WO2004007924A1 - Compensation reservoir for a cooling circuit of an internal combustion engine - Google Patents

Compensation reservoir for a cooling circuit of an internal combustion engine Download PDF

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WO2004007924A1
WO2004007924A1 PCT/EP2003/007104 EP0307104W WO2004007924A1 WO 2004007924 A1 WO2004007924 A1 WO 2004007924A1 EP 0307104 W EP0307104 W EP 0307104W WO 2004007924 A1 WO2004007924 A1 WO 2004007924A1
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cooling water
expansion tank
chambers
cooling
water pipe
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PCT/EP2003/007104
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Dirk Kastell
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Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft
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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
    • F01P11/028—Deaeration devices
    • 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 an expansion tank for a cooling circuit of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • an expansion tank of a cooling circuit of an internal combustion engine in which measures for reducing the foaming of the cooling liquid introduced into the expansion tank are provided.
  • the cooling liquid is introduced into a chamber of the container via a cooling water pipe and there first meets a U-shaped trough provided in the chamber, via which the cooling liquid can drain into the liquid supply after overcoming the overflow edges of the trough.
  • the coolant flowing out of the cooling pipe initially impacts an end face of the trough, which creates the risk of additional foam formation.
  • an expansion tank is shown, in which a cooling water pipe opens below the liquid level in the expansion tank.
  • the invention is therefore based on the object of providing measures in a cooling water expansion tank in which the cooling water escaping from the cooling water pipes and enriched with gas bubbles is braked in all possible driving situations , the motor vehicle (e.g. ascending or descending, cornering with high lateral acceleration) that foam formation in the expansion tank is largely avoided.
  • the cooling liquid flowing into the expansion tank is to be vented before it is fed back to the actual cooling circuit of the internal combustion engine.
  • the arrangement of the cooling water pipes in the expansion tank are coordinated with the liquid level in the expansion tank so that the Open the cooling water pipes at the level or below the liquid level. Foaming is essentially prevented by the fact that the kinetic energy of the inflowing water / gas mixture is effectively reduced by the higher viscosity of the liquid in the expansion tank. However, especially when driving uphill or downhill, it is no longer ensured that the coolant emerging from the cooling water pipes still flows below or at the level of the liquid. In this case, the curved guide walls provided in the expansion tank ensure that the kinetic energy of the inflowing cooling water is continuously reduced, so that foam formation is largely avoided in these driving situations as well.
  • a particularly effective connection of the inflowing cooling liquid is obtained if the cooling water pipe opening into the chamber with the guide wall is aligned with its outlet mouth in such a way that the outflowing cooling liquid strikes the arcuate guide wall approximately tangentially.
  • the expansion tank which is advantageously made of plastic, consists of an upper and lower shell, the guide wall and the cooling water pipe being integrated in the upper shell.
  • a chamber system is also formed in the upper shell, in which the walls of the individual chambers are connected to one another via openings for pressure equalization.
  • openings are provided, through which the cooling water pipe is passed; these openings are dimensioned such that they are simultaneously available as openings connecting the chambers.
  • two cooling water pipes opening into the chamber system are advantageously provided, in which the first cooling water pipe is connected to a cooler and the second cooling water pipe is connected to the water jacket of the cylinder head of the internal combustion engine.
  • 1 is a surge tank in a longitudinal section
  • Fig. 3 is an interior view of an upper shell of the expansion tank
  • Fig. 4 is an inside view of a lower shell of the expansion tank.
  • the expansion tank 2 integrated into the cooling circuit of an internal combustion engine consists of an upper shell 4 and a lower shell 6, both of which are joined together, for example, by vibration welding.
  • the inlet for the cooling liquid into the expansion tank 2 takes place through two pipes integrated in the upper shell 4, hereinafter referred to as cooling water pipes 8 and 10.
  • the return or outlet 12 is formed in the lower shell 6.
  • a chamber system is formed, which is described in more detail below.
  • the two cooling water pipes 8 and 10 introduced into the upper shell 4 are led up to the two rearmost chambers 14d and 141 through openings 17a to 17c and 17d to 17f provided in the transverse walls 15a to 15c and 15g to 15i.
  • the openings 17a to 17c and 17d to 17f are larger than the outside diameter of the cooling water pipes 8 and 10, so that the chambers 14a to 14d and 14i to 141 are connected via the openings 17a to 17c and 17d to 17f.
