DE10034761A1 - Verschlussdeckel - Google Patents

Abstract

Ein Verschlussdeckel (111) für Kraftfahrzeugkühler ist mit einem Deckelinnenteil (114), einem Deckelaußenteil und einer ersten und einer zweiten Strömungsverbindung zwischen dem Behälterinnern und dem Behälteräußeren sowie einer Ventilanordnung (115) zum Freigeben und Sperren der Strömungsverbindungen derart versehen, dass bei Überschreiten eines ersten Grenzwertes des Behälterinnendrucks die erste Strömungsverbindung geöffnet wird, die dann bei Erreichen eines zweiten höheren Grenzwertes wieder verschlossen wird, und bei Überschreiten eines sowohl gegenüber dem ersten als auch dem zweiten Grenzwert des Behälterinnendrucks höheren dritten Grenzwertes des Behälterinnendrucks die zweite Strömungsverbindung geöffnet wird, wobei die Ventilanordnung (115) einen axial hin- und herbewegbaren Ventilkörper (117) aufweist, der durch eine Feder (122) in Richtung auf das Behälterinnere gegen einen ersten Dichtsitz (134) an dem Deckelinnenteil (114) gedrückt ist. Dabei besitzt die Ventilanordnung (115) einen einzigen Ventilkörper (117), dessen axial wirkender Dichtflächenanordnung (120) ein eine am Deckelinnenteil (114) vorgegebene Verbindungsöffnung (132) zum Behälterinneren umgebender axialer Dichtsitz (134) zugeordnet ist und dessen radial wirkender Dichtflächenanordnung (121) eine einen Bypass (139) der ersten Strömungsverbindung aufweisende erste radiale Gegendichtfläche (161, 162) und eine eine Sicherheitsabströmöffnung (169) der zweiten Strömungsverbindung aufweisende zweite ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verschlussdeckel für Öffnungen an Behältern, insbesondere an Kraftfahrzeugkühlern, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und nach Patentanmeldung 100 15 563.4.

Aus der DE 197 32 885 A1 ist ein Verschlussdeckel mit Sicherheitsverriegelung für Öffnungen an Behältern bekannt. Diese Sicherheitsverriegelung ermöglicht es, bei im Behälter herrschendem Überdruck ein Abschrauben des Verschlussdeckels zu verhindern, und zwar dadurch, dass der Verschlussdeckel gegenüber dem Einfüllstutzen am Behälter unverdrehbar blockiert wird. Diese bekannte Sicherheitsverriegelung verwendet einen axial bewegbaren Einsatz, der den Deckelinnenteil bzw. deren Ventilanordnung umgibt und der dadurch dem im Behälter herrschenden Überdruck unmittelbar ausgesetzt ist, indem sein innerer Boden in der Öffnung des Einfüllstutzens angeordnet ist. Dieser axial bewegbare Einsatz ist in einem rohrförmigen Zusatzinnenteil axial bewegbar, jedoch unverdrehbar gehalten, das im Einfüllstutzen des Behälters unverdrehbar sitzt und gegenüber dem der Verschlussdeckel verdrehbar ist. Bei im Behälter auftretendem Überdruck wird der Einsatz axial in Richtung zum Verschlussdeckel bewegt und greift in diesen unverdrehbar ein. Dadurch ergibt sich eine Drehblockierung des Verschlussdeckels über den Einsatz und dem Zusatzinnenteil mit der Einfüllöffnung des Behälters.

Die dort für eine Verdrehsicherung bzw. Sicherheitsverriegelung getroffenen Maßnahmen sind konstruktiv und von der Anzahl der zu verwendenden Bauteile aufwendig. Außerdem vergrößern sowohl der axial bewegbare Einsatz als auch das rohrförmige Zusatzinnenteil den Durchmesser des Deckelinnenteils des Verschlussdeckels bzw. verringern die Wirkfläche der Ventilanordnung des Verschlussdeckels, was negative Auswirkungen auf das Ansprechverhalten der Ventilanordnung besitzt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verschlussdeckel für Öffnungen an Behältern der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Verdrehsicherung bei Überdruck in konstruktiv und herstellungstechnisch einfacherer Weise und damit kostengünstiger herstellbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verschlussdeckel für Öffnungen an Behältern der genannten Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist ein Verschlussdeckel für Öffnungen an Behältern geschaffen, dessen Verdrehsicherung nicht nur konstruktiv einfach aufgebaut ist, da durch die unmittelbare Bewegungsableitung vom einzigen Ventilkörper keine zusätzlichen Bauteile notwendig sind, sondern auch einen Leerlauf zwischen dem das Gewinde oder dergleichen tragenden Verschlussteil und dem Griffelement bzw. Betätigungshandhabe bei Überdruck schafft. Diese Leerlaufverbindung bei Überdruck hat gegenüber einer Blockierung des Verschlussdeckels bei Überdruck den wesentlichen Vorteil, dass das Aktivieren der Verdrehsicherung augenfällig wird und mögliche Gewaltanwendungen im Blockierungsfalle ausgeschlossen werden.

