DE69810118T2

DE69810118T2 - Verschlussdeckelanordnung für einen kühlmittelbehälter

Info

Publication number: DE69810118T2
Application number: DE69810118T
Authority: DE
Inventors: Michael Gericke
Original assignee: Tesma International Inc
Current assignee: Tesma International Inc
Priority date: 1997-08-21
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2018-08-22
Also published as: CA2301117A1; CA2301117C; WO1999010636A1; ATE229615T1; AU8848698A; EP1005606A1; EP1005606B1; DE69810118D1; BR9811315A; US6056139A

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Baugruppe aus einer Kühlmittelbehälter-Kappenanordnung und einem Kühlmittelbehälter. Das heißt, die vorliegend Erfindung betrifft eine Kappenbaugruppe mit wenigstens zwei Dichtungen, die sich zueinander bewegen, so dass unter Druck stehendes Fluid in einen Dampfbehälter austreten kann, bevor die Kappenbaugruppe von dem Behälter entfernt wird.

Hintergrund der Erfindung

Moderne, flüssigkeitsgekühlte Verbrennungsmotoren enthalten abgedichtete Kühler, die mit den Motoren verbunden sind, um die von dem Motor erzeugte Wärme abzuleiten. Wenn Kühlmittelfluid durch den Kühler hindurchtritt, wird Wärme an die Umgebung abgegeben. Normalerweise enthält der abgedichtete Kühler einen separaten Kühlmittelbehälter zum Auffüllen des Kühlers und zum Auffangen von Überlauf von Fluid aus dem Kühler. Diese Kühlmittelbehälter sind in der Technik als Ausdehnungsflaschen (expansion bottles) oder Ausgleichsbehälter (surge tanks) bekannt. Kühlmittelbehälterkappen sind so ausgeführt, dass sie mit einem Halsabschnitt des Kühlmittelbehälters in Eingriff kommen und eine Reihe spezieller Funktionen erfüllen. Die Hauptfunktion besteht darin, eine Dichtung für das Fluid in dem Kühlmittelbehälter und dem Kühler zu erzeugen.
Eine weitere typische Aufgabe der Kühlmittelbehälterkappe besteht darin, einen vorgegebenen Druck in der Kühler/Kühlmittelbehälter-Baugruppe aufrechtzuerhalten. Dies wird normalerweise durch eine Ventil-und-Dichtungs-Baugruppe erreicht, die sich in der Kappe befindet. Während des normalen Betriebs des Motors ist die Ventil-und- Dichtungs-Baugruppe geschlossen, um das Austreten von Fluid aus dem Kühler und dem Kühlmittelbehälter zu verhindern. Ein bestimmtes Maß des Druckanstiegs in dem Kühler und dem Kühlmittelbehälter ist für wirksame Funktion des Kühlers wünschenswert. Daher muss die Kappe eine ausreichende Dichtung zwischen dem Kühler und der Außenumgebung aufrechterhalten.
Wenn jedoch der Druck in dem Kühler und dem Kühlmittelbehälter einen vorgegebenen Wert über dem atmosphärischen erreicht, öffnet sich ein Druck-Plattenventil der Ventil- und-Dichtungs-Baugruppe automatisch und lässt den Druck in dem Kühlmittelbehälter ab und verhindert zu starken Druckanstieg. Das überschüssige Fluid strömt in die Ausdehnungsflasche oder den Ausgleichsbehälter. Wenn der Druck in dem Tank auf einen vorgegebenen Wert unter dem atmosphärischen fällt, öffnet sich ein Vakuum-Plattenventil der Ventil-und-Dichtungs-Baugruppe, so dass Fluid in den Kühlmittelbehälter eintreten und den Druck in dem Kühler ausgleichen kann. Die Ventil-und-Dichtungs-Baugruppe ist erforderlich, um gefährlichen Druckanstieg in dem Kühler zu verhindern.
Ein bestimmtes Maß des Fluiddrucks in dem Kühler und dem Kühlmittelbehälter ist, wie oben erläutert, für effektiven Betrieb des Motors erforderlich. Wenn der Motor nicht läuft und sich der Motor sowie der Kühler auf eine Umgebungstemperatur abgekühlt haben, kann der Druck in dem Kühler sowie dem Kühlmittelbehälter vernachlässigt werden. Wenn jedoch ein Benutzer versucht, die Kappe zu entfernen, während der Kühler und der Kühlmittelbehälter nach wie vor unter Druck stehen, könnte es zu erheblichen Verletzungen an Gesicht und Körper des Benutzers kommen.
Dem Stand der Technik nach ist versucht worden, dieses potentiell gefährliche Problem zu lösen. Das US-Patent Nr. 4,676,390 sieht die Betätigung einer Ventil-und-Dichtungs- Baugruppe unmittelbar vor dem Entfernen einer Kappe von einem unter Druck stehenden Behälter vor. Daher wird der Druck über die Ventil-und-Dichtungs-Baugruppe abgelassen und von einem Benutzer weg gerichtet. Diese Lösung weist jedoch eine Reihe von Mängeln auf. Ein solcher Mangel besteht in der Komplexität der Kappe, bei der eine Art Kolben zur Betätigung der Ventil-und-Dichtungs-Baugruppe bei Drehung der Kappe eingesetzt wird. Ein weiterer Mangel besteht in dem häufigen Einsatz der Ventil-und- Dichtungs-Baugruppe, d. h. jedes Mal wenn die Kappe abgenommen wird. Dieser häufige Einsatz kann zur Verkürzung der wirksamen Lebensdauer der Kappe führen.
Eine weitere Lösung, die dem Stand der Technik nach vorgesehen ist, wird in dem französischen Patent Nr. 2 626 619 offengelegt. Das französische Patent Nr. 2 626 619 offenbart eine Ventil-und-Dichtungs-Baugruppe für eine Kappe, die ein Paar Dichtungen aufweist. Das Paar Dichtungen kommt mit einem Paar Aufnahmen in einer Öffnung in einem Kühlmittelbehälter in Eingriff und dichtet daran ab. Diese Konstruktion weist in der Tat verbesserte Dichtleistung auf. Während des Abnehmens der Kappe wird die Dichtungsfunktion der einen Dichtung aufgrund der Wirkung einer Feder aufrechterhalten, während ein Durchlass zwischen der anderen Dichtung und einem Ventilteil geöffnet wird, so dass das unter Druck stehende Gas austreten kann.

