EP0565828B1

EP0565828B1 - Druckausgleichelement

Info

Publication number: EP0565828B1
Application number: EP93102415A
Authority: EP
Inventors: Hans-Werner Rückwardt; Jeffrey Charles Lewis
Original assignee: TRW United Carr GmbH and Co
Current assignee: TRW United Carr GmbH and Co
Priority date: 1992-04-14
Filing date: 1993-02-16
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: DE4212491A1; EP0565828A1; DE59302563D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckausgleichelement, insbesondere zum Einsatz im Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Als Stand der Technik ist bereits ein derartiges Druckausgleichelement bekannt (FR-A-1 244 916), welches in zwei Richtungen wirkt, und zwar entweder, um Luft in das Kühlsystem bei einem bestimmten Vakuum einzubringen oder um Luft aus dem Kühlsystem abzuleiten, wenn ein bestimmter Druck vorliegt. Diese zum Stand der Technik zählenden Druckausgleichelemente sind kostenaufwendig aufgebaut und weisen eine Vielzahl von Einzelteilen auf, was bezüglich der Herstellung und der Montage neben den erhöhten Kosten zusätzlichen Zeitaufwand erfordert.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Druckausgleichelement der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß dieses sowohl baulich als auch montagemäßig eine erhebliche Vereinfachung aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Ventileinheit besteht aus einem inneren und einem äußeren, aus elastischem Material gefertigten Teil, wobei der innere und der äußere Teil einen ersten und einen zweiten, im Abstand voneinander liegenden Öffnungs- und Schließbereich aufweist und der innere Teil einen im Gehäuse liegenden Abdichtbereich zur abgedichteten Verbindung des Druckausgleichelementes mit einem Teil des Kühlsystems besitzt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß das Druckausgleichelement lediglich aus drei Teilen besteht, nämlich dem Gehäuse sowie einem inneren und einem äußeren Teil, welches die Ventileinheit darstellt. Hierbei kann das Gehäuse aus hochelastischem Material bestehen, so daß insgesamt die drei vorgenannten Teile kostengünstig herstellbar und leicht zu montieren sind.
Ein anderes bekanntes Druckausgleichelement (FR-A-2 509 791) weist nur ein aktives Teil in Form einer Membran auf, welches in zwei Richtungen wirkt. Hierdurch kann aber die Funktionssicherheit nicht in dem Maße gewährleistet werden wie bei einer Ausführung mit zwei aktiven Teilen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: einen Querschnitt durch das Druckausgleichelement
Fig. 2: einen Querschnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Gehäuse des Druckausgleichelements
Fig. 3: einen Querschnitt durch den in Fig. 1 dargestellten inneren Teil.

