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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ausgleichsbehälter für Kühlflüssigkeit eines Motorkühlsystems.
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Es ist grundsätzlich bekannt, dass Motorkühlsysteme mit Kühlflüssigkeit betrieben werden. Um sicherzustellen, dass innerhalb des Kühlmittelkreislaufs der Kühlflüssigkeit keine Luftblasen entstehen beziehungsweise eine ausreichende Menge an Kühlflüssigkeit vorhanden ist, wird üblicherweise ein Ausgleichsbehälter im Fahrzeug vorgesehen. Dieser hält sozusagen zusätzliche Kühlflüssigkeit vor, um sie dem Kühlkreislauf bei Bedarf zuführen zu können. Gleichzeitig dient dieser Ausgleichsbehälter dazu, eine Nachfüllmöglichkeit für Kühlflüssigkeit in das Motorkühlsystem zur Verfügung zu stellen.
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Nachteilhaft bei bekannten Ausgleichsbehältern ist es, dass diese über die gesamte Einsatzsituation zwei Bedingungen erfüllen müssen. Zum einen muss sichergestellt werden, dass mittels eines Sensors eine Mindestfüllmenge im Ausgleichsbehälter überwacht werden kann. Zum zweiten muss sichergestellt sein, dass über einen Auslass zum Motorkühlsystem nur Kühlflüssigkeit und keine Luft gezogen wird. Insbesondere bei außerordentlichen Fahrsituationen des Fahrzeugs, bei welchen insbesondere Querbeschleunigungen auftreten, kann dies nur dadurch gewährleistet werden, dass ein besonders großer Ausgleichsbehälter beziehungsweise ein hoher Flüssigkeitsspiegel an Kühlflüssigkeit im Ausgleichsbehälter vorgehalten werden. Tritt eine Querbeschleunigung zum Beispiel durch eine Kurvenfahrt, eine Bergauffahrt, eine Bergabfahrt, ein Anfahren oder ein Abbremsen des Fahrzeugs auf, so führt dies zu einer Verschiebung und winkligen Anstellung des Flüssigkeitsspiegels der Kühlflüssigkeit im Ausgleichsbehälter. Je nach Stärke der Querkraft kann dies so weit führen, dass die Anstellung zu einem unerwünschten Auslösen der Sensorik führt, obwohl eigentlich noch genug Kühlflüssigkeit im Ausgleichsbehälter vorhanden ist. Auch besteht die Gefahr, dass durch eine starke Querkraftbeeinflussung ein so starkes Anstellen des Flüssigkeitsspiegels der Kühlflüssigkeit erfolgt, dass in unerwünschter Weise statt Kühlflüssigkeit Luft in den Kühlkreislauf des Motorkühlsystems gelangt. Für beide Fälle muss eine entsprechend große Auslegung des Ausgleichsbehälters und entsprechend hoher Füllgrad des Ausgleichsbehälters mit Kühlflüssigkeit vorgesehen werden. Neben dem erhöhten Platzbedarf innerhalb eines Fahrzeugs führt dies zusätzlich zu erhöhtem Gewicht, und erhöhtem Kühlflüssigkeitsbedarf. Zum Stand der Technik gehört insbesondere auch die
DE 32 39 438 A1 , in welcher eine grundsätzliche Separierung von Behältern als Ausgleichsbehälter für ein Motorkühlsystem vorgeschlagen wird. Des Weiteren gehören zum Stand der Technik die
DE 10 2010 063 833 A1 , in welcher Bremsfluidbehälter für ein Fahrzeug, die
DE 102 31 480 A1 , in welcher Ausgleichsbehälter für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine und die
DE 38 24918 A1 , in welcher Ausgleichsbehälter mit mindestens einer Zwischenwand, insbesondere für Bremsanlagen mit Behälterwarneinrichtung, beschrieben werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise eine Reduktion des Platzbedarfs und/oder des Gewichts des Ausgleichsbehälters zur Verfügung zu stellen.
