DE8807783U1 - Verschlußkappe für einen Flüssigkeitsbehälter, insbesondere Bremsflüssigkeitsbehälter eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

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•DR. PHIL. FREDA

EUROPEAN PATENTATTORNEYS DIPU-CKEM-DK-E-FREIHERr von pechmann

DR.-ING.DIETER BEHRENS DIPU-ING. DIPU-WIRTSCH.-ING. KUPERT COETZ DIPL.-PHYS. DK. AXEL VON HELLFELD Lucas Industries fl.L.C. D-8000 MÜNCHEN 90

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15.06. 1988 telefax: (089) 66 }9 36 (in)

Verschlußkappe für einen Flüssigkeitsbehälter, insbes. Bremsflüssigkeitsbehälter eines Kraftfahrzeugs

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

- einer Innenkontur zur Befestigung der Verschlußkappe auf einem mit einer entsprechenden Außenkontur versehenen Einfüllstutzen des Flüssigkeitsbehälter,

- 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 ringförmigen Rippe, die gegeneinander versetzte Unterbrechungen aufweisen und Schikanen auf einem Strömungsweg für einen Luftdruckausgleich zwischen dem Innere» der Verschlußkappe und der Umgebung bilden,

Eine solche Verschlußkappe muß zwei Anforderungen erfüllen, 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 herzustellen und einfach zu montieren sein.

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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 Bremsanlage wird diese Verbindung unterbunden. Bei -Erneuerung abgenutzter Bremsbeläge und damit verbundenen Zurückstellen der Bremsen wird Bremsflüssigkeit aus den Radbremszylindern in den Bremsflüssigkeitsbehälter zurückgeschoben. Auch temperaturabhängig bedingte Volumenänderungen der Bremsflüssigkeit werden durch Zufluß in den bzw. Abfluß aus dem Bremsflüssigkeitsbehälter ausgeglichen. Dadurch soll im allgemeinen erreicht werden, daß die Bremsanlage im unbetätigten Zustand nur dem hydrostatischen Leitungsdruck von etwa 50 mbar ausgesetzt ist. Im vorliegenden Zusammenhang wird von Ausnahmen, z.B. bei Rennwagen etc., abgesehen, bei denen über Ventile ein höherer Mindestdruck von z.B. 3 bar im Bremssystem aufrechterhalten wird.

Ein Restdruck in der Bremsanlage führt bei Scheibenbremsen zum dauernden Schleifen der Bremsbeläge an den Bremsscheiben. Dies ist wegen des damit verbundenen hohen Verschlcisses und der Gefahr des Überhitzens der Bremse im allgemeinen unerwünscht. Andererseite ist auch ein Unterdruck in der Bremsanlage unerwünscht/ denn er würde den Siedepunkt der Bremsflüssigkeit herabsetzen. Die Betätigungekolben 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 Hauptbüroszylinder verschobene Flüssigkeitsvolumen nicht ausreichen, ein-

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gedrungene Luftblasen soweit zu komprimieren, daß ein genügend 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 «ine kleine BelUftungsbohrung auf. Beim Füllen der Neuanlage wird der Bremsflüssigkeitsbehälter bis zur Maximalstand-Markierung gefüllt. Das Luftvolumen zwischen Verschlußkappe und MaximaIstand-Markierung ist dafür vorgesehen, die wärmebedingte Volumenvergrößerung der Bremsflüssigkeit aufzunehmen.

Mit zunehmender Belagabnutzung sinkt der Flüssigkeitsspiegel, 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 Flüssigkeitsspiegel ist meistens so hoch, daß auch bei starken Verzögerungen des Fahrzeugs keine Flüssigkeit aus der Belüftungsbohrung austritt* Eine einfache Belüftungebohrung 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 Belüftungsbohrung verschlossen werden und infolgedessen in

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der Bremsanlage ein Unterdruck entstehen, der einen Bremsausfall zur Folge haben kann.

Aus diesem Grund wird der angestrebte Druckausgleich häufig nicht über eine einfache BelUftungsbohrung in der Verschlußkappe bewirkt, sondern über einen mit Schikanen versehenen Strömungsweg, wie er sich bei Verwendung einer Verschlußkappe der eingangs beschriebenen Gattung ergibt.

