EP1036261A1 - Verschlussdeckel - Google Patents

Verschlussdeckel

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EP1036261A1
EP1036261A1 EP98963510A EP98963510A EP1036261A1 EP 1036261 A1 EP1036261 A1 EP 1036261A1 EP 98963510 A EP98963510 A EP 98963510A EP 98963510 A EP98963510 A EP 98963510A EP 1036261 A1 EP1036261 A1 EP 1036261A1
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EP
European Patent Office
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container
valve body
valve
sealing seat
component
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EP98963510A
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English (en)
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EP1036261B1 (de
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Heinrich Reutter
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP1036261A1 publication Critical patent/EP1036261A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1036261B1 publication Critical patent/EP1036261B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/02—Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
    • F01P11/0204—Filling
    • F01P11/0209—Closure caps
    • F01P11/0238—Closure caps with overpressure valves or vent valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/02—Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
    • F01P11/0204—Filling
    • F01P11/0209—Closure caps
    • F01P11/0247—Safety; Locking against opening
    • F01P2011/0266—Safety; Locking against opening activated by pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S220/00—Receptacles
    • Y10S220/32—Radiator cap

Definitions

  • the invention relates to a closure cover for openings on containers, in particular on motor vehicle radiators, according to the preamble of claim 1.
  • a valve cup with a flange extending radially outwards is used as the first valve body and a cylindrical sleeve concentrically surrounding the valve cup is used as the second valve body, which also has a radially outwardly projecting Flange is provided.
  • the flange attached to it is shaped like a bead to form a bead.
  • the cylindrical sleeve which is also acted upon in this way in the direction of the interior of the container, is also mounted with its flange on a sealing seat of the inner lid part with the interposition of a sealing ring.
  • Another sealing ring connected to the inner cover part lies opposite the flange of the cylindrical sleeve in the starting blocking position of the valve arrangement at a distance in the direction of the container exterior.
  • the object of the present invention is to simplify the construction of such a closure cover. According to the invention, the features specified in claim 1 are provided to achieve this object.
  • the described component which is provided with an opening, represents a valve body of the simplest structural design. With appropriate training, in particular with an appropriate choice of material, this results in no problem, i. H. without additional sealant, a tight support of the first valve body on the component forming the second valve body.
  • the use of such a component as a second valve body also opens up the possibility, through direct interaction of the second valve body and the third sealing seat, to accomplish the above-mentioned blocking of the flow connection between the container interior and the container exterior.
  • the component can advantageously be designed either as a radially guided molded seal according to the features of claim 2 or as a membrane deformable in the direction of movement according to the features of claim 4.
  • a preferred embodiment of the closure cover according to the invention is characterized by the features according to Claim 8 from.
  • the features according to claim 10 ensure that the second valve body and thus the entire valve arrangement function in a uniformly safe manner.
  • valve part body in contact with the component accordingly takes on a double function. It ensures a tight connection between the first and second valve bodies, both when reducing the excess pressure inside the container and when equalizing a corresponding negative pressure.
  • the spring by means of which the diaphragm is pressed against the first valve body, also takes over a double function if the features according to claim 13 are advantageously provided. On the one hand, the spring ensures a tight contact of the membrane with the first valve body; on the other hand, it creates a density Installation of the first on the second valve body.
  • Fig. 1 a cover for a
  • FIG. 2 shows the closure cover with valve arrangement according to FIG. 1 after a first limit value for an overpressure in the interior of the cooler has been exceeded;
  • FIG. 3 shows the closure cover with the valve arrangement according to FIG. 1 at a second limit value for an overpressure in the interior of the cooler
  • FIG. 4 shows the closure cover with valve arrangement according to FIG. 1 after a safety limit value for an overpressure in the interior of the cooler has been exceeded;
  • FIG. 5 shows the closure cover with valve arrangement according to FIG. 1 with a negative pressure in the interior of the cooler
  • Fig. 6 shows a second embodiment of a closure cover for a motor vehicle radiator with an overpressure / underpressure valve arrangement in the starting blocking position analogous to FIG. 1, and
  • Fig. 7 shows a third embodiment of a cover for a motor vehicle radiator with a two-stage overpressure valve arrangement in the initial blocking position analogous to FIG. 1.
  • a cover 1 for a motor vehicle radiator according to the first comprises
  • Embodiment an outer cover part 3 provided with an actuating handle 2, on which an inner cover part 4 is held with a valve arrangement 5.
  • the cover 1 In the position of use, the cover 1 is fixed to a radiator neck.
  • the inner cover part 4 protrudes in the direction of the interior of the radiator into the radiator nozzle.
  • An O-ring 6 seals the inner cover part 4 against the radiator nozzle wall.
  • the valve arrangement 5 in the interior of the inner lid part 4 comprises a first valve body 7 and a second valve body in the form of a membrane 8.
  • the first valve body 7 consists of two valve body parts, namely a first valve body part designed as a valve disk 9 and a second valve body part in the form of a valve cover 10.
  • valve plate 9 is acted upon on its upper side by a closing spring 11 which is supported on the inner cover part 4 with its end remote from the valve plate 9.
  • the valve plate 9 is biased in the direction of the interior of the radiator by means of the closing spring 11. It is mounted on a first sealing seat 13 on the inner cover part 4 via a flat sealing ring 12 and covers the valve cover 10 with an opening 30 which is connected to the radiator exterior.
  • the valve cover 10 is supported on a second sealing seat 14 on the upper side of the membrane 8 and overlaps a central membrane opening 15 provided on the latter.
  • the membrane 8 rests on a flange 16 of a guide sleeve 17.
  • the guide sleeve 17 is formed with a stepped diameter and has a membrane opening 15 penetrating axial section 18 of smaller diameter and an axial section 19 of larger diameter connected thereto via the flange 16.