Zusammenfassung der Erfindung und Vorteile

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Baugruppe, die eine Kühlmittelbehälter-Kappenanordnung sowie einen Kühlmittelbehälter mit einem ersten und einem zweiten Dichtungsrand enthält. Die Kappenbaugruppe umfasst eine äußere Abdeckung zum lösbaren Befestigen der Kappenbaugruppe an dem Behälter. Ein Ventilgehäuse-Element ist an der Abdeckung befestigt und weist einen unteren Gehäuseabschnitt sowie einen oberen Gehäuseabschnitt auf. Eine erste Dichtung ist an dem unteren Gehäuseabschnitt angebracht, um selektiv die Kappenanordnung mit dem ersten Dichtungsrand des Behälters in Eingriff zu bringen und abzudichten. Eine zweite Dichtung ist an dem oberen Gehäuseabschnitt angebracht, um selektiv die Kappenanordnung mit der zweiten Dichtungswand des Behälters in Eingriff zu bringen und abzudichten. Die Baugruppe ist durch eine Reguliervorrichtung gekennzeichnet, die mit dem oberen Gehäuse verbunden ist, um relative Bewegung der ersten Dichtung in Bezug auf die zweite Dichtung zu ermöglichen. Dadurch ermöglicht die Reguliervorrichtung es der ersten Dichtung, sich von dem ersten Dichtungsrand des Behälters zu lösen, wobei der Dichtungseingriff der zweiten Dichtung mit dem zweiten Dichtungsrand des Behälters aufrechterhalten wird.
Dementsprechend weist die Kappenbaugruppe wenigstens zwei Dichtungen auf, die sich zueinander bewegen, so dass unter Druck stehendes Fluid austreten kann, bevor die Kappenbaugruppe von dem Kühlmittelbehälter abgenommen wird. Die vorliegende Erfindung erbringt Vorteile gegenüber dem Stand der Technik dadurch, dass die Dichtungen in unterschiedlichen Abständen gelöst werden, so dass ein vollständiger Druckablass in der Kappe vor dem Entfernen der Kappe gewährleistet ist. Dementsprechend integriert die vorliegende Erfindung eine einfache und wirkungsvolle Lösung zum sicheren Ablassen von Druck in einem Kühler und einem Kühlmittelbehälter vor dem Entfernender Kappe, so dass jegliche Möglichkeit der Verletzung eines Benutzers erheblich verringert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht durch ein besseres Verständnis derselben bei Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer an einem Kühlmittelbehälter angebrachten Kühlmittelbehälter-Kappenanordnung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht der Kühlmittel-Kappenanordnung ist;
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 1 ist;
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 1 ist;
Fig. 5 eine auseinandergezogene Schnittansicht der Schnittstelle zwischen dem Behälter und der Kappe gemäß den Prinzipien der Erfindung ist, die die Kappe in abgedichteter Beziehung zu dem Behälter zeigt, wobei Dampf in dem Behälter enthalten ist;
Fig. 6 eine auseinandergezogene Schnittansicht ist, die der in Fig. 5 gezeigten ähnelt, jedoch einen ersten Schritt beim Abnehmen der Kappe von dem Behälter zeigt; und
Fig. 7 eine auseinandergezogene Schnittansicht ist, die der in Fig. 6 gezeigten gleicht, wobei jedoch die abschließenden Stadien des Abnehmens der Kappe von dem Behälter gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung dargestellt sind.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführung

In den Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten kennzeichnen, ist Fig. 1 eine Schnittansicht einer Kühlmittelbehälter-Kappenanordnung, die allgemein mit 10 gekennzeichnet ist, sowie eines Kühlmittelbehälters, der allgemein mit 12 gekennzeichnet ist, wobei beide gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung hergestellt werden. Die Kappenanordnung 10 ist an dem Kühlmittelbehälter 12 angebracht dargestellt. Der Kühlmittelbehälter 12 der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine Ausdehnungsflasche bzw. ein Ausgleichsbehälter, der in Fluidverbindung mit einem Fahrzeugkühler steht. Dementsprechend handelt es sich bei der Kühlmittelbehälter-Kappenanordnung 10 vorzugsweise um eine Ausgleichsbehälterkappe, die jegliches flüssige Kühlmittel in dem Ausgleichsbehälter abdichtet. Der Fachmann weiß, dass der Kühlmittelbehälter 12 jeder beliebige Typ Fluidbehälter sein kann, der eine geeignete Konstruktion bzw. Form hat.
Wie unter Bezugnahme auch auf Fig. 2 zu sehen ist, enthält die Kappenanordnung 10 eine aus Kunststoff bestehende äußere Abdeckung 14 mit einer Außenfläche 16, die so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie zum Aufsetzen und Abnehmen der Kappenanordnung 10 in abdeckender Beziehung in Bezug auf die Hauptöffnung 18 des Behälters 12 manuell ergriffen werden kann. Die Abdeckung 14 umfasst einen kreisförmigen Wandabschnitt 20 sowie einen zylindrischen Wandabschnitt 22, der sich von dem Rand des kreisförmigen Wandabschnitts 20 nach unten erstreckt. Die Innenfläche des zylindrischen Wandabschnitts 22 ist mit Gewindegängen 24 versehen, die mit Außengewindegängen 26 eines Behälterhalses 27 zusammenwirken können, der die Öffnung 18 umgibt, so dass die Kappenanordnung 10 an dem Behälter 12 befestigt werden kann.
Die Abdeckung 14 enthält des Weiteren eine Vielzahl in Umfangsrichtung beabstandeter, sich nach unten erstreckender Sicherungszungen 28, die sich von einer Unterseite des kreisförmigen Wandabschnitts 20 nach unten erstrecken. Die Sicherungszungen 28 weisen jeweils eine sich radial nach innen erstreckende Rippe 30 auf. Des Weiteren ist integral an der Unterseite des kreisförmigen Wandabschnitts 20 an der Abdeckung 14 ein Paar nach unten vorstehender Klinkenelemente 34 ausgebildet, die, wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, im Allgemeinen bogenförmig sind und jeweils zwei zahnartige Elemente 36 enthalten.
Des Weiteren ist an der Unterseite des kreisförmigen Wandabschnitts 20 ein Paar Feder-Anbringungselemente 40 integral ausgebildet, die sich parallel zueinander nach unten erstrecken. Die Anbringungselemente 40 erstrecken sich quer zu dem Paar Klin- Klinkenelemente 34 und dienen dazu, mit einander gegenüberliegenden Seiten einer aus Metall bestehenden Druckfeder 42 in Eingriff zu kommen. Die Enden der Feder 42 kommen mit den Klinkenelementen 34 in Eingriff und dienen dazu, diese so radial nach außen zu spannen, dass die Zähne 36 mit Sperrzähnen 44 einer aus Kunststoff bestehenden scheibenförmigen Sperrplatte 46 in Eingriff kommen.
Die Kappenanordnung 10 umfasst des Weiteren eine Ventil-und-Dichtungs-Baugruppe, die allgemein mit 48 dargestellt ist und ein Ventilgehäuse-Element aus Kunststoff enthält, das allgemein mit 50 gekennzeichnet ist. Ventilgehäuse 50 seinerseits enthält eine Vielzahl von Dichtungen, ein aus Metall bestehendes Vakuum-Kappenventil 52 sowie ein aus Metall bestehendes Druck-Plattenventil 54, wie es weiter unten ausführlicher erläutert wird.
Das Ventilgehäuse 50 enthält einen oberen Gehäuseabschnitt 56 sowie einen unteren Gehäuseabschnitt 58. Vorzugsweise schaffen der obere Gehäuseabschnitt 56 sowie der untere Gehäuseabschnitt 58 ein aus einem Stück bestehendes Ventilgehäuse-Element 50, das aus einem Polymermaterial besteht. Der obere Gehäuseabschnitt 56 enthält eine radial nach außen gerichtete Ringnut 62, die so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie die Rippe 30 der Sicherungszungen 28 aufnimmt. Der Eingriff der Zungen 28 und der Nut 62 miteinander dient dazu, die Abdeckung 14 an dem Ventilgehäuse 50 zu befestigen, wobei gleichzeitig Drehung zueinander um eine Längsachse der Kappenanordnung 10 möglich ist.
Eine Reguliervorrichtung 70 ist mit dem oberen Gehäuseabschnitt 56 verbunden. Das heißt, der obere Gehäuseabschnitt 56 enthält einen ringförmigen Flanschabschnitt 66, der eine nach unten gerichtete ringförmige plane Fläche 68 aufweist, die, wie weiter unten ausführlicher beschrieben, als eine Trage- bzw. Stützfläche für die Reguliervorrichtung 70 dient. Vorzugsweise handelt es sich bei der Reguliervorrichtung 70 um ein ringförmiges, gewelltes Federelement 70 aus Metall.
Radial innerhalb des Flanschabschnitts 66 des oberen Gehäuseabschnitts 56 ist ein ringförmiger Steg 74 bzw. Rand angeordnet, der mit Ultraschallschweißen an der Unterseite am Umfang der Sperrplatte 46 angebracht ist. Ein sich radial nach außen erstreckender ringförmiger Vorsprung 78, dessen Funktion weiter unten ausführlicher beschrieben wird, ist an dem oberen Gehäuseabschnitt 56 unterhalb des Flanschabschnitts 66 angeordnet.