  • the two cooling water pipes 8, 10 are clamped over the plastic formed from the bottom of the upper shell 4 18a to 18e in the upper shell 4.
  • Breakthroughs 17a to 17c and 17d to 17f are provided in the intersections 19a to 19e of the transverse and longitudinal walls 15a to 15i and 16a to 16h through openings 20a to 20e connecting the chambers 14b to 141.
  • arcuate guide walls 21 and 22 are provided, the functioning of which will be explained in more detail later in connection with the cooling liquid emerging from the cooling water pipes 8, 10.
  • the two guide walls 21, 22 are formed in one piece from the bottom of the upper shell 4 and additionally anchored to the walls of the chamber system.
  • the upper shell 4 there is an opening 24 which is provided with an internal thread and which serves to receive a pressure or vacuum valve, not shown.
  • the lower shell 6 is also divided into individual chambers 26a to 261, the size or dimensioning of which essentially corresponds to the chambers 14a to 141 provided in the upper shell 4.
  • the chambers 26a to 261 are in turn divided by corresponding transverse walls 27a to 27i and longitudinal walls 28a to 28h. Openings 29a to 29i and 30a to 30g are provided both in the transverse walls 27a to 27i and in the longitudinal walls 28a to 28h (except 28b).
  • the expansion tank 2 serves to cushion or maintain the pressure in the cooling system of the internal combustion engine; it also has the function of ensuring ventilation of the cooling system.
  • the cooling water pipes 8, 10 connected to the cooler or to the water jacket of the cylinder head of the internal combustion engine direct the cooling water into the rearmost chambers 14d and 141, respectively, in relation to the outlet 12 provided in the lower shell 6.
  • the vehicle is in the normal position , ie it is neither strongly inclined about the longitudinal and / or transverse axis and there are no high longitudinal or transverse accelerations, then the position of the cooling water pipes 8, 10 relative to the liquid level in the expansion tank 2 is adjusted so that the ends of the cooling water pipes 8, 10 in Open at height or below the liquid level. Foam formation is thus essentially prevented by the fact that the kinetic energy of the incoming cooling liquid or the water / gas mixture is effectively reduced by the higher viscosity of the liquid in the expansion tank.
  • the approximately tangential impact of the outflowing cooling water on the two arcuate guide walls 21, 22 represents a further measure to reduce the kinetic energy and thus to reduce foam formation.
  • the arcuate guide walls 21, 22 provided in the expansion tank 2 ensure that the kinetic energy of the cooling water flowing into the two chambers 26d and 261 does not abruptly, but through the spiraling flow of the cooling water is gradually reduced, so that foam formation is largely avoided even in these driving situations.
  • the cooling water is guided through the openings 29, 30 provided in the transverse and longitudinal walls 27, 28 through a multiplicity of chambers before it is returned to the actual cooling circuit of the internal combustion engine via the outlet 12 ,
  • the cooling water in each chamber has the possibility of separating foam, since the openings 29, 30 lie below the water surface.
  • the openings 17 and 20 provided in the chamber system of the upper shell 4 serve to ensure the pressure equalization of the air in the upper shell 4.
  • the chambers prevent the cooling water from sloshing back and forth when the motor vehicle or the engine is at an incline; at the same time, the chamber system contributes to the stiffening of the expansion tank as a whole.
  • the horizontally oriented marking ribs 31, 32 shown in FIG. 2 serve to indicate the fill level of the cooling water, with the marking rib 31 representing the maximum cold filling volume V max and the marking rib 32 representing the minimum cold filling volume V m jn.

Abstract

The invention relates to a compensation reservoir (2) for a cooling circuit of an internal combustion engine, comprising at least one inflow connection (8, 10) and an outflow connection (12), both of which are connected to the cooling circuit, and a chamber system that is embodied inside the reservoir and receives a coolant. The individual chambers (26a to 26l) are at least partly interconnected via openings (29a to 29i or 30a to 30g). A cooling water pipe (8, 10) that is joined to the inflow connection extends into one of the chambers which is provided with an impact element (21, 22) for the inflowing coolant. Said impact element (21, 22) is embodied as an arched directing wall, along which the inflowing coolant is guided in a specific manner, whereby the coolant flowing into the compensation reservoir is prevented from foaming, among other things.

