DE10233350B4

DE10233350B4 - Behälterkombination mit einer zwei Kanäle besitzenden Verbindung zwischen den Behältern

Info

Publication number: DE10233350B4
Application number: DE2002133350
Authority: DE
Inventors: Peter Tandler; Werner Krebs; Wolfgang Neumann
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG; Wiesauplast Kunststoff und Formenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG; Wiesauplast Kunststoff und Formenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2011-02-03
Anticipated expiration: 2022-07-24
Also published as: FR2843574B1; FR2843574A1; DE10233350A1

Abstract

Behälterkombination (1), bestehend aus einem oberen Behälter (2) und einem mit diesen über eine Verbindung (5) verbundenen unteren Behälter (3), dessen Ausgang oder Ausgänge an einen Hauptzylinder angeschlossen ist oder sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Trennung zwischen Luft und Flüssigkeit zumindest im Auslaßbereich (6) des oberen Behälters (2) die Verbindung (5) in zwei räumlich getrennte Kanäle (11, 12) aufgetrennt ist, die in zwei getrennten Kammern (14, 15) in den oberen Behälter (2) münden.

Description

Aufgrund der Fülle der in den Motorraum einzubauenden Baugruppen besteht oft ein Mangel an Bauraum. Die für den Ausgleichsbehälter eines Hauptzylinders notwendigen Behälter nehmen oft ein erhebliches Volumen an. Es ist daher vielfach notwendig, den großen Behälter in mindestens zwei kleine Behälter aufzuteilen. Derartige geteilte Behälter sind beispielsweise aus der US 2746253 A bekannt. Dabei kann der eine der beiden Behälter einstückig mit dem Hauptzylinder verbunden sein oder aber auch an dem Hauptzylinder in der üblichen Weise befestigt werden, wie dies beispielsweise in der EP 1184247 A1 gezeigt ist.
Als Problem hat sich die Befüllung der hintereinander liegenden Behälter erwiesen, da durch die in den Behältern befindliche Luft und auch möglicherweise durch die Flüssigkeitsspannung das Fließen der Flüssigkeit über die Verbindung der beiden Behälter vielfach behindert ist. Um hier Abhilfe zu schaffen wurde in der genannten US-Patentschrift vorgeschlagen mit Hilfe eines geeigneten geformten Körpers die Flüssigkeitsspannung zu brechen. Um ein sicheres Befüllen der beiden hintereinander liegenden Behälter zu ermöglichen ist man vielfach auch dazu übergegangen, die Befüllung unter Vakuum vorzunehmen. Dies ist aber in der Regel nur bei der erstmaligen Befüllung möglich, da in Werkstätten oder Privatleuten hierzu geeignete Geräte nicht zur Verfügung stehen. Das ist auch in sofern gefährlich, als in diesen Fällen oft gar nicht erkannt wird, daß der oder die Behälter nicht ordnungsgemäß gefüllt werden, was zu erheblichen Problemen bei der späteren Betätigung der Bremsen führen kann.
Die DE 1 829 892 U beschreibt ein Flüssigkeitsnachlaufgefäß für hydraulische Bremsanlagen, welches in einem am Boden des Gefäßes angeordneten Schraubdeckel ein massives Kernstück mit einer Ringmutter aufweist. Zwei in dem Kernstück gehaltene Rohre ragen zum Festlegen des Flüssigkeitsspiegels in einen darunter liegenden Ausgleichsbehälter.
Die Erfindung geht daher aus von einer Behälterkombination, wie sie aus den genannten Literaturstellen bekannt ist und wie sie sich aus dem Oberbegriff des Hauptanspruches der vorliegenden Anmeldung ergibt. Aufgabe der Erfindung ist es sicherzustellen, daß auch ohne Verwendung eines eine Vakuumsbefüllung ermöglichenden Gerätes eine nachträgliche Befüllung der hintereinander angeordneten Behälter sicher gewährleistet ist. Dies soll insbesondere auch dann möglich sein, wenn die Neigung der Verbindung zwischen den beiden Behältern relativ klein ist so daß aufgrund des schwachen Gefälles der Austausch von Flüssigkeit und Luft zwischen den Behältern stark behindert ist.
