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Kühlerverschluß mit Überdruckventil Die Erfindung bezieht sich auf
einen Kühlerverschluß mit überdruckventil und Schraubdeckel, wie man ihn bei Kühlern
oder Wasserausgleichsbehältern von wassergekühlten Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere
von Kraftfahrzeugen verwendet. Das Überdruckventil wird separat vom KUhlerverschluß-Deckel
gefertigt und nachfolgend mit diesem verbunden. Bei Schraubdeckeln mit Außengewinde
ist die Vereinigung dieser beiden Elemente nicht schwieriger als bei Bajonettverschluß-Deckeln.
Anders ist es hingegen
wenn der Schraubdeckel kein Außengewinde
besitzt.
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Demnach besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen
Kühlerverschluß mit Überdruckventil zum Aufschrauben auf einen mit Außengewinde
versehenen Anschlußstutzen eines Kühlers oder eines Kühler-Wasserausgleichsbehälters
zu schaffen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Kühlerverschluß mit Oberdruckventil
und Schraubdeckel vorgeschlagen, welcher erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet
ist, daß der Schraubdeckel des Kühlerverschlußes ein Innengewinde aufweist und mit
dem überdruckventil über eine Einschnapp-oder Einrastverbindung verbunden ist. Letztere
muß im Innern des beispielsweise als Schraubkappe ausgebildeten Schraubdeckels liegen,
in das auch das Überdruckventil hineinragt. Andererseits muß zwischen dem Uberdruckventil-Gehäuse
und dem Gewinde des Schraubdeckels noch ein genügend breiter Ringraum zur Aufnahme
des Schraubstutzens vorhanden sein. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß ein elastisches Befestigungselement mit
seinem Außenrand in eine Radialnut oder das Deckelgewinde eingreift, während das
innere Ende des Überdruckventil-Gehäuses zwischen
dem Deckel und
dem Innenrand des Befestigungselements gehalten ist. Sofern man das Deckelgewinde
zum axialen Festhalten des elastischen Befestigungselements heranzieht, muß man
durch geeignete Mittel dafür sorgen, daß sich das Befestigungselement nicht unbeabsichtigterweise
herausschrauben kann. Ein Einschrauben des Befestigungselements ist hingegen nicht
notwendig, da es elastisch deformierbar ist und somit an den einzelnen Gewindegängen
vorbeigeschoben werden kann. Beim Verrasten des Befestigungselements mit dem Deckelgewinde
muß außerdem noch Sorge dafür getragen werden, daß es in den wendelförmigen Gewindegang,
der zum Festhalten ausersehen ist, einrasten kann. Seine Außenkontur muß also selbst
wendelförmig gestaltet sein oder eine solche Gestalt annehmen können. Dem Einrasten
des elastischen Befestigungselements in eine Radialnut der inneren Deckelwandung
ist insofern der Vorzug zu geben, weil dabei keine separate Absicherung gegen unbeabsichtigtes
axiales Lösen des Befestigungselements gegeben ist. Außerdem muß aucfr keine Anpassung
des Außenrands an die- Steigung des Innengewindes vorgesehen oder ermöglicht werden.
Das Befestigungselement wird wiederum in axialer Richtung ins Innere des Schraubdeckels
hineingedrückt, wobei sein Außenrand bei
Erreichen der Radialnut
automatisch in diese einspringt.
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Ein Herausziehen ist dabei nur noch unter Aufwendung rel. großer Kraft
möglich. Diese übersteigt jedoch die üblicherweise an einem solchen Kühlerverschluß
auftretenden Kräfte beim Anbringen und Abnehmen weit. Der Innenrand des Befestigungselements
liegt in Montagerichtung des Überdruckventils vor dem inneren Ende des überdruckventils,
so daß dieses durch das Befestigungselement am Herausziehen gehindert ist. Außerdem
kann das elastische Befestigungselement in zweckmäßiger Weise auch als Anpreßglied
für dieses innere Ende des Überdruckventil-Gehäuses ausgenutzt werden, das mit seinem
freien Ende am Boden des Schraubdeckels bzw. der Schraubkappe anliegen kann.
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Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das elastische
Befestigungselement in eine äuPoere Umfangsnut des Überdruckventil-Gehäuses eingreift,
deren Außendurchmesser kleiner ist als der Gewindeinnendurchmesser.
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Hierbei rastet also das Befestigungselement nicht nur in eine nach
innen weisende Außennut, sondern gleichzeitig auch in eine nach außen weisende Innennut
des Überdruckventil-Gehäuses ein, wobei diese beiden Nuten bezüglich der Längsachse
des Schraubdeckels vorzugsweise
etwa auf gleicher Höhe liegen.