Description

Ausgleichsbehälter für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine Expansion tank for a cooling circuit of an internal combustion engine
Die Erfindung betrifft einen Ausgleichsbehälter für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an expansion tank for a cooling circuit of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Aus der DE 100 21 180 AI ist ein Ausgleichsbehälter eines Kühlkreises einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der Maßnahmen zur Reduzierung der Schaumbildung der in den Ausgleichsbehälter eingeleiteten Kühlflüssigkeit vorgesehen sind. Dazu wird die Kühlflüssigkeit über ein Kühlwasserrohr in eine Kammer des Behälters eingeleitet und trifft dort zunächst auf eine in der Kammer vorgesehene u - förmig ausgebildete Wanne, über die die Kühlflüssigkeit nach Überwindung der Überlaufkanten der Wanne in den Flüssigkeitsvorrat ablaufen kann. Die aus dem Kühlrohr ausströmende Kühlflüssigkeit prallt jedoch zunächst auf eine Stirnseite der Wanne, wodurch die Gefahr einer zusätzlichen Schaumbildung entsteht. In der DE 40 35 284 AI ist ein Ausgleichsbehälter dargestellt, bei dem ein Kühlwasserrohr unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in den Ausgleichsbehälter einmündet.From DE 100 21 180 AI an expansion tank of a cooling circuit of an internal combustion engine is known, in which measures for reducing the foaming of the cooling liquid introduced into the expansion tank are provided. For this purpose, the cooling liquid is introduced into a chamber of the container via a cooling water pipe and there first meets a U-shaped trough provided in the chamber, via which the cooling liquid can drain into the liquid supply after overcoming the overflow edges of the trough. However, the coolant flowing out of the cooling pipe initially impacts an end face of the trough, which creates the risk of additional foam formation. In DE 40 35 284 AI an expansion tank is shown, in which a cooling water pipe opens below the liquid level in the expansion tank.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, in einem Kühlwasser - Ausgleichsbehälter Maßnahmen vorzusehen, bei denen in allen möglichen Fahrsituationen, des Kraftfahrzeuges (z.B. Berg- oder Talfahrten, Kurvenfahrten mit hoher Querbeschleunigung) das aus den Kühlwasserrohren austretende und mit Gasblasen angereicherte Kühlwasser so abgebremst wird, dass eine Schaumbildung im Ausgleichsbehälter weitestgehend vermieden wird. Gleichzeitig soll die in den Ausgleichsbehälter einströmende Kühlflüssigkeit entlüftet werden, bevor sie dem eigentlichen Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine wieder zugeführt wird.The invention is therefore based on the object of providing measures in a cooling water expansion tank in which the cooling water escaping from the cooling water pipes and enriched with gas bubbles is braked in all possible driving situations , the motor vehicle (e.g. ascending or descending, cornering with high lateral acceleration) that foam formation in the expansion tank is largely avoided. At the same time, the cooling liquid flowing into the expansion tank is to be vented before it is fed back to the actual cooling circuit of the internal combustion engine.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.The object is achieved with the features of claim 1.
Die Anordnung der Kühlwasserrohre im Ausgleichsbehälter sind mit dem Flüssigkeitsspiegel im Ausgleichsbehälter so abgestimmt, dass im Normalfall die Kühlwasserrohre in Höhe bzw. unterhalb des Flüssigkeitsspiegels einmünden. Damit wird eine Schaumbildung im wesentlichen dadurch verhindert, dass die kinetische Energie des einströmenden Wasser/Gas- Gemisches durch die höhere Viskosität der Flüssigkeit im Ausgleichsbehälter effektiv abgebaut wird. Insbesondere bei Berg- oder Talfahrten ist jedoch nicht mehr sichergestellt, dass die aus den Kühlwasserrohren austretende Kühlflüssigkeit noch unterhalb bzw. in Höhe des Flüssigkeitsspiegels einmündet. In diesem Fall gewährleisten die im Ausgleichsbehälter vorgesehenen bogenförmigen Leitwände, dass die kinetische Energie des einströmenden Kühlwassers kontinuierlich abgebaut wird, so dass auch in diesen Fahrsituationen eine Schaumbildung weitestgehend vermieden wird.The arrangement of the cooling water pipes in the expansion tank are coordinated with the liquid level in the expansion tank so that the Open the cooling water pipes at the level or below the liquid level. Foaming is essentially prevented by the fact that the kinetic energy of the inflowing water / gas mixture is effectively reduced by the higher viscosity of the liquid in the expansion tank. However, especially when driving uphill or downhill, it is no longer ensured that the coolant emerging from the cooling water pipes still flows below or at the level of the liquid. In this case, the curved guide walls provided in the expansion tank ensure that the kinetic energy of the inflowing cooling water is continuously reduced, so that foam formation is largely avoided in these driving situations as well.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.Further advantages and advantageous embodiments of the invention result from the subclaims and the description.
