DE2620296C3

DE2620296C3 - Kappe für einen Kühlerfüllstutzen

Info

Publication number: DE2620296C3
Application number: DE2620296A
Authority: DE
Inventors: William R. Indianapolis Coffey; Billy G. Crute; Henry Connersville Ruhl
Original assignee: Stant Manufacturing Co Inc Connersville Ind (vsta)
Current assignee: Stant Manufacturing Co Inc Connersville Ind (vsta)
Priority date: 1975-09-05
Filing date: 1976-05-07
Publication date: 1980-07-24
Also published as: JPS5232439A; FR2322793A1; US4136795A; JPS5527214B2; DE2620296A1; CA1041993A; DE2620296B2; DE2660193C2; FR2322793B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kappe für einen Kühlerfüllstutzen mit einem in der Umfangsrichtung verlaufenden oberen Rand und einem gegenüber diesem Rand nach unten versetzten, radial nach innen ragenden, sich in der Umfangsrichtung erstreckenden, nach oben weisenden Druckyentilsitz, wobei zu der Kappe ein äußeres Mantelteil zum Zusammenarbeiten mit dem Füllstutzen und zum Verschließen desselben gehört, ferner ein als Formteil aus Kunststoff hergestelltes, mit dem.äußeren Mantelteil verbundenes Ventil-Halteteil sowie eia als Formteil aus Kunststoff hergestellter Druckventilkörper zum zusammenarbeiten i4it dem

Druckventilsitz, wobei das Ventil-Haketeil einen in der Umfangsrichtung verlaufenden, radial nach außen ragenden Flansch und einen sich nach unten erstreckenden rohrförmigen Kappenschaft aufweist, wobei der genannte Flansch eine Dichtungseinrichtung trägt, die

is geeignet ist, mit dem oberen Rand des Füllstutzens zusammenzuarbeiten und ihm gegenüber eine Abdichtung zu bewirken, und wobei der Druckventilkörper einen nach oben ragenden Ventilschaft aufweist, wobei die beiden genannten Schaftabschnitte mit radial nach innen bzw. nach außen gerichteten Anschlägen zum Verankern des Druckventilschafts in dem Kappenschaft versehen sind, wobei außerdem eine Federanordnung vorhanden ist, die den Druckventilkörper verschiebbar gegen den Ventilsitz vorspannt, und die gleichzeitig die zur Verankerung dienenden Schaftabschnitte im unverschlossenen Zustand der Kappe in Eingriff miteinander hält

Es ist bereits eine Kappe dieser Bauart bekannt (DE-GM 70 21 575), bei welcher der Kappenschaft und

JO der Vc ilschaft eine Schnappverbindung aufweisen, die durch ein elastisches Verbiegen von vier viertelkreisförmigen Laschen, die eine Verlängerung des einen Schaftes bilden, zustandekommt. Das Einsetzen des Druckventilkörpers in den Ventilschaft erfolgt dabei

)5 derart, daß die Laschen mit Gewalt in die vorhandene öffnung gedrückt werden, wobei sie sich nach innen biegen und erst dann in ihre Ausgangslage zurückfedern können, wenn am Ende der Laschen vorgesehene Ansätze durch die öffnung vollständig hindurchgetreten sind. Nach dem Durchtritt werden die Ansätze dann von einer Feder gegen die an die öffnung angrenzende, kreisringförmige Anlagefläche des Ventilschaftes gepreßt.
Nachteilig ist dabei jedoch, daß die Ventilfeder stets

*"> im Entriegelungssinne wirkt. Nach einer Alterung bzw. Ermüdung der Laschen infolge Angriffs korrosiver Medien, beispielsweise eines mit Frostschutzmitteln versehenen, heißen Kühlwassers der Kühler von Verbrennungsmotoren oder durch langjährige Benut-

■>o zung, außerdem durch Beschädigung infolge Fallenlassens der Kappe besteht stets die Gefahr, daß die

Laschen sich zurUckbiegen oder brechen und eine Demontage des Ventils eintritt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

« Kappe der eingangs genannten Bauart zu schaffen, die stabiler ausgebildet ist und unter Verzicht auf elastische Verformbarkeit der Elemente der Verbindung zwischen Kappenschaft und Ventilschaft eine zuverlässigere Halterung dieser beiden Teile aneinander gewährleistet.