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Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch einen Ausgleichsbehälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälter gemäß Anspruch 1 beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem Ausgleichsbehälter gemäß den Unteransprüchen und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
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Ein erfindungsgemäßer Ausgleichsbehälter ist ausgelegt für die Aufnahme von Kühlflüssigkeit eines Motorkühlsystems. Hierfür weist der Ausgleichsbehälter eine Behälterwand auf, welche ein Ausgleichsvolumen zur Aufnahme der Kühlflüssigkeit umgibt. Dabei ist im Ausgleichsvolumen zumindest eine Schottwand angeordnet, welche zwei Volumenabschnitte des Ausgleichsvolumens voneinander trennt. Ein erfindungsgemäßer Ausgleichsbehälter zeichnet sich dadurch aus, dass die zumindest eine Schottwand wenigstens einen Durchlass für die Kühlflüssigkeit aufweist. Weiter ist eine Dichtvorrichtung im Ausgleichsvolumen angeordnet, welche den Durchlass in Abhängigkeit einer Querbeschleunigung abdichtet.
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Ein erfindungsgemäßer Ausgleichbehälter ist nun durch die Schottwand zur Trennung von wenigstens zwei Volumenabschnitten des Ausgleichsvolumens vorgesehen. Mit anderen Worten, wird damit die jeweilige Oberfläche innerhalb eines Volumenabschnitts für den sich einstellenden Flüssigkeitsspiegel der Kühlflüssigkeit begrenzt beziehungsweise reduziert.
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Dies führt dazu, dass bei einer auftretenden Querbeschleunigung nun sich mit dieser reduzierten Oberfläche des Flüssigkeitsspiegels eine Verschiebung und ein winkliges Anstellen dieses Flüssigkeitsspiegels der Kühlflüssigkeit einstellen. Durch die reduzierte Oberfläche kann dementsprechend auf Basis der geometrischen Korrelation in der seitlichen Darstellung ein Dreieck definiert werden, dessen rechter Winkel auf der einen Seite die Behälterwand oder die Schottwand ist, auf der dem rechten Winkel gegenüberliegenden Seite der angestellte Flüssigkeitsspiegel und an den rechten Winkel angrenzend ein Dreiecksschenkel angeordnet ist, welcher der Oberfläche beziehungsweise Querschnittsfläche dieses Volumenabschnitts entspricht. Durch die Reduktion dieses Dreiecksschenkels kann das Absinken des Flüssigkeitsspiegels hinsichtlich des minimalen Flüssigkeitsstandes bei einer solchen Querbeschleunigung, also beim winkligen Anstellen, deutlich reduziert werden. Mit anderen Worten, auf diese Weise wird sichergestellt, dass der minimale Wert eines angestellten Flüssigkeitsspiegels höher liegt, als dies ohne Schottwände der Fall wäre.
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Um jedoch durch den Einsatz der Schottwände die tatsächliche Funktionalität des Ausgleichsbehälters nicht mit zu beeinträchtigen, ist erfindungsgemäß in der Schottwand ein Durchlass vorgesehen, durch welchen Kühlflüssigkeit hindurch treten kann. Insbesondere findet dieses Hindurchtreten statt, wenn ein Nachfüllen von Kühlflüssigkeit in den Ausgleichsbehälter vorgenommen wird. Auch während des Betriebs des Fahrzeugs kann ein ständiger Durchtritt von Kühlflüssigkeit durch den Durchlass erfolgen. Mit anderen Worten, dieser Durchlass kann sowohl unterhalb des Flüssigkeitsspiegels, als auch oberhalb des Flüssigkeitsspiegels oder in dessen Grenzbereich angeordnet sein.
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Um die erfindungsgemäß beschriebene Wirkung der Schottwand zu gewährleisten, ist zusätzlich für jeden Durchlass eine Dichtvorrichtung vorgesehen. Diese Dichtvorrichtung ist in der Lage, ein Abdichten des jeweiligen Durchlasses zur Verfügung zu stellen. Die Dichtvorrichtung orientiert sich dabei an einer auftretenden Querbeschleunigung. Dabei können selbstverständlich auch Grenzwerte für die Querbeschleunigung vorgegeben werden, bis zu welchen der Durchlass geöffnet bleibt beziehungsweise ab welchen der Durchlass durch die Dichtvorrichtung abgedichtet werden soll.
