmittelkreislauf in kaltem Zustand befüllt werden soll. With the line 17a, the liquid level is indicated, to be up to which the refrigerant circuit is filled in the cold state. Bis zu diesem Flüssigkeitsniveau 17a befindet sich der Schwimmer 19 in der untersten Stellung, in welcher er auf den Anschlägen 35 aufliegt. Up to this liquid level 17a of the float 19 is in the lowermost position in which it rests on the stops 35th Die Axialschlitze des Ansatzes 18 sind so bemessen, daß sie ausreichend länger sind, als die Höhe des Schwimmers 19, so daß sie einen ausreichenden Querschnitt freigeben, wenn bei abgenommenem Renkverschluß 31 über den Einsatz 30 Kühlmittel nachgefüllt wird. The axial slots of the extension 18 are dimensioned so that they are sufficiently longer than the height of the float 19, so that they release a sufficient cross-section when the coolant 30 is replenished with removed bayonet fitting 31 on the insert. Steigt das Kühlmittel in dem Ausgleichsbehälter 6 über das Niveau 17a an, so wird der Schwimmer 19 angehoben und gelangt mit seinem oberen Rand in den nicht mehr geschlitzten Bereich des rohrförmigen Ansatzes 18. Damit wird der Zuströmquerschnitt zu dem Ausgleichsbehälter 6 auf das Spiel zwischen dem oberen Rand des Schwimmers 19 und dem Ansatz 18 beschränkt, so daß er damit wesentlich verkleinert ist. Increases, the refrigerant in the expansion tank 6 above the level 17a, the float 19 is raised and engages with its upper edge in the no longer slotted region of the tubular extension 18. Thus, the inflow cross section to the reservoir tank 6 to the clearance between the upper limited edge of the float 19 and the projection 18, so that it is thus substantially reduced. Es sammelt sich bei einem weiteren Nachfüllen Kühlmittelflüssigkeit in der Zuführung oberhalb des Schwimmers an, bis die Kühlflüssigkeit über den Überlauf 8 abläuft. It accumulates in another refilling refrigerant liquid in the feed above the float until the cooling liquid runs through the overflow. 8 Dies ist auch bei wenig sorgfältiger Bedienung ein ausreichend sicheres Anzeichen dafür, daß die weitere Zufuhr von Kühlmittel unterbrochen werden sollte. This is a sufficiently secure evidence that the further supply should be interrupted coolant even with little careful use. Das Spiel zwischen dem Schwimmer 19 und dem Ansatz 18 ist jedoch noch groß genug, so daß eine einwandfreie Entgasung über das erste Überdruckventil 16 erfolgen kann. However, the play between the float 19 and the projection 18 is still large enough so that satisfactory degassing can take place via the first pressure relief valve sixteenth Durch den rohrförmigen, in den Ausgleichsbehälter 6 hineinragenden Ansatz 18 wird darüberhinaus sichergestellt, daß auf jeden Fall in dem oberen Bereich des Ausgleichsbehälters 6 ein Luftpolster vorhanden ist. Through the tubular projecting into the reservoir 6 projection 18 is moreover ensured that an air cushion is present in any case in the upper portion of the surge tank. 6
  • Der Kühlmittelkreislauf ist so ausgelegt, daß sich aufgrund der Erwärmung des Kühlmittels das erhöhte Kühlmittelniveau 17b einstellt, bei welchem sich der Schwimmer 19 noch in ausreichendem Abstand zu dem Ventilsitz 27 befindet. The refrigerant circuit is designed so that, due to the heating of the coolant, the increased coolant level 17b sets, wherein the float is still 19 at a sufficient distance to the valve seat 27th In diesem Betriebszustand ist nur das erste Überdruckventil 16 in Funktion, dh der Kühlmittelkreislauf ist auf den Öffnungsdruck dieses Überdruckventils 16 abgesichert. In this operating state, only the first relief valve 16 in function, that is, the refrigerant circuit is secured to the opening pressure of this relief valve sixteenth
  • Wenn der Verbrennungsmotor 1 nach einem Betrieb, insbesondere nach einem Betrieb mit erhöhter Leistungsabgabe, wie einer Bergfahrt o.dgl., abgestellt wird, so wird die Kühlmittelzirkulation unterbrochen. When the internal combustion engine 1 or the like after an operation, in particular after an operation with increased power output, such as an Ascent., turned off, the coolant circulation is stopped. Es besteht dann die Gefahr, daß sich an überhitzten Stellen innerhalb der Kühlmittelführung des Verbrennungsmotors Dampfblasen ausbilden, die zu einer Volumensvergrößerung des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf führen. There is then the risk that form at hot spots within the coolant supply of the engine vapor bubbles which lead to an increase in volume of the coolant in the coolant circuit. Das Kühlmittel steigt dann in dem Ausgleichbehälter 6 auf ein erhöhtes Niveau an, das beispielsweise mit der Linie 17c dargestellt ist. The refrigerant then enters the surge tank 6 at an elevated level, which is for example shown with the line 17c. Der Schwimmer 19 wird dann soweit nach oben bewegt, daß er sich mit seiner Dichtungsscheibe 26 gegen den Ventilsitz 27 anlegt. The float 19 is then moved so far upwards that it