CH706212B1

CH706212B1 - Reservoirs for a cooling system of an internal combustion engine.

Info

Publication number: CH706212B1
Application number: CH00332/12A
Authority: CH
Inventors: Albert Kiener; Andreas Meiner
Original assignee: Schwanden Kunststoff
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2012-03-08
Publication date: 2015-12-15
Also published as: CH706212A2; DE102013001681A1

Abstract

Der Ausgleichsbehälter des Kühlsystems einer Verbrennungskraftmaschine besteht aus einer unteren und einer oberen gewölbten, in Kunststoffspritztechnik ausgebildeten, Innenwände (9, 10) aufweisenden Behälterschale (6, 7), die entlang ihrer Ränder (8) miteinander verschweisst sind. Er hat einen oberen und unteren Anschlussstutzen (4, 5) und eine verschliessbare Füllöffnung (2). Die Innenwände (9, 10) des Ausgleichsbehälters verlaufen vertikal zu der die Ränder (8) der Behälterschalen (6, 7) einschliessenden Ebene, so dass in Abstand vom Behälterumfang mindestens eine Innenkammer (11) gebildet ist, die durch Öffnungen (18) mit mindestens einer Aussenkammer verbunden ist. Der obere Anschlussstutzen (4) geht im Behälter (1) in einen einstückig mit der oberen Behälterschale (7) geformten Tauchkanal (19) über, der sich bis über die Ebene (8) zwischen beiden Behälterschalen (6, 7) hinaus nach unten in eine flüssigkeitsgefüllte Aussenkammer der unteren Behälterschale (6) hinein erstreckt. Der Behälter ermöglicht innerhalb des Kühlsystems eine besonders wirksame Trennung zwischen Kühlflüssigkeit und Luft.The expansion tank of the cooling system of an internal combustion engine consists of a lower and an upper curved, formed in plastic injection technique, inner walls (9, 10) having container shell (6, 7), which are welded together along their edges (8). It has an upper and lower connection piece (4, 5) and a closable filling opening (2). The inner walls (9, 10) of the expansion tank extend vertically to the edges (8) of the container shells (6, 7) enclosing plane, so that at a distance from the container circumference at least one inner chamber (11) is formed by openings (18) at least one outer chamber is connected. The upper connecting piece (4) merges in the container (1) into an immersion channel (19) formed integrally with the upper container shell (7), which extends downwards beyond the plane (8) between the two container shells (6, 7) a liquid-filled outer chamber of the lower container shell (6) extends into it. The container allows a particularly effective separation between the cooling liquid and air within the cooling system.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft einen Ausgleichsbehälter für ein Kühlsystem einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer unteren und einer oberen gewölbten, in Kunststoffspritztechnik ausgebildeten, Innenwände aufweisenden Behälterschale, die entlang ihrer Ränder miteinander verschweisst sind, und mit einem oberen und unteren Anschlussstutzen und einer verschliessbaren Füllöffnung, wobei die Innenwände vertikal zu der die Ränder der Behälterschalen einschliessenden Ebene zwischen beiden Behälterschalen verlaufen und in Abstand vom Behälterumfang mindestens eine Innenkammer bilden, die durch Öffnungen mit mindestens einer somit gebildeten Aussenkammer verbunden ist. The invention relates to a surge tank for a cooling system of an internal combustion engine, having a lower and an upper curved, formed in plastic injection technique, inner walls having container shell, which are welded together along their edges, and with an upper and lower connecting piece and a closable filling opening, the inner walls being vertical to the plane between the two container shells enclosing the edges of the container shells and forming at least one inner chamber at a distance from the container periphery, which is connected through openings to at least one outer chamber thus formed.