Die Aufgabe wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches ergebende Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, die sich bei schwachem Gefälle der Verbindung und insbesondere bei größerem Querschnitt der Verbindung ergebende Trennung zwischen Luft und Flüssigkeit auszunutzen, die Luft und die Flüssigkeit aufgetrennten Wegen aus dem Behälter herauszuführen bzw. in diesen hinein zuführen. Durch die Erfindung wird es also möglich, bei dem Befüllen der Behälter durch einen ersten Kanal die Flüssigkeit von dem oberen Behälter dem unteren Behälter zuzuführen und durch einen zweiten Kanal die verdrängte Luft dem oberen Behälter zuzuführen. Dabei ist es nicht zwingend notwendig, daß die dem unteren Behälter entweichende Luft in den Innenraum des oberen Behälters gelangt. Gegebenenfalls kann es sich auch als zweckmäßig erweisen, die über den zweiten Kanal geführte Luft unmittelbar in die Umgebung abzuleiten. Allerdings wird dies nur dann möglich sein, wenn sichergestellt ist, daß über den zweiten Kanal keine Flüssigkeit in die Umgebung gelangen kann.
Um zu erreichen, daß der auf dem Eingang des zweiten Kanals lastende Flüssigkeitsdruck möglichst gering ist empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Anwendung der Merkmale nach Anspruch 2. Da der Flüssigkeitsdruck mit der Höhe der Flüssigkeitssäulen oberhalb der Kanalmündung zunimmt, empfiehlt es sich, die Luft möglichst weit oben in die obere Kammer austreten zu lassen. Umgekehrt empfiehlt es sich, den zum Auslaß der Flüssigkeit aus dem oberen Behälter in den unteren Behälter dienenden ersten Kanal möglichst tief zu legen, da in diesem Bereich des oberen Behälters besonders wenig Lufteinschlüsse zu erwarten sind.
Um die Luft möglichst weit oben in den Raum des oberen Behälters einzuleiten empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 3. Auf diese Weise wird der Kanal quasi durch einen senkrechten Schacht verlängert, durch den die Luft ungestört durch Flüssigkeit nach oben in den Raum des zweiten Behälters entweichen kann. Zieht man den Schacht hoch genug über den Flüssigkeitsspiegel des oberen Behälters, so ist auch gewährleistet, daß bei einer Bewegung des Flüssigkeitsspiegels keine Flüssigkeit in den zweiten Kanal gelangen kann.
An sich ist es denkbar, den Schacht außerhalb des oberen Behälters nach oben zu führen, um die Verbindung und den unteren Behälter zu entlüften. Um aber zu verhindern, daß über den Schacht Schmutz in die Anlage gelangt und auch um die Anlage als geschlossenes System betreiben zu können, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 4. Dabei ist bevorzugt der Schacht in einer ersten Kammer eingeschlossen, um in dem oberen Behälter stark bewegte Flüssigkeit (etwa bei dem Bremsen) von dem Schacht fernzuhalten. Um die aus dem Schacht austretende Luft abzuführen ist ein Übergang zu der zweiten Kammer des Behälters vorgesehen. Schließlich soll es auch noch möglich sein etwa in die erste Kammer eingetretene Flüssigkeit abzuführen. Hierzu dient eine spezielle Verbindungsöffnung.
Es soll verhindert werden, daß über den ersten Kanal zusammen mit der Luft Flüssigkeit in den zweiten Behälter übertragen wird. Ein derartiger Eintritt von Luft in die Verbindung soll auch dann verhindert werden, wenn die Flüssigkeit sich innerhalb des oberen Behälters stark bewegt. Entsprechendes gilt auch, wenn das Fahrzeug eine Kippbewegung oder eine Neigungsbewegung ausführt. Um dies zu erreichen ist es notwendig, daß auch in kritischen Fällen der Einlaß des ersten Kanals mit Flüssigkeit bedeckt bleibt. Hierzu dient die Merkmalskombination nach Anspruch 5. Damit aber die Flüssigkeit zügig über den Einlaß des ersten Kanals zum unteren Behälter abfließen kann dienen die Merkmale nach Anspruch 6. Das gilt insbesondere dann, wenn die Wände des Labyrinths sehr hochgezogen sind oder bis zur Decke des Behälters reichen. Es ist aber auch vorstellbar, die Wände des Labyrinths gerade so hoch zu gestalten, daß immer gerade der Eingang des ersten Kanals bedeckt ist. Beim Befüllen wird dann der obere Behälter soweit aufgefüllt, daß die Flüssigkeit über die Wände des Labyrinths in den Eingang des ersten Kanals fließt.
