EP1179660B1 - Ausgleichsbehälter für ein Brennkraftmaschinen-Kühlsystem, insbesondere in Fahrzeugen - Google Patents

Ausgleichsbehälter für ein Brennkraftmaschinen-Kühlsystem, insbesondere in Fahrzeugen Download PDF

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EP1179660B1 EP01115988A EP01115988A EP1179660B1 EP 1179660 B1 EP1179660 B1 EP 1179660B1 EP 01115988 A EP01115988 A EP 01115988A EP 01115988 A EP01115988 A EP 01115988A EP 1179660 B1 EP1179660 B1 EP 1179660B1
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horizontal
horizontal chamber
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Martin Brielmair
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Bayerische Motoren Werke 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

Definitions

  • the invention relates to a Expansion tank for an internal combustion engine cooling system, in particular in vehicles, the one in the installed position a vertical chamber and one to this in a geodetic higher area arranged horizontal chamber, wherein the vertical chamber a filler neck in its upper end area and in its lower end area a connector on the cooling system side is assigned.
  • Such a surge tank is known for example from DE 42 43 404 A1, which is known to be connected in a closed coolant circuit and flows through one or more bypasses.
  • the flow this expansion tank has the effect of permanent ventilation of the coolant circuit.
  • the invention has for its object a generic expansion tank to further develop such that with a relatively low liquid level in the Vertical chamber a safe amount of liquid to prevent air intake a vehicle inclination or by a dynamically induced shift of the Coolant over the cooling system-side connection piece of the expansion tank or the vertical chamber remains.
  • the advantage of the invention is that at a relatively low level of cooling liquid the given in the vertical chamber with the partition according to the invention Coolant is prevented when the vehicle is at an incline or to evade the horizontal chamber in the event of operational dynamic displacement. This means that there is a relatively low coolant level in the vertical chamber ensures that the existing coolant remains and an air intake in the rest of the cooling system is safely avoided.
  • An advantageous development of the invention is also achieved in that a vertical chamber with a relatively small volume due to installation the partition in the horizontal chamber is staggered.
  • the Partition beyond the angled section for a one-piece connection is extended with the side boundary and an opening arranged on the bottom has in the connecting channel.
  • An expansion tank 1 for an internal combustion engine cooling system not shown in a vehicle according to the installation position shown in FIG Expansion tank 1, a vertical chamber 2 and one of these in a geodetic higher area arranged horizontal chamber 3, wherein the vertical chamber 2 in a filler neck 4 in its end region and a cooling system side in its lower end region Connection piece 5 is assigned.
  • Partition 8 is arranged, which is used at a relatively low level of cooling liquid in the vertical chamber 2 this amount of liquid for operational reasons Oblique position or operationally related dynamic displacement in the vertical chamber 2 withhold.
  • both chambers 2 and 3 are in the normal installation position via a separate connection channel in a communicating connection are such that the connection channel on the one hand into the horizontal chamber 3 near the bottom of the partition 8 and on the other hand into the vertical chamber 2 with a Muzzle lower edge 10 at least at the level of the bottom 11 of the horizontal chamber 3 arranged at a distance from the partition 8 in the direction of the connecting piece 5 empties.
  • the bottom edge 10 of the Connection channel 9 ensures that, especially in the case of long-term Oblique position with the horizontal chamber 3 inclined downward into this no cooling liquid can pass out of the vertical chamber.
  • connection channel 9 is, among other things thereby achieved that with a common side boundary 12 of the vertical chamber 2 and horizontal chamber 3 an angled partition 8 is provided, the angled portion 8 'and the adjacent side boundary 12 the connecting channel 9 with a level with the bottom 11 of the horizontal chamber 3 run channel bottom 13 form.
  • the horizontal chamber can be stiffened 3 can be achieved in that the partition 8 over the angled Section 8 'for one-piece connection with the side boundary 12th is extended and an opening 14 arranged on the bottom in the connecting channel 9 has.
  • the horizontal chamber 3 through to the partition 8th stiffen and close further parallel walls crossing the partition 8 divide to dampen surge movements of the coolant.

