DE3918457C2 - Verschlußkappe für einen Flüssigkeitsbehälter, insbesondere Bremsflüssigkeitsbehälter eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschlußkappe für einen Flüssigkeitsbehälter, insbesondere Bremsflüssigkeitsbehälter eines Kraftfahrzeugs, mit

• - einer Innenkontur zur Befestigung der Verschlußkappe auf einem mit einer entsprechenden Außenkontur versehenen Einfüllstutzen des Flüssigkeitsbehälters,
• - einer unteren Stirnfläche, die in Einbaulage dem Ende des Einfüllstutzens zugewandt ist,
• - einer flachen ringförmigen Dichtung, die in Einbaulage zwischen der unteren Stirnfläche und dem oberen Ende des Einfüllstutzens angeordnet ist, sowie
• - einer radial äußeren und einer radial inneren ringför­ migen Rippe, die gegeneinander versetzte Unterbrechungen aufweisen und Schikanen auf einem Strömungsweg für einen Luftdruckausgleich zwischen dem Inneren der Verschlußkappe und der Umgebung bilden.

Eine solche Verschlußkappe muß zwei Anforderungen erfül­ len, die schwer miteinander zu vereinbaren sind, nämlich Flüssigkeit am Austreten aus dem Behälter hindern, einen Luftaustausch mit der Umgebung jedoch ermöglichen. Darüber hinaus soll eine solche Verschlußkappe preiswert herzu­ stellen und einfach zu montieren sein.

Bei hydraulischen Bremsanlagen vergrößert sich der Bedarf an Bremsflüssigkeit in den Radbremszylindern durch die Abnutzung der Bremsbeläge und damit notwendig werdendes Nachstellen der Bremsen. Dieser Bedarf wird durch einen Vorrat an Bremsflüssigkeit im Bremsflüssigkeitsbehälter gedeckt. Bei nichtbetätigter Bremsanlage kommuniziert die Flüssigkeit im Bremsflüssigkeitsbehälter unmittelbar mit der Flüssigkeit der Bremsanlage. Bei Betätigung der Brems­ anlage wird diese Verbindung unterbunden. Bei Erneuerung abgenutzter Bremsbeläge und damit verbundenem Zurückstel­ len der Bremsen wird Bremsflüssigkeit aus den Radbrems­ zylindern in den Bremsflüssigkeitsbehälter zurückgescho­ ben. Auch temperaturabhängig bedingte Volumenänderungen der Bremsflüssigkeit werden durch Zufluß in den bzw. Ab­ fluß aus dem Bremsflüssigkeitsbehälter ausgeglichen. Da­ durch soll im allgemeinen erreicht werden, daß die Brems­ anlage im unbetätigten Zustand nur dem hydrostatischen Leitungsdruck von etwa 50 mbar ausgesetzt ist. Im vorlie­ genden Zusammenhang wird von Ausnahmen, z. B. bei Rennwagen etc., abgesehen, bei denen über Ventile ein höherer Min­ destdruck von z. B. 3 bar im Bremssystem aufrechterhalten wird.

Ein Restdruck in der Bremsanlage führt bei Scheibenbrem­ sen zum dauernden Schleifen der Bremsbeläge an den Brems­ scheiben. Dies ist wegen des damit verbundenen hohen Ver­ schleißes und der Gefahr des Überhitzens der Bremse im allgemeinen unerwünscht. Andererseits ist auch ein Unter­ druck in der Bremsanlage unerwünscht, denn er würde den Siedepunkt der Bremsflüssigkeit herabsetzen. Die Betäti­ gungskolben in den Radbremszylindern würden durch den atmosphärischen Luftdruck zurückgestellt. Auch könnte Luft in die Radbremszylinder eindringen und schließlich könnte das bei Niederdrücken des Bremspedals im Hauptbremszylin­ der verschobene Flüssigkeitsvolumen nicht ausreichen, ein­ gedrungene Luftblasen soweit zu komprimieren, daß ein ge­ nügend großer Druckaufbau möglich ist, um die angestrebte Bremswirkung zu erzielen.