Eine besonders einfache Ausgestaltung für das Labyrinth ergibt sich durch die Merkmalskombinationen nach Anspruch 7. Die gewählte Form ist auch gut für die Herstellung durch Gießen geeignet. Die gewählte abgerundete Form fördert auch weitgehend, daß die Flüssigkeit in ihrer Flußrichtung gut lenkbar ist und nicht im Behälter verspritzt wird.
Durch die Maßnahmen nach Anspruch 8 läßt sich die Herstellung der erfindungsgemäßen Behälterkombination vereinfachen, indem die erste Kammer in den oberen Behälter integriert wird und beim Gießen des Behälters gleichzeitig mit herausgebildet wird. Entsprechendes gilt für die Merkmale nach Anspruch 9 und 11.
Besonders vorteilhaft ist es in den Anschlußstutzen die beiden getrennten Kanäle einzufügen. Praktisch bedeutet das, daß erst im Anschlußstutzen die Verbindung in zwei Kanäle aufgeteilt wird. Somit bleibt zwischen den unteren Behälter und dem Anschluß des oberen Behälters ein genügend langes Stück der Verbindung, in der in dem unteren Bereich sich die Flüssigkeit bewegt während in dem oberen Bereich sich die Luft sammelt. Hierdurch wird eine gute Trennung zwischen Luft und Flüssigkeit erreicht. Da das Volumen der eingeführten Flüssigkeit etwa dem Volumen der herausgeführten Luft entspricht empfiehlt es sich die Trennwand etwa in die Mitte des Anschlußstutzens zu legen, so daß die Querschnittsflächen der beiden Kanäle etwa gleichgroß sind.
Um zu verhindern, daß beim Bremsen des Fahrzeugs oder bei starkem Gefälle zu viel Flüssigkeit aus dem unteren Behälter in die Verbindung gedrückt wird empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Verwendung der Merkmalskombination nach Anspruch 12.
Die erfindungsgemäße Behälterkombination arbeitet besonders vorteilhaft wenn die im Zusammenhang mit Anspruch 13 geschilderten Merkmale vorliegen. Durch die relativ geringe Neigung und den hinreichend großen Querschnitt der Verbindung kann die Flüssigkeit und die Luft sich in getrennten Schichten in der Verbindung bewegen, so daß sich die beiden Medien beim Eintritt in die Kanäle gut trennen lassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:
1 in skizzierter Form das Prinzip eines geteilten Behälters,
2 einen Schnitt durch das Unterteil des oberen Behälters
3 eine Draufsicht auf das Unterteil des oberen Behälters und
4 einen perspektivischen Ausschnitt aus dem oberen Behälter.
In 1 ist der geteilte gesamte Behälter durch einen oberen Behälter 2 und einen unteren Behälter 3 gebildet, welche über eine Verbindung 5 miteinander verbunden sind. Dabei besitzt sowohl der obere Behälter 2 als auch der unteren Behälter 3 einen Anschlußstutzen 6 bzw. 7, die nachfolgend als Teil der Verbindung 5 beschrieben werden. Nachdem der Deckel 8 abgeschraubt wurde läßt sich über den oberen Behälter 2 der untere Behälter 3 befüllen. Ist eine Befüllung unter Vakuum nicht möglich, so entsteht die Schwierigkeit, daß die Flüssigkeit in dem oberen Behälter und die Luft in dem unteren Behälter in entgegengesetzter Richtung aneinander vorbeigeführt werden müssen. Hierbei kann es leicht passieren, daß durch Luft bzw. Luftblasen die restlose Befüllung des unteren Behälters 3 verhindert wird, was zu großen Gefahren beim Bremsen eines Fahrzeugs führen kann.
In den 2 und 3 ist das Unterteil 4 des oberen Behälters 2 mehr ins einzelne gehend dargestellt. Dabei ist in 2 noch ein Teil des Oberteils 9 des oberen Behälters 2 in skizzierter Form angedeutet. Über die in 2 nicht dargestellte Verbindung strömt beim Befüllen in Richtung des Pfeiles L Luft und in Richtung des Pfeiles F Flüssigkeit.
Neigung und der Durchmesser der Verbindung 5 sind so gewählt, daß sich die Luft im wesentlichen im oberen Bereich der Verbindung und die Flüssigkeit in unteren Bereich der Verbindung befindet. Etwa in Höhe der Grenzfläche der beiden Medien ist eine Trennwand 10 eingefügt die den Querschnitt der Verbindung in zwei Kanäle aufteilt. Über den unteren Kanal 11 als ersten Kanal strömt die Flüssigkeit ab während die Luft über den oberen Kanal 12 in einen Schacht 13 gelangt, der in eine zweite Kammer 14 mündet. Die zweite Kammer 14 ist gegenüber dem restlichen Raum des oberen Behälters 2 (erste Kammer 15) über eine untere und eine obere Verbindungsöffnung 16 beziehungsweise 17 verbunden. Dabei erreicht die Luft über die obere Verbindungsöffnung 17 die zweite Kammer 14, während durch die untere Verbindungsöffnung 16 die zweite Kammer 14 entleert werden kann.
