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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsbehälter mit
integrierter Entlüftung.
Sie bezieht sich insbesondere für
solche Flüssigkeitsbehälter, bei
denen über
einen Verschlußdeckel
eine Füllstandsmessung
vorgenommen werden kann. Eine solche kann manuell oder auch automatisch
erfolgen.
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Die
Erfindung eignet sich insbesondere für Bremsflüssigkeitsbehälter, wie
sie üblicherweise
an Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Sie ist jedoch nicht auf solche
Bremsflüssigkeitsbehälter beschränkt, sondern
lässt sich überall dort
einsetzen, wo aus einem Behälter
im verschlossenen Zustand Flüssigkeit
abgeführt
werden soll.
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Um
bei einem Abführen
von Flüssigkeit
aus dem verschlossenen Behälter
das Entstehen eines Unterdrucks in demselben zu vermeiden, muss
an dem Behälter
eine Entlüftung
vorgesehen werden. Das Vorsehen einer solchen Entlüftung ist
aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Bei stationären Behältern genügt hierzu
prinzipiell eine Öffnung,
die an der höchsten
Stelle in den Behälterinnenraum mündet. Allerdings
muss dann beim Befüllen
des Behälters
darauf geachtet werden, dass dieser nicht überfüllt wird, um einen Flüssigkeitsaustritt
durch die Entlüftungsöffnung zu
vermeiden.
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Für Behälter, welche
z. B. in Kraftfahrzeugen mitgeführt
werden, ist eine solche Lösung
nicht praktikabel. Durch die Bewegungen des Fahrzeugs entstehen
in dem Behälter
Flüssigkeitsschwankungen, welche
zu einem unerwünschten
Flüssigkeitsaustritt führen würden. Zudem
muss im Hinblick auf die Wartung des Fahrzeugs der Befüllvorgang
derart gestaltet werden, dass ein Überfüllen praktisch ausgeschlossen
wird.
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Aus
dem Stand der Technik sind hierzu bereits unterschiedliche Maßnahmen
bekannt. So wird in der
DE
23 39 279 B2 ein Bremsflüssigkeitsbehälter mit
einer Entlüftungsöffnung beschrieben,
bei dem der Entlüftungsöffnung eine
Stauscheibe vorgeschaltet ist. Die Entlüftungsöffnung befindet sich dabei
in dem Behälterdeckel.
An dessen Innenseite ist ein in den Behälterinnenraum hineinragender
Bund ausgebildet, an dem die Stauscheibe mit Abstand zur oberen
Deckelinnenwand befestigt ist. In der Stauscheibe befindet sich
eine zentrale Öffnung,
durch welche sich eine Füllstandswarneinrichtung
weiter in den Behälter
hineinerstreckt. Ein verhältnismäßig schmaler Spalt
zwischen der zentralen Öffnung
und der Füllstandswarneinrichtung verhindert
einen schnellen Durchtritt von Flüssigkeit, so dass Flüssigkeitsschwankungen,
die durch die Bewegung des Fahrzeugs verursacht werden, aufgrund
des durch die beiden Öffnungen
gebildeten Labyrinths nicht bis zu der Entlüftungsöffnung vordringen. Allerdings
kann hierdurch nicht vermieden werden, dass es bei einem Befüllvorgang
zu einem Überfüllen und
damit zu einem Flüssigkeitsaustritt
kommt.
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In
dieser Hinsicht günstiger
ist in die in der
EP
0 376 768 B1 offenbarte Lösung, die ebenfalls einen Bremsflüssigkeitsbehälter betrifft.
Dort ist der Entlüftungsöffnung eine
Ventilklappe vorgeschaltet, welche im Normalzustand offen ist. Ein
der Ventilklappe zugeordneter Kolben drückt bei einem bestimmten maximalen
Füllstandsniveau
die Ventilklappe gegen die Entlüftungsöffnung,
um diese hermetisch abzuschließen.
Dadurch wird ein Überfüllen des Behälters automatisch
vermieden. Flüssigkeitsschwankungen
infolge von Fahrzeugbewegungen im Behälter können jedoch zu einem Austritt
von Flüssigkeit über die
Entlüftungsöffnung führen.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen
Flüssigkeitsbehälter der
eingangs genannten Art zu schaffen, der sich einerseits flüssigkeitsdicht
verschließen
lässt,
andererseits jedoch gleichzeitig eine gute Atmungsaktivität aufweist.
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Diese
Aufgabe wird durch einen verschließbaren Flüssigkeitsbehälter mit
integrierter Entlüftung gelöst, der
im folgenden umfasst: einen Behälter
mit einem Verschlußstutzen,
einen Filterkörper,
der in den Verschlußstutzen
eingesetzt ist, einen Verschlußdeckel,
der an dem Verschlußstutzen
befestigtbar ist, um den Behälter
zu verschließen,
eine Einrichtung zur Erfassung des Flüssigkeitsniveaus in dem Behälter, die
an dem Verschlußdeckel
vorgesehen ist und mit einem Abschnitt in den Filterkörper hineinragt,
eine Entlüftungsöffnung und
eine der Entlüftungsöffnung vorgelagerte
Prallscheibe, die zwischen dem Filterkörper und dem in diesen hineinragenden
Abschnitt der Erfassungseinrichtung gehalten und derart konfiguriert
ist, um einen Flüssigkeitsanstieg
in Richtung der Entlüftungsöffnung zu
behindern, in Gegenrichtung jedoch einen Rücklauf zuzulassen.
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Hierdurch
wird sowohl bei Flüssigkeitsschwankungen
als auch beim Befüllen
ein Flüssigkeitsaustritt
vermieden. In beiden Fällen
verhindert die Prallscheibe einen schnellen Flüssigkeitsanstieg zu der Entlüftungsöffnung.
Da die Prallscheibe jedoch die Entlüftungsöffnung nie vollständig abgesperrt,
wird eine Entlüftung
des Behälters
in allen Füllzuständen gewährleistet.
Gelangt Flüssigkeit über die
Prallscheibe, so kann diese aufgrund der Anordnung und Ausgestaltung
der Prallscheibe leicht in den Behälter zurückfließen.
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Deren
Anordnung zwischen dem Filterkörper und
der Erfassungseinrichtung erlaubt überdies eine einfache Montage.
Insbesondere können
diese Komponenten zu einer Baueinheit zusammengefasst werden, die
sich einfach in den Verschlußstutzen
einsetzen lässt.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Prallscheibe an
der Erfassungseinrichtung festgelegt, wobei diese mit ihrem losen
Ende zu dem Filterkörper
weist. Dabei ist es möglich,
die Prallscheibe integral mit der Erfassungseinrichtung auszubilden.
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Alternativ
kann die Prallscheibe auch an dem Filterkörper festgelegt werden, wobei
diese dann mit ihrem losen Ende zu der Erfassungseinrichtung weist.
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Um
bei einem schnellen Anstieg des Flüssigkeitsspiegels ein zuverlässiges Schließen zu erzielen,
kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
die Prallscheibe im Ruhezustand mit ihrem losen Ende gegen die korrespondierende Fläche des
Filterkörpers
bzw. der Erfassungseinrichtung weich vorgespannt sein.
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Vorzugsweise
ist die Prallscheibe mit einem im wesentlichen quer zum Flüssigkeitspiegel
verlaufenden Abschnitt festgelegt, der bei einem Anstieg des Flüssigkeitsspiegels
ein Umströmen
der Prallscheibe bremst oder vollständig ausschließt. Das lose
Ende der Prallscheibe ist in Richtung von der Entlüftungsöffnung weg
zu diesem Abschnitt angewinkelt, um einen etwaigen Rücklauf zu
begünstigen.
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Dabei
kann das lose Ende der Prallscheibe einen senkrecht zu dem Flüssigkeitspiegel
verlaufenden Anlageabschnitt ausbilden, der im Ruhezustand gegen
die korrespondierende Fläche
des Filterkörpers
bzw. der Erfassungseinrichtung weich vorgespannt ist.
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Gemäß einer
weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Filterkörper als
Sieb ausgebildet. Dessen Maschengröße ist jedenfalls so klein
gewählt,
dass die in dem Filterkörper
angeordnete Erfassungseinrichtung zur Füllstandsmessung nicht durch
in der Flüssigkeit
eventuell enthaltene Partikel beeinträchtigt werden kann. Der Filterkörper bzw.
das Sieb weisen damit in jedem Fall einen erheblichen Strömungswiderstand
auf, der verhindert, dass die Prallscheibe über den Filterkörper bzw.
das Sieb umgangen werden kann.
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In
diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der Anlageabschnitt
der Prallscheibe in etwa auf der Höhe der Festlegung des Filterkörpers angeordnet
ist, so dass der Strömungsquerschnitt
zwischen dem Behälter
und der Entlüftungsöffnung über den
Filterkörper
bzw. das Sieb klein bleibt.
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Der
Filterkörper
bzw. das Sieb erstrecken sich vorzugsweise bis zum Boden des Behälters.
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Außerdem kann
die Erfassungseinrichtung eine Warneinrichtung aufweisen, welche
bei Überschreiten
eines vorgegebenen Flüssigkeitsniveaus
in dem Behälter
ein Warnsignal generiert. Der Warneinrichtung können auch andere oder zusätzliche
Aufgaben zugeteilt werden. So kann diese beispielsweise auch die
Aufgabe einer Temperaturüberwachung übernehmen.
Zudem ist es möglich,
mit der Erfassungseinrichtung zusätzliche Parameter in bezug
auf die in dem Behälter
enthaltene Flüssigkeit
zu erfassen und gegebenenfalls über
geeignete Übertragungseinrichtungen
an einer Anzeigeeinrichtung wiederzugeben.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bilden der Filterkörper, die
Prallscheibe, die Erfassungseinrichtung und der Verschlußdeckel eine
vormontierbare Baueinheit, die insgesamt in den Verschlußstutzen
einsetzbar und mit diesem verschraubbar ist. Dies erleichtert die
Montage beträchtlich.
Zudem kann die vorstehend genannte Warneinrichtung ebenfalls in
die Baueinheit integriert werden.
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Vorzugsweise
kommt hierbei ein ringförmiger
Verschlußdeckel
zum Einsatz, in den die Erfassungseinrichtung eingesetzt ist.
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Der
Verschlußdeckel
kann mit einem Außengewinde
des von dem Behälter
abstehenden Verschlußstutzens
verschraubt sein.
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Prinzipiell
ist es möglich,
die Entlüftungsöffnung ebenfalls
an dem Verschlußdeckel
vorzusehen. Denkbar ist auch deren Anordnung in einem Bereich des
Verschlußstutzen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung befindet sich jedoch die Entlüftungsöffnung,
welche das Behälterinnere
mit der Außenumgebung
verbindet, an der Erfassungseinrichtung.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Die
Zeichnung zeigt in:
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1 eine
Schnittansicht eines Flüssigkeitsbehälters mit
integrierter Entlüftung
nach einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wobei hier lediglich der Bereich um den Verschlußstutzen
des Behälters
dargestellt ist,
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2 eine
Detailschnittansicht einer in dem Flüssigkeitsbehälter angeordneten
Prallscheibe,
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3 eine
Detailschnittansicht einer ersten Abwandlung der Prallscheibe, und
in
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4 eine
Detailschnittansicht einer zweiten Abwandlung der Prallscheibe und
des diese umgebenden Bereichs.
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Das
erste Ausführungsbeispiel
in den 1 und 2 zeigt einen verschließbaren Flüssigkeitsbehälter mit
integrierter Entlüftung,
der hier als Bremsflüssigkeitsbehälter eines
Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.
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In 1 ist
lediglich der Bereich des Behälters 1 um
dessen Verschlußstutzen 2 dargestellt.
Der restliche Behälter 1 kann
eine im Prinzip beliebige Form aufweisen. Bei dem hier vorgesehenen
Verwendungsfall als Bremsflüssigkeitsbehälter ist
ein Ablauf zu einem Bremssystem sowie ein Zulauf von demselben vorgesehen.
