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Der
Erfindung betrifft einen Ausgleichsbehälter für eine Flüssigkeit gemäß dem Obergriff
des Anspruchs 1 sowie eine Verschlußkappe gemäß dem Obergriff des Anspruchs
19.
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Die
Erfindung wird nachfolgend beispielhaft an Hand eines Bremsflüssigkeitsbehälters beschrieben.
Ein derartiger Bremsflüssigkeitsbehälter, der
als Ausgleichsbehälter über eine
Auslauföffnung
mit dem Bremsflüssigkeitskreislauf
in Verbindung steht, muss thermische Schwankungen ausgleichen können.
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Für die Betriebssicherheit
einer Bremsanlage in einem Fahrzeug ist es wichtig, dass immer genügend Bremsflüssigkeit
zur Verfügung
steht, d. h. der Flüssigkeitsspiegel
im Ausgleichsbehälter
darf ein vorgegebenes Mindestniveau nicht unterschreiten. Üblicherweise
sinkt der Flüssigkeitsspiegel
mit zunehmender Bremsbelagabnutzung. Ein über das Mindestniveau liegender
Flüssigkeitsspiegel
stellt dabei sicher, dass bei Betätigung der Bremse keine Luft
in den Bremskreislauf, insbesondere in den Hauptbremszylinder, gelangt.
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Darüber hinaus
ist die Bremsflüssigkeit
stark hygroskopisch. Bedingt durch Temperaturschwankungen und daraus
resultierend wärmebedingten
Volumenvergrößerungen
der Bremsflüssigkeit
ist ein Luftausgleich mit der Umgebung zur Vermeidung von Unter- oder Überdruck
erforderlich. Hierzu wird eine Einfüllöffnung des Ausgleichsbehälters mit
einer Verschlußkappe
verschlossen, die einen Luftaustausch mit der Umgebung bei schwankenden
Flüssigkeitsständen ermöglicht.
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Ferner
soll die Verschlußkappe
gleichzeitig ein Austreten der Flüssigkeit aus dem Ausgleichsbehälter oder
ein Eintreten einer Flüssigkeit
in den Ausgleichsbehälter
verhindern. Beispielsweise kann bei starkem Regen oder bei einer
Motorwäsche
durch eine Belüftungsöffnung in
der Verschlußkappe
Wasser eintreten. Dieses Wasser vermischt sich mit der Bremsflüssigkeit
und senkt den Siedepunkt ab.
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Aus
der
DE 39 18 457 C2 und
der
DE 38 29 272 A1 sind
jeweils Flüssigkeitsbehälter bekannt,
die mit einer Verschlußkappe
oder einem Deckel versehen sind, welcher einen Füllstutzen dicht verschließt und ein
Be- und Entlüftungsloch
zum Ausgleich des im Behälterinneren
herrschenden Drucks aufweist. Um ein Austreten der Flüssigkeit
aus dem Behälter und/oder
ein Eintreten von Flüssigkeit,
z. B. Niederschlägen,
Wasser, in den Behälter
zu verhindern, ist zusätzlich
eine separate Scheibendichtung zwischen der Stirnfläche des
Deckels und dem Füllstutzen
angeordnet.
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Aus
der
DE 42 42 212 A1 ist
eine weitere Behältereinrichtung
für eine
Einheit aus Hauptzylinder und Vakuumverstärker bekannt. In den Behälter der Behältereinrichtung
ist ein Sieb eingesetzt, welches sich auf vertikalen Stegen abstützt und
nach oben hin durch ringförmige
Vorsprünge
eines den Behälter verschließenden Deckels
gehalten ist, wobei die ringförmigen
Vorsprünge
des Deckels mit der Oberfläche des
Siebes labyrinthförmige
Kammern bilden. Zusätzlich
ist der Deckel über
ein Schraubgewinde mit dem Behälter über eine
Dichtung verschraubt.
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Nachteilig
dabei ist, dass beim Zusammenbau eines derartigen Flüssigkeitsbehälters mehrere Teile
zusammenzusetzen sind, so dass es zu einem Verklemmen der separaten
Scheibendichtung kommen kann.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ausgleichsbehälter für eine Flüssigkeit anzugeben,
bei welchem beim Zusammensetzen möglichst wenige Montageschritten
und wenige Teile erforderlich sind. Des Weiteren ist eine besonders einfach
ausgebildete Verschlußkappe
für einen
Ausgleichsbehälter
anzugeben.
