DE2509995B2

DE2509995B2 - Kühlerverschlusskappe

Info

Publication number: DE2509995B2
Application number: DE2509995A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Arai; Nobumasa Toyota Higo; Masanori Nagoya Kuno; Toshio Toyota Nagara; Kogoro Kariya Nakagawa; Jun Ota
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK; NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1974-03-14
Filing date: 1975-03-07
Publication date: 1978-04-27
Also published as: DE2509995C3; JPS50124026A; US4107493A; DE2509995A1; JPS5417900B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlerverschlußkappe mit einer Einrichtung zum Anzeigen des Kühlmittelstandes in Kühlern für Brennkraftmaschinen mittels einer Meldeeinrichtung, die aus einem Schaft besteht, der durch die Mittelöffnung der das Überdruckventil bildenden Ringdichtung ragt und an seinem unteren Ende einen Schwimmer trägt, und das Überdruckventil unter Federkraft auf den Ventilsitz des Füllstutzens aufliegt.

Bei einer derartigen bekannten Kühlerverschlußkappe (US-PS 33 70 468), die sowohl einen Schwimmer zur Abtastung des Kühlmittelspiegels, als auch ein vorgespanntes Überdruckventil aufweist, betätigt der Schwimmer den Schaft, der als Anzeigeeinrichtung bei hoch stehendem Schwimmer aus der Verschlußkappe nach oben vorragt. Der Schwimmer dient dabei jedoch ausschließlich als Abtastvorrichtung für den Kühlmittelspiegel. Diese Anzeigevorrichtung ist relativ primitiv und störungsanfällig, da der Schaft sich in der Führung in der Verschlußkappe leicht festsetzt bzw. durch Reibung in seiner Bewegung gehemmt ist.

Es ist auch eine elektrische Anzeige des Kühlmittelstandes bekannt (DE-OS 22 29 280), bei der ein Schwimmer einen Permanentmagnetring längs eines zylindrischen Rohres führt, wobei ein Reed-Schalter in dem zylindrischen Rohr neben dem Permanentmagneten vorgesehen ist, der von dem Letzteren betätigt wird.

Alle diese bekannten Kühlverschlußkappen mit Anzeige arbeiten jedoch dann unzuverlässig, wenn mit dem Verschlußstutzen ein Vorratsbehälter als Ausgleichsbehälter in Verbindung steht. Der Vorratsbehälter bewirkt, daß, abhängig vom Druck im Kühler, der Kühlmittelstand auf einen vorbestimmten Wert dadurch gehalten wird, daß Kühlflüssigkeit dem Kühler zugeführt oder vom Kühler zu dem Vorratsbehälter über den Kühlerverschluß zurückgeführt wird, so daß eine freie Expansion und Kontraktion des Kühlmittels ohne ■-, Veränderung des Spiegels sichergestellt ist Keiner dieser vorgenannten bekannten Verschlüsse arbeitet daher, wenn der Kühler ein Leck erhält, so daß der Druck im Kühler selbst auch bei Absinken der Kühlflüssigkeit dem Atmosphärendruck entspricht, und in daher gleicher Druck auf beiden Seiten des Ventils herrsch L

Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, die Kühlerverschlußkappe der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sie, obwohl eine einfache sichere ι > Anzeige des Kühlmittelstandes im Kühler möglich ist, andererseits ein Unterdruckventil enthält, welches sowohl bei Absinken des Flüssigkeitsstandes ohne Druckabfall als auch bei Unterdruck anspricht

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Kühlerverschlußkappe der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise die Meldeeinrichtung ein vom Schwimmer mittels Magneten betätigter Reed-Schalter ist, und daß die Oberkante des Schwimmers an der Unterseite des Überdruckven- _· > tils zur Bildung eines Unterdruckventils anliegt

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung der Kühlerverschlußkappe wird sowohl der Stand des Kühlmittels sicher angezeigt, als auch der die Anzeigevorrichtung betätigende Schwimmer gleichzeitig für die to Betätigung eines Ventils, d. h. als Teil dieses Unterdruckventils ausgenutzt. Die erfindungsgemäße Ausbildung ist daher sehr einfach und arbeitet zuverlässig.