*>° Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

- daß der Anschlag des Kappenschafies mit mindestens einem sich axial erstreckenden Durchtrittsschlitz und mit mindestens einer gegenüber dem Durchtrittsschlitz in Umfangsrichtung versetzt in der Anlagefläche des

^hS Anschlages vorgesehenen Rast versehen ist, und daß der die Form mindestens eines Ansatzes aufweisende Anschlag des starr ausgebildeten Vcntilschaftes axial durch den Durchtrittsschlilz und dann um die Rotations-

achse der Kappe zwecks Einrastens in die Rast bewegbar ist.

Die Halterung des Ventilschaftes am Kappenschait erfolgt dabei nach Art eines Bajonettverschlusses, da der die Anschläge aufweisende Verankerungsabschnitt des Kappenschaftes mit .mindestens einem sich axial erstreckenden Durchtrittsschlitz versehen ist. Durch diesen Durchirittsschlitz kann der die Form eines , Ansatzes aufweisende Anschlag entgegen der Kraft der Feder hindurchtreten, ohne daß es irgendeiner Verfor- ι ο mung bedarf. Somit läßt sich der Kappenschaft starr und deshalb besonders stabil ausbilden, wenn man demgegenüber die vier langgestreckten Laschen bei der bekannten Bauart vergleicht.

Dreht man nun den Ventilschaft um die Längsachse, dann rastet der Ansatz unter der Wirkung der Feder in die Rast ein. Im Anschluß daran kann sich der Ventilschaft nicht mehr drehen, er behält vielmehr seine Winkellage gegenüber dem Kappenschaft stets bei, nachdem die Feder im Verriegeiungssinne, nicht im Entriegelungssinne wie bei der bekannten Ka^pe, wirkt

Auf diese Weise ergibt sich eine besonders stabile und dauerhafte Bauart der Kappe.

Die UnteransprOche kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Weiterbildungen sind im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Ausführungsform *> einer Kappe,

F · g. 2 die teilweise als Schnitt gezeichnete Unteransicht der Kappe nach F i g. 1,

F i g. 3 eine auseinandergezogene, perspektivische Darstellung der Kappe nach F i g. I und 2, in der das ·>5 Ventilhalteteil der Deutlichkeit halber weggebrochen gezeichnet ist und die

F i g. 4 und 5 jeweils einen vergrößerten Teilschnitt der einem Bajonettverschluß ähnelnden Verbindung.

Zu der dargestellten Kappe 10 für einen Kühlerfüll- «0 stutzen gehört ein aus Kunststoff geformtes äußeres Mantelteil 12 mit einer im wesentlichen ebenen Oberseite, über die hinweg sich quer zur Achse des Mantelteils eine Rippe 14 als Handhabe erstreckt, sowie mit einer ebenen ringförmigen Unterseite 16, die eine kreisrunde Vertiefung 18 mit einem kreisrunden Boden umgibt. An die obere Stirnwand des Mantelteils 12 schließt sich ein in der Umfangsrichtung verlaufender Mantelabschnitt 20 an, der nach unten ragt und an seinem unteren Ende einen sich in der Umfangsrichtung » erstreckenden, radial nach innen gerichteten Flansch 22 aufweist, der eine axial nach oben gerichtete Flanschfläche 24 besitzt Einander diametral gegenüberliegende Abschnitte 26 und 28 des Flansches 22 ragen gemäß F i g. 2 und 3 wetter radial nach innen, um starre Ansätze zu bilden, die mit der üblichen, eine Nockenwirkung ausübenden Fläche zusammenarbeiten können, welche sich im allgemeinen in der Umfangsrichtung eines Kühlfüllstutzens bekannter Art erstreckt.