rests with its sealing disc 26 against the valve seat 27th Damit wird das Überdruckventil 16 von dem Kühlmittelkreislauf abgetrennt, so daß es außer Funktion ist. Thus, the pressure relief valve 16 is separated from the refrigerant circuit, so that it is out of operation. Der mögliche Überdruck in dem Kühlmittelkreislauf wird dann nicht mehr von dem Überdruckventil 16 begrenzt. The possible overpressure in the coolant circuit is then no longer limited by the pressure relief valve 16th Durch das Absperren des ersten Überdruckventils 16 wird damit verhindert, daß bei einer weiteren Volumensvergrößerung aufgrund von Dampfblasenbildungen o.dgl. By shutting off the first pressure relief valve 16, or the like is prevented so that in a further increase in volume due to formation of vapor bubbles. Kühlmittel über das erste Überdruckventil 16 ausgeworfen wird. Coolant is ejected via the first relief valve sixteenth Es kann sich innerhalb des Kühlmittelkreislaufes ein höherer Überdruck einstellen, der dazu führt, daß eine weitere Dampfblasenbildung eingeschränkt wird. It can be set within the refrigerant circuit, a higher pressure, which results in that a further vapor bubble formation is limited. Der dabei mögliche Überdruck wird von dem zweiten Überdruckventil 21 bestimmt, das auf einen entsprechenden Öffnungsdruck ausgelegt ist. The thereby possible over-pressure is determined by the second pressure relief valve 21, which is adapted to a corresponding opening pressure. Da das erste Überdruckventil 16 und das zweite Überdruckventil 21 in Reihe hintereinander angeordnet sind, wird dieser Öffnungsdruck aus der Addition der Öffnungsdrücke des ersten Überdruckventils 16 und des zweiten Überdruckventils 21 bestimmt. Since the first pressure relief valve 16 and the second pressure relief valve 21 are arranged in series one behind the other, the opening pressure is determined from the sum of the opening pressures of the first pressure relief valve 16 and the second pressure relief valve 21st Wenn beispielsweise für den geschilderten Zustand nach dem Abstellen des Verbrennungsmotors ein Überdruck von 1,6 bar zugelassen werden soll und das erste Überdruckventil auf einen Öffnungsdruck von 1,5 bar ausgelegt ist, so wird dann das zweite Überdruckventil 21 auf einen Öffnungsdruck von 0,45 bar durch entsprechende Bemessung der Schließfeder 22 ausgelegt. If an excess pressure is to be allowed of 1.6 bar, for example, for the described state after stopping the internal combustion engine and the first pressure relief valve is adapted to an opening pressure of 1.5 bar, it is then the second pressure relief valve 21 to an opening pressure of 0.45 bar designed by appropriate dimensioning of the closing spring 22nd
  • Um zu verhindern, daß bei einer Überfüllung des Kühlmittelkreislaufes, bei welcher sich der Schwimmer 19 in der dargestellten, das Überdruckventil 16 außer Funktion setzenden Stellung befindet, über einen längeren Zeitraum der erhöhte Überdruck in dem Kühlmittelkreislauf herrscht, ist eine Drosselöffnung 28 vorgesehen, die unter Umgehung des Schwimmers 19 und des zweiten Überdruckventils 21 den Innenraum des Ausgleichsbehälters 6 mit dem ersten Überdruckventil 16 verbindet. In order to prevent that prevails at a overfilling of the refrigerant circuit, in which the float 16 is inoperative releasing position to that shown, the pressure relief valve 19 over a long period of increased pressure in the coolant circuit, an orifice 28 is provided, which under circumvention of the float 19 and of the second relief valve 21 connects the interior of the surge tank 6 with the first pressure relief valve sixteenth Diese Drosselöffnung besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus einem den Ventilteller 23 und den Ansatz 36 durchdringenden Kanal 28. Der Querschnitt dieser Drosselöffnung, dh des Kanals 28, ist derart bemessen, daß durch diese hindurch in der Abstellphase bei der Gefahr einer Dampfblasenbildung kein Kühlmittel ausgeworfen wird, jedoch nach einem vorbestimmten Zeitraum die Druckreduzierung auf den Öffnungsdruck des ersten Überdruckventils 16 sichergestellt ist. This throttle opening is in the illustrated embodiment consists of a valve disc 23 and the projection 36 penetrating channel 28. The cross section of this throttle opening, ie the channel 28 is sized to pass no coolant is ejected through these in the shut-off at the risk of vapor bubble formation but after a predetermined period, the pressure reduction is ensured to the opening pressure of the first pressure relief valve sixteenth Bei einer Überfüllung taucht der Ansatz 36 mit dem als Drosselöffnung dienenden Kanal 28 in die Kühlflüssigkeit ein, so daß der mögliche Druckabbau durch Auswurf von Kühlmittel bewirkt wird, wodurch die Überfüllung reduziert wird. From overfilling of the projection 36 with the immersed serving as a throttle opening channel 28 a in the cooling liquid, so that the possible pressure reduction is effected by ejection of coolant, thereby reducing the overcrowding.