Eine weitere Platzeinsparung für die Ventilanordnung ergibt sich dann, wenn die Merkmale gemäß Anspruch 2 vorgesehen sind.

Mit den Merkmalen gemäß Anspruch 3 ergibt sich eine Unterstützung der Axialbewegung des Kupplungseinsatzes. Zur Führung des Ventilkörpers und des Kupplungseinsatzes bei der Hin- bzw. Rückbewegung sind in vorteilhafter Weise die Merkmale nach Anspruch 4 vorgesehen. Dabei kann es zweckmäßig sein, das Führungselement gemäß den Merkmalen des Anspruchs 5 auszubilden. Das Hülsenelement kann damit in Zusammenhang mit der Federkopplung den Kupplungseinsatz aktiv aus seiner Ausrückstellung in seine Einrückstellung zurückholen. Zweckmäßigerweise sind dabei auch die Merkmale nach Anspruch 6 vorgesehen.

Aus den Merkmalen aus einem oder mehreren der Ansprüche 7-10 ergeben sich bevorzugte Ausgestaltungen und Anordnungen der Druckfedern der Federkopplung von Ventilkörper, Führungselement und Deckelinnenteil.

In weiterer Ausgestaltung der Ein- und Ausrückverbindung des Kupplungseinsatzes sind die Merkmale gemäß Anspruch 11 und ggf. gemäß Anspruch 12 vorgesehen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:

Fig. 1 in längsgeschnittener Darstellung einen Verschlussdeckel für einen Kraftfahrzeugkühler mit einer Überdruck/Unterdruck-Ventilanordnung und einer Verdrehsicherung in jeweils geschlossener bzw. nicht aktivierter Ausgangsstellung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, jedoch jeweils in einer Stellung während des Aufbaus eines Überdrucks im Behälterinneren,

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung in einer Stellung nach Überschreiten eines ersten Grenzwertes, jedoch vor Erreichen eines zweiten Grenzwertes des Behälterinnendrucks,

Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, jedoch in einer Stellung nach Überschreiten eines dritten bzw. Sicherheitsgrenzwertes des Behälterinnendrucks, und

Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, jedoch in einer Stellung nach Erreichen des Normaldrucks im Behälterinneren und vor Rückführung bzw. Aufheben der Verdrehsicherung.

Der in der Zeichnung dargestellte Verschlussdeckel 111 für bspw. einen Kraftfahrzeugkühler besitzt einen mit einem Griffelement bzw. einer Betätigungshandhabe 112 versehenen Deckelaußenteil 110, an dessen hier als Aufschraubelement ausgebildetem Verschlusselement 113 ein Deckelinnenteil 114 mit einer Unterdruck/Überdruck-Ventilanordnung 115 hängend und relativ verdrehbar gehalten ist. In Gebrauchslage ist der Verschlussdeckel 111 an einem nicht dargestellten Kühlerstutzen fixiert, bspw. aufgeschraubt. Dabei ragt der Deckelinnenteil 114 in Richtung auf das Kühlerinnere in dem Kühlerstutzen vor. Ein O-Ring 116 dichtet den Deckelinnenteil 114 gegen die Kühlerstutzenwandung ab. Beim zweiteiligen Deckelaußenteil 110 ist die kappenartige Betätigungshandhabe 112 auf dem Aufschraubelement 113 axial fixiert, jedoch in Umfangsrichtung verdrehbar. Diese Verdrehbarkeit ist bei Normaldruck im Kühlerinneren durch einen axial bewegbaren Kupplungseinsatz 180 zum Auf- und Abschrauben des Verschlussdeckels 111 blockiert.

