DE4243404A1 - Multichamber balancing container for vehicle cooling system - is made from two blow-moulded vessels joined by releasable coupling with valve - Google Patents

Abstract

The multichamber balancing container is for a vehicle cooling system. It consists of two separate containers (4, 6) joined together by releasable coupling (8) and in fluid connection with each other. The containers, which are made of plastics, are produced by a blow-moulding technique and arranged one above the other. One container is provided with a fluid intake pipe (10) and coupling contains a valve unit (22) with an overflow valve (24) and a return valve (26). USE/ADVANTAGE - Compact two-part pressure balancing chamber is used in vehicle cooling system and can be produced simply and cheaply.

Description

Ausgleichbehälter in Mehrkammerausführung für Kraftfahrzeug- KühlsystemeExpansion tank in multi-chamber design for motor vehicle Cooling systems

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ausgleichbehälter von einer in der Einleitung zu Patentanspruch 1 angegebenen Art.The present invention relates to an expansion tank from a specified in the introduction to claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Gegenwärtige Kraftfahrzeuge haben in der Regel ein Kühlsystem mit einem Ausgleichbehälter in Einkammerausführung. Wenn der Motor läuft, gibt er Wärme an das Kühlmittel des Kühlsystems ab, wobei sich das Kühlmittel erwärmt und somit ausdehnt. Das Volumen des Kühlmittels ist deshalb abhängig von der Temperatur, auf die das Kühlmittel erwärmt wird. Demzufolge muß damit gerechnet werden, daß sich das Volumen des Kühlmittels im Kühlsystem mit der Temperatur verändert. Aus diesem Grund muß das Kühlsystem einen Ausgleichbehälter (Ausdehnungsbehälter) zur Aufnahme des durch die temperaturabhängige Volumenzunahme des Kühlmittels bedingten Flüssigkeitsüberschusses umfassen, um einem unerwünschten oder gefährlichen Druckanstieg im Kühlsystem vorzubeugen. Durch den Ausgleichbehälter erhält der sich somit mit der Kühlmitteltemperatur verändernde Flüssigkeitsüberschuß die Möglichkeit vom übrigen Kühlsystem in den Ausgleichbehälter oder in umgekehrter Richtung aus diesem zurück in das Kühlsystem zu strömen. Ein derartiges, konventionelles Kühlsystem funktioniert in den meisten Fällen zufriedenstellend, ist jedoch mit bestimmten Nachteilen behaftet.Current motor vehicles usually have a cooling system with them a single-chamber expansion tank. If the engine runs, it gives off heat to the coolant of the cooling system, whereby the coolant warms and thus expands. The volume of the Coolant is therefore dependent on the temperature to which it is Coolant is heated. Accordingly, it must be expected that that the volume of the coolant in the cooling system with the Temperature changed. For this reason, the cooling system must be one Expansion tank (expansion tank) to hold the through the temperature-dependent increase in volume of the coolant Excess fluids include an unwanted or to prevent dangerous pressure increases in the cooling system. By the Expansion tank thus maintains itself with the coolant temperature changing excess liquid the possibility of the rest Cooling system in the expansion tank or in the opposite direction to flow back into the cooling system. Such a conventional cooling system works in most cases satisfactory, but has certain disadvantages.

Bei normalem Betrieb des Motors ist ein relativ schneller Druckanstieg im Kühlsystem erwünscht, damit sich der Siedepunkt des Kühlmittels erhöht, um ein Kochen zu verhindern oder diesem vorzubeugen. Wenn nun der am Kühlsystem angeschlossene Ausgleichbehälter eine große Luftmenge enthält, die verdichtet werden muß, bevor der erwünschte Druckanstieg erhalten wird, verzögert sich die genannte kochverhindernde Wirkung. Ein Weg zur Ausschaltung dieses Problems besteht natürlich in der Anwendung eines Ausgleichbehälters mit geringem zu verdichtendem Luftvolumen. Ein auf diese Art ausgeführter Ausgleichbehälter verursacht jedoch andere Probleme.During normal engine operation, the pressure increases relatively quickly in the cooling system so that the boiling point of the coolant increased to prevent or prevent boiling. If now the expansion tank connected to the cooling system is a large one  Contains the amount of air that must be compressed before the desired Pressure increase is obtained, the aforementioned is delayed anti-cook effect. A way to eliminate this problem consists, of course, in the use of an expansion tank low volume of air to be compressed. One this way However, the executed expansion tank causes other problems.

Ganz allgemein gilt auch, daß ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug so bemessen sein muß, daß es auch bei außergewöhnlichen Situationen ausreicht. Wenn beispielsweise nach längerem Fahrbetrieb schnell der Motor abgeschaltet und damit auch die Kühlmittelpumpe außer Betrieb gesetzt wird, führt dies leicht zu einem örtlichen Kochen des Kühlmittels aufgrund der unterbrochenen Kühlung, weil das Kühlmittel nicht mehr durch den Motor strömt. Dieses örtliche Kochen im Motor wiederum verursacht Druckstöße von großer Stärke, die dazu neigen, Kühlmittel aus dem Ausgleichbehälter zu drücken. In solchen Fällen öffnet das Sicherheitsventil des Ausgleichbehälters, so daß Kühlmittel durch dieses austreten kann. Ist dann der Ausgleichbehälter mit einem kleinen eingeschlossenen Luftraum ausgeführt, wird dies selbstverständlich mit sich führen, daß eine größere Flüssigkeitsmenge zwangsläufig ausströmt, und diese ausgeströmte Flüssigkeitsmenge muß danach durch neue Flüssigkeit ersetzt werden.In general, it also applies that a cooling system for a motor vehicle must be dimensioned so that it is also in exceptional situations is sufficient. If, for example, after a long period of driving, the Engine switched off and with it the coolant pump out of operation is set, this easily leads to local cooking of the Coolant due to the interrupted cooling because of the coolant no longer flows through the engine. This local cooking in the engine in turn causes large pressure surges that tend to Press coolant out of the expansion tank. In such cases opens the safety valve of the expansion tank so that coolant can escape through this. Then is the expansion tank with a small enclosed airspace, this will of course carry with you that a larger amount of liquid inevitably flows out, and this outflowing amount of liquid must then be replaced with new liquid.