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Die
Aufgabe hinsichtlich des Ausgleichsbehälters wird erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale des unabhängigen
Anspruchs 1. Hinsichtlich der Verschlußkappe wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch
die Merkmale des unabhängigen
Anspruchs 19 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Um
ohne großen
Mehraufwand eine erhöhte Sicherheit
gegen eindringendes Wasser in einen Flüssigkeitsbehälter bei
gleichzeitig hinreichend guter Be- oder Entlüftung des Flüssigkeitsbehälters sicherstellen
zu können,
ist erfindungsgemäß bei einem
Ausgleichsbehälter
zwischen dem Behälter
und der Verschlußkappe
im Bereich der Einfüllöffnung eine
Labyrinthdichtung ausgebildet. Eine integrierte Labyrinthdichtung,
welche nicht separat ausgebildet ist, und im Bereich der Einfüllöffnung als
ein vorgelagertes Labyrinth ausgeführt ist, ermöglicht eine
besonders hohe Dichtwirkung und einen sicheren Schutz gegenüber eindringendes
Wasser ohne die Belüftungsfunktion
der Verschlußkappe
einzuschränken.
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Zweckmäßigerweise
ist die Labyrinthdichtung zweiteilig, insbesondere behälterseitig
und kappenseitig und somit durch Komponenten des Ausgleichsbehälters selbst
gebildet. Kappenseitig ist die Labyrinthdichtung vorzugsweise zumindest
teilweise durch einen radial ausladenden Rand der Verschlußkappe gebildet.
Behälterseitig
ist die Labyrinthdichtung vorzugsweise im Bereich der Einfüllöffnung zumindest
teilweise als ein auf der Behälteroberfläche angeordneter
Steg ausgebildet. Je nach Art und Ausbildung einer derart integrierten
Labyrinthdichtung kann der radial ausladende Rand der Verschlußkappe als
ein Zusatzteil oder als ein fest integriertes Teil der Verschlußkappe,
z. B. als ein angespritztes Kunststoffformteil, ausgebildet sein.
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In
einer möglichen
Ausführungsform
ist der kappenseitige Rand endseitig umlaufend abgewinkelt und bildet
beim Verschließen
des Ausgleichsbehälters
einen Aufsetzrand. Dabei weist der Innenumfang des kappenseitigen
Randes einen Mindestabstand von 0,5 mm bis 1,5 mm oder bis 5 mm
zum Außenumfang
der zu verschließenden
Einfüllöffnung auf.
Mit anderen Worten: Der Randdurchmesser entspricht mit geringem
Untermaß dem Öffnungsdurchmesser
der Einfüllöffnung.
Hierdurch ist ein sicheres Befestigen, z. B. Schrauben der Verschlußkappe ermöglicht.
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Für eine hinreichend
gute Belüftungsfunktion bei
gleichzeitig sicherem Schutz vor Ein- oder Austreten von Flüssigkeit
in den Ausgleichsbehälter
weist der Rand eine Breite von 50 mm bis 100 mm oder mehr auf. Dies
ermöglicht
eine hinreichend große Ausbildung
der Labyrinthdichtung mit einem möglichst großen Druckausgleich und großer Wasserdichtheit.
Vorzugsweise weist das abgewinkelte Ende des Randes eine Dicke von
0,5 mm bis 2,5 mm auf.
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Der
Steg weist zweckmäßigerweise
eine der Kontur und dem Verlauf des abgewinkelten Endes des Randes
entsprechende Kontur bzw. einen entsprechenden Verlauf auf. Beispielsweise
ist die Verschlußkappe
rotationssymmetrisch, z. B. kreisrund, ausgeführt. Dementsprechend sind der
kappenseitige radial ausladende Rand (auch Teller- oder Aufsetzrand
genannt) und der behälterseitige
Steg oder die Rippe kreisrund ausgeführt. Zwischen dem Rand und
dem Steg ist ein Mindestabstand von 0,5 mm bis 1,5 mm zum sicheren
Aufschrauben der Verschlußkappe
auf die Einfüllöffnung vorgesehen.