Vorzugsweise ist der Magnet am oberen Ende des Schaftes und der Reed-Schalter an der Kappe ü angeordnet. Es kann aber auch der Schaft rohrförmig ausgebildet sein und in seinem Inneren am unteren Ende der Reed-Schalter und der Magnet im Schwimmer angeordnet sein. Es kann auch das obere Ende des Schaftes eine Abschirmplatte tragen, die sich zwischen 4Ii Magnet und Reed-Schalter schiebt, die in der Kappe angeordnet sind. Alle diese Ausführungsformen sind in ihrer Konstruktion außerordentlich einfach und wirksam.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der 4^r> Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

F i g. 1 schematisch eine Ansicht eines Kühlers mit Kühlerverschlußkappe und Vorratsbehälter,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Verschlußkappe to entlang der Linie II-II in Fig. 1 im größeren Maßstab,

F i g. 3 ein elektrisches Schaltschema für die Warnanlage,

F i g. 4 ein anderes elektrisches Schaltschema für die Warnanlage,

T) Fig.5 einen Längsschnitt ähnlich Fig.2 durch eine andere Ausführungsform der Kühlerverschlußkappe,

F i g. 6 einen Längsschnitt ähnlich F i g. 2 und 5 durch eine dritte Ausführungsform der Kühlerverschlußkappe und

Mi F i g. 7 ein weiteres elektrisches Schaltschema für eine Warnanlage.

Wie in F i g. 1 dargestellt, ist ein Kühlerverschluß 1 auf einen Kühlerstutzen 2 am oberen Wasserkasten 3 des Kühlers ausgesetzt. Mehrere flache Rohre 4 sind mit >·> dem oberen Wasserkasten 3 und wellenförmigen Kühlrippen 5 verlötet. Ein Schlauch 7 verbindet den Kühlerstutzen 2 mit einem Vorratsbehälter 6 mit einem Verschlußdeckel 6a. Der Deckel 6a hat an der Oberseite

eine öffnung, so daß das Innere des Vorratsbehälters 6 unter Atmosphärendruck steht.

Gemäß Fig.2 ist eine Klappe 8 aus nichtmagnetischem Metall, z. B. rostfreiem Stahl, auf den Kühlerstutzen 2 aufgesetzt. Ein Federblatt 9, ein Feststellglied 10 s und ein umgekehrt angeordnetes becherförmiges Tragteil 11, alle aus nichtmagnetischem Werkstoff, z. B. aus Messing, sind durch Punktschweißen miteinander verbunden. Die Kappe 8 ist zwischen dem Federblatt 9 und dem Feststellglied 10 festgelegt Eine erste ι ο Dichtung 12 ist zylindrisch ausgebildet und zwischen dem Federblatt 9 und der Auflageplatte 23 angeordnet und verschließt die obere öffnung des Kühlerstutzens 2. Ein Überdruckventil 13 steht in Verbindung mit einem unteren Ventilsitz des Kühlerstutzens 2 und weist eine is Aufnahme 13a auf, die in dem Tragteil 11 angeordnet ist, sowie ein schalenförmiges Stützglied 136, das an dem Halter 13a befestigt ist, und eine zweite Dichtung 13c auf, die an dem Stützglied 13b mit Hilfe einer Befestigung \3d befestigt ist. Eine Druckfeder 14 überträgt auf das Überdruckventil 13 eine Druckkraft gegen einen Ventilsitz 2a am unteren Ende des Kühlerstutzens 2. Eine Durchgangsöffnung 15 ist am Boden des Ventils vorgesehen. Tritt in dem Kühler ein Unterdruck auf, fließt Kühlmittel von dem Vorratsbehalter 6 in den Kühler über die öffnung 15. Wenn andererseits das Kühlmittel expandiert, so daß der Druck im Kühler zunimmt, öffnet das Überdruckventil 13, und Kühlmittel fließt in den Vorratsbehälter 6 zurück. Unterhalb des Ventils 13 ist ein Schwimmer 16 angeordnet, der durch Warmaufschrumpfen am unteren Ende eines Schaftes 17 aus Kunstharz befestigt ist. Der Schwimmer 16 ist so ausgelegt, daß er die öffnung 15 durch Andrücken der unteren Fläche der Dichtung 13c gegen die Oberkante 16a des Schwimmers verschließen i kann, wenn das Kühlmittel oberhalb eines Pegels A steht.