  • a radial locking projection 20 on the axial section 18 of the guide sleeve 17 secures the latter on the membrane 8 in the axial direction.
  • the valve cover 10 lies tightly against the underside of the flat sealing ring 12 which faces the interior of the cooler.
  • a guide sleeve 23 slotted in the axial direction on the bottom 22 of the inner cover part 4 ensures a defined movement of the guide sleeve 17 in the axial direction.
  • the membrane 8 is clamped at its radially outer edge on the inner cover part 4 and can be moved or deformed in the direction of a double arrow 24, which represents the direction of movement of the valve bodies 7, 8.
  • the membrane 8 is designed as a rubber ring membrane and is provided with an expansion fold 25 which is effective in the radial direction of the membrane 8 and the fold ridge of which runs concentrically with the vertical membrane axis.
  • the membrane 8 is assigned a third sealing seat 26 towards the cooler exterior.
  • this like the first sealing seat 13, is formed directly by a projection of the inner cover part 4.
  • Bypass channels 27 in the inner cover part 4 are guided around the clamped edge of the membrane 8.
  • the sectional planes in FIGS. 1 to 5 are placed in such a way that they cover two of these bypass channels 27.
  • the bypass channels 27 are in the radial direction outer edge of the membrane 8 spaced apart.
  • a bottom opening 28 in the bottom 22 of the inner cover part 4 creates a flow connection between the inside of the cooler and the valve arrangement 5.
  • a radial outlet 29 adjacent to the valve plate 9 opens out to the outside of the cooler.
  • the initial blocking position shown in FIG. 1 assumes the valve arrangement 5 when the internal cooler pressure moves between a negative pressure limit value and a first positive pressure limit value.
  • Such pressure conditions prevail, for example, when the vehicle is parked for a long period of time or when the vehicle is in operation and the cooling fluid in the interior of the cooler is adequately cooled by the wind and / or with fan support. 1 there is no flow connection between the interior of the cooler and the exterior of the cooler via the valve arrangement 5.
  • valve assembly 5 flows through the cooler through the bottom opening 28 of the inner cover part 4 and fills all the free spaces upstream of the valve plate 9.
  • cooler content flows through the bypass channels 27 around the membrane 8 into the downstream part of the valve arrangement 5, as seen from the membrane 8.
  • valve plate 9 If the cooler internal pressure exceeds a first overpressure limit value, the valve plate 9 is counteracted by the cooler content against the action of the closing spring 11 first sealing seat 13 lifted off on the inner cover part 4.
  • the valve arrangement 5 is then in the operating state according to FIG. 2, in which the cooler content through the bottom opening 28, the slot openings of the slotted guide socket 23, the bypass channels 27, the space between the membrane 8 and the third sealing seat 26, which is located thereon in the flow direction Subsequent space between the valve cover 10 and the inner wall of the inner cover part 4 and the space between the first sealing seat 13 and the flat sealing ring 12 and finally flows out through the radial outlet 29 to the radiator.
  • the valve cover 10 meanwhile, sits tightly on the upper side of the membrane 8 with the second sealing seat 14.
  • the amount of cooler content flowing out of the cooler interior is defined by the bypass channels 27 or by their fault cross section.
  • the membrane 8 moves or deforms until, at a second limit value for the overpressure in the interior of the cooler, it comes into sealing contact with the third sealing seat 26 of the inner cover part 4. In this position, the membrane 8 blocks the malfunction connection that previously existed via the bypass channels 27 between the inside of the cooler and the outside of the cooler.
  • the membrane 8 is guided by means of the guide sleeve 17 on the guide stub 23 in the direction of movement or deformation.
  • the interior of the cooler is again sealed against the exterior of the cooler. Blocking the flow connection between the inside of the cooler and the outside of the cooler prevents the cooler from boiling dry.
  • valve cover 10 becomes active under the effect of the interior cooler pressure 3 raised from the membrane 8 supported on the third sealing seat 26 in the direction of the cooler exterior.
  • the then occurring operating state of the valve arrangement 5 can be seen in FIG. 4. Accordingly, cooler flows through the bottom opening 28, the interior of the guide sleeve 17, the space remaining between the second sealing seat 14 on the valve cover 10 and the top of the membrane 8, and the space between the axially parallel wall of the valve cover 10 and the inner wall of the inner cover part opposite this 4 and finally between the first sealing seat 13 and the underside of the flat sealing ring 12 of the valve plate 9 through to the radial outlet 29 and through this to the cooler.
  • valve arrangement 5 changes from its operating state according to FIG. 4 to the previously explained operating states according to FIGS. 3 and 2, until it finally returns to its initial blocking position according to FIG. 1.
  • the valve hood 10 is lifted from the underside of the flat sealing ring 12 of the valve plate 9 toward the interior of the cooler.
  • the valve disk 9 is supported, by means of the closing spring 11, via the flat sealing ring 12 on the first sealing seat 13 of the inner cover part 4.
  • the valve cover 10 is seated with the second sealing seat 14 tightly on the top of the membrane 8 and is lowered together with the latter against the action of the suspension spring 21 towards the interior of the cooler.
  • the membrane 8 is also guided by means of the guide sleeve 17 and the guide connector 23 interacting therewith.
  • the expansion fold 25 provides in both Movement or deformation directions of the membrane 8 for their safe functional behavior.
  • the second exemplary embodiment shown in FIG. 6 differs from the first exemplary embodiment shown in FIGS. 1 to 5 essentially by the configuration of the second valve body 208.
  • This second valve body is formed by a molded seal 208 which is integral with the flange 216.
  • the molded seal 208, 216 designed in this way has a certain Shore A hardness, so that it can serve and act directly for sealing against the second sealing seat 214 on the valve cover 210 and against the third sealing seat 226 of the inner cover part 204.
