DE19527612A1 - Geschlossener Behälter für Flüssigkeiten - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen geschlossenen Behälter für Flüssigkeiten mit
Mitteln zur Begrenzung des Füllstandes der Flüssigkeit im Behälter.
Aus der DE 42 14 768 A1 ist ein Behälter, insbesondere ein mit Öl gefülltes Kur
belgehäuse, bekannt, der mit einem höherliegenden Nachfüllbehälter druckdicht
verbunden ist. Eine Druckausgleichsleitung zwischen beiden Behälter ermöglicht
ein Befüllen des Kurbelgehäuses nur so lange, als die Mündung der Druckaus
gleichsleitung oberhalb des vorgegebenen maximalen Ölpegels liegt.
Die bekannte Behälteranordnung ist auf eine automatische Nachfüllung bis zum
maximalen Ölpegel ausgelegt und verwendet zu diesem Zweck einen druckdicht mit
dem Behälter verbundenen Nachfüllbehälter. Das aus der DE-A1 bekannte Funkti
onsprinzip zur Füllstandsbegrenzung ist somit nicht anwendbar bei der individuellen
Befüllung eines geschlossenen Behälters über eine herkömmliche Befüllöffnung, da
hier während der Befüllung ein Druckausgleich mit der Umgebungsluft stattfindet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen universell verwendbaren Behälter mit
einer Füllstandsbegrenzung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Kerngedanke ist es dabei, einen Schwimmer einzusetzen, der bei Erreichen eines
vorgegebenen Grenzfüllstandes im Behälter ein automatisches Verschließen der
Druckausgleichseinrichtung bewirkt. Da die Befülleinrichtung unterhalb des Grenz
füllstandes in die Flüssigkeit mündet, ist der Druckausgleich über die Befülleinrich
tung ebenfalls ausgeschlossen. Bei weiterem Befüllen des geschlossenen Behälters
erhöht sich nunmehr der Behälterinnendruck. Ein Befüllen ist deshalb nur so lange
möglich, bis sich ein Gleichgewicht zwischen dem Behälterinnendruck und dem
Befülldruck einstellt. Bei Befüllung des Behälters durch ein Einfüllrohr entspricht der
Befülldruck dem Druck der Flüssigkeitssäule im Einfüllrohr.
Im Unterschied zur DE-A1 bildet der Schwimmer, gegebenenfalls im Zusammenwir
ken mit weiteren Komponenten, ein Ventil, das die Druckausgleichseinrichtung
selbsttätig verschließt. Das bekannte, mit der Bezugszahl 6 bezeichnete Ventil der
DE-A1 hingegen ist hinsichtlich der eigentlichen Befüllbegrenzung ohne Wirkung.
Es soll lediglich sicherstellen, daß ein Nachfüllen nur während des Motorstillstands
erfolgt. Des weiteren ist es bei dem bekannten Behälter aufgrund der druckdichten
Verbindung zum Nachfüllbehälter ohne Belang, an welcher Stelle die in der DE-A1
mit der Bezugszahl 7 bezeichnete Befülleitung in den Ölbehälter mündet.
Zwar ist aus der DE 42 31 046 A1 ein Behälter mit einer Einrichtung zur Begren
zung des Füllstandes bekannt, der mit einem Schwimmer arbeitet, jedoch wirkt der
Schwimmer hier auf Verschlußglied im Einfüllstutzen. Bei entsprechendem Pegel
stand bewirkt der Schwimmer somit ein rein mechanisches Verschließen des Ein
füllkanals. Es liegt also eine grundsätzlich andere Funktionsweise vor, die zudem
mit deutlich höherem Bauaufwand verbunden ist als bei dem erfindungsgemäßen
Behälter.
Der erfindungsgemäße Behälter zeichnet sich durch seine vielseitige Verwendbar
keit sowie seinen einfachen Aufbau, die hohe Funktionssicherheit des Schwimmer
ventils und die kostengünstige Herstellung und Montage aus. Bei Überschreitung
eines Grenzfüllstandes bewirkt der steigende Behälterinnendruck zwangsläufig und
vollkommen automatisch, daß ein weiteres Befüllen des Behälters über den
Grenzfüllstand hinaus nur mehr in sehr beschränktem Maße möglich ist.
Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 zeichnet sich durch ihren ein
fachen und kostengünstigen Aufbau aus. Die Integration des Schwimmers in das
Druckausgleichsrohr ist besonders funktionssicher und beansprucht nur wenig Bau
raum.
Gemäß der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 ist nur eine einzige Be
hälteröffnung erforderlich, um sowohl die Druckausgleichs- als auch die Befüllein
richtung montieren zu können. Hierdurch lassen sich niedrige Herstell- und Monta
gekosten erreichen.
Anspruch 4 beschreibt die besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung bei
Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen. Durch die gestiegenen Anfor
derungen an Komfort und Sicherheit ist eine immer größere Anzahl von Aggregaten
und Komponenten in einem Personenkraftwagen unterzubringen. Der hierfür zur
Verfügung stehende Platz im Motor-, Innen- und Kofferraum ist jedoch begrenzt.
Zur Unterbringung von Flüssigkeiten bieten sich solche Behälter in besonderer Wei
se an, die unmittelbar von bisher ungenutzten Hohlräumen des Fahrzeugaufbaus
gebildet werden. Hierdurch kann der Einbauraum für andere Bauteile, wie z. B.
elektronische Steuergeräte, freigehalten werden. Eine Füllstandsbegrenzung für
einen starren Karosseriehohlraum ist dann erforderlich, wenn der Hohlraum mit
Wasser befüllt wird und somit die Gefahr besteht, daß bei vollständiger Befüllung
durch die Volumenausdehnung beim Gefrieren des Wassers der Hohlraum im
Fahrzeugaufbau aufplatzen würde.
Dies ist z. B. gemäß Anspruch 5 bei der Befüllung eines Karosseriehohlraumes mit
einer Scheibenreinigungsflüssigkeit ohne (ausreichenden) Frostschutz der Fall. Im
Unterschied zu beispielsweise im Motor- oder Kofferraum angeordneten eigenen
Kunststoffbehältern, die die Volumenausdehnung der Scheibenreinigungsflüssigkeit
beim Gefrieren durch die Elastizität des Kunststoffs ausgleichen, ist hier zwingend
eine Füllbegrenzung erforderlich.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläu
tert. Es zeigt:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Behälter in stark schematisierter Schnittdar
stellung,
Fig. 2 einen von einem Karosseriehohlraum gebildeten Behälter mit einer
Druckausgleichs- und einer Befülleinrichtung in getrennter Bauweise,
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer Baueinheit von Druck
ausgleichs- und Befülleinrichtung,
Fig. 4 eine Schnittdarstellung gemäß den Schnittverlaufslinien IV-IV in Fig. 2
und Fig. 3 und
Fig. 5 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittverlaufslinie V-V in Fig. 3.
Fig. 1 dient der Erläuterung des allgemeinen Funktionsprinzips der Erfindung. Ein
geschlossener Behälter 1 ist mit einer Flüssigkeit 2 befüllt. Der Behälter 1 ist über
ein Druckausgleichsrohr 3 mit der Umgebungsluft U verbunden. Das Druckaus
gleichsrohr 3 ist über eine Öffnung 4 aus dem Behälter 1 herausgeführt. Das
Druckausgleichsrohr 3 besteht aus einem etwa lotrechten Abschnitt 5 sowie einem
umgebogenen Endabschnitt 6. An der Mündung 7 des Druckausgleichsrohrs 3 ist
ein Schwimmer 8 vorgesehen. Ein Befüllrohr 9 ist über eine zweite Öffnung 10 ab
dichtend in den Behälter 1 eingesetzt. Das Befüllrohr 9 weist einen Einfülltrichter 11
auf.
Bei Erreichen des Flüssigkeitsstandes a verschließt der Schwimmer 8 das Druck
ausgleichsrohr 3. Bei weiterem Einfüllen von Flüssigkeit 2 in das Befüllrohr 9 kann
kein Druckausgleich mit der Umgebungsluft U mehr erfolgen, da weder das Befüll
rohr 9 noch das Druckausgleichsrohr 3 mit der Umgebungsluft U verbunden sind.
