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Die Erfindung betrifft einen Ölbehälter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine verschließbare Öffnung zum Befüllen des Ölbehälters, und eine Ventilvorrichtung zum Be- und Entlüften des Ölbehälters.
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Ein derartiger Ölbehälter ist beispielsweise aus der Patentanmeldung
WO 2006/114074 A1 oder dem Patent
US 4,392,583 A bekannt und dient zur Aufnahme eines Betriebs- oder Hydrauliköls in einem Fahrzeugsystem. Der Ölbehälter ist durch eine Öffnung befüllbar, welche durch einen Behälterdeckel verschlossen werden kann. In dem Behälterdeckel ist eine Ventilvorrichtung zum Be- und Entlüften des Ölbehälters vorgesehen.
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Die Öffnung des Ölbehälters muss ausreichend groß sein, um ein müheloses Befüllen des Behälters zu ermöglichen. Entsprechend groß muss der Behälterdeckel sein. Weil die Ventilvorrichtung in den Deckel eingepasst wird, müssen zumindest Teile der Ventilvorrichtung, insbesondere Dichtungen und Schließglieder, an die vorgegebenen Dimensionen angepasst werden.
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Es besteht die Aufgabe, einen Ölbehälter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der eine einfach und/oder kompakt herzustellende Ventilvorrichtung zur Be- und Entlüftung des Behälters aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im nebengeordneten Anspruch angegeben.
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Erfindungsgemäß ist die Ventilvorrichtung an einer Messvorrichtung angeordnet, die sich durch eine zweite Öffnung in den Innenraum des Ölbehälters erstreckt.
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Durch die Anordnung der Ventilvorrichtung an der Messvorrichtung können Ölbehälter, die mit einer solchen Messvorrichtung ausgestattet sind, mit einer Ventilvorrichtung nachgerüstet werden, ohne dass das Gehäuse des Ölbehälters geändert werden muss.
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Die zweite Öffnung kann auf einfache Weise durch eine Bohrung zur Aufnahme der Messvorrichtung in der Wand des Ölbehälters gebildet sein. Eine solche Bohrung kann bereits vorhanden sein, so dass für ein Nachrüsten der Ventilvorrichtung keine zusätzlichen Bohrungen oder sonstige Anpassungen am Gehäuse des Ölbehälters vorgenommen werden müssen.
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Die vorliegende Erfindung beruht also auf der Erkenntnis, dass eine für die Anbringung einer Messvorrichtung vorgesehene zweite Öffnung in vorteilhafter Weise für die Be- und Entlüftung verwendet werden kann. Insbesondere kann sich die Bauweise der Ventilvorrichtung an den Dimensionen der zweiten Öffnung bzw. der Messvorrichtung orientieren. Dies erweist sich als vorteilhaft, weil die zweite Öffnung relativ klein gehalten werden kann, während die erste Öffnung für ein einfaches Befüllen des Ölbehälters möglichst groß sein soll. Somit lässt sich eine vergleichsweise kompakte Bauweise der Ventilvorrichtung realisieren. Gleichzeitig verringern sich der Materialaufwand für die Herstellung der Ventilvorrichtung und das Gesamtgewicht des Vorratbehälters.
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Umgekehrt kann die erste Öffnung zur Vereinfachung des Befüllvorganges quasi beliebig groß ausgestaltet werden, ohne die Bauweise der Ventilvorrichtung zu beeinflussen. Somit ermöglicht die vorliegende Erfindung die Schaffung eines Ölbehälters, der einfach befüllt werden kann, ohne die Be- und Entlüftung zu beeinträchtigen.
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Durch Integration der Ventilvorrichtung in der Messvorrichtung ergibt sich außerdem eine kompakte und leicht auszutauschende Baueinheit aus Ventil- und Messvorrichtung.
