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Die
Erfindung betrifft eine Ablaßvorrichtung für einen
Flüssigkeitskasten
eines Wärmeübertragers
für ein
Kraftfahrzeug mit einem eine Ablaßöffnung aufweisenden Ablaßkanal im
Flüssigkeitskasten,
mit einer Ablaßschraube,
die mittels eines Gewindeabschnitts in einem koaxial zu dem Ablaßkanal angeordneten
Aufnahmestutzen festlegbar ist und die einen Dichtabschnitt aufweist,
der zum Verschließen
der Ablaßöffnung in
den Ablaßkanal
eintaucht, sowie mit einem zwischen dem Aufnahmestutzen und dem
Ablaßkanal
quer abgezweigten und zur Außenseite
des Flüssigkeitskastens
führenden
Ablaßstutzen.
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Eine
solche Ablaßvorrichtung
ist aus dem
DE 90 17
255 U1 bekannt. In einem aus Kunststoff bestehenden Flüssigkeitskasten
ist eine Ablaßöffnung vorgesehen,
die durch einen eintauchenden Dichtabschnitt einer Ablaßschraube
verschließbar
ist. Die Ablaßschraube
wird in einen Aufnahmestutzen eingeschraubt, der koaxial in Abstand
vor der Aufnahmeöffnung
vorgesehen ist. Zwischen dem Aufnahmestutzen und der Aufnahmeöffnung zweigt
ein Ablaßstutzen
quer ab, aus dem die durch die Ablaßöffnung aus dem Inneren des
Flüssigkeitskastens
gelangende Kühlflüssigkeit
abgeleitet wird. Die Ablaßöffnung weist
einen geringeren Querschnitt auf als der Aufnahmestutzen. Um bei offener
Ablaßöffnung zu
verhindern, daß Kühlflüssigkeit
durch den Aufnahmestutzen hindurch nach außen dringt, weist die Ablaßschraube
einen weiteren Dichtabschnitt auf, der den Aufnahmestutzen bei offener
Ablaßöffnung verschließt. Am freien
Stirnende der Ablaßschraube sind
mit Rastnasen versehene Fangarme vorgesehen, die den inneren Rand
der Ablaßöffnung hintergreifen
und verhindern, daß die
gelöste
Ablaßschraube
durch den Druck der Kühlflüssigkeit
schlagartig nach außen
gedrückt
wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Ablaßvorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei wenigstens gleicher
Funktionalität
einen vereinfachten Aufbau aufweist.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
daß der Durchmesser
der Ablaßöffnung und
der Durchmesser des Aufnahmestutzens in seinem zum Ablaßkanal hin
weisenden Übergangsbereich
einander zumindest annähernd
entsprechen, daß der
Gewindeabschnitt der Ablaßschraube
eine größere axiale Länge aufweist
als der axiale Abstand des Aufnahmestutzens zur Ablaßöffnung,
und daß der
Dichtabschnitt der Ablaßschraube
an seinem Außenumfang derart
elastisch gestaltet ist, daß er
sowohl den Durchmesser der Ablaßöffnung als
auch den Durchmesser des Aufnahmestutzens jeweils flüssigkeitsdicht
verschließen
kann. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist
an der Ablaßschraube
lediglich ein einzelner Dichtabschnitt notwendig, um sowohl die
Ablaßöffnung als
auch – bei
offener Ablaßöffnung – den Aufnahmestutzen
flüssigkeitsdicht
verschließen
zu können.
Die große
axiale Länge
des Gewindeabschnittes gewährleistet,
daß die
Ablaßschraube
zumindest noch mit einem Teil ihrer Gewindegänge mit dem korrespondierenden
Innengewinde des Aufnahmestutzens in Eingriff steht, wenn die Ablaßöffnung vollständig geöffnet ist,
so daß ein
Herausdrücken der
Ablaßschraube
durch den Druck der Kühlflüssigkeit
verhindert wird. Die Ablaßschraube
weist daher gegenüber
der bekannten Ablaßschraube
einen wesentlich vereinfachten Aufbau auf. Dadurch, daß die Ablaßöffnung nahezu
den gleichen Durchmesser aufweist wie der Aufnahmestutzen, ist diese
gegenüber
dem Stand der Technik vergrößert, wodurch
ein vergrößerter Kühlflüssigkeitsstrom
ableitbar ist. Die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet
somit eine schnelle Entleerung des Wärmeübertragerkreislaufes mit einfachen
Mitteln.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist an einer Außenseite des Flüssigkeitskastens
im Bereich des Aufnahmestutzens eine Fangsicherung für die Ablaßschraube
vorgesehen, die einen Kopf der Ablaßschraube – auf die eingeschraubte Position
bezogen – in
einem axialen Abstand formschlüssig
hintergreift, der etwas geringer ist als die axiale Länge des
Gewindeabschnitts der Ablaßschraube.
