DE102017120056A1 - Ausgleichsbehälter für ein Kühlsystem eines Fahrzeuges und Fahrzeug mit einem derartigen Ausgleichsbehälter - Google Patents

Ausgleichsbehälter für ein Kühlsystem eines Fahrzeuges und Fahrzeug mit einem derartigen Ausgleichsbehälter Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ausgleichsbehälter (1) für ein Kühlsystems einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges. Eine horizontale Trennwand (4) unterteilt ein Behältervolumen des Ausgleichsbehälters (1), in welchem sich ein Mindestvolumen an Kühlflüssigkeit befindet, in ein unteres Teilvolumen (5) und ein oberes Teilvolumen (6). Eine Durchlassöffnung (8) verbindet die beiden Teilvolumen miteinander, wobei im unteren Teilvolumen (5) eine mit dem Kühlsystem verbundenen Absaugöffnung (10) angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Durchlassöffnung (8) in der Trennwand (4) oberhalb der Absaugöffnung (10) angeordnet ist, wobei die Trennwand (4) außenseitig umlaufend und dichtend mit einer Wandfläche (7) des Ausgleichsbehälters (1) verbunden ist. Dabei ist das Mindestvolumen der Kühlflüssigkeit (12) im unteren Teilvolumen (5) angeordnet und ein Flüssigkeitsspiegel (13) des Mindestvolumens im unteren Teilvolumen (5) liegt unabhängig von einer Neigung gegenüber einer Horizontalebene (14) unterhalb der Trennwand (4) und oberhalb der Absaugöffnung (10). Die Durchlassöffnung (8) und die Trennwand (4) sind derart ausgestaltet und relativ zu der Absaugöffnung (10) angeordnet, dass die Absaugöffnung (10) bis zu einem maximalen Neigungswinkel (15) des Flüssigkeitsspiegels (13) gegenüber der Horizontalebene (14) unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (13) liegt. Bei dem maximalen Neigungswinkel (15) erstreckt sich der Flüssigkeitsspiegel von einem Öffnungsrandabschnitt (18) der Durchlassöffnung (8) in der Trennwand (4) in Richtung eines die Absaugöffnung (10) begrenzenden Randabschnittes (19) einer Bodenwand (9) des Ausgleichsbehälters (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Ausgleichsbehälter für ein Kühlsystems einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges mit
    • • einer ein Behältervolumen des Ausgleichsbehälters in ein unteres Teilvolumen und ein oberes Teilvolumen unterteilenden horizontalen Trennwand,
    • • einer im unteren Teilvolumen angeordneten und mit dem Kühlsystem verbundenen Absaugöffnung,
    • • einem Mindestvolumen einer im Ausgleichsbehälter befindlichen Kühlflüssigkeit
    • • einer die beiden Teilvolumen verbindenden Durchlassöffnung für die Kühlflüssigkeit.
    Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem derartigen Ausgleichsbehälter.
  • Ein Ausgleichsbehälter der genannten Art ist bereits aus der DE 202 17 307 U1 bekannt. Dieser Ausgleichsbehälter weist eine sich horizontal erstreckende Trennwand auf, welche innerhalb des Ausgleichsbehälters unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels eines Mindestvolumens einer im Ausgleichsbehälter angeordneten Kühlflüssigkeit angeordnet ist. Die Trennwand ist über einen zentralen Sockel derart am Boden des Ausgleichsbehälters angeordnet, dass sich zwischen einem umlaufenden Rand der Trennwand und einer Innenwandung des Behälters eine spaltförmige Durchlassöffnung für die Kühlflüssigkeit ausbildet. Durch die Trennwand wird die im Ausgleichsbehälter befindliche Kühlflüssigkeit in einen teilweise aufgeschäumten Bereich oberhalb der Trennwand, in welchem auch die Luftabscheidung aus der Kühlflüssigkeit erfolgt, und einen beruhigten Bereich unterhalb der Trennwand getrennt. Die Absaugöffnung befindet sich am Boden des Ausgleichsbehälters, im beruhigten Bereich unterhalb der Trennwand und ist benachbart des zentralen Sockels angeordnet.
