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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verschlusskappe für Kühlmittelstutzen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem Fluidanschlussstutzen ein Anschlusselement verstanden, an dem verschiedene Elemente eines Fluidsystems verbindbar sind. Ein Fluidanschlussstutzen kann bevorzugt ein Kühlmittelstutzen sein. Ein solcher Fluidanschlussstutzen kann insbesondere eine VDA-Kupplung eines Kühlsystems eines Verbrennungsmotors sein.
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Aus dem Stand der Technik sind Staubschutzkappen für Fluidanschlussstutzen bekannt. Diese werden üblicherweise auf Fluidanschlussstutzen aufgebracht, um einen Motor, der derartige Fluidanschlussstutzen aufweist, während eines Montageprozesses nicht zu verunreinigen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine, insbesondere druckdichte, Verschlusskappe bereitzustellen, die bei einfacher und kostengünstiger Herstellung eine vereinfachte und kostengünstige Montage des die Verschlusskappe tragenden Motors ermöglicht.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches. Somit wird die Aufgabe gelöst durch eine, insbesondere druckdichte, Verschlusskappe für Fluidanschlussstutzen insbesondere eines Motors, besonders bevorzugt eines Verbrennungsmotors oder Elektromotors eines Fahrzeugs, die einen Grundkörper und ein Zerstörungselement umfasst. Der Grundkörper weist eine Vielzahl von Hinterschneidungselementen auf, mit denen eine formschlüssige Verbindung zu den Fluidanschlussstutzen herstellbar ist. Weiterhin weist der Grundkörper ein Dichtelement auf, mit dem der Fluidanschlussstutzen luftdicht, und insbesondere druckdicht, verschließbar ist.
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Mit dem Zerstörungselement ist der Grundkörper zumindest teilweise zerstörbar. Durch die teilweise Zerstörung des Grundkörpers ist die Verschlusskappe von dem Fluidanschlussstutzen entfernbar. Ist die Verschlusskappe auf dem Fluidanschlussstutzen montiert, so ermöglicht die luftdichte Abschließung des Fluidanschlussstutzens mit der Verschlusskappe einen Drucktest durchzuführen.
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Vor der Montage von Motoren, insbesondere von Verbrennungsmotoren, werden zumeist Drucktests durchgeführt, beispielsweise um die Dichtigkeit des Kühlsystems zu überprüfen. Durch das luftdichte Abschließen durch die Verschlusskappen ist somit eine Voraussetzung für einen Drucktest geschaffen. Es sind daher keine weiteren Elemente zum Verschließen eines als Fluidanschlussstutzens ausgebildeten Fluidanschlussstutzens erforderlich. Durch die Auslegung der Verschlusskappe als Einwegelemente ist somit eine einfache und kostengünstige Herstellbarkeit des Dichtelementes gegeben, da das Dichtelement für lediglich einen einzigen Drucktest ausgelegt sein muss.
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Bevorzugt ist mit dem Dichtelement der Fluidanschlussstutzen staubdicht abdichtbar. Somit ist verhinderbar, dass der Fluidanschlussstutzen und damit das Fluidsystem des Verbrennungsmotors während der Montage des Verbrennungsmotors verunreinigt werden.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Vorteilhafterweise ist mit dem Dichtelement ein Überdruck innerhalb des Fluidanschlussstutzens von bis zum 1,6 bar, insbesondere bis zu 1,8 bar, besonders vorteilhaft bis zu 2,0 bar Relativdruck abdichtbar. Mit derartiger Abdichtbarkeit ist ein aussagekräftiger Drucktest zum Überprüfen eines den Fluidanschlussstutzen aufnehmenden Kühlsystems auf Dichtigkeit und/oder Leckage ermöglicht.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass mit dem Zerstörungselement das Dichtelement zumindest teilweise zerstörbar ist. Somit ist sichergestellt, dass die Verschlusskappe nicht für mehrere Drucktests verwendbar ist, da das Dichtelement insbesondere für lediglich einen einzigen Drucktest ausgelegt ist.
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Durch die Zerstörbarkeit des Dichtelementes ist somit eine Verfälschung des Drucktests durch beschädigte Dichtelemente ausgeschlossen.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Dichtelement eine Dichtlippe ist, die insbesondere gegen eine Umfangsfläche des Fluidanschlussstutzens pressbar ist. Somit ist eine ausreichende Dichtwirkung gegeben. Durch das Anpressen der Dichtlippe gegen die Umfangsfläche des Fluidanschlussstutzens wird die Anpresskraft durch den Grundkörper selbst aufgenommen. Sollte innerhalb des Fluidanschlussstutzens ein Überdruck entstehen, wie dies insbesondere bei einem Drucktest der Fall ist, so wirkt dieser Druck in axialer Richtung des Fluidanschlussstutzens. Auf diese Weise sind insbesondere der Anpressdruck der Dichtlippe und der Überdruck innerhalb des Fluidanschlussstutzens unabhängig voneinander, sodass die Verschlusskappe diese einzelnen Drücke unabhängig voneinander abträgt. Somit ist durch eine einfache Auslegung der Verschlusskappe eine hohe Dichtigkeit gewährleistbar.