  • the molded seal 208 or the flange 216 has an axial section 219 which faces the bottom 222 of the inner cover part 204 and, as in the first exemplary embodiment, is guided radially on the guide connection 223 projecting from the bottom 220 for axial movement.
  • an axial section 218 is provided which plunges into an annular groove of the inner cover part 204, which is formed by an outer peripheral region and the inner annular region of the inner cover part 204 forming the third sealing seat 226.
  • This axial section 218 serves as a baffle or constriction of the flow passage from the bottom opening 228 to the underside of the valve plate 209 with the initial blocking position shown in FIG. 6. Since the molded seal 208 is not connected to the inner cover part 204 like the membrane 8, a corresponding bypass channel in the inner cover part is not necessary.
  • the further structure and in particular also the additional overpressure / underpressure function is the same as in the first embodiment of FIGS. 1 to 5, so that reference can be made to this description.
  • FIG. 7 shows an inner cover part 104 of a closure cover 101, which is also intended for use on a motor vehicle radiator, but which makes use of a valve arrangement 105, by means of which only an overpressure m prevailing in the interior of the radiator is achieved Allow the manner described above to dismantle in two stages. Precautions to compensate for a negative pressure prevailing in the interior of the cooler have not been taken in the embodiment according to FIG. 7.
  • a one-piece first valve body 107 is provided on the closure cover 101.
  • a two-part design of the first valve body 107 with two valve bodies, as is realized in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 5, can be dispensed with once the vacuum function has ceased to exist.
  • closure cover 101 according to FIG. 7 corresponds identically to the closure cover 1 in FIGS.
  • a second valve body in the form of a membrane 108 is also used on the closure cover 101.
  • the latter like other components of the overall arrangement, is only partially shown in FIG. 7. It goes without saying that this third exemplary embodiment according to FIG. 7 can also be modified with regard to the configuration of the second valve body 208 of the previously described second exemplary embodiment according to FIG. 6.

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Abstract

Ein Verschlussdeckel für Öffnungen an Kraftfahrzeugkühlern ist mit einem Deckelinnenteil (4) versehen, das eine Strömungsverbindung zwischen dem Behälterinnern und dem Behälteräußern sowie eine Ventilanordnung (5) zum Freigeben und Sperren der Strömungsverbindung aufweist. Die Ventilanordnung (5) umfasst einen ersten (7) und einen zweiten (8), zwischen einer Freigabe- und einer Sperrstellung hin und her bewegbaren Ventilkörper. Der erste Ventilkörper (7) ist in Richtung auf das Behälterinnere vorgespannt und in dieser Richtung an einem ersten Dichtsitz (13) am Deckelinnenteil (4) und an einem zweiten (14) radial innerhalb des ersten Dichtsitzes (13) liegenden Dichtsitz am zweiten Ventilkörper (8) abgestützt und bei Überschreiten eines ersten Grenzwertes des Behälterinnendrucks von dem Deckelinnenteil (4) sowie bei Überschreiten eines Sicherheitsgrenzwertes des Behälterinnendrucks von dem Deckelinnenteil (4) und dem zweiten Ventilkörper (8) jeweils unter Freigabe einer Strömungsverbindung zwischen dem Behälterinnern und dem Behälteräußern abhebbar. Der zweite Ventilkörper (8) ist als sich quer zur Bewegungsrichtung der Ventilkörper (7, 8) erstreckendes Bauteil (8) ausgebildet, welches eine radial innerhalb des zweiten Dichtsitzes (14) des ersten Ventilkörpers (7) liegende und mit dem Behälterinnern in Strömungsverbindung stehende Öffnung (15) aufweist und welchem radial außerhalb des zweiten Dichtsitzes (14) des ersten Ventilkörpers (7) zu dem Behälteräußern hin ein an dem Deckelinnenteil (4) vorgesehener dritter Dichtsitz (26) zugeordnet ist, an dem es bei einem dritten, zwischen dem ersten und dem zweiten liegenden Grenzwert für den Behälterinnendruck zur Anlage kommt, wobei es eine zuvor bestehende Strömungsverbindung zwischen dem Behälterinnern und dem Behälteräußern sperrt.

Description

Verschlussdeckel
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Verschlussdeckel für Öffnungen an Behältern, insbesondere an Kraftfahrzeugkühlern, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
An einem bekannten Verschlussdeckel der beschriebenen Art (DE-C-41 07 525) wird als erster Ventilkörper ein Ventiltopf mit einem radial nach außen verlaufenden Flansch und als zweiter Ventilkörper eine den Ventiltopf konzentrisch umschließende zylindrische Hülse verwendet, welche ebenfalls mit einem radial nach außen vorstehenden Flansch versehen ist. Im Übergangsbereich zu der zylindrischen Hülse ist der an dieser ansetzende Flansch unter Bildung eines Wulstes sickenartig geformt. In Ausgangs-Sperrstellung der Ventilanordnung nach dem Stand der Technik stützt sich der Ventiltopf, von einer Druckfeder in Richtung auf das Behälterinnere beaufschlagt, über einen Dichtring an dem beschriebenen Wulst des zweiten Ventilkörpers ab. Die auf diese Weise ebenfalls in Richtung auf das Behälterinnere kraftbeaufschlagte zylindrische Hülse ist mit ihrem Flansch ebenfalls unter Zwischenschaltung eines Dichtrings auf einem Dichtsitz des Deckelinnenteils gelagert. Ein weiterer, mit dem Deckelinnenteil verbundener Dichtring liegt dem Flansch der zylindrischen Hülse in Ausgangs-Sperrstellung der Ventilanordnung mit Abstand in Richtung auf das Behälteräußere gegenüber. Für den angestrebten zweistufigen Aufbau eines im Behälterinnern herrschenden Überdrucks sind die drei beschriebenen Dichtringe der Ventilanordnung des vobekannten Verschlussdeckels unverzichtbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen derartigen Verschlussdeckel konstruktiv zu vereinfachen. Erfindungsgemäß sind zur Lösung dieser Aufgabe die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.