Der Überdruckteil der Ventilanordnung 115 ist zweistufig ausgebildet und dient dazu, dass in einer ersten Überdruckstufe ein Leerkochen des Kühlers verhindert und in einer zweiten Überdruckstufe Sicherheit gegen Schäden am Kühlersystem wegen zu hohen Überdrucks gewährleistet ist. Der Überdruckteil der Ventilanordnung 115 besitzt einen einzigen Ventilkörper 117, der innerhalb des Deckelinnenteils 114 zwischen zwei Endstellungen axial bewegbar ist. Der Ventilkörper 117 besitzt eine profilierte Ringdichtung 118, die sowohl eine axial wirkende Dichtflächenanordnung 120 als auch eine radial wirkende Dichtflächenanordnung 121 besitzt. Der Ventilkörper 117 ist mittels einer sich am Deckelinnenteil 114 abstützenden Druckfeder 122 axial nach innen in Richtung zum Behälterinneren vorgespannt.

Der Deckelinnenteil 114 ist zweiteilig ausgebildet und damit aus einem inneren Element 125 und einem äußeren im Aufschraubelement 113 des Deckelaußenteils 110 hängend gehaltenen Hauptelement 126, in welchem das innere Element 125 abgedichtet fixiert ist, zusammengesetzt. Das innere Element 125 ist etwa haubenförmig mit einer axialen Durchbrechung im Haubenboden 128, an dessen Innenseite sich das eine Ende der Druckfeder 122 abstützt. Etwa in Höhe des unteren Endes des Deckelaußenteils 110 ist der Deckelinnenteil 114 außenumfangsseitig mit radialen Abströmöffnungen 129 versehen. Zwischen dem inneren Element 125 und dem Hauptelement 126 ist zur dichten Verbindung ein O-Ring 124 vorgesehen.

Das Hauptelement 126 des Deckelinnenteils 114 besitzt an seinem Boden 131 eine hier koaxiale Durchströmöffnung 132, die eine Verbindung zwischen dem Behälterinneren und dem Inneren des Deckelinnenteils 114 bildet. Die Durchströmöffnung 132 ist koaxial von einem zur Innenseite des Deckelinnenteils 114 abstehenden Ringansatz 133 umgeben, dessen freie Ringstirn einen Dichtsitz 134 für die axiale Dichtflächenanordnung 120 der Profilringdichtung 118 des Ventilkörpers 117 bildet. Zwischen dem Außenumfang des Ringansatzes 133 und dem Innenumfang des Hauptelements 126 in diesem Bereich verbleibt ein Ringraum 136. Oberhalb dieses Ringraumes 136 ist zwischen der unteren Ringstirn des inneren Elementes 125 und einem Rücksprung im Hauptelement 126 des Deckelinnenteils 114 ein Ringeinsatz 138 aufgenommen, der einen U-förmigen Drosselkanal 139 beinhaltet bzw. mit seinen benachbarten Bauteilen bildet. Der U-förmige Drosselkanal 139 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel an einer Stelle des Umfangs des Deckelinnenteils 114 vorgesehen. Der Drosselkanal 139 besitzt zwei in axialem Abstand angeordnete radiale Kanalteile 141 (dem inneren Element 125 benachbart) und 142 (dem Rücksprung im Hauptelement 126 benachbart), die durch einen axialen Kanalteil 143 verbunden sind, der sich zwischen dem betreffenden Innenumfangsbereich des Hauptelements 126 und dem betreffenden Außenumfangsbereich des Ringeinsatzes 138 befindet. Die Kanalteile 141, 142 und 143 sind hier durch im Ringeinsatz 138 eingeschnittene radiale bzw. axiale Nuten gebildet.

Der einteilige Ventilkörper 117 besitzt einen in axialer Richtung radial gestuften Hauptteil 146, der die Profilringdichtung 118 trägt, und auf dem der Profilringdichtung 118 abgewandt ein Führungselement 147 sitzt, das hohlzylindrisch ist und in den hohlen Kupplungseinsatz 180 greift. An einer radialen Außenschulter des Hauptteils 146 des Ventilkörpers 117 stützt sich die Druckfeder 122 ab.