Eine besonders wirkungsvolle Anbindung der einströmenden Kühlflüssigkeit ergibt sich, wenn das in die Kammer mit der Leitwand einmündende Kühlwasserrohr mit seiner Auslassmündung so ausgerichtet ist, dass die ausströmende Kühlflüssigkeit etwa tangential auf die bogenförmige Leitwand auftrifft.A particularly effective connection of the inflowing cooling liquid is obtained if the cooling water pipe opening into the chamber with the guide wall is aligned with its outlet mouth in such a way that the outflowing cooling liquid strikes the arcuate guide wall approximately tangentially.
Der in vorteilhafter Weise aus Kunststoff bestehende Ausgleichsbehälter besteht aus einer Ober- und Unterschale, wobei in der Oberschale die Leitwand und das Kühlwasserrohr integriert ist.The expansion tank, which is advantageously made of plastic, consists of an upper and lower shell, the guide wall and the cooling water pipe being integrated in the upper shell.
In der Oberschale ist ebenfalls ein Kammersystem ausgebildet, bei denen die Wände der einzelnen Kammern zum Druckausgleich über Öffnungen miteinander verbunden sind. Dabei sind u. a. Durchbrüche vorgesehen, durch die das Kühlwasserrohr hindurchgeführt ist; diese Durchbrüche sind dabei so dimensioniert, dass sie gleichzeitig als die Kammern verbindende Öffnungen zur Verfügung stehen. Damit das in den Ausgleichsbehälter einströmende Kühlwasser genügend Zeit zum Entschäumen hat, ist der Austritt der Kühlflüssigkeit aus dem Kühlwasserrohr sowie die Leitwand in der - bezogen auf den Abflussanschluss - hintersten Kammerreihe angeordnet.A chamber system is also formed in the upper shell, in which the walls of the individual chambers are connected to one another via openings for pressure equalization. In this case, openings are provided, through which the cooling water pipe is passed; these openings are dimensioned such that they are simultaneously available as openings connecting the chambers. To ensure that the cooling water flowing into the expansion tank has enough time to defoam, the cooling liquid emerges from the cooling water pipe and the baffle in the rearmost row of the chamber in relation to the drain connection.
In der Oberschale des Ausgleichsbehälters sind auf vorteilhafte Art und Weise zwei in das Kammersystem einmündende Kühlwasserrohre vorgesehen, bei der das erste Kühlwasserrohr mit einem Kühler und das zweite Kühlwasserrohr mit dem Wassermantel des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine in Verbindung steht.In the upper shell of the expansion tank, two cooling water pipes opening into the chamber system are advantageously provided, in which the first cooling water pipe is connected to a cooler and the second cooling water pipe is connected to the water jacket of the cylinder head of the internal combustion engine.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below.