Das beschriebene, mit einer Öffnung versehene Bauteil stellt einen Ventilkörper einfachster konstruktiver Ausgestaltung dar. Bei entsprechender Ausbildung, insbesondere bei zweckmäßiger Materialwahl, ergibt sich ohne Weiteres, d. h. ohne zusätzliche Dichtmittel, eine dichte Abstützung des ersten Ventilkörpers an dem den zweiten Ventilkörper bildenden Bauteil. Die Verwendung eines derartigen Bauteils als zweiten Ventilkörper eröffnet außerdem die Möglichkeit, durch umittelbares Zusammenwirken des zweiten Ventilkörpers und des dritten Dichtsitzes ohne zusätzliche Dichtung die vorstehend angesprochene Sperrung der Strömungsverbindung zwischen dem Behälterinnern und dem Behälteräußern zu bewerkstelligen .
Das Bauteil kann in vorteilhafter Weise entweder als radial geführte Formdichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 oder als in Bewegungsrichtung verformbare Membran gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 ausgebildet sein.
Mit den Merkmalen gemäß Anspruch 3 bzw. Anspruch 5 und/oder 6 ist die gewünschte hohe Funktionssicherheit der Ventilanordnung erreicht. Außerdem lässt sich mit konstruktiv einfachen Mitteln die Führung des Bauteils mithilfe einer Führungshülse erreichen, die entweder Teil der Formdichtung oder mit der Membran bestückt ist.
Zur Unterstützung eines dichten Kontaktes zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilkörper erfindungsgemäßer Verschlussdeckel sind in zweckmäßiger Ausgestaltung die Merkmale gemäß Anspruch 7 vorgesehen.
Eine bevorzugte Ausführungsform erfindungsgemäßer Verschlussdeckel zeichnet sich durch die Merkmale gemäß Anspruch 8 aus .
Eine konstruktiv äußerst einfache Gestaltung in Kombination mit der Eignung des zweiten Ventilkörpers zur Übernahme abdichtender Funktion wird mit den Merkmalen des Anspruchs 9 erreicht .
Die Gewährleistung eines gleichmäßig sicheren Funktionsverhaltens des zweiten Ventilkörpers und somit der gesamten Ventilanordnung dienen die Merkmale gemäß Anspruch 10.
Vor dem Hintergrund, dass an erfindungsgemäßen Verschlussdeckeln neben einem zweistufigen Aufbau eines im Behälterinnern herrschenden Überdrucks auch der Ausgleich eines im Behälterinnern herrschenden Unterdrucks mit konstruktiv einfachen Mitteln möglich sein soll, sind gemäß einer weiteren Variante die Merkmale gemäß Anspruch 11 vorgesehen .
Im Interesse eines möglichst einfachen konstruktiven Aufbaus der Gesamtanordnung sind in Weiterbildung der Erfindung die Merkmale gemäß Anspruch 12 vorgesehen. Der mit dem Bauteil in Kontakt befindliche Ventilteilkörper übernimmt dementsprechend eine Doppelfunktion . Sowohl beim Abbau eines im Behälterinnern herrschenden Überdrucks als auch beim Ausgleich eines entsprechenden Unterdrucks sorgt er für eine dichte Verbindung von erstem und zweitem Ventilkörper.
Eine Doppelfunktion übernimmt außerdem gegebenenfalls die Feder, mittels welcher die Membran gegen den ersten Ventilkörper beaufschlagt ist, wenn in vorteilhafter Weise die Merkmale gemäß Anspruch 13 vorgesehen sind. Zum einen sorgt die Feder für eine dichte Anlage der Membran an dem ersten Ventilkörper; zum anderen bewirkt sie eine dichte Anlage des ersten an dem zweiten Ventilkörper .
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der m der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert sind. Es zeigen:
Fig. 1 einen Verschlussdeckel für einen
Kraftfahrzeugkühler mit einer Überdruck/Unterdruck- Ventilanordnung in Ausgangs-Sperrstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung;
Fig. 2 den Verschlussdeckel mit Ventilanordnung gemäß Fig. 1 nach Überschreiten eines ersten Grenzwertes für einen Überdruck im Kühlerinnern;
Fig. 3 den Verschlussdeckel mit Ventilanordnung gemäß Fig. 1 bei einem zweiten Grenzwert für einen Überdruck im Kühlerinnern;
Fig. 4 den Verschlussdeckel mit Ventilanordnung gemäß Fig. 1 nach Überschreiten eines Sicherheitsgrenzwertes für einen Überdruck im Kühlerinnern;
Fig. 5 den Verschlussdeckel mit Ventilanordnung gemäß Fig. 1 bei einem Unterdruck im Kühlerinnern;
Fig. 6 eine zweite Ausführungsform eines Verschlussdeckels für einen Kraf fahrzeugkühler mit einer Überdruck/Unterdruck-Ventilanordnung m Ausgangs- Sperrstellung analog Fig. 1, und
Fig. 7 eine dritte Ausführungsform eines Verschlussdeckels für einen Kraftfahrzeugkühler mit einer zweistufigen Überdruck-Ventilanordnύng in Ausgangs- Sperrstellung analog Fig. 1.
Gemäß den Figuren 1 bis 5 umfasst ein Verschlussdeckel 1 für einen Kraftfahrzeugkühler gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel einen mit einer Betätigungshandhabe 2 versehenen Deckelaußenteil 3, an welchem ein Deckelinnenteil 4 mit einer Ventilanordnung 5 gehalten ist. In Gebrauchslage ist der Verschlussdeckel 1 an einem Kühlerstutzen fixiert. Dabei ragt der Deckelinnenteil 4 in Richtung auf das Kühlerinnere in den Kühlerstutzen vor. Ein O-Ring 6 dichtet den Deckelinnenteil 4 gegen die Kühlerstutzenwandung ab.