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Bei der Messvorrichtung kann es sich um einen Peilstab oder einen elektrischen Vorratsschalter zum Bestimmen des Füllstandes in dem Ölbehälter handeln. Eine Messvorrichtung ist in bestimmten Anwendungen des Ölbehälters von vorneherein vorgesehen. Da eine solche Messvorrichtung in der Regel stabförmig ausgebildet ist und einen geringen Durchmesser aufweist, eignet sie sich in vorteilhafter Weise für die Anordnung einer kompakten, integrierten Ventilvorrichtung. Da die Messvorrichtung in der Regel weit in den Innenraum des Behälters hineinreichen muss, eignet sich insbesondere der Bereich der Messvorrichtung, der sich im Betriebszustand nahe an der zweiten Öffnung befindet, zur Anordnung der Ventilvorrichtung.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Messvorrichtung eine Verschlusskappe zum Verschließen der zweiten Öffnung. Die Ventilvorrichtung kann in der Verschlusskappe integriert sein. Insbesondere kann die Ventilvorrichtung in einem Belüftungskanal der Verschlusskappe angeordnet sein. Diese Ausgestaltung zeichnet sich durch eine besonders kompakte Bauweise aus.
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In einer Ausgestaltung ist die Verschlusskappe form- oder kraftschlüssig in die zweite Öffnung steckbar, wobei eine lösbare Verriegelung zur Fixierung der Verschlusskappe in oder auf der zweiten Öffnung vorgesehen ist. Die Verriegelung soll sicherstellen, dass die Verschlusskappe einfach in die zweite Öffnung gesteckt werden kann und dennoch bei hohem Innendruck nicht aus der zweiten Öffnung herausgedrückt wird. Die Verriegelung ermöglicht somit auch, die Ventilvorrichtung so einzustellen, dass erst bei einem relativ hohen Innendruck entlüftet wird.
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In einer Ausgestaltung ist die Verriegelung durch eine federelastische Klammer gebildet, die einerseits an der Verschlusskappe und andererseits an einem Rand der zweiten Öffnung eingreift oder dort angeordnete Vorsprünge hintergreift. Die Klammer kann um einen Teil, insbesondere mehr als die Hälfte des Umfangs der zweiten Öffnung und/oder der Verschlussklappe verlaufen und freie Enden aufweisen, die radial nach außen abstehen. Die Verriegelung kann somit durch Greifen der freien Enden und Aufweiten der Klammer gelöst werden. Diese Art der Verriegelung ist leicht bedienbar und bietet gleichzeitig einen sicheren Schutz vor einer ungewollten Entriegelung, beispielsweise augrund von Vibration des Ölbehälters.
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In einer Ausgestaltung ist die Ventilvorrichtung zwischen der Verschlusskappe und der Messvorrichtung angeordnet. Bei dieser Anordnung wird der vorhandene Bauraum besonders effizient ausgenutzt.
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Wie bereits beschrieben kann die zweite Öffnung kleiner sein als die erste Öffnung. Insbesondere weist die zweite Öffnung einen Durchmesser auf, der weniger als die Hälfte oder ein Drittel des Durchmessers der ersten Öffnung beträgt. Da sich die Dimensionen der Ventilvorrichtung nach der Größe der Öffnungen zu richten haben, ergibt sich somit eine relativ kompakte Bauweise. Umgekehrt kann die erste Öffnung für ein einfaches Befüllen des Ölbehälters relativ zu der zweiten Öffnung hinreichend groß gestaltet werden.