Es zeigen: . .Show it: . ,
Fig. 1 einen Ausgleichsbehälter in einem Längsschnitt,1 is a surge tank in a longitudinal section,
Fig. 2 den Ausgleichsbehälter in einem Querschnitt,2 shows the expansion tank in a cross section,
Fig. 3 eine Innenansicht auf eine Oberschale des Ausgleichsbehälters undFig. 3 is an interior view of an upper shell of the expansion tank and
Fig. 4 eine Innenansicht auf eine Unterschale des Ausgleichsbehälters.Fig. 4 is an inside view of a lower shell of the expansion tank.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Der in den Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine eingebundene Ausgleichsbehälter 2 besteht aus einer Oberschale 4 und einer Unterschale 6, die beide beispielsweise durch Vibrationsschweißen zusammengefügt sind. Der Zulauf für die Kühlflüssigkeit in den Ausgleichsbehälter 2 erfolgt durch zwei in der Oberschale 4 integrierte Rohre, im folgenden als Kühlwasserrohre 8 und 10 bezeichnet. Der Rücklauf bzw. Auslauf 12 ist in der Unterschale 6 ausgebildet. Sowohl in der Ober- als auch in der Unterschale 4, 6 ist ein Kammersystem ausgebildet, das im nachfolgenden näher beschrieben ist. In der Oberschale 4 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwölf Kammern 14a bis 141 ausgebildet, die durch entsprechende aus dem Boden der Oberschale 4 herausgebildete Quer- und Längswände 15a bis 15i bzw. 16a bis 16h gebildet sind. Die beiden in die Oberschale 4 eingeführten Kühlwasserrohre 8 und 10 werden bis zu den beiden hintersten Kammern 14d und 141 durch in den Querwänden 15a bis 15c bzw. 15g bis 15i vorgesehene Durchbrüche 17a bis 17c bzw. 17d bis 17f hindurchgeführt. Die Durchbrüche 17a bis 17c bzw. 17d bis 17f sind dabei größer als die Außendurchmesser der Kühlwasserrohre 8 und 10, so dass die Kammern 14a bis 14d bzw. 14i bis 141 über die Durchbrüche 17a bis 17c bzw. 17d bis 17f in Verbindung stehen. Die beiden Kühlwasserrohre 8, 10 sind über aus dem Boden der Oberschale 4 herausgebildete Kunststoff klammern 18a bis 18e in der Oberschale 4 fixiert. Zusätzlich zu denThe expansion tank 2 integrated into the cooling circuit of an internal combustion engine consists of an upper shell 4 and a lower shell 6, both of which are joined together, for example, by vibration welding. The inlet for the cooling liquid into the expansion tank 2 takes place through two pipes integrated in the upper shell 4, hereinafter referred to as cooling water pipes 8 and 10. The return or outlet 12 is formed in the lower shell 6. Both in the upper and in the lower shell 4, 6, a chamber system is formed, which is described in more detail below. In the present exemplary embodiment, there are twelve chambers 14a to 141 in the upper shell 4 formed, which are formed by corresponding transverse and longitudinal walls 15a to 15i and 16a to 16h formed from the bottom of the upper shell 4. The two cooling water pipes 8 and 10 introduced into the upper shell 4 are led up to the two rearmost chambers 14d and 141 through openings 17a to 17c and 17d to 17f provided in the transverse walls 15a to 15c and 15g to 15i. The openings 17a to 17c and 17d to 17f are larger than the outside diameter of the cooling water pipes 8 and 10, so that the chambers 14a to 14d and 14i to 141 are connected via the openings 17a to 17c and 17d to 17f. The two cooling water pipes 8, 10 are clamped over the plastic formed from the bottom of the upper shell 4 18a to 18e in the upper shell 4. In addition to the
Durchbrüchen 17a bis 17c bzw. 17d bis 17f sind in den Kreuzungspunkten 19a bis 19e der Quer- und Längswände 15a bis 15i bzw. 16a bis 16h die Kammern 14b bis 141 verbindende Durchbrüche 20a bis 20e vorgesehen.Breakthroughs 17a to 17c and 17d to 17f are provided in the intersections 19a to 19e of the transverse and longitudinal walls 15a to 15i and 16a to 16h through openings 20a to 20e connecting the chambers 14b to 141.
In den beiden Kammern 14d und 141 sind bogenförmige Leitwände 21 und 22 vorgesehen, deren Funktionsweise im Zusammenhang mit der aus den Kühlwasserrohren 8, 10 austretenden Kühlflüssigkeit später noch näher erläutert wird. Die beiden Leitwände 21, 22 sind analog zu den Befestigungsklammern 18a bis 18e einstückig aus dem Boden der Oberschale 4 herausgebildet und an den Wänden des Kammersystems zusätzlich verankert. In der Oberschale 4 ist eine mit einem Innengewinde versehene Öffnung 24 vorgesehen, die der Aufnahme eines nicht dargestellten Über- bzw. Unterdruckventils dient.In the two chambers 14d and 141, arcuate guide walls 21 and 22 are provided, the functioning of which will be explained in more detail later in connection with the cooling liquid emerging from the cooling water pipes 8, 10. Analogously to the fastening clamps 18a to 18e, the two guide walls 21, 22 are formed in one piece from the bottom of the upper shell 4 and additionally anchored to the walls of the chamber system. In the upper shell 4 there is an opening 24 which is provided with an internal thread and which serves to receive a pressure or vacuum valve, not shown.