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Es ist selbstverständlich, dass für den Fachmann je nach Art und Ausrichtung der Schottwand beziehungsweise je nach Art und Ausrichtung des jeweiligen Durchlasses die Dichtvorrichtung eine unterschiedliche mechanische oder anderweitige Funktionalität aufweisen kann. Bevorzugt ist es, wenn selbstregelnde Funktionalitäten für die Dichtvorrichtung eingesetzt werden. Jedoch sind grundsätzlich auch aktiv gesteuerte beziehungsweise aktiv geregelte Dichtvorrichtungen denkbar, welche zum Beispiel ein elektromotorisch angetriebenes Dichtmittel zum Abdichten des Durchlasses zur Verfügung stellen.
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Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Dichtvorrichtung mit wenigstens einem Dichtmittel ausgebildet ist beziehungsweise ausgestattet ist, welches in gleicher oder in ähnlicher Weise wie die Kühlflüssigkeit selbst auf Querbeschleunigungen reagiert. Hierfür ist das Dichtmittel der Dichtvorrichtung vorzugsweise bewegbar gelagert, zum Beispiel an der Schottwand. Tritt nun eine Querbeschleunigung auf, so wird diese ihre Auswirkung nicht nur auf den Flüssigkeitsspiegel der Kühlflüssigkeit haben, sondern vielmehr durch die bewegbare Lagerung dieses Dichtmittels dasselbe ebenfalls bewegen. Dabei wird die Bewegung durch die Lagerung des Dichtmittels derart vorgegeben, dass das Dichtmittel bei einer ausreichenden Querbeschleunigung in eine Dichtposition bewegt wird, welche ein Abdichten des entsprechenden Durchlasses zur Folge hat. Reduziert sich die Querbeschleunigung wieder unter einen solchen Grenzwert, so öffnet das Dichtmittel den Durchlass wieder und bewegt sich in eine einzige oder eine von mehreren Freigabe- beziehungsweise Öffnungspositionen.
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Zusammenfassend ist es also erfindungsgemäß nun möglich, ohne Beeinträchtigung der notwendigen Funktionalität des Ausgleichsbehälters durch die Schottwände einen unerwünscht hohen Füllgrad des Ausgleichsbehälters zu vermeiden. Während bei bekannten Ausgleichsbehältern durch hohen Füllgrad eine Querstellung des Flüssigkeitsspiegels der Kühlflüssigkeit bei auftretenden Querkräften notwendig war, kann ein unerwünschtes Absinken des Flüssigkeitsspiegels bei dessen winkliger Anstellung unter Einwirkung von Querkräften nun reduziert werden. Der sich minimal einstellende Höhenwert für den angestellten Flüssigkeitsspiegel ist erfindungsgemäß durch die Schottwände begrenzt. Gleichzeitig ist durch den Durchlass eine ausreichende beziehungsweise uneingeschränkte Funktionalität des gesamten Ausgleichsbehälters gegeben.
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Durch eine vorzugsweise automatisierte und ebenfalls von den Querkräften direkt abhängige Ausbildung der Dichtvorrichtung ist darüber hinaus eine einfache, kostengünstige und vor allem mit geringer Fehleranfälligkeit behaftete technische Ausführungsmöglichkeit für die Dichtvorrichtung gegeben.
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Erfindungsgemäß wird somit durch diese Schottwand zum einen die Gefahr der Luftansaugung in den Kühlkreislauf der Motorkühlung reduziert. Auch wird eine Fehlsignalisierung bei starker Querbeschleunigung bei einem entsprechenden Sensor mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit beziehungsweise erst bei höheren Querkräften auftreten. Diese beiden Problemlösungen führen dazu, dass ein erfindungsgemäßer Ausgleichsbehälter kleiner als bekannte Ausgleichsbehälter ausgebildet sein kann. Auch können bei einem erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälter dementsprechend niedrigere Normalpegelstände für den Flüssigkeitsspiegel der Kühlflüssigkeit zugelassen werden, da eine entsprechende Absicherung gegen die beiden beschriebenen Gefahren des Luftziehens und der Fehlauslösung erfindungsgemäß gegeben sind.