Der obere Gehäuseabschnitt 56 umfasst eine Vielzahl axial verlaufender Durchlasse 84, die in Umfangsrichtung beabstandet um die Achse A herum angeordnet sind. Zwei dieser Durchlasse 84 sind in Fig. 1 zu sehen.
Der obere Gehäuseabschnitt 56 umfasst des Weiteren eine Vielzahl sich nach oben erstreckender, in Umfangsrichtung beabstandeter Zungen 86 mit einer radial nach innen gerichteten Nut 88. Von den Nuten 88 erstreckt sich eine ringförmige Aufnahme 90 radial nach innen. Die Aufnahme 90 weist eine Oberseite 92 auf, die leicht geneigt ist, so dass sie sich zu der Mittelachse A leicht nach oben erstreckt.
Der untere Gehäuseabschnitt 58 weist eine Mittelöffnung 100 in dem Ventilgehäuse 50 auf. Ein ringförmiges Feder-Trageelement 102 aus Kunststoff sitzt fest an der Innenfläche der Mittelöffnung 100. Der untere Gehäuseabschnitt 58 weist eine sich radial nach außen erstreckende Ringnut 110 auf, in der eine erste Dichtung 112 angeordnet werden kann. Die erste Dichtung 112 kommt selektiv mit der Kappenanordnung 110 mit einem ersten Dichtungsrand 114, der die Öffnung 18 in Behälter 12 umgibt, in Eingriff und dichtet sie ab.
Das erwähnte Feder-Trageelement 102 trägt ein Schraubenfederelement 106 aus Metall, das in der Mittelöffnung 102 aufgenommen ist, von unten. Das Vakuum-Plattenventil 52 sitzt auf dem oberen Abschnitt der Schraubenfeder 106 auf und wird durch die Schraubenfeder 106 axial nach oben gespannt. Das Vakuum-Plattenventil 52 weist einen ringförmigen Umfangsflansch 116 auf, dessen Oberseite so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie dichtend mit der Unterseite einer Ventildichtung 102 zum radial innenliegenden Abschnitt derselben hin in Kontakt kommt. Der radial außenliegende Abschnitt der Unterseite der Ventildichtung 102 ist dichtend mit der Oberseite 92 in Eingriff, die durch den Sitz 90 gebildet wird.
Das Druck-Plattenventil 54 weist einen ringförmigen Flanschabschnitt 121 im Allgemeinen am Rand desselben auf, der so aufgebaut und angeordnet ist, dass er dichtend mit der Oberseite von Ventildichtung 120 in Eingriff kommt. Das heißt, ein Schraubenfederelement 122 spannt das Druck-Plattenventil 54 nach unten, so dass der Flansch 121 in dichtenden Kontakt mit der Ventildichtung 120 kommt. Die Schraubenfeder 121 ist eine Mittelöffnung 126 in dem Druck-Plattenventil 54 umgebend angeordnet. Es ist zu sehen, dass Schraubenfeder 122 stärker ist als Schraubenfeder 106, so dass Dichtung 120 normalerweise in dichtender Beziehung zu Fläche 92 ist.
Das obere Ende der Schraubenfeder 122 wird von einer aus Metall bestehenden Federtrageplatte 130 getragen, deren Umfang in der Ringnut 88 des oberen Gehäuseabschnitts 56 aufgenommen ist. Die Federtrageplatte 130 weist ebenfalls eine Mittelöffnung 132 auf.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Kühlkappenbaugruppe 10 eine zweite ringförmige Dichtung 140, die vorzugsweise aus Gummi besteht. In der bevorzugten Ausführung ist die zweite Dichtung 140 oberhalb der ersten Dichtung 112 angeordnet und ihr gegenüber radial nach außen versetzt. Die zweite Dichtung 140 wird durch die Reguliervorrichtung 70 von der planen Fläche 68 des Flanschabschnitts 66 weg nach unten gespannt, um selektiv mit der Kappenanordnung 10 in Eingriff zu kommen und sie mit einem zweiten ringförmigen Dichtungsrand 142 abzudichten, der die Hauptöffnung 18 des Behälters 12 umgibt. Desgleichen ist der zweite Dichtungsrand 142 oberhalb des ersten Dichtungsrandes 114 angeordnet und ihm gegenüber radial nach außen versetzt, so dass der erste Dichtungsrand 114 und der zweite Dichtungsrand 142 im Wesentlichen mit der entsprechenden ersten Dichtung 112 und der zweiten Dichtung 140 fluchtend sind. Vorzugsweise handelt es sich bei dem ersten und dem zweiten Dichtungsrand 114 und 142 um ringförmige Vorsprünge, die sich nach oben erstrecken und mit einer entsprechenden Dichtung 112, 140 in Eingriff kommen.
Die Reguliervorrichtung 70 ermöglicht relative Bewegung der ersten Dichtung 112 in Bezug auf die zweite Dichtung 140. Das heißt, die Reguliervorrichtung ermöglicht es der ersten Dichtung 112, sich von dem ersten Dichtungsrand 114 des Behälters 12 zu lösen, wobei gleichzeitig der Dichtungseingriff der zweiten Dichtung 140 mit dem zweiten Dichtungsrand 142 des Behälters 12 aufrechterhalten wird.
Die Reguliervorrichtung 70 ist, wie oben erläutert, vorzugsweise ein gewelltes ringförmiges Federelement 70. Zwischen der zweiten Dichtung 140 und dem Federelement 70 befindet sich ein starrer Druckring 144, der so aufgebaut und angeordnet ist, dass er die Kraft von der Feder 70 gleichmäßig auf die zweite Dichtung 140 verteilt. Der Fachmann weiß, dass die Reguliervorrichtung 70 jede beliebige geeignete Konstruktion bzw. Form haben kann, solange die zweite Dichtung 140 auf einen zweiten Dichtungsrand 142 eines Behälters 12 zu gespannt wird. Es ist, wie durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche definiert, vorgesehen, dass die Reguliervorrichtung 70 möglicherweise nicht an dem Flanschabschnitt 66 oder in direktem Kontakt mit der zweiten Dichtung 140 angebracht ist.