  • Weitere Ausgleichsbehälter für Kühlflüssigkeit mit einer oder mehreren Trennwänden zur Realisierung einer Luftabscheidung aus der Kühlflüssigkeit sind in der EP 1 878 891 A1 und der EP 3 032 064 A1 offenbart.
  • Gegenstand der DE 603 16 566 T2 ist ein Ausgleichsbehälter für Hydraulikflüssigkeit eines Bremssystems mit einer an einer Behälterdecke angeordneten Überlaufschutz-Trennwand.
  • Durch die Trennwand sollen die Verluste an Hydraulikflüssigkeit durch die Versorgungsöffnung eingeschränkt werden.
  • In einem Ausgleichsbehälter für ein Kühlsystem einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges befindet sich neben dem Mindestvolumen an Kühlflüssigkeit, durch welche ein Ansaugen von Luft in das Kühlsystem verhindert werden soll, auch eine sogenannte Luftvorlage. Als Luftvorlage wird die erforderliche Luftmenge im Ausgleichsbehälter bezeichnet, welche eine Ausdehnung der Kühlflüssigkeit im Kühlsystem infolge einer Temperaturänderung der Kühlflüssigkeit ausgleicht. Dementsprechend benötigen große Kühlsysteme auch eine große Luftvorlage im Ausgleichsbehälter. Bei einem zu geringen Mindestvolumen an Kühlflüssigkeit im Ausgleichsbehälter kann es insbesondere bei Kurvenfahrt und/oder bei einem Beschleunigungs- oder Bremsvorgang des Fahrzeuges und/oder bei einer Straßenneigung dazu kommen, dass die Kühlflüssigkeit innerhalb des Behälters derart verdrängt wird, dass über die Absaugöffnung Luft in das Kühlsystem gesaugt wird. Das Absaugen von Luft kann durch eine Vergrößerung des Mindestvolumens der Kühlflüssigkeit verhindert werden. Hierdurch wird jedoch gleichzeitig die Luftvorlage im Ausgleichsbehälter verkleinert und reicht dann je nach Größe des Kühlsystems möglicherweise nicht mehr aus, um eine Ausdehnung der Kühlflüssigkeit infolge einer Temperaturerhöhung derselben auszugleichen.
  • Um eine größere Luftvorlage und ein größeres Mindestvolumen an Kühlflüssigkeit aufzunehmen, müsste das Behältervolumen des Ausgleichsbehälters entsprechend vergrößert werden. Aufgrund der vorhanden Bauraumeinschränkungen im Motorraum des Fahrzeuges scheidet diese Lösung jedoch aus.
  • Da eine Vergrößerung des Ausgleichsbehälters also nicht praktikabel ist, müsste der Druck im Kühlsystem beispielsweise durch ein geändertes Deckelventil erhöht werden. In dem Fall einer Druckerhöhung ist es jedoch erforderlich, sämtliche Komponenten des Kühlsystems und auch den Befüllprozess des Kühlsystems in der Produktion auf das neue Druckniveau abzusichern.
  • Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den einen großen Kühlkreislauf in mehrere kleine Kühlkreisläufe aufzuteilen. Da dann jedoch jeder kleine Kühlkreislauf einen eigenen Ausgleichsbehälter benötigt, ergeben sich ebenfalls Probleme hinsichtlich der Bauraumeinschränkungen im Motorraum des Fahrzeuges.
  • Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Kühlkreislaufvolumen der Kühlflüssigkeit durch die Nutzung von luftgekühlten statt flüssigkeitsgekühlten Komponenten zu reduzieren. Jedoch ergeben sich auch hier Probleme mit dem eingeschränkten Bauraum, da luftgekühlte Komponenten mehr Freiraum zur Zirkulation der Luft benötigen.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Ausgleichsbehälter für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges zur Verfügung zu stellen, welcher bei einem geringen Bauraumbedarf eine ausreichend große Luftvorlage für das Kühlsystem zur Verfügung stellt und bei welchem ein Ansaugen von Luft durch die Absaugöffnung auch bei einer dynamischen Fahrt des Fahrzeuges verhindert wird.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Ausgleichsbehälter gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
  • Erfindungsgemäß ist also ein Ausgleichsbehälter für ein Kühlsystem einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges vorgesehen, bei welchem
    • • die Durchlassöffnung in der Trennwand oberhalb der Absaugöffnung angeordnet ist, wobei die Trennwand außenseitig umlaufend und dichtend mit einer Wandfläche des Ausgleichsbehälters verbunden ist,
    • • das Mindestvolumen der Kühlflüssigkeit im unteren Teilvolumen angeordnet ist und ein Flüssigkeitsspiegel des Mindestvolumens im unteren Teilvolumen unabhängig von einer Neigung gegenüber einer Horizontalebene unterhalb der Trennwand und oberhalb der Absaugöffnung liegt,
    • • die Durchlassöffnung und die Trennwand derart ausgestaltet und relativ zu der Absaugöffnung angeordnet sind, dass die Absaugöffnung bis zu einem maximalen Neigungswinkel des Flüssigkeitsspiegels gegenüber der Horizontalebene unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt, wobei sich der Flüssigkeitsspiegel bei dem maximalen Neigungswinkel von einem Öffnungsrandabschnitt der Durchlassöffnung in der Trennwand in Richtung eines die Absaugöffnung begrenzenden Randabschnittes der Wandfläche des Ausgleichsbehälters erstreckt.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht, dass bei allen Fahrzuständen des Fahrzeuges, insbesondere bei einer Kurvenfahrt, einem Bremsvorgang oder einem Beschleunigungsvorgang des Fahrzeuges oder bei einer Straßenneigung gewährleistet ist, dass die Absaugöffnung unterhalb des sich im unteren Teilvolumen unterhalb der horizontalen Trennwand erstreckenden Flüssigkeitsspiegels liegt. Hierdurch wird ein Absaugen von Luft durch die Absaugöffnung und ein Einleiten der Luft in das über einen Saugstutzen und eine Leitung mit dem Ausgleichsbehälter verbundenen Kühlsystem der Brennkraftmaschine verhindert. Das Mindestvolumen der Kühlflüssigkeit wird bei dynamischer Fahrt des Fahrzeuges bzw. bei den genannten Fahrzuständen in dem durch die Trennwand begrenzten unteren Teilvolumen bewegt bzw. verdrängt. Durch die horizontale Trennwand wird eine Anordnung der Kühlflüssigkeit in dem oberen Teilvolumen zumindest bis zu einem maximalen Neigungswinkel verhindert, sodass ein geringeres Mindestvolumen an Kühlflüssigkeit benötigt wird, um ein Absaugen von Luft durch die Absaugöffnung zu verhindern. Die Durchlassöffnung gewährleistet, dass die sich bei einer Temperaturerhöhung ausdehnende Kühlflüssigkeit in das obere Teilvolumen gelangt bzw. bei einer Abkühlung wieder aus dem oberen Teilvolumen in das untere Teilvolumen fließen kann. Durch das reduzierte Mindestvolumen an Kühlflüssigkeit vergrößert sich gleichzeitig die Luftvorlage im Ausgleichsbehälter. Der maximale Neigungswinkel, bei welchem gewährleistet ist, dass die Absaugöffnung unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt, hängt unmittelbar von der Abmessung der Durchlassöffnung und/oder der Abmessung der Absaugöffnung und/oder von einem Abstand der die Durchlassöffnung aufnehmenden Trennwand von der in einer Bodenfläche des Ausgleichsbehälters angeordneten Absaugöffnung ab.