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Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälter die zumindest eine Schottwand sich senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zwischen zwei Wandabschnitten der Behälterwand erstreckt. Unter einer senkrechten Erstreckung ist insbesondere eine vertikale Erstreckung zu verstehen. Diese ist bevorzugt bezogen auf die jeweilige Einbauposition des Ausgleichsbehälters zu definieren. Mit anderen Worten, die Schottwand und die seitliche Behälterwand erstrecken sich entlang der gleichen Richtung beziehungsweise laufen im Wesentlichen parallel zueinander. Dabei bleiben etwaige Krümmungen der jeweiligen Behälterwand selbstverständlich unberücksichtigt. Die Schottwand erstreckt sich also im Wesentlichen vollständig zwischen diesen beiden Wandabschnitten, so dass die erfindungsgemäß beschriebene Aufteilung in Volumenabschnitte für das Ausgleichsvolumen zur Verfügung gestellt wird. Bei dieser Variante ist der Durchlass vorzugsweise unterhalb des sich einstellenden normalen Flüssigkeitsspiegels angeordnet. Dies führt dazu, dass im Normalbetrieb ein ständiger Ausgleich von den Pegelständen der beiden Volumenabschnitte des Ausgleichsvolumens durch diesen Durchlass stattfinden kann. Nur im Falle der auftretenden Querbeschleunigung, also insbesondere bei Überschreiten eines vordefinierten Schwellenwertes der Querbeschleunigung, schließt die Dichtvorrichtung den jeweiligen Durchlass in der Schottwand, so dass damit die beiden Volumenabschnitte hydraulisch voneinander getrennt werden. Ein Ausgleich der Pegelstände zwischen den beiden Volumenabschnitten für den jeweiligen Flüssigkeitsspiegel ist nun nicht mehr möglich, so dass die in der Einleitung ausführlich erläuterte erfinderische Wirkung erzielt werden kann.
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Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälter die Dichtvorrichtung einen Klappenmechanismus mit wenigstens einer Klappe aufweist, wobei die wenigstens eine Klappe zwischen einer Dichtposition und einer Öffnungsposition bewegbar ist. Insbesondere ist der Klappenmechanismus mit zwei Klappen ausgestattet, welche auf unterschiedlichen Seiten der Schottwand bewegbar gelagert sind. Bei einem Klappenmechanismus handelt es sich um eine mögliche technische Ausgestaltung einer automatisch und in direkter Anhängigkeit zur Querkraft stehenden Ausführungsform der Dichtvorrichtung. Mit anderen Worten, durch Einwirken einer Querkraft wird nun nicht nur der Pegelstand der Kühlflüssigkeit, sondern direkt auch eine Bewegung der jeweiligen Klappe geändert. Die Positionsänderung der jeweiligen Klappe führt dazu, dass sie sich entweder in eine Dichtposition oder in eine Öffnungsposition bewegt. In der Öffnungsposition wird von dieser Klappe keine Hinderung für den jeweiligen Durchlass gegeben. In der Dichtposition erfolgt ein Abdichten des jeweiligen Durchlasses gegen den Durchtritt von Kühlflüssigkeit. Bevorzugt ist es, wenn die beiden Klappen des Klappenmechanismus symmetrisch auf beiden Seiten der Schottwand ausgebildet sind. Insbesondere sind sie miteinander verbunden, so dass keine Relativbewegung oder nur geringe Relativbewegungen zwischen den beiden Klappen möglich sind. Dies führt sozusagen zu einem automatischen Öffnen des Durchlasses in der Normalposition ohne oder nur mit geringen Querkräften und zu einem automatischen Schließen in beiden Richtungen einer Querkraftbeaufschlagung. Das Vorsehen von zwei Klappen auf beiden Seiten der jeweiligen Schottwand führt dazu, dass auch in beiden Richtungen die erfindungsgemäße Sicherungsfunktion gegen auftretende Querkräfte zur Verfügung gestellt werden kann. Selbstverständlich kann für die jeweilige Klappe auch eine Rückstellvorrichtung, zum Beispiel aufweisend eine Federvorrichtung, vorgesehen sein, um schneller, zielgenau oder insbesondere mit definierter Kraft einer Rückstellung der jeweiligen Klappe in die Öffnungsposition zu ermöglichen. Auch das Vorsehen von Gewichten oder anderen mechanischen Einflussbauteilen ist denkbar, um eine definierte Bewegung und vor allem eine definierte Kraftabhängigkeit für die jeweilige Klappe zur Dichtposition und zur Öffnungsposition gewährleisten zu können.