Die Ventilanordnung 5 im Innern des Deckelinnenteils 4 umfasst einen ersten Ventilkörper 7 sowie einen zweiten Ventilkörper in Form einer Membran 8. Der erste Ventilkörper 7 besteht aus zwei Ventilteilkörpern, nämlich einem als Ventilteller 9 ausgebildeten ersten Ventilteilkörper und einem zweiten Ventilteilkörper in Form einer Ventilhaube 10.
Der Ventilteller 9 wird an seiner Oberseite von einer Schließfeder 11 beaufschlagt, die sich mit ihrem von dem Ventilteller 9 abliegenden Ende an dem Deckelinnenteil 4 abstützt. Mittels der Schließfeder 11 ist der Ventilteller 9 in Richtung auf das Kühlerinnere vorgespannt. Über einen flachen Dichtring 12 ist er auf einem ersten Dichtsitz 13 an dem Deckelinnenteil 4 gelagert und überdeckt dabei die Ventilhaube 10 mit einer mit dem Kühleraußern in Verbindung stehenden Öffnung 30.
Die Ventilhaube 10 stützt sich an einem zweiten Dichtsitz 14 an der Oberseite der Membran 8 ab und übergreift dabei eine an letzterer vorgesehene zentrale Membranöffnung 15. Die Membran 8 liegt auf einem Flansch 16 einer Führungshülse 17 auf. Die Führungshülse 17 ist mit einem abgestuften Durchmesser ausgebildet und weist einen die Membranöffnung 15 durchsetzenden axialen Abschnitt 18 kleineren Durchmessers sowie einen damit über den Flansch 16 verbundenen axialen Abschnitt 19 größeren Durchmessers auf. Ein radialer Rastvorsprung 20 an dem axialen Abschnitt 18 der Führungshülse 17 sichert letztere an der Membran 8 in axialer Richtung. Eine Tragfeder 21, die auf einem Boden 22 des Deckelinnenteils 4 gelagert ist, stützt sich an der Unterseite des Flansches 16 der Führungshülse 17 ab und beaufschlagt die Führungshülse 17 mit der Membran 8 sowie der darauf aufsitzenden Ventilhaube 10 in Richtung auf das Kühleräußere. Demzufolge liegt die Ventilhaube 10 dicht an der zu dem Kühlerinnern hin weisenden Unterseite des flachen Dichtrings 12 an. Für eine definierte Bewegung der Führungshülse 17 in Achsrichtung sorgt ein in axialer Richtung geschlitzter Führungsstutzen 23 am Boden 22 des Deckelinnenteils 4.
Die Membran 8 ist an ihrem radial außenliegenden Rand an dem Deckelinnenteil 4 eingespannt und in Richtung eines Doppelpfeils 24, welcher die Bewegungsrichtung der Ventilkörper 7, 8 repräsentiert, beweg- bzw. verformbar. Die Membran 8 ist als Gummi -Ringmembran ausgebildet und mit einer Dehnfalte 25 versehen, die in radialer Richtung der Membran 8 wirksam ist und deren Faltenkamm konzentrisch mit der vertikalen Membranachse verläuft.
An ihrer Oberseite ist der Membran 8 zu dem Kühleräußern hin ein dritter Dichtsitz 26 zugeordnet. Vorteilhafterweise wird dieser ebenso wie der erste Dichtsitz 13 unmittelbar von einem Vorsprung des Deckelinnenteils 4 gebildet . Bypasskanäle 27 in dem Deckelinnenteil 4 sind um den eingespannten Rand der Membran 8 herumgeführt . Die Schnittebenen in den Figuren 1 bis 5 sind so gelegt, dass sie zwei dieser Bypasskanäle 27 erfassen. In der Draufsicht auf eine senkrecht zu den Zeichenebenen der Figuren 1 bis 5 verlaufende Ebene betrachtet, sind die Bypasskanäle 27 in Richtung des radial außenliegenden Randes der Membran 8 mit Abstand voneinander angeordnet .
Eine Bodenöffnung 28 in dem Boden 22 des Deckelinnenteils 4 schafft eine Strömungsverbindung zwischen dem Kühlerinnern und der Ventilanordnung 5. Ein dem Ventilteller 9 benachbarter radialer Austritt 29 mündet zu dem Kühleräußeren hin .
Die in Fig. 1 dargestellte Ausgangs-Sperrstellung nimmt die Ventilanordnung 5 ein, wenn sich der Kühlerinnendruck zwischen einem Unterdruckgrenzwert sowie einem ersten Überdruckgrenzwert bewegt .
Derartige Druckverhältnisse herrschen etwa bei längere Zeit abgestelltem Fahrzeug oder bei Fahrbetrieb des Fahrzeugs und hinreichender Kühlung der im Kühlerinnern befindlichen Kühlflüssigkeit durch den Fahrtwind und/oder mit Ventilatorunterstützung. In der Ausgangs-Sperrstellung gemäß Fig. 1 besteht über die Ventilanordnung 5 keine Strömungsverbindung zwischen dem Kühlerinnern und dem Kühleräußern .
Wird das Fahrzeug beispielsweise nach längerer Fahrt stillgesetzt, so kann sich im Kühlerinnern ein Druckanstieg ergeben. Aufgrund dessen strömt der Ventilanordnung 5 Kühlerinhalt durch die Bodenöffnung 28 des Deckelinnenteils 4 zu und füllt sämtliche Freiräume stromaufwärts des Ventiltellers 9 aus. Insbesondere fließt Kühlerinhalt durch die Bypasskanäle 27 um die Membran 8 herum in den von der Membran 8 aus gesehenen stromabwärts gelegenen Teil der Ventilanordnung 5.
