EP0464317B1 - Druckventileinheit an einem Ausgleichsbehälter im Kühlkreis einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Druckventileinheit an einem Ausgleichsbehälter im Kühlkreis einer Brennkraftmaschine Download PDF

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EP0464317B1
EP0464317B1 EP91105000A EP91105000A EP0464317B1 EP 0464317 B1 EP0464317 B1 EP 0464317B1 EP 91105000 A EP91105000 A EP 91105000A EP 91105000 A EP91105000 A EP 91105000A EP 0464317 B1 EP0464317 B1 EP 0464317B1
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EP
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valve
valve unit
receiving housing
housing
tank
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EP91105000A
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EP0464317A1 (de
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Wolfgang Kleineberg
Hans Schaal
Thomas Attinger
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Daimler Benz AG
Original Assignee
Daimler Benz AG
Mercedes Benz AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/02—Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
    • F01P11/029—Expansion reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/02—Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
    • F01P11/0204—Filling
    • F01P11/0209—Closure caps
    • F01P11/0238—Closure caps with overpressure valves or vent valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/22—Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point
    • F01P3/2207—Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point characterised by the coolant reaching temperatures higher than the normal atmospheric boiling point

Definitions

  • the invention relates to a pressure valve unit on an expansion tank in the cooling circuit of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • a pressure valve unit of the generic type is known from EP-A-0 177 860.
  • the pressure valve unit described therein consists of an insert separated from the expansion tank with two spring-loaded pressure relief valves arranged downstream in the vertical direction for pressure-additive control of an overpressure in the expansion tank, the insert being arranged in a filler neck formed on the ceiling under a sealing system.
  • the insert has a housing for the pressure relief valves, which are connected to one another by an overflow bore.
  • the housing facing the container interior and projecting into it is designed as a cage, in which a float is received, which carries one of the valves and controls the overflow bore depending on the fill level.
  • the valve carried by the float has its own overflow hole to the interior of the tank.
  • a similar pressure valve unit is known from EP-A-0 180 208, in which, however, the valve housings, which are jointly connected to the interior of the tank via an overflow bore, themselves form part of the expansion tank.
  • the sealing surfaces of both valves are therefore also part of the container ceiling, so that the sealing surfaces distort when the container is warped due to pressure, as a result of which the valve unit becomes inoperative.
  • the invention has for its object to provide a pressure valve unit in which leaks caused by changes in shape of the expansion tank are avoided.
  • valve unit Due to the horizontal arrangement of the valve receptacle housing, which encloses the two valve housings with the valves, the valve unit is only pressurized in the radial direction when the container is warped, whereby a warpage offset of the container ceiling can be compensated for by the sealing system.
  • the sealing surfaces uncoupled from the container remain undisturbed in the event of a pressure-related change in the shape of the expansion container and therefore do not experience any loss of tightness.
  • the lying configuration of the valve unit on the ceiling of the expansion tank advantageously increases Narrow installation spaces, contrary to the design from the prior art, require little space for the upper part of the engine compartment.
  • valve unit in a special embodiment of the valve unit according to the invention according to claim 4, a connection of the two valve housings by means of a clip is provided, which facilitates handling when coupling valve housings.
  • O-ring seals according to claim 2 ensures compliance with warping tolerances with regard to tightness and represents an inexpensive seal variant.
  • Figure 1 shows a part of a surge tank 1, which has longitudinal and transverse ribs 2 on its surface, which form the end of intermediate walls not shown here within the container 1 with the container body.
  • the container body has a weld bead 3 all around, by means of which the connection of a lower part 4 to an upper part 5 of the container body is shown.
  • a tubular receiving housing 9 for a pressure valve unit is fastened horizontally in the area of a ceiling edge 7 along a longitudinal rib 8.
  • FIG. 2 shows part of the ceiling 6 of an expansion tank 1, which is not shown in detail, in which the receiving housing 9 can be seen in a lying manner, an underside 10 of the receiving housing being part of the ceiling 6 forms.
  • the receptacle housing has an end wall 11 which is perpendicular and centrally to the ceiling and widens symmetrically in two stages 12, 13. Inside the receiving housing there are two pressure relief valves 14, 15 in valve housings 16, 17, an outlet side 18 of the first 16 being clipped onto an inlet side 19 of the second valve housing 17. The opening direction of the pressure relief valves 14, 15 is in the widening direction of the receiving housing.