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Bei einem Ausgleichsbehälter gemäß dem voranstehenden Absatz ist es vorteilhaft, wenn der Klappenmechanismus zwei Klappen aufweist, welche miteinander einen festen Klappenwinkel einschließen. Dieser Klappenwinkel ist also unveränderbar, so dass keine Relativbewegung zwischen den beiden Klappen durchgeführt werden kann. Dies führt zum einen dazu, dass nur mehr eine einzige insbesondere rotatorische Lagerung dieses Klappenmechanismus notwendig ist. Gleichzeitig kann eine geometrische Ausbildung vorgesehen werden, welche für beide Richtungen von Querkraftbeaufschlagung eine gleiche und damit symmetrische Wirkung zur Verfügung stellen kann. Gleichzeitig wird damit einfach und mit wenig Aufwand, insbesondere ohne die Notwendigkeit einer Rückstellvorrichtung mit einer Federvorrichtung, eine reversible Abdichtmöglichkeit für den Durchlass zur Verfügung gestellt.
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Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälter zumindest zwei Schottwände im Ausgleichsvolumen angeordnet sind, welche sich insbesondere überkreuzen und damit vier Volumenabschnitte für das Ausgleichsvolumen abgrenzen. Das bedeutet also, dass nun drei, vier oder je nach Anzahl von Schottwänden sogar noch mehr Volumenabschnitte für das Ausgleichsvolumen zur Verfügung gestellt werden. Bei gleichbleibender Größe des Ausgleichsvolumens führt dies zu einer Reduktion der Volumina der einzelnen Volumenabschnitte. Dies geht durch die im Wesentlichen senkrechte Ausbildung der Schottwände insbesondere einher mit einer deutlichen Reduktion der jeweiligen Querschnittsfläche der Volumenabschnitte. Da die Querschnittsfläche des jeweiligen Volumenabschnitts durch ihren Eingang in die geometrische Korrelation beim winkligen Anstellen des Flüssigkeitsspiegels der Kühlflüssigkeit in diesem Volumenabschnitt von entscheidender Bedeutung ist, kann durch eine Verkleinerung der Volumenabschnitte hinsichtlich ihres Querschnitts die erfindungsgemäße Schutzwirkung für die Vermeidung eines zu starken Absinkens des jeweiligen Pegelstandes in dem Volumenabschnitt deutlich verbessert und verstärkt werden. Ein Überkreuzen der Schottwende führt darüber hinaus zu einer Reduktion der Abhängigkeit von der Ausrichtung der Querkräfte. So kann beispielsweise bei zwei Schottwänden, welche zueinander im Wesentlichen senkrecht angeordnet sind, ein in Draufsicht sternförmiges System von Schottwänden im Ausgleichsbehälter vorgesehen werden. Diese sternförmige Ausbildung erlaubt nun einen erfindungsgemäßen Schutz gegen Querkräfte in insgesamt vier Querkraftrichtungen. Dabei ist insbesondere auf die Fahrzeugrichtung hinzuweisen, sodass nunmehr ein Schutz gegen Querbeschleunigung nach links und nach rechts und gleichzeitig ein Schutz gegen Querbeschleunigung durch Bergfahrt oder Talfahrt gegeben wird. Selbstverständlich kann auch eine noch feinere Aufteilung von Volumenabschnitten durch eine höhere Anzahl von Schottwänden eine weitere Verbesserung der erfindungsgemäßen Vorteile erzielen.