Durch einen derart rotationssymmetrischen Aufbau von Verschlußkappe,
Einfüllöffnung und
integrierter Labyrinthdichtung ist ein Verklemmen oder eine Verdrehung
der Verschlußkappe
bei der Montage vermieden.
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Darüber hinaus
weist vorteilhafterweise der Steg einen Mindestabstand zur Einfüllöffnung auf,
so dass eine erste rotationssymmetrische u-förmige Ringnut gebildet ist.
Die u-förmige Ringnut
ermöglicht
das Sammeln von ein- oder austretenden Flüssigkeiten ohne, dass die Flüssigkeit
aus dem Ausgleichsbehälter
an die Umgebung oder von der Umgebung in den Ausgleichsbehälter gelangt.
Je nach Anforderung an die Dichtheit des Ausgleichsbehälters können auch
mehrere radiale Stege auf der Behälteroberfläche angeordnet sein. Beispielsweise sind
mindestens zwei voneinander beabstandete radiale Stege auf der Behälteroberfläche unter
Bildung einer zweiten rotationssymmetrischen u-förmigen Ringnut angeordnet.
Diese zweite rotationssymmetrische, zwischen den beiden Ringstegen
oder Ringrippen gebildete Ringnut dient dabei in einfacher Art und
Weise der Aufnahme des abgewinkelten Endes des kappenseitigen Randes.
Mit anderen Worten: Der Mindestabstand zwischen den zwei Stegen
ist durch die Dicke des abgewinkelten Endes des Randes bestimmt.
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Ferner
weist der Steg vorzugsweise eine Höhe von 2 mm bis 4 mm und eine
Breite von 2 mm bis 4 mm auf. Dabei ist die Höhe des Randes der Verschlußkappe durch
die Höhe
des Steges bestimmt.
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Für eine möglichst
gute Druckausgleichsfunktion, insbesondere für einen Luftdruckausgleich zwischen
dem Inneren der Verschlußkappe
und der Umgebung weist der Steg zumindest eine Unterbrechung oder
eine Umfangsüberdeckung
auf. Bei zwei radialen Stegen, d. h. einem radialen äußeren und
einem radialen inneren Steg, sind die Unterbrechungen im jeweiligen
Steg beispielsweise gegeneinander versetzt angeordnet. Je Steg oder
Rippe können mehrere
spaltförmige
Unterbrechungen und/oder Umfangsüberdeckungen
vorgesehen sein.
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Für eine möglichst
gute Dichtwirkung der integrierten Labyrinthdichtung ist der behälterseitige Steg
als ein Gegendichtwulst ausgebildet. Hierzu ist der Steg beispielsweise
aus einem thermoplastischen oder elastomeren Material, z. B. Polypropylen, gebildet.
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Je
nach Art und Aufbau der Labyrinthdichtung kann der behälterseitige
Steg als ein separates Bauteil oder als ein an den Behälter angespritztes Kunststoff-Teil
oder als ein mit dem Behälter
ausgebildetes Kunststoff-Formteil ausgeführt sein.
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Eine
zum Verschließen
der Einfüllöffnung des
Ausgleichsbehälters
ausgebildete Verschlußkappe
weist ein Innengewinde zur Befestigung an einem Außengewinde
der Einfüllöffnung auf,
wobei an der Außenkontur
des Innengewindes ein radial ausladender Rand angeordnet ist, dessen
abgewinkeltes Ende zumindest eine Ebene mit dem Ende des Innengewindes
bildet oder darüber
hinaussteht. Somit ist der radial ausladende Rand als ein Aufsetz-
oder Tellerrand ausgeführt.
Der Rand kann als integraler Bestandteil der Verschlußkappe beispielsweise
mit diesem zusammen hergestellt sein. Alternativ kann der Rand als
ein angespritztes Kunststoffteil an der Verschlußkappe ausgeführt sein.
Auch kann der Rand separat ausgebildet sein. In einer alternativen Ausführungsform
der Verschlußkappe
ist diese anstelle einer Gewindeverbindung über einen Bajonettverschluß mit dem
Behälter
verbunden. Bei einem Bajonettverschluß ist die Verbindung von Verschlußkappe mit
dem Einfüllstutzen
der Einfüllöffnung in
Art einer Verbindung von zwei röhrenförmigen Teilen ohne
Gewinde aber mit umfangsseitigen Riegelelementen ausgeführt. Die
topfförmige
Verschlußkappe wird
dabei auf den Einfüllstutzen
gesteckt und nur durch eine Drehung über einen Winkel von weniger als
360 Grad fest miteinander verbunden.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass durch eine im Bereich der Einfüllöffnung zwischen dem Behälter und der
Verschlußkappe
integrierte Labyrinthdichtung, beispielsweise in Form einer umlaufenden
u-förmigen
Ringnut oder radialer Spalte, der Druck des von außen eindringenden
Wasser im Labyrinth vollständig
abgebaut wird, so dass kein Wasser in das Innere des Behälters dringt.
Gleichzeitig ist eine Be- und Entlüftung des Behälters sichergestellt.
Hierzu ist unter anderem mindestens eine Unterbrechung in dem behälterseitigen
Steg, vorzugsweise sind 3 bis 6 spaltenförmige Unterbrechungen vorgesehen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 schematisch
in perspektivischer Darstellung mit einem Schnittbild einen Ausgleichsbehälter für eine Flüssigkeit
mit einer Verschlußkappe
zum Verschließen
einer Einfüllöffnung des
Behälters
und mit einer integrierten Labyrinthdichtung,
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2 schematisch
in perspektivischer Darstellung einen Ausgleichsbehälter im
Bereich einer offenen Einfüllöffnung mit
dem behälterseitigen
Teil der Labyrinthdichtung ohne Verschlußkappe,
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3 schematisch
einen Teilausschnitt des Ausgleichsbehälters mit behälterseitigen
und kappenseitigen Teil der Labyrinthdichtung im Bereich einer mit
einer Verschlußkappe
verschlossenen Einfüllöffnung im
Längsschnitt,
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4 schematisch
im Längsschnitt
einen Ausgleichsbehälter
mit einer zwischen Behälter
und Verschlußkappe
integrierten Labyrinthdichtung in Form eines Doppelstegs und eines
in den Doppelsteg eingreifenden Kappenrandes,
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5 schematisch
in perspektivischer Darstellung den Ausgleichsbehälter gemäß 4 ohne Verschlußkappe,
und
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6 schematisch
in perspektivischer Darstellung mit einem Schnittbild des Ausgleichsbehälters mit
Verschlußkappe
gemäß 4.
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Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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1 zeigt
schematisch in perspektivischer Darstellung mit einem Schnittbild
einen Ausgleichsbehälter 1 für eine Flüssigkeit.
Der Ausgleichsbehälter 1 ist
beispielsweise ein Bremsflüssigkeitsbehälter für Bremsflüssigkeit,
ein Kühlflüssigkeitsbehälter für Kühlflüssigkeit
oder ein Behälter
für ein
anderes Anwendungsgebiet, bei dem bei Bewegung der Flüssigkeit
im Behälter
und in einem daran angeschlossenen Kreislauf ein Druckausgleich
erforderlich ist.
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Der
Ausgleichsbehälter 1 umfaßt einen
Behälter 2.
Der Behälter 2 kann
ein- oder mehrteilig ausgeführt
sein. Im Ausführungsbeispiel
ist der Behälter 2 beispielsweise
aus zwei Behälterschalen 2.1 und 2.2 gebildet.
Im Allgemeinen wird der Behälter 2 vor dem
Befüllen
mit Flüssigkeit
aus den beiden Behälterschalen 2.1 und 2.2 zusammengesetzt.
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Zum
Befüllen
des Behälters 2 mit
Flüssigkeit ist
an der Behälteroberfläche der
oberen Behälterschale 2.1 eine
Einfüllöffnung 4 in
Form eines Einfüllstutzen
angeordnet. Zum Ablesen des Füllstandes kann
der Behälter 2 durchsichtig
ausgeführt
sein. Alternativ oder zusätzlich
kann im Bereich der Einfüllöffnung 4 an
der Behälteroberfläche ein
Sichtstutzen 6 vorgesehen sein.