Ein Permanentmagnet 18 ist am oberen Ende des Schaftes 17 befestigt und bewegt sich entsprechend der Bewegung des Schafts 17 nach oben und unten, in Führungsvorsprünge 17a, die in Führungsnuten Ha eingreifen, die an dem Tragteil 11 vorgesehen sind, verhindern eine Verdrehung des Schafts 17. Ein Reed-Schalter 19 ist mit einer elektrischen Leiterplatte 20 verlötet, die an dem Feststellteil 10 durch -r. Heißaufschrumpfen fest angebracht ist. Der Reed-Schalter 19 ist zwischen der Leiterplatte 20 und dem Feststellteil 10 mit Hilfe eines Füllstoffs 21 festgelegt und weist Verbindungsdrähte 19a auf. Die Leiterplatte 20 ist von einer Kautschukabdeckung 22 umgeben. m

In F i g. 3 ist eine elektrische Schaltung dargestellt, die mit dem Reed-Schalter 19 verbunden ist. Wenn der Reed-Schalter 19 geschlossen ist, wird ein Transistor 25 nichtleitend, und die Warnanzeigeeinrichtung 24 ist abgeschaltet. Wenn jedoch der Schalter 19 öffnet, wird vi der Transistor 25 leitend, und ein Strom fließt von einer Batterie 29 über einen Widerstand 26, eine Warnanzeigeeinrichtung 24 und den Transistor 25 und schaltet die Warnanzeigeeinrichtung 24 ein.

Wenn das Kühlmittel in dem Kühler oberhalb des ι.» Pegels A liegt, hebt der auf den Schwimmer 16 wirkende Auftrieb den Schwimmer 16 an und schließt einen Kontakt zwischen der Oberkante 16a und der zweiten Dichtung 13c, wobei eine Verbindung zwischen der Ober- und Unterseite des Ventils 13 unterbrochen und die Durchgangsöffnung 15 verschlossen ist. Der Permanentmagnet 18 befindet sich in seiner höchsten Lage, und die magnetische Kraft wirkt auf den Reed-Schalter 19 so ein, daß dieser schließt.

Nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine nimmt die Temperatur des Kühlmittels zu und das Volumen selbst expandiert, wodurch sich das Druckventil 13 anhebt und öffnet. Folglich wird ein Teil des Kühlmittels von dem Kühler zu dem Vorratsbehälter über den Verbindungsschlauch 7 transportiert. Sinkt die Temperatur ab, nimmt das Volumen des Kühlmittels ebenfalls ab, wie auch der Pegel des Kühlmittels, so daß, wenn der Pegel unterhalb des Pegels A absinkt, sich der Schwimmer 16 nach unten bewegt, so daß zwischen der Oberkante 16a und der unteren Fläche der zweiten Dichtung 13c ein Abstand gebildet wird, wobei die Durchgangsöffnung 15 öffnet, und Kühlmittel von dem Vorratsbehälter 6 in den Kühler fließen kann. Hierbei wirkt der Schwimmer 16 als Unterdruckventil, und er führt keine große Abwärtsbewegung aus, so daß der Reed-Schalter 19 geschlossen bleibt. Wenn jedoch der Kühlkreislauf ein Leck aufweist, beispielsweise ein Loch am Kühler, strömt Kühlmittel aus, und der Pegel des Kühlmittels sinkt, soweit dieses nicht aus dem Vorratsbehälter ersetzt wird, unterhalb des Pegels B ab. Dadurch öffnet der Reed-Schalter 19 und löst eine Warnanzeigeeinrichtung 24 aus, so daß der Fahrer des Fahrzeugs die Störung an der Brennkraftmaschine feststellen kann.

Die in Fig.4 gezeigte elektrische Schaltung kann an die Stelle der in Fig.3 gezeigten Schaltung treten und weist ein Relais 30 zur Auslösung der Warnanzeigeeinrichtung 24 auf.