  • In Abwandlung der erläuterten Ausführungsform wird vorgesehen, daß eine Drosselöffnung 37, die in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist, durch den Einsatz 30 direkt von der höchsten Stelle des Ausgleichsbehälters 6 zu dem Bereich vor dem ersten Überdruckventil 16 geführt wird. In a modification of the illustrated embodiment, that a throttle opening 37, which is shown in phantom in Fig. 2, is passed through the insert 30 directly from the highest point of the surge tank 6 to the area in front of the first pressure relief valve 16 is provided. In diesem Fall erfolgt der Druckabbau bei einer Überfüllung durch Entweichen von Dampf oder Gas oder Luft über diese Drosselöffnung 37. In this case, the pressure reduction takes place at a trapping by escape of vapor or gas or air through this throttle opening 37th

Claims (12)

1. Apparatus for protecting the coolant circuit of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle internal combustion engine, which apparatus can be switched over from an operating pressure to an increased opening pressure and which has a container (6) for holding a coolant, in the upper region of which is disposed a first pressure relief valve (16) which is set to a fist opening pressure and a second pressure relief valve (21) which is set to a second opening pressure, wherein disposed in the container (6) is a float valve (19, 27) which, upon an excessive rise in the level of coolant in the container (16), closes off the feed from the container (6) to the first pressure relief valve (16) and connects the two pressure relief valves (16, 21) in series, characterised in that the second pressure relief valve (21) is incorporated into the float (19) which is guided in a cage (18) arranged in the container (6).
2. Apparatus according to claim 1, characterised in that the float (19) with the second pressure relief valve (21) and the cage (18) is in the form of an insert (30) which can be sealingly fitted into an opening in the container (6) and which includes the feed to the first pressure relief valve (16).
3. Apparatus according to claim 2, characterised in that the insert (30) is fitted into a filler portion (12) of the container (6) and has a valve seat (15) for the valve plate (13) of the first pressure relief valve (16), the valve plate (13) being held by means of a bayonet cap (31).
4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterised in that the insert (30) is fixed with a flange (32) to a flange (33) of the filler portion (12) of the container (6).
5. Apparatus according to claim 4, characterised in that the flange (32) of the insert (30) positively embraces the edge of the flange (33) of the filler portion (12).
6. Apparatus according to one of claims 1 to 5, characterised in that the insert (30) has a tubular projection (18) which adjoins the feed to the first pressure relief valve (16) and in which the float (19) is guided with clearance, the end of the projection (18) which faces into the container (6) being subdivided into individual limb portions (34) by axial slots.
7. Apparatus according to claim 6, characterised in that the limb portions (34) in the projection (18) are provided at their free ends with radially inwardly directed stops (35).
8. Apparatus according to one of claims 1 to 7, characterised in that the second pressure relief valve (21) includes a valve plate (23) which is pressed by means of a compression spring (22) against the top side of the float (19), which forms a valve seat (26), the valve plate (23) being guided with a projection (36) in the float (19).
9. Apparatus according to one of claims 1 to 8, characterised in that a throttle opening (28, 37) which by-passes the float (19) extends from the interior of the container (6) to a position in front of the first pressure relief valve (16).
10. Apparatus according to claim 9, characterised in that the entrance of the throttle opening (37) is arranged in the region of the highest point of the container (6).
11. Apparatus according to claim 9, characterised in that the entrance of the throttle opening (28) is disposed at a location which is immersed in the coolant water.
12. Apparatus according to claim 11, characterised in that the projection (36) on the valve plate (23) of the second pressure relief valve (21) passes through the float (19) and is provided with the throttle opening (28) which goes through the valve plate (23) from the container (6) to the first pressure relief valve (16).
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