EP1303686A1 - Verschlussdeckel für kraftfahrzeugkühler - Google Patents

Verschlussdeckel für kraftfahrzeugkühler

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EP1303686A1
EP1303686A1 EP01949468A EP01949468A EP1303686A1 EP 1303686 A1 EP1303686 A1 EP 1303686A1 EP 01949468 A EP01949468 A EP 01949468A EP 01949468 A EP01949468 A EP 01949468A EP 1303686 A1 EP1303686 A1 EP 1303686A1
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Definitions

  • the vacuum valve body is expediently provided at a distance from the pressure valve body at the bottom of the inner cover part.
  • Fig. 2 is an inside view of the inner lid part without
  • Closure element 17 and grip element 18 are canceled. If the engine is switched off, the temperature, which is passed on to the membrane capsule 50 via the sensor rod 54, further increases due to the accumulation of heat in the container, which causes the membrane capsule 50 to expand further in the axial direction. As a result of the diaphragm capsule 50 resting against the fingers 25 of the grip element 18, the diaphragm capsule 50 expands axially in the direction according to arrow B1 downward against the action of the compression spring 44 and acts on the compression ring 48 and the axial compression sleeve 46, so that the opening pressure for the overpressure valve body 12 is brought to a higher value of, for example, 2.0 bar by the increased biasing force of the compression spring 44. Even in this state, the idle connection between the grip element 18 and the closure element 17 is retained, since the locking plate 27 remains in its uppermost position. The starting position according to FIG. 1 is only reached again after complete cooling.

