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Die Erfindung bezieht sich auf einen verschließbaren Flüssigkeitsbehälter mit integrierter Entlüftung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Sie eignet 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
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
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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Ein verschließbarer Flüssigkeitsbehälter nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 ist aus
DE 26 36 606 C1 bekannt. Um einen Austritt von Flüssigkeit über die Entlüftungsöffnung zu verhindern, weist der Verschlussdeckel ein Einlassrückschlagventil und ein separates Auslassrückschlagventil auf, welche jeweils den Strömungsweg zwischen dem Behälterinneren und der Entlüftungsöffnung luftdicht abdichten. Entsteht in dem Behälter eine Über- oder Unterdruck, öffnet das eine oder andere Ventil. Bei einem Überfüllen des Behälters kann Flüssigkeit jedoch das Auslassrückschlagventil überwinden. Durch den luftdichten Abschluss des Behälterinneren ergibt sich zudem in Abhängigkeit der Ventilvorspannung ein Saugwiderstand, bis ein hinreichender Unterdruck aufgebaut ist, um das Einlassrückschlagventil zu öffnen.
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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 mitden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
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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 Flüssigkeitsspiegel 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 Flüssigkeitsspiegel 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. 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 sind 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 abgeschatteten 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 hineinragenden 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 Flüssigkeitsspiegel 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 Flüssigkeitsspiegel 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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Bezugszeichenliste
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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