  • Es hat sich als besonders praktikabel erwiesen, dass die Abmessungen der Durchlassöffnung und/oder der Absaugöffnung und/oder ein Abstand der Trennwand von der Absaugöffnung derart gewählt sind, dass der maximale Neigungswinkel des Flüssigkeitsspiegels gegenüber der Horizontalebene, in welcher die Absaugöffnung noch unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt, zwischen 40° und 60°, bevorzugt zwischen 45° und 55°, beträgt. Um ein Absaugen von Luft auch bei noch größeren Neigungswinkeln verhindern zu können, müsste bei gleicher Größe der Durchlassöffnung der Abstand zwischen der Trennwand und der Absaugöffnung vergrößert werden. Dies hätte bei gleicher Größe des Ausgleichsbehälter eine Vergrößerung des unteren Teilvolumens und eine Verkleinerung des oberen Teilvolumens zur Folge. Hieraus resultierend ergibt sich eine kleinere Luftvorlage und ein größeres Mindestvolumen an Kühlflüssigkeit. Alternativ müsste bei gleichbleibendem Abstand der Trennwand von der Absaugöffnung die Größe der Durchlassöffnung entsprechend verkleinert werden. Hieraus ergeben sich wiederum nachteilige Veränderungen auch bei der Kühlsystembefüllung in der Produktion des Fahrzeuges.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass die Durchlassöffnung und die Trennwand derart ausgestaltet und relativ zu der Absaugöffnung angeordnet sind, dass die Absaugöffnung unabhängig von einer Neigungsrichtung des Flüssigkeitsspiegels gegenüber der Horizontalebene unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt. Hierdurch wird ein Absaugen von Luft durch die Absaugöffnung des Ausgleichsbehälters nicht nur bei den Fahrzuständen Kurvenfahrt, Bremsvorgang, Beschleunigungsvorgang und Straßenneigung, sondern auch bei einer Kombination derer wirksam verhindert. Beispielsweise also ein Brems- oder Beschleunigungsvorgang des Fahrzeuges während einer Kurvenfahrt.
  • Es erweist sich als besonders zweckmäßig, dass das untere Teilvolumen des Ausgleichsbehälters kleiner ist als das obere Teilvolumen, wobei das obere Teilvolumen eine Luftvorlage für das Kühlsystem bildet. Hierdurch wird bei einer Reduzierung des Mindestvolumens der Kühlflüssigkeit eine Vergrößerung der Luftvorlage gewährleistet. Hierdurch kann der Ausgleichsbehälter ohne Veränderung des Behältervolumens, also bei gleichem Bauraumbedarf, für größere Kühlkreisläufe eingesetzt werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird auch dadurch geschaffen, dass ein Sensor zur Erfassung eines Füllstandes der Kühlflüssigkeit derart im Ausgleichsbehälter angeordnet ist, dass zumindest ein Endabschnitt des Sensors im unteren Teilvolumen angeordnet und unabhängig von der Neigung des Flüssigkeitsspiegels des Mindestvolumens gegenüber der Horizontalebene unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt. Hierdurch ist gewährleistet, dass der Sensor auch bei einer dynamischen Fahrt des Fahrzeuges immer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt und es dadurch nicht zum unerwünschten Anzeigen bzw. einer Warnung eines Kühlflüssigkeitsmangels durch den Sensor kommt.
  • Eine Vereinfachung der Produktion des Ausgleichsbehälters wird auch dadurch erreicht, dass die horizontale Trennwand in einer Trennebene zwischen einer Behälteroberschale und einer Behälterunterschale des Ausgleichsbehälters angeordnet ist. Dabei können die als separate Einzelteile vorliegenden Bauteile in einfacher Art und Weise in einem Arbeitsschritt sowohl miteinander verbunden als auch gegeneinander abgedichtet werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Trennwand zunächst mit nur einer der Schalen verbunden und dieses Halbzeug dann nachfolgend mit der anderen Schale verbunden wird.
  • Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine das untere Teilvolumen begrenzende und/oder eine das obere Teilvolumen begrenzende Oberfläche der Trennwand eine strömungsleitende Strukturierung aufweist, welche in Richtung der Durchlassöffnung ausgerichtet ist. Hierdurch wird eine verbesserte Luftabscheidung gewährleistet, da die im unteren Teilvolumen angeordnet Luft durch die strömungsleitende Strukturierung in Richtung der Durchlassöffnung und durch diese hindurch in das obere Teilvolumen geführt wird. Außerdem fließt im oberen Teilvolumen angeordnete Kühlflüssigkeit gezielt in Richtung der Durchlassöffnung und gelangt durch diese wieder in das untere Teilvolumen des Ausgleichsbehälters.