Aus Fig. 1 ist wiederum zu ersehen, dass der Behälter 12 einen Flüssigkeitsbehälterabschnitt 150, einen Dampfbehälterabschnitt 152 sowie einen Übergangsbehälterabschnitt 154 umfasst. Der Flüssigkeitsbehälterabschnitt 150 ist gegenüber der Außenumgebung abgedichtet, wenn die Kühlmittel-Kappenanordnung 10 in dichtender Beziehung zu der Hauptöffnung 18 des Behälters 12 angeordnet ist. Das heißt, die erste Dichtung 112 dichtet zusammen mit Ventilgehäuse 50, Vakuumplatte 52 und Ventildichtung 120 den Flüssigkeitsbehälterabschnitt 150 gegenüber der Außenumgebung ab.
Der Übergangsbehälterabschnitt 154 weist einen oberen Durchlass 156 auf, der in Fluidverbindung mit den Durchlassen 84 in dem Ventilgehäuse 50 angeordnet ist, wenn die Kappenbaugruppe 10 an dem Behälter 12 befestigt ist. Vorzugsweise ist der Durchlass 156 in dem Behälterhals 27 des Behälters 12 zwischen dem ersten und dem zweiten Dichtungsrand 142 angeordnet. Ein Kanal 148 ist zwischen der Öffnung 18 des Behälters 12 und dem Durchlass 156 angeordnet. Der Kanal 148 hat einen offenen Zustand, in dem die erste Dichtung 112 von dem ersten Dichtungsrand 114 gelöst ist, sowie einen geschlossenen Zustand, in dem die erste Dichtung 112 mit dem ersten Dichtungsrand 114 in Eingriff ist. Der Kanal 148 ermöglicht es jeglichem Fluid in dem Behälter 12 durch die Öffnung 18 in den Durchlass 156 einzutreten und umgekehrt. Während des Stroms von Fluid durch den Kanal 148 bleibt die zweite Dichtung 140 in dichtendem Kontakt mit der zweiten Dichtung 142.
Wenn die Kappe 10 dichtend auf dem Hals 27 des Behälters 12 sitzt, sind der Durchlass 156 sowie die Durchlasse 84 in dem Ventilgehäuse 50 auf einen Zwischenraum beschränkt, der weder mit der Atmosphäre noch mit dem Flüssigkeitsbehälterabschnitt 150 in Fluidverbindung steht. Die zweite Dichtung 140 verhindert Fluidverbindung mit der Atmosphäre. Während normaler Betriebsbedingungen (d. h. weder Druck- noch Vakuumbedingungen) verhindern die Vakuum- und Druck-Ventilplatten 52 und 54 sowie die erste Dichtung 112 Fluidverbindung mit dem Flüssigkeitsbehälterabschnitt 150. Der obere Teil des Übergangsbehälterabschnitts 154 ist in Fluidverbindung mit dem Durchlass 156, und der untere Teil des Übergangsbehälterabschnitts 154 ist in Fluidverbindung mit dem Dampfbehälterabschnitt 152 angeordnet, der zur Atmosphäre hin belüftet wird. Der Übergangsbehälterabschnitt 154 bildet einen Bereich (nicht gesondert dargestellt), in dem Flüssigkeit, die sich nach unten durch ihn hindurch bewegt, vor ihrer Bewegung in den Dampfbehälterabschnitt 152 in Dampf übergeht.
Die Funktion der Kappenanordnung 10 und des Behälters 12 gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
Unter drucklosen und vakuumlosen Bedingungen in dem Flüssigkeitsbehälterabschnitt 150 sind die Flüssigkeit und der Dampf, die in dem Flüssigkeitsbehälterabschnitt 150 enthalten sind, durch die Kühlmittel-Kappenanordnung 10 darin eingeschlossen.
Wenn ein Druckzustand in dem Flüssigkeitsbehälterabschnitt 150 entsteht, wird die nach oben gerichtete Kraft, die von diesem Druck zugeführt wird (mit Hilfe von Feder 106) nach oben auf das Vakuum-Plattenventil 52 ausgeübt und hebt das Vakuum- Plattenventil 52 zusammen mit der Ventildichtung 120 und dem Druck-Plattenventil 54 gegen die Spannung von Schraubenfeder 122 nach oben an. So erzeugt Druck in dem Flüssigkeitsbehälterabschnitt 150 einen Durchlass für flüssige Dämpfe um dem Umfang der Ventildichtung 120 herum. Die Dämpfe bewegen sich dann nach oben durch die Mittelöffnung 132 der Federtrageplatte 130 und verschiedene andere Öffnungen, die ebenfalls in der Federtrageplatte 130 vorhanden sein können (in den Figuren nicht dargestellt). Der flüssige Dampf kann sich dann über die Durchlasse 84 in dem Ventilgehäuse 50 nach unten und dann über den Durchlass 156 in den Übergangsbehälter 154 nach unten und anschließend in den Dampfbehälterabschnitt 152 und danach zur Atmosphäre hin bewegen. Die zweite Dichtung 140 verhindert, dass der heiße flüssige Dampf während dieses Vorgangs direkt über die Kühlkappenanordnung 10 an die Atmosphäre austritt.
Wenn ein Vakuumzustand in dem Flüssigkeitsbehälterabschnitt 150 herrscht, wird das Vakuum-Plattenventil 52 gegen die Spannung der Schraubenfeder 106 nach unten gezogen, die während dieses Vorgangs zusammengedrückt wird. Atmosphärische Luft wird dann aus dem Dampfbehälterabschnitt 152 in den Übergangsbehälterabschnitt 154 nach oben durch den Durchlass 156 in den Behälter 12 gesaugt. Die Luft bewegt sich dann über die Durchlasse 84 in dem Ventilgehäuse 50 nach unten durch die Öffnung 132 in der Federtrageplatte 130, nach unten durch die Mittelöffnung 126 des Druck- Plattenventils 54 und dann zwischen der Ventildichtung 120 und dem Umfangsflansch 116 des Vakuum-Plattenventils 52 hindurch und in den Flüssigkeitsbehälterabschnitt 150 hinein.