Um sicherzustellen, daß der Bremsflüssigkeitsstand im Bremsflüssigkeitsbehälter diesen Umständen gerecht wird, ist der Bremsflüssigkeitsbehälter mit einer Minimalstand- und einer Maximalstand-Markierung versehen; oberhalb der Maximalstand-Markierung ist ein Luftvolumen vorgesehen, und die Verschlußkappe weist eine kleine Belüftungsbohrung auf. Beim Füllen der Neuanlage wird der Bremsflüssigkeits­ behälter bis zur Maximalstand-Markierung gefüllt. Das Luftvolumen zwischen Verschlußkappe und Maximalstand-Mar­ kierung ist dafür vorgesehen, die wärmebedingte Volumen­ vergrößerung der Bremsflüssigkeit aufzunehmen.

Mit zunehmender Belagabnutzung sinkt der Flüssigkeitsspie­ gel, wobei er jedoch nicht die Minimalstand-Markierung erreichen sollte. Diese stellt sicher, daß bei Betätigung der Bremse keine Luft in den Hauptbremszylinder gesaugt wird. Ein Absinken bis zur Minimalstand-Markierung ist in der Regel ein Indiz für ein Leck.

Durch die Belüftungsbohrung in der Verschlußkappe kann der Luftdruck oberhalb des Flüssigkeitsspiegels sich ständig dem Atmosphärendruck anpassen. Der Luftraum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ist meistens so hoch, daß auch bei starken Verzögerungen des Fahrzeugs keine Flüssigkeit aus der Belüftungsbohrung austritt. Eine einfache Belüftungs­ bohrung in der Verschlußkappe birgt jedoch die Gefahr, daß bei einer Motorwäsche Wasser in die Bremsflüssigkeit dringt, wodurch deren Siedepunkt herabgesetzt wird. Bei nachfolgender Konservierung des Motors kann die Belüf­ tungsbohrung verschlossen werden und infolgedessen in der Bremsanlage ein Unterdruck entstehen, der einen Brems­ ausfall zur Folge haben kann.

Aus diesem Grund wird der angestrebte Druckausgleich häu­ fig nicht über eine einfache Belüftungsbohrung in der Ver­ schlußkappe bewirkt, sondern über einen mit Schikanen ver­ sehenen Strömungsweg, wie er sich bei Verwendung einer Verschlußkappe der eingangs beschriebenen Gattung ergibt.

Eine solche Verschlußkappe ist aus der EP 0199643 A2 be­ kannt. Sie hat eine ebene untere Stirnfläche, an der ein topfförmiger Einsatz mit einem zentralen Steckzapfen be­ festigt ist. Der Einsatz hat einen ebenen radial äußeren Flansch, der an der unteren Stirnfläche der Verschlußkappe anliegt und radial nach innen durch eine radial äußere Ringrippe des Einsatzes begrenzt ist. Konzentrisch dazu ist eine radial innere Ringrippe am Einsatz ausgebildet. Ferner hat der Einsatz einen vollständig geschlossenen, kreisförmigen Boden, der einen über die radial äußere Rippe nach außen vorspringenden Rand aufweist. Zwischen diesem und dem Flansch ist eine flache, ringförmige Dich­ tung angeordnet, die beim Aufschrauben der Verschlußkappe auf den zugehörigen Einfüllstutzen gegen den Flansch ge­ drückt wird und dabei eben bleibt. Der Flansch hat einen radialen Kanal, der ein zum Aufschrauben auf den Einfüll­ stutzen vorgesehenes Innengewinde der Verschlußkappe mit einem inneren Ringraum zwischen der radial inneren Rippe und dem Steckzapfen verbindet. Der innere Ringraum ist durch eine Unterbrechung der radial inneren Rippe mit einem äußeren Ringraum zwischen den beiden ringförmigen Rippen verbunden. Der äußere Ringraum ist durch eine am Boden des Einsatzes ausgebildete Unterbrechung mit dem Innenraum der Verschlußkappe unterhalb der Dichtung ver­ bunden. Die beiden Unterbrechungen sind um ungefähr 160° gegeneinander versetzt.

Dieser bekannte Verschluß besteht aus mindestens drei Tei­ len, der eigentlichen Verschlußkappe samt Steckzapfen, der Dichtung und dem topfförmigen Einsatz. Wenn sich Flüssig­ keit im radial inneren Ringraum gesammelt hat, kann sie ungefähr ebenso leicht durch den radialen Kanal im Flansch nach außen wie durch die Unterbrechungen der ringförmigen Rippen nach innen fließen. Der Verschluß kann deshalb nach mehrfachem Hin- und Herschwappen der Flüssigkeit lecken.