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Der
Verschlußstutzen 2 steht
von dem Behälter 1 nach
außen
vor und weist ein Außengewinde 3 auf, über das
ein Verschlußdeckel 4 angeschraubt werden
kann. Der Verschlußdeckel 4 dient
gleichzeitig der Befestigung einer Einrichtung 5 zur Erfassung des
Flüssigkeitsniveaus
in dem Behälter 1.
Diese erstreckt sich durch den Verschlußdeckel 4 hindurch und
weist überdies
eine Warneinrichtung 6 auf, welche z. B. bei Überschreiten
eines vorgegebenen Flüssigkeitsniveaus
in dem Behälter 1 ein
Warnsignal generiert.
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In
den Verschlußstutzen 2 ist
ein Filterkörper 7 eingesetzt,
der hier als feinmaschiges Sieb ausgebildet ist. Der Filterkörper 7 erstreckt
sich topfartig in den Behälter 1 hinein
und reicht bis zu dessen Boden. Dabei umgibt der Filterkörper 7 die
Einrichtung 5 zur Erfassung des Flüssigkeitsniveaus, so dass deren
Funktion und Meßgenauigkeit
nicht durch eventuell in der Flüssigkeit
vorhandene Partikel beeinträchtigt
wird. Ein an der Erfassungseinrichtung 5 vorgesehener Schwimmer 8 erfasst
alle Füllzustände des
Behälters 1.
Insbesondere lässt
sich über
den Schwimmer 8 auch eine vollständige Entleerung des Behälters 1 feststellen.
Zusätzlich
kann über
die Erfassungseinrichtung 5 beispielsweise auch die Temperatur
der Flüssigkeit
gemessen werden.
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Der
Filterkörper 7 weist
an seinem oberen Ende einen Kragen 9 auf, der sich auf
einem Wandvorsprung 10 in dem Verschlußstutzen 2 axial abgestützt. Auf
diese Weise ist die Öffnung 11 des
Verschlußstutzens 2 über den
flüssigkeitsdurchlässigen Filterkörper 7 vollständig gegenüber dem
restlichen Behälterinnenraum 13 abgeschottet.
Eine den Behälter 1 mit
der Außenumgebung
verbindende Entlüftungsöffnung 12 mündet in
den gegenüber
dem restlichen Behälterinnenraum 13 abgeschotteten
Bereich 14.
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Anstelle
einer Abstützung
des Filterkörpers 7 an
einem Wandvorsprung 10 oder Absatz des Verschlußstutzens
kann sich der Kragen 9 des Filterkörpers 7 auch unmittelbar
an der Stirnseite 15 des Verschlußstutzens 2 axial
abstützen,
wie dies in 4 dargestellt ist. Dies ermöglicht einen
größeren Innenquerschnitt
des Verschlußstutzens 2.
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Wie 1 zeigt,
ragt die in dem Verschlußdeckel 4 gehaltene
Einrichtung 5 zur Erfassung des Flüssigkeitsniveaus mit einem
Rohrabschnitt 16 axial in den Filterkörper 7 hinein. In
dem Rohrabschnitt 16 sind Komponenten der Warneinrichtung 6 sowie
der Schwimmer 8 angeordnet. Das Ende auf Seiten des Verschlußstutzens 2 ist
radial erweitert und bildet einen Flansch 17 aus, welcher
mit dem ringförmigen Verschlußdeckel 4 zum
Zweck des Verschließens des
Behälters 1 gegen
die Stirnseite 15 des Verschlußstutzens 2 verspannt
wird.
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Die
bereits erwähnte
Entlüftungsöffnung 12 des
Behälters 1 befindet
sich in dem Flansch 17. Um zu verhindern, dass infolge
einer Bewegung des Fahrzeugs und daraus resultierender Flüssigkeitsschwankungen
in dem Behälter 1 Flüssigkeit
durch die Entlüftungsöffnung 12 austritt,
sind hier insbesondere Maßnahmen
getroffen, welche verhindern, dass die Flüssigkeitsoberfläche in dem
Behälter 1 unmittelbar
gegen die Entlüftungsöffnung 12 anschlagen kann.
Dies gilt in entsprechender Weise auch für einen Befüllvorgang, bei dem ein Überfüllen zu
verhindern ist.
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Zu
diesem Zweck ist der Entlüftungsöffnung 12 eine
Prallscheibe 18 vorgelagert. Diese ist in dem Ringraum
zwischen dem Filterkörper 7 und
dem in diesen hineinragen Abschnitt der Erfassungseinrichtung 5 gehalten
und derart konfiguriert, dass ein Flüssigkeitsanstieg in Richtung
der Entlüftungsöffnung 12 behindert
wird, gleichzeitig jedoch in Gegenrichtung ein Rücklauf möglich ist. Im Unterschied zum
Stand der Technik ist die Prallscheibe 18 nicht unmittelbar an
der Entlüftungsöffnung 12 vorgesehen
und sperrt diese auch nicht vollständig ab, so dass in sämtlichen Situationen
eine Entlüftung
gewährleistet
bleiben. Dies verhindert das Entstehen eines merklichen Unterdrucks
in dem Behälter 1 und
hält den
Saugwiderstand beim Abziehen von Flüssigkeit aus dem Behälter 1 gering.
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Bei
dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die ringförmige
Prallscheibe 18 mit einem sich im wesentlichen parallel
zum Flüssigkeitsspiegel erstreckenden
Abschnitt 19 an der Erfassungseinrichtung 5 bzw.
dem Rohrabschnitt 16 festgelegt. Das zu dem Filterkörper 7 weisende
Ende ist hingegen lose. Bei einem schnellen Anstieg des Flüssigkeitsspiegels
verhindert die Prallscheibe 18 ein Durchströmen des
Zwischenraums zwischen dem Rohrabschnitt 16 und der Innenwand
des Filterkörpers 7. Eine
gewisse Leckage ergibt sich jedoch über den Filterkörper 7 selbst,
und zwar auch dann, wenn in vorteilhafter Weise das lose Ende der
Prallscheibe 18 auf der Höhe der Festlegung des Filterkörpers 7 angeordnet
ist.
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Jedoch
ist der betreffende Strömungsquerschnitt
zwischen der Innenwand des Filterkörpers 7 und der Innenwand
des Verschlußstutzens 2 verhältnismäßig gering.
Dennoch über
die Prallscheibe 18 gelangende Flüssigkeit kann aufgrund des
Eigengewichts derselben im Bereich des losen Endes zwischen der
Prallscheibe 18 und der Innenwand des Filterkörpers 7 einfach
in den Bereich 14 zurückströmen.
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Dies
wird durch die besondere Formgebung der Prallscheibe 18 begünstigt.
Wie 1 zeigt, schließt an den im wesentlichen parallel
zum Flüssigkeitsspiegel
verlaufenden Abschnitt 19 ein abgewinkelter Abschnitt 20 an.
Dieser ist in Richtung des Behälterinneren 13 und
damit von der Entlüftungsöffnung 12 weggeneigt.
Rücklaufende
Flüssigkeit
sammelt sich somit in der Rille, die zwischen dem geneigten Abschnitt 20 und
dem Filterkörper 7 am
losen Ende der Prallscheibe 18 gebildet wird. Dabei ist
das lose Ende leicht gegen die Innenwand des Filterkörpers 7 vorgespannt.
Die Vorspannung ist dabei so gering gewählt, dass ein Rückströmen von
Flüssigkeit
nicht behindert wird. Gleichzeitig gewährleistet die Anlage an den
Filterkörper 7,
dass bei einem schnellen Anstieg ein Vordringen von Flüssigkeit über die
Prallscheibe 18 weitestgehend vermieden wird.