Zur Beseitigung dieses Problems wurde früher ein Ausgleichbehälter mit zwei Kammern im Kühlsystem angeordnet. Bei derartigen Ausgleichbehältern in Zweikammerausführung funktioniert die eine Kammer auf gleiche Weise wie die heutigen Ausgleichbehälter in Einkammerausführung, während die zweite Kammer die Aufgabe hat, zwangsläufig aus der ersten Kammer ausgeströmtes Kühlmittel aufzunehmen. Nach und nach mit dem Abkühlen des Kühlmittels im Kühlsystem vermindert sich das Kühlmittelvolumen, was wiederum einen Unterdruck verursacht, der zur Rückführung der Flüssigkeit von der zweiten zur ersten Kammer ausgenutzt werden kann.To overcome this problem, an expansion tank was previously used two chambers arranged in the cooling system. With such Expansion tanks in two-chamber design work one Chamber in the same way as today's expansion tanks in Single-chamber version, while the second chamber has the task inevitably coolant flowing out of the first chamber to record. Gradually with the cooling of the coolant in the Cooling system reduces the volume of coolant, which in turn causes a negative pressure which leads to the return of the liquid from  the second to the first chamber can be used.

Diese grundlegende Lösung des oben beschriebenen Problems führt mit sich, daß bei normalem Betrieb ein schneller Druckanstieg im Kühlsystem ohne Gefahr eines Ausströmens von Kühlmittel bei außergewöhnlichen Situationen erreicht wird.This basic solution to the problem described above carries along yourself that during normal operation a rapid rise in pressure in the Cooling system with no risk of coolant leakage exceptional situations.

Als Beispiele für bekannte Lösungen in diesem technischen Bereich sei auf folgende Patentschriften verwiesen.As examples of known solutions in this technical area referred to the following patents.

In DE 30 45 357 sind zwei getrennte Ausgleichbehälter beschrieben und dargestellt, die über eine Leitung miteinander verbunden sind, wobei in dieser Leitung ein Überdruck-/Unterdruckventil angeordnet ist, dessen Öffnungsdruck niedriger ist als der Öffnungsdruck eines im zweiten Ausgleichbehälter angeordneten Überdruckventils. Darüber hinaus ist das Ventil in der Verbindungsleitung zwischen den Ausgleichbehältern als Strömungsbegrenzungsventil ausgeführt, das bei Überschreiten einer bestimmten hohen Gasaustrittsgeschwindigkeit schließt.DE 30 45 357 describes two separate expansion tanks and shown, which are interconnected via a line, wherein in this line, a pressure / vacuum valve is arranged, the Opening pressure is lower than the opening pressure of one in the second Expansion tank arranged pressure relief valve. Beyond that the valve in the connecting line between the expansion tanks designed as a flow limiting valve that when a certain high gas outlet velocity closes.

In US 47 38 228 ist ein integrierter Ausgleichbehälter mit zwei übereinander angeordneten Kammern dargestellt und beschrieben. Vom Kühler wird überströmendes Kühlmittel zuerst in die obere Kammer und von dort eventuell in die untere Kammer geleitet. Kennzeichnendes Merkmal dieses Ausgleichbehälters in Mehrkammerausführung ist eine Verbindung zwischen einem Teil der oberen Kammer und einem unteren Teil der unteren Kammer.In US 47 38 228 is an integrated expansion tank with two chambers arranged one above the other are shown and described. From The coolant overflowing coolant is first in the upper chamber and from there possibly led into the lower chamber. Characteristic The feature of this multi-chamber expansion tank is one Connection between part of the upper chamber and one lower part of the lower chamber.

In US 47 39 730 ist ein Ausgleichbehälter mit zwei nebeneinander angeordneten Kammern dargestellt und beschrieben. Zur Trennung der Kammern voneinander dienen doppelwandige Seitenbegrenzungen, die zusammen einen zwischen diesen liegenden senkrechten Kanal abgrenzen, durch den die beiden Kammern miteinander in Verbindung stehen. Dieser senkrechte Kanal gestattet ein freies Durchströmen, da er kein strömungsregelndes Ventil aufweist. Die doppelwandigen Seitenbegrenzungen dienen dem Zweck, einen dazwischen liegenden Raum zu bilden, der die Erkennung einer etwaigen Undichtheit ermöglicht.In US 47 39 730 is a surge tank with two side by side arranged chambers shown and described. To separate the Chambers from each other serve double-walled side boundaries that together a vertical channel lying between them delimit by which the two chambers communicate with each other  stand. This vertical channel allows free flow, because it has no flow regulating valve. The double-walled Page boundaries serve the purpose of placing an intermediate one To form space for the detection of any leak enables.

In US 47 23 596 ist ein Ausgleichbehälter mit zwei übereinander angeordneten Kammern dargestellt und beschrieben. Die beiden Behälterteile sind als getrennte Teile hergestellt und durch Schweißung, Klebung oder auf andere Weise fest miteinander verbunden. Die obere Kammer umfaßt ein integriertes Einfüllrohr, um das ein Überströmkanal angeordnet ist.In US 47 23 596 is a surge tank with two on top of each other arranged chambers shown and described. The two Container parts are made as separate parts and by welding, Adhesive or otherwise firmly connected. The upper Chamber includes an integrated fill tube around which a Overflow channel is arranged.