Ferner gehört zu der Kappe 10 ein aus Kunststoff ^b0 geformtes Ventilhalteteil 34, das gemäß F i g. I und 2 an dem äußeren Mantelteil 12 verankert ist und nahe seinem oberen Ende einen in der Umfangsrichtung verlaufenden, radial nach außen ragenden Flansch 36 aufweist, der an seinem äußeren Rand mit mehreren in ^bi Umfangsabständen verteilten, nach unten und radial nach außen gerichteten Ungern 38 versehen ist, welche mit der Oberseite 24 des Flansches 22 zusammenarbeiten, um das Ventilhalteteil 34 in dem Mantelteil 12 festzuhalten. Die Finger 38 lassen sich vorzugsweise elastisch radial nach innen biegen, damit sie von unten nach oben an dem Flansch 22 vorbeibewegt werden können, wenn das Ventilhalteteil 34 in das Mantelteil 12 eingeführt werden soll, Nachdem die Finger 38 den Flansch 22 passiert haben, federn sie wieder radial nach außen, um ihre ursprüngliche Lage einzunehmen. Sobald dies geschehen ist, besteht zwischen dem Mantelteil 12 und dem Ventilhalteteil 34 eine Verbindung derart, daß sich diese Teile nicht mehr voneinander trennen lasren, ohne daß ein Bruch eines oder mehrerer der Finger 38 oder von bestimmten Abschnitten des Mantelteils eintritt. Beispielsweise sind zwei Sätze von je fünf Fingern 38 vorhanden, die durch solche Umfangsabstände getrennt sind, daß öffnungen 40 zum Hindurchführen der Abschnitte 26 und 28 des Mantelteils 12 vorhanden sind. Sobald die Verbindung zwischen dem Mantelteil 12 und der; Ventühalteteil 34 hergestellt ist, läßt sich das Vendirmlteteäl in dem Mantelteil drehen, bzw. umgekehrt, so daß man das Mantelteil durch Drehen auf den Kühlerfüllstutzen aufsetzen bzw. es von ihm trennen kann, während das Ventilhalteteil seine Lage auf dem Füllstutzen unverändert beibehält Sobald die Abschnitte 26 und 28 außer Eingriff mit der Haltenockenfläche des Füllstutzens gekommen sind, läßt sich die Kappe 10 senkrecht nach oben abheben. Es ist bekannt, daß solche Haltenockenflächen mit Druckausgleichseinrichtungen für die Abschnitte 26 und 28 versehen sind, so daß es möglich ist, das Mantelteil 12 entsprechend zurückzudrehen, um den Kühler von dem darin herrschenden Druck über das Absaugrohr des Füllstutzens zu entlasten. Nach dieser Druckentlastung kann das Mantelteil weiter gedreht und in die Stellung gebracht werden, in der es sich zusammen mit den übrigen Teilen der Kappe 10 von dem Füllstutzen trennen läßt

Das Ventühalteteil 34 ist ebenfalls als einstückiges Formteil aus Kunststoff ausgebildet und mit einem nach un:»n ragenden Kappenschaft 46 versehen, der die Form eines zylindrischen Mantels hat; ein Teil dieses Kappenschaftes ragt gemäß Fig. 1 als Abschnitt 48 über die Oberseite des Flansches 36 hinaus und in die Vertiefung 18 auf der Unterseite des Mantelteils 12 hinein. Auf den nach oben ragenden Abschnitt 48 ist ein Dichtungring 50 aus einem gummiähnlichen Material aufgeschoben, um eine Abdichtung zwischen dem Ventilhalteteil 34 und dem Mantelteil 12 zu bewirken, welch letzteres an seiner Oberseite natürlich geschlossen ist.