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Zum
Verschließen
des Behälters 2,
insbesondere der vom Einfüllstutzen
begrenzten Einfüllöffnung 4 ist
eine Verschlußkappe 8 vorgesehen.
Zwischen der Verschlußkappe 8 und
dem Behälter 2 ist im
Bereich der Einfüllöffnung 4 beim
geschlossenen Behälter 2 eine
radiale Labyrinthdichtung 10 gebildet. Zur Bildung der
Labyrinthdichtung 10 anhand der Elemente – Verschlußkappe 8 und
Behälter 2 des Ausgleichsbehälters 1 – ist kappenseitig
die Verschlußkappe 8 mit
einem radial ausladenden Rand 8.1 versehen. Der radial
ausladende Rand 8.1 ist endseitig umlaufend abgewinkelt
und bildet bei einem geschlossenen Ausgleichsbehälter 1 einen Aufsetz-
oder Tellerrand, der auf dem Behälter 2 aufsetzt.
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Behälterseitig
ist die Labyrinthdichtung 10 durch einen auf der Behälteroberfläche des
Behälters 2,
beispielsweise der Behälterschale 2.1 angeordneten
Steg 12 gebildet. Zweckmäßigerweise weist der Steg 12 oder
die Rippe eine der Kontur und des Verlaufs des abgewinkelten Endes
des kappenseitigen Randes entsprechende Kontur bzw. einen entsprechenden
Verlauf auf. Des Weiteren weist der Steg 12 einen Abstand
c zur äußeren Kontur
der Einfüllöffnung 4 auf,
so dass eine erste u-förmige
Ringnut 14 gebildet ist, die die Einfüllöffnung 4 umläuft. Die
Ringnut 14 ermöglicht
das Sammeln von ein- oder austretenden Flüssigkeiten ohne, dass die betreffende
Flüssigkeit
aus dem Ausgleichsbehälter 1 in die
Umgebung oder von der Umgebung in den Ausgleichsbehälter 1 gelangt.
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Für ein einfaches
und sicheres Aufbringen der Verschlußkappe 8 auf die Einfüllöffnung 4 ist
zwischen dem Innenumfang des kappenseitigen Randes 8.1 und
dem Außenumfang
des behälterseitigen Stegs 12 ein
Mindestabstand a von 0,5 mm bis 1,5 mm oder 5 mm vorgesehen.
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Zur
Bildung einer hinreichend großen,
die Einfüllöffnung 4 umlaufenden
Labyrinthdichtung 10 für
eine möglichst
gute Be- oder Entlüftungsfunktion weist
der kappenseitige Rand 8.1 eine Breite b von 50 mm bis
100 mm oder mehr auf.
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Je
nach Art und Ausbildung der Verbindung von Verschlußkappe 8 und
Einfüllöffnung 4,
z. B. Gewindeverbindung oder Bajonettverschluß, sind diese entsprechend
ausgebildet. Bei einer Gewindeverbindung greift ein Innengewinde
der Verschlußkappe 8 in
ein korrespondierendes Außengewinde
der Einfüllöffnung 4 ein.
Der radial ausladende Rand 8.1 ist hierbei an der Außenkontur
des Innengewindes der Verschlußkappe 8 angeordnet.
Zur Bildung des Aufsetzrands bei einem geschlossenen Ausgleichsbehälter 1 schließt das abgewinkelte
Ende des radialen Randes 8.1 zumindest in einer Ebene mit
dem Ende des Innengewindes der Verschlußkappe 8 ab oder steht
darüber
heraus.
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2 zeigt
schematisch in perspektivischer Darstellung den Ausgleichsbehälter 1 gemäß 1 im
Bereich der offenen Einfüllöffnung 4 mit
dem behälterseitigen
Teil der Labyrinthdichtung 10 ohne Verschlußkappe 8.