An der Innenfläche eines gestuften Außenumfangsbereichs des Ventilkörpers 117 ist die Profilringdichtung 118 befestigt. Die axiale Dichtflächenanordnung 120 der Profilringdichtung 118 ist im Querschnitt gesehen gewölbeartig ausgebildet und besitzt eine radial äußere Dichtfläche 151, eine radial mittlere Dichtfläche 152 und eine radial innere Dichtfläche 153. Die radial innere Dichtfläche 153 wirkt mit einem noch zu beschreibenden Unterdruckventilkörper 171 zusammen, die radial mittlere Dichtfläche 152 liegt in Ruhestellung der Ventilanordnung 115 auf dem Dichtsitz 134 des Deckelinnenteils 114 auf und die radial äußere Dichtfläche 151 liegt am Boden des Ringraumes 136. Demgegenüber besitzt die radiale Dichtflächenanordnung 121 zwei in bestimmtem axialen Abstand angeordnete Dichtflächen 156 und 157, zwischen denen eine Freisparung 158 vorgesehen ist. Sowohl die obere Dichtfläche 156 als auch die untere Dichtfläche 157, die in die radial äußere Dichtfläche 151 übergeht, liegen an der als Dichtsitz ausgebildeten Innenwandung 161 und/oder 162 des Hauptelements 126 des Deckelinnenteils 114 bzw. des Ringeinsatzes 138 dichtend an.

Das mit seinem einen inneren Ende auf der Außenfläche der Innenschulter des Ventilkörpers 117 aufsitzende Führungselement 147 ragt mit seinem anderen Ende in die zentrische Durchgangsöffnung des Kupplungseinsatzes 180. Dabei sind Kupplungseinsatz 180 und Führungselement 147 gegeneinander verdrehbar und axial zueinander verschiebbar. Die axiale Verschiebbarkeit ist, wie Fig. 1 zeigt, durch aneinander liegende Schultern 181, 182 derart begrenzt, dass Führungselement 147 und Kupplungseinsatz 180 stets ineinander greifen. Das Führungselement 147 ist hülsenartig ausgebildet, wobei dessen Außenumfang am inneren, dem Ventilkörper 117 zugewandten Ende zur Ausbildung von Anlageschultern für eine axiale Federkopplungsanordnung gestuft ist. Die Federkopplungsanordnung besitzt eine erste innere Druckwendelfeder 183, die zwischen dem Kupplungseinsatz 180 und dem Führungselement 147 vorgespannt angeordnet ist, und eine demgegenüber äußere zweite Druckwendelfeder 184, die sich einenends am Führungselement 147 und anderenends am inneren Element 125 des Deckelinnenteils 114 abstützt. Diese beiden Druckwendelfedern 183 und 184 sind von der auf den Ventilkörper 117 wirkenden Druckwendelfeder 122 umgeben.

Der axial verschiebbare Kupplungseinsatz 180, der mit seinem unteren Ende, das das Führungselement 147 übergreift, eine mittige Durchgangsbohrung des inneren Elementes 125 des Deckelinnenteils 114 durchdringt, liegt mit seinem äußeren im Außendurchmesser größeren Ende im Ausgangszustand gemäß Fig. 1 innerhalb einer Ausnehmung 186 eines radialen Flansches 187 des Aufschraubelements 113 und innerhalb eines an der Betätigungshandhabe 112 axial nach innen ragenden zentrischen Ringflansches 188. Der Kupplungseinsatz 180 ist mit dem axialen Flansch 188 an der Betätigungshandhabe 112 in ständiger Weise unverdrehbar verbunden, bspw. durch entsprechende ineinander greifende Umfangsverzahnungen. In der in Fig. 1 dargestellten Ausgangsstellung ist der Kupplungseinsatz 180 außerdem mit dem radialen Flansch 187 des Aufschraubelements 113, und zwar ebenfalls über nicht dargestellte umfangsseitige und axial verlaufende Verzahnungsanordnungen unverdrehbar verbunden. Auf diese Weise sind Betätigungshandhabe 112 und Aufschraubelement 113 in Umfangsrichtung unverdrehbar miteinander verbunden, so dass sich der Verschlussdeckel 111 mittels der Betätigungshandhabe 112 auf den nicht dargestellten Einfüllstutzen eines Behälters auf- und abschrauben lässt.