Eine solche Verschlußkappe ist aus der EP-A-0199643 bekannt. Sie hat eine ebene untere Stirnfläche, an der ein topfförmiger Einsatz mit einem zentralen Steckzapfen befestigt 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 Dichtung angeordnet, die beim Aufschrauben der Verschlußkappe auf den zugehörigen Einfüllstutzen gegen den Flansch gedruckt wird und dabei eben bleibt. Der Flansch hat einen radialen Kanal, der ein zum Aufschrauben auf den Einfüllstutzen vorgesehenes Innengewinde der Verschlußkappe mit einem inneren Ringraum zwischen &aacgr;&&zgr; 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 verbunden. Die beiden Unterbrechungen sind um ungefähr 160° gegeneinander versetzt.

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Dieser bekannte Verschluß besteht aus mindestens drei Teilen, der eigentlichen Verschlußkappe samt Steckzapfen, der Dichtung und dem topfförmigen Einsatz. Wenn sich Flüssigkeit 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 großvolumigen Motoren und Zubehör wie Klimaanlage, Turbolader etc., ist oftmals der im Motorraum zur Verfügung stehende Platz für den Bremsflüssigkeitsbehälter derart knapp bemessen, daß die zwischen Verschlußkappe und Maximalstand-Markierung verbleibende Höhe bei Verwendung einer bekannten Verschlußkappe nicht ausreicht, das bei großen Bremsverzögerungen oder Beschleunigungen beim Anfahren oder bei Kurvenfahrt hin- und herschwappende Flüssigkeitsvolumen am Austritt durch den Belüftungskanal zu hindern. Entsprechendes 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 Bremsflüssigkeitsbehälter austritt. Ähnliches kann auch für andere Flüssigkeiten, beispielsweise Treibstoffe, gelten.

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

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Die ce 'luxgcia x&t erfindungsgemäß ausgehend von feiner Verschlußkappe der eingangs beschriebenen Gattung dadurch gelöst, daß

- die ringförmigen Kippen 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 Überseite von radial außen nach innen abfällt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich eus den Unteransprüchen.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden

anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Baugruppe aus Hauptbremszylinder und Bremsflüssigkeitsbehälter,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den oberen Teil des Bremsflüssigkeitsbehälter mit Verschlußkappe , und

Fig. 3 eine Ansicht des Deckels von unten.

Die in Fig. 1 dargestellte Baugruppe aus Hauptbremszylinder 1 und daraufgesetztem Bremsflüssigkeitsbehälter 2 hat eine Einbaulage, bei der die Hauptachse 3 des Hauptbremszylinders 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 Primärbremskreis bzw. SekundMrhremskreis. Der Pfeil 7 Ineu: zeichnet die VorvSrtsfahrtrichtung. Der BreaiPf ⁷?ies'^keicsbehälter 2 hat eine Minimumstand-Markierung 8 und eine Maximumstand-Markierung 9 und ist mit einer Verschlußkappe 10 verschlossen.

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Die Verschlußkappe 10 hat eine kegelförmige untere Stirnfläche 11, die zur Verschlußkappenachse A konzentrisch ist, einen Kegelwinkel von ungefähr 160° hat und radial nach außen ansteigt. An der Stirnfläche 11 sind zwei konzentrische ringförmige Rippen 12 und 13 ausgebildet. Die radial äußere Rippe 12 hat eine schmale Unterbrechung 14; die radial innere Rippe 13 hat drei schmale Unterbrechungen 15, 16 und 17, von denen die mittlere Unterbrechung 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 den oberen Rand 19 eines Einfüllstutzens 20 des Bremsflüssigkeitsbehälter 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 Außendurchmesser, 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 Einfüllstutzen 20 sind beide mit komplementären Innen- bzw. Außenkonturen 24, 25 versehen; dargestellt sind Schraubengewinde, deren Gewindegänge ein solches Profil haben, daß zwischen ihnen ein wendeiförmiger Kanal 26 freigelassen ist.

Wenn die im Bremsflüssigkeitsbehälter 2 enthaltene Bremsflüssigkeit, angeregt durch Beschleunigungen, Verzögerungen und/oder Vibrationