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Temperaturfühler
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Die Erfindung bezieht sich auf einen in die Einfüllöffnung von Akkumulatoren
einschraubbaren Temperaturfühler, mit einem in die Einfüllöffnung einschraubbaren
Basisteil, durch das ein Rohrstück in den Akkumulator ragt, das an dem eingeführten
Ende verschlossen ist, und in dem ein temperaturempfindliches Element angeordnet
ist, von dem Anschlußleitungen durch das Rohrstück nach außen führen, sowie mit
einem vom Innenraum des Akkumulators nach außen führenden EntlUftungskanal, in dem
das Austreten von Flüssigkeit behindernda Elemente angeordnet sind.
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Derartige Temperaturfühler sind zum Schutz vor hohen thermischen Belastungen
und damit zur Erhöhung der Lebensdauer insbesondere von Bleiakkumulatoren, die gegen
hohe Temperaturen empfindlich sind, vorgesehen. Bei solchen Temperaturfühlern ist
es bekannt im Entlüftungskanal ein napfförmiges Bauteil sowie mit axialem und radialem
Bewegungsspiel eine Membran anzuordnen. Durch diese Membran sowie das napfförmige
Bauteil soll zwar eine Gasdurchlässigkeit nach außen möglich
sein,
ein Austreten von Flüssigkeit aber möglichst verhindert werden. Eine weitgehende
Verhinderung des Austretens der Flüssigkeit soll selbst dann gegeben sein, wenn
hohe Beschleunigungen, Erschütterungen und dergleichen1 wie sie in einem Kraftfahrzeug
auftreten1 auf den Akkumulator einwirken.
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Diese bekannten Temperaturfühler haben sich in Hinsicht auf ihre Flüssigkeitsdichtheit
als nicht ausreichend erwiesen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung einen'Temperaturfühler nach dem
Oberbegriff zu schaffen, durch den ein Flüssigkeitsaustritt aus dem Akkumulator
weitestgehend verhindert wird, ein Austritt von Gasen aber möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Entlüftungskanal
ein in Richtung vom Innenraum des Akkumulators nach außen öffenbares Rückschlagventil
angeordnet ist.
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Durch diesesRUckschlagventil ist der Entlüftungskanal im Normalfall
immer verschlossen, so daß keine Flüssigkeit austreten kann. Entsteht aber ein Gasdruck
im Akkumulator, so öffnet das Rückschlagventil solange bis der Innendruck des Akkumulators
dem Außendruck angeglichen ist. Da dieser Druckausgleich sofort erfolgt, ist der
Entlüftungskanal nur hin und wieder für einen kurzen Augenblick geöffnet, die meiste
Zeit aber verschlossen.
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Somit ist nur eine geringe zeitliche Dauer vorhanden, während der
überhaupt ein Flüssigkeitsaustritt möglich wäre. Dies hat auch den Vorteil, daß
der Wasserverlust aus dem Akkumulator aufgrund von Verdunstung sehr gering gehalten
wird, so daß nur selten ein Nachfüllen von Wasser erforderlich ist.
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In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung besitzt das Rückschlagventil
ein in Schließrichtung vorbelastetes Schließglied, wobei es besonders günstig ist,
wenn das Schließglisd
mit einer bestimmten Kraft vorbelastet ist.
Auf diese Art kann genau definiert werden, bis zu welchem Innendruck das Ventil
auf jeden Fall geschlossen ist und ab welchem Druck das Ventil sicher öffnet. Beispielsweise
kann der Druck, bis zu dem auf jeden Fall das Ventil geschlossen sein 501110,1 bar
betragen und der Druck1 ab dem auf jeden Fall geöffnet sein muB D,2 bar betragen.
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Der Entlüftungskanal kann zu einer Kammer führen, in die ein nach
außen führender Kanal mündet, dessen Mündung in die Kammer den Ventilsitz bildet.
Die Kammer ist dadurch gleichzeitig der Einbauraum für das Rückschlagventil. Ist
dabei das Ventil glied eine elastische Membran, die eine Wand der Kammer bildet
und von einer Feder gegen den Ventilsitz preßbar ist, so befindet sich die Feder
in einem Bereich, an den nicht Säure aus dem Innenraum des Akkumulators gelangen
und die Feder angreifen kann. Der der Kammer abgewandte Bereich der Membran ist
günstiger Weise mit der Außenluft verbunden.
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Damit das Rückschlagventil in seiner Sperrstellung auch sicher schließt,
kann an der Mündung des Kanals eine diese umschließenaxial hervorstehende Dichtkante
ausgebildet sein.
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Um zu verhindern, daß möglichst wenig Flüssigkeitsteilchen bis zum
Rückschlagventil gelangen können, kann ein Teil des Entlüftungskanals zwischen dem
Innenraum des Akkumulators und der Kammer als Labyrinth ausgebildet sein. Auf diese
Art werden die Flüssigkeitsteilchen durch die Wände des Labyrinths zurückgehalten.