Im Zentrum des Ventilkörpers 117 ist eine Öffnung 166, die auf der zum Kühlerinneren zugewandten Seite durch den Unterdruckventilkörper 171 der Ventilanordnung 115 verschlossen ist, vorgesehen. Der Unterdruckventilkörper 171 ragt mit seinem Hauptteil 172 durch die zentrale Öffnung 166 und ist an dessen Endbereich von einer Druckfeder 167 beaufschlagt, die sich einenends an einer Schulter des Hauptteils 172 und anderenends an der Außenfläche der Innenschulter des Ventilkörpers 117 abstützt. Auf diese Weise ist der Unterdruckventilkörper 171 mit seinem ringförmigen Dichtsitz 173 an die radial innere Dichtfläche 153 der axialen Dichtflächenanordnung 120 der Profilringdichtung 118 des Ventilkörpers 117 dichtend angelegt.

In der in Fig. 1 dargestellten Ruhe- bzw. Ausgangsbetriebsstellung, in der noch kein Überdruck im Behälterinneren herrscht, ist jegliche Strömungsverbindung zwischen Behälterinnerem und Behälteräußerem durch die dichtende Anlage aller Dichtflächen 151 bis 153 der axialen Dichtflächenanordnung 120 der Profildichtung 118 des Ventilkörpers 117 an den jeweiligen Dichtsitzen 136, 134, 173 des Deckelinnenteils 114 bzw. des Unterdruckventilkörpers 171 verschlossen. Mit anderen Worten, an der Profilringdichtung 118 des Ventilkörpers 117 sowie an der Unterseite des Unterdruckventilkörpers 171 steht durch die Durchströmöffnung 132 hindurch der im Behälterinneren herrschende Normal- bzw. Umgebungsdruck in Form des über dem flüssigen Kühlermedium sich befindenden Luftpolsters an.

Erhöht sich der Behälterinnendruck auf einen bestimmten Betrag, der über dem Normaldruck, aber unter einem ersten Grenzwert des Behälterinnendrucks liegt, wird die Abschraubsicherung des Verschlussdeckels 111 aktiviert. Gemäß Fig. 2 wird der Ventilkörper 117 nach oben bewegt, so dass die Profilringdichtung 118 mit ihrer mittleren Dichtfläche 152 vom Dichtsitz 134 abhebt. Dadurch vergrößert sich die vom Überdruck beaufschlagte Wirkfläche, die bisher nur durch die Unterseite des Unterdruckventilkörpers 171 gebildet war, um die innere axiale Fläche der Profilringdichtung 118. Diese größere Wirkfläche bewirkt bei gleichem Druck eine größere Kraft auf den Ventilkörper 117 und resultiert in dessen vergrößertem Hub. Durch die Hubbewegung des Ventilkörpers 117, die jedoch den Drosselkanal 139 noch nicht freigibt, entgegen der Wirkung der ersten Druckwendelfeder 183 und der zweiten Druckwendelfeder 184 wird das Führungselement 147 zunächst relativ zum Kupplungseinsatz 180 axial verschoben. Da durch diese Hubbewegung die erste Druckwendelfeder 183, die sich am Kupplungseinsatz 180 abstützt, vorgespannt ist, wird der Kupplungseinsatz 180 axial verschoben. Durch diese axiale Bewegung des Kupplungseinsatzes 180 nach außen in Richtung des Pfeiles A und bis zu einem inneren Anschlag an der Unterseite der Betätigungshandhabe 112 kommt der Kupplungseinsatz 180 mit seinem außendurchmessergrößeren Ende von der Verzahnung am Aufschraubelement 113 frei. Diese Ausrückbewegung des Kupplungseinsatzes 180 bewirkt, dass die Betätigungshandhabe 112 gegenüber dem Aufschraubelement 113 leerdreht, so dass ab einem bestimmten definierten Überdruck (hier von bspw. 0,3 bar) ein Abschrauben des Verschlussdeckels 111 nicht mehr möglich ist.