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Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf einen Ausgleichsbehälter für ein Brennkraftmaschinen-Kühlsystem, insbesondere in Fahrzeugen, der in Einbaulage eine Vertikalkammer und eine an diese in einem geodätisch höheren Bereich angeordnete Horizontalkammer umfasst, wobei der Vertikalkammer in ihrem oberen Endbereich ein Einfüllstutzen und in ihrem unteren Endbereich ein kühlsystemseitiger Anschlussstutzen zugeordnet ist.
Ein derartiger Ausgleichsbehälter ist beispielsweise aus der DE 42 43 404 A1 bekannt, der bekanntlich in einem geschlossenen Kühlflüssigkeits-Kreislauf angeschlossen ist und über einen oder mehrere Bypässe durchströmt ist. Die Durchströmung dieses Ausgleichsbehälters hat den Effekt einer permanenten Entlüftung des Kühlflüssigkeitskreislaufes. Bei der Anordnung eines derartigen Ausgleichsbehälters im Kühlsystem eines mit einer Brennkraftmaschine ausgerüsteten Fahrzeuges ist es wichtig, dass bei Fahrzeugschräglagen, Kurvenfahrten, Bremsungen und Beschleunigungen keine größeren Luftmengen aus dem Ausgleichsbehälter in den Kühlkreislauf gelangen, da dies in nachteiliger Weise zu Kühlleistungsproblemen bzw. zu Überhitzungen der Brennkraftmaschine führen kann.
Um ein Luftansaugen aus dem Ausgleichsbehälter bei den vorbeschriebenen Betriebsbedingungen zu vermeiden ist es bekannt, einen Ausgleichsbehälter von möglichst hoher und schlanker Bauform zu wählen. Falls der gegebene Einbauraum eine derartige Bauform jedoch nicht zulässt, wird eine aus dem vorbeschriebenen Dokument bekannte Bauform gewählt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Ausgleichsbehälter derart weiterzubilden, dass bei relativ geringem Flüssigkeitsstand in der Vertikalkammer eine das Luftansaugen sicher verhindernde Flüssigkeitsmenge bei einer Fahrzeugschräglage oder durch eine dynamisch bedingte Verlagerung der Kühlflüssigkeit über dem kühlsystemseitigen Anschlussstutzen des Ausgleichsbehälters bzw. der Vertikalkammer verbleibt.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass zwischen der Vertikalkammer und der Horizontalkammer eine die Kühlflüssigkeit in der Vertikalkammer zurückhaltende Trennwand angeordnet ist, wobei beide Kammern in normaler Einbaulage über einen gesonderten Verbindungskanal in kommunizierender Verbindung stehen derart, dass der Verbindungskanal einerseits in die Horizontalkammer bodennah der Trennwand und andererseits in die Vertikalkammer mit einer Mündungsunterkante mindestens in Höhe des Bodens der Horizontalkammer von der Trennwand in Richtung des Anschlussstutzens beabstandet angeordnet mündet.
Mit der Erfindung ist der Vorteil erreicht, dass bei relativ niedrigem Stand an Kühlflüssigkeit in der Vertikalkammer mit der erfindungsgemäßen Trennwand die gegebene Kühlflüssigkeit gehindert wird, bei einer Schräglage des Fahrzeuges oder bei betriebsbedingter dynamischer Verlagerung in die Horizontalkammer auszuweichen. Damit ist bei relativ niedrigem Kühlflüssigkeits-Stand in der Vertikalkammer sichergestellt, dass die vorhandene Kühlflüssigkeit darin verbleibt und ein Luftansaugen in das übrige Kühlsystem sicher vermieden ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist ferner dadurch erzielt, dass bei einer Vertikalkammer mit einbaubedingt relativ kleinem Volumen die Trennwand in die Horizontalkammer versetzt angeordnet ist.
Mittels einer in ihrer Höhe angepassten Trennwand kann somit in vorteilhafter Weise ein relativ großer, flachbauender Ausgleichsbehälter gewählt werden.