Die Labyrinthwände besitzen vorzugsweise in ihrem Fußbereich Durchlässe, so daß
die Flüssigkeit, die sich an den Labyrinthwänden abgesetzt hat, zum Boden des Entlüftungskanals
abtropfen und durch die Durchlässe in den Innenraum des Akkumulators wieder zurücklaufen
kann. Die Durchlässe sind dabei möglichst zueinander versetzt angeordnet, um einen
direkten Durch-
trittskanal durch das Labyrinth zu vermeiden.
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Um ein Zurücklaufen der Flüssigkeit, die sich im Labyrinth abgesetzt
hat, zu unterstützen, kann der Entlüftungskanal im Bereich des Labyrinths von dem
Innenraum des Akkumulators zur Kammer hin ansteigend sein.
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Eine leichte Montage des Temperaturfühlers wird dadurch erreicht,
daß das Rohrstück um seine Längsachse drehbar in einer konzentrischen Bohrung des
Basisteils befestigt ist. Dabei ist vorteilhafterweise das Rohrstück in das Basisteil
einrastbar. Dadurch wird bei der Montage zuerst das Basisteil in die Einfüllöffnung
des Akkumulators eingeschraubt und anschließend das Rohrstück in die Bohrung des
Basisteils eingeführtsbis es in der endgültigen Einbaulage einrastet. Diese Rastbefestigung
kann dadurch gebildet sein, daß im Bereich der Bohrung des Basisteils radial nach
innen gerichtete, in Radialrichtung federnde Ansätze angeordnet sind, die in eine
radial umlaufende Nut an der Mantelfläche des Rohrstücks einrastbar sind. Dabei
besitzen die Ansätze vorzugsweise eine sich nach dem Außenbereich hin erweiternde
rampenartige Ausbildung, so daß sie beim Einführen des Rohrstücks einfach entgegen
der Federkraft zur Seite gedrückt werden, ehe sie bei Erreichen der endgültigen
Einbaulage in die Nut des Rohrstücks einrasten.
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Eine einfache Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß der Entlüftungskanal
durch einen Zwischenraum zwischen dem Basisteil und dem Rohrstück gebildet ist.
Auf diese Weise sind keine besonderen Arbeitsvorgänge zum Herstellen des EntlUftunge
kanals erforderlich. Auf diese Weise ist es auch besonders einfach, das Labyrinth
im Entlüftungskanal auszubilden. Dieses Labyrinth kann dabei durch konzentrische
Ringstege gebildet sein, die abwechselnd vom Basisteil und vom Rohrstück in
den
Zwischenraum ragen.
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Zum Abdichten des Zwischenraumes nach außen ist vorzugsweise im Zwischenraum
im Bereich der äußeren Mündung des Basisteils eine Dichtung zwischen Basisteil und
Rohrstück angeordnet; Vorzugsweise ist die Dichtung ein mit seiner zylindrischen
Innenfläche auf dem Rohrstück angeordneterLippendichtring, der mit seiner zum Zwischenraum
gerichteten Dichtlippe an der zylindrischen Innenwand der Bohrung des Basisteils
in Anlage ist. Auf diese Weise braucht die Dichtung beim Einbau des Rohrstücks in
das Basisteil nicht mit einer hohen Kraft in das Basisteil eingequetscht werden,
was zu Beschädigungen führen könnte. Die Dichtlippe braucht nur mit geringer Vorspannkraft
an ihrerAnlagefläche am Basisteil anliegen.
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Steigt der Druck im Innenraum des Akkumulators1 so wird durch diesen
Druck auch die Dichtlippe gegen ihre Anlagefläche gepreßt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 einen Querschnitt durch
einen erfindung gemäßen Temperaturfühler Figur 2 einen Teilschnitt entlang der Linie
II-II in Figur 1 Der dargestellte Temperaturfühler besteht aus einem überwurfartigen
Basisteil 1, das in die Einfüllöffnung 2 eines Akkumulatorgehäuses 3 eingeschraubt
ist. Das Basisteil 1, das an seinem aus der Einfüllöffnung 2 herausragenden Teil
in seinem Durchmesser erweitert ist, liegt mit diesem erweiterten Teil über einen
Dichtring 4 auf der Wand des Akkumulatorgehäuses 3 auf.
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In die konzentrische Bohrung 5 des Basisteils 1 ist ein Rohrstück
6 von außen her eingesetzt. Das Rohrstück 6 ist an seinem einen in das Akkumulatorgehäuse
3 und die Akkumulatorflüssigkeit 7 ragenden Ende verschlossen. Durch das Rohrstück
6 sind von außen Anschlußleitungen 8 zu einem nicht dargestell tenlim verschlossenen
Bodenbereich des Rohrstücks 6 angeordneten temperaturempfindlichen Element geführt.
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Das Rohrstück 6 ist in dem Teil geringeren Durchmessers des Basisteils
1 geführt und durch eine Rastverbindung in axialer Richtung gehalten, die eine relative
Verdrehung des Rohrstücks 6 zum Basisteil 1 ungehindert erlaubt. Die Rastverbindung
ist durch radial nach außen gerichtete Ansätze 9 des Basisteils 1 gebildet, die
radial nach innen federnd sind und in eine radial umlaufende Nut 10 an der Mantelfläche
des Rohrstücks 6 hineinragen.