Zweck der ErfindungPurpose of the invention

Vorliegende Erfindung dient dem Zweck, eine in mehrerer Hinsicht weiterentwickelte und verbesserte Ausführung eines Ausgleichbehälters mit zwei miteinander in Verbindung stehenden und aneinandergefügten Kammern oder Behältern zu erhalten.The present invention serves the purpose of one in several respects further developed and improved version of an expansion tank with two connected and joined together Obtain chambers or containers.

Ein Hauptzweck der Erfindung besteht darin, einen Ausgleichbehälter in Form eines Ausdehnungsbehälters mit zwei Behältern (Kammern) zu erhalten, die sich einfach und kostengünstig als getrennte Einheiten mit fertigungstechnisch gesehen einfachen Formen herstellen lassen.A main purpose of the invention is to provide an expansion tank in the form of an expansion tank with two tanks (chambers) get that easy and inexpensive to use as separate units from a manufacturing point of view, have simple shapes made.

Die Behälter sollen weiterhin so ausgeführt sein, daß die Verbindung, durch die sie zu einem kompakten, kompletten Ausgleichbehälter in Mehrkammerausführung zusammengebaut werden können sollen, ein schnelles und einfaches Zusammensetzen ebenso wie ein schnelles und einfaches Trennen der Behälter voneinander ohne dadurch bedingte Zerstörung oder Beschädigung der zur Verbindung gehörenden Teile gestattet. Die Verbindung soll somit lösbar (trennbar) sein, so daß die Behälter ohne Schwierigkeit erneut zusammengesetzt werden können, zum Beispiel falls sie aus irgendeinem Grund voneinander getrennt werden mußten.The containers should continue to be designed so that the connection, through which they become a compact, complete expansion tank Multi-chamber design can be assembled, a quick and easy assembly as well as a quick and simple separation of the containers from one another without any resulting Destruction or damage to the parts belonging to the connection allowed. The connection should thus be detachable (separable) so that the  Containers can be reassembled without difficulty for example if they are separated for some reason had to be.

Obige Zwecke werden gemäß der Erfindung dadurch erfüllt, daß der Ausgleichbehälter von der in der Einleitung zu Patentanspruch 1 angegebenen Art die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist.The above purposes are achieved according to the invention in that the Expansion tank from the in the introduction to claim 1 the type specified in the characterizing part of patent claim 1 Features specified.

In den unselbständigen Ansprüchen sind Merkmale geeigneter Weiterentwicklungen des Ausgleichbehälters gemäß der Erfindung angegeben.Features are more suitable in the dependent claims Further developments of the expansion tank according to the invention specified.

Der tragende Gedanke der Erfindung besteht somit darin, daß die Behälter getrennte Einheiten darstellen, wobei der eine dadurch trennbar auf dem anderen angeordnet ist, daß die zusammengesetzte Verbindung als lösbare Verbindung ausgeführt ist.The basic idea of the invention is therefore that Containers represent separate units, the one thereby is separably arranged on the other that the composite Connection is designed as a detachable connection.

Durch die Anordnung des einen Behälters oben auf dem anderen wird sichergestellt, daß das durch die Ventileinheit in den oberen Behälter eingeströmte Kühlmittel bei Vorliegen der entsprechenden Voraussetzungen immer in den darunterliegenden Behälter zurückfließen kann. Bei bekannten Konstruktionen mit einem auf gleicher Höhe liegenden Kammerpaar besteht immer eine gewisse Gefahr, daß das von der ersten in die zweite Kammer übergeströmte Kühlmittel auch bei ansonsten vorliegenden Voraussetzungen nicht in die erste Kammer zurückgeleitet werden kann, wodurch eine solche Konstruktion ihren Zweck verfehlt.By placing one container on top of the other ensures that this is through the valve unit in the upper container coolant flowed in if the corresponding Requirements always in the container below can flow back. In known constructions with a There is always a certain pair of chambers at the same height Danger of that flowing from the first to the second chamber Coolant is not in even with other conditions the first chamber can be returned, creating one Construction failed.

Die zur Verbindung gehörende Ventileinheit, die ein Überströmen von Flüssigkeit zwischen den Innern der Behälter erlaubt, ist in einer mittig in der lösbaren Verbindung angeordneten Öffnung angeordnet, wobei diese Ventileinheit vorzugsweise teils ein Überströmventil und teils ein Rücklaufventil umfaßt. Das Überströmventil ist für Öffnen bei einem vorgegebenen Überdruck, zum Beispiel 0,5 bar, ausgeführt, so daß bei diesem Druck die Verbindung zwischen den Innern der beiden Behälter freigegeben wird und Kühlmittel vom Innern des unteren Behälters in das Innere des oberen Behälters strömen kann. Das Rücklaufventil ist für ein Öffnen in entgegengesetzter Richtung vorgesehen und gestattet, daß Flüssigkeit und/oder Luft zurück in den unteren Behälter strömen kann, wenn im letztgenannten Behälter ein Unterdruck aufgrund der durch die Temperatursenkung bedingten Volumenverminderung des Kühlmittels entsteht.The valve unit belonging to the connection, which overflows from Liquid allowed inside the container is in a middle arranged in the releasable connection opening, wherein  this valve unit preferably partly an overflow valve and partly an Return valve includes. The overflow valve is for opening one predetermined overpressure, for example 0.5 bar, so that at this pressure the connection between the inside of the two containers is released and coolant from inside the lower tank the inside of the upper tank can flow. The return valve is intended and permitted for opening in the opposite direction, that liquid and / or air flow back into the lower container can, if a negative pressure in the latter container due to volume reduction of the Coolant is created.