Es erfolgt also ein Druckanstieg im Inneren des Behälters 1, wodurch die weiter
eingefüllte Flüssigkeit 2 im Befüllrohr 9 bis zum Flüssigkeitsstand c am Ende des
Rohres 9 ansteigt und somit ein weiteres Befüllen nicht mehr möglich ist. In diesem
Zustand herrscht ein Gleichgewicht zwischen dem durch den gestiegenen Flüssig
keitsstand b im Behälter 1 erhöhten Innendruck pi und dem von der Flüssigkeitssäu
le im Befüllrohr 9 ausgeübten Druck pF gemäß der Bedingung:
pi = pF = pu + ϕF·g·h
mit pu = Umgebungsluftdruck
ϕF = Dichte der Flüssigkeit
g = 9,81 m/s²
h = Höhe der Flüssigkeitssäule.
pi = pF = pu + ϕF·g·h
mit pu = Umgebungsluftdruck
ϕF = Dichte der Flüssigkeit
g = 9,81 m/s²
h = Höhe der Flüssigkeitssäule.
Durch das erfindungsgemäße Prinzip wird also ohne Zutun des Benutzers und ohne
daß dem Behutzer die Funktionsweise der Befüllbegrenzung erläutert werden
müßte, eine automatische Befüllbegrenzung dadurch erreicht, daß die Flüssigkeits
säule im Befüllrohr 9 bis zu dessen oberen Ende ansteigt und somit signalisiert
wird, daß der Behälter bestimmungsgemäß gefüllt ist.
Der Schwimmer 8 wird bei einem Grenzfüllstand a wirksam. Wegen des sich daran
anschließenden Druckaufbaus im Behälter 1 steigt der Füllstand im Behälter 1 noch
geringfügig über den Pegel a hinaus bis zum Pegel b an, bis sich das Druckgleich
gewicht zwischen pi und pF eingestellt hat. Der Grenzfüllstand a ist daher so vorzu
geben, daß sich im Endeffekt der gewünschte Füllstand b als maximale Füllhöhe
ergibt.
Erreicht die Flüssigkeit 2 beim Entleeren des Behälters den Flüssigkeitsstand a, so
gibt der Schwimmer 8 das Druckausgleichsrohr 3 wieder frei, so daß der Behälter 1
vollständig entleert werden kann, ohne daß ein Unterdruck in seinem Inneren ent
steht.
Eine mögliche Anwendung der Erfindung liegt darin, bei einer Befüllung eines star
ren Behälters 1 mit Wasser durch die erfindungsgemäße Füllstandsbegrenzung ein
ausreichendes Volumen im Behälter 1 freizuhalten, um die Volumenausdehnung
des Wassers beim Gefrieren zu Eis zu berücksichtigen. In diesem Fall darf der Be
hälter 1 nur zu maximal 90% des Behältervolumens mit Wasser befüllt werden. Da
bei ist der Behälter 1 hinsichtlich seiner Geometrie so zu gestalten, daß sich das Eis
ungehindert ausdehnen kann.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt. Der Behälter 20 wird
von einer oberen Begrenzungswand 21 und einem Boden 22 gebildet. Beispiels
weise kann die obere Begrenzungswand 21 von einem Kofferraumboden eines
Kraftfahrzeuges gebildet werden, während der Boden 22 in Form eines unterhalb
des Kofferraums verlaufenden Karosseriequerträgers ausgebildet ist. Der Behälter
20 nimmt eine Reinigungsflüssigkeit 23 für die Heckscheiben-Waschanlage des
Kraftfahrzeuges auf. Der Boden 22 des Behälters 20 ist mit zwei Öffnungen 24 und
25 versehen, in die ein Befüllrohr 26 sowie ein Druckausgleichsrohr 27 über Dich
tungen 28 bzw. 29 eingesetzt sind. Der Behälter 20 wird über den Befüllkanal 30
des Befüllrohrs 26 von der Unterseite der Wand 22 her befüllt. Hierzu ist an das
Befüllrohr 26 eine nicht dargestellte Rohr- oder Schlauchleitung angeschlossen,
deren Ende sich an einer gut zugänglichen Stelle befindet, z. B. im Bereich der In
nenverkleidung des Kofferraums oder außen am Fahrzeug im Bereich der Heck
leuchten. Das Druckausgleichsrohr 27 verbindet das Innere 20 des Behälters über
den Druckausgleichskanal 31 mit der Umgebungsluft U. Das Druckausgleichsrohr
besteht aus einem lotrechten Abschnitt 32 sowie einem umgebogenen Endabschnitt
33 mit einer Mündung 34. In diese Mündung 34 ist ein Schwimmer 35 eingesetzt.