Der erste Kanal 11 ist mit einem Labyrinth 18 verbunden, welches einen inneren Raum 19 und einen äußeren Raum 20 besitzt. Die Wände der beiden Räume haben Abschnitte von der Form eines Halbkreises. Wie aus 3 zu erkennen ist öffnet sich der innere Raum 19 rechts von der Schnittlinie A-A in den äußeren Raum 20, während der äußere Raum 20 links von der Schnittlinie in die erste Kammer 15 übergeht. Wie aus 2 zu erkennen ist, sind die Wände 21, 22 des Labyrinths bis zur Deckfläche 23 des Oberteils 9 hochgezogen. Es ist aber nicht zwingend notwendig, dass die Wände 21, 22 sich an die Deckfläche 23 anschließen. Es muß nur sichergestellt werden, daß auch bei starken positiven und negativen Verzögerungen des Fahrzeugs hinreichend Flüssigkeit in dem inneren Raum 19 verbleibt. Das ist durch die Wände 21, 22 sichergestellt unabhängig davon, in welcher Richtung der Behälter seitlich gekippt ist, da eine der beiden Wände die Flüssigkeit zurückhält.
Der Zufluß von Flüssigkeit in das Labyrinth beim Befüllen erfolgt über die Schlitze 24, 25. Die Vorsprünge 26 in der ersten Kammer 15 können ebenfalls bis zur Deckfläche 23 hochgezogen sein. Die durch sie gebildeten halb offenen Kammern sollen einerseits die Festigkeit des oberen Behälters verbessern und weiterhin für eine Beruhigung der in der Kammer möglicherweise bewegten Flüssigkeit sorgen.
4 zeigt einen Ausschnitt aus dem oberen Behälter gem. 1 und 2 in perspektivischer Ansicht.
5 zeigt in Richtung des Pfeiles L gesehen die Aufteilung der Verbindung 5 in der Höhe des Anschlußstutzens 6 in den ersten Kanal 11 und den zweiten Kanal 12 durch die Trennwand 10.
Die Erfindung läßt sich daher wie folgt kurz zusammenfassen. Aufgrund der immer enger werdenden Einbauverhältnisse im Motorraum, kommt es häufig zu einer Teilung des üblichen einteiligen Thz – Bremsflüssigkeits – Ausgleichsbehälters, in einen Thz- und einen Befüllbehälter um eine Vakuum-Druckbefüllung am Band möglich zu machen. Außerdem wird die Werkstatt- und Handbefüllung hierdurch erleichtert.
Die Verbindung 5 beider Behälter 2, 3 kann sowohl durch einen Schlauch oder ein Rohr erfolgen sowie auch direkt mit angespritzt sein.
Da normalerweise die Einfüllöffnung im Verhältnis zu den Innendurchmessern der Verbindung wesentlich größer ist, wird die Verbindung während des Befüllvorgangs in der Werkstatt bzw. von Hand häufig sofort mit Flüssigkeit geflutet und die Luft aus dem unteren (THz) – Behälter kann nur schlecht, langsam oder überhaupt nicht entweichen. Ein zeitaufwendiger Befüllvorgang (wenn überhaupt möglich) ist die Folge.
Dem Monteur in der Werkstatt bzw. dme Heimwerker kann hierdurch u. U. das Gefühl vermittelt werden, dass der Thz – u. Füllbehälter bereits voll ist, obwohl der untere (Thz-) Behälter aufgrund der oben beschriebenen Nachteile noch nicht bzw. nur teilweise gefüllt ist. Dies kann zu einem Lufteintritt in das Bremssystem mit den bekannten Folgen führen.
Um nicht eine aufwendige u. teure zweite Entlüfterleitung zu legen bzw. ein Entlüfterventil einzubauen, und damit auch eine Werkstatt- bzw. Handbefüllung problemlos erfolgen kann, wird erfindungsgemäß eine Befüllstutzenentlüftung vorgeschlagen, bei der entsprechend der anliegenden Zeichnung eine einwandfreie Befüllung der beiden Behälter und eine gleichzeitige Entlüftung in der Werkstatt und durch den Heimwerker von Hand möglich ist. Außerdem wird die übliche längere Befülldauer bei Remote- u. Thz-Behältern mit den oben beschriebenen Nachteilen, verkürzt. Selbstverständlich lässt sich das erfindungsgemäße System auch für andere Flüssigkeiten anwenden.