Bei Fahrzeugen gedrängter Bauweise, insbes. mit großvolu­ migen Motoren und Zubehör wie Klimaanlage, Turbolader etc., ist oftmals der im Motorraum zur Verfügung stehende Platz für den Bremsflüssigkeitsbehälter derart knapp be­ messen, daß die zwischen Verschlußkappe und Maximalstand- Markierung verbleibende Höhe bei Verwendung einer bekann­ ten Verschlußkappe nicht ausreicht, das bei großen Brems­ verzögerungen oder Beschleunigungen beim Anfahren oder bei Kurvenfahrt hin- und herschwappende Flüssigkeitsvolumen am Austritt durch den Belüftungskanal zu hindern. Entspre­ chendes gilt auch, wenn ein Behälter im Stillstand zu starken Schwingungen angeregt wird, beispielsweise von einem ungleichmäßig laufenden Motor. Da Bremsflüssigkeit hoch toxisch ist, darüber hinaus auch chemisch aggressiv, ist es höchst unerwünscht, wenn sie aus dem Bremsflüssig­ keitsbehälter austritt. Ähnliches kann auch für andere Flüssigkeiten, beispielsweise Treibstoffe, gelten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Verschlußkappe für einen Flüssigkeitsbehälter, insbesondere Bremsflüssigkeitsbehälter, zu schaffen, die auch bei einer geringen Höhe zwischen Maxi­ malstand-Markierung und Verschlußkappe ein Austreten von Flüssigkeit bei großen Verzögerungen oder Beschleunigungen und/oder starken Vibrationen weitestgehend verhindert.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß ausgehend von einer Ver­ schlußkappe der eingangs beschriebenen Gattung dadurch gelöst, daß

• - die ringförmigen Rippen an der unteren Stirnfläche der Verschlußkappe ausgebildet sind und auf der Dichtung aufliegen und
• - die radial innere Rippe tiefer liegt als die radial äußere Rippe, so daß beide Rippen zusammen die Dichtung in einer Stellung halten, in der ihre Oberseite von radial außen nach innen abfällt.

Die DE-OS 25 58 824 offenbart eine Verschlußkappe für einen Ausgleichsbehälter mit einer Innenkontur zum Aufschrauben der Verschlußkappe auf einen Einfüllstutzen, einer unteren Stirn­ fläche und einer flachen ringförmigen Dichtung, die in Ein­ baulage zwischen der unteren Stirnfläche der Verschlußkappe und dem oberen Ende des Einfüllstutzens angeordnet ist. Die untere Stirnfläche der Verschlußkappe weist eine radial oder spiral­ förmig verlaufende Nut auf, welche die Dichtung überbrückt und eine Luftverbindung vom Behälterinnenraum über die Nut nach außen zur Atmosphäre schafft. Die Dichtung bleibt eben, wenn die Verschlußkappe auf den Ausgleichsbehälter aufgeschraubt ist.

Aus dem DE-GM 18 96 379 ist eine Verschlußkappe für einen Brems­ flüssigkeitsbehälter mit einer Innenkontur zum Aufschrauben auf einen Einfüllstutzen und einer unteren, dem Ende des Einfüll­ stutzens zugewandten Fläche bekannt. Das Ende des Einfüllstut­ zens weist eine zum Behälterinneren hin abfallende Schrägfläche auf, an welche die untere Fläche der Verschlußkappe angepaßt, das heißt konisch ausgebildet ist, so daß sie sich dichtend gegen die Schrägfläche legt. Es ist weder eine gesonderte Dich­ tung noch eine Luftführung zum Druckausgleich im Dichtungsbe­ reich vorgesehen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Baugruppe aus Haupt­ bremszylinder und Bremsflüssigkeitsbehälter,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den oberen Teil des Bremsflüssigkeitsbehälters mit Verschluß­ kappe, und

Fig. 3 eine Ansicht des Deckels von unten.

Die in Fig. 1 dargestellte Baugruppe aus Hauptbremszylin­ der 1 und daraufgesetztem Bremsflüssigkeitsbehälter 2 hat eine Einbaulage, bei der die Hauptachse 3 des Hauptbrems­ zylinders 1 um etwa 6° bis 7° gegen die Horizontale 4 geneigt ist, um ein besseres Entlüften zu ermöglichen. Der Hauptbremszylinder 1 hat Anschlüsse 5 und 6 für einen Pri­ märbremskreis bzw. Sekundärbremskreis. Der Pfeil 7 kenn­ zeichnet die Vorwärtsfahrtrichtung. Der Bremsflüssigkeits­ behälter 2 hat eine Minimumstand-Markierung 8 und eine Maximumstand-Markierung 9 und ist mit einer Verschlußkappe 10 verschlossen.