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Eine andere Variante der Erfindung besteht darin, daß das innere Ende
des Überdruckventil-Gehäuses durch einen radial überstehenden Bund gebildet ist,
dessen Außendurchmesser höchstens dem Gewindeinnendurchmesser entspricht. Das Überdruckventil
wird dabei also mit dem seitlich überstehenden Gehäusebund voran in den Schraubdeckel
bzw. die Schraubkappe eingeschoben. Hierbei kann das Befestigungselement bereits
vor der Montage auf das Überdruckventil-Gehäuse aufgesetzt werden und an der nachfolgend
nach außen weisenden Fläche des Gehäusebundes anliegen. Beim Einschieben rastet
dann das elastische Befestigungselement entlang der verschiedenen Gewindegänge und
springt in die Radialnut des Schraubdeckels ein, sobald sich sein Außenrand in der
entsprechenden Verrastlage befindet. Damit sind dann alle drei Teile zu einer Einheit
verbunden.
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Bei einem Kühlerverschluß mit am Deckel angebrachter Radialnut zum
schnappenden Anbringen des Befestigungselements besteht ein weiteres Merkmal der
Erfindung darin, daß sich die Radialnut etwa am inneren Gewindeende befindet und
das Befestigungselement aus einem
elastisch biegbaren, insbesondere
aus Gummi gefertigten Ring besteht, dessen Außendurchmesser höchstens dem Decke
l-Radialnut-Außendurchmesser und dessen Innendurchmesser maximal dem Innendurchmesser
des Uberaruckventil-Gehäusebundes oder der Umfangsnut des Uberdruckventil-Gehäuses
entspricht. Auch in diesem Falle kann das als Ring ausgebildete BefestiÕuncJselement
zunächst am über druckventil-Genäuse eingesprengt und nachfolgend mit diesem zusammen
in den Schraubdeclcel eingedrückt werden. Andererseits kann man aber auch das Überdruckventil
zunächst in den Schraubdeckel einsetzen und nachfolgend den Gummi-Ring auf das nach
außen wiegende freie Ende des Uberdruckventil-Gehäuses aufschieben und mit Hilfe
beiscielsweiso eines geeigneten Werkzeugs in den Ringspalt zwischen Schraubde cke
lgewinde und Uberdruckventil-Gehause hineindrücken. Während des Einschiebens ist
der Gummiring einer rel.
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starken elastischen Verformung unterworfen, weil sein Außendurchmesser
größer ist als der Innendurchmesser des Schraubdeckel-Gewindes und im Falle einer
Außennut des Überdruckventil-Gehäuses sein Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser
des Überdrúckventil-Gehäuses.
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Nach dem Einrasten kann er jedoch seine im unmontierten Zustand vorhandene
Gestalt zumindest weitgehend einnehmen.
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Mit Hilfe einer geringen elastischen Restverformung kann man ein leichtes
AnDressen des inneren Überdruckventil-Gehäuseendes an den Boden des Schraubdeckels
bzw. der
Schraubkappe erreichen.
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Das elastische Befestigungselement kann bei einer anderen Ausführungsform
der Erfindung aus einem Sprengring'oder dgl.
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bestehen, der ebenfalls in den Ringspalt zwischen dem Schraubdeckelgewinde
und dem Überdruckventil-Gehäuse eingesetzt wird, dessen Breite er selbstverständlich
angepaßt sein muß und der bei Erreichen der notwendigen Montagetiefe in die Radialnut
des Schraubdeckels einspringt. In diesem Falle muß aber das Überdruckventil-Gehäuse
mit einem radial überstehenden Befestigungsbund versehen werden, der sich dann an
die ihm zugewandte Fläche des Sprengringes anlegt.
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Von ganz besonderem Vorteil ist es, daß das als Ring gestaltete Befestigungselement
gleichzeitig einen Dichtring für den Kühlerverschluß bildet und damit also zumindest
noch eine zweite Aufgabe übernehmen kann. Umgekehrt kann man es auch so ausdrücken,
daß der ohnehin notwendige Dichtring eines derartigen Kühlerverschlußes gleichzeitig
auch noch als Befestigungsring für das überdruckventil verwendet werden kann, so
daß dadurch separate Befestigungsmittel entfallen.
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Eine andere Variante der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß
der Deckel eine in sein Inneres ragende
Druckknopfhälfte besitzt,
die mit einer Druckknopfgegenhälfte des Uberdruckventil-Gehäuses zusammenwirkt,
die Druckknopfgegenhäfte insbesondere durch eine zentrische Bohrung des Uberdruckventil-Gehäuses
gebildet ist.