Dem Obenstehenden entsprechend kann der Druck in dem Flüssigkeitsbehälterabschnitt 150 stets innerhalb eines vorgegebenen Bereiches gehalten werden, der durch die von den Federn 106 und 122 ausgeübte Kraft vorgegeben wird.
Die Kappenanordnung 10 kann, wie auch in Fig. 5, 6 und 7 dargestellt, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung von dem Behälter 12 entfernt werden, ohne dass während des anfänglichen Öffnungsvorgangs heiße Dämpfe über den Umfang oder andere Abschnitte der Kappe austreten.
Das heißt, die Kappenanordnung 10 wird abgeschraubt, indem die Abdeckung 14 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, so dass ihre Gewindegänge 24 an den Gewindegängen 26 des Halses 27 des Behälters 12 nach oben gleiten. Wenn die Abdeckung 14 während dieses Abschraubvorgangs nach oben gehoben wird, heben die Sicherungszungen 28 das Ventilgehäuse 50 durch den Eingriff der Zungen 28 mit der Ringnut 62 des Ventilsgehäuses 50 nach oben. Wie in dem Übergang von Fig. 5 zu Fig. 6 dargestellt ist, wird, wenn das Ventilgehäuse 50 während dieses Drehvorgangs angehoben wird, die erste Dichtung 112 nach oben aus dem Eingriff mit dem ersten Dichtungsrand 114 des Behälters 12 bewegt, so dass heiße Dämpfe um den Umfang der ersten Dichtung 112 herum austreten können. Die heißen Dämpfe bewegen sich dann nach unten durch den Durchlass 156 hindurch in den Übergangsbehälterabschnitt 154, in den Dampfbehälterabschnitt 152 und werden anschließend sicher an die Atmosphäre abgelassen.
Wenn die erste Dichtung 112 aus der Dichtungsbeziehung mit dem ersten Dichtungsrand 114 des Behälters 12 gelöst wird, verbleibt, wie in Fig. 6 dargestellt, die zweite Dichtung 140 in Dichtungsbeziehung zu dem zweiten Dichtungsrand 142, der in dem Hals 27 des Behälters 12 ausgebildet ist. Das heißt, wenn das Ventilgehäuse 50 während des Abschraubens der Abdeckung 14 nach oben angehoben wird, drückt die ringförmige gewellte Feder 60 die zweite Dichtung 140 nach unten, so dass sie in Dichtungseingriff mit dem zweiten Dichtungsrand 142 des Behälters 12 bleibt. Wenn die zweite Dichtung 140 während dieses Vorgangs von der planen Fläche 68 wegbewegt wird, wird die radial innenliegende Fläche bzw. Kante der zweiten Dichtung 140 in gleitende und dichtende Beziehung zu der äußeren zylindrischen Fläche des oberen Gehäuseabschnitts 56 gebracht, so dass die Verbindung von Durchlass 156 und den Durchlassen 54 gegenüber Abschnitten über den oberen Gehäuseabschnitt 56 abgedichtet bleibt.
Da die Dämpfe nach unten über den Durchlass 156 in den Übergangsbehälterabschnitt 154 und dann in den Dampfbehälterabschnitt 152 abgelassen werden und nicht nach oben über den Umfang der Kappenanordnung 10 bzw. um ihn herum, werden heiße Dämpfe nicht direkt auf das Gesicht oder den Körper der Person gerichtet, die die Kühlkappenanordnung 10 abschraubt.
Weiteres Abschrauben der Kühlkappenanordnung 10 bewirkt schließlich, wie in Fig. 7 dargestellt, dass die zweite Dichtung 140 aus dem Dichtungseingriff mit dem zweiten Dichtungsrand 142 des Behälters 12 nach oben bewegt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist der Großteil der heißen Dämpfe über Durchlass 156 abgelassen worden. Der sich radial nach außen erstreckende ringförmige Vorsprung 78 dient als unterer Anschlag für die zweite Dichtung 140. Das heißt, der Vorsprung 78 schränkt die Verschiebung der zweiten Dichtung 140 nach unten ein. Die Kappenanordnung 10 kann dann vollständig entfernt werden, wobei, wenn überhaupt, kaum Dämpfe in der Nähe des Benutzers abgelassen werden.
Schließlich ist anzumerken, dass die auslegerartigen Klinkenelemente 34 und die Sperrzähne 44 so aufgebaut und angeordnet sind, dass sie Drehmomentbewegung, in die die äußere Abdeckung 14 manuell versetzt wird, in einer Abschraubrichtung übertragen, um die Ventil-und-Dichtungs-Anordnung 48 aus der geschlossenen bzw. abgedichteten Position zu bewegen. Die Klinkenelemente 34 und die Sperrzähne 44 übertragen des Weiteren Drehmomentbewegung, in die die äußere Abdeckung 14 manuell versetzt wird, in einer Schraubrichtung, um die Ventil-und-Dichtungs-Anordnung 48 in die geschlossene bzw. abgedichtete Position zu bewegen, und zwar so, dass Bewegungen zwischen ihnen überwunden werden und so Drehmomentübertragung zwischen ihnen über einem vorgegebenen Wert hinaus verhindert wird, um so festzustellen, wann die Ventil-und-Dichtungs-Anordnung 48 die Schließposition sowie das gewünschte Maß axialen Zusammendrückens, das auf die erste Dichtung 112 wirkt, erreicht hat.
Die Erfindung ist auf veranschaulichende Weise beschrieben worden, und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie der verbalen Beschreibung und nicht der Einschränkung dient.
Es liegt auf der Hand, dass angesichts der obenstehenden Lehren viele Abwandlungen und Veränderungen der vorliegenden Erfindung möglich sind. Es versteht sich daher, dass die Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche anders ausgeführt werden kann, als dies ausdrücklich beschrieben ist.