Diese Fangsicherung gewährleistet,
daß die
Ablaßschraube
beim Lösen
nicht unkontrolliert durch einen etwaigen Druck der im Inneren des
auch als Kühlmittelkasten bezeichneten
Flüssigkeitskastens
befindlichen Kühlflüssigkeit
herausgedrückt
wird, wodurch bei heißer Kühlflüssigkeit
Verletzungen der jeweiligen Bedienperson entstehen könnten.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind als Fangsicherung wenigstens
zwei zueinander in einem Abstand, der etwas größer ist als der Durchmesser
des Kopfes der Ablaßschraube,
angeordnete Rasthaken an der Außenseite
des Flüssigkeitskastens
angeformt, deren Rastnasen jeweils quer zur Schraubachse der Ablaßschraube
nach innen gerichtet sind. Dies ist eine einfach herstellbare Fangsicherung,
da die Rasthaken in einem Arbeitsgang mit der Herstellung des Flüssigkeitskastens
mit angeformt werden können.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist auf der dem Aufnahmestutzen
gegenüberliegenden Außenseite
des Flüssigkeitskastens
ein Zusatzstutzen für
den Anschluß einer
Kühlmittelleitung
angeordnet, der mit gegenüber
dem Ablaßkanal
verringertem Querschnitt koaxial in diesen hineinragt. Dieser Zusatzstutzen
ist vorteilhaft für
das Ablassen der Kühlflüssigkeit
des gesamten Motorkühlkreislaufes. An
den Zusatzstutzen ist ein Kühlmittelschlauch
anschließbar,
der direkt vom Motorgehäuse
aus zum Flüssigkeitskasten
hin geführt
ist. Dadurch ist eine besonders schnelle und vollständige Entleerung
des Wärmeübertragerkreislaufes
erzielbar.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Ablaßschraube
an ihrer freien Stirnseite einen Verschlußabschnitt auf, der den Stirnrand
des Zusatzstutzens im eingeschraubten Zustand der Ablaßschraube
flüssigkeitsdicht übergreift.
Dadurch dient die Ablaßschraube
neben dem Verschließen der
Ablaßöffnung zusätzlich auch
zum Verschließen des
Zusatzstutzens, ohne daß zusätzliche
Verschlußelemente
benötigt
werden.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie
aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind.
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1 zeigt
einen Teil eines Flüssigkeitskastens
eines Wärmeübertragers
für ein
Kraftfahrzeug auf Höhe
einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Ablaßvorrichtung,
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2 einen
Schnitt durch den Flüssigkeitskasten
nach 1 auf Höhe
der Ablaßvorrichtung entlang
der Schnittlinie II-II in 1,
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3 in
einem Halbschnitt eine Ablaßschraube
für die
erfindungsgemäße Ablaßvorrichtung
nach den 1 und 2, und
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4 in
einem Schnitt eine weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Ablaßvorrichtung ähnlich den 1 und 2 mit
einer Ablaßschraube
nach 3.
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Ein
Flüssigkeitskasten
(1) nach 1 ist Teil eines Wärmeübertragers
für ein
Kraftfahrzeug und ist aus Kunststoff her gestellt. An dem Flüssigkeitskasten
(1) ist ein an sich bekannter Anschlußstutzen (2) für einen
Kühlmittelschlauch
eines Kühlmittelkreislaufs
zwischen einem Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs und dem Wärmeübertrager
angeformt. Der Flüssigkeitskasten
(1) ist außerdem
mit einer Ablaßvorrichtung
(3) versehen, die nachfolgend näher beschrieben wird. Die Ablaßvorrichtung
(3) dient zum Ableiten der Kühlflüssigkeit aus dem gesamten Wärmeübertrager
und damit auch aus dem Inneren (12) des Flüssigkeitskastens
(1). Durch die Ablaßvorrichtung
(3) ist auch der gesamte Kühlkreislauf für das Antriebsaggregat
des Kraftfahrzeugs entleerbar. Die Ablaßvorrichtung (3) ist
bis auf eine nachfolgend ebenfalls näher beschriebene Ablaßschraube
(16) einstückig
im Flüssigkeitskasten
(1) integriert.