  • Dabei erweist es ich als besonders zweckmäßig, dass die Strukturierung durch Erhebungen und/oder Vertiefungen in der Trennwand gebildet ist. Durch als Nuten ausgebildete Vertiefungen und/oder als Rippen bzw. eine Verrippung ausgebildete Erhebungen wird eine einfach und effektive Strömungsleitung der Luft und der Kühlflüssigkeit zur Verfügung gestellt.
  • Eine zu den Strukturierungen in der Trennwand alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht dagegen vor, dass eine das untere Teilvolumen begrenzende und/oder eine das obere Teilvolumen begrenzende Oberfläche der horizontalen Trennwand jeweils eine in Richtung der Durchlassöffnung gerichtete Neigung aufweist. Auch hierdurch lässt sich die Luft in dem unteren Teilvolumen und die Kühlflüssigkeit in dem unteren Luftvolumen in einfacher Art und Weise zu der Durchlassöffnung leiten und aus dem jeweiligen Teilvolumen in das jeweilig andere Teilvolumen strömen.
  • Erfindungsgemäß ist außerdem ein Fahrzeug mit einem vorangehend beschriebenen Ausgleichsbehälter für ein Kühlsystem einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine vorgesehen.
  • Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
    • 1 eine schematische Darstellung eines Ausgleichsbehälters ohne Kühlflüssigkeit in einer geschnittenen Ansicht;
    • 2 den in 1 dargestellten Ausgleichsbehälter mit einem Mindestvolumen einer Kühlflüssigkeit und einem sich horizontal erstreckenden Flüssigkeitsspiegel;
    • 3 den Ausgleichsbehälter mit einem Mindestvolumen an Kühlflüssigkeit und einem eine Neigung aufweisenden Flüssigkeitsspiegel;
    • 4 den Ausgleichsbehälter mit einem Mindestvolumen an Kühlflüssigkeit und einem eine Neigung aufweisenden Flüssigkeitsspiegel;
    • 5 eine schematische Darstellung eines Ausgleichsbehälters mit einem Sensor zur Erfassung des Füllstandes der Kühlflüssigkeit;
    • 6 eine perspektivische und teilweise geschnittene Darstellung des Ausgleichsbehälters;
    • 7 eine in 6 dargestellte Trennwand des Ausgleichsbehälters in einer Draufsicht;
    • 8 die in 6 dargestellte Trennwand des Ausgleichsbehälters in einer Unteransicht.
  • Anhand der 1 bis 8 wird nachfolgend ein erfindungsgemäßer Ausgleichsbehälter 1 für ein Kühlsystems einer nicht dargestellten flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges beschrieben.
  • Der ein Behältervolumen einschließende Ausgleichsbehälter 1 weist eine Behälterunterschale 2 und eine Behälteroberschale 3 auf. Das Behältervolumen wird durch eine sich horizontal erstreckende Trennwand 4 in ein unteres Teilvolumen 5 und ein oberes Teilvolumen 6 unterteilt. Die Trennwand 4 ist außenseitig umlaufend und dichtend mit einer Wandfläche 7 des Ausgleichsbehälters 1 verbunden. In der Trennwand 4 ist eine die beiden Teilvolumen 5, 6 strömungstechnisch verbindende Durchlassöffnung 8 angeordnet, welche einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Im unteren Teilvolumen 5 des Ausgleichsbehälters 1 befindet sich in einer Bodenwand 9 des Ausgleichsbehälters 1 eine Absaugöffnung 10 mit einem Saugstutzen 11. Über eine mit dem Saugstutzen 11 verbundene Leitung ist der Ausgleichsbehälter 1 mit dem Kühlsystem der Brennkraftmaschine verbunden.