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Die Hinterschneidungselemente sind vorteilhafterweise an jeweils einem Steg angeordnet. Dabei ist jeder Steg vorteilhafterweise mit einer Stirnfläche des Grundkörpers verbunden. Durch die Länge der Stege ist eine Stabilität der formschlüssigen Verbindung zwischen Verschlusskappe und Fluidanschlussstutzen einstellbar. Soll die Verschlusskappe hohe Überdrücke innerhalb des Fluidanschlussstutzens abdichten, so werden kürzere Stege benötigt. Durch die Verwendung einzelner Stege und einzelner Hinterschneidungselemente ist die Verschlusskappe sehr materialsparend aufgebaut, wodurch die Verschlusskappe sehr kostengünstig herzustellen ist. Gleichzeitig ist eine zumindest teilweise Zerstörung des Grundkörpers durch das Zerstörungselement vereinfacht, sodass die Verschlusskappe sehr einfach von dem Fluidanschlussstutzen entfernbar ist.
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Dichtelement und Grundkörper sind vorteilhafterweise aus demselben Material hergestellt. Besonders vorteilhaft sind Dichtelement und Grundkörper einstückig hergestellt. So kann die Verschlusskappe vorteilhafterweise durch ein Spritzverfahren hergestellt sein. Die Verschlusskappe ist somit sehr einfach und kostengünstig herstellbar. Gleichzeitig ist eine Abdichtwirkung gegeben.
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Das Zerstörungselement umfasst bevorzugt einen Aufreißbereich des Grundkörpers. Der Aufreißbereich ist dabei gegenüber dem restlichen Grundkörper geschwächt. Die Schwächung kann insbesondere durch Perforation oder Verringerung der Materialstärke eines Teilbereiches des Grundkörpers ausgeführt sein. Somit lässt sich durch Aufbringung einer Kraft auf das Zerstörungselement der geschwächte Teilbereich des Grundkörpers, das heißt der Aufreißbereich, von dem restlichen Grundkörper lösen, sodass der Grundkörper seine Stabilität verliert. Auf diese Weise lässt sich die Verschlusskappe von dem Fluidanschlussstutzen lösen.
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Besonders vorteilhaft ist der Aufreißbereich ein Aufreißsteg. Der Aufreißsteg weist eine Länge auf, die zumindest einem Drittel, insbesondere zumindest einer Hälfte einer Abmessung einer Stirnfläche des Grundkörpers entspricht. Da der Fluidanschlussstutzen, den die Verschlusskappe abdichten soll, zumeist einen kreisförmigen Querschnitt hat, ist auch die Stirnfläche des Grundkörpers bevorzugt kreisförmig. Somit entspricht eine Länge des Aufreißbereiches bevorzugt einem Drittel, besonders bevorzugt einer Hälfte des Durchmessers der Stirnfläche.
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Das Zerstörungselement weist schließlich bevorzugt ein Griffelement auf. Das Griffelement ist vorteilhafterweise als Abreißöse ausgebildet.
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Mit der Verschlusskappe sind vorteilhafterweise Fluidanschlussstutzen mit einer Nennweite zwischen 5 mm und 35 mm, insbesondere mit einer Nennweite von 6 mm oder 8 mm oder 12 mm oder 16 mm oder 20 mm oder 24 mm oder 26 mm oder 32 mm, abdeckbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
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1 eine schematische Ansicht der Verschlusskappe gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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2 eine schematische Draufsicht auf die Verschlusskappe aus 1,
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3 eine schematische Schnittansicht des Schnitts A-A aus 2,
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4 eine schematische Ansicht des Details D aus 3, und
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5 eine schematische Ansicht des Schnitts B-B aus 2.
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1 zeigt schematisch eine Verschlusskappe 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zur besseren Darstellung der Verschlusskappe 1 zeigt 2 eine Draufsicht auf die Verschlusskappe 1, wobei ein Schnitt A-A und ein Schnitt B-B eingezeichnet sind. Der Schnitt A-A ist in 3 gezeigt, der Schnitt B-B in 5. 4 zeigt das Detail D aus 3. Da alle diese Figuren dasselbe Element, nämlich die Verschlusskappe 1, zeigen, werden die 1 bis 5 nachfolgend gemeinsam beschrieben.
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Die Verschlusskappe 1 umfasst einen Grundkörper 2 und ein Zerstörungselement 3. Der Grundkörper 2 wiederum weist eine Stirnfläche 6 auf, an der eine Vielzahl von Stegen 5 befestigt ist. An jedem Steg 5 ist ein Hinterschneidungselement 4 angeordnet.