Claims

Behälterkombination (1), bestehend aus einem oberen Behälter (2) und einem mit diesen über eine Verbindung (5) verbundenen unteren Behälter (3), dessen Ausgang oder Ausgänge an einen Hauptzylinder angeschlossen ist oder sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Trennung zwischen Luft und Flüssigkeit zumindest im Auslaßbereich (6) des oberen Behälters (2) die Verbindung (5) in zwei räumlich getrennte Kanäle (11, 12) aufgetrennt ist, die in zwei getrennten Kammern (14, 15) in den oberen Behälter (2) münden.
Behälterkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal (11) in Einbaulage der Behälterkombination (1) räumlich unterhalb des zweiten Kanals (12) in den oberen Behälter (2) mündet.
Behälterkombination nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb des ersten Kanals (11) angeordnete zweite Kanal (12) in einen in Einbaulage senkrecht verlaufenden Schacht (13) übergeht, der im oberen Bereich des oberen Behälter (2) mündet.
Behälterkombination nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (13) sich innerhalb der zweiten Kammer (14) im oberen Behälter (2) erstreckt, die in deren Bodenbereich über eine Verbindungsöffnung (16) mit einer ersten Kammer (15) des oberen Behälters (2) verbunden ist und die an ihrem oberen Ende mit der ersten Kammer (15) verbunden ist.
Behälterkombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal (11) in eine innerhalb des oberen Behälters (2) befindliche Rückhalteeinrichtung (18) mündet, die derart ausgestaltet ist, daß bei einem Kippen des oberen Behälters (2) um seine Längsachse (A-A) oder Querachse das Abfließen von Flüssigkeit in der Mündungsumgebung des ersten Kanals (11) behindert wird und daß die Rückhalteeinrichtung durch ein Labyrinth gebildet ist.
Behälterkombination nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Labyrinth (18) mit der zweiten Kammer (14) zumindest im Bodenbereich des oberen Behälters (2) verbunden ist.
Behälterkombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Labyrinth (18) durch zwei ineinander verschachtelte, halbkreisförmige Räume (19, 20) gebildet ist, von denen sich der innere Raum (19) in den äußeren Raum (20) auf der einen Seite des oberen Behälters (2) öffnet und sich der äußere Raum (20) auf der gegenüberliegenden Seite des oberen Behälters (2) in die erste Kammer (15) öffnet.
Behälterkombination nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (14) in den oberen Behälter (2) integriert ist.
Behälterkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt der Verbindung (5) als Anschlußstutzen (6) aus dem oberen Behälter (2) herausgeführt ist und daß der Anschlußstutzen (6) einstückig mit dem oberen Behälter (2) verbunden ist.
Behälterkombination nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die Öffnung des Anschlußstutzens (6) eine waagerechte Trennwand (10) eingefügt ist, die den Abschnitt der Verbindung (5) in den ersten Kanal (11) und den zweiten Kanal (12) aufteilt.
Behälterkombination nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (10), das Labyrinth (18) und der Schacht (13) einstückig mit dem oberen Behälter (2) verbunden sind.
Behälterkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (5) an dem in Fahrtrichtung hinteren Ende des unteren Behälters (3) von oben kommend in diesen mündet.
Behälterkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (5) zwischen den Behältern (2, 3) einen kleinen Neigungswinkel, insbesondere einen Neigungswinkel von weniger als 5 Grad besitzt und/oder die Verbindung (5) einen vergleichsweise großen Querschnitt aufweist.