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Description

Titel: Verschlussdeckel für Kraftfahrzeugkühler
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verschlussdeckel für einen ortsfesten Stutzen eines Behälters, insbesondere Kraftfahrzeugkühlers, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem aus der DE 197 53 597 AI bekannten Verschlussdeckel ist die Vorspannung des Uberdruckventilkorpers in der Weise betriebsgesteuert einstellbar, dass auf ein Druckstück, zwischen dem und dem Uberdruckventilkorper eine Druckfeder angeordnet ist, ein kolbenbetätigter Kniehebel oder ein elektrischer Hubmagnet wirkt. Im ersteren Falle ist die Vorspannung vom Betriebsdruck des Kraftfahrzeugmotors abhängig und im anderen Falle von einer elektrischen Ansteuerung, bspw. der Zündung.
Vorgeschlagen wurde auch bereits, die Vorspannung des Uberdruckventilkorpers in Abhängigkeit von der Temperatur im Behälterinneren zu steuern. Dazu ist die temperaturabhängige Steuereinheit im Deckelinnenteil in einem Raum zwischen dem Uberdruckventilkorper und dem Deckelaußenteil angeordnet. Diese Lage des temperaturabhängigen Steuerelementes ist zur Erfassung und Weiterleitung derjenigen Temperatur, die im Behälterinneren herrscht, ungünstig, weil sie vom Behälterinneren relativ weit entfernt ist und damit die dort herrschende Temperatur erstens nur verzögert und zweitens nur mit erheblicher Toleranz erfasst.
Bei den genannten beiden Verschlussdeckeltypen besitzt die Ventilanordnung einen Unterdruck-Ventilkörper, der konzentrisch zum und im Wesentlichen innerhalb des Uberdruckventilkorpers angeordnet ist .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verschlussdeckel für einen ortsfesten Stutzen eines Behälters, insbesondere Kraftfahrzeugkühlers, der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Einstellbarkeit der Vorspannung des Uberdruckventilkorpers unter unmittelbarer Abnahme der im Behälterinneren herrschenden Temperatur bei gleichbleibender Wirkung der Überdruck/Unterdruck- Ventilanordnung erfolgen kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verschlussdeckel für einen ortsfesten Stutzen eines Behälters, insbesondere Kraftfahrzeugkühlers, der genannten Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist erreicht, dass das temperaturabhängige Antriebselement in Form eines Dehnstoffelementes über den Fühler die im Behälterinneren herrschende Temperatur unmittelbar und unverzogert aufnehmen kann. Die Übertragung der Temperaturverhältnisse im Behälterinneren kann auf kürzestem und direktem Wege unmittelbar im Zuge der Deckelachse erfolgen, ohne dass Nachteile in der Wirkung des Uberdruckventilkorpers und insbesondere in der Wirkung des Unterdruckventilkörpers in Kauf zu nehmen sind.
Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 2 ist der Unterdruckventilkorper zweckmäßigerweise vom Uberdruckventilkorper entfernt am Boden des Deckelinnenteils vorgesehen.
Nach den Merkmalen gemäß Anspruch 3 und einem der Ansprüche 4 und 5 ist eine einfache Halterung und Anordnung des Unterdruckventilkörpers an der Unterseite des Bodens des Deckelinnenteils gegeben.
Aus der DE 197 53 597 AI ist es auch bekannt, den Deckelaußenteil aus einem auf den Behälterstutzen aufbringbaren Verschlusselement und einem demgegenüber relativ verdrehbaren Griffelement aufzubauen, wobei zwischen beiden eine ein- und ausrückbare Verdrehsicherung vorgesehen ist . Dabei wird die Verdrehsicherung an einem zur Längsachse exzentrischen Ort mittels eines Bolzens verwirklicht, der von einer temperaturabhängigen Bimetall- oder Memory-Feder beaufschlagt ist . Auch hier besteht das Problem der verzögerten und ungenauen Erfassung der Temperaturverhältnisse im Behälterinneren.
Um hier eine unmittelbar und unverzogert ansprechende Verdrehsicherung zu erreichen, sind gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Merkmale nach Anspruch 6 vorgesehen. Damit ist erreicht, dass die vom Fühler unmittelbar erfasste und zum Dehnstoffelement übertragene Temperatur zur unmittelbaren Ansteuerung der Verdrehsicherung genutzt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Verdrehsicherung ergeben sich aus den Merkmalen eines oder mehrerer der Ansprüche 7 - 10.
In vorteilhafter Weise ist der Temperaturfühler gemäß Anspruch 11 gegenüber dem Uberdruckventilkorper abgedichtet.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen',- in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer längsgeschnittener Darstellung einen Verschlussdeckel für einen Kraftfahrzeugkühler gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,
Fig. 2 eine Innenansicht des Deckelinnenteils ohne
Uberdruckventilkorper gemäß Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, jedoch nur des Deckelinnenteils und des Unterdruckventilkörpers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung und
Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, jedoch nur des Deckelinnenteils und des Unterdruckventilkörpers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung.
Der in der Zeichnung gemäß dreier Ausführungsbeispiele dargestellte Verschlussdeckel 10, 110 bzw. 210 weist eine Überdruck/Unterdruck-Ventilanordnung 11, 111, 211 auf, die einen bei allen Ausführungsbeispielen gleichen Uberdruckventilkorper 12 und einen Unterdruckventilkorper 13, 113 bzw. 213 aufweist. Der Öffnungsdruck des Uberdruckventilkorpers 12 ist mittels eines bei allen Ausführungsbeispielen gleichen thermischen Antriebs 14 zweistufig einstellbar, nämlich auf einen den Kraftfahrzeugkühlerüberdruck bei Normalbetrieb berücksichtigenden Öffnungsdruck und auf einen solchen Öffnungsdruck, der dem höheren Kraftfahrzeugkühlerüberdruck, der sich beim Abstellen des Kraftfahrzeugmotors aufgrund der sich entwickelnden Stauwärme ergibt, entspricht.