  • the pressure relief valves each consist of a spiral spring 20 and a valve body 21, which is pressed by the spiral spring onto sealing surfaces 22, 23 of the respective valve housing 16, 17 and closes the inlet-side valve opening 24.
  • the second valve housing additionally contains a vacuum valve 25.
  • valve unit holder 26 which surrounds the pressure valve unit, consisting of the first 14 and the second pressure relief valve 15 with their housings 16, 17. This can be done via a clip, a screw thread or bayonet lock. Furthermore, an outlet side 27 of the second pressure relief valve 15 is clipped to an overflow connection 28, which is located in the region of the lower side 10 of the receiving housing.
  • the valve housings 16, 17 are each sealed and supported against the receiving housing 9 by means of an O-ring 29, 30 before the first 12 and before the second stage 13, the interior of which is thereby divided into three sub-spaces 31, 32, 33.
  • an overflow bore 34 35 to the interior 36 of the expansion tank 1 in the partial space 31 and 32.
  • a cage 37 (only shown schematically) is fastened to the underside 10 of the expansion tank on the interior side.
  • the cage 37 contains a float 38 which closes the overflow bore 35 from a certain liquid level in the expansion tank 1, in which case the valve unit is pressurized exclusively via the overflow bore 34.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Druckventileinheit an einem Ausgleichsbehälter im Kühlkreis einer Brennkraftmaschine gemäß des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
  • Eine Druckventileinheit der gattungsgemäßen Bauart ist aus der EP-A-0 177 860 bekannt. Die darin beschriebene Druckventileinheit besteht aus einem vom Ausgleichsbehälter getrennten Einsatz mit zwei in vertikaler Richtung nachgeordneten federbelasteten Überdruckventilen zur druckadditiven Steuerung eines Überdruckes im Ausgleichsbehälter, wobei der Einsatz in einem an dessen Decke ausgebildeten Einfüllstutzen unter dichtender Anlage angeordnet ist. Der Einsatz weist dabei für die Überdruckventile jeweils ein Gehäuse auf, die durch eine Überströmbohrung miteinander verbunden sind. Das dem Behälterinnenraum zugewandte und in diesen hineinragende Gehäuse ist als Käfig ausgebildet, in dem ein Schwimmer aufgenommen ist, welcher eines der Ventile trägt und die Überströmbohrung in Abhängigkeit vom Füllstand steuert. Das vom Schwimmer getragene Ventil weist in diesem eine eigene überströmbohrung zum Behälterinnenraum auf. Bei einem Druckanstieg im Behälter verwölbt sich dieser, woraus sich bei einer derartigen Anordnung der Druckventileinheit der Nachteil ergibt, daß sich die Behälterdecke vom Einsatz in dessen unterem Bereich unter Verlust der dichtenden Anlage abhebt und gleichzeitig die Ventileinheit aufgrund der verstärkten Anpressung im oberen Bereich verformt, wobei sich die einseitig druckbeaufschlagten Dichtflächen des dem Behälterinnenraum abgewandten Überdruckventiles verziehen und somit Undichtigkeiten auftreten.
  • Aus der EP-A-0 180 208 ist eine ähnliche Druckventileinheit bekannt, bei der jedoch die Ventilgehäuse, die gemeinsam über eine Überströmbohrung mit dem Behälterinnenraum verbunden sind, selbst ein Teil des Ausgleichsbehälters darstellen. Die Dichtflächen beider Ventile sind daher ebenfalls Bestandteil der Behälterdecke, so daß sich bei der druckbedingten Verwölbung des Behälters die Dichtflächen verziehen, wodurch die Ventileinheit funktionslos wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckventileinheit zu schaffen, bei der Undichtigkeiten, die durch Formänderungen des Ausgleichsbehälters hervorgerufen werden, vermieden werden.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst.
  • Durch die liegende Anordnung des Ventilaufnahmegehäuses, das die beiden Ventilgehäuse mit den Ventilen umschließt, wird bei einer Verwölbung des Behälters die Ventileinheit nur in radialer Richtung druckbeaufschlagt, wodurch ein Verwölbungsversatz der Behälterdecke von der dichtenden Anlage ausgleichbar ist. Die vom Behälter abgekoppelten Dichtflächen bleiben dadurch bei einer druckbedingten Formänderung des Ausgleichsbehälters unbehelligt und erfahren somit keinen Dichtigkeitsverlust.
  • Desweiteren nimmt die liegende Ausbildung der Ventileinheit an der Decke des Ausgleichsbehälters in vorteilhafter Weise bei engen Bauräumen entgegen der Bauform aus dem Stand der Technik für den oberen Teil des Motorraumes nur wenig Platz ein.
  • Eine zusätzliche, vorteilhafte Anordnung einer Druckventileinheit dieser Bauform nach Anspruch 3 in einer Rippe, die längs oder quer in der Behälterdecke verläuft und den Abschluß einer Zwischenwand innerhalb des Behälters mit der Decke bildet, sorgt für größere Stabilität der Ventileinheit und einen größeren Schutz der Ventilelemente, da die Zwischenwand unter Druckbelastungen im Behälter wie ein Zuganker für die Decke wirkt.
  • In besonderer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ventileinheit nach Anspruch 4 ist eine Verbindung der beiden Ventilgehäuse mittels einer Verclipsung vorgesehen, die die Handhabung beim Koppeln von Ventilgehäusen erleichtert.
  • Schließlich gewährleistet die Verwendung von O-Ring-Dichtungen nach Anspruch 2 die Einhaltung von Verzugstoleranzen bezüglich der Dichtigkeit und stellt eine kostenkünstige Dichtungsvariante dar.
  • In der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
  • Es zeigt:
    • Figur 1
    einen Ausgleichsbehälter mit einer in einer Rippe der Decke eingesetzten Druckventileinheit in einem teilweisen Halbprofil
    Figur 2
    ein Aufnahmegehäuse mit einer Druckventileinheit in der Decke eines Ausgleichsbehälters in einem teilweisen Längsschnitt,
  • Figur 1 zeigt einen Teil eines Ausgleichsbehälters 1, der an seiner Oberfläche längs und quer verlaufende Rippen 2 aufweist, die den Abschluß von hier nicht weiter dargestellten Zwischenwänden innerhalb des Behälters 1 mit dem Behälterkörper bilden. Der Behälterkörper weist rundum einen Schweißnahtwulst 3 auf, durch welchen die Verbindung eines Unterteils 4 mit einem Oberteil 5 des Behälterkörpers aufgezeigt wird. In der Decke 6 des Oberteils 5 des Behälterkörpers ist im Bereich eines Dekkenrandes 7 entlang einer Längsrippe 8 ein rohrförmiges Aufnahmegehäuse 9 für eine Druckventileinheit in liegender Weise befestigt.
    In Figur 2 ist ein Teil der Decke 6 eines nicht weiter ausgeführten Ausgleichsbehälters 1 dargestellt, in der das Aufnahmegehäuse 9 in liegender Weise angebracht zu sehen ist, wobei eine Unterseite 10 des Aufnahmegehäuses einen Teil der Decke 6 bildet. Das Aufnahmegehäuse besitzt eine senkrecht und mittig zur Decke stehende Stirnwand 11 und weitet sich in zwei Stufen 12,13 symmetrisch auf. Im Inneren des Aufnahmegehäuses befinden sich zwei Überdruckventile 14,15 in Ventilgehäusen 16,17, wobei eine Auslaßseite 18 des ersten 16 mit einer Einlaßseite 19 des zweiten Ventilgehäuses 17 verclipst ist. Die Öffnungsrichtung der Überdruckventile 14,15 liegt in Aufweitungsrichtung des Aufnahmegehäuses. Die Überdruckventile bestehen jeweils aus einer Spiralfeder 20 und einem Ventilkörper 21, welcher von der Spiralfeder auf Dichtflächen 22,23 des jeweiligen Ventilgehäuses 16,17 gepreßt wird und die einlaßseitige Ventilöffnung 24 verschließt. Das zweite Ventilgehäuse enthält zusätzlich ein Unterdruckventil 25. Im Öffnungsbereich des