[0002] Bei Kunststoffbehältern dieser Art ist es fertigungstechnisch vorteilhaft, die Behälterschalen durch Schweissen miteinander dicht zu verbinden und die Dichtheit anschliessend zu überprüfen. Die Schweissverbindung an einer Innenkammer des Behälters ist jedoch unzugänglich und folglich nicht kontrollierbar. Sie kann ausserdem infolge von Verformungen des Behälters unter den beim Betrieb auftretenden Temperatur- und Druckschwankungen zerstört werden, so dass die Funktion der Wände solcher Innenkammern beeinträchtigt wird. In plastic containers of this type, it is advantageous in terms of manufacturing, to connect the container shells by welding together tight and then to check the tightness. However, the weld connection to an inner chamber of the container is inaccessible and consequently uncontrollable. It can also be destroyed as a result of deformation of the container under the temperature and pressure fluctuations occurring during operation, so that the function of the walls of such inner chambers is impaired.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Behälter der genannten Art zu finden, der einfach und damit kostengünstig herstellbar ist und der eine zuverlässige und verbesserte Abtrennung von Flüssigkeit aus einem in ihn einströmenden Gemisch aus Flüssigkeit und Dampf oder Luft gewährleistet. The invention has for its object to find a container of the type mentioned, which is simple and therefore inexpensive to produce and ensures a reliable and improved separation of liquid from an inflowing into him mixture of liquid and vapor or air.

[0004] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass der Zulaufstutzen sich im Behälter in einen einstückig mit der oberen Behälterschale geformten Zuströmkanal fortsetzt, der sich bis über die beiden Behälterschalen begrenzende Trennebene hinaus nach unten in eine Aussenkammer der unteren Behälterschale hinein erstreckt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigt: <tb>Fig. 1<SEP>einen längs gerichteten Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemässen Ausgleichsbehälter in geneigter Einbauposition, <tb>Fig. 2<SEP>eine Aufsicht auf den Behälter nach Fig. 1 , <tb>Fig. 3<SEP>einen versetzten Teilschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 2 , <tb>Fig. 4<SEP>einen vergrösserten Ausschnitt aus der Darstellung in Fig. 3 im Bereich eines Rückschlagventils, <tb>Fig. 5<SEP>eine perspektivische Ansicht von unten, gegen einen den Zuströmkanal des Behälters aufweisenden Bereich der Oberschale des Behälters mit eingesetztem Rückschlagventil und <tb>Fig. 6<SEP>eine Darstellung entsprechend Fig. 5 , jedoch ohne eingesetzte Ventilkappe.The solution of this object is achieved according to the invention in that the inlet nozzle continues in the container in an integrally molded with the upper container shell inflow channel, which extends beyond the two container shells delimiting parting plane down into an outer chamber of the lower container shell. Advantageous embodiments of the invention are set forth in the dependent claims and the following description with reference to the drawings. It shows: <Tb> FIG. 1 <SEP> a longitudinal vertical section through an inventive expansion tank in inclined installation position, <Tb> FIG. 2 <SEP> is a plan view of the container of Fig. 1, <Tb> FIG. 3 <SEP> an offset partial section along the line II-II of Fig. 2, <Tb> FIG. 4 <SEP> an enlarged detail of the representation in FIG. 3 in the region of a check valve, <Tb> FIG. FIG. 5 shows a perspective view from below against a region of the upper shell of the container with inserted non-return valve and having the inflow channel of the container. FIG <Tb> FIG. 6 <SEP> a representation corresponding to FIG. 5, but without inserted valve cap.

[0005] Der Ausgleichsbehälter 1 hat eine obere Füllöffnung 2 mit einem Füllstutzen 3, der zur Aufnahme und Verriegelung eines mit einem Überdruckventil ausgerüsteten Verschlussdeckels vorgesehen ist. Für Schlauchverbindungen mit dem Kühlsystem einer Verbrennungskraftmaschine hat der Ausgleichsbehälter 1 ausserdem einen oberen und unteren Anschlussstutzen 4, 5. The expansion tank 1 has an upper filling opening 2 with a filler neck 3, which is provided for receiving and locking a equipped with a pressure relief valve cap. For hose connections with the cooling system of an internal combustion engine, the expansion tank 1 also has an upper and lower connection piece 4, 5.

[0006] Aufgrund der im Kühlsystem auftretenden hohen Temperatur- und Druckunterschiede ist der Ausgleichsbehälter 1 grossen Belastungen ausgesetzt. Durch seine Ausbildung im Kunststoffspritzverfahren aus zwei gewölbten und durch Schweissen miteinander verbundenen Behälterschalen 6, 7 und seine resultierende Kugel- oder Eiform können bei relativ geringem Materialaufwand entsprechende Kräfte schadensfrei aufgenommen werden. Ausserdem haben die Behälterschalen 6, 7 senkrecht zur Verbindungsebene 8 zwischen ihnen verlaufende, umlaufende Innenwände 9, 10, durch die eine Innenkammer 11 des Behälters 1 gebildet wird. Weitere von der Innenkammer 11 zur Behälterwand 12 nach aussen gerichtete Radialwände 13, 14 bilden zusätzliche Aussenkammern 15, 16, 17, die durch in ihnen vorgesehene Öffnungen 18 miteinander kommunizieren und als Schwallwände zur Strömungsberuhigung und Trennung zwischen flüssiger und gasförmiger Phase des zu- oder abströmenden Kühlmediums beitragen. Due to the high temperature and pressure differences occurring in the cooling system of the expansion tank 1 is exposed to large loads. Due to its training in plastic injection molding of two curved and interconnected by welding container shells 6, 7 and its resulting ball or egg shape corresponding forces can be absorbed without damage at relatively low cost of materials. In addition, the container shells 6, 7 perpendicular to the connecting plane 8 extending between them, circumferential inner walls 9, 10, through which an inner chamber 11 of the container 1 is formed. More of the inner chamber 11 to the container wall 12 outwardly directed radial walls 13, 14 form additional outer chambers 15, 16, 17 which communicate with each other through apertures 18 provided in them and as baffles for flow calming and separation between the liquid and gaseous phase of the inflowing or outflowing Contribute cooling medium.

[0007] Um beim Zu- oder Abströmen durch den zum oberen Bereich eines Fahrzeugkühlers führenden oberen Anschlussstutzen 4 die Trennung zwischen Kühlflüssigkeit und Dampf oder Luft zu begünstigen und beim Rücksaugen nur Flüssigkeit zurückzuleiten, setzt sich dieser Anschlussstutzen im Behälter 1 in einen Tauchkanal 19 fort, der einstückig an die obere Behälterschale 7 angeformt ist und sich bis über die Verbindungsebene 8 zwischen beiden Behälterschalen 6, 7 hinaus nach unten erstreckt und somit in die stets im Behälter 1 verbleibende Flüssigkeit eintaucht. In order to favor the separation between the cooling liquid and steam or air during the inflow or outflow through the leading to the upper portion of a vehicle radiator upper connection stub 4 and return only liquid when sucking back, this connection piece continues in the container 1 in a submerged channel 19, which is integrally formed on the upper container shell 7 and extends down to above the connecting plane 8 between the two container shells 6, 7 also down and thus immersed in the always remaining in the container 1 liquid.

[0008] Diese Erstreckung des Tauchkanals 19 über die Verbindungsebene 8 oder Formebene 8 hinweg nach unten, ohne dass auf das vorteilhafte Verbinden beider Behälterschalen 6, 7 im Spiegelschweissverfahren verzichtet werden muss, wird dadurch möglich, dass in der Spiegelschweissplatte eine das Tauchrohr in ausreichendem Abstand umschliessende Aussparung vorgesehen wird. This extension of the immersion channel 19 via the connecting plane 8 or shaping plane 8 away down, without the need to dispense with the advantageous bonding of both container shells 6, 7 in the mirror welding method is thereby possible that in the mirror welding plate a dip tube at a sufficient distance enclosing recess is provided.

[0009] Für eine wirkungsvolle Abtrennung von Luft oder Dampf im Ausgleichsbehälter 1 ist weiterhin entsprechend den Darstellungen in Fig. 3 , 5 und 6 im oberen Bereich der Wand 20 des Tauchkanals 19 ein in Richtung zum Behälterinnenraum bzw. zur einer Innenkammer 16 hin öffnendes Rückschlagventil 21 eingesetzt. For an effective separation of air or steam in the expansion tank 1 is further according to the illustrations in Fig. 3, 5 and 6 in the upper region of the wall 20 of the immersion channel 19 in the direction of the container interior or to an inner chamber 16 opening check valve 21 used.

[0010] Das Rückschlagventil 21 besteht beispielsweise aus einer Gummikappe mit einem zentralen, in einer Eingriffsöffnung 22 eines ebenen Bereichs der Kanalwand 20 verankerten Befestigungszapfen 23 und einem die Ventilbewegung elastisch ausführenden Kappenrand 24, der sich über die Eingriffsöffnung 22 herum angeordnete Ventilöffnungen 25 erstreckt und dichtend an der Kanalwand 20 anliegt. The check valve 21 consists for example of a rubber cap with a central, anchored in an engagement opening 22 of a flat portion of the channel wall 20 mounting pin 23 and a valve movement elastically exporting cap edge 24 extending over the engagement opening 22 arranged around valve openings 25 and sealing rests against the channel wall 20.