Eine hinsichtlich einfacher Fertigung des Ausgleichsbehälters aus einem Kunststoff wird ferner eine vorteilhafte Ausbildung des Verbindungskanal vorgeschlagen, wonach bei einer gemeinsamen Seitenbegrenzung von Vertikalkammer und Horizontalkammer eine abgewinkelt ausgebildete Trennwand vorgesehen ist, deren abgewinkelter Abschnitt und die benachbarte Seitenbegrenzung den Verbindungskanal mit einem in Höhe des Bodens der Horizontalkammer verlaufenden Kanalgrund bilden. Mit dieser Ausgestaltung ist eine einfache Ausformung des Behälters erzielt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Trennwand über den abgewinkelten Abschnitt hinaus zur einstückigen Verbindung mit der Seitenbegrenzung verlängert ist und eine bodenseitig angeordnete Durchbrechung in den Verbindungskanal aufweist. Mit dieser Ausgestaltung kann die Trennwand in vorteilhafter Weise zur Aussteifung der Horizontalkammer des Ausgleichsbehälter dienen.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Beispiels beschrieben. Es zeigt
Figur 1
einen erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälter in Gesamtansicht,
Figur 2
den Unterteil des Ausgleichsbehälter nach Figur 1 mit der erfindungsgemäßen Trennwand.
Ein Ausgleichsbehälter 1 für ein nicht dargestelltes Brennkraftmaschinen-Kühlsystem in einem Fahrzeug umfasst gemäß der in Figur 1 gezeigten Einbaulage des Ausgleichsbehälters 1 eine Vertikalkammer 2 und eine an diese in einem geodätisch höheren Bereich angeordnete Horizontalkammer 3, wobei der Vertikalkammer 2 in ihrem Endbereich ein Einfüllstutzen 4 und in ihrem unteren Endbereich ein kühlsystemseitiger Anschlussstutzen 5 zugeordnet ist. Weiter sind im oberen Endbereich der Ventilkammer 2 Be-/Entlüftungsanschlüsse 6 und 7 vorgesehen.
Wie aus der Draufsicht auf das Unterteil des Ausgleichsbehälters 1 in Figur 2 ersichtlich, ist zwischen der Vertikalkammer 2 und der Horizontalkammer 3 eine Trennwand 8 angeordnet, die dazu dient, bei relativ niedrigem Stand an Kühlflüssigkeit in der Vertikalkammer 2 diese Flüssigkeitsmenge bei betriebsbedingter Schräglage oder betriebsbedingter dynamischer Verlagerung in der Vertikalkammer 2 zurückzuhalten.
Weiter ist aus der Figur 2 ersichtlich, dass beide Kammern 2 und 3 in normaler Einbaulage über einen gesonderten Verbindungskanal in kommunizierender Verbindung stehen derart, dass der Verbindungskanal einerseits in die Horizontalkammer 3 bodennah der Trennwand 8 und andererseits in die Vertikalkammer 2 mit einer Mündungsunterkante 10 mindestens in Höhe des Bodens 11 der Horizontalkammer 3 von der Trennwand 8 in Richtung des Anschlussstutzens 5 beabstandet angeordnet mündet. Mit der größtmöglichen Beabstandung der Mündungsunterkante 10 des Verbindungskanal 9 ist sichergestellt, dass insbesondere bei lang andauernder Schräglage mit nach unten geneigter Horizontalkammer 3 in diese keine Kühlflüssigkeit aus der Vertikalkammer übertreten kann.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Ausgleichsbehälters 1 ergibt sich ferner dadurch, dass bei einer Vertikalkammer 2 mit einbaubedingt relativ kleinem Volumen die Trennwand 8 in die Horizontalkammer 3 versetzt angeordnet ist. Damit kann in vorteilhafter Weise ein Ausgleichsbehälter 1 von erforderlichem Volumen geschaffen werden, wobei mit der erfindungsgemäßen Trennwand sichergestellt ist, dass über eine relativ kleinvolumige Vertikalkammer 2 ein Luftansaugen in das Kühlsystem sicher vermieden ist.
Eine vorteilhaft einfache Ausgestaltung des Verbindungskanals 9 ist unter anderem dadurch erreicht, dass bei einer gemeinsamen Seitenbegrenzung 12 von Vertikalkammer 2 und Horizontalkammer 3 eine abgewinkelt ausgebildete Trennwand 8 vorgesehen ist, deren abgewinkelter Abschnitt 8' und die benachbarte Seitenbegrenzung 12 den Verbindungskanal 9 mit einem in Höhe des Bodens 11 der Horizontalkammer 3 verlaufenden Kanalgrund 13 bilden.
Mit einer vorteilhaften Abwandlung der Trennwand 8 kann eine Aussteifung der Horizontalkammer 3 dadurch erreicht sein, dass die Trennwand 8 über den abgewinkelten Abschnitt 8' hinaus zur einstückigen Verbindung mit der Seitenbegrenzung 12 verlängert ist und eine bodenseitig angeordnete Durchbrechung 14 in den Verbindungskanal 9 aufweist.
Es bleibt im Rahmen der Erfindung, die Horizontalkammer 3 durch zur Trennwand 8 weitere parallele und zur Trennwand 8 kreuzende Wände auszusteifen und zu unterteilen zur Dämpfung von Schwallbewegungen der Kühlflüssigkeit.