Der Steg 12 des behälterseitigen Teils
der Labyrinthdichtung 10 ist je nach Vorgabe als ein am
Behälter 2 angespritztes
oder mit diesem geformtes Kunststoff-Teil ausgebildet. Alternativ
kann der Steg 12 auch als ein separates Bauteil nachträglich auf
den Behälter 2 aufgebracht
sein. Für
eine zusätzlich
Dichtwirkung ist der Steg 12 als ein Gegendichtwulst ausgeführt und
beispielsweise aus einem elastischen oder thermoplastischen Material
gebildet. Der Steg 12 wird dabei bei aufgeschraubter Verschlußkappe 8 gegen
die Innenfläche
des ausladenden Randes 8.1 der Verschlußkappe 8 gedrückt.
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Für einen
Luftausgleich zwischen der Umgebung und dem Inneren des Ausgleichsbehälters 1 ist der
Steg 12 mit mindestens einer Unterbrechung 16 versehen.
Alternativ kann die spaltförmige
Unterbrechung 16 auch durch eine Umfangsüberdeckung
gebildet sein. Es können
auch mehrere Unterbrechungen 16 und/oder Umfangsüberdeckungen
entlang des Stegs 12 vorgesehen sein.
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3 zeigt
schematisch einen Teilausschnitt des Ausgleichsbehälters 1 mit
behälterseitigen
und kappenseitigen Teil der Labyrinthdichtung 10 gemäß 1 im
Bereich der mit der Verschlußkappe 8 verschlossenen
Einfüllöffnung 4 im
Längsschnitt.
Der radial ausladende Rand 8.1 der Verschluß kappe 8 ist
je nach Vorgabe als ein an der Verschlußkappe 8 angespritztes
oder mit der Verschlußkappe 8 geformtes Kunststoff-Teil,
z. B. aus Polypropylen, ausgeführt. Alternativ
kann der ausladende Rand 8.1 auch als ein Zusatzteil in
Art einer Ringscheibe mit abgewinkeltem Randende ausgeführt sein.
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4 zeigt
schematisch im Längsschnitt
einen Ausgleichsbehälter 1 mit
einer zwischen einem Behälter 2 und
einer Verschlußkappe 8 integrierten Labyrinthdichtung 10 in
Form eines Doppelstegs 18 und eines in den Doppelsteg 18 eingreifenden
kappenseitigen Randes 8.1. Der Doppelsteg 18 ist
dabei aus zwei radialen Stegen 12 – einem inneren und einem äußeren Steg – gebildet,
die auf der Behälteroberfläche in einem
radialen Abstand d von 2 mm bis 5 mm zueinander angeordnet sind,
so dass eine zweite u-förmige
Ringnut 20 gebildet ist. Beim geschlossenen Ausgleichsbehälter 1 greift
der abgewinkelte Rand 8.1 der Verschlußkappe 8 in die zweite u-förmige Ringnut 20 ein.
Der jeweilige Steg 12 weist bevorzugt eine Höhe von 2
mm bis 4 mm und eine Breite von 2 mm bis 4 mm auf. Die Höhe des Steges 12 ist
durch die Höhe
des abgewinkelten Randes 8.1 der Verschlußkappe 8 bestimmt.
Das abgewinkelte Randende weist vorzugsweise eine Dicke von 0,5 mm
bis 2,5 mm auf und greift somit einfach und sicher in die zweite
u-förmige Ringnut 20 ein.
Je nach Vorgabe kann die integrierte Labyrinthdichtung 10 auch
mehrstufig aus mehreren behälterseitigen
Stegen 12 und mehreren abgewinkelten Enden des kappenseitigen
Randes 8.1 gebildet sein.
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In 6 ist
schematisch in perspektivischer Darstellung der Ausgleichsbehälter 1 gemäß 4 ohne
Verschlußkappe 8 dargestellt.
Die Einfüllöffnung 4 ist
mit einem Außengewinde
versehen. Der behälterseitige
Teil der Labyrinthdichtung 10 ist aus dem Doppelsteg 18 und
der ersten und zweiten u- förmigen Ringnut 14 bzw. 20 gebildet. 7 zeigt den Ausgleichsbehälter 1 mit
Verschlußkappe 8 gemäß 4 schematisch
in perspektivischer Darstellung mit einem Schnittbild.