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In einer Ausgestaltung umfasst die Ventilvorrichtung ein Zwei-Wege-Ventil. Das Zwei-Wege-Ventil kann so ausgebildet oder eingestellt sein, dass bei Unterschreiten eines ersten Innendruckes im Ölbehälter belüftet, und bei Überschreiten eines zweiten Innendruckes im Ölbehälter entlüftet wird, wobei der zweite Druck größer ist als der erste Druck. Somit lässt sich im Ölbehälter ein gegenüber der Atmosphäre konstant höherer Druck aufrechterhalten. Dies ist insbesondere bei Verwendung des Ölbehälters als Speicher für Druckmittel in hydraulisch betriebenen Systemen von Vorteil.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Ventilvorrichtung an der Öffnung eines Luftkanals in der Messvorrichtung, der den Innenraum des Ölbehälters mit der Umgebung verbindet, angeordnet, wobei die Ventilvorrichtung mit einem ersten, insbesondere schirmartigen Abschnitt auf einem Rand des Luftkanals derart aufsitzt, dass der Sitz bei Überschreiten des zweiten Drucks im Ölbehälter gelöst wird und Luft aus dem Inneren des Ölbehälters nach außen entweicht, und wobei die Ventilvorrichtung eine axial verlaufende Öffnung aufweist, die sich zum Inneren des Ölbehälters hin verjüngt und an dem zum Inneren des Ölbehälters weisenden Ende in einen Schlitz mündet, der sich bei Unterschreiten des ersten Drucks im Ölbehälter öffnet oder aufweitet und Luft aus der Umgebung in den Innenraum des Ölbehälters strömen lässt. Die Ventilvorrichtung kann einstückig und/oder aus einem Elastomer, insbesondere einem thermoplastischen Elastomer gebildet sein. Eine solche Ventilvorrichtung ist kompakt und eignet sich in günstiger Weise zur Integration in der Messvorrichtung.
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Der erfindungsgemäße Ölbehälter eignet sich zum Anschluss an einen Flüssigkeitskreislauf in einem Fahrzeugsystem, beispielsweise einem hydraulischen Lenkhilfesystem oder einem Lenkgetriebe.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Messvorrichtung für einen Ölbehälter insbesondere in einem Kraftfahrzeug geschaffen, wobei die Messvorrichtung durch eine Öffnung in den Ölbehälter einführbar und an dem Ölbehälter befestigbar ist, so dass die Öffnung verschlossen ist, wobei die Messvorrichtung eine Ventilvorrichtung zum Be- und Entlüften des Ölbehälters aufweist.
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Eine solche Messvorrichtung eignet sich in vorteilhafter Weise zum Nachrüsten einer Ventilvorrichtung in vorhandenen Ölbehältern. Dazu wird eine vorhandene herkömmliche Messvorrichtung durch eine erfindungsgemäße Messvorrichtung ersetzt. Da die Ventilvorrichtung in die Messvorrichtung integriert ist, sind keine Anpassungen am Ölbehälter notwendig.
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In einer Ausgestaltung umfasst die Messvorrichtung eine Verschlusskappe zum Verschließen der Öffnung des Ölbehälters, wobei die Ventilvorrichtung zwischen der Verschlusskappe und einem Messabschnitt der Messvorrichtung angeordnet sein kann. Die Messvorrichtung mit integrierter Ventilvorrichtung und die Verschlusskappe können eine bauliche Einheit bilden. Dies vereinfacht den Austausch und die Benutzung der Messvorrichtung.
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Nachstehend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt in schematisierter Darstellung:
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1 einen Ölbehälter nach einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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2 einen Querschnitt durch einen Teil des Ölbehälters gemäß 1;
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3 eine perspektivische, teilweise angeschnittene Ansicht eines Teiles einer Messvorrichtung in Form eines Peilstabes gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung; und
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4 eine Ventilvorrichtung für eine Messvorrichtung nach einer Ausgestaltung der Erfindung.
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1 zeigt einen Ölbehälter 1, der an seinem oberen Ende unterschiedlich dimensionierte erste und zweite Öffnungen aufweist, die durch abnehmbare, entsprechend den Öffnungen dimensionierte Verschlusskappen 2 bzw. 3 verschlossen sind. Die durch die Verschlusskappe 2 verschlossene erste Öffnung dient zum Befüllen des Ölbehälters 1, beispielsweise mit einem Hydrauliköl. Um ein Befüllen des Ölbehälters möglichst ohne Verwendung eines Trichters zu ermöglichen, ist die erste Öffnung relativ groß ausgestaltet. Die durch die Verschlusskappe 3 verschlossene zweite Öffnung dient zur Aufnahme einer Messvorrichtung, insbesondere eines Peilstabes 4 (2 und 3). Aufgrund der Dimensionen des Peilstabes 4 weist die zweite Öffnung im Vergleich zu der ersten Öffnung einen wesentlich kleineren Durchmesser auf.