Analog zu dem in der Oberschale 4 vorgesehenen Kammersystem ist die Unterschale 6 ebenfalls in einzelne Kammern 26a bis 261 unterteilt, deren Größe bzw. Dimensionierung im wesentlichen den in der Oberschale 4 vorgesehenen Kammern 14a bis 141 entspricht. Die Kammern 26a bis 261 werden wiederum durch entsprechende Querwände 27a bis 27i und Längswände 28a bis 28h unterteilt. Sowohl in den Querwänden 27a bis 27i als auch in den Längswänden 28a bis 28h (ausgenommen 28b) sind Durchbrüche 29a bis 29i bzw. 30a bis 30g vorgesehen. Der Ausgleichsbehälter 2 dient, wie allgemein bekannt ist, dazu, den Druck im Kühlsystem der Brennkraftmaschine abzufedern bzw. zu erhalten; darüber hinaus hat er aber auch die Funktion eine Entlüftung des Kühlsystems sicherzustellen. Dazu muss gewährleistet sein, dass Luft, die zusammen mit der Kühlflüssigkeit über die Entlüftungsleitungen 8 und 10 in den Ausgleichsbehälter 2 einströmt im Ausgleichsbehälter 2 verbleibt, wobei Verschäumungen des Kühlwassers unterbunden werden sollen. Durch den konstruktiven Innenaufbau des Ausgleichsbehälters 2 sind diese Funktionen sichergestellt, die im nachfolgenden näher erläutert sind. Die mit dem Kühler bzw. mit dem Wassermantel des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine verbundenen Kühlwasserrohre 8, 10 leiten das Kühlwasser zielgerichtet in die - bezogen auf den in der Unterschale 6 vorgesehenen Auslauf 12 - hintersten Kammern 14d bzw. 141. Befindet sich das Fahrzeug in der Normallage, d.h. es ist weder um die Längsund/oder Querachse stark geneigt und es treten keine hohen Längs- oder Querbeschleunigungen auf, dann ist die Lage der Kühlwasserrohre 8, 10 zum Flüssigkeitsspiegel im Ausgleichsbehälter 2 so abgestimmt, dass die Enden der Kühlwasserrohre 8, 10 in Höhe bzw. unterhalb des Flüssigkeitsspiegels einmünden. Damit wird eine Schaumbildung im wesentlichen dadurch verhindert, dass die kinetische Energie der einströmenden Kühlflüssigkeit bzw. des Wasser/Gas- Gemisches durch die höhere Viskosität der Flüssigkeit im Ausgleichsbehälter effektiv abgebaut wird. Das in etwa tangentiale Auftreffen des ausströmenden Kühlwassers auf die beiden bogenförmig ausgebildeten Leitwände 21, 22 stellt dabei eine weitere Maßnahme zum Abbau der kinetische Energie und damit zur Reduzierung der Schaumbildung dar.Analogously to the chamber system provided in the upper shell 4, the lower shell 6 is also divided into individual chambers 26a to 261, the size or dimensioning of which essentially corresponds to the chambers 14a to 141 provided in the upper shell 4. The chambers 26a to 261 are in turn divided by corresponding transverse walls 27a to 27i and longitudinal walls 28a to 28h. Openings 29a to 29i and 30a to 30g are provided both in the transverse walls 27a to 27i and in the longitudinal walls 28a to 28h (except 28b). The expansion tank 2, as is generally known, serves to cushion or maintain the pressure in the cooling system of the internal combustion engine; it also has the function of ensuring ventilation of the cooling system. To this end, it must be ensured that air which flows into the expansion tank 2 together with the cooling liquid via the ventilation lines 8 and 10 remains in the expansion tank 2, foaming of the cooling water should be prevented. These functions are ensured by the internal construction of the expansion tank 2, which are explained in more detail below. The cooling water pipes 8, 10 connected to the cooler or to the water jacket of the cylinder head of the internal combustion engine direct the cooling water into the rearmost chambers 14d and 141, respectively, in relation to the outlet 12 provided in the lower shell 6. The vehicle is in the normal position , ie it is neither strongly inclined about the longitudinal and / or transverse axis and there are no high longitudinal or transverse accelerations, then the position of the cooling water pipes 8, 10 relative to the liquid level in the expansion tank 2 is adjusted so that the ends of the cooling water pipes 8, 10 in Open at height or below the liquid level. Foam formation is thus essentially prevented by the fact that the kinetic energy of the incoming cooling liquid or the water / gas mixture is effectively reduced by the higher viscosity of the liquid in the expansion tank. The approximately tangential impact of the outflowing cooling water on the two arcuate guide walls 21, 22 represents a further measure to reduce the kinetic energy and thus to reduce foam formation.