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Damit das Rohrstück 6 leicht in das Basisteil 1 eingesetzt werden
kann, besitzen die Ansätze 9 eine nach außen hin sich erweiternde rampenartige Schräge
11. Dadurch werden die Ansätze 9 beim Einführen des Rohrstücks 6 radial nach. außen
gedrückt.
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Die radiale Federung der Ansätze 9 erfolgt dadurch, daß die Ansätze
9 an den freien Enden von mit dem Basisteil? verbundenen Federarmen 12 angeordnet
sind.
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Sowohl in dem etwa radial verlaufenden als auch in dem zylindrischen
Bereich der Erweiterung des Basisteils 1 und des in diesem Bereich entsprechend
geformten Rohrstücks 6 ist ein Zwischenraum 13 gebildet, der ein Teil eines vom
Innenraum~14 des Akkumulatorgehäuses 3 zu einer Kammer 15 führenden Entlüftungskanals
16 ist.
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Nach außen hin ist der Zwischenraum 13 durch einen Lippendichtring
17 verschlossen, der auf dem Rohrstück 6 fest angeordnet-ist und dessen zum Zwischenraum
13 gerichtete Dichtlippe 18 mit einer radial umlaufenden Dichtkante 19 an der zylindrischen
Innenwand des Basisteils 1 in Anlage ist. Herrscht in dem Zwischenraum 13 ein Druck,
so wird von diesem Druck die Dichtlippe 18 mit ihrer Dichtkante 19 an die Innenwand
des Basisteils 1 gepreßt.
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Der etwa radial verlaufende Bereich des Zwischenraums 13 ist so ausgebildet,
daß er von dem dem Innenraum 14 näheren Bereich zur Kammer 15 hin ansteigend ist.
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Weiterhin sind an diesem Bereich abwechselnd an Rohrstück 6 und Basisteil
1 konzentrisch umlaufende, in den Zwischenraum 13 ragende Ringstege 20 angeordnet,
die ein Labyrinth bilden.
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Die Ringstege 20 des Basisteils 1 besitzen bis zu ihrem Fußbereich
reichende Aussparungen, welche als Durchlässe 21 dienen.
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Durch die geneigte Anordnung des Zwischenraums 13 können die Flüssigkeitsteilchen,
die sich an den Labyrinthwänden absetzen, durch die Durchlässe 21 wieder zum Innenraum
14 zurückfließen. Dies gilt auch für die Flüssigkeitsteilchen, die sich an den Labyrinthwänden
des Rohrstücks 6 absetzen, da diese Teilchen bis zum nächsten Ringsteg 20 zurückfließen,
von diesem zum Basisteil 1 tropfen und hier durch die Durchlässe 21 zum Innenraum
14 gelangen.
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Eine Wand der Kammer 15 ist durch eine elastische Membran 22 gebildet,
die auf ihrer der Kammer 15 zugewandten Seite von einer Druckfeder 23 auf die Mündung
eines in die Kammer 15
einmündenden Kanals 24 drückt, Um die Mündung,
die einen Ventilsitz bildet, ist eine umiaufendblaxial hervorstehende Dichtkante
25 ausgebildet,-um die Abdichtung der Kammer 15 gegenüber dem nach außen führenden
Kanal 24 zu erhöhen. Die Membran 22 erfüllt dabei eine Doppelfunktion, indem sie
sowohl als Ventilglied eines Rückschlagventils 26 dient als auch die Druckfeder
23 vor der aggressiven Flüssigkeit 7 des Akkumulators schützt.
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Der Raum in dem die Druckfeder 23 angeordnet ist, ist zur Anpassung
an den Atmosphärendruck mit der Außenluft verbunden.
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Die Vorspannung und die Kraft der Druckfeder 23 sind so ausgelegt,
daß bis zu einem bestimmten Innendruck von z.B. 0,1 bar im Akkumulator das Rückschlagventil
26 sicher verschlossen bleibt und bis zum Erreichen eines bestimmten Innendrucks
von z.B. 0,2 bar sicher geöffnet wird.
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Bei dem dargestellten Temperaturfühler ist somit im Normalfall der
Innenraum 14 nach außen hin immer abgesperrt. Erst wenn sich z.B#durch Erwärmung
ein bestimmter Mindestdruck von z.B.
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0,1 bar im Innenraum 14 aufgebaut hat, öffnet sich das Rückschlagventil
26 kurzfristig, so daß ein Druckabbau erfolgen kann und schließt sofort wieder.
Dieses ist der einzige Augenblick in dem auch Flüssigkeit 7 nach außen gelangen
könnte.
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Dies wird aber weitestgehend dadurch vermieden, daß die Flüssigkeitsteilchen,
die in den Entlüftungskanal 16 gelangen, an den Ringstegen 20 des Labyrinths abgefangen
und durch die Durchlässe 21 in den Innenraum 14 zurückgeleitet'werden. Somit können
kaum noch Flüssigkeitsteilchen bis in die Kammer 15 und von dort beim innen des
Rückschlagventils 26 nach außen gelangen.