Der untere Teil des Kappenschaftes 46 ist mit in iLt Umfangsrichtung verlaufenden, radial nach innen vorspringenden Anschlägen 54 versehen, die eine zentrale Öffnung 56 aufweisen. Diese Anschlags 54 dienen als Widerlager für die einem Bajonettverschluß ähnelnde Verbindungseinrichtung, d. h. zwischen ihnen sind zwei einander diametral gegenüberliegende Durchtrittsschlitze 58 vorgesehen, die sich gemäß F i g. 3 in axialer Richtung erstrecken. Die Anschläge 54 weisen zwei einander diametral gegenüberliegende, an der Oberseite offene Rasten 60 auf, die gegenüber den Durchtrittsschlitzen 58 jeweils um einen Winkel von 90° versetzt sind. Zu jeder Raste 60 gehören gemä 1 F i g. 4 zwei durch einen Uinfangsabstand getrennte, nach oben voneinander weg in der Umfangsrichtung geneigte Seitenwände 61, während gemäß Fig.5 jeder Durchtrittsschlitz 58 zwei durch einen Umfangsabstand getrennte, nach unten und in der Umfangsrichtung

voneinander weg geneigte Seitenwände 59 aufweist. Die Aufgabe der Düfchtrittsschliize 58 und der Rasten 60 wird weiter unten näher erläutert.

Das Ventilhalteteil 34 ist ferner so geformt, daß es einen nach unten ragenden, rohrförmigen Ansatz 64 aufweist, der gegenüber dem Kappenschaft 46 radial nach außen versetzt und nahe dem waagerechten Flansch 36 mit einer sich nach außen öffnenden Ringnut 66 versehen ist. In die Ringnut 66 ist eine Dichtung 68 aus einem gummiähnlichen Material fest eingebaut, so daß sie an dem waagerechten Plansch 36 anliegt, um den Kühlerfüllstutzen an seinem oberen Rand abdichten zu können. Der rohrförmige Ansatz 64 ragt über eine kurze Strecke nach unten in den Kühlerfüllstutzen hinein. Da relative Drehbewegungen zwischen dem Mantelteil 12 und dem Ventilhalteteil 34 möglich sind, kann das Mantelteil gedreht werden, um die Verbindung zwischen der Kappe 10 und dem Kühlerfüllstutzen herzustellen bzw. zu lösen, ohne daß ein Scheuern zwischen der Dichtung fiH ijnrj Arm Rand des Kühlerfüllstutzens herbeigeführt wird. Ist die Kappe IO mit dem Kühlerfüllstutzen verbunden, bewirken die Dichtungen 50 und 68 eine vollständige und einwandfreie Abdichtung gegenüber dem oberen Rand des Kühlerfüllstutzens.

Schließlich gehört zu der Kappe tO ein Druckventilkörper 74, der sich zur Herstellung eines Verschlusses in feste Anlage an einem in der üblichen Weise ausgebildeten, in der Umfangsrichtung verlaufenden, nach oben gerichteten Druckventilsitz bringen läßt, der konzentrisch mit den Achsen des Kühlerfüllstutzens und der Kappe und in einem Abstand unterhalb des oberen Randes des Kühlerfüllstutzens angeordnet ist. Ferner ist der Kühlerfüllstutzen üblicherweise zwischen seinem oberen Rand und dem Druckventilsitz mit einer Auslaßöffnung versehen, an die ein Gummischlauch angeschlossen ist. Der Druckvnetilkörper 75 ist als Formteil aus Kunststoff so hergestellt, daß er einen sich in der Umfangsrichtung erstreckenden, radial nach außen ragenden Flansch 76 aufweist, zu dem eine leicht konvexe untere Fläche 78 gehört. Ein Abschnitt 80 des Druckventilkörpers ragt längs seiner Achse nach unten und ist gemäß Fig. 1 mit einer sich nach außen OffncMucn, in der umfangsrichtung verlaufenden Nut 02 versehen, in die der innere Rand einer. Dichtung 84 aus einein gummiähnlichen Material eingebaut ist. Die Dichtung 84 stützt sich an dem Druckventilsitz in dem Kühlerfüllstutzen ab. Ferner weist der Druckventilkörper 74 eine sich längs seiner Achse erstreckende öffnung 86 auf, die als Unterdruckentlastungsventil zur Wirkung kommt, und mit der z. B. ein Ventilstößel 88 zusammenarbeitet, dessen unteres Ende 90 umgebördelt ist, um ein Unterdruckventilteil 92 festzuhalten. Das obere Ende des Ventilstößels 88 weist eine Verdickung auf, durch die eine Unterdruckventilfeder 94 zwischen dem Ventilstößel und dem Druckventilkörper in ihrer Lage gehalten wird. Die Feder 94 spannt das Unterdruckventil 92 nach oben gegen die Dichtung 84 vor, um das Unterdruckventil normalerweise geschlossen zu halten.