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Die am Deckel befindliche Druckknopfhlfte ist also dornartig mit verdicktem
Kopf. Das Überdruckventil läßt sich durch einfaches Aufdrücken auf diesen Dorn am
bzw.
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im Schraubdeckel befestigen. Bei zentrischer Druckknopf-Anbringung
muß das überdruckventil-Gehäuse mit mindestens einer außermittigen Abströmöffnung
versehen werden.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß zusätzlich
ein Unterdruckventil vorhanden ist, insbesondere das Überdruckventil-Verschlußorgan
das Unterdruckventil aufnimmt. Dabei kann eine zentrische Bohrung des Überdruckventil-Verschlußorgans
in bekannter Weise zugleich auch Gehäuse für das Unterdruckventil sein.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Figur 1 einen vertikalen Längsmittelschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Kühlerverschluß, an welchem zwei Varianten der Erfindung verwirklicht sind;
Figur
2 einenentsprechenden Längsmittelschnitt zur Verdeutlichung zweier weiterer Varianten
der Erfindung.
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Der erfindungsgemäße Kühlerverschluß besteht im wesentlichen aus dem
Schraubdeckel 1 und dem daran befestigten Überdruckventil 2. Bei den in Fig. 1 und
der rechten Bildhälfte der Fig. 2 gezeigten Varianten ist außerdem noch ein Unterdruckventil
3 vorhanden. Es ist in eine Bohrung 5 des Überdruckventil-Absperrorgans 4 eingesetzt.
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Zwischen letzteres und dem Deckel 6 des Oberdruckventil-Gehäuses 7
ist eine Vorspannfeder 8 geschaltet. Sie besteht aus einer Spiraldruckfeder und
wird durch das zapfenförmige innere Ende des Uberdruckventil-Absperrorgans 4 zentriert.
Die Bohrung 5 des Uberdruckventil-Gehäuses 7 verengt sich zweimal stufenweise. Am
ersten Absatz 9 dieser Bohrung liegt der Boden eines topfförmigen Gehäuses 10 des
Unterdruckventils 3 an. Der nach außen weisende Topfrand hält eine Weichdichtung
11 des Überdruekventil-Absperrorgans 2 fest. Sie arbeitet mit einem Ventilsitz 12
des Überdruckventils 2 zusammen, der durch eine nach innen ragende Sicke des Überdruckventil-Gehäuses
7 gebildet ist. Die Anpressung erfolgt mit Hilfe der Vorspannfeder 8.
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Das topfförmige Gehäuse 10 des Unterdruckventils 3 ist aus Messingblech
tiefgezogen. Es besitzt an seinem Topfboden eine zentrische Bohrung und eine dazu
konzentrisch angeordnete ringförmige Sicke, welche den Ventilsitz 13 des Unterdruckventils
bildet. Das als Ventilteller gestaltete Verschlußorgan 14 ist einstückig mit einem
dornartigen Ansatz 15 hergestellt, dessen freies Ende pilz- oder kegelförmig gestaltet
und gegenüber dem Schaft verdickt ist. Dadurch entsteht eine Schulter bzw. ein Bund
16, an welchem sich das dünnere Ende einer konischen, den Ansatz konzentrisch umgebenden
Unterdruckventil-Schließfeder 17 abstützt. Das dicke Ende der letzteren liegt an
der vom Verschlußorgan 14 wegweisenden Fläche 18 des Gehäusebodens an. Gegebenenfalls
kann auch hier eine aus einem Weichgummiring bestehende Dichtung 19 zwischengeschaltet
werden. Der verdickte Kopf 20 des dornartigen Ansatzes 15 wird sowohl durch die
Bohrung dieser Dichtung 19, als auch diejenige des Gehäusebodens und das innere
Ende der Schließfeder 17 hindurchgedrückt.
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Der Schraubdeckel 1 ist insbesondere aus Kunststoff hergestellt und
besitzt ein Innengewinde 21, mit dessen Hilfe er an einem nicht gezeigten Schraubstutzen
des
Kühlers beispielsweise eines Kraftfahrzeugs aufgeschraubt werden
kann. Erfindungsgemäß sind der Schraubdeckel 1 und das Überdruckventil 2 über eine
Einschnapp- oder Einrastverbindung miteinander verbunden. Bei der linken Bildhälfte
der Fig. 1 ist das innere Ende des Uberdruckventil-Gehäuses durch einen radial nach
außen überstehenden Bund 22 gebildet. Seine nach innen weisende Fläche liegt an
der in Gegenrichtung weisenden Stützfläche 23 des Schraubedeckelbodens an, die vorzugsweise
ringförmig ausgebildet ist und nach innen übersteht. Dadurch ist die Möglichkeit
geschaffen, einen oder mehrere winkelförmige, in radialer Richtung in den Schraubdeckel
eingearbeitete Abströmkanäle 24 für das bei Überdruck austretende Medium zu schaffen,
welches das Überdruckventil-Gehäuse 7 über die zentrische Bohrung 25 oder außermittige
Auslässe 26 verläßt. Das Überdruckventil 2, genauer gesagt, dessen Gehäuse 7, wird
mit Hilfe eines elastischen Befestigungselements 27 im Schraubdeckel 1 festgehalten.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht dieses Befestigungselement
aus einem Gummiring, dessen Innendurchmesser 28 beim Ausführungsbeispiel der linken
Bildhälfte der Fig. 1 etwa dem Außendurchmesser des Ventilgehäuses 7 entspricht
und dessen Außenrand 29 in eine nach innen offene, in die Wandung des Schraubdeckels
1 eingearbeitete Radialnut 30 eingreift. Es
übernimmt dabei dreierlei
Aufgaben. Zunächst dient es als Befestigungselement für das Überdruckventil. Gleichzeitig
stellt es auch eine Dichtung für den erfindungsgemäßen Kühlerverschluß dar, weil
bei vollständig montiertem Kühlerverschluß seine nach außen weisende Stirnfläche
31 an dem freien Ende des Kühler-Befestigungsstutzens oder dgl. zur dichten Anlage
kommt. Schließlich bildet es auch noch einen Niederhalter für den Bund 22, der nicht
nur gegen Herausziehen gesichert, sondern auch möglichst noch an die Stützfläche
23 angedrückt werden sollte. Beim Zusammenbau wird zunächst das Überdruckventil
in den Schraubdeckel 1 eingesetzt. Nachfolgend drückt man das elastische Befestigungselement
27 mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs in den Ringspalt 32 hinein, wobei er sich
relativ stark elastisch verformen kann. Sobald er am inneren Ende dieses Ringspalts
32 angekommen ist, springt sein Außenrand in die Radialnut 30 ein und er nimmt dann
die in Fig. 1 (linke Bildhälfte) gezeichnete Endlage ein.
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In der rechten Bildhäfte der Fig. 1 greift das elastische Befestigungselement
27 gleichzeitig in die Radialnut 30 des Schraubdeckels 1 sowie eine äußere Umfangsnut
33 des Überdruckventil-Gehäuses 7 ein. Er besteht wiederum aus einem elastischen
Gummiring, dessen Innendurchmesser
allerdings kleiner ist als derjenige
des in der linken Bildhälfte der Fig. 1 gezeigten Rings.
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Eine nicht gezeigte Variante der Erfindung besteht darin, daß bei
der in der linken Bildhälfte der Fig. 1 gezeigten Aus führungs form anstelle eines
Gummirings ein Sprengring oder dgl. verwendet wird, der zur Montage zunächst verengt
und in gleicher Weise durch den Ringspalt 32 geschoben wird und anschließend in
die Radialnut 30 des Schraubdeckels 1 einspringt. Seine Innenkontur ist in Fig.
1 durch eine gestrichelte Linie 34 angedeutet. Bei Verwendung eines Sprengringes
ist allerdings ein zusätzlicher Dichtring notwendig, weswegen aus dieser Sicht gesehen,
dem Gummiring der Vorzug zu geben ist.
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Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 wird anstelle der Einrastverbindung
eine Einsehnappverbindung zur Vereinigung von Schraubdeckel 1 und Überdruckventil
2 vorgesehen. In der linken Bildhälfte ist eine Druckknopfhälfte 35 einstückig mit
dem Schraubdeckel gefertigt, beispielsweise durch Spritzen. Sie besteht aus einer
elastisch zusammendrückbaren Hülse mit verdicktem Kopf 36. Letzterer hintergreift
eine zentrische Bohrung 37 des Deckels 6 des Überdruckventil-Gehäuses 7. Dies ist
auch der Grund, weswegen bei dieser Variante außermittige
Auslässe
26 für das bei Überdruek abströmende Medium vorgesehen sind. Selbstverständlich
strömt die Außenluft bei Unterdruck gleichfalls über diese Auslässe 26 und die Abströmkanäle
24, welche in diesem Falle dann Zuströmkanäle sind.
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In der rechten Bildhälfte der Fig. 2 ist eine nülsenförmige, aus metall
gefertigte Druckknoofhälfte 38 mittels eines Niets 39 am Boden des Schraubdeckels
1 befestigt. Am inneren Ende erweiterte Längsschlitze 14 ermöglichen ein radiales
Zusammenpressen beim Verrasten mit der Bohrung 37 des Deckels 6. Auch bei aiesen
beiden Varianten ist ein zusätzlicher Dichtring 41 zweckmäßig.