Überschreitet der Kühlerinnendruck einen ersten Überdruckgrenzwert, so wird der Ventilteller 9 durch den Kühlerinhalt entgegen der Wirkung der Schließfeder 11 von dem ersten Dichtsitz 13 an dem Deckelinnenteil 4 abgehoben. Die Ventilanordnung 5 befindet sich dann in dem Betriebszustand gemäß Fig. 2, in welchem Kühlerinhalt durch die Bodenöffnung 28, die Schlitzöffnungen des geschlitzten Führungsstutzes 23, die Bypasskanäle 27, den Zwischenraum zwischen der Membran 8 und dem dritten Dichtsitz 26, den sich in Strömungsrichtung daran anschließenden Zwischenraum zwischen der Ventilhaube 10 und der Innenwand des Deckelinnenteils 4 und den Zwischenraum zwischen dem ersten Dichtsitz 13 und dem flachen Dichtring 12 und schließlich durch den radialen Austritt 29 zu dem Kühleräußern hin abfließt. Die Ventilhaube 10 sitzt währenddessen mit dem zweiten Dichtsitz 14 dicht auf der Überseite der Membran 8 auf. Die aus dem Kühlerinnern abströmende Menge an Kühlerinhalt wird durch die Bypasskanäle 27 bzw. durch deren Störmungsquerschnitt definiert.
Steigt der Überdruck im Kühlerinnern weiter an, so bewegt bzw. verformt sich die Membran 8, bis sie bei einem zweiten Grenzwert für den Überdruck im Kühlerinnern an dem dritten Dichtsitz 26 des Deckelinnenteils 4 abdichtend zur Anlage kommt . In dieser Lage sperrt die Membran 8 die Störmungsverbindung, die zuvor über die Bypasskanäle 27 zwischen dem Kühlerinnern und dem Kühleräußern bestanden hatte. Bei der Hubbewegung aus ihrer Position gemäß Fig. 2 in ihre Lage gemäß Fig. 3 wird die Membran 8 mittels der Führungshülse 17 an dem Führungsstutzen 23 in Bewegungs- bzw. Verformungsrichtung geführt. In dem in Fig. 3 dargestellten Betriebszustand der Ventilanordnung 5 ist das Kühlerinnere erneut gegen das Kühleräußere abgedichtet . Durch die Sperrung der Strömungverbindung zwischen dem Kühlerinnern und dem Kühleräußern wird ein Leerkochen des Kühlers vermieden.
Nimmt der Überdruck im Kühlerinnern weiter zu und überschreitet er schließlich einen dritten Grenzwert in Form eines Sicherheitsgrenzwertes, so wird die Ventilhaube 10 unter der Wirkung des Kühlerinnendrucks ausgehend von ihrer Lage gemäß Fig. 3 von der an dem dritten Dichtsitz 26 in Richtung auf das Kühleräußere abgestützen Membran 8 angehoben. Der sich dann einstellende Betriebszustand der Ventilanordnung 5 ist Fig. 4 zu entnehmen. Dementsprechend strömt nun Kühlerinahlt über die Bodenöffnung 28, das Innere der Führungshülse 17, den zwischen dem zweiten Dichtsitz 14 an der Ventilhaube 10 und der Oberseite der Membran 8 verbleibenden Zwischenraum sowie den Zwischenraum zwischen der achsparalleln Wandung der Ventilhaube 10 und der dieser gegenüberliegenden Innenwandung des Deckelinnenteils 4 und schließlich zwischen dem ersten Dichtsitz 13 und der Unterseite des flachen Dichtrings 12 des Ventiltellers 9 hindurch zu dem radialen Austritt 29 und durch diesen zu dem Kühleräußern .
Mit Abbau des Überdrucks im Kühlerinnern geht die Ventilanordnung 5 von ihrem Betriebszustand gemäß Fig. 4 über in die zuvor erläuterten Betriebszustände gemäß den Figuren 3 und 2, bis sie schließlich wieder ihre Ausgangs-Sperrstellung gemäß Fig. 1 einnimmt.
Herrscht im Kühlerinnern ein Unterdruck und unterschreitet dieser einen vorgegebenen Unterdruckgrenzwert, so wird ausgehend von der Situation nach Fig. 1 die Ventilhaube 10 von der Unterseite des flachen Dichtrings 12 des Ventiltellers 9 zu dem Kühlerinnern hin abgehoben. Der Ventilteller 9 ist dabei, mittels der Schließfeder 11 beaufschlagt, über den flachen Dichtring 12 an dem ersten Dichtsitz 13 des Deckelinnenteils 4 abgestützt . Die Ventilhaube 10 lagert mit dem zweiten Dichtsitz 14 dicht auf der Oberseite der Membran 8 und wird gemeinsam mit dieser gegen die Wirkung der Tragfeder 21 zum Kühlerinnern hin abgesenkt. Wie bereits im Laufe der durch einen Überdruck im Kühlerinnern bedingten Bewegung wird die Membran 8 auch dabei mittels der Führungshülse 17 und des damit zusammenwirkenden Führungsstutzens 23 geführt. Die Dehnfalte 25 sorgt in beiden Bewegungs- bzw. Verformungsrichtungen der Membran 8 für deren geleichmäßig sicheres Funktionsverhalten.