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Die
Ablaßvorrichtung
(3) weist einen an den Flüssigkeitsraum (12)
des Flüssigkeitskastens
(1) anschließenden
Ablaßkanal
(6) auf, der mit einer Ablaßöffnung (7) mit kreisförmigem Querschnitt
versehen ist. Die Ablaßöffnung (7)
und der Ablaßkanal
(6) weisen eine Mittellängsachse
(4) auf, die sich quer zu einer nicht näher bezeichneten Längsachse
des Flüssigkeitskastens
(1) erstreckt. In axialer Verlängerung schließt an den
Ablaßkanal
(6) und an die Ablaßöffnung (7)
ein Aufnahmstutzen (5) an, der sich bis zur Außenseite
des Flüssigkeitskastens
(1) fortsetzt. Der Aufnahmestutzen (5) ist koaxial
zu der Mittellängsachse
(4) ausgerichtet. Von der Außenseite des Flüssigkeitskastens
(1) erstreckt sich im Aufnahmestutzen (5) koaxial
zur Mittellängsachse
(4) nach innen ein Innengewinde (15). An das Innengewinde (15)
schließt
sich axial zur Ablaßöffnung (7)
hin ein einen Dichtbereich (14) aufweisender Übergangsbereich
an, der ebenfalls einen kreisförmigen
Querschnitt aufweist. Der Übergangsbereich
geht mittels einer schmalen konischen Abstufung (13) in
die Ablaßöffnung (7) über. Auf
Höhe des Übergangsbereiches
zweigt zwischen dem Aufnahmestutzen (5) und der Ablaßöffnung (7)
ein Ablaßstutzen
(8) quer zur Mittellängsachse
(4) ab, der zur Außenseite
des Flüssigkeitskastens
(1) hin offen ist. Der Durchmesser der Ablaßöffnung (7)
ist geringfügig
kleiner als der Durchmesser des Übergangbereiches
und des Dichtbereiches (14) am Übergang zwischen dem Aufnahmestutzen
(5) und dem Ablaßstutzen
(8).
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In
den Aufnahmestutzen (5) ist von außen eine Ablaßschraube
(16) einschraubbar, die ebenalls aus Kunststoff hergestellt
ist. Die Ablaßschraube
(16) ist rotationssymetrisch zu ihrer Einschraubachse gestaltet,
die beim Einschrauben der Ablaßschraube (16)
mit der Mittellängsachse
(4) der Ablaßvorrichtung
(3) identisch ist und somit in der Darstellung nach 3 kein
eigenes Bezugszeichen erhalten hat. Die Ablaßschraube (16) weist
einen scheibenförmigen
Kopf (17) auf, in dem nicht näher bezeichnete Werkzeugangriffsflächen in
Form von Innensechskantflächen
integriert sind. Der Kopf (17) liegt im eingeschraubten
Zustand der Ablaßschraube
(16) an der Außenseite
des Flüssigkeitskastens
(1) an. An den Kopf (17) schließt ein Gewindeabschnitt
(18) an, dessen axiale Länge an die axiale Länge des
Innengewindes (15) des Aufnahmestutzens (5) angepaßt ist.
An den Gewindeabschnitt (18) schließt axial ein zylindrischer
Abschnitt geringeren Durchmesers an. Zur freien Stirnseite der Ablaßschraube
(16) hin schließt
an diesen Abschnitt ein zylindrischer Dichtabschnitt (19)
an, der gegenüber
dem mittleren zylindrischen Abschnitt noch einmal auf einen geringfügig verkleinerten
Durchmesser abgestuft ist. In dem Dichtabschnitt (19) ist
eine Ringnut (20) vorgesehen, in die ein elastischer Dichtring,
insbesondere ein O-Ring,
einsetzbar ist. Ein solcher O-Ring (22) ist in 4 dargestellt.
In der Stirnseite der Ablaßschraube
(16) selbst ist eine weitere Ringnut (21) integriert, die
als Verschluß für einen
inneren Stirnrand (24) eines in den Ablaßkanal (6a)
hineinragenden Zusatzstutzens (23, 25) dient,
wie es nachfolgend anhand des Ausführungsbeispiels gemäß 4 beschrieben ist.
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Die
Länge des
Gewindeabschnitts (18) sowie die Länge des zugehörigen Innengewindes
(15) des Aufnahmestutzens (5) – auf die Mittellängsachse (4)
bezogen – ist
größer als
der Abstand des Dichtbereichs (14) zu der Ablaßöffnung (7).
Dadurch ergibt sich für
die Ablaßschraube
(16) die nachfolgend beschriebene Funktion. Im vollkommen
eingeschraubten Zustand der Ablaßschraube (16), wie
anhand des geringfügig
modifizierten Ausführungsbeispiels
gemäß 4 dargestellt
ist, taucht der Dichtabschnitt (19) in die Ablaßöffnung (7, 7a)
des Ablaßkanales
(6, 6a) ein. Der O-Ring (22) des Dichtabschnittes
(19) liegt dicht an der Wandung der Ablaßöffnung (7)
an und verschließt
die Ablaßöffnung (7, 7a).
Sobald nun die Ablaßschraube
(16) aus dieser Position nach außen herausgeschraubt wird,
gibt der Dichtabschnitt (19) die Ablaßöffnung (7) frei, wodurch
Kühlflüssigkeit
(K) aus dem Flüssigkeitsraum
(12) zum Ablaßstutzen
(8) und nach außen
abgeleitet werden kann. Während
des kurzen Zeitraumes, während
dessen der Dichtabschnitt (19) der Ablaßschraube (16) beim Herausschrauben
sich auf axialer Höhe
des Ablaßstutzens
(8) befindet, wird die Abdichtung des Aufnahmestutzens
(5) durch die ineinandergreifenden Gewindegänge des
Innengewindes (15) und des Gewindeabschnitts (18)
der Ablaßschraube
(16) übernommen.
Beim weiteren Herausschrauben der Ablaßschraube (16) gelangt
der Dichtabschnitt (19) in den Dichtbereich (14)
des Übergangsbereiches
zwischen dem Aufnahmestutzen (5) und dem Ablaßstutzen
(8), der einen gegenüber
der Ablaßöffnung (7)
lediglich geringfügig
vergrößerten Durchmesser
aufweist. Die Elastizität
des O-Ringes (22) ist so ausgelegt, daß sich der O-Ring (22)
auch im Dichtbereich (14) noch ausreichend flüssigkeitsdicht
an die Wandung des Dichtbereiches (14) anlegt. Bei einem
nicht dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Durchmesser des Dichtbereiches (14) und der Ablaßöffnung (7)
identisch gestaltet. Somit übernimmt
der Dichtabschnitt (19) mit seinem O-Ring (22)
in dieser Position der Ablaßschraube
(16) die Abdichtung des Aufnahmestutzens (5) und
verhindert, daß Kühlflüssigkeit
statt durch den Ablaßstutzen
(8) durch den Aufnahmestutzen (5) nach außen gelangt.
In dieser Position der Ablaßschraube
(16) greifen noch genügend
Gewindegänge
des Innengewindes (15) und des Gewindeabschnitts (18) der
Ablaßschraube
(16) ineinander ein, um eine sichere Positionierung und Fixierung
der Ablaßschraube
(16) im Aufnahmestutzen (5) zu gewährleisten.
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Um
bei einem vollständigen
Herausschrauben der Ablaßschraube
(16) ein unkontrolliertes Herausdrücken der Ablaßschraube
(16) durch etwaigen Druck der Kühlflüssigkeit (K) zu vermeiden,
ist an der Außenseite
des Flüssigkeitskastens
(1) im Bereich des Aufnahmestutzens (5) eine Fangsicherung
(9, 10) in Form von zwei sehr breit gestalteten
Fanghaken (9) vorgesehen, die einstückig am Gehäuse des Flüssigkeitskastens (1)
angeformt sind. Die beiden Fanghaken (9) stehen einander
diametral gegenüber und
sind zur Mittellängsachse
(4) um einen bestimmten Betrag seitlich versetzt. Beide
Fanghaken (9) weisen jeweils eine sich über die gesamte Breite des
jeweiligen Fanghakens (9) erstreckende Rastnase (10) auf,
die jeweils zum anderen Fanghaken (9) hin nach innen ragt.
Der Abstand der beiden Fanghaken (9) zueinander ist etwas
größer als
der Durchmesser des Kopfes (17) der Ablaßschraube
(16), so daß das
freie Hinein- oder Herausschrauben der Ablaßschraube (16) durch
die Fanghaken (9) nicht behindert wird (1).
Die Rasthaken (10) ragen so weit zur Mittellängsachse
(4) nach innen ab, daß sie
den Kopf (17) der Ablaßschraube
(16) hintergreifen. Der Abstand der Rastnasen (10)
zur Außenseite
des Aufnahmestutzens (5) ist etwas geringer als die axiale
Länge des
Innengewindes (15) und des Gewindeabschnitts (18)
der Ablaßschraube
(16). Auf den den Rastnasen (10) gegenüberliegenden
Rückseiten
der Fanghaken (9) ist für
jeden Fanghaken (9) eine Stützrippe (11) vorgesehen,
die in geringem Abstand zum jeweiligen Fanghaken (9) angeordnet
ist und den Biegeweg des jeweiligen Fanghakens (9) begrenzt.
Die Stützrippen
(11) sollen verhindern, daß eine unter hohem Druck herausgedrückte Ablaßschraube
(16) die Fanghaken (9) in einfacher Weise zur
Seite drückt, wodurch
eine ausreichende Funktion der Fangsicherung nicht gewährleistet
wäre.
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Die
Ablaßvorrichtung
gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach 4 entspricht im wesentlichen dem zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispiel,
so daß sich
die nachfolgende Beschreibung auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel
nach den 1 bis 3 beschränkt. Das
Gehäuse
des Flüssigkeitskastens
(1) weist auf der dem Aufnahmestutzen (5) gegenüberliegenden
Seite einen Zusatzstutzen (23, 25) auf, der koaxial
zur Mittellängsachse
(4) in die Außenwandung
des Flüssigkeitskastens
(1) eingeformt ist und einen nach außen weisenden Stutzenabschnitt
(25) sowie einen nach innen weisenden Stutzenabschnitt
(23) aufweist. Der Durchmesser des Zusatzstutzens (23, 25)
ist geringer als der Innendurchmesser des Ablaßkanales (6a) und
der Ablaßöffnung (7a).
Ein innerer Stirnrand des inneren Stutzenabschnittes (23)
des Zusatzstutzens (23, 25) ragt bis auf Höhe der Ablaßöffnung (7a)
koaxial zur Mittellängsachse
(4) in den Ablaßkanal
(6a) hinein. Durch den geringeren Außendurchmesser des Stutzenabschnitts
(23) wird der Abfluß des
Kühlmittels aus
dem Flüssigkeitsraum
(12) des Flüssigkeitskastens
(1) nicht behindert. Der innere Stirnrand (24)
des Stutzenabschnitts (23) ragt so weit in den Ablaßkanal (6a)
hinein, daß die
Ablaßschraube
mit ihrer im Bereich der freien Stirnseite vorgesehenen Ringnut (21),
die an den Stutzenabschnitt (23) angepaßt ist, den freien Stirnrand
(24) flüssigkeitsdicht
aufnimmt und übergreift.
An den äußeren Stutzenabschnitt
(25) des Zusatzstutzens (23, 25) ist
ein Kühlmittelschlauch
ansetzbar, der direkt mit den Kühlflüssigkeitskanälen des
Antriebsaggregates verbunden ist und so eine schnellere und vollständigere
Entleerung des gesamten Motorkühlkreislaufes
ermöglicht.
Sobald die Ablaßschraube
(16) aus der in 4 dargestellten Position nach
außen
geschraubt wird, gibt die Ringnut (21) den Zusatzstutzen
(23, 25) frei, wodurch Kühlflüssigkeit (K) vom Zusatzstutzen
(23, 25) sowie entsprechende Kühlflüssigkeit (K) aus dem Flüssigkeitsraum
(12) des Flüssigkeitskastens
(1) zum Ablaßstutzen
(8) und nach außen
abgeleitet werden kann.