Claims

1. Baugruppe aus einer Kühlmittelbehälter-Kappenanordnung (10) und einem Kühlmittelbehälter (12), wobei der Kühlmittelbehälter (12) einen ersten (114) und einen zweiten (142) Dichtungsrand aufweist, und die Baugruppe umfasst:

eine äußere Abdeckung (14) zum lösbaren Befestigen der Kappenanordnung (10) an dem Behälter (12),

ein Ventilgehäuse-Element (50), das an der Abdeckung (14) befestigt ist und einen unteren Gehäuseabschnitt (58) sowie einen oberen Gehäuseabschnitt (56) aufweist,

eine erste Dichtung (112), die an dem unteren Gehäuseabschnitt (58) angebracht ist, um selektiv die Kappenanordnung (10) mit dem ersten Dichtungsrand (114) des Behälters (12) in Eingriff zu bringen und abzudichten,

eine zweite Dichtung (140), die an dem oberen Gehäuseabschnitt (56) angebracht ist, um selektiv die Kappenanordnung (10) mit dem zweiten Dichtungsrand (142) des Behälters (12) in Eingriff zu bringen und abzudichten,

dadurch gekennzeichnet, dass die Kappenanordnung (10) eine Reguliervorrichtung (70) aufweist, die mit dem oberen Gehäuseabschnitt (56) verbunden ist, um relative Bewegung der ersten Dichtung (112) in Bezug auf die zweite Dichtung (140) zu ermöglichen, wobei die Reguliervorrichtung (70) es der ersten Dichtung (112) ermöglicht, sich von dem ersten Dichtungsrand (114) des Behälters (12) zu lösen, wobei Dichtungseingriff der zweiten Dichtung (140) mit dem zweiten Dichtungsrand (142) des Behälters (12) aufrechterhalten wird, wenn die Kappenanordnung (10) von dem Kühlmittelbehälter (12) entfernt wird.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, wobei die Reguliervorrichtung (70) zwischen dem oberen Gehäuseabschnitt (56) und der zweiten Dichtung (140) angebracht ist.

