EP1136673A2 - Pressure control valve for a cooling system - Google Patents

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EP1136673A2
EP1136673A2 EP01106204A EP01106204A EP1136673A2 EP 1136673 A2 EP1136673 A2 EP 1136673A2 EP 01106204 A EP01106204 A EP 01106204A EP 01106204 A EP01106204 A EP 01106204A EP 1136673 A2 EP1136673 A2 EP 1136673A2
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EP
European Patent Office
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closure member
seal
arrangement according
housing
cooling system
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EP01106204A
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German (de)
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EP1136673B1 (en
EP1136673A3 (en
Inventor
William Richard Hutchins
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Publication date
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Publication of EP1136673A3 publication Critical patent/EP1136673A3/en
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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
    • F01P11/0204—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
    • 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
    • F01P11/0214—Mounting
    • F01P2011/0228—Sealing

Definitions

  • the present invention relates to pressure control valve assemblies for the cooling systems of liquid-cooled internal combustion engines. Such arrangements are normal installed in a cover for an expansion tank. At In modern motor vehicles, such expansion tanks are usually found as separate component away from the heat exchanger in an easily accessible location in the engine compartment. In the past, however, such expansion tanks were usually called Radiator top box trained, and therefore such caps are always still often referred to as a radiator cap.
  • radiator caps have been based on a version in which a spring-loaded Disc closes an opening at the base of a filler neck so that the disc rises against the spring at a predetermined pressure to the Limit pressure in the cooling system.
  • a support plate for the disc contained one so-called vacuum valve to prevent the pressure from falling significantly Atmospheric pressure drops as the cooling system cools down.
  • An example of one such a cover is shown in US 2,164,450.
  • valve assemblies have long periods of operation can give during which the pressure in the cooling system to the opening pressure of the pressure relief valve may rise, but there is no reason that the washer of the pressure relief valve against the spring preload from its seat takes off because the temperature has not risen enough or there is no need, Drain gas bubbles from the cooling system. As a result, the sealing washer tilts to stick to their seat, and to lift them is a much higher one Pressure required as originally set by the spring preload was.
  • the object of the present invention is to provide a valve arrangement, where the tendency of the valve to jam and only when it is raised Reacting to excess pressure is significantly reduced.
  • the shape of the seal can be such that the force of the seal against the Closure member and the housing increased with increasing pressure in the cooling system.
  • the elastic seal can either from the closure member or from the housing can be worn and a radially inward lip for sealing, depending on, have against the housing or the closure member.
  • the closure member can be arranged so that it is on an annular Border directly abuts the annular joint, the seal then radially inward of the annular interface.
  • the seal can be carried by the closure member and for example be glued to it.
  • the closure member can be hat-shaped and a cylindrical part and one Have outer edge part, the seal on the inside of the cylindrical Partly located at the intersection with the outer edge part. This can then Closure member at the intersection of the cylindrical part and the outer edge part have a part widened outwards.
  • the seal can also be one have a triangular cross section.
  • the spring preload can expediently by a between the housing and the compression member acting compression spring are provided.
  • the closure member can include a check valve as a vacuum valve to ventilate the cooling system.
  • a check valve can be a mushroom-shaped valve member with a shaft extending through an opening in the closure member and a head that can seal against the closure member. If the seal is carried by the closure member, the seal can radially after be extended inside to provide a seal for the valve member.
  • the seal can be supported by a separate support disc, which is loose in the Housing is arranged.
  • a separate support disc which is loose in the Housing is arranged.
  • Such a seal can be diamond-shaped or rhombus-shaped Have cross section and in a V-groove on the inner peripheral edge of the Support disc.
  • such a seal can be directed inwards Have lips on both their top and bottom where they are seals against the closure member and the housing.
  • the pressure control valve arrangement in a sealing cover must be installed.
  • an internal combustion engine 11 contains a pump 12, the liquid Coolant (for example a mixture of water and antifreeze) the engine and a flow line 13 to a heat exchanger in the form of a conventional one air-cooled cooler 14 pumps.
  • the coolant flows from the cooler 14 to the pump 12 through a return line 15 and a pump flow line 16.
  • a Thermostat and bypass valve 17 controls the flow in the return line 15 and in a bypass line 18 such that much of the coolant flow from the engine 11 runs through the bypass line 18 and no flow through the cooler 14 runs until the coolant reaches higher temperatures.
  • An expansion tank 21 has a supply line connected to the flow line 13 22 and a return line connected to the pump flow line 16 23 on.
  • the expansion tank 21 has a filler neck 24 which is closed by a closure or a filler cap 25, which one in Figure 2 contains pressure control valve assembly 26 shown in detail.
  • a radiator 19 for heating the vehicle interior between the flow line 13 and the pump flow line 16 are provided.
  • the filler cap 25 contains a closure part 27 with a Internal thread 28 for engagement with a corresponding screw thread on the expansion tank 21 and a valve part 29, which has an annular extension 31 the closure part 27 is fixed, for example by rotary welding or a snap connection. Seals 32 and 33 are for sealing against the Interior of the filler neck 24 is provided.
  • the closure part 27 and the valve part 29 form a housing for the pressure control valve arrangement 26.
  • the valve part 29 has an inner flange 34, the one on an upper side 35 middle opening 36 forms an annular joint.
  • the opening 36 will of a hat-shaped closure member 37 with a cylindrical part 38 and an outer edge part 39 covered.
  • the closure member 37 is pre-loaded Compression spring 41 under spring preload so that it is on an annular Interface on the top 35 directly abuts the flange 34.
  • Radially inwards an elastic seal 42 is located in this annular interface Rubber or synthetic rubber that is glued to the closure member 37 so that it seals between the closure member and the flange 34. In this condition the seal 42 is compressed so that it is against the flange 34 an elastic reaction load that is significantly lower than the preload from the spring 41.
  • the seal 42 has a generally triangular cross section while being along the inner surface of the cylindrical fastener member 38 and a generally triangular cross-section Recess extends through the top 35 of the flange and an outwardly flared part at the interface of the cylindrical part and the outer edge part is limited.
  • closure member 37 contains a check valve 45, which is a valve member 46 with a mushroom-shaped head that against the underside of the closure member 37 is spring-loaded and a seal 47 for closing an opening 48 contains.
  • liquid coolant circulates through the supply and return lines 22 and 23 through the expansion tank 21.
  • the Air warms above the level of the liquid coolant and there is an increase in pressure in the cooling system.
  • a force is exerted on the closure member 37, which counteracts the preload of the spring 41, so that the outer edge part 39 at a predetermined pressure from its abutment with the flange 34 lifts off and air or steam via radial passages 51 in the closure part 27 and can escape into the atmosphere in the valve member 29 through the opening 36.
  • the maximum pressure in the cooling system is limited and cannot be significantly above the height set by the preload of the spring 41 increases.
  • the shape of the seal 42 is such that the force of the seal against the Flange top 35 increases with increasing pressure in the cooling system because of the seal a radially inwardly directed bead 42B in the compressed state forms ( Figure 3). Furthermore, the shape is such that the surface of the seal 42 tends to be pulled off the flange top 35 when that Closure member 37 moves away from flange 34 under cooling system pressure, wherein this also serves to prevent sticking. In addition, the Seal 42 also tends to rub against the flange top 35 and this can also help clean the mating surfaces of the interface hold and continue to prevent sticking.
  • the check valve acts 45 as a conventional vacuum valve to prevent the pressure in the Cooling system drops significantly below atmospheric pressure.
  • the seal 142 is radial inward lip 142A when unloaded.
  • This forms one Part of a cap-shaped membrane 149 made of an elastomeric material with the underside of the closure member 137 is glued.
  • This modification serves the membrane 149 also as a seal for the valve member 146 of the check valve 145.
  • FIG. 6 shows the seal 242 in the unloaded state, in which it can be seen diamond-shaped or rhombus-shaped cross-section and in a V-groove on the inner peripheral edge the support disc 251 is arranged.
  • washers and seals are commercially available as a complete unit and are generally available as Dowty (RTM) washers known.
  • FIG. 7 shows an alternative cross section for the seal 242 at 242A Lips turned inward on both the top and bottom 242B.
  • the disk 251A has an alternative groove with a U-shaped cross section for the seal 242A.
  • the seal 42, 142 could also by the flange 34, 134 are worn.
  • the flange top 35 an annular recess for receiving an elastomeric O-ring or a lip seal which or the adjacent surface of the outer edge part 39 touched the closure member, be formed.

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Abstract

Eine Druckregelventilanordnung (28) für das Kühlsystem einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine ist im Einfülldeckel (25) eines Ausgleichsbehälters eingebaut. Ein hutförmiges Verschlussglied (37) bedeckt eine von einem Innenflansch (34) umgebene mittlere Öffnung (36) und steht durch eine vorbelastete Druckfeder (41) unter Federvorspannung. Radial einwärts einer ringförmigen Grenzfläche zwischen dem Flansch (34) und dem Verschlussglied (37) befindet sich eine mit dem Verschlussglied (37) derart verklebte elastische Dichtung (42), dass sie zwischen dem Verschlussglied und dem Flansch (34) abdichtet. In diesem Zustand wird die Dichtung (42) zusammengedrückt und reagiert so gegen den Flansch (34) mit einer elastischen Reaktionslast, die wesentlich geringer ist als die Vorbelastung von der Feder (41). Im Gebrauch wird durch einen Druckanstieg im Kühlsystem auf das Verschlussglied (37) eine Last ausgeübt, die der Vorbelastung der Feder (41) entgegenwirkt, so dass sich der Außenrandteil (39) bei einem vorbestimmten Druck von seiner Stoßstelle mit dem Flansch (34) abhebt und Luft oder Dampf aus der Öffnung (36) entweichen kann. Die reduzierte Reaktionslast der Dichtung gegen die Oberseite (35) verringert die Neigung der Dichtung (42), auf der Flanschoberseite (35) haftenzubleiben. <IMAGE>A pressure control valve arrangement (28) for the cooling system of a liquid-cooled internal combustion engine is installed in the filler cap (25) of an expansion tank. A hat-shaped closure member (37) covers a central opening (36) surrounded by an inner flange (34) and is spring-biased by a preloaded compression spring (41). Radially inward of an annular interface between the flange (34) and the closure member (37) there is an elastic seal (42) glued to the closure member (37) such that it seals between the closure member and the flange (34). In this state, the seal (42) is compressed and thus reacts against the flange (34) with an elastic reaction load that is significantly less than the preload from the spring (41). In use, an increase in pressure in the cooling system exerts a load on the closure member (37) which counteracts the preloading of the spring (41), so that the outer edge part (39) lifts off its abutment with the flange (34) at a predetermined pressure and air or steam can escape from the opening (36). The reduced reaction load of the seal against the top (35) reduces the tendency of the seal (42) to stick to the flange top (35). <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Druckregelventilanordnungen für die Kühlsysteme von flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen. Solche Anordnungen sind normalerweise in einem Verschlussdeckel für einen Ausgleichsbehälter eingebaut. Bei modernen Kraftfahrzeugen befinden sich solche Ausgleichsbehälter in der Regel als separates Bauteil abseits des Wärmetauscher in einer bequem erreichbaren Stelle im Motorraum. Früher wurden solche Ausgleichsbehälter jedoch normalerweise als Kühleroberkasten ausgebildet, und deshalb werden solche Verschlussdeckel immer noch häufig als Kühlerdeckel bezeichnet.The present invention relates to pressure control valve assemblies for the cooling systems of liquid-cooled internal combustion engines. Such arrangements are normal installed in a cover for an expansion tank. At In modern motor vehicles, such expansion tanks are usually found as separate component away from the heat exchanger in an easily accessible location in the engine compartment. In the past, however, such expansion tanks were usually called Radiator top box trained, and therefore such caps are always still often referred to as a radiator cap.

Seit vielen Jahren beruhen Kühlerdeckel auf einer Ausführung, bei der eine federbelastete Scheibe eine Öffnung an der Basis eines Einfüllstutzens schließt, so dass sich die Scheibe bei einem vorbestimmten Druck gegen die Feder anhebt, um den Druck im Kühlsystem zu begrenzen. Eine Stützplatte für die Scheibe enthielt ein sogenanntes Unterdruckventil, um zu verhindern, dass der Druck erheblich unter Atmosphärendruck abfällt, wenn das Kühlsystem sich abkühlt. Ein Beispiel für einen solchen Deckel wird in der US 2,164,450 gezeigt.For many years, radiator caps have been based on a version in which a spring-loaded Disc closes an opening at the base of a filler neck so that the disc rises against the spring at a predetermined pressure to the Limit pressure in the cooling system. A support plate for the disc contained one so-called vacuum valve to prevent the pressure from falling significantly Atmospheric pressure drops as the cooling system cools down. An example of one such a cover is shown in US 2,164,450.

Die Tendenz zu Motorräumen mit verringerter Höhe führte zu Querstromkühlern und separaten Ausgleichsbehältern, wie oben erwähnt. Solche Ausgleichsbehälter werden häufig aus Kunststoff hergestellt und erfordern in der Regel die Verwendung eines Verschlussdeckels mit Schraubgewinde, der das Druckregelventil als eine integrierte Anordnung enthält, d.h. eine Sitz-Öffnung im Einfüllstutzen des Ausgleichsbehälters ist hier nicht erforderlich. Ein Beispiel für einen solchen Aufbau wird in der GB 1 534 318 gezeigt.The tendency towards engine rooms with reduced height led to cross-flow coolers and separate reservoirs as mentioned above. Such reservoirs will be often made of plastic and usually require use a screw-on cover that acts as a pressure control valve integrated arrangement, i.e. a seat opening in the filler neck of the expansion tank is not necessary here. An example of such a structure is given shown in GB 1 534 318.

Ein Problem bei solchen Ventilanordnungen besteht darin, dass es lange Betriebszeiträume geben kann, während derer der Druck im Kühlsystem auf den Öffnungs-Druck des Überdruckventils ansteigen kann, es aber keinen Grund gibt, dass sich die Dichtscheibe des Überdruckventils gegen die Federvorspannung von ihrem Sitz abhebt, weil die Temperatur nicht genug angestiegen ist oder kein Bedarf besteht, Gasblasen aus dem Kühlsystem abzulassen. Infolgedessen neigt die Dichtscheibe dazu, auf ihrem Sitz zu haften, und zu ihrem Anheben ist ein wesentlich höherer Druck erforderlich als ursprünglich durch die Federvorbelastung eingestellt worden war.A problem with such valve assemblies is that they have long periods of operation can give during which the pressure in the cooling system to the opening pressure of the pressure relief valve may rise, but there is no reason that the washer of the pressure relief valve against the spring preload from its seat takes off because the temperature has not risen enough or there is no need, Drain gas bubbles from the cooling system. As a result, the sealing washer tilts to stick to their seat, and to lift them is a much higher one Pressure required as originally set by the spring preload was.

Die in der US 2,164,450 dargestellte ältere Deckelausführung war nicht mit diesem Problem behaftet. Folglich war es üblich, den Deckel abzunehmen, um den Kühlmittelstand zu überprüfen; also blieben die Scheibe und ihre Gegenfläche nicht über lange Zeiträume in Kontakt. Des weiteren konnten geringfügige Verbrennungsgasmengen durch unzulängliche Abdichtung der Zylinderkopfdichtungen in das Kühlsystem entweichen und wurden durch den Verschlussdeckel des Kühlsystems abgelassen.The older cover design shown in US 2,164,450 was not with this Problem. As a result, it was common to remove the cover to check the coolant level to check; so the disc and its counter surface did not remain long periods of contact. Furthermore, small amounts of combustion gas due to inadequate sealing of the cylinder head gaskets in the Cooling system escape and were through the cap of the cooling system drained.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung bereitzustellen, bei der die Tendenz des Ventils zu klemmen und erst bei erhöhtem Überdruck zu reagieren, wesentlich reduziert ist.The object of the present invention is to provide a valve arrangement, where the tendency of the valve to jam and only when it is raised Reacting to excess pressure is significantly reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.This object is achieved by the features of the first claim solved.

Die Form der Dichtung kann derart sein, dass sich die Kraft der Dichtung gegen das Verschlussglied und das Gehäuse mit steigendem Druck im Kühlsystem erhöht. The shape of the seal can be such that the force of the seal against the Closure member and the housing increased with increasing pressure in the cooling system.

Die elastische Dichtung kann entweder vom Verschlussglied oder vom Gehäuse getragen werden und kann eine radial nach innen gerichtete Lippe zur Abdichtung, je nachdem, gegen das Gehäuse bzw. das Verschlussglied aufweisen.The elastic seal can either from the closure member or from the housing can be worn and a radially inward lip for sealing, depending on, have against the housing or the closure member.

Das Verschlussglied kann so angeordnet sein, dass es an einer ringförmigen Grenzfläche direkt an die ringförmige Stoßstelle anstößt, wobei sich die Dichtung dann radial einwärts der ringförmigen Grenzfläche befinden kann.The closure member can be arranged so that it is on an annular Border directly abuts the annular joint, the seal then radially inward of the annular interface.

Die Dichtung kann von dem Verschlussglied getragen werden und zum Beispiel damit verklebt sein.The seal can be carried by the closure member and for example be glued to it.

Das Verschlussglied kann hutförmig sein und einen zylindrischen Teil und einen Außenrandteil aufweisen, wobei sich die Dichtung an der Innenseite des zylindrischen Teils am Schnittpunkt mit dem Außenrandteil befindet. Hierbei kann dann das Verschlussglied am Schnittpunkt des zylindrischen Teils und des Außenrandteils einen nach außen aufgeweiteten Teil aufweisen. Die Dichtung kann auch einen dreieckigen Querschnitt aufweisen.The closure member can be hat-shaped and a cylindrical part and one Have outer edge part, the seal on the inside of the cylindrical Partly located at the intersection with the outer edge part. This can then Closure member at the intersection of the cylindrical part and the outer edge part have a part widened outwards. The seal can also be one have a triangular cross section.

Die Federvorspannung kann zweckmäßigerweise durch eine zwischen dem Gehäuse und dem Verschlussglied wirkende Druckfeder bereitgestellt werden.The spring preload can expediently by a between the housing and the compression member acting compression spring are provided.

Das Verschlussglied kann als Unterdruckventil ein Rückschlagventil enthalten, um das Kühlsystem zu belüften. Solch ein Rückschlagventil kann ein pilzförmiges Ventilglied mit einem sich durch eine Öffnung im Verschlussglied erstreckenden Schaft und einem Kopf, der gegen das Verschlussglied abdichten kann, umfassen. Wenn die Dichtung von dem Verschlussglied getragen wird, kann die Dichtung radial nach innen verlängert sein, um eine Dichtung für das Ventilglied bereitzustellen.The closure member can include a check valve as a vacuum valve to ventilate the cooling system. Such a check valve can be a mushroom-shaped valve member with a shaft extending through an opening in the closure member and a head that can seal against the closure member. If the seal is carried by the closure member, the seal can radially after be extended inside to provide a seal for the valve member.

Die Dichtung kann durch eine getrennte Stützscheibe gestützt werden, die lose im Gehäuse angeordnet ist. Eine solche Dichtung kann einen rauten- oder rhombusförmigen Querschnitt aufweisen und sich in einer V-Nut am Innenumfangsrand der Stützscheibe befinden. Als Alternative kann eine solche Dichtung nach innen gerichtete Lippen sowohl an ihrer Ober- als auch an ihrer Unterseite aufweisen, wo sie gegen das Verschlussglied und das Gehäuse abdichtet. The seal can be supported by a separate support disc, which is loose in the Housing is arranged. Such a seal can be diamond-shaped or rhombus-shaped Have cross section and in a V-groove on the inner peripheral edge of the Support disc. As an alternative, such a seal can be directed inwards Have lips on both their top and bottom where they are seals against the closure member and the housing.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Druckregelventilanodnung in einem Verschlussdeckel eingebaut sein.According to a further aspect of the invention, the pressure control valve arrangement in a sealing cover must be installed.

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigt:

Figur 1
eine schematische Darstellung des Kühlsystems einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine, das eine erfindungsgemäße Druckregelventilanordnung enthält;
Figur 2
einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Druckregelventilanordnung, die in einem Verschlussdeckel eines in Figur 1 gezeigten Ausgleichsbehälters angeordnet ist;
Figur 3
einen vergrößerten Querschnitt eines Teils der in Figur 2 gezeigten Druckregelventilanordnung;
Figur 4
eine ähnliche Ansicht wie Figur 3, die eine erste Modifikation zeigt;
Figur 5
eine ähnliche Ansicht wie Figur 3, die eine zweite Modifikation zeigt;
Figur 6
eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Figur 5; und
Figur 7
eine ähnliche Ansicht wie Figur 6, die eine weitere Modifikation zeigt.
In the following the invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings; it shows:
Figure 1
a schematic representation of the cooling system of a liquid-cooled internal combustion engine, which contains a pressure control valve arrangement according to the invention;
Figure 2
a cross section through a pressure control valve assembly according to the invention, which is arranged in a closure cover of a surge tank shown in Figure 1;
Figure 3
an enlarged cross section of part of the pressure control valve assembly shown in Figure 2;
Figure 4
a view similar to Figure 3 showing a first modification;
Figure 5
a view similar to Figure 3 showing a second modification;
Figure 6
an enlarged view of part of Figure 5; and
Figure 7
a view similar to Figure 6, showing another modification.

Gemäß Figur 1 enthält eine Brennkraftmaschine 11 eine Pumpe 12, die flüssiges Kühlmittel (zum Beispiel ein Gemisch aus Wasser und Gefrierschutzmittel) durch den Motor und eine Vorlaufleitung 13 zu einen Wärmetauscher in Form eines herkömmlichen luftgekühlten Kühlers 14 pumpt. Vom Kühler 14 strömt das Kühlmittel zur Pumpe 12 durch eine Rücklaufleitung 15 und eine Pumpenvorlaufleitung 16. Ein Thermostat- und Bypass-Ventil 17 steuert die Strömung in Rücklaufleitung 15 und in eine Bypassleitung 18 derart, dass ein Großteil der Kühlmittelströmung vom Motor 11 durch die Bypassleitung 18 verläuft und durch den Kühler 14 keine Strömung verläuft, bis das Kühlmittel höhere Temperaturen erreicht.According to Figure 1, an internal combustion engine 11 contains a pump 12, the liquid Coolant (for example a mixture of water and antifreeze) the engine and a flow line 13 to a heat exchanger in the form of a conventional one air-cooled cooler 14 pumps. The coolant flows from the cooler 14 to the pump 12 through a return line 15 and a pump flow line 16. A Thermostat and bypass valve 17 controls the flow in the return line 15 and in a bypass line 18 such that much of the coolant flow from the engine 11 runs through the bypass line 18 and no flow through the cooler 14 runs until the coolant reaches higher temperatures.

Ein Ausgleichsbehälter 21 weist eine mit der Vorlaufleitung 13 verbundene Versorgungsleitung 22 und eine mit der Pumpenvorlaufleitung 16 verbundene Rücklaufleitung 23 auf. Der Ausgleichsbehälter 21 weist einen Einfüllstutzen 24 auf, der durch einen Verschluss oder einen Einfülldeckel 25 verschlossen ist, welcher eine in Figur 2 ausführlich gezeigte Druckregelventilanordnung 26 enthält. Des weiteren ist ein Heizkörper 19 zur Heizung des Fahrzeuginnenraums zwischen der Vorlaufleitung 13 und der Pumpenvorlaufleitung 16 vorgesehen.An expansion tank 21 has a supply line connected to the flow line 13 22 and a return line connected to the pump flow line 16 23 on. The expansion tank 21 has a filler neck 24 which is closed by a closure or a filler cap 25, which one in Figure 2 contains pressure control valve assembly 26 shown in detail. Furthermore is a radiator 19 for heating the vehicle interior between the flow line 13 and the pump flow line 16 are provided.

Gemäß Figur 2 enthält der Einfülldeckel 25 einen Verschlussteil 27 mit einem Innengewinde 28 zum Eingriff mit einem entsprechenden Schraubgewinde am Ausgleichsbehälter 21 und ein Ventilteil 29, das über einen ringförmigen Ansatz 31 an dem Verschlussteil 27 befestigt ist, zum Beispiel durch Rotationsschweißen oder eine Schnapp-Verbindung. Dichtungen 32 und 33 sind zur Abdichtung gegen den Innenraum des Einfüllstutzens 24 vorgesehen. Der Verschlussteil 27 und das Ventilteil 29 bilden ein Gehäuse für die Druckregelventilanordnung 26.According to FIG. 2, the filler cap 25 contains a closure part 27 with a Internal thread 28 for engagement with a corresponding screw thread on the expansion tank 21 and a valve part 29, which has an annular extension 31 the closure part 27 is fixed, for example by rotary welding or a snap connection. Seals 32 and 33 are for sealing against the Interior of the filler neck 24 is provided. The closure part 27 and the valve part 29 form a housing for the pressure control valve arrangement 26.

Das Ventilteil 29 weist einen Innenflansch 34 auf, der an einer Oberseite 35 eine die mittlere Öffnung 36 umgebende ringförmige Stoßstelle bildet. Die Öffnung 36 wird von einem hutförmigen Verschlussglied 37 mit einem zylindrischen Teil 38 und einem Außenrandteil 39 bedeckt. Das Verschlussglied 37 steht durch eine vorbelastete Druckfeder 41 so unter Federvorspannung, dass es an einer ringförmigen Grenzfläche an der Oberseite 35 direkt an den Flansch 34 anstößt. Radial einwärts dieser ringförmigen Grenzfläche befindet sich eine elastische Dichtung 42 aus Gummi oder Kunstgummi, die mit dem Verschlussglied 37 so verklebt ist, dass sie zwischen dem Verschlussglied und dem Flansch 34 abdichtet. In diesem Zustand wird die Dichtung 42 zusammengedrückt, so dass sie gegen den Flansch 34 mit einer elastischen Reaktionslast reagiert, die wesentlich geringer ist als die Vorbelastung von der Feder 41.The valve part 29 has an inner flange 34, the one on an upper side 35 middle opening 36 forms an annular joint. The opening 36 will of a hat-shaped closure member 37 with a cylindrical part 38 and an outer edge part 39 covered. The closure member 37 is pre-loaded Compression spring 41 under spring preload so that it is on an annular Interface on the top 35 directly abuts the flange 34. Radially inwards an elastic seal 42 is located in this annular interface Rubber or synthetic rubber that is glued to the closure member 37 so that it seals between the closure member and the flange 34. In this condition the seal 42 is compressed so that it is against the flange 34 an elastic reaction load that is significantly lower than the preload from the spring 41.

Dies ist in Figur 3 besser zu sehen, in der die zusammengedrückte Form der Dichtung in durchgezogener Linie und der freie Zustand bei 42A gestrichelt gezeigt wird. This can be seen better in Figure 3, in which the compressed shape of the seal in a solid line and the free state is shown in dashed lines at 42A.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Dichtung 42 einen allgemein dreieckigen Querschnitt aufweist, während sie sich entlang der Innenfläche des zylindrischen Verschlussgliedteils 38 und in eine einen allgemein dreieckigen Querschnitt aufweisende Aussparung erstreckt, die durch die Oberseite 35 des Flansches und einen nach außen aufgeweiteten Teil an der Grenzfläche des zylindrischen Teils und des Außenrandteils begrenzt wird.It should be noted that the seal 42 has a generally triangular cross section while being along the inner surface of the cylindrical fastener member 38 and a generally triangular cross-section Recess extends through the top 35 of the flange and an outwardly flared part at the interface of the cylindrical part and the outer edge part is limited.

Des weiteren enthält das Verschlussglied 37 ein Rückschlagventil 45, das ein Ventilglied 46 mit pilzförmigem Kopf aufweist, das gegen die Unterseite des Verschlussglieds 37 federbelastet ist und eine Dichtung 47 zum Schließen einer Öffnung 48 enthält.Furthermore, the closure member 37 contains a check valve 45, which is a valve member 46 with a mushroom-shaped head that against the underside of the closure member 37 is spring-loaded and a seal 47 for closing an opening 48 contains.

Im Gebrauch zirkuliert flüssiges Kühlmittel über die Versorgungs- und Rücklaufleitung 22 und 23 durch den Ausgleichsbehälter 21. Nach einem Kaltstart wird die Luft über dem Stand des flüssigen Kühlmittels erwärmt, und es erfolgt ein Druckanstieg im Kühlsystem. Dadurch wird auf das Verschlussglied 37 eine Kraft ausgeübt, die der Vorbelastung der Feder 41 entgegenwirkt, so dass sich der Außenrandteil 39 bei einem vorbestimmten Druck von seiner Stoßstelle mit dem Flansch 34 abhebt und Luft oder Dampf über radiale Durchgänge 51 im Verschlussteil 27 und im Ventilglied 29 durch die Öffnung 36 in die Atmosphäre entweichen kann. Somit ist der Maximaldruck im Kühlsystem begrenzt und kann nicht wesentlich über die durch die Vorspannung der Feder 41 eingestellte Höhe ansteigen. Es versteht sich, dass, wenn das Verschlussglied 37 an der Flanschoberseite 35 aufliegt, hierdurch ein direkter Lastweg für die Federvorspannung zwischen dem Verschlussglied und dem Flansch 34 derart bereitgestellt wird, dass die Dichtung bis zu einem Ausmaß zusammengedrückt wird, wo ihre Reaktionskraft gegen das Verschlussglied und die Flanschoberseite 35 wesentlich geringer ist als die Vorspannung durch die Feder 41. Dies bedeutet, dass die Dichtung 42 nicht so sehr dazu neigt, an der Flanschoberseite 35 haftenzubleiben, da jegliche Haftreibung oder Losbrechkraft tendenziell mit der normalen stationären Druckkraft in Verbindung steht. In use, liquid coolant circulates through the supply and return lines 22 and 23 through the expansion tank 21. After a cold start, the Air warms above the level of the liquid coolant and there is an increase in pressure in the cooling system. As a result, a force is exerted on the closure member 37, which counteracts the preload of the spring 41, so that the outer edge part 39 at a predetermined pressure from its abutment with the flange 34 lifts off and air or steam via radial passages 51 in the closure part 27 and can escape into the atmosphere in the valve member 29 through the opening 36. Thus, the maximum pressure in the cooling system is limited and cannot be significantly above the height set by the preload of the spring 41 increases. It understands that, when the closure member 37 rests on the flange top 35, this creates a direct load path for the spring preload between the Closure member and flange 34 is provided such that the seal up to a degree where their reactivity against the Closure member and the flange top 35 is significantly less than that Bias by spring 41. This means that the seal 42 is not so much tends to stick to the flange top 35 because of any static friction or breakaway force tends to be with the normal stationary pressure force in Connection is established.

Die Form der Dichtung 42 ist derart, dass sich die Kraft der Dichtung gegen die Flanschoberseite 35 mit steigendem Druck im Kühlsystem erhöht, da die Dichtung in zusammengedrücktem Zustand einen radial nach innen gerichteten Wulst 42B bildet (Figur 3). Des weiteren ist die Form derart, dass die Oberfläche der Dichtung 42 dazu neigt, von der Flanschoberseite 35 abgezogen zu werden, wenn sich das Verschlussglied 37 unter Kühlsystemdruck von dem Flansch 34 wegbewegt, wobei auch dies dazu dient, ein Haftenbleiben zu verhindern. Darüber hinaus könnte die Dichtung 42 auch tendenziell an der Flanschoberseite 35 reiben und dies kann auch dazu beitragen, die miteinander in Eingriff stehenden Flächen der Grenzfläche sauber zu halten und weiterhin ein Haftenbleiben zu verhindern.The shape of the seal 42 is such that the force of the seal against the Flange top 35 increases with increasing pressure in the cooling system because of the seal a radially inwardly directed bead 42B in the compressed state forms (Figure 3). Furthermore, the shape is such that the surface of the seal 42 tends to be pulled off the flange top 35 when that Closure member 37 moves away from flange 34 under cooling system pressure, wherein this also serves to prevent sticking. In addition, the Seal 42 also tends to rub against the flange top 35 and this can also help clean the mating surfaces of the interface hold and continue to prevent sticking.

Bei Abstellen des Motors 11 und Abkühlen des Kühlsystems wirkt das Rückschlagventil 45 als herkömmliches Unterdruckventil, um zu verhindern, dass der Druck im Kühlsystem deutlich unter Atmosphärendruck abfällt.When the engine 11 is switched off and the cooling system cools down, the check valve acts 45 as a conventional vacuum valve to prevent the pressure in the Cooling system drops significantly below atmospheric pressure.

Bei der in Figur 4 gezeigten ersten Modifikation sind Teile, die mit den in den Figuren 2 und 3 gezeigten identisch sind oder diesen ähneln, mit der gleichen Bezugszahl plus 100 versehen. Bei dieser Modifikation weist die Dichtung 142 eine radial nach innen gerichtete Lippe 142A auf, wenn sie unbelastet ist. Diese bildet einen Teil einer kappenförmigen Membran 149 aus einem elastomeren Material, das mit der Unterseite des Verschlussglieds 137 verklebt ist. Bei dieser Modifikation dient die Membran 149 auch als Dichtung für das Ventilglied 146 des Rückschlagventils 145.In the first modification shown in FIG. 4, parts are identical to those in the figures 2 and 3 are identical or similar, with the same reference number plus 100 provided. In this modification, the seal 142 is radial inward lip 142A when unloaded. This forms one Part of a cap-shaped membrane 149 made of an elastomeric material with the underside of the closure member 137 is glued. This modification serves the membrane 149 also as a seal for the valve member 146 of the check valve 145.

Bei der in den Figuren 5 und 6 gezeigten zweiten Modifikation sind Teile, die mit den in den Figuren 2 und 3 gezeigten identisch sind oder diesen ähneln, mit der gleichen Bezugszahl plus 200 versehen. Bei dieser Modifikation wird die Dichtung 242 durch eine getrennte Scheibe 251 aus Metall oder einem relativ harten Kunststoffmaterial gestützt. Die Scheibe 251 ist durch Rippen 252 im Ventilglied 229 lose angeordnet. Figur 6 zeigt die Dichtung 242 im unbelasteten Zustand, in dem sie erkennbar einen rauten- oder rhombusförmigen Querschnitt aufweist und in einer V-Nut am Innenumfangsrand der Stützscheibe 251 angeordnet ist. Solche Scheiben und Dichtungen sind im Handel als vollständige Einheit erhältlich und sind allgemein als Dowty (RTM)-Washers bekannt. In the second modification shown in Figures 5 and 6 are parts that with the shown in Figures 2 and 3 are identical or similar, with the same Reference number plus 200 provided. In this modification, the seal 242 is through a separate disc 251 made of metal or a relatively hard plastic material supported. The disk 251 is loosely arranged in the valve member 229 by means of ribs 252. FIG. 6 shows the seal 242 in the unloaded state, in which it can be seen diamond-shaped or rhombus-shaped cross-section and in a V-groove on the inner peripheral edge the support disc 251 is arranged. Such washers and seals are commercially available as a complete unit and are generally available as Dowty (RTM) washers known.

Figur 7 zeigt bei 242A einen alternativen Querschnitt für die Dichtung 242, welche sowohl an ihrer Ober- als auch an ihrer Unterseite nach innen gerichtete Lippen 242B aufweist. Die Scheibe 251A weist eine alternative Nut mit U-förmigem Querschnitt für die Dichtung 242A auf.FIG. 7 shows an alternative cross section for the seal 242 at 242A Lips turned inward on both the top and bottom 242B. The disk 251A has an alternative groove with a U-shaped cross section for the seal 242A.

Anstatt von dem Verschlussglied 37, 137 könnte die Dichtung 42, 142 auch von dem Flansch 34, 134 getragen werden. In der Flanschoberseite 35 könnte beispielsweise eine ringförmige Aussparung zur Aufnahme eines elastomeren O-Rings oder einer Lippendichtung, der bzw. die die benachbarte Fläche des Außenrandteils 39 des Verschlussglieds berührt, ausgebildet sein.Instead of the closure member 37, 137, the seal 42, 142 could also by the flange 34, 134 are worn. For example, in the flange top 35 an annular recess for receiving an elastomeric O-ring or a lip seal which or the adjacent surface of the outer edge part 39 touched the closure member, be formed.

Claims (17)

1. Druckregelventilanordnung (26) für das Kühlsystem einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine (11), bestehend aus einem eine Öffnung (36) definierendes Gehäuse, einen die Öffnung (36) umgebenden Flansch (34) im Gehäuse, einem Verschlussglied (37), das die Öffnung (36) verschließt und durch Druck im Kühlsystem gegen eine Federvorspannung (Feder 41) im Gehäuse beweglich ist, und aus einer elastischen Dichtung (42), die zur Abdichtung zwischen dem Verschlussglied und dem Gehäuse so angeordnet ist, dass ein vorbestimmter Druck im Kühlsystem ein Abheben des Verschlussglieds gegen die Federspannung von dem Flansch bewirkt und eine Entlüftung des Kühlsystems durch die Öffnung (36) und an der elastischen Dichtung (42) vorbei gestattet, wobei ein direkter Kraftverlauf für die Federvorspannung zwischen dem Verschlussglied (37) und dem ringförmigen Flansch (34) besteht, so dass die Dichtung zusammengedrückt wird, um gegen das Verschlussglied (37) und das Gehäuse mit einer elastischen Reaktionskraft zu reagieren, die wesentlich geringer ist als die Kraft der Federvorspannung. 1. Pressure control valve arrangement (26) for the cooling system of a liquid-cooled internal combustion engine (11), comprising a housing (36) defining an opening, a flange (34) surrounding the opening (36) in the housing, a closure member (37) which forms the opening (36) closes and is movable by pressure in the cooling system against a spring preload (spring 41) in the housing, and from an elastic seal (42) which is arranged for sealing between the closure member and the housing so that a predetermined pressure in the cooling system Lifting the closure member against the spring tension from the flange and venting the cooling system through the opening (36) and past the elastic seal (42), with a direct force curve for the spring preload between the closure member (37) and the annular flange ( 34), so that the seal is pressed together against the closure member (37) and the housing he elastic reaction force to react, which is significantly less than the force of the spring preload. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Dichtung (42) derart ist, dass sich die Anpresskraft der Dichtung (42) gegen das Verschlussglied (37) und das Gehäuse mit steigendem Druck im Kühlsystem erhöht. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the shape of the seal (42) is such that the contact pressure of the seal (42) against the closure member (37) and the housing increases with increasing pressure in the cooling system. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Dichtung (42) entweder vom Verschlussglied (37) oder vom Gehäuse getragen wird. 3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the elastic seal (42) is carried either by the closure member (37) or by the housing. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (42) eine radial nach innen gerichtete Lippe zur Abdichtung entweder gegen das Gehäuse oder das Verschlussglied (37) aufweist. 4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the seal (42) has a radially inwardly directed lip for sealing either against the housing or the closure member (37). 5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussglied (37) so angeordnet ist, dass es an einer ringförmigen Grenzfläche direkt an den ringförmigen Flansch (34) anstößt. 5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the closure member (37) is arranged so that it abuts an annular interface directly against the annular flange (34). 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dichtung (42) radial einwärts der ringförmigen Grenzfläche befindet. 6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the seal (42) is located radially inward of the annular interface. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (42) von dem Verschlussglied (37) getragen wird und mit ihm verklebt ist. 7. Arrangement according to one of claims 3 to 6, characterized in that the seal (42) is carried by the closure member (37) and is glued to it. 8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussglied hutförmig ist und einen zylindrischen Teil (38) und einen Außenrandteil (39) aufweist, wobei sich die Dichtung (42) an der Innenseite des zylindrischen Teils (38) am Schnittpunkt mit dem Außenrandteil (39) befindet. 8. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the closure member is hat-shaped and has a cylindrical part (38) and an outer edge part (39), the seal (42) on the inside of the cylindrical part (38) at the intersection with the outer edge part (39). 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussglied (37) am Schnittpunkt des zylindrischen Teils (38) und des Außenrandteils (39) einen nach außen aufgeweiteten Teil aufweist. 9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the closure member (37) at the intersection of the cylindrical part (38) and the outer edge part (39) has an outwardly widened part. 10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (42) einen dreieckigen Querschnitt aufweist. 10. The arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that the seal (42) has a triangular cross section. 11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorspannung durch eine zwischen dem Gehäuse und dem Verschlussglied (37) wirkende Druckfeder (41) bereitgestellt wird. 11. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the spring preload is provided by a compression spring (41) acting between the housing and the closure member (37). 12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussglied (37) ein Rückschlagventil (45) enthält, um eine Strömung von der Umgebung in das Kühlsystem zu gestatten. 12. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the closure member (37) contains a check valve (45) to allow a flow from the environment into the cooling system. 13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (45) ein pilzförmiges Ventilglied (46) mit einem sich durch eine Öffnung (48) im Verschlussglied (37) erstreckenden Schaft und einem Kopf, der gegen das Verschlussglied (37) abdichten kann, umfasst. 13. The arrangement according to claim 12, characterized in that the check valve (45) is a mushroom-shaped valve member (46) with a shaft extending through an opening (48) in the closure member (37) and a head which seals against the closure member (37) can includes. 14. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (42) radial nach innen verlängert ist, um eine Dichtung für das Ventilglied (46) bereitzustellen. 14. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the seal (42) is extended radially inwards to provide a seal for the valve member (46). 15. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (242) durch eine getrennte Stützscheibe (251) gestützt wird, die lose im Gehäuse angeordnet ist. 15. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the seal (242) is supported by a separate support disc (251) which is arranged loosely in the housing. 16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (242) einen rauten- oder rhombusförmigen Querschnitt aufweist und sich in einer V-Nut am Innenumfangsrand der Stützscheibe (251) befindet. 16. The arrangement according to claim 15, characterized in that the seal (242) has a diamond-shaped or rhombus-shaped cross-section and is located in a V-groove on the inner peripheral edge of the support disc (251). 17. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelventil (26) in einen Einfülldeckel (25) eingebaut ist. 17. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure control valve (26) is installed in a filler cap (25).
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