Gemäß der zeichnerischen Darstellung besitzt der bei allen Ausführungsbeispielen gleiche Außendeckelteil 16 des Verschlussdeckels 10, 110, 210 ein Verschlusselement 17, das hier in Form eines Außengewindeelements zum Auf- und Abschrauben des Verschlussdeckels von der Öffnung eines hier nicht dargestellten Stutzens eines Kraftfahrzeugskühlers oder sonstigen Behälters dient, und ein Griffelement 18, das gegenüber dem Verschlusselement 17 verdrehbar und mittels einer bei allen Ausführungsbeispielen gleichen Verdrehsicherung 19 unverdrehbar verbindbar ist. Es versteht sich, dass das Verschlusselement 17 statt als
Außengewindeelement als Bajonettverschlusselement ausgebildet sein kann.
Das Verschlusselement 17 besitzt gemäß Fig. 1 einen mit einer axialen Durchbrechung versehenen Zwischenboden 21, an dessen Unterseite eine Außengewindehülse 23 und an dessen Oberseite eine Verbindungshülse 24 axial absteht, über deren radialen Flansch 22 das Verschlusselement 17 am Griffelement 18 verdrehbar, jedoch axial unbeweglich hängend gehalten ist. Das Griffelement 18 untergreift außenrandseitig den Flansch 22 der Verbindungshülse 24 des Verschlusselements 17 und besitzt mittig nach axial innen abstehende, kreisförmig angeordnete Führungsfinger 25, zwischen denen eine Druckfeder 26 aufgenommen ist, die sich einenends an der Innenseite des Griffelements 18 und anderenends an einer Sperrplatte 27 der Verdrehsicherung 19 abstützt. Die Sperrplatte 27 ist an einem Ringumfang mit Schlitzen 28 versehen, in die die Führungsfinger 25 des Griffelements 18 eingreifen, so dass die Sperrplatte 27 der Verdrehsicherung 19 mit dem Griffelement 18 drehfest verbunden ist. Die Sperrplatte 27 besitzt außenumfangsseitig axial nach unten umgebogene Klauen 29, die in axiale Nuten 31 des Zwischenbodens 21 des Verschlusselements 17 in ihrer Ausgangsstellung entsprechend der Fig. 1 eingreifen, so dass in dieser Stellung die Verdrehsicherung 19 nicht nur mit dem Griffelement 18, sondern auch mit dem Verschlusselement 17 drehfest verbunden' ist, was ein Auf- und Abschrauben des Verschlussdeckels 10 auf den bzw. vom nicht dargestellten Behälterstutzen möglich macht. Wie noch zu zeigen sein wird, ist die Verdrehsicherung 19 entgegen der Wirkung der Druckfeder 26 axial derart bewegbar, dass die Klauen 29 aus den Nuten 31 freikommen, so dass der Drehschluss zwischen Verdrehsicherung 19 und Verschlusselement 17 aufgehoben wird, was zu einer Leerlaufdrehung des Griffelements 18 auf dem Verschlusselement 17 führt und ein Abschrauben des Verschlussdeckels 10 vom Behälterstutzen verhindert.
Am Verschlusselement 17 des Deckelaußenteils 16 ist gemäß Fig. 1 ein die Überdruck/Unterdruck-Ventilanordnung 11 haltendes Deckelinnenteil 15 hängend gehalten, derart, dass das Deckelinnenteil 15 gegenüber dem Deckelaußenteil 16 axial unbeweglich, jedoch in Umfangsrichtung verdrehbar ist. Der Deckelinnenteil 15 besitzt einen Ventiltopf 36, der am Verschlusselement 17 hängt und der radiale Durchströmungsöffnungen 37 aufweist. Der Boden 38 des Ventiltopfes 36 ist mit einer mittigen Öffnung 39 versehen, um die eine axial nach innen erhabene Ringdichtfläche 41 vorgesehen ist. Auf der Ringdichtfläche 41 liegt der Uberdruckventilkorper 12 mit der radial äußeren Dichtfläche 42 einer Dichtmembran 43 unter der Wirkung einer in ihrer Vorspannung einstellbaren Druckfeder 44 auf. Der Uberdruckventilkorper 12 ist etwa hutförmig, wobei die Dichtmembran 43 innerhalb seiner axial zum Boden 38 hin umgebogenen Krempe aufgenommen ist. Die Druckfeder 44 stützt sich anderenends an einer axial bewegbaren Druckhülse 46 ab, die sich dem Uberdruckventilkorper 12 abgewandt an einer ortsfesten inneren Führungsmuffe 47 des Deckelinnenteils 15 abstützt .
Die axiale Druckhülse 46 ist über einen aufliegenden Druckring 48 vom thermischen Antrieb 14 beaufschlagt, der bei den dargestellten Ausführungsbeispielen durch eine Dehnstoff- Membrankapsel 50 verwirklicht ist. Die Membrankapsel 50 ist zwischen dem Zwischenboden 21 des Verschlusselementes 17 und der Sperrplatte 27 der Verdrehsicherung 19 angeordnet. Ein Außenringflansch 51 der Membrankapsel 50 liegt auf einem SS)
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Ausnehmung 274 gedrückt ist. Anderenends ist die hinterschnittene Ausnehmung 274 ebenfalls mit einer Durchgangsbohrung 276, um die sich die Druckfeder 273 abstützt, versehen. Auch hier wird bei Unterdruck das Kugelelement 261 entgegen der Wirkung der Druckfeder 273 vom Dichtsitz zur Freigabe der Ausnehmung 274 abgehoben.
Während des Motorbetriebs wird sich gemäß Fig. 1 der thermische Antrieb 14 in Form der Membrankapsel 50 mittig axial ausdehnen, was bewirkt, dass aufgrund der noch zu großen Kraft der Vorspannfeder 44 des Uberdruckventilkorpers 12 die Membrankapsel 50 sich in Richtung des Pfeiles B2 nach oben ausdehnt und die Verdrehsicherung 19 bzw. die Sperrplatte 27 so weit anhebt, dass ihre Klauen 29 aus den Nuten 31 des Verschlusselements 17 freikommen. In diesem Zustand ist die drehfeste Verbindung zwischen
Verschlusselement 17 und Griffelement 18 aufgehoben. Wird der Motor abgestellt, erhöht sich aufgrund von Stauwärme im Behälter die Temperatur weiter, die über den Fühlerstab 54 zur Membrankapsel 50 weitergeleitet wird, was bewirkt, dass sich die Membrankapsel 50 weiter in axialer Richtung ausdehnt. Dies hat aufgrund der Anlage der Membrankapsel 50 an die Finger 25 des Griffelements 18 zur Folge, dass sich die Membrankapsel 50 in Richtung gemäß Pfeil Bl nach unten entgegen der Wirkung der Druckfeder 44 axial ausdehnt und den Druckring 48 und die axiale Druckhülse 46 beaufschlagt, so dass durch die erhöhte Vorspannkraft der Druckfeder 44 der Öffnungsdruck für den Uberdruckventilkorper 12 auf einen höheren Wert von bspw. 2,0 bar gebracht wird. Auch in diesem Zustand bleibt die Leerlaufverbindung zwischen Griffelement 18 und Verschlusselement 17 erhalten, da die Sperrplatte 27 weiterhin in ihrer obersten Position verbleibt. Erst nach vollständigem Abkühlen wird die Ausgangslage gemäß Fig. 1 wieder erreicht .