Das erfindungsgemäße Druckausgleichelement 1, welches insbesondere an einem schematisch dargestellten Teil 2 eines Kühlsystems eines Kraftfahrzeuges befestigt ist, besteht im wesentlichen aus drei Teilen, nämlich einem Gehäuse 3, einem inneren Teil 4 und einem äußeren Teil 5. Das Gehäuse 2 ist hierbei in Fig. 2, der äußere Teil 4 in Fig. 3 im Schnitt näher dargestellt.
Das Gehäuse 3, welches aus einem hochbelastbaren Material, z. B. Kunststoff hergestellt ist, weist einen Verbindungsbereich 7 zur Befestigung an dem Teil 2 des Kühlsystems auf, welcher vorteilhafterweise mit Gewindegängen versehen ist. Über diese Gewindegänge läßt sich das Gehäuse 3 des Druckausgleichelementes 1 an dem entsprechenden Teil 2 des Kühlsystems anschrauben.
Weiterhin besitzt das Gehäuse 3 nach Fig. 2 eine Schulter 8, welche an den Verbindungsbereich 7 angrenzt. Diese Schulter 8 geht in einen Raum 10 über, der am Außenumfang mit einer Anzahl von schlitzartigen Öffnungen 9 versehen ist. Der Raum 10 ist durch einen Gehäuseboden 11 verschlossen, welcher eine Ausnehmung 12 aufweist. Das Gehäuse 3 ist rotationssymmetrisch um die Längsachse ausgebildet (mit Ausnahme der Gewindegänge).
Der in Fig. 3 näher dargestellte innere Teil 4 ist ebenfalls um seine Längsachse rotationssymmetrisch ausgebildet und weist zunächst einen umlaufenden Flansch 13 auf, welcher einen Abdichtbereich 6 bildet. An diesen umlaufenden Flansch grenzt ein eingezogener Boden 14 an, welcher über den Umfang verteilt mehrere, parallel zur Längsachse verlaufende Öffnungen 15 besitzt. Der äußere Umfang 22 des eingezogenen Bodens 14 des inneren Teils bildet einen weiteren Abdichtbereich und läuft z.B. konisch zu.
An den eingezogenen Boden 14 schließt über einen Hals eine Dichtlippe 16 an. Diese ist z.B. kegelstumpfförmig ausgebildet. Diese Dichtlippe 16 geht im zentrischen Bereich in einen vorderen Zapfenbereich 17 über, welcher über den Umfang verteilt mehrere Öffnungen 18 aufweist und außenseitig eine Verrastung 20 besitzt.
Zur Montage der einzelnen Teile des Druckausgleichelementes 1 wird der in Fig. 1 dargestellte äußere Teil 5, welcher aus einem Boden 21 mit einer zentrischen Öffnung 19 und einer konisch verlaufenden Dichtlippe 23 besteht, zunächst mit dem äußeren Teil 4 montiert. Hierzu wird die zentrische Öffnung 19 des äußeren Teils 5 hinter die Verrastung 20 des vorderen Zapfenbereichs 17 des inneren Teils 4 geführt, wobei nunmehr der äußere Teil 5 über diese zentrische Öffnung 19 zwischen der Verrastung 20 im vorderen Zapfenbereich 17 und der Dichtlippe 16 des inneren Teils 4 eingespannt bzw. eingeklippt ist. Diese so vormontierte Ventileinheit, bestehend aus innerem und äußerem Teil 4 bzw. 5 wird nunmehr von oben in das Gehäuse 3 eingesetzt, so daß sich eine Situation nach Fig. 1 ergibt. Wird nun ein Teil 2 eines Kühlsystems über den Verbindungsbereich 7, d. h. dessen Gewindegänge eingeschraubt, so beaufschlagt die vordere Stirnfläche des Teils 2 im montierten Zustand den Flansch 13 des inneren Teils 4, so daß hier ein Abdichtbereich 6 geschaffen wird und damit eine abgedichtete Verbindung zwischen dem Teil 2 und dem Druckausgleichelement 1 im montierten Zustand vorliegt. Hierbei wird über den Teil 2 der Flansch 13 gegen die Schulter 8 des Gehäuses 3 gepreßt und bildet somit eine sichere Abdichtung. Die gesamte Einheit des Druckausgleichelementes 1, bestehend aus Gehäuse 3 sowie inneren Teil und äußeren Teil 5 ist damit komplett montiert.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, legt sich die Dichtlippe 16 des inneren Teils 3 mit ihrem äußeren Umfang auf dem Boden 21 des äußeren Teils 5 auf. Es ergibt sich damit ein erster Öffnungs- und Schließbereich I.
Im Abstand dazu liegt ein zweiter Öffnungs- und Schließbereich II insofern, als im montierten Zustand sich die umlaufende Dichtlippe 23 des äußeren Teils 5 gegen den äußeren Umfang 22 des inneren Teils 4 anlegt. Damit ergeben sich auf einfache Weise zwei im Abstand voneinander liegende Öffnungs- und Schließbereiche I und II. Hierbei hängt es von der Dimensionierung der einzelnen zusammenwirkenden Teile im Öffnungs- und Schließbereich I bzw. II ab, ob ein identischer oder unterschiedlicher Druckausgleich vorliegen soll.
Das erfindungsgemäße Druckausgleichelement 1 arbeitet wie folgt: Befindet sich innerhalb des nicht näher dargestellten Kühlsystems ein bestimmtes Vakuum, so muß Luft in das Kühlsystem eingebracht werden, um das Vakuum auszugleichen. Hierbei tritt die Luft durch die Öffnungen 9 am äußeren Umfang des Gehäuses 3 in den Raum 10 ein und gelangt von dort über die Öffnungen 18 im vorderen Zapfenbereich 17 des inneren Teils 4 zu dem ersten Öffnung- bzw. Schließbereich I. Hier wird nun unter Druckeinwirkung die Dichtlippe 16 von ihrer Anlage an dem Boden 21 abgehoben, so daß die Luft über die Öffnungen 15 in das Innere des Kühlsystems gelangt. Ist ein Druckausgleich vorhanden, so schließt sich automatisch wieder der erste Öffnungs- bzw. Schließbereich I insofern, als sich die Dichtlippe 16 des inneren Teils 4 wieder an dem Boden 21 des äußeren Teils 5 anlegt.
Herrscht im Inneren des Kühlsystems ein Überdruck, so gelangt Luft über die Öffnungen 15 des inneren Teils in den Raum 10, wobei die Dichtlippe 23 des äußeren Teils 5 von ihrer Anlage 22 am Umfang des äußeren Teils 4 abgehoben wird und die Luft damit über die Öffnungen 9 aus dem Gehäuse 3 des Druckausgleichelementes 1 austritt. Liegt ein Druckausgleich vor, so legt sich automatisch in diesem Öffnungs- und Schließbereich II wieder die Dichtlippe 23 an den Außenumfang 22, so daß die in Fig. 1 dargestellte Schließstellung erreicht ist.
Die gesamte Einheit des Druckausgleichelementes 1 ist einfach aufgebaut, funktionssicher sowie billig in der Herstellung und Montage. Durch die spezielle Gestaltung der den ersten und zweiten Schließbereich I bzw. II bildenden Teile besteht außerdem die Möglichkeit, im gewünschten Sinne einen Druckausgleich zu bewirken. Das erfindungsgemäße Druckausgleichelement ist nicht auf seinen Einsatz im Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges beschränkt, sondern kann überall dort Anwendung finden, wo ein Druckausgleich hergestellt werden muß.
In nicht näher dargestellter Variante besteht auch die Möglichkeit, daß beispielsweise entweder der innere Teil 4 oder der äußere Teil 5 beide Dichtlippen aufweist und diese sich an entsprechende Gegenflächen des benachbarten Teils anlegen.