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Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälter zumindest eine Schottwand zwischen zwei Wandabschnitten der Behälterwand waagerecht oder im Wesentlichen waagerecht angeordnet ist. Diese Erstreckung ist also im Wesentlichen horizontal ausgebildet, bezogen insbesondere auf die Anordnung des Ausgleichsbehälters im Fahrzeug. Hier wird es möglich, selbstverständlich auch kombinierbar mit den Ausführungsformen der voranstehenden Absätze, den Durchlass oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Kühlflüssigkeit anzuordnen. Damit wird sichergestellt, dass ein von oben gerichtetes Nachfüllen der Kühlflüssigkeit auch ein Auffüllen des Ausgleichsbehälters im Ausgleichsvolumen ermöglicht. Die Schottwand dichtet also gerade nicht gegen das Nachfüllen ab. Bei dieser Ausführungsform ist die Dichtvorrichtung entsprechend anders ausgebildet. Zum Beispiel kann ein jeweiliger Schwimmkörper, wie hier später noch erläutert wird, eine automatisierte Abhängigkeit der Querkraft für das Abdichten zur Verfügung stellen. Selbstverständlich sind jedoch auch bei dieser Ausführungsform andere technische Lösungen der Dichtvorrichtung, zum Beispiel mit elektromotorischem Antrieb in gesteuerter und/oder geregelter Weise, im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar.
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Bei einem Ausgleichsbehälter gemäß dem voranstehendem Absatz kann es von Vorteil sein, wenn die Dichtvorrichtung zumindest einen Schwimmkörper aufweist mit einer geringeren Dichte, als die Dichte der Kühlflüssigkeit für ein Abdichten des wenigstens einen Durchlasses in der Schottwand. Dies führt dazu, dass der Schwimmkörper immer auf dem Flüssigkeitsspiegel der Kühlflüssigkeit aufschwimmt. Verschiebt sich nun der Flüssigkeitsspiegel, zum Beispiel durch das Einwirken einer Querkraft, so wird dies in einer Bewegung des Schwimmkörpers resultieren. Je nach Richtung der Querkraft und dem entsprechend einhergehenden Anstellen des Flüssigkeitsspiegels der Kühlflüssigkeit kann damit der Schwimmkörper automatisch in direkter Abhängigkeit von der einwirkenden Querkraft aufschwimmen und nach oben gegen den Durchlass in dichtender Weise gedrückt werden. Auch auf diese Weise wird ein Volumen für ein Ausweichen der Kühlflüssigkeit weggenommen, welches nunmehr zur Verfügung steht ein unerwünscht starkes Absinken des minimalen Pegelstandes des Flüssigkeitsspiegels der Kühlflüssigkeit zu vermeiden. Hierbei handelt es sich um eine andere Wirkungsweise auf Basis anderer Ausrichtung der Schottwände bzw. anderer Funktionalität der Dichtvorrichtung, welche jedoch den Kern der vorliegenden Erfindung mit gleicher Schutzfunktionalität erfassen. Bevorzugt ist selbstverständlich für jeden Durchlass ein Schwimmkörper vorgesehen. Auch sind vorzugsweise zwei oder mehrere Durchlässe vorgesehen, wie sie später noch erläutert werden.
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Bei einem Ausgleichsbehälter gemäß dem voranstehenden Absatz kann es weiter vorteilhaft sein, wenn der zumindest eine Schwimmkörper eine Führung aufweist, welcher eine Bewegungslinie im Ausgleichsvolumen wenigstens abschnittsweise vorgibt. Unter der Bewegungslinie ist dabei der Bewegungsspielraum des Schwimmkörpers zu verstehen, welcher durch die Führung in vordefinierter Weise eingenommen bzw. abgefahren werden kann. Beispielsweise kann ein Führungsstift oder eine Führungsstange innerhalb des Ausgleichsvolumens diese Funktionalität zur Verfügung stellen. Dies führt insbesondere dazu, dass hinsichtlich der einzunehmenden Dichtposition des Schwimmkörpers eine exakte Definition dieser Position erfolgen kann. Die passgenaue Abdichtung führt dementsprechend zu einer geringeren Fehleranfälligkeit und damit gleichzeitig zu einer höheren Dichtwirkung.