Aufnahmegehäuses ist ein Federring oder Deckel als Ventileinheithalterung 26 eingesetzt, welche die Druckventileinheit, bestehend aus dem erstem 14 und dem zweiten Überdruckventil 15 mit deren Gehäusen 16,17, umgibt. Dies kann über eine Verclipsung, ein Schraubengewinde oder Bajonettverschluß erfolgen. Weiterhin ist eine Auslaßseite 27 des zweiten Überdruckventils 15 mit einem Überlaufstutzen 28 verclipst, der sich im Bereich der Aufnahmegehäuseunterseite 10 befindet. Die Ventilgehäuse 16,17 sind jeweils mittels eines O-Ringes 29,30 vor der ersten 12 und vor der zweiten Stufe 13 gegen das Aufnahmegehäuse 9 abgedichtet und abgestützt, wobei dessen Innenraum dadurch in drei Teilräume 31,32,33 aufgeteilt wird. An der Aufnahmegehäuseunterseite 10 befindet sich im Teilraum 31 und 32 jeweils eine Überströmbohrung 34,35 zum Innenraum 36 des Ausgleichsbehälters 1. Um die Überströmbohrung 35 herum ist innenraumseitig ein Käfig 37 (nur schematisch dargestellt) an der Unterseite 10 des Ausgleichsbehälters befestigt. Der Käfig 37 enthält einen Schwimmer 38, der ab einem bestimmten Flüssigkeitsstand im Ausgleichsbehälter 1 die Überströmbohrung 35 verschließt, wobei dann die Ventileinheit ausschließlich über die Überströmbohrung 34 druckbeaufschlagt wird.

Claims (4)

  1. Druckventileinheit an einem Ausgleichsbehälter (1) im Kühlkreis einer Brennkraftmaschine, welche Ventileinheit in einem innerhalb der Behälterdecke (6) angeordneten Aufnahmegehäuse (9) eingesetzt ist und aus einem ersten und einem zweiten dem ersten nachgeschalteten Überdruckventil (14,15), die ihrerseits jeweils aus einem über jeweils voneinander getrennte Überströmbohrungen (34,35) mit einem Behälterinnenraum (36) verbundene Ventilöffnungen (24) mittels einer Feder (20) verschließenden Ventilkörper (21) bestehen und in vom Ausgleichsbehälter (1) getrennten, im Aufnahmegehäuse (9) dichtend eingesetzten Ventilgehäusen (16,17) angeordnet sind, und einem im Behälterinnenraum (36) geführten die zwischen beiden Überdruckventilen (14,15) liegende überströmbohrung (35) steuernden Schwimmer (38) besteht,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Aufnahmegehäuse (9) in liegender Weise in der Ausgleichsbehälterdecke (6) eingesetzt ist und daß es jeweils eine Überströmbohrung (34,35) an zwei Teilräumen (31,32) im Aufnahmegehäuse (9) zum Behälterinnenraum (36) aufweist.
  2. Druckventileinheit nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß jeweils ein O-Ring (29,30) ein Ventilgehäuse (16,17) gegen das Aufnahmegehäuse (9) abdichtet, daß von diesen O-Ringen (29, 30) ein O-Ring (29) zwischen der ersten (34) und der zweiten Überströmbohrung (35) und ein weiterer O-Ring (30) zwischen der zweiten Überströmbohrung (35) und einer im Öffnungsbereich des Aufnahmegehäuses (9) befindlichen Ventileinheithalterung (26) angeordnet ist, wobei die O-Ringe (29,30) dabei das Aufnahmegehäuseinnere in zwei wesentliche Teilräume (31,32) aufspalten.
  3. Druckventileinheit nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Aufnahmegehäuse (9) der Druckventileinheit entlang einer in der Aufnahmebehälterdecke (6) längs oder quer verlaufenden Rippe (2) angeordnet ist.
  4. Druckventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Gehäuse (16) des ersten Ventils (14) mit dem Gehäuse (17) des zweiten Ventils (15) mittels einer Verclipsung verbunden ist.
EP91105000A 1990-06-29 1991-03-28 Druckventileinheit an einem Ausgleichsbehälter im Kühlkreis einer Brennkraftmaschine Expired - Lifetime EP0464317B1 (de)

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EP0464317A1 EP0464317A1 (de) 1992-01-08
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