Erhöht sich der Behälterinnendruck weiter, d. h. über den vorgegebenen ersten Grenzwert (bspw. 1,4 bar), erreicht die Ventilanordnung 115 des Verschlussdeckels 111 den in Fig. 3 dargestellten Betriebszustand, gemäß welchem der Ventilkörper 117 entgegen der Wirkung seiner Druckfeder 122 weiter abhebt und die Profilringdichtung 118 in den Bereich des Ringeinsatzes 138 derart gelangt, dass sich die beiden radialen Dichtflächen 156 und 157 der radialen Dichtflächenanordnung 121 der Profilringdichtung 118 des Ventilkörpers 117 unterhalb bzw. oberhalb der radialen Kanalteile 141 und 142 befinden und somit den Drosselkanal 139 beidendig öffnen. In diesem Betriebszustand, in dem die Abschraubsicherung weiterhin aktiviert bleibt, hat sich ein Ausgleich zwischen der Wirkung des Behälterinnendruckes und der Gegenwirkung der Druckfeder 122 eingestellt. Damit ist eine erste Strömungsverbindung zwischen dem Behälterinneren und dem Behälteräußeren geöffnet, die von der Durchströmöffnung 132 über den U-förmigen Drosselkanal 139 zu den Abströmöffnungen 129 führt. Dadurch kann Luft aus dem über dem flüssigen Kühlermedium befindlichen Luftpolster nach außen strömen und den Überdruck kompensieren oder abbauen. Wird dadurch der Überdruck nach unterhalb des ersten Grenzwertes abgebaut, gelangt der Ventilkörper 117 wieder in dichtende Anlage mit dem axialen Dichtsitz 134 des Deckelinnenteils 114.

Erhöht sich dagegen der Behälterinnendruck auch während oder nach dem Entweichen des Luftpolsters weiter und führt dies dazu, dass flüssiges Kühlermedium an die Unterseite der Profilringdichtung 118 und des Unterdruckventilkörpers 171 gelangt, ergibt sich aufgrund des sehr engen Drosselkanals 139 (bspw. in einer Querschnittsgrößenordnung von wenigen hundertstel Millimetern) ein Stau des flüssigen Kühlermediums am Eingang des unteren radialen Kanalteils 142 des Drosselkanals 139 und damit ein Staudruck an den vollflächigen Unterseiten von Profilringdichtung 118 und Unterdruckventilkörper 171. Dieser Staudruck führt zu einer axialen Bewegung des Ventilkörpers 117 weiter entgegen der Wirkung der Druckfeder 122, so dass der Drosselkanal 139 in diesem Betriebszustand von bspw. 1,5 bar in nicht dargestellter Weise am oberen radialen Kanalteil 141 von der oberen radialen Dichtfläche 156 der Profilringdichtung 118 wieder verschlossen wird. Die Abschraubsicherung ist weiterhin aktiviert. Dadurch ist ein Auswurf von flüssigem Kühlermedium verhindert. Wird durch Abkühlen des Kraftfahrzeugkühlers der Behälterinnendruck abgebaut und damit das flüssige Kühlermedium wieder rückgeführt, kann auch der Ventilkörper 117 unter der Wirkung seiner Druckfeder 122 rückgeführt werden, so dass sich der Drosselkanal 139 wieder öffnet und ein weiterer Druckabbau stattfinden kann.

Erhöht sich dagegen der Behälterinnendruck weiter, wird bei Überschreiten eines oberen (Sicherheits-)Druckgrenzwertes (von bspw. 2 bar) der Ventilkörper 117 weiter entgegen der auf ihm lastenden Druckfeder 122 angehoben, so dass in der Wandung sowohl des Ringeinsatzes 138 als auch des inneren Elementes 125 des Deckelinnenteils 114 an bestimmten Umfangsbereichen befindende axiale Abströmkanäle 169 geöffnet werden, die mit der Abströmöffnung 129 und deshalb mit dem Behälteräußeren in Verbindung stehen (Fig. 4). In diesem Betriebszustand ist der obere Kanalteil 141 nach wie vor verschlossen. Diese obere Endstellung des Ventilkörpers 117 ist durch die zusammengepressten Druckfedern 122, 183 und 184 begrenzt. Die Abschraubsicherung bleibt weiterhin aktiviert. Dadurch kann der genannte Überdruck über eine zweite Strömungsverbindung abgebaut werden, wonach eine entsprechende Rückführung des Ventilkörpers 117 über die verschiedenen Betriebszustände durch die Druckfeder 122 erfolgen kann, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.