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Am unteren Ende des Ölbehälters sind Anschlüsse 5 und 6 zum Verbinden des Ölbehälters mit einem Ölkreislauf, beispielsweise dem Ölkreislauf eines hydraulisch betriebenen Lenkhilfesystems, vorgesehen.
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2 zeigt einen Querschnitt durch den Ölbehälter im Bereich der zweiten Öffnung. Darin ist zu sehen, wie sich der Peilstab 4 in den Innenraum des Ölbehälters 1 erstreckt. Im oberen Bereich des Peilstabes 4, d.h. dem Bereich nahe der Verschlusskappe 3, ist ein Zwei-Wege-Ventil 7 angeordnet, welches zum Be- und Entlüften des Innenraumes des Ölbehälters dient. Dazu verbindet das Ventil 7 den im Ölbehälter 1 vorhandenen Luftraum mit der Umgebung. Das Ventil 7 ist so ausgestaltet, dass bei einem Überdruck im Ölbehälter 1 Luft in die Umgebung abgelassen wird. Umgekehrt kann bei einem Unterdruck im Ölbehälter 1 Luft aus der Umgebung in den Ölbehälter hinein strömen. Der Druckausgleich erfolgt "asymmetrisch", d.h. es wird erst bei einem relativ hohen Überdruck Luft abgelassen, während bereits bei einem relativ geringen Unterdruck Luft aus der Umgebung in den Ölbehälter 1 strömen kann. Somit lässt sich im Ölbehälter 1 ein konstant hoher Druck aufrechterhalten, was für den Betrieb hydraulischer Systeme von Vorteil ist.
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Aufgrund derartiger Druckverhältnisse im Ölbehälter 1 ist an der Verschlusskappe 3 eine lösbare Verriegelung 8 vorgesehen. Die Verriegelung 8 weist zumindest abschnittsweise einen U-förmigen Querschnitt auf, wobei das eine Ende des U-förmigen Querschnitts in eine ringförmig verlaufende Aussparung 9 in der Verschlusskappe 3 eingreift, während das andere Ende einen ebenfalls ringförmig an einem Hals 10 der zweiten Öffnung verlaufenden Vorsprung 11 hintergreift. Die Verriegelung 8 erstreckt sich entlang eines Abschnittes des Umfangs der zweiten Öffnung und besteht aus einem federelastischen Material. Die Verriegelung 8 verhindert, dass die Verschlusskappe 3 durch den im Ölbehälter 1 herrschenden Druck aus der zweiten Öffnung herausgedrückt wird.
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Die Verschlusskappe 3 sitzt form- oder kraftschlüssig in der zweiten Öffnung. Zur besseren Abdichtung gegenüber der Umgebung ist ein Dichtring 12 vorgesehen, der in einer Nut am äußeren Umfang des Peilstabes 4 zwischen der Außenfläche des Peilstabes 4 und der Innenfläche des Halses 10 verläuft.
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In 3 ist der Peilstab 4 in perspektivischer Darstellung mit angeschnittener Verschlusskappe 3 gezeigt. In dieser Darstellung ist zu erkennen, dass die Verriegelung 8 zwei entlang des Umfanges der Verschlusskappe 3 bzw. des Halses 10 verlaufende Arme 13 aufweisen. Die Arme 13 verlaufen jeweils um mehr als die Hälfte des Umfangs der Verschlusskappe 3 bzw. des Halses 10, so dass durch die Verriegelung 8 eine federelastische Klammer gebildet wird. Die beiden Arme 13 sind über einen in axialer Richtung verlaufenden Abschnitt 15 miteinander verbunden, so dass sich der in 2 gezeigte U-förmige Querschnitt ergibt.