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Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälter gemäß der drei voranstehenden Absätze wenigstens zwei Durchlässe in der Schottwand von einer Mittelachse des Ausgleichsvolumens beabstandet angeordnet sind. Das bedeutet, dass links und rechts dieser Mittelachse zum Beispiel jeweils ein Durchlass ausgebildet sind. Damit kann in ähnlicher Weise, wie dies zur ersten technischen Lösung bereits beschrieben worden ist, auch hier eine Abhängigkeit von der Ausrichtung der Querkraft reduziert werden. Bevorzugt sind die Durchlässe ebenfalls in Draufsicht im Wesentlichen sternförmig angeordnet. Damit wird wie bei senkrechten sternförmigen Schottwänden eine erfindungsgemäße Funktionalität hinsichtlich ihrer Schutzwirkung in mehrere Querkraftrichtungen, also insbesondere mit Bezug auf unterschiedlichste Kurvenfahrten sowie Bergfahrten und Talfahrten möglich.
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Bei einem erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälter ist es ebenfalls von Vorteil, wenn in der Behälterwand wenigstens ein Einlass und wenigstens ein Auslass für Kühlflüssigkeit ausgebildet sind. Der Einlass dient für die bereits mehrfach beschriebene Nachfüllmöglichkeit für Kühlflüssigkeit in den Ausgleichsbehälter. Der Ausgleichsbehälter dient dazu die fluidkommunizierende Kommunikation mit dem Kühlkreislauf der Motorkühlung zur Verfügung zu stellen. In beiden Fällen werden sozusagen Schnittstellen des Ausgleichsbehälters für das Nachfüllen bzw. zum Kühlkreislauf der Motorkühlung zur Verfügung gestellt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
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1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälters in Normalposition,
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2 die Ausführungsform der 1 mit einer Querkraft, welche nach links gerichtet ist,
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3 die Ausführungsform der 1 und 2 mit einer Querkraft, welche nach rechts gerichtet ist,
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4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälters,
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5 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälters in Normalsituation,
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6 die Ausführungsform der 5 mit einer Querkraft, welche nach links gerichtet ist, und
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7 die Ausführungsform der 5 und 6 mit einer Querkraft, welche nach rechts gerichtet ist.
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Die 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälters 10. Dieser wird von einer Behälterwandung 20 ausgebildet, welche das Ausgleichsvolumen 30 umgibt. Über einen Einlass 22 kann Kühlflüssigkeit 100 in das Ausgleichsvolumen 30 eingebracht werden. Über einen Auslass 24 steht das Ausgleichsvolumen 20 in fluidkommunizierender Verbindung mit einem Kühlkreislauf einer Motorkühlung.
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Für die erfindungsgemäße Schutzfunktionalität ist innerhalb des Ausgleichsvolumens eine Schottwand 40 vorgesehen, welche sich im Wesentlichen senkrecht zwischen zwei Abschnitten der Behälterwand 20 erstreckt. Eine fluidkommunizierende Kommunikation zwischen den dadurch gebildeten Volumenabschnitten 32a und 32b ist durch einen Durchlass 42 gegeben. Darüber hinaus ist ein Sensor 26 in Form eines Reed-Sensors vorgesehen, um den Füllstand innerhalb des Ausgleichsbehälters 10 zu überwachen.
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Ausgehend vom Normalzustand gemäß 1 können nun Querkräfte einwirken, welche zum Beispiel durch schnelle Kurvenfahrten des Fahrzeugs, eine Berganfahrt, eine Talfahrt, ein Abbremsen oder eine Beschleunigung entstehen können. Ist eine Querkraft zum Beispiel von rechts nach links gerichtet, so führt dies zum einen dazu, dass die Dichtvorrichtung 50 in Bewegung gerät. Die Dichtvorrichtung 50 dieser Ausführungsform weist einen Klappenmechanismus 52 mit zwei Klappen 52a und 52b auf. Diese sind jeweils mit einem Gewicht versehen. Greift nun die Querkraft an dem Klappenmechanismus 52 an, so kann sich dieser rotatorisch in eine Position bewegen, wie sie die 2 zeigt. In dieser Position ist der Durchlass 42 abgedichtet. Aufgrund dieser Abdichtung ist nun kein hydraulischer Ausgleich mehr zwischen diesen beiden Volumenabschnitten 32a und 32b möglich. Dementsprechend stellt sich ein minimaler Pegelstand (nämlich am jeweiligen rechten Ende des Flüssigkeitsspiegels der Kühlflüssigkeit 100) ein, welcher oberhalb des minimalen Pegelstandes liegt, wenn ein solcher hydraulischer Ausgleich gegeben wäre. Damit werden die erfindungsgemäßen Vorteile erzielbar.