  • Das eine Luftvorlage für das Kühlsystem bildende obere Teilvolumen 6 des Ausgleichsbehälters 1 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel wesentlich größer ausgebildet als das untere Teilvolumen 5. Im dem kleineren unteren Teilvolumen 5 befindet sich ein Mindestvolumen an Kühlflüssigkeit 12. Dabei ist das Mindestvolumen der Kühlflüssigkeit 12 derart bemessen, dass sich ein Flüssigkeitsspiegel 13 des Mindestvolumens bei einem ersten Fahrzustand des Fahrzeuges parallel zu einer Horizontalebene 14 und unterhalb der Trennwand 4 erstreckt. Die Horizontalebene 14 wird durch eine Behälterquerrichtung (y-Richtung) und eine Behälterlängsrichtung (x-Richtung) bzw. durch eine Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) und eine Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) aufgespannt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die horizontale Trennwand 4 in der Horizontalebene 14. In dem ersten Fahrzustand, bei welchem der Flüssigkeitsspiegel 13 des Mindestvolumens der Kühlflüssigkeit 12 die in 2 dargestellte Lage einnimmt, befindet sich das Fahrzeug im Stillstand auf einer im Wesentlichen ebenen Straßenfläche oder bewegt sich bei Geradeausfahrt und einer konstanten Geschwindigkeit auf einer ebenen Straßenfläche. In einem hiervon abweichenden Fahrzustand, insbesondere bei dynamischer Fahrt, beispielsweise bei einer Kurvenfahrt, einem Beschleunigungsvorgang oder einem Bremsvorgang des Fahrzeuges bzw. wenn sich das Fahrzeug auf einer geneigten Straße befindet oder bewegt, wird das Mindestvolumen der Kühlflüssigkeit 12 im unteren Teilvolumen 5 des Ausgleichsbehälters 1 seitlich verdrängt, sodass der Flüssigkeitsspiegel 13 eine gegenüber der Horizontalebene 14 geneigte Lage einnimmt. 3 und 4 zeigen einen derartigen gegenüber der Horizontalebene 11 eine Neigung aufweisenden Flüssigkeitsspiegel 13 des Mindestvolumens der Kühlflüssigkeit 12 bei Kurvenfahrten des Fahrzeuges in entgegengesetzten Richtungen. Hierbei ist der Flüssigkeitsspiegel 13 in den beiden Fällen in einem maximalen Neigungswinkel 15 aber in unterschiedlichen Neigungsrichtungen zu der Horizontalebene 14 angeordnet.
  • Um bei dynamischer Fahrt des Fahrzeuges, insbesondere bei den genannten Fahrzuständen, ein unerwünschtes Absaugen von Luft über die Absaugöffnung 10 zu verhindern, sind die Durchlassöffnung 8 und die Trennwand 4 derart ausgestaltet und relativ zu der Absaugöffnung 10 bzw. der Bodenwand 9 angeordnet, dass die Absaugöffnung 10, wie in 5 dargestellt, auch unterhalb des jeweiligen Flüssigkeitsspiegels 13 liegt, welcher in Folge eines der genannten Fahrzustände des Fahrzeuges eine Neigung gegenüber der Horizontalebene 14 aufweist. Der maximale Neigungswinkel 15 des Flüssigkeitsspiegels, bei welchem die Absaugöffnung 10 noch unterhalb des geneigten Flüssigkeitsspiegels 13 liegt, wird durch die Abmessungen, insbesondere durch einen Durchmesser 16 der Durchlassöffnung 8 und einen Abstand 17 der Trennwand 4 von der Absaugöffnung10 bzw. der Bodenwand 9 festgelegt. Bei dem dargestellten maximalen Neigungswinkel 15 erstreckt sich der jeweilige Flüssigkeitsspiegel 13 von einem Öffnungsrandabschnitt 18 der Durchlassöffnung 8 in Richtung eines die Absaugöffnung 10 begrenzenden Randabschnittes 19 der Bodenwand 9 des Ausgleichsbehälters 1. In 5 ist gut zu erkennen, dass die Absaugöffnung 10 unterhalb der beiden durch gestrichelte Linien dargestellten und in einem maximalen Neigungswinkel 15 von etwa 45° zu der Horizontalebene14 angeordneten Flüssigkeitsspiegel 13 liegt, sodass ein Absaugen von Luft durch die Absaugöffnung 10 wirksam verhindert wird.