Claims

Patentansprüche
Verschlussdeckel (10, 110, 210) für einen ortsfesten Stutzen eines Behälters, insbesondere
Kraftfahrzeugkühlers, mit einem Deckelaußenteil (16) und mit einem Deckelinnenteil (15) , das eine
StrömungsVerbindung zwischen dem Behälterinneren und dem Behälteräußeren und eine Ventilanordnung (11) zum Freigeben und Sperren der Strömungsverbindung aufweist, welche Ventilanordnung (11) einen axial bewegbaren Uberdruckventilkorper (12) , der zum Behälterinneren hin gegen einen Dichtsitz am Deckelinnenteil (15) unter betriebsgesteuert einstellbarer Vorspannung derart gedrückt ist, dass er bei Überschreiten eines Grenzwerts des Behälterinnendrucks vom Dichtsitz abhebbar ist, und einen Unterdruckventilkorper (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung, mit der der Uberdruckventilkorper (12) gegen den Dichtsitz gedrückt ist, mittels eines thermischen Antriebs (14) in Form einer Dehnstoffmembrankapsel (50) einstellbar ist, der bzw. die mit einem Temperaturfühler (54) versehen ist, der den Uberdruckventilkorper (12) in der Deckelachse durchdringt und in den Stutzen des Behälters reicht, und dass der Unterdruckventilkorper (13) exzentrisch zur Deckelachse angeordnet ist .
Verschlussdeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruckventilkorper (13, 113, 213) an der dem Uberdruckventilkorper (12) abgewandten Unterseite des Deckelinnenteils (15) angeordnet ist und einen Unterdruckkanal (67, 68, 176, 276) im Boden (38, 138, 238) des Deckelinnenteils (15) freigebbar abdeckt .
Verschlussdeckel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelinnenteil (15) an seinem Boden (38, 138) von einer Kappe (69, 169) überdeckt ist, an der sich der Unterdruckventilkorper (13, 113) abstützt .
4. Verschlussdeckel nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der
Unterdruckventilkorper (113, 213) gegen die Wirkung einer Druckfeder (173, 273) axial bewegbar ist.
5. Verschlussdeckel nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruckventilkorper (13) durch ein Schirmventil gebildet ist, dessen Mittelteil zwischen dem Boden (38) des Deckelinnenteils (15) und einer Kappe (69) ortsfest gehalten und dessen Schirmteil (61) den Unterdruckkanal
(67, 68) überdeckt.
6. Verschlussdeckel, bei dem der Deckelaußenteil (16) ein Verschlusselement (17) für den Behälterstutzen und ein demgegenüber relativ verdrehbares Griffelement (18) aufweist, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrankapsel (50) einenends auf die Vorspannung (44) des Uberdruckventilkorpers (12) und anderenends auf eine Verdrehsicherung (19) zwischen dem Griffelement (18) und dem Verschlusselement (17) des Deckelaußenteils (16) wirkt .
7. Verschlussdeckel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (19) der Membrankapsel (50) abgewandt mit einer Druckfeder (26) beaufschlagt ist.
8. Verschlussdeckel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (19) durch eine Sperrplatte (27) mit vertikalen Klauen (29) gebildet ist, wobei die Sperrplatte (27) gegenüber dem Griffelement (18) axial relativ bewegbar, jedoch unverdrehbar ist und die Klauen (29) mit Ausnehmungen (31) im Verschlusselement (17) in und außer Eingriff bringbar sind.
9. Verschlussdeckel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrankapsel (50) zwischen der Sperrplatte (27) der Verdrehsicherung (19) und einem axial bewegbaren Führungselement (46, 48), zwischen dem und dem Uberdruckventilkorper (12) eine Druckfeder (44) angeordnet ist, vorgesehen ist.
10. Verschlussdeckel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (46, 48) den als Stab ausgebildeten Temperaturfühler (54) umgibt.
11. Verschlussdeckel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturfühler (54) gegenüber dem Uberdruckventilkorper (12) abgedichtet ist.
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