Der obere Behälter ist in seiner oberen Begrenzungswand geeigneterweise mit einem lösbar befestigten Deckel mit einer Ventileinheit von gleicher Art wie die Ventileinheit in der Verbindung versehen. Das Überströmventil in dieser zweiten Ventileinheit ist geeigneterweise, aber nicht notwendigerweise, für die gleichen Druckwerte bemessen wie das Überströmventil in der ersten Ventileinheit, d. h. für einen Öffnungsdruck von 0,5 bar. Der mit der zweiten Ventileinheit ausgerüstete Deckel ist im Normalfall nicht für ein Öffnen oder Entfernen zum Auffüllen von ergänzendem Kühlmittel vorgesehen, sondern das Auffüllen des Ausgleichbehälters mit Kühlmittel erfolgt direkt in den unteren Behälter durch das in diesem angeordnete Flüssigkeitseinfüllrohr, welches geeigneterweise von außen gesehen schräg nach innen/abwärts durch die Behälterwand verläuft und im mittigen Bereich des unteren Behälterinnern mündet. Durch diese räumliche Anordnung des Flüssigkeitseinfüllrohrs wird verhindert, daß beim Auffüllen zur Ergänzung der Flüssigkeitsmenge im Ausgleichbehälter eine übermäßige Flüssigkeitsmenge eingefüllt werden kann.The upper container is in its upper boundary wall suitably with a releasably attached lid with a Valve unit of the same type as the valve unit in the connection Mistake. The overflow valve is in this second valve unit suitably, but not necessarily, for the same Pressure values measured like the overflow valve in the first Valve unit, d. H. for an opening pressure of 0.5 bar. The one with the second valve unit equipped cover is not normally for opening or removing to fill up with additional coolant provided, but the filling of the expansion tank with Coolant takes place directly in the lower container through the one in it arranged liquid filler tube, which suitably from the outside seen obliquely inwards / downwards through the container wall and opens in the middle of the lower container interior. By this spatial arrangement of the liquid filling pipe is prevented, that when filling to supplement the amount of liquid in Reservoir an excessive amount of liquid to be filled can.

Als Verbindung zwischen den beiden Behältern dient geeigneterweise eine Renkkupplung für geeigneterweise 90° oder 180° Verdrehung der Behälter zueinander zwischen einer nicht-greifenden Lösestellung und der vollständigen Raststellung. Beim Anbau des oberen Behälters auf dem unteren werden die Renkkupplungsteile der beiden Behälter ineinander gesetzt, wobei die Längsachsen der beiden Behälter um 90° beziehungsweise 180° zueinander versetzt sind. Wenn die vorschriftsmäßige Zusammensetzstellung vorliegt, werden die Behälter um 90° beziehungsweise 180° zueinander geschwenkt, so daß sich die Längsachsen der Behälter decken, wodurch die Behälter fest miteinander verbunden sind und einen kompakten Ausgleichbehälter bilden. Zur Festlegung der genauen, angestrebten Raststellung sind die Behälter vorzugsweise mit Anschlägen wie Nasen versehen, die ein Verdrehen der Behälter zueinander über die vorgesehene vollständige Raststellung hinaus verhindern.Suitably serves as the connection between the two containers  a bayonet coupling for suitably 90 ° or 180 ° rotation of the Container to each other between a non-gripping release position and the complete rest position. When attaching the upper container the lower part is the bayonet coupling parts of the two containers set into each other, the longitudinal axes of the two containers by 90 ° or 180 ° to each other. If the The container is in the correct assembly position pivoted by 90 ° or 180 ° to each other, so that the Cover the longitudinal axes of the containers, which makes the containers firm are interconnected and a compact expansion tank form. To determine the exact, desired stop position are the Containers are preferably provided with stops such as noses, the one Twist the container towards each other over the intended full Prevent rest position.

Im Sinne einer möglichst einfachen und kostengünstigen Fertigung der beiden Behälter, die den Ausgleichbehälter bilden sollen, werden diese geeigneterweise als Kunststoffbehälter im Blasformverfahren hergestellt. Dieses Verfahren setzt jedoch unkomplizierte Formen bei den beiden Behältern voraus, was sich bei einem Ausgleichbehälter gemäß der Erfindung verwirklichen läßt.In the sense of a simple and inexpensive manufacture of the the two tanks that are to form the expansion tank become these suitably as a plastic container in the blow molding process produced. However, this process adds straightforward shapes ahead of the two tanks, which is the case with an expansion tank can be realized according to the invention.

Zusammenfassend läßt sich somit festhalten, daß der Ausgleichbehälter gemäß der Erfindung geeigneterweise zwei im Blasformverfahren aus Kunststoff hergestellte Behälter umfaßt, die getrennt hergestellt und anschließend durch Schwenken der Behälter zueinander bis zum Einrasten der Renkkupplungsteile ineinander in einer wirksamen Raststellung zusammengefügt werden, wobei die Renkkupplung für etwaiges späteres Lösen der beiden Behälter voneinander gelöst werden kann. Die zu einem kompakten Ausgleichbehälter somit (lösbar) miteinander verbundenen Behälter können anschließend als formschlüssige Einheit in einer Vertiefung in der Spritzwand des jeweiligen Fahrzeugs angeordnet werden. Die Begrenzungswände der Vertiefung verhindern dann wirksam ein versehentliches Verdrehen der beiden Behälter voneinander aus der vollständigen Raststellung in die Lösestellung. Die Einbaulage des Ausgleichbehälters in der Vertiefung in der Spritzwand wird zusätzlich dadurch sichergestellt, daß die beiden Behälter bei Betrieb unter Druck stehen und dadurch nach außen gegen die Begrenzungswänder der Vertiefung gedrückt werden.In summary, it can thus be stated that the expansion tank according to the invention suitably two in the blow molding process Plastic-made container that is manufactured and manufactured separately then by swiveling the containers towards each other until Snap the bayonet coupling parts into one another in an effective Rest position are joined, the bayonet coupling for any later detachment of the two containers can be detached from each other can. The result is a compact expansion tank (detachable) interconnected containers can then be used as positive unit in a recess in the bulkhead of the  respective vehicle. The boundary walls of the The recess effectively prevents accidental rotation of the two containers from each other from the complete rest position in the Release position. The installation position of the expansion tank in the recess in the bulkhead is also ensured that the two Containers are under pressure during operation and therefore against the outside the boundary walls of the depression are pressed.

Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Nachstehend folgt eine weitere Beschreibung und Erläuterung der Erfindung mit Hinweis auf eine auf den beiliegenden Zeichnungen dargestellte Ausführungsform eines Ausgleichbehälters gemäß der Erfindung.A further description and explanation of FIG Invention with reference to one of the accompanying drawings illustrated embodiment of a surge tank according to the Invention.

Bei den Zeichnungen zeigt:The drawings show:

Abb. 1 in perspektivischer Darstellung einen Ausgleichbehälter in Zweikammerausführung mit vom Flüssigkeitseinfüllrohr abgeschraubtem Deckel; Fig. 1 in a perspective view of an expansion tank in two-chamber design with the cover unscrewed from the liquid filler pipe;

Abb. 2 einen Ausgleichbehälter gemäß Abb. 1 in einem senkrechten, mittigen Querschnitt in der Schnittlinie II-II; Fig. 2 shows a surge tank according to Fig. 1 in a vertical, central cross section in the section line II-II;

Abb. 3 den Ausgleichbehälter gemäß Abb. 1-2 in der Horizontalprojektion, wobei eine Ausgangsstellung und eine Mittelstellung des oberen Behälters bei dessen Anbau auf dem unteren Behälter mit durchbrochenen Konturlinien dargestellt sind, und Fig. 3 shows the expansion tank according to Fig. 1-2 in the horizontal projection, with a starting position and a central position of the upper tank when it is attached to the lower tank are shown with broken contour lines, and

Abb. 4 in schematischer Darstellung die Einschaltung eines Ausgleichbehälters gemäß der Erfindung in das Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs. Fig. 4 in a schematic representation of the activation of an expansion tank according to the invention in the cooling system of a motor vehicle.

Beschreibung eines AusführungsbeispielsDescription of an embodiment

Nachstehende Beschreibung nimmt zuerst Bezug auf Abb. 1 und 2, die in perspektivischer und schräg von oben gesehener Darstellung beziehungsweise im senkrechten Querschnitt einen zusammengesetzten Ausgleichbehälter 2 gemäß der Erfindung zeigen.The following description first refers to FIGS. 1 and 2, which show a composite expansion tank 2 according to the invention in a perspective and obliquely viewed from above or in a vertical cross section.

Der Ausgleichbehälter 2 ist in Zweikammerausführung und für Einschaltung in ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs (siehe Abb. 4) vorgesehen. Der Ausgleichbehälter umfaßt zwei miteinander verbundene Behälter 4 und 6, deren Innenräume über eine Ventileinheit miteinander in Verbindung stehen. Die Verbindung der Behälter miteinander erfolgt über eine gemeinsame Verbindung 8 im Bereich einer hinteren "Ecke" der Behälter 4 und 6.The expansion tank 2 is provided in a two-chamber version and for connection to a cooling system of a motor vehicle (see Fig. 4). The expansion tank comprises two interconnected containers 4 and 6 , the interiors of which are connected to one another via a valve unit. The containers are connected to one another via a common connection 8 in the region of a rear “corner” of the containers 4 and 6 .

Die Verbindung besteht bei diesem Beispiel aus einer Renkkupplung 8, aber nach Wahl können auch eine Schraubverbindung oder andere bekannte Arten von Verbindungen in Frage kommen.In this example, the connection consists of a bayonet coupling 8 , but a screw connection or other known types of connections can also be used if desired.

Die beiden Behälter bestehen aus im Blasformverfahren getrennt hergestellten Kunststoffbehältern, von denen der untere Behälter 4 mit einem Flüssigkeitseinfüllrohr 10 mit einem Schraubdeckel 12 versehen ist. Das Flüssigkeitseinfüllrohr 10 ist im Behälter 4 eingebaut und verläuft, von außen gesehen, schräg nach innen/abwärts durch einen vorderen Wandbereich 14 im oberen Teil des Behälters 4. Die Einführung des Rohrs 10 in den Behälter 4 liegt an der Kante 16 der in der Hauptsache ebenen, oberen Begrenzungswand 18 des Behälters.The two containers consist of separately produced plastic containers, of which the lower container 4 is provided with a liquid filling tube 10 with a screw cap 12 . The liquid filling pipe 10 is installed in the container 4 and, viewed from the outside, runs obliquely inwards / downwards through a front wall region 14 in the upper part of the container 4 . The introduction of the tube 10 into the container 4 lies on the edge 16 of the mainly flat, upper boundary wall 18 of the container.

Wie aus den Abbildungen hervorgeht, ist der Behälter 6 oben auf dem Behälter 4 angeordnet, und deshalb weist der Behälter 6 eine in der Hauptsache ebene, mit der oberen Begrenzungswand 18 des Behälters 4 parallele Bodenwand 20 auf.As can be seen from the figures, the container 6 is arranged on top of the container 4 , and therefore the container 6 has a bottom wall 20 which is essentially flat and parallel to the upper boundary wall 18 of the container 4 .