Die Verschlußkappe 10 hat eine kegelförmige untere Stirn­ fläche 11, die zur Verschlußkappenachse A konzentrisch ist, einen Kegelwinkel von ungefähr 160° hat und radial nach außen ansteigt. An der Stirnfläche 11 sind zwei kon­ zentrische ringförmige Rippen 12 und 13 ausgebildet. Die radial äußere Rippe 12 hat eine schmale Unterbrechung 14; die radial innere Rippe 13 hat drei schmale Unterbrechun­ gen 15, 16 und 17, von denen die mittlere Unterbrechung 15 gegen die einzige Unterbrechung 14 der äußeren Rippe 12 um 180° versetzt ist. Die Unterbrechungen 16 und 17 sind gegen die Unterbrechung 15 um je ungefähr 60° versetzt. Die Rippen 12 und 13 drücken auf eine flache ringförmige Dichtung 18 aus Gummi, die in Einbaulage gemäß Fig. 2 auf dem oberen Rand 19 eines Einfüllstutzens 20 des Bremsflüs­ sigkeitsbehälters 2 aufliegt.

Innerhalb des Einfüllstutzens 20 ist ein Sieb 21 mittels eines Ringes 22 gehalten. In die Verschlußkappe 10 ist eine Schwallscheibe 23 eingerastet. Diese hat einen Außen­ durchmesser, der größer ist als der Innendurchmesser der Dichtung 18, die somit gegen Verlieren bei Demontage der Verschlußkappe 10 gesichert ist.

Zum Befestigen der Verschlußkappe 10 auf dem Einfüllstut­ zen 20 sind beide mit komplementären Innen- bzw. Außenkon­ turen 24, 25 versehen; dargestellt sind Schraubengewinde, deren Gewindegänge ein solches Profil haben, daß zwischen ihnen ein wendelförmiger Kanal 26 freigelassen ist.

Wenn die im Bremsflüssigkeitsbehälter 2 enthaltene Brems­ flüssigkeit, angeregt durch Beschleunigungen, Verzögerun­ gen und/oder Vibrationen, hin- und herplätschert, wird sie durch die Schwallscheibe 23 etwas beruhigt. Aus der Brems­ flüssigkeit herausspritzende Tröpfchen können dennoch bis zur Stirnwand 27 der Verschlußkappe 10 gelangen, dort kön­ nen sie auf die Dichtung 18 abtropfen und über deren Schräge abfließen.

Bei größeren Verzögerungen oder Beschleunigungen kann die Bremsflüssigkeit an einer Wandseite des Einfüllstutzens 20 schwappen, z. B. in Richtung des Pfeils 28, und derart hochsteigen, daß sie die Stirnwand 27 der Verschlußkappe 10 erreicht. Dabei kann Flüssigkeit durch die Unterbre­ chung 15 und/oder eine der Unterbrechungen 16 und 17 der inneren Rippe 13 in den Ringspalt 30 zwischen den Rippen 12 und 13 fließen. Der Ringspalt 30 ist nach oben durch die untere Stirnfläche 11 der Verschlußkappe 10 begrenzt, radial nach außen und innen durch die beiden Rippen 12 und 13 und nach unten durch die Oberseite der Dichtung 18. Der an der Wandseite 28 sich aufbauende Flüssigkeitsdruck wird dann an der äußeren Rippe 12 aufgenommen. Die Flüssigkeit kann dabei nicht durch die auf der Gegenseite liegende Unterbrechung 14 der äußeren Rippe 12 nach außen ab­ fließen. Nach Aufhören der Beschleunigung/Verzögerung fließt die Flüssigkeit aus dem Ringspalt 30 durch eine oder mehrere der Unterbrechungen 15, 16, 17 der radial inneren Rippe 13 in den Flüssigkeitsbehälter 2 zurück.

Unterliegt die Flüssigkeit einer Beschleunigung/Verzöge­ rung derart, daß sie gegen eine Wandseite des Einfüll­ stutzens in Richtung des Pfeils 29 schwappt und dort auf­ steigt, so wird sie durch die an dieser Stelle geschlos­ sene innere Rippe 13 daran gehindert, in den Ringspalt 30 zu gelangen und durch die Unterbrechung 14 auszulaufen.