Fig. 5 zeigt auch einen möglichen kurzfristigen Zustand der Abschraubsicherung dann, wenn der Ventilkörper 117 in seine Ausgangslage zurückgeführt ist und während der Aktivierung der Abschraubsicherung ein Verdrehen der Betätigungshandhabe 112 erfolgt ist. In diesem Falle könnte eingetreten sein, dass der Kupplungseinsatz 180 mit seiner Verzahnung nicht genau über den Zahnlücken der Verzahnung des Aufschraubelements 113 steht. Um in diesem Falle die Abschraubsicherung aus ihrem aktivierten in ihren deaktivierten Zustand gemäß Fig. 1 zurückzuführen, reicht eine kurze Drehbetätigung der Betätigungshandhabe 112 aus, wodurch bewirkt wird, dass die unter erheblicher Vorspannung stehende äußere zweite Druckwendelfeder 184 das Führungselement 147 entgegen Pfeil A nach unten bewegt. Damit wird die innere erste Druckfeder 183 entspannt und das Führungselement 147 nimmt mit seiner Außenringschulter 181 durch Anlage an der Innenringschulter 182 des Kupplungseinsatzes 180 diesen entgegen Pfeil A mit, so dass die Kupplungsverbindung zwischen der Betätigungshandhabe 112 und dem Aufschraubelement 113 wieder einrückt bzw. zur Wirkung kommt. Damit ist die Betriebsstellung insgesamt nach Fig. 1 erreicht und der Verschlussdeckel 111 kann vom Einfüllstutzen des Kühlers gefahrlos abgeschraubt werden.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausgangsstellung nimmt die Ventilanordnung 115 dann ein, wenn sich der Kühlerinnendruck zwischen einem Unterdruckgrenzwert und einem nur sehr geringen Überdruckwert von hier weniger als 0,3 bar bewegt. Derartige Druckverhältnisse herrschen etwa bei einem für längere Zeit abgestellten Fahrzeug oder bei Fahrbetrieb des Fahrzeugs und hinreichender Kühlung der im Kühlerinneren befindlichen Kühlflüssigkeit durch den Fahrtwind und/oder mit Ventilatorunterstützung. Wird das Fahrzeug bspw. nach längerer Fahrt stillgesetzt, so kann sich im Kühlerinneren ein Druckanstieg ergeben, aufgrund dessen der Ventilanordnung 115 Kühlerinhalt (Luft oder Wasser bzw. Wasserdampf) zuströmen kann. Expandiert das Kühlmittelvolumen infolge dieser Nachheizwirkung derart, dass das Behältervolumen überschritten wird, würde dies zwangsläufig zum Kühlmittelausstoß führen. Dieser unerwünschte Effekt wird in vorbeschriebener Weise verhindert. Wenn es in diesem Betriebszustand zu einem weiteren unkontrollierten Druckanstieg im Kühlsystem kommt, müssen Leckagen und andere nachteilige Auswirkungen durch Überbeanspruchung des Kühlerbehältnisses und/oder der Schlauchverbindungsstellen verhindert werden. Diese Auswirkungen werden durch die zweite Ventilstufe gemäß dem Zustand der Fig. 4 verhindert, die den Behälterdruck auf einen vorgegebenen Sicherheitsdruckwert begrenzt.

Herrscht im Kühlerinneren Unterdruck und unterschreitet dieser einen vorgegebenen Unterdruckgrenzwert, so wird, ausgehend von der Betriebslage nach Fig. 1, der Unterdruckventilkörper 171 mit seinem Dichtsitz 173 von der radial inneren Dichtfläche 153 der Profilringdichtung 118 des Ventilkörpers 117 zum Kühlerinneren hin abgehoben. Das Absenken des Unterdruckventilkörpers 171 erfolgt gegen die Vorspannkraft der Druckfeder 167, so dass sich in nicht dargestellter Weise eine dritte Strömungsverbindung zwischen dem Kühlerinneren und dem Kühleräußeren öffnet.