Die Verbindung zwischen den Behältern 4 und 6 ist, wie bereits genannt, lösbar ausgeführt und besteht in der dargestellten Ausführung aus einer Renkkupplung. In dieser Renkkupplung ist eine Ventileinheit 22 eingesetzt, durch die bei Bedarf ein Überströmen von Flüssigkeit zwischen den Innern der Behälter 4 und 6 stattfinden kann. Die Ventileinheit umfaßt genauer teils ein Überströmventil 24, das ein Ausströmen von Flüssigkeit aus dem Behälter 4 in den Behälter 6 gestattet, und teils ein Rücklaufventil 26, das ein Zurückströmen von Flüssigkeit aus dem oberen Behälter 6 in den unteren Behälter 4 gestattet. In Abb. 2 ist die Ventileinheit in der Ellipse E in vergrößertem Maßstab dargestellt. Die Ventileinheit umfaßt auch eine Dichtung 27 aus einem elastischen Werkstoff.The connection between the containers 4 and 6 is, as already mentioned, made detachable and consists in the embodiment shown of a bayonet coupling. In this bayonet coupling a valve unit 22 is used, through which an overflow of liquid between the inside of the containers 4 and 6 can take place if necessary. More precisely, the valve unit comprises an overflow valve 24 , which allows liquid to flow out of the container 4 into the container 6 , and partly a return valve 26 , which allows liquid to flow back from the upper container 6 into the lower container 4 . In Fig. 2 the valve unit in the ellipse E is shown on an enlarged scale. The valve unit also includes a seal 27 made of an elastic material.

Wie aus den Abbildungen hervorgeht, ist der obere Behälter 6 mit einem abnehmbaren Deckel 28 in der Öffnung 30 in der oberen Begrenzungswand 32 des Behälters versehen. Dieser Deckel 28 umfaßt eine Ventileinheit von gleicher Art wie die Ventileinheit 22.As can be seen from the figures, the upper container 6 is provided with a removable cover 28 in the opening 30 in the upper boundary wall 32 of the container. This cover 28 comprises a valve unit of the same type as the valve unit 22 .

Der untere Behälter 4 weist in seinem vorderen Teil einen unter der Bodenwand 34 des hinteren Teils liegenden Teil 36 auf, in dessen Boden zwei Anschlußrohrstutzen 38 und 40 angeordnet sind. Der Anschlußrohrstutzen 38 hat die Aufgabe, ein Strömen des Kühlmittels zum und vom übrigen Kühlsystem zu ermöglichen, während der Anschlußrohrstutzen 40 zur Aufnahme eines Füllstandgebers oder Füllstandwächters 41 dient (siehe Abb. 4). Die vom Kühlsystem kommenden Entlüftungsleitungen (siehe Abb. 4) sind an den im vorderen Teil des Behälters 4 angeordneten Entlüftungsnippel 42 angeschlossen.The lower container 4 has in its front part a part 36 lying under the bottom wall 34 of the rear part, in the bottom of which two connecting pipe connections 38 and 40 are arranged. The connecting pipe socket 38 has the task of allowing the coolant to flow to and from the rest of the cooling system, while the connecting pipe socket 40 serves to receive a level sensor or level monitor 41 (see FIG. 4). The ventilation lines coming from the cooling system (see Fig. 4) are connected to the ventilation nipples 42 arranged in the front part of the container 4 .

Wie aus Abb. 1 hervorgeht, sind die Behälter 4 und 6 mit quer verlaufenden, rinnenförmigen Vertiefungen 44, 46 in ihren zueinander gerichteten ebenen Begrenzungswänden 18 beziehungsweise 20 versehen. Diese Vertiefungen, die sich über die gesamte Breite der Behälter erstrecken, bilden zusammen eine quer verlaufende Öffnung zwischen den Behältern, in der eine längslaufende Dichtung 48 zur Abdichtung des Spalts zwischen den Behälterwänden 18 und 20 angeordnet ist.As can be seen from Fig. 1, the containers 4 and 6 are provided with transverse, groove-shaped depressions 44 , 46 in their mutually facing plane boundary walls 18 and 20 , respectively. These depressions, which extend across the entire width of the containers, together form a transverse opening between the containers, in which a longitudinal seal 48 is arranged to seal the gap between the container walls 18 and 20 .

In Abb. 2 ist dargestellt, wie der hintere Teil des Ausgleichbehälters dicht in eine hierfür vorgesehene Öffnung im Fahrerhaus des jeweiligen Kraftfahrzeug, beispielsweise in dessen Spritzwand 52, eingesetzt ist. Zur Abdichtung des Ausgleichbehälters 2 in der Öffnung 50 ist ein den Behälter 2 umgebender Dichtungskragen 54 vorhanden. Fig. 2 shows how the rear part of the expansion tank is inserted tightly into an opening provided for this purpose in the driver's cab of the respective motor vehicle, for example in its bulkhead 52 . A sealing collar 54 surrounding the container 2 is provided for sealing the expansion tank 2 in the opening 50 .

Nachfolgend wird beschrieben, wie die beiden getrennt hergestellten Behälter 4 und 6 zu einem vollständigen Ausgleichbehälter vor dessen Einbau in der Öffnung 50 in der Spritzwand zusammengesetzt werden.The following describes how the two separately manufactured containers 4 and 6 are assembled into a complete expansion tank before it is installed in the opening 50 in the bulkhead.

In Abb. 3 sind in Horizontalprojektion die beiden Behälterteile 4 und 6 des Ausgleichbehälters dargestellt, wobei sich Behälter 4 bei Herstellen der Verbindung mit dem oberen Behälter 6 als festgehalten vorzustellen ist. Der Zusammenbau der Behälter erfolgt auf die Weise, daß der Behälter 6 - in der mit 6′ angedeuteten Ausgangsstellung - mit seinem Teil der gemeinsamen Renkkupplung 8 eingeführt in den im Behälter 4 angebrachten anderen Teil der Renkkupplung angebracht wird. Das Verbinden der beiden Behälter miteinander geschieht danach einfach durch Schwenken (Verdrehen) des oberen Behälters 6 um 90° (in der Abb. nach links) um die Mitte der Renkkupplung, bis zur vorgesehenen Raststellung gerade oberhalb des Behälters 4. Eine Zwischenstellung des Behälters 6 während der Schwenkbewegung aus der Ausgangsstellung 6′ in die Raststellung 6 ist in Abb. 3 mit 6′′ bezeichnet. In Fig. 3, the two container parts are 4 and 6 of the surge tank in horizontal projection, said container 4 as noted in making the connection with the upper container 6 is present. The assembly of the container is done in such a way that the container 6 - in the initial position indicated by 6 '- is inserted with its part of the common bayonet coupling 8 into the other part of the bayonet coupling attached in the container 4 . The two containers are then connected to one another simply by swiveling (rotating) the upper container 6 by 90 ° (in the illustration to the left) around the center of the bayonet coupling until the intended locking position just above the container 4 . An intermediate position of the container 6 during the pivoting movement from the initial position 6 'into the latching position 6 is shown in Fig. 3 with 6 ''.