Der Winkel zwischen der Unterbrechung 14 und jeder der Unterbrechungen 16 und 17 beträgt etwa 120°. Dieser Winkel ist ausreichend groß, um sicherzustellen, daß auch bei Flüssigkeitsanstieg in Richtung des Pfeils 31 keine Flüs­ sigkeit austritt.

Bei der dargestellten und beschriebenen Gestaltung und Einbaulage der Verschlußkappe 10 und ihrer Dichtung 18 ist sichergestellt, daß jede beliebige von der Achse A ausge­ hende Gerade, die sich durch den Ringspalt 30 erstreckt, ein Gefälle nach innen hat. Infolgedessen fließt in den Ringspalt 30 eingedrungene Flüssigkeit nach Aufhören der Beschleunigung/Verzögerung stets mit Sicherheit in den Flüssigkeitsbehälter 2 zurück.

Die Belüftung des Bremsflüssigkeitsbehälters erfolgt über den Kanal 26 zwischen den z. B. abgeflachten Gewindespitzen des Schraubgewindes 24 und dem Gewindegrund des Schraubge­ windes 25, über die Unterbrechung 14 der äußeren Rippe 13, den Ringspalt 30 sowie eine oder mehrere der Unterbrechun­ gen 15, 16, 17.

Die Breite des Ringspalts 30 beträgt etwa 0,5 mm. Die Rip­ pen 12 und 13 haben eine Höhe von etwa 0,7 mm; durch das Festdrehen der Verschlußkappe 10 drücken sie sich etwas in die Dichtung 18 ein. Die Höhe der Rippen 12 und 13 ist so festgelegt, daß auch festes Aufschrauben der Verschlußkap­ pe 10 nicht zum Verschließen des Ringspalts 30 führen kann. Andererseits soll der Ringspalt 30 nicht zu hoch sein, damit er dem Fließen der Flüssigkeit einen hinrei­ chenden Widerstand entgegensetzt.

Claims (6)

1. Verschlußkappe (10) für einen Flüssigkeitsbehälter (2), insbesondere Bremsflüssigkeitsbehälter eines Kraftfahrzeugs, mit

• - einer Innenkontur (24) zur Befestigung der Verschluß­ kappe (10) auf einem mit einer entsprechenden Außenkontur (25) versehenen Einfüllstutzen (20) des Flüssigkeitsbe­ hälters (2),
• - einer unteren Stirnfläche (11), die in Einbaulage dem Ende des Einfüllstutzens (20) zugewandt ist,
• - einer flachen ringförmigen Dichtung (18), die in Ein­ baulage zwischen der unteren Stirnfläche (11) und dem oberen Ende des Einfüllstutzens (20) angeordnet ist, sowie
• - einer radial äußeren und einer radial inneren ringför­ migen Rippe (12, 13), die gegeneinander versetzte Unter­ brechungen (14 bzw. 15, 16, 17) aufweisen und Schikanen auf einem Strömungsweg für einen Luftdruckausgleich zwischen dem Inneren der Verschlußkappe (10) und der Umgebung bilden,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• - die ringförmigen Rippen (12, 13) an der unteren Stirn­ fläche (11) der Verschlußkappe (10) ausgebildet sind und auf der Dichtung (18) aufliegen und
• - die radial innere Rippe (13) tiefer liegt als die radial äußere Rippe (12), so daß beide Rippen (12, 13) zusammen die Dichtung (18) in einer Stellung halten, in der ihre Oberseite von radial außen nach innen abfällt.

2. Verschlußkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Stirnfläche (11) zwischen den Rippen (12, 13) ebenfalls von radial außen nach innen abfällt und mit der Oberseite der Dichtung (18) einen Ringspalt (30) von nicht mehr als 1 mm Höhe bildet.

3. Verschlußkappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Ringspalts (30) ungefähr 0,5 mm beträgt.

4. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die radial innere Rippe (13) eine mittlere Unterbrechung (15) sowie zwei gegen diese um je ungefähr 60° versetzte weitere Unterbrechungen (16, 17) aufweist und
• - die radial äußere Rippe (12) eine einzige Unterbrechung (14) aufweist, die der mittleren Unterbrechung (15) der radial inneren Rippe (13) wenigstens annähernd diametral gegenüberliegt.

5. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite der Dichtung (18) eine Kegelfläche mit einem Kegelwinkel von 150° bis 170° bildet.

6. Verschlußkappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwin­ kel ungefähr 160° beträgt.