[0011] Wenn z.B. ein Wasser-Luft- bzw. Dampfgemisch vom Fahrzeugkühler aus über den oberen Anschlussstutzen 4 in den Ausgleichsbehälter strömt, so öffnet sich das im oberen Bereich des Tauchrohres 19 angeordnete Rückschlagventil 21, so dass der Gasanteil, d.h. Dampf oder Luft, direkt in den oberen Bereich der zentralen Innenkammer 11 überströmt, anstatt über das Tauchrohr 19 nach unten in das im Ausgleichsbehälter 1 gespeicherte Wasser zu strömen und dies aufzuwirbeln. Entsteht jedoch aufgrund Abkühlung im Kühlsystem des Fahrzeuges und folglich auch am oberen Anschlussstutzen 4 ein Unterdruck, so schliesst sich das Rückschlagventil 21, so dass das in die Flüssigkeit eintauchende Tauchrohr 19 nur Kühlflüssigkeit ansaugt und in das Kühlsystem des Fahrzeuges zurückleitet. If, for example, a water-air or vapor mixture flows from the vehicle radiator via the upper connection piece 4 into the expansion tank, the check valve 21 arranged in the upper region of the immersion pipe 19 opens so that the gas fraction, i. Steam or air flows directly into the upper region of the central inner chamber 11, instead of flowing over the dip tube 19 down into the water stored in the expansion tank 1 and stir this up. If, however, due to cooling in the cooling system of the vehicle and consequently also at the upper connecting piece 4, a negative pressure, then closes the check valve 21, so that immersed in the liquid immersion tube 19 only sucks coolant and leads back into the cooling system of the vehicle.

[0012] Vorzugsweise erhält der Ausgleichsbehälter 1 durch entsprechend aussen an ihm resp. an mindestens einer der Behälterschalen angeformte Halterungen 26 eine schräge Einbauausrichtung, so dass er die in Fig. 1 dargestellte Position einnimmt, in der sich seine Füllöffnung 2 im obersten Behälterbereich befindet und der Ansaugbereich des Tauchrohres 19 im untersten Behälterbereich. Preferably, the expansion tank 1 receives by correspondingly outside him resp. On at least one of the container shells molded brackets 26 an oblique mounting orientation, so that it occupies the position shown in Fig. 1, in which its filling opening 2 is in the uppermost container area and the intake of the dip tube 19 in the lowermost container area.

Claims

1. Expansion tank for a cooling system of an internal combustion engine, with a lower and an upper curved, formed in plastic injection technique, inner walls (9, 10, 13, 14) having container shell (6, 7), which are welded together along their edges (8), and with an upper and lower connecting piece (4, 5) and a closable filling opening (2), the inner walls (9, 10, 13, 14) being vertical to the plane enclosing the edges (8) of the container shells (6, 7) extend at a distance from the container circumference at least one inner chamber (11) which is connected through openings (18) with at least one outer chamber (15, 16, 17) thus formed, characterized in that the upper connecting piece (4) in the Container (1) in a integrally with the upper container shell (7) formed immersion duct (19) continues, extending beyond the plane (8) between the two container shells (6, 7) also after extends down into one of the outer chambers (16) of the lower container shell (6) to ensure improved separation of liquid from an inflowing mixture of liquid and vapor or air.

2. Expansion tank according to claim 1, characterized in that on the inner chamber (11) facing side of the immersion channel (19) in the direction of the container center opening check valve (21) is arranged.

3. Expansion tank according to claim 2, characterized in that the immersion channel (19) is at least partially bounded by planar channel walls (20), wherein the check valve (21) in one of the planar channel walls (20) is provided.

4. Expansion tank according to claim 3, characterized in that the closing body of the check valve (21) has the shape of an elastic cap with a central, in which a flat channel wall (20) anchored retaining pin (23), wherein in this channel wall (20) of the cap covered valve openings (25) are provided.

5. Expansion tank according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one of the container shells (6, 7) for the inclined installation in the engine compartment of a vehicle certain support means (26) are integrally formed, so that the filling opening (2) in the is located at the top of the container (1).