  • Darüber hinaus ist in 5 ein Sensor 20 zur Erfassung eines Füllstandes der Kühlflüssigkeit 12 bzw. eines Kühlflüssigkeitsmangels im Ausgleichsbehälter 1 dargestellt. Der Sensor 20 erstreckt sich von einer Wand in der Behälteroberschale 3 durch die Durchlassöffnung 8 hindurch bis in das untere Teilvolumen 5 hinein. Dabei ist ein Endabschnitt 21 des Sensors 20 derart in einem Raum zwischen der Durchlassöffnung 8 und der Absaugöffnung 10 im unteren Teilvolumen 5 angeordnet, dass er unabhängig von der Neigung der Flüssigkeitsspiegel gegenüber der Horizontalebene 14 unterhalb der jeweiligen Flüssigkeitsspiegel 13 liegt. Hierdurch wird gewährleistet, dass es zu keiner Anzeige bzw. Warnung eines Kühlflüssigkeitsmangels während einer dynamischen Fahrt des Fahrzeuges kommt.
  • Wie in 6 bis 8 gut zu erkennen ist, weist die Durchlassöffnung 8 eine kreisrunde Querschnittsfläche auf. Außerdem weisen eine das untere Teilvolumen 5 begrenzende Oberfläche 22 und eine das obere Teilvolumen 6 begrenzende Oberfläche 23 der Trennwand 4 jeweils eine strömungsleitende Strukturierung 24 in Form einer aus mehreren Erhebungen 25 bestehenden Verrippung auf, welche in Richtung der Durchlassöffnung 8 ausgerichtet sind. Durch die Strukturierungen 24 wird die unteren Teilvolumen 5 befindliche Luft bzw. die im oberen Teilvolumen 6 befindliche Kühlflüssigkeit 12 in Richtung der Durchlassöffnung 8 geleitet und gelangt dann durch die Durchlassöffnung 8 hindurch in das jeweilige andere Teilvolumen 5, 6.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Ausgleichsbehälter
    2
    Behälterunterschale
    3
    Behälteroberschale
    4
    Trennwand
    5
    unteres Teilvolumen
    6
    oberes Teilvolumen
    7
    Wandfläche
    8
    Durchlassöffnung
    9
    Bodenwand
    10
    Absaugöffnung
    11
    Saugstutzen
    12
    Kühlflüssigkeit
    13
    Flüssigkeitsspiegel
    14
    Horizontalebene
    15
    Neigungswinkel
    16
    Durchmesser
    17
    Abstand
    18
    Öffnungsrandabschnitt
    19
    Randabschnitt
    20
    Sensor
    21
    Endabschnitt
    22
    Oberfläche
    23
    Oberfläche
    24
    Strukturierung
    25
    Erhebung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 20217307 U1 [0002]
    • EP 1878891 A1 [0003]
    • EP 3032064 A1 [0003]
    • DE 60316566 T2 [0004]

Claims (10)

  1. Ausgleichsbehälter (1) für ein Kühlsystem einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges mit • einer ein Behältervolumen des Ausgleichsbehälters (1) in ein unteres Teilvolumen (5) und eine oberes Teilvolumen (6) unterteilenden horizontalen Trennwand (4), • einer im unteren Teilvolumen (5) angeordneten und mit dem Kühlsystem verbundenen Absaugöffnung (10), • einem Mindestvolumen einer im Ausgleichsbehälter (1) befindlichen Kühlflüssigkeit (12), • einer die beiden Teilvolumen (5, 6) verbindenden Durchlassöffnung (8) für die Kühlflüssigkeit (12), dadurch gekennzeichnet, dass • die Durchlassöffnung (8) in der Trennwand (4) oberhalb der Absaugöffnung (10) angeordnet ist, wobei die Trennwand (4) außenseitig umlaufend und dichtend mit einer Wandfläche (7) des Ausgleichsbehälters (1) verbunden ist, • das Mindestvolumen der Kühlflüssigkeit (12) im unteren Teilvolumen (5) angeordnet ist und ein Flüssigkeitsspiegel (13) des Mindestvolumens im unteren Teilvolumen (5) unabhängig von einer Neigung gegenüber einer Horizontalebene (14) unterhalb der Trennwand (4) und oberhalb der Absaugöffnung (10) liegt, • die Durchlassöffnung (8) und die Trennwand (4) derart ausgestaltet und relativ zu der Absaugöffnung (10) angeordnet sind, dass die Absaugöffnung (10) bis zu einem maximalen Neigungswinkel (15) des Flüssigkeitsspiegels (13) gegenüber der Horizontalebene (14) unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (13) liegt, wobei sich der Flüssigkeitsspiegel (13) bei dem maximalen Neigungswinkel (15) von einem Öffnungsrandabschnitt (18) der Durchlassöffnung (8) in der Trennwand (4) in Richtung eines die Absaugöffnung (10) begrenzenden Randabschnittes (19) einer Bodenwand (9) des Ausgleichsbehälters (1) erstreckt.
  2. Ausgleichsbehälter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Durchlassöffnung (8) und/oder der Absaugöffnung (10) und/oder ein Abstand (17) der Trennwand (4) von der Absaugöffnung (10) derart gewählt sind, dass der maximale Neigungswinkel (15) des Flüssigkeitsspiegels (13) gegenüber der Horizontalebene (14), in welcher die Absaugöffnung (10) noch unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (13) liegt, zwischen 40° und 60° beträgt.
  3. Ausgleichsbehälter (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassöffnung (8) und die Trennwand (4) derart ausgestaltet und relativ zu der Absaugöffnung (10) angeordnet sind, dass die Absaugöffnung (10) unabhängig von einer Neigungsrichtung des Flüssigkeitsspiegels (13) gegenüber der Horizontalebene (14) unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (13) liegt.
  4. Ausgleichsbehälter (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Teilvolumen (5) des Ausgleichsbehälters (1) kleiner ist als das obere Teilvolumen (6), wobei das obere Teilvolumen (6) eine Luftvorlage für das Kühlsystem bildet.
  5. Ausgleichsbehälter (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (20) zur Erfassung eines Füllstandes der Kühlflüssigkeit (12) derart im Ausgleichsbehälter (1) angeordnet ist, dass zumindest ein Endabschnitt (21) des Sensors (20) im unteren Teilvolumen (5) angeordnet und unabhängig von der Neigung des Flüssigkeitsspiegels (13) des Mindestvolumens gegenüber der Horizontalebene (14) unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (13) liegt.
  6. Ausgleichsbehälter (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (4) in einer Trennebene zwischen einer Behälteroberschale (3) und einer Behälterunterschale (2) des Ausgleichsbehälters (1) angeordnet ist.
  7. Ausgleichsbehälter (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine das untere Teilvolumen (5) begrenzende Oberfläche (22) und/oder eine das obere Teilvolumen (6) begrenzende Oberfläche (23) der Trennwand (4) eine strömungsleitende Strukturierung (24) aufweist, welche in Richtung der Durchlassöffnung (8) ausgerichtet ist.
  8. Ausgleichsbehälter (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung (24) durch Erhebungen (25) und/oder Vertiefungen in der Trennwand (4) gebildet ist.
  9. Ausgleichsbehälter (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine das untere Teilvolumen (5) begrenzende Oberfläche (22) und/oder eine das obere Teilvolumen (6) begrenzende Oberfläche (23) der Trennwand (4) eine in Richtung der Durchlassöffnung (8) gerichtete Neigung aufweist.
  10. Fahrzeug mit einem Ausgleichsbehälter (1) für eine Kühlsystem einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine gemäß zumindest einem der vorangehenden Ansprüche.
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