Claims

Druckausgleichelement, insbesondere zum Einsatz im Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse, in welchem eine in zwei Richtungen wirkende Ventileinheit angeordnet ist, welche aus einem inneren und einem äußeren, zur Längsachse rotationssymmetrischen, aus elastischem Material gefertigten Teil (4, 5) besteht, wobei der innere und äußere Teil (4, 5) einen ersten und einen zweiten, im Abstand voneinander liegenden Öffnungs- und Schließbereich (I, II) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der innere Teil (4) einen umlaufenden Flansch (13) als Abdichtbereich (6), zur abgedichteten Verbindung des Druckausgleichselements (1) mit einem Teil (2) des Kühlsystems, einen daran angrenzenden, eingezogenen Boden (14) mit mindestens einer parallel zur Längsachse verlaufenden Öffnung (15) und eine anschließende Dichtlippe (16) mit einem vorderen, mit mindestens einer Öffnung (18) versehenen Zapfenbereich (17) aufweist und
daß der äußere Teil (5) über eine zentrische Öffnung (19) zwischen einer Verrastung (20) im vorderen Zapfenbereich (17) und der Dichtlippe (16) des inneren Teils (4) eingespannt ist,
daß die Dichtlippe (16) einen Bodenbereich (21) des äußeren Teils (5) als ersten Öffnungs- und Schließbereich (I) beaufschlagt und
daS der äußere Umfang (22) des eingezogenen Bodens (14) des inneren Teils (4) eine Anlagefläche für eine umlaufende Dichtlippe (23) des äußeren Teils (5) als zweiten Öffnungs- und Schließbereich (II) bildet.
Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus hochbelastbarem Material bestehende Gehäuse (3) einen Verbindungsbereich (7) zur Befestigung an einem Teil (2) des Kühlsystems, eine angrenzende Schulter (8) zur Auflage des Abdichtbereichs (6) des inneren Teils (4), eine mit mindestens einer Öffnung (9) versehenen angrenzenden Raum (10) zur Aufnahme der beiden Öffnungs- und Schließbereiche (I, II) des inneren und äußeren Teils (4, 5) und einen anschließenden Gehäuseboden (11) aufweist.
Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseboden (11) eingezogen ausgebildet ist zur Aufnahme des unteren Bereichs des inneren Teils.
Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbereich (7) des Gehäuses (3) mit Gewindegängen versehen ist.
Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des rotationssymmetrisch zur Längsachse ausgebildeten, angrenzenden Raums (10) mehrere, über den Umfang verteilte Öffnungen (9) aufweist.
Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem eingezogenen Boden (14) des inneren Teils (4) mindestens eine Öffnung (15) angeordnet ist.
Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfenbereich (17) des inneren Teils (4) in die Ausnehmung (12) des Gehäusebodens (11) ragt.