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Für den Fall,
dass der Strömungsquerschnitt über den
Federkörper 7 zur
Entlüftung
nicht ausreicht, können
an der Prallscheibe 18 zusätzliche Entlüftungsschlitze
vorgesehen sein. Im Regelfall wird jedoch ein sich gegebenenfalls
im Behälterinneren 13 aufbauender
Unterdruck dazu führen,
dass das lose Ende der Prallscheibe 18 von der Innenwand
des Filterkörpers 7 abhebt.
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Die
Prallscheibe 18 kann weiterhin einen an den geneigten Abschnitt 20 anschließenden Anlageabschnitt 21 aufweisen,
der im wesentlichen senkrecht zu dem Flüssigkeitsspiegel verläuft. Auch
dieser Anlageabschnitt 21 ist im Ruhezustand der Prallscheibe 18 gegen
die korrespondierende Fläche
des Filterkörpers 7 weich
vorgespannt.
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In
Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann, wie in 3 gezeigt,
die Prallscheibe 18 integral mit dem Rohrabschnitt 16 der
Erfassungseinrichtung ausgebildet sein.
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Weiterhin
ist es möglich,
entsprechend 4 die Prallscheibe 18' an dem Filterkörper 7' festzulegen,
wobei dann das lose Ende zu der Erfassungseinrichtung 5' weist. Auch
in diesem Fall weist die Prallscheibe 18' einen im wesentlichen quer zum Flüssigkeitspiegel
verlaufenden, festgelegten Abschnitt 19' auf, während das lose Ende der Prallscheibe 18' zu diesem Abschnitt 19' angewinkelt
ist, und zwar an in Richtung von der Entlüftungsöffnung 12' weg. Das lose
Ende kann einen senkrecht zu dem Flüssigkeitspiegel verlaufenden
Anlageabschnitt 21' mit
einem Schlitz 22' ausbilden,
der im Ruhezustand gegen die korrespondierende Fläche der
Erfassungseinrichtung 5' weich
vorgespannt ist.
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In,
sämtlichen
Fällen
können
der Filterkörper 7,
die Prallscheibe 18, die Erfassungseinrichtung 5 und
der Verschlußdeckel 4 eine
vormontierbare Baueinheit bilden, die insgesamt in den Verschlußstutzen 2 einsetzbar
und mit diesen verschraubbar ist. Hierdurch ergibt sich eine sehr
einfache Montage, bei der am Behälter 1 letztlich
nur noch der Verschlußdeckel 4 auf
das Außengewinde 3 des
von dem Behälter 1 abstehenden
Verschlußstutzens 2 aufgeschraubt werden
braucht. Für
den Fall, dass die in der Erfassungseinrichtung 5 angeordnete
Warneinrichtung 6 relativ zu der Erfassungseinrichtung 5 drehbar
ist, kann die Erfassungseinrichtung 5 auch integral mit dem
Verschlußdeckel 4 ausgebildet
werden. Denkbar ist weiterhin, sämtliche
Gehäusekomponenten der
Erfassungseinrichtung 5 und der Warneinrichtung 6 integral
mit dem Verschlußdeckel 4 auszubilden.
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Die
Erfindung wurde vorstehend im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Sie
ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern umfasst vielmehr
alle durch die Patentansprüche
definierten Gegenstände.
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- 1
- Behälter
- 2
- Verschlußstutzen
- 3
- Außengewinde
- 4
- Verschlußdeckel
- 5
- Einrichtung
zur Erfassung des Flüssigkeitsniveaus
- 6
- Warneinrichtung
- 7
- Filterkörper
- 8
- Schwimmer
- 9
- Kragen
- 10
- Wandvorsprung
- 11
- Innenwand
- 12
- Entlüftungsöffnung
- 13
- Behälterinnenraum
- 14
- abgeschotteter
Bereich
- 15
- Stirnwand
des Verschlußstutzens 2
- 16
- Rohrabschnitt
der Einrichtung 5
- 17
- Flansch
der Einrichtung 5
- 18
- Prallscheibe
- 19
- Abschnitt,
im wesentlichen parallel zum Flüssigkeitsspiegel
- 20
- geneigter
Abschnitt
- 21
- senkrechter
Abschnitt
- 22
- Schlitz
bzw. Öffnung