Wie aus Fig. 5 hervorgeht, besteht im Falle eines unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegenden Unterdrucks im Kühlerinnern die Möglichkeit zum Druckausgleich über den radialen Austritt 29, den Zwischenraum zwischen dem Ventilteller 9 und der Ventilhaube 10, den Zwischenraum zwischen der achsparalleln Außenwand der Ventilhaube 10 und der dieser gegenüberliegenden Innenwandung des Deckelinnenteils 4, den Zwischenraum zwischen dem dritten Dichtsitz 26 und der Oberseite der Membran 8, die Bypasskanäle 27, die Schlitzöffnungen des Führungsstutzens 23 am Boden 22 des Deckelinnenteils 4 sowie die Bodenöffnung 28. Durch entsprechende Gestaltung der dem Boden 22 des Deckelinnenteils 4 zugewandten Stirnfläche des axialen Abschnitts 19 der Führungshülse 17 wird verhindert, dass bei extrem großer Druckdifferenz zwischen Kühlerinnern und Kühleräußern der axiale Abschnitt 19 der Führungshülse 17 vollflächig und abdichtend auf dem Boden 22 des Deckelinnenteils 4 aufsetzt und dadurch die den angestrebten Druckausgleich erlaubende Strömungsverbindung zwischen dem Kühleräußern und dem Kühlerinnern sperrt . So sind an der genannten Stirnfläche des axialen Abschnitts 19 der Führungshülse 17 mit Abstand voneinander in Umfangsrichtung angeordnete Vorsprünge vorgesehen, über welche sich die Führungshülse 17 gegebenenfalls an dem Boden 22 abstützt, und zwischen denen Durchströmöffnungen verbleiben.
Sobald der im Kühlerinnern bestehend Unterdruck ausgeglichen ist, hebt die gemäß Fig. 5 gestauchte Tragfeder 21 die Membran 8 sowie die darauf abgestützte Ventilhaube 10 an, bis die Ventilhaube 10 an der Unterseite des flachen Dichtrings 12 des Ventiltellers 9 zur Anlage kommt und sich wieder in die in Fig. 1 gezeigten Verhältnisse einstellen. Das in Fig. 6 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 bis 5 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen durch die Ausgestaltung des zweiten Ventilkörpers 208. Dieser zweite Ventilkörper ist durch eine Formdichtung 208 gebildet, die mit dem Flansch 216 einstückig ist. Die so gestaltete Formdichtung 208, 216 besitzt eine bestimmte Shore A-Härte, so dass sie unmittelbar zur Abdichtung gegenüber dem zweiten Dichtsitz 214 an der Ventilhaube 210 und gegenüber dem dritten Dichtsitz 226 des Deckelinnenteils 204 dienen und wirken kann. Die Formdichtung 208 bzw. der Flansch 216 besitzt einen zum Boden 222 des Deckelinnenteils 204 weisenden axialen Abschnitt 219, der, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, am vom Boden 220 vorstehenden Führungsstutzen 223 zur axialen Bewegung radial geführt ist. Diesem axialen Abschnitt 219 gegenüberliegend ist ein axialer Abschnitt 218 vorgesehen, der in eine Ringnut des Deckelinnenteils 204 taucht, welche von einem Außenumfangsbereich und dem den dritten Dichtsitz 226 mitbildenden inneren Ringbereich des Deckelinnenteils 204 gebildet ist. Dieser axiale Abschnitt 218 dient als Schikane bzw. Verengung des Strömungsdurchganges von der Bodenöffnung 228 zur Unterseite des Ventiltellers 209 bei in Figur 6 dargestellter Ausgangs-Sperrstellung. Da die Formdichtung 208 nicht, wie die Membran 8 mit dem Deckelinnenteil 204 in Verbindung steht, ist ein entsprechender Bypasskanal im Deckelinnenteil nicht notwendig. Der weitere Aufbau und insbesondere auch die weitere Überdruck/Unterdruck-Funktion ist dieselbe wie bei ersten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 5, so dass auf diese Beschreibung verwiesen werden kann.
In Fig. 7 ist ein Deckelinnenteil 104 eines Verschlussdeckels 101 dargestellt, der ebenfalls zur Verwendung an einem Kraftfahrzeugkühler bestimmt ist, der aber von einer Ventilanordnung 105 Gebrauch macht, mittels derer sich lediglich ein im Kühlerinnern herrschender Überdruck m der vorstehend beschriebenen Art und Weise zweistufig abbauen läss . Vorkehrungen zum Ausgleich eines im Kühlerinnern herrschenden Unterdrucks sind bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 nicht getroffen. Im Gegensatz zu dem Verschlussdeckel 1 gemäß den Figuren 1 bis 5 ist an dem Verschlussdeckel 101 ein einstückig ausgebildeter erster Ventilkörper 107 vorgesehen. Auf eine zweiteilige Ausbildung des ersten Ventilkörpers 107 mit zwei Ventilkörpern, wie sie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 5 realisiert ist, kann nach Wegfall der Unterdruckfunktion verzichtet werden. Im Übrigen stimmt der Verschlussdeckel 101 gemäß Fig. 7 mit dem Verschlussdeckel 1 der Figuren 1 bis 5 in Aufbau und Funktionsweise identisch überein. Inbesondere kommt auch an dem Verschlussdeckel 101 ein zweiter Ventilkörper in Form einer Membran 108 zum Einsatz. Letztere ist in Fig. 7 ebenso wie weitere Komponenten der Gesamtanordnung lediglich teilweise dargestellt. Es versteht sich, dass dieses dritte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 auch im Hinblick auf die Ausgestaltung des zweiten Ventilkörpers 208 des vorbeschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels nach Fig. 6 abgewandelt werden kann.