Claims (4)

  1. Ausgleichsbehälter für ein Brennkraftmaschinen-Kühlsystem, insbesondere in Fahrzeugen,
    der in Einbaulage eine Vertikalkammer (2) und eine an diese in einem geodätisch höheren Bereich angeordnete Horizontalkammer (3) umfasst, wobei
    der Vertikalkammer (2) in ihrem oberen Endbereich ein Einfüllstutzen (4) und
    in ihrem unteren Endbereich ein kühlsystemseitiger Anschlussstutzen (5) zugeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen der Vertikalkammer (2) und der Horizontalkammer (3) eine die Kühlflüssigkeit in der Vertikalkammer (2) zurückhaltende Trennwand (8) angeordnet ist, wobei
    beide Kammern (2, 3) in normaler Einbaulage über einen gesonderten Verbindungskanal (9) in kommunizierender Verbindung stehen derart, dass
    der Verbindungskanal (9) einerseits in die Horizontalkammer (3) bodennah der Trennwand (8) und andererseits
    in die Vertikalkammer (2) mit einer Mündungsunterkante (10) mindestens in Höhe des Bodens (11) der Horizontalkammer (3) von der Trennwand (8) in Richtung des Anschlussstutzens (5) beabstandet angeordnet mündet.
  2. Ausgleichsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Vertikalkammer (2) mit einbaubedingt relativ kleinem Volumen die Trennwand (8) in die Horizontalkammer (3) versetzt angeordnet ist.
  3. Ausgleichsbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    dass bei einer gemeinsamen Seitenbegrenzung (12) von Vertikalkammer (2) und Horizontalkammer (3) eine abgewinkelt ausgebildete Trennwand (8) vorgesehen ist, deren
    abgewinkelter Abschnitt (8') und die benachbarte Seitenbegrenzung (12) den Verbindungskanal (9) mit einem in Höhe des Bodens (11) der Horizontalkammer (3) verlaufenden Kanalgrund (13) bilden.
  4. Ausgleichsbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Trennwand (8) über den abgewinkelten Abschnitt (8') hinaus zur einstückigen Verbindung mit der Seitenbegrenzung (12) verlängert ist und
    eine bodenseitig angeordnete Durchbrechung (14) in den Verbindungskanal (9) aufweist.
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