3. Baugruppe nach Anspruch 2, wobei die Kappenanordnung (10) des Weiteren einen Flanschabschnitt (66) enthält, der an dem oberen Gehäuseabschnitt (56) angeordnet ist und eine plane Fläche (68) aufweist, wobei die Reguliervorrichtung (70) an der planen Fläche (68) angebracht ist.

4. Baugruppe nach Anspruch 3, wobei die Kappenanordnung (10) des Weiteren einen Druckring (144) enthält, der zwischen der Einstellvorrichtung (70) und der zweiten Dichtung (140) angeordnet ist.

5. Baugruppe nach Anspruch 4, wobei es sich bei der Reguliervorrichtung (70) um ein Federelement handelt.

6. Baugruppe nach Anspruch 2, wobei der obere Gehäuseabschnitt (56) des Weiteren einen Vorsprung (78) enthält, der unterhalb der zweiten Dichtung (140) angeordnet ist, um Verschiebung der zweiten Dichtung (140) nach unten einzuschränken.

7. Baugruppe nach Anspruch 2, wobei die zweite Dichtung (114) oberhalb der ersten Dichtung (112) angeordnet und ihr gegenüber radial nach außen verschoben ist.

8. Baugruppe nach Anspruch 1, wobei der untere (58) und der obere (56) Gehäuseabschnitt ein aus einem Stück bestehendes Ventilgehäuseelement (50) bilden.

9. Baugruppe nach Anspruch 8, wobei das aus einem Stück bestehende Ventilgehäuseelement (50) aus einem Polymermaterial besteht.

10. Baugruppe nach Anspruch 8, wobei die äußere Abdeckung (14) drehbar mit dem Ventilgehäuseelement (50) verbunden ist, so dass das Ventilgehäuseelement (50) stationär bleiben kann, wenn die Abdeckung (14) an dem Behälter (12) befestigt wird.

11. Baugruppe nach Anspruch 10, wobei das Ventilgehäuseelement (50) eine integral ausgebildete Ringnut (62) enthält und die Abdeckung (14) eine Vielzahl nach unten vorstehender Vorsprünge (28) enthält, die mit der Nut (62) in Eingriff kommen, um die Abdeckung (14) drehbar mit dem Ventilgehäuseelement (50) zu verbinden.

12. Baugruppe nach den Ansprüchen 1 und 11, wobei die Abdeckung (14) eine Vielzahl von Gewindegängen (24) enthält, die mit einer Vielzahl entsprechender Außengewindegänge (26) an dem Behälter (12) in Eingriff kommen, um die Kappenanordnung (10) an dem Behälter (12) zu befestigen.

13. Baugruppe nach Anspruch 1, wobei der Behälter (12) zum Aufbewahren von Fluid einen Halsabschnitt (27) aufweist, der eine Öffnung (18) in den Behälter (12) hinein bildet, wobei die Öffnung (18) des Halsabschnittes (27) den ersten Dichtungsrand (114) und den zweiten Dichtungsrand (142) aufweist.

14. Baugruppe nach Anspruch 13, wobei der zweite Dichtungsrand (142) oberhalb des ersten Dichtungsrandes (114) angeordnet und ihm gegenüber radial nach außen verschoben ist, so dass der erste (114) und der zweite (142) Dichtungsrand im Wesentlichen fluchtend mit der ersten (112) und der zweiten (140) Dichtung sind.

15. Baugruppe nach Anspruch 14, wobei der erste (114) und der zweite (142) Dichtungsrand ringförmige Vorsprünge sind, die sich nach oben erstrecken und mit einer entsprechenden Dichtung (112, 140) in Eingriff kommen.

16. Baugruppe nach Anspruch 13, wobei der Halsabschnitt (27) des Behälters (12) eine Vielzahl von Außengewindegängen (26) enthält und die Abdeckung (14) eine Vielzahl entsprechender Gewindegänge (24) enthält, die selektiv mit den Außengewindegängen (26) des Behälters (12) in Eingriff kommen, um die Kappe an dem Behälter (12) zu befestigen.

17. Baugruppe nach Anspruch 13, die des Weiteren einen Durchlass (156) enthält, der in dem Halsabschnitt (27) des Behälters (12) zwischen dem ersten (114) und dem zweiten (142) Dichtungsrand angeordnet ist.

18. Baugruppe nach Anspruch 17, die des Weiteren einen Kanal (148) enthält, der zwischen der Öffnung (18) des Behälters (12) und dem Durchlass (156) angeordnet ist und einen offenen Zustand, in dem die erste Dichtung (112) von dem ersten Dichtungsrand (114) gelöst ist, sowie einen geschlossenen Zustand, in dem die erste Dichtung (112) mit dem ersten Dichtungsrand (114) in Eingriff ist, aufweist.

19. Baugruppe nach Anspruch 18, der des Weiteren einen Übergangsbehälter-Abschnitt (154) enthält, der mit dem Durchlass (84) in Fluidverbindung steht, um Fluid hindurchtreten zu lassen.

20. Baugruppe nach Anspruch 19, der des Weiteren einen Dampfbehälter-Abschnitt (152) enthält, der mit dem Übergangsbehälter-Abschnitt (154) in Fluidverbindung steht, um Fluid, das durch den Durchlass (84) hindurchtritt, von der Kappenbaugruppe (10) wegzuleiten.