Fig. 3 zeigt den Behälter 20 mit einer abgewandelten Befüll- und Druckausgleichs
einrichtung im Teilschnitt. Der Boden 22 des Behälters 20 weist eine einzige Öff
nung 50 auf, in die ein kombinierter Einsatz 51 aus Befüllrohr 52 und Druckaus
gleichsrohr 53 über eine Dichtung 54 eingesetzt ist. Im Inneren des Einsatzes 51
verläuft ein Befüllkanal 55 sowie ein Druckausgleichskanal 56. Im umgebogenen
Endabschnitt 57 des Druckausgleichsrohres 53 ist ein in Fig. 3 nicht sichtbarer
Schwimmer untergebracht.
Fig. 4 zeigt den umgebogenen Endabschnitt 33 der Druckausgleichsrohre 27 und
53 aus Fig. 2 bzw. 3 im Schnitt: In den Endabschnitt des Druckausgleichrohres 27
bzw. 53 ist ein Schwimmer 35 eingesetzt, der abdichtend gegen einen O-Ring 60
gedrückt wird, sobald die Flüssigkeit 23 eine entsprechende Füllhöhe erreicht hat.
Die Anordnung aus Schwimmer 35 und O-Ring 60 bildet somit ein Ventil.
Fig. 5 zeigt in der Schnittdarstellung des Einsatzes 51 den Befüllkanal 55 sowie
den Druckausgleichkanal 56.
Bei einer getrennten Anordnung von Befüllrohr 26 und Druckausgleichsrohr 27 ge
mäß Fig. 2 kann das Befüllrohr 26 selbstverständlich auch in die obere Begren
zungswand 21 des Behälters 20 eingesetzt werden. Hierdurch ergeben sich ab
hängig vom Anwendungsfall unter Umständen kürzere Anschlußrohre oder
-Schläuche für die Befüllung des Behälters 20. Für die erfindungsgemäße Funktion
ist es jedoch in jedem Fall erforderlich, daß das Befüllrohr 26 unterhalb des Grenz
füllstandes in die Flüssigkeit 23 mündet.
Claims (5)
1. Geschlossener Behälter (1, 20) für Flüssigkeiten (2, 23), mit Mitteln zur Be
grenzung des Füllstandes der Flüssigkeit (2, 23) im Behälter, mit
- - einer Einrichtung zum Befüllen des Behälters (1, 20), die unterhalb ei nes Grenzfüllstandes (a) in die Flüssigkeit (2, 23) mündet und
- - einer Einrichtung zum Druckausgleich zwischen dem Inneren des Be hälters (1, 20) und der Umgebungsluft (U), die bei Überschreitung des Grenzfüllstandes (a) mittels eines Schwimmers (8, 35) außer Wirkung gesetzt wird.
2. Behälter nach Anspruch 1, mit einer Druckausgleichseinrichtung in Form ei
nes etwa lotrecht angeordneten Rohres, das die Flüssigkeit durchsetzt und an
seinem Endabschnitt umgebogen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (8; 35) im umgebogenen End
abschnitt (6; 33) des Druckausgleichsrohres (3; 27, 53) angeordnet ist.
3. Behälter nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Befüllen des Behälters (52)
in Baueinheit (51) mit der Druckausgleichseinrichtung (53) ausgeführt ist.
4. Behälter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (20) von einem Hohlraum eines
Fahrzeugaufbaus gebildet wird.
5. Behälter nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (20) eine Flüssigkeit (23) zur Rei
nigung der Scheiben des Fahrzeugs aufnimmt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995127612 DE19527612A1 (de) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | Geschlossener Behälter für Flüssigkeiten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995127612 DE19527612A1 (de) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | Geschlossener Behälter für Flüssigkeiten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19527612A1 true DE19527612A1 (de) | 1997-01-30 |
Family
ID=7768022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995127612 Ceased DE19527612A1 (de) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | Geschlossener Behälter für Flüssigkeiten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19527612A1 (de) |
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1995
- 1995-07-28 DE DE1995127612 patent/DE19527612A1/de not_active Ceased
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