Als Alternative zu der in Abb. 3 dargestellten Ausführung könnte die Renkkupplung auch für 180° Schwenkbewegung des Behälters 6 aus der Ausgangsstellung in die Raststellung gerade oberhalb des Behälters 4 ausgeführt sein.As an alternative to the embodiment shown in Fig. 3, the bayonet coupling could also be designed for a 180 ° pivoting movement of the container 6 from the initial position into the locking position just above the container 4 .

Zur genauen Positionierung der Behälter 4 und 6 in der mit durchgezogener Kontur in Abb. 3 dargestellten vollständigen Zusammenbaulage (Raststellung) zueinander weisen das Einfüllrohr 10 auf der Oberseite eine integrierte, mit einer Aussparung versehene Anschlagnase 56 und der obere Behälter 6 an der Vorderkante eine Anschlagnase 58 auf. Wenn bei Verdrehen des Behälters 6 die Anschlagnase 58 mit der Aussparung der Anschlagnase 56 zum Eingriff kommt, befindet sich der Behälter 6 in der vorgesehenen Endstellung im Verhältnis zum Behälter 4. Durch diese Anschlagorgane wird somit eine genaue Positionierung der Behälter 4 und 6 zueinander erreicht, was von wesentlicher Bedeutung ist, da die Behälter bei Betrieb unter Druck gesetzt werden und deshalb genau zueinander eingestellt und fixiert sein müssen. Durch die Druckbeaufschlagung der Behälter 4 und 6 wird außerdem eine Einspannung des Ausgleichbehälters 2 in der Öffnung 50 erzielt.For accurate positioning of the containers 4 and 6 in the illustrated in solid outline in Fig. 3 complete assembly position (locking position) to each other comprise the filler pipe 10 on the upper side of an integrated, provided with a recess stop lug 56 and the upper vessel 6 at the front edge a stop nose 58 on. If, when the container 6 is rotated, the stop lug 58 engages with the recess in the stop lug 56 , the container 6 is in the intended end position in relation to the container 4 . By means of these stop members, an exact positioning of the containers 4 and 6 with respect to one another is achieved, which is essential since the containers are pressurized during operation and therefore have to be precisely adjusted and fixed to one another. By pressurizing the containers 4 and 6 , a clamping of the expansion tank 2 in the opening 50 is also achieved.

Nachstehend wird die Einschaltung des Ausgleichbehälters 2 in ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs unter Bezugnahme auf das Schaltbild in Abb. 4 erläutert.The connection of the expansion tank 2 into a cooling system of a motor vehicle is explained below with reference to the circuit diagram in FIG. 4.

Das dargestellte Kühlsystem dient zur Kühlung des Antriebsmotors 60 eines Fahrzeugs. Der Motor ist mit einem zum Kühlsystem gehörenden Kanalsystem 62 zwischen einer Kühlmittelpumpe 64 und einem Thermostatgehäuse 66 versehen. Vor dem Motor ist ein herkömmlicher Kühler 68 angeordnet, der das Bauteil darstellt, das Wärme aus dem Kühlmittel des Kühlsystems an die Umgebungsluft ableitet. Vom unteren Teil des Kühlers 68 führt eine Kühlmittelleitung 70 zur Kühlmittelpumpe 64, und vom Thermostatgehäuse 66 verläuft eine Kühlmittelleitung 72 zum oberen Teil des genannten Kühlers. Vom Oberteil des Kühlers 68 sowie vom oberen Teil des Motors 60 verläuft je eine Entlüftungsleitung 74 beziehungsweise 76 zum Entlüftungsnippel 42 im Behälter 4. Vom Rohrstutzen 38 im Boden des tieferliegenden Teils 36 des Behälters 4 schließlich verläuft eine Kühlmittelleitung 78 abwärts zur Verbindungsleitung 70 zwischen dem Kühler 68 und der Kühlmittelpumpe 64.The cooling system shown serves to cool the drive motor 60 of a vehicle. The engine is provided with a duct system 62 belonging to the cooling system between a coolant pump 64 and a thermostat housing 66 . A conventional cooler 68 is located in front of the engine, which is the component that dissipates heat from the coolant of the cooling system to the ambient air. A coolant line 70 leads from the lower part of the cooler 68 to the coolant pump 64 , and a coolant line 72 runs from the thermostat housing 66 to the upper part of the mentioned cooler. A vent line 74 and 76 each run from the top part of the cooler 68 and from the top part of the motor 60 to the vent nipple 42 in the container 4 . Finally, a coolant line 78 runs downward from the pipe socket 38 in the bottom of the lower part 36 of the container 4 to the connecting line 70 between the cooler 68 and the coolant pump 64 .