Insbesondere bei Berg- oder Talfahrten oder bei Beschleunigungen des Fahrzeugs ist jedoch nicht mehr sichergestellt, dass die aus den Kühlwasserrohren austretende Kühlflüssigkeit noch unterhalb bzw. in Höhe des Flüssigkeitsspiegels in den Ausgleichsbehälter 2 einmündet. In diesem Fall gewährleisten die im Ausgleichsbehälter 2 vorgesehenen bogenförmigen Leitwände 21, 22, dass die kinetische Energie des in die beiden Kammern 26d und 261 einströmenden Kühlwassers nicht abrupt, sondern durch die sich spiralförmig ausbildende Fließbewegung des Kühlwassers allmählich abgebaut wird, so dass auch in diesen Fahrsituationen eine Schaumbildung weitestgehend vermieden wird.Particularly when driving up or downhill or when accelerating the vehicle, however, it is no longer ensured that the cooling liquid emerging from the cooling water pipes still flows into the expansion tank 2 below or at the level of the liquid. In this case, the arcuate guide walls 21, 22 provided in the expansion tank 2 ensure that the kinetic energy of the cooling water flowing into the two chambers 26d and 261 does not abruptly, but through the spiraling flow of the cooling water is gradually reduced, so that foam formation is largely avoided even in these driving situations.
Wie anhand der Pfeile in Fig. 5 dargestellt, wird das Kühlwasser durch die in den Quer- und Längswänden 27, 28 vorgesehenen Durchbrüche 29, 30 durch eine Vielzahl von Kammern geführt, bevor es über den Auslauf 12 wieder dem eigentlichen Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine zugeführt wird. In jeder Kammer hat das Kühlwasser die Möglichkeit, Schaum abzuscheiden, da die Durchbrüche 29, 30 unterhalb der Wasseroberfläche liegen. Die in dem Kammersystem der Oberschale 4 vorgesehenen Durchbrüche 17 und 20 dienen dazu, den Druckausgleich der in der Oberschale 4 befindlichen Luft sicherzustellen.As shown by the arrows in FIG. 5, the cooling water is guided through the openings 29, 30 provided in the transverse and longitudinal walls 27, 28 through a multiplicity of chambers before it is returned to the actual cooling circuit of the internal combustion engine via the outlet 12 , The cooling water in each chamber has the possibility of separating foam, since the openings 29, 30 lie below the water surface. The openings 17 and 20 provided in the chamber system of the upper shell 4 serve to ensure the pressure equalization of the air in the upper shell 4.
Neben der Funktion der Entschäumung des Kühlwassers verhindern die Kammern, dass bei einer Schräglage des Kraftfahrzeuges bzw. des Motors das Kühlwasser hin und her schwallt; gleichzeitig trägt das Kammersystem insgesamt zur Versteifung des Ausgleichsbehälters bei.In addition to the function of defoaming the cooling water, the chambers prevent the cooling water from sloshing back and forth when the motor vehicle or the engine is at an incline; at the same time, the chamber system contributes to the stiffening of the expansion tank as a whole.
Die in Fig. 2 dargestellten horizontal ausgerichteten Markierungsrippen 31, 32 dienen zur Füllstandsanzeige des Kühlwassers, wobei Markierungsrippe 31 das maximale Kalt- Befüllvolumen Vmax und Markierungsrippe 32 das minimale Kalt- Befüllungsvolumen Vmjn widergibt. The horizontally oriented marking ribs 31, 32 shown in FIG. 2 serve to indicate the fill level of the cooling water, with the marking rib 31 representing the maximum cold filling volume V max and the marking rib 32 representing the minimum cold filling volume V m jn.