Claims (12)

1. Verschlussdeckel (111) für Öffnungen an Behältern, insbesondere an Kraftfahrzeugkühlern, mit einem Deckelinnenteil (114) und einer ersten und einer zweiten Strömungsverbindung zwischen dem Behälterinneren und dem Behälteräußeren sowie einer Ventilanordnung (115) zum Freigeben und Sperren der Strömungsverbindungen derart, dass bei Überschreiten eines ersten Grenzwertes des Behälterinnendrucks die erste Strömungsverbindung geöffnet wird, die dann bei Erreichen eines zweiten höheren Grenzwertes wieder verschlossen wird, und bei Überschreiten eines sowohl gegenüber dem ersten als auch dem zweiten Grenzwert des Behälterinnendrucks höheren dritten Grenzwertes des Behälterinnendrucks die zweite Strömungsverbindung geöffnet wird, wobei die Ventilanordnung (115) einen axial hin- und herbewegbaren Ventilkörper (117) aufweist, der durch eine Feder (122) in Richtung auf das Behälterinnere gegen einen ersten Dichtsitz (134) an dem Deckelinnenteil (114) gedrückt ist, bei dem nach Patentanmeldung 100 15 563.4 die Ventilanordnung (115) einen einzigen Ventilkörper (117) aufweist, der mit einer ersten axial wirkenden Dichtflächenanordnung (120) und einer zweiten radial wirkenden Dichtflächenanordnung (121) versehen ist, wobei der axial wirkenden Dichtflächenanordnung (120) ein eine am Deckelinnenteil (114) vorgegebene Verbindungsöffnung (132) zum Behälterinneren umgebender axialer Dichtsitz (134) zugeordnet ist und wobei der radial wirkenden Dichtflächenanordnung (121) eine einen Bypass (139) der ersten Strömungsverbindung aufweisende erste radiale Gegendichtfläche (161, 162) und eine eine Sicherheitsabströmöffnung (169) der zweiten Strömungsverbindung aufweisende zweite radiale Gegendichtfläche (161) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Deckelaußenteil (110), an dem der Deckelinnenteil (114) hängend gehalten ist, durch relativ zueinander verdrehbare Griff- und Verschlusselemente (112, 113) gebildet ist, zu deren lösbarem, drehfestem Verbinden ein axial bewegbarer Kupplungseinsatz (180) vorgesehen ist, dessen axiale Bewegung von der druckabhängigen axialen Bewegung des einzigen Ventilkörpers (117) abgeleitet wird.

2. Verschlussdeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der axial bewegbare Kupplungseinsatz (180) innerhalb des Griffelementes (112) des Deckelaußenteils (110) angeordnet ist.

3. Verschlussdeckel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem axial bewegbaren Kupplungseinsatz (180) und dem Ventilkörper (117) eine axiale Federkopplung (183, 184) zum Aus- und/oder Einrücken des Kupplungseinsatzes (180) vorgesehen ist.

4. Verschlussdeckel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem axial bewegbaren Kupplungseinsatz (180) und dem Ventilkörper (117) ein axial bewegbares Führungselement (147) vorgesehen ist.

5. Verschlussdeckel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (147) innerhalb des hohlen Kupplungseinsatzes (180) axial bewegbar und in einer maximalen Auszugsposition durch Endanschlagelemente (181, 182) gehalten ist.

6. Verschlussdeckel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (147) und der Kupplungseinsatz (180) relativ zueinander verdrehbar gehalten sind.

7. Verschlussdeckel nach mindestens einem der Ansprüche 3- 6, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Federkopplung (183, 184) das Führungselement (147) umgibt.

8. Verschlussdeckel nach mindestens einem der Ansprüche 3- 7, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Federkopplung eine erste Druckwendelfeder (183) aufweist, die zwischen dem Führungselement (147) und dem Kupplungseinsatz (180) vorgesehen ist.

9. Verschlussdeckel nach mindestens einem der Ansprüche 3- 8, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Federkopplung eine zweite Druckwendelfeder (183) aufweist, die zwischen dem Führungselement (147) und dem Deckelinnenteil (114) angeordnet ist.

10. Verschlussdeckel nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass die den einzigen Ventilkörper (117) beaufschlagende Druckwendelfeder (122) die Druckfeder bzw. -federn (183, 184) der axialen Federkopplung umgibt.

11. Verschlussdeckel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der axial bewegbare Kupplungseinsatz (180) mit dem Griffelement (112) des Deckelaußenteils (110) ständig drehfest verbunden und gegenüber dieser axial bewegbar und mit dem Verschlusselement (113) des Deckelaußenteils (110) durch axiales Ein- und Ausrücken in Umfangsrichtung lösbar verbindbar ist.

12. Verschlussdeckel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung lösbare Verbindbarkeit durch eine axial gerichtete Umfangsverzahnung von Verschlusselement (113) und Kupplungseinsatz (180) gebildet ist.