Der Flansch 76 des Druckventilkörpers 74 weist einen mit seiner Achse konzentrischen Ansatz 98 zum Bestimmen der Lage einer Druckfeder 100 auf, die sich zwischen dem Ventilhalteteil 34 und dem Druckventilkörper 74 abstützt, um das Druckventilteil elastisch

gegen den Ventilsitz in dem Kühlerfüllstutzen vorzu' spannen.

Der Druckventilkörper 74 besitzt ferner einen naeh oben ragenden Ventilschaft 104 in Form ein« zylindrischen Mantels mit einer in Verbindung mit d« Entlüftungsventilöffnung 86 stehenden, sich axial nasti oben erstreckenden öffnung 106. Ferner ist de* Ventilschaft 104 an seinem oberen Ende mit zwei einander diametral gegenüberliegenden, radial nach • außen ragenden Ansätzen 112 ausgebildet, welche so gestaltet und bemessen sind, daß sie sich axial von unten nach oben durch den Durchtrittsschiit« M d« Venlilhalteteils 34 führen, dann um 90" drehen und sich schließlich nach unten bewegen und in liingrifi mit den sich nach oben öffnenden Rasten 60 bringen lassen. Hierbei drückt die Druckfeder 100 natürlich die Ansätze 112 nachgiebig in die Rasten 60 hinein, um den Ventilschaft 104 und den Kappenschaft 46 in Eingriff miteinander zu halten, so daß der Druckventilkörper 74 : mil dem Vpniilhalir-ipij 34 verbunden bleib'.. Zwar sind bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel die radial verlaufenden Ansätze 112 an dem Ventilschaft 104 des Druckvenlilkörpers 74 ausgebildet, doch könnte man auch eine umgekehrte Anordnung vorsehen, d. h. die Ansätze könnten an dem Kappenschaft 46 ausgebildet sein, und der Ventilschaftabschnitt 104 könnte einen dem Anschlag 54 ähnelnden Anschlag aufweisen. Somit dient der in F i g. 5 eingezeichnete Pfeil 120, der eine Bewegung des einen Ansatzes 112 ' von unten nach oben durch den zugehörigen Durchtrittsschlitz 58 andeutet, nur zur Erläuterung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Es wird so eine feste und zuverlässigere Verbindung geschaffen, die es dem Druckventilkörper 74 bei einer Beaufschlagung mit Druck ermöglicht, sich gegenüber dem Ventilhalteteil 34 zu bewegen, damit der Kühler von einem etwa vorhandenen zu hohen Innendruck entlastet werden kann.

Die erfindungsgemäße Kappe läßt sich unter Verwendung äußerst starrer Bauteile aus Kunststoff herstellen. Beispielsweise können das Mantelteil 12, das Ventilhalteteil 34 und der Druckventilkörper 74 aus einem Acetalharz oder einem beliebigen anderen material unier Einscniuü von mit Glasfasern oder anderen Fasern verstärkten Materialien, die außerordentlich zäh und haltbar sind und den besonders hohen Temperaturen und Drücken in einem Kühler sowie der Einwirkung der erhitzten Kühlerhaube standhalten, all Formteile hergestellt sein. Es ist z. B. möglich, das Ventilhalteteil 34 und den Druckventilkörper 74 aus einem Acetalharz herzustellen, das Glasfasern in einer Menge von 12% enthält, während man d-s Mantelteil 12 aus einem 6% Glasfasern enthaltenden Acetalharz herstellen kann.

Ist die Kappe 10 auf einen Kühlerfüllstutzen bekannter Art aufgesetzt, wird der Kühler von einem zu hohen Innendruck dadurch entlastet, daß sich der Druckventilkörper 74 nach oben von dem Ventilsitz in dem Fallstutzen abhebt Herrscht in dem Kühler ein zu hoher Unterdruck, bewegt sich das Unterdruckventil 92 nach unten, damit Fluid von dem Füllstutzen aus durch die Durchtrittsschlitze 58, dann nach unten durch die öffnungen 108 und 86 und schließlich an dem Unterdruckventilteil vorbei nach innen strömen können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Kappe for einen KöhlerfPllstuteen mit einem in der Umfangsricbtung verlaufenden oberen Rand und einem gegenüber diesem Rand nach unten versetzten, radial nach innen ragenden, sich in der Umfangsrichtung erstreckenden, nach oben weisenden Druckventilsitz, wobei zu der Kappe ein äußeres Mantelteil zum Zusammenarbeiten mit dem Füllstutzen und zum Verschließen desselben gehört, femer ein als Formteil aus Kunststoff hergestelltes, mit dem äußeren Mantelteil verbundenes Ventil-Halteteil sowie ein als Formteil aus Kunststoff hergestellter Druckventilkörper zum Zusammenarbeiten mit dem Druckventilsitz, wobei das Ventil-Halteteil einen in der Umfangsrichtung verlaufenden, radial nach außen ragenden Flansch und einen sich nach unten erstreckenden rohrförmigen Kappenschaft aufweist, wobei der genannte Flansch eine Dichlungseinriphtung trägt, die geeignet ist, mit dem oberen Ra>ul des Füllstutzens zusammenzuarbeiten und ihm gegenüber eine Abdichtung zu bewirken, und wobei der Druckventilkörper einen nach oben ragenden Ventilschaft aufweist, wobei die beiden genannten Schaftabschnitte mit radial nach innen bzw. nach außen gerichteten Anschlägen zum Verankern des Druckventilschaftes in dem Kappenschaft versehen sind, wobei außerdem eine Federanordnung vorhanden ist, den Druckventilkörper verschiebbar gegen den Ventilsitz vorspannt, und gleichzeitig die zur Verankerung dienenden Schaftabschnitte im unverschlossenen Zustand der Kappe in Eingriff miteinander hält, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (54) des Kappenschaftes (46) mit mindestens: einem -sich axial erstreckenden Durchtrittsschlitz (58) und mit mindestens einer gegenüber dem Durchtrittsschlitz in Umfangsrichtung versetzt in der Anlagefläche des Anschlages (54) vorgesehenen Rast (60) versehen ist, und daß der die Form mindestens eines Ansatzes (112) aufweisende Anschlag des surr ausgebildeten Ventilschaftes (104) axial durch den Durchtrittsschlitz (58) und dann um die Rotationsachse der Kappe (10) zweck« Einrastens in die Rast (60) bewegbar ist.

2. Kappe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (54) am Kappenschaft (46) mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Durchtrittsschlitzen (58) und zwei einander diametral gegenüberliegenden Rasten (60) versehen ist, und daß der Ventilschaft (104) zwei einander diametral gegenüberliegende Ansätze (112) aufweist.

3. Kappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Rasten (60) nach oben und in der Umfangsrichtung voneinander weg geneigte Seitenwände (61) besitzt, und daß zu jedem der Durchtrittsschlitze (58) zwei durch einen Umfangsabstand getrennte, nach unten und in der Umfangsrichtung voneinander weg geneigte Seitenwände (59) gehören,