Claims

Patentansprüche claims
1. Ausgleichsbehälter für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zufluss- und einem Abflussanschluss, die beide mit dem Kühlkreislauf verbunden sind, einem im Behälter ausgebildeten Kammersystem, in dem1. Expansion tank for a cooling circuit of an internal combustion engine with at least one inflow and one outflow connection, both of which are connected to the cooling circuit, a chamber system formed in the tank, in which
Kühlflüssigkeit aufgenommen ist, wobei die einzelnen Kammern zumindest teilweise über Öffnungen miteinander verbunden sind und dass ein mit dem Zuflussanschluss verbundenes Kühlwasserrohr in eine der Kammern einmündet, in der ein Prallelement für die einströmende Kühlflüssigkeit vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement als bogenförmige Leitwand (21, 22) ausgebildet ist, an der die einströmende Kühlflüssigkeit gezielt entlang geführt wird.Cooling liquid is received, the individual chambers being connected to one another at least partially via openings and in that a cooling water pipe connected to the inflow connection opens into one of the chambers in which a baffle element for the incoming cooling liquid is provided, characterized in that the baffle element as an arcuate guide wall ( 21, 22) is formed, along which the incoming cooling liquid is guided along.
2. Ausgleichsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in die Kammer (261, 26d) mit der Leitwand (21, 22) einmündende Kühlwasserrohr (8, 10) mit seiner Auslassmündung so ausgerichtet ist, dass die ausströmende Kühlflüssigkeit etwa tangential auf die Leitwand (21, 22) auftrifft.2. Expansion tank according to claim 1, characterized in that in the chamber (261, 26d) with the guide wall (21, 22) opening cooling water pipe (8, 10) is aligned with its outlet mouth so that the outflowing coolant is approximately tangential to the Guide wall (21, 22) hits.
3. Ausgleichsbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (2) aus einer Ober - und einer Unterschale (4, 6) aufgebaut ist, wobei in der Oberschale (4) die Leitwand (21, 22) und das Kühlwasserrohr (8, 10) integriert ist.3. Expansion tank according to claim 1 or 2, characterized in that the expansion tank (2) from an upper and a lower shell (4, 6) is constructed, the guide wall (21, 22) and the cooling water pipe in the upper shell (4) (8, 10) is integrated.
4. Ausgleichsbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (15a bis 15c bzw. 15g bis 15i) der einzelnen Kammern (14a bis 14d bzw. 14i bis 141) in der Oberschale (4) Durchbrüche (17a bis 17c bzw. 17d bis 17f) aufweisen, durch die das Kühlwasserrohr (8, 10) hindurchgeführt ist, wobei die Durchbrüche (17a bis 17c bzw. 17d bis 17f) so dimensioniert sind, dass sie gleichzeitig als die Kammern (14a bis 14d bzw. 14i bis 141) verbindende Öffnungen zur Verfügung stehen. 4. Expansion tank according to claim 3, characterized in that the walls (15a to 15c or 15g to 15i) of the individual chambers (14a to 14d or 14i to 141) in the upper shell (4) openings (17a to 17c or 17d to 17f) through which the cooling water pipe (8, 10) is passed, the openings (17a to 17c or 17d to 17f) being dimensioned such that they simultaneously act as the chambers (14a to 14d or 14i to 141) connecting openings are available.
5. Ausgleichsbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitwand (21, 22) in der - bezogen auf den Abflussanschluss (12) - hintersten Kammerreihe (14d, 14h, 141) angeordnet ist.5. Expansion tank according to one of the preceding claims, characterized in that the guide wall (21, 22) is arranged in the rearmost row of chambers (14d, 14h, 141), based on the drain connection (12).
6. Ausgleichsbehälter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Unterschale (6) ebenfalls ein Kammersystem ausgebildet ist, wobei die Kammern (26a bis 261) über in Quer- (27a bis 27i) und Längswänden (28a bis 28h) vorgesehenen Öffnungen (29a bis 29i bzw. 30a bis 30g) in Verbindung stehen.6. Expansion tank according to one of claims 3 to 5, characterized in that a chamber system is also formed in the lower shell (6), the chambers (26a to 261) in transverse (27a to 27i) and longitudinal walls (28a to 28h ) provided openings (29a to 29i or 30a to 30g) are connected.
7. Ausgleichsbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kühlwasserrohre (8, 10) in das Kammersystem einmünden, wobei das erste Kühlwasserrohr (8) mit einem Kühler und das zweite Kühlwasserrohr (10) mit dem Wassermantel des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen. 7. Expansion tank according to one of the preceding claims, characterized in that two cooling water pipes (8, 10) open into the chamber system, the first cooling water pipe (8) with a cooler and the second cooling water pipe (10) with the water jacket of the cylinder head of the internal combustion engine in Connect.
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