Claims

Patentansprüche
Verschlussdeckel für Öffnungen an Behältern, insbesondere an Kraftfahrzeugkühlern, mit einem Deckelinnenteil (4, 104), das wenigstens eine Strömungsverbindung zwischen dem Behälterinnern und dem Behälteräußern sowie eine Ventilanordnung (5, 105) zum Freigeben und Sperren der Strömungsverbindung (en) aufweist, wobei die Ventilanordnung (5, 105) einen ersten (7, 107) und einen zweiten (8, 108), jeweils zwischen wenigstens einer Freigabe- und wenigstens einer Sperrstellung hin und her bewegbaren Ventilkörper umfasst und wobei der erste Ventilkörper (7, 107) in Richtung auf das Behälterinnere vorgespannt und in dieser Richtung an einem ersten Dichtsitz (13) an dem Deckelinnenteil (4, 104) und an einem zweiten (14) radial innerhalb des ersten Dichtsitzes (13) liegenden Dichtsitz an dem zweiten Ventilkörper (8, 108) abgestützt ist und der erste Ventilkörper (7, 107) bei Überschreiten eines ersten Grenzwertes des Behälterinnendrucks von dem Deckelinnenteil (4, 104) sowie bei Überschreiten eines zweiten, vorzugsweise eines Sicherheitsgrenzwertes des Behälterinnendrucks von dem Deckelinnenteil (4, 104) und dem zweiten Ventilkörper (8, 108) jeweils unter Freigabe einer Strömungsverbindung zwischen dem Behälterinnern und dem Behälteräußern abhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilkörper (8, 108) als sich quer zu der Bewegungsrichtung der Ventilkörper (7, 8; 107, 108) erstreckendes Bauteil (8, 108) ausgebildet ist, welches eine radial innerhalb des zweiten Dichtsitzes (14) des ersten Ventilkörpers (7, 107) liegende und mit dem Behälterinnern m Strömungsverbindung stehende Öffnung (15) aufweist und welchem radial außerhalb des zweiten Dichtsitzes (14) des ersten Ventilkörpers (7, 107) zu dem Behälteräußern hin ein an dem Deckelinnenteil (4, 104) vorgesehener dritter Dichtsitz (26) zugeordnet ist, an dem es bei einem dritten, zwischen dem ersten und dem zweiten liegenden Grenzwert für den Behälterinnendruck zur Anlage kommt, wobei es eine zuvor bestehende Strömungsverbindung zwischen dem Behälterinnern und dem Behälteräußern sperrt .
2. Verschlussdeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil durch eine zur axialen Bewegung radial geführte Formdichtung (208) gebildet ist.
3. Verschlussdeckel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formdichtung (208) mit einer Führungshülse einstückig ist, die an einem Führungsstutzen (23) des Deckelinnenteils (4, 104) in Richtung der Bewegung des Bauteils (208) verschiebbar geführt ist .
4. Verschlussdeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil durch eine in der genannten Bewegungsrichtung verformbare Membran (8, 108) gebildet ist, die an ihrem radial außenliegenden Rand an dem Deckelinnenteil (4, 104) gehalten ist.
5. Verschlussdeckel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (8, 108) bei der Verformung in Bewegungsrichtung der Ventilkörper (7, 8; 107, 108) an dem Deckelinnenteil (4, 104) geführt ist.
6. Verschlussdeckel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung der Membran (8, 108) eine mit letzerer in Verbindung stehende Führungshülse
(17) vorgesehen ist, welche an einem Führungsstutzen (23) des Deckelinnenteils (4, 104) in Richtung der Verformung bzw. Bewegung der Membran (8, 108) verschiebbar geführt ist .
7. Verschlussdeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (8, 108, 208) mittels wenigstens einer an dem Deckelinnenteil (4, 104) abgestützen Feder (21) gegen den ersten Ventilkörper (7, 107) beaufschlagt ist.
8. Verschlussdeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (17) zur Führung des Bauteils (8, 108, 208) mit einem abgestuften Durchmesser ausgebildet ist und einen axialen Abschnitt (18) zum ersten Ventilkörper
(7, 107) hin sowie einen axialen Abschnitt (19) zum Boden (22) des Deckelinnenteils (4, 104) hin und einen die beiden axialen Abschnitte (18, 19) verbindenden radialen Flansch (16) aufweist, an dem der dem Behälterinnern zugewandten Seite die das Bauteil (8, 108, 208) in Richtung auf den ersten Ventilkörper (7, 107) beaufschlagende Feder (21) abstützt.
9. Verschlussdeckel nach einem der vorgenannten Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (8, 108) als Gummi-Ringmembran ausgebildet ist.
10. Verschlussdeckel nach einem der Ansprüche 4 bs 9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (8, 108) wenigstens eine in radialer Richtung wirksame Dehnfalte
(25) aufweist.
11. Verschlussdeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Bauteil
(8, 108, 208) behälteraußenseitig und die Öffnung (15) abgedichtet überdeckend einer (10) von zwei Ventilteilkörpern (9, 10) des ersten Ventilkörpers (7, 107) aufsitzt, welcher sich von der Behälterinnenseite her an dem anderen Ventilteilkörper (9) abstützt, wobei letzterer an dem ersten Dichtsitz (13) des Deckelinnenteils (4, 104) von der Behälteraußenseite her abgestützt ist und den auf dem Bauteil (8, 108, 208) aufsitzenden Ventilteilkörper (10) mit einer mit dem Behälteräußern in Verbindung stehenden Öffnung (30) überdeckt und wobei der auf dem Bauteil (8, 108, 208) aufsitzende Ventilteilkörper (10) unter der Wirkung eines Unterdrucks im Behälterinnern von dem zugeordneten Ventilteilkörper (9) unter Freigabe einer Strömungsverbindung zwischen dem Behälterinnern und dem Behälteräußern abhebbar ist.
12. Verschlussdeckel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der auf dem Bauteil (8, 108, 208) aufsitzende Ventilteilkörper (10) den zweiten Dichtsitz (14) des ersten Ventilkörpers (7, 107) aufweist und über diesen am Bauteil (8, 108, 208) abgestützt ist.
13. Verschlussdeckel wenigstens nach Anspruch 7 und Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der auf dem Bauteil (8, 108, 208) aufsitzende Ventilteilkörper (10) gegen die Wirkung der Feder (21) von dem zugeordneten Ventilteilkörper (9) abhebbar ist.
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