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Mit den Hinterschneidungselementen 4 ist die Verschlusskappe 1 an einem als Kühlmittelstutzen 10 ausgebildeten Fluidanschlussstutzen formschlüssig befestigbar. Eine Stabilität oder Festigkeit der formschlüssigen Verbindung ist durch die Länge der Stege 5 einstellbar, sodass bei kurzen Stegen 5 eine stabilere Verbindung vorhanden ist als bei langen Stegen 5. Bevorzugt ist die Verschlusskappe 1 spielfrei an dem Kühlmittelstutzen befestigt, sodass die Stirnfläche 6 an einer Ausgangsöffnung des Kühlmittelstutzens 10 anliegt. Ein Bewegen der Verschlusskappe 1 relativ zu dem Kühlmittelstutzen 10 ist damit verhindert.
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An dem Grundkörper 2 ist außerdem ein Dichtelement 8 der Verschlusskappe 1 angeordnet. Vorteilhafterweise ist das Dichtelement 8 einstückig mit dem Grundkörper 2 ausgebildet. Das Dichtelement 8 ist insbesondere als Dichtlippe ausgeführt und ist gegen eine Umfangsfläche des Kühlmittelstutzens 10 pressbar. Auf diese Weise ist ein Überdruck von bis zu 1,6 bar, bevorzugt von bis zu 1,8 bar, besonders vorteilhaft bis zu 2,0 bar, innerhalb des Kühlmittelstutzens 10 abdichtbar. Durch die Anordnung der Dichtlippe 8 an der Umfangsfläche des Kühlmittelstutzens 10 ist dabei eine Anpresskraft des Dichtelementes 8 unabhängig von einem Überdruck innerhalb des Kühlmittelstutzens 10.
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Es ist daher ersichtlich, dass ein Überdruck innerhalb des Kühlmittelstutzens 10 durch die Hinterschneidungselemente 4 aufgenommen wird, während eine Anpresskraft des Dichtelementes 8 durch den Grundkörper 2 selbst erfolgt. Die Verschlusskappe 1 eignet sich damit optimalerweise zur Durchführung von Drucktests von Kühlsystemen von Verbrennungsmotoren, da mit der Verschlusskappe 1 ein Kühlmittelstutzen 10 luftdicht abdichtbar ist. Außerdem erlaubt die Verschlusskappe 1 den Schutz des Kühlmittelstutzens 10 vor Verschmutzung, da die Verschlusskappe 1 den Kühlmittelstutzen 10 zusätzlich staubdicht abdichtet.
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Mit dem Zerstörungselement 3 lässt sich der Grundkörper 2 zumindest teilweise zerstören. In diesem Fall ist die Verschlusskappe 1 von dem Kühlmittelstutzen 10 entfernbar. Das Zerstörungselement 3 umfasst ein als Abreißöse ausgebildetes Griffelement 9, das mit einem Aufreißbereich 7 verbunden ist. Der Aufreißbereich 7 ist ein Teilbereich des Grundkörpers 2, wobei der Aufreißbereich 7 gegenüber dem restlichen Grundkörper 2 geschwächt ist. Dies kann insbesondere durch Perforation oder abschnittsweise geringerer Materialstärke erfolgen. Durch Aufbringen einer Kraft auf das Griffelement 9 ist der Aufreißbereich 7 von dem restlichen Grundkörper 2 lösbar. Somit wird die Struktur des Grundkörpers 2 geschwächt, wodurch die Verschlusskappe 1 von dem Kühlmittelstutzen 10 entfernbar ist.
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Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass durch das Entfernen des Aufreißbereiches 7 das Dichtelement 8 zerstört wird. Insbesondere wird durch das Entfernen des Aufreißbereichs 7 ein Teil des Dichtelements 8 entfernt. Somit ist sichergestellt, dass die Verschlusskappe 1 nach Anwendung des Zerstörungselements 3 und damit nach dem Entfernen der Verschlusskappe 1 von dem Kühlmittelstutzen 10, nicht für einen weiteren Drucktest eines Kühlmittelstutzens 10 verwendet werden kann. Somit ist das Dichtelement 8 lediglich auf die Verwendung für einen einzigen Drucktest auszulegen, was die Herstellung der gesamten Verschlusskappe deutlich vereinfacht. Somit ist die Verschlusskappe 1 sehr einfach und kostengünstig herzustellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verschlusskappe
- 2
- Grundkörper
- 3
- Zerstörungselement
- 4
- Hinterschneidungselement
- 5
- Steg
- 6
- Stirnfläche
- 7
- Aufreißbereich
- 8
- Dichtelement
- 9
- Griffelement
- 10
- Fluidanschlussstutzen (Kühlmittelstutzen)