Gemäß F i g. 5 ist ein rohrförmiger Schaft 176 anstelle des massiven Schafts 17 gemäß Fi g. 2 vorgesehen, und trägt einen Reed-Schalter 196 unterhalb der Dichtung 13c. Der rohrförmige Schaft 176 ist von einem Halteglied 33, einem Führungsrohr 34 und einem Dichtring 36 in der Kappe 8 gehalten und weist an seinem unteren Ende einen Anschlag 32 auf. Ein kreisförmiger Permanentmagnet 186 ist an dem Schwimmer 166 mit Hilfe eines Befestigungsrings 31 angebracht. Ein Ende des Reed-Schalters 196 ist mit der Leiterplatte 20 verlötet und steht in Verbindung mit einem Leitungsdraht 19a, und das andere Ende des Reed-Schalters ist über den Anschlag 32, den rohrförmigen Schaft 176, das Halteglied 33, die Mutter 35, die Kappe 8 usw. an Masse gelegt. Die Grundfunktion dieser Ausführungsform ist nahezu dieselbe wie jene der in Fig.2 gezeigten Ausführungsform, jedoch bewegen sich der Schwimmer 166 und der Permanentmagnet 186 eigenständig und getrennt von dem rohrförmigen Schaft 176. Der Reed-Schalter 196 wird nach Maßgabe der Bewegung des Permanentmagneten 186, wie oben beschrieben, eingeschaltet und löst eine Warnanzeigeeinrichtung 24, ähnlich jeder in F i g. 3 und 4 gezeigten, dann aus, wenn die Abwärtsbewegung des Schwimmers und damit des Permanentmagneten den Pegel B unterschreitet.

Bei der in F i g. 6 dargestellten Ausführungsform ist ein Reed-Schalter 19c geschlossen, wenn der Pegel des Kühlmittels absinkt und den Pegel B überquert. Aus diesem Grunde ist der Reed-Schalter 19c dann in geöffnetem Zustand, wenn der Pegel des Kühlmittels in seinem durchschnittlichen Betriebszustand oberhalb des Pegels B liegt. Der Reed-Schalter 19c ist an der Kühlerverschlußkappe 8 dem Permanentmagneten 18c gegenüberliegend angeordnet. Eine Abschirmungsplatte 37 ist am oberen Ende eines Schaftes 17c befestigt und ragt in einen Spalt zwischen dem Reed-Schalter 19c und dem Permanentmagneten 18c, wenn sich ein

normaler Pegel für den Betriebszustand des Kühlmittels einstellt.

Folglich ist im Grundzustand der Magnetismus des Permanentmagneten 18cdurch die Abschirmungsplatte 37 abgeschirmt, so daß der Reed-Schalter 19c geöffnet ι ist. Der Reed-Schalter 19c schließt jedoch, wenn der Schwimmer 16c nach unten absinkt, so daß die Abschirmungsplatte 37 außerhalb des Spaltes zwischen dem Schalter 19c und dem Permanentmagneten 18c liegt. Eine elekfische Schaltung, wie in Fig.7 gezeigt, i< >

ist für diese Ausführungsform bestimmt. Eine Warnanzeigeeinrichtung 24c ist direkt mit dem Reed-Schalter 19 in Serie in Bezug zu der Batterie 29 verbunden.

Die in F i g. 2, 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen beziehen sich auf ein Kühlsystem mit einem Vorratsbehälter, jedoch können diese Ausführungsformen so abgewandelt werden, daß sie in einem Kühlsystem ohne Vorratsbehälter eingesetzt werden können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kühlerverschlußkappe mit einer Einrichtung zum Anzeigen des Kühlmittelstandes in Kühlern für Brennkraftmaschinen mittels einer Meldeeinrichtung, die aus einem Schaft besteht, der durch die Mittenöffnung der das Überdruckventil bildenden Ringdichtung ragt und an seinem unteren Ende einen Schwimmer trägt, und das Oberdruckventil unter Federkraft auf den Ventilsitz des Füllstutzens aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Meldeeinrichtung ein vom Schwimmer (16) mittels Magneten (18) betätigter Reed-Schalter (19) ist, und daß die Oberkante (16a^ des Schwimmers (16) an der Unterseite des Überdruckventils (13) zur Bildung eines Überdruckventils anliegt.

2. Kühlerverschlußkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (18) am oberen Ende des Schaftes (17) und der Reed-Schalter (19) an der Kappe (8) angeordnet ist.

3. Kühlerverschlußkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (VIb) rohrförmig ausgebildet ist und in seinem Innern am unteren Ende der Reed-Schalter (196Jund der Magnet (186; im Schwimmer (\6b)angeordnet ist.

4. Kühlerverschlußkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des Schaftes (17c;eine Abschirmplatte (37) trägt, die sich zwischen Magnet (\%c) und Reed-Schalter (19c,) schiebt, die in der Kappe (8) angeordnet sind.