Nach dem Starten des Motors 60 wird das Kühlmittel im Kühlsystem erwärmt, wobei die Volumenzunahme der Flüssigkeit in einem Druckanstieg im unteren Behälter 4 resultiert. Im Normalfall steigt der Druck nicht auf über 0,5 bar an, aber falls dies dennoch eintreten sollte, beispielsweise infolge eines schnellen Abschalten des Motors 60, öffnet das Überströmventil 24 zwischen den Behältern, wodurch Flüssigkeit in den oberen Behälter 6 austritt. Der Druck im Innern des oberen Behälters 6 wirkt auf die entgegengesetzte Seite des Ventils 24. Wenn der Druck im Innern des oberen Behälters 6 den Wert von 0,5 bar erreicht, öffnet das Überströmventil im Behälterdeckel 28, und dadurch ist somit sichergestellt, daß kein übermäßiger Druck im Kühler 68 entsteht. In normalen Fällen soll dieses letztgenannte Ventil im Deckel 28 nicht öffnen müssen. Wenn im Innern des oberen Behälters 6 ein Druck von 0,5 bar herrscht, muß im unteren Behälter 4 der Druck 1,0 bar betragen, bevor das Überströmventil 24 zwischen den Behälterinnern öffnet, da dieses Ventil bei einem Differenzdruck von 0,5 bar öffnet. Bei derart festgelegten Druckwerten läßt sich somit ein Kühlsystem erhalten, das einen Höchstdruck von 1,0 bar im Kühler 68 gestattet.After starting the engine 60 , the coolant in the cooling system is heated, the increase in volume of the liquid resulting in an increase in pressure in the lower container 4 . Normally, the pressure does not rise above 0.5 bar, but if this should occur, for example as a result of the motor 60 being switched off quickly, the overflow valve 24 between the containers opens, causing liquid to escape into the upper container 6 . The pressure inside the upper container 6 acts on the opposite side of the valve 24 . When the pressure inside the upper container 6 reaches the value of 0.5 bar, the overflow valve in the container lid 28 opens, and this ensures that there is no excessive pressure in the cooler 68 . In normal cases, the latter valve in the cover 28 should not have to open. If there is a pressure of 0.5 bar inside the upper container 6 , the pressure in the lower container 4 must be 1.0 bar before the overflow valve 24 between the inside of the container opens, since this valve opens at a differential pressure of 0.5 bar . With pressure values determined in this way, a cooling system can thus be obtained which allows a maximum pressure of 1.0 bar in the cooler 68 .

Claims (8)

1. Ausgleichbehälter in Mehrkammerausführung für Kraftfahrzeug- Kühlsysteme, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern von zwei oder mehr Behältern (4, 6) gebildet sind, die als getrennte Einheiten hergestellt und durch eine lösbare Kupplung (8) miteinander verbunden sind, welche eine das Überströmen von Flüssigkeit zwischen den beiden Behältern (4, 6) ermöglichende Ventileinheit (22) enthält.1. Expansion tank in multi-chamber design for motor vehicle cooling systems, characterized in that the chambers of two or more containers ( 4 , 6 ) are formed, which are manufactured as separate units and are connected to one another by a releasable coupling ( 8 ), which one overflow of liquid between the two containers ( 4 , 6 ) enabling valve unit ( 22 ). 2. Ausgleichbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (8) als Renkkupplung oder als Schraubkupplung ausgeführt ist.2. Expansion tank according to claim 1, characterized in that the coupling ( 8 ) is designed as a bayonet coupling or as a screw coupling. 3. Ausgleichbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (8) für ein Verdrehen der Behälter (4, 6) zu­ einander um 90° oder 180° aus einer nichtgreifenden Lösestel­ lung (6′) in eine vollständige Raststellung (6) ausgeführt ist. 3. Expansion tank according to claim 2, characterized in that the coupling ( 8 ) for rotating the container ( 4 , 6 ) to each other by 90 ° or 180 ° from a non-gripping release position ( 6 ') in a complete locking position ( 6 ) is executed. 4. Ausgleichbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (22) ein Überströmventil (24) und ein Rücklaufventil (26) umfaßt.4. Expansion tank according to claim 1 or 2, characterized in that the valve unit ( 22 ) comprises an overflow valve ( 24 ) and a return valve ( 26 ). 5. Ausgleichbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Behälter (6) in einer oberen Begrenzungswand (32) einen lösbaren Deckel (28) mit einer Ventileinheit von gleicher Art wie die Ventileinheit (22) in der Kupplung (8) aufweist.5. Expansion tank according to one of claims 1 to 4, characterized in that one of the containers ( 6 ) in an upper boundary wall ( 32 ) has a releasable cover ( 28 ) with a valve unit of the same type as the valve unit ( 22 ) in the coupling ( 8 ). 6. Ausgleichbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einander benachbarte Begrenzungswände (18, 20) der beiden Behälter (4, 6) in der Hauptsache eben ausgeführt sind, in mit­ einander gekuppeltem Zustand der beiden Behälter (4, 6) paral­ lel zueinander angeordnet sind und in der jeweiligen Ebene zu­ mindest annähernd gleiche Konturen aufweisen.6. Expansion tank according to one of claims 1 to 5, characterized in that adjacent boundary walls ( 18 , 20 ) of the two containers ( 4 , 6 ) are mainly flat, in the coupled state of the two containers ( 4 , 6th ) are arranged parallel to each other and have at least approximately the same contours in the respective plane. 7. Ausgleichbehälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Behälter (4, 6) übereinander angeordnet sind und ein in den unteren Behälter (4) mündendes Flüssigkeitsfüllrohr (10) sich schräg nach innen abwärts durch einen Wandabschnitt (14) im oberen Teil des unteren Behälters (4) in der Nähe des Randes (16) der in der Hauptsache ebenen, oberen Begrenzungs­ wand (18) dieses Behälters erstreckt.7. Expansion tank according to claim 6, characterized in that the two containers ( 4 , 6 ) are arranged one above the other and a in the lower container ( 4 ) opening liquid filling tube ( 10 ) obliquely inwards downwards through a wall section ( 14 ) in the upper part of the lower container ( 4 ) near the edge ( 16 ) of the mainly flat, upper boundary wall ( 18 ) of this container extends. 8. Ausgleichbehälter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (4, 6) im Blasformverfahren hergestellte Kunststoffbehälter sind.8. Expansion tank according to one of the preceding claims, characterized in that the containers ( 4 , 6 ) are blow molded plastic containers.