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3 zeigt die Ausführungsform der 1 und 2 mit der entgegengesetzten Querkraftrichtung. Hier ist gut ersichtlich, dass durch die symmetrische Ausbildung des Klappenmechanismus 52 mit einem fest eingestellten Klappenwinkel eine Unabhängigkeit von der Ausrichtung der Querkraft erzielt werden kann.
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4 zeigt eine Weiterentwicklung der Ausführungsform gemäß der 1 bis 3. Hier ist in Draufsicht zu erkennen, dass zwei sich überkreuzende Schottwände 40 sich zwischen entsprechenden Abschnitten der Behälterwand 20 erstrecken. Damit werden vier Volumenabschnitte 32a, 32b, 32c und 32d zur Verfügung gestellt. Dementsprechend sind auch vier Durchlässe 42 mit entsprechenden Dichtvorrichtungen 50 versehen. Hier kann in Draufsicht nun gut erläutert werden, dass bei dieser sternförmigen Ausbildung die erfindungsgemäße Schutzfunktion sowohl für nach oben und nach unten gerichtete Querkräfte in der Zeichnungsebene, sowie für Querkräfte, welche nach links oder nach rechts gerichtet sind, ihre Auswirkung findet. Selbstverständlich kann dieser Stern durch eine Erhöhung der Anzahl der Schottwände noch eine feinere Aufgliederung in mehrere Volumenabschnitte 32a bis 32d zu Verfügung stellen.
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In den 5 bis 7 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälters 10 dargestellt. Hier erstreckt sich die Schottwand 40 im Wesentlichen waagerecht, sodass die beiden Durchlässe 42 oberhalb des normalen Flüssigkeitsspiegels der Kühlflüssigkeit 100 angeordnet sind. Wird nun eine Querkraft zu einer Verschiebung und zum winkligen Anstellen der Kühlflüssigkeit 100 führen, so können Schwimmkörper 54a und 54b dieser Anstellbewegung des Flüssigkeitsspiegels der Kühlflüssigkeit 100 folgen. Die jeweilige Bewegung für die Schwimmkörper 54a und 54b wird durch eine als Führungsstift ausgebildete Führung 56 sichergestellt. Ist die Querkraft gemäß 6 zum Beispiel nach links gerichtet, so schwimmt der Schwimmkörper 54a auf und wird durch die Kühlflüssigkeit 100 gegen den linken Durchlass 42 in abdichtender Weise gedrückt. Auf diese Weise wird ebenfalls die bereits mehrfach erläuterte Schutzwirkung gegen zu starkes Absinken des minimalen Pegels des Flüssigkeitsstandes der Kühlflüssigkeit 100 zur Verfügung gestellt.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Ausgleichsbehälter
- 20
- Behälterwand
- 22
- Einlass
- 24
- Auslass
- 26
- Sensor
- 30
- Ausgleichsvolumen
- 32a
- Volumenabschnitt
- 32b
- Volumenabschnitt
- 32c
- Volumenabschnitt
- 32d
- Volumenabschnitt
- 34
- Mittelachse
- 40
- Schottwand
- 42
- Durchlass
- 50
- Dichtvorrichtung
- 52
- Klappenmechanismus
- 52a
- Klappe
- 52b
- Klappe
- 54a
- Schwimmkörper
- 54b
- Schwimmkörper
- 56
- Führung
- 100
- Kühlflüssigkeit