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Die Arme 13 weisen freie Enden 14 auf, die jeweils radial nach außen abstehen. Durch Greifen der Enden 14 und radiales Aufweiten der Arme 13 kann die Verriegelung 8 aus ihrem Sitz gelöst werden. Die Verschlusskappe 3 und damit auch der Peilstab 4 mit dem Zwei-Wege-Ventil 7 kann anschließend aus der zweiten Öffnung herausgezogen werden.
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4 zeigt ein Zwei-Wege-Ventil 7 nach einer Ausgestaltung der Erfindung. Das Ventil 7 umfasst einen zeichnungsbezogen oberen schirmartigen Abschnitt 16, einen zeichnungsbezogen unteren schnabelartigen Abschnitt 17, sowie einen dazwischenliegenden teilweise zylindrischen Abschnitt 18, der die Abschnitte 16 und 17 verbindet.
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Wie in 2 gezeigt verlaufen die Abschnitte 17 und 18 innerhalb eines Luftkanals 19 in dem Peilstab 4. Der schirmartige Abschnitt 16 des Ventils 7 umfasst einen zylindrischen Randbereich 20, der in eine entsprechende Aussparung oder Nut 21 am zeichnungsbezogen oberen Rand des Luftkanals 19 eingreift. Der freie Rand 22 des Randbereiches 20 liegt dabei in der Aussparung oder Nut 21 auf und erhält im Zusammenbau eine vorbestimmte Vorspannung. Durch die Vorspannung wird eingestellt, bei welchem Innendruck innerhalb des Ölbehälters 1 sich der Schirm öffnet, d.h. der Rand 22 sich löst und zumindest nicht mehr vollständig in der Aussparung oder Nut 21 aufliegt, so dass Luft aus dem Innenraum des Ölbehälters 1 nach außen entweichen kann (Entlüftung).
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Weiterhin weist das Ventil 7 eine axial durch den gesamten Ventilkörper verlaufende Öffnung 23 auf, die in den Abschnitten 16 und 18 zylinderförmig ist und im Abschnitt 17 in einen Schlitz 24 mündet (siehe auch 2). Bei einem relativ geringen Druckunterschied zwischen der Umgebung und dem Inneren des Ölbehälters öffnet sich der Schlitz 24 und lässt Luft von außen nach innen strömen (Belüftung).
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In der gezeigten Ausgestaltung ist das Ventil einstückig und besteht aus einem Elastomer, insbesondere einem thermoplastischen Elastomer.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ölbehälter
- 2
- Verschlusskappe für die erste Öffnung
- 3
- Verschlusskappe für die zweite Öffnung
- 4
- Peilstab
- 5
- Anschluss
- 6
- Anschluss
- 7
- Zwei-Wege-Ventil
- 8
- Verriegelung
- 9
- Aussparung in der Verschlusskappe 3
- 10
- Hals der zweiten Öffnung
- 11
- Vorsprung am Hals der zweiten Öffnung
- 12
- Dichtring
- 13
- Arme der Verriegelung
- 14
- Freie Enden der Arme der Verriegelung
- 15
- In axialer Richtung verlaufender Abschnitt der Verriegelung
- 16
- Schirmartiger Abschnitt des Ventils 7
- 17
- Schnabelartiger Abschnitt des Ventils 7
- 18
- Teilweise zylindrischer Abschnitt des Ventils 7
- 19
- Luftkanal
- 20
- Zylindrischer Randbereich des Abschnitts 16
- 21
- Nut
- 22
- Freier Rand des Randbereiches 20
- 23
- Öffnung im Ventil 7
- 24
- Schlitz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2006/114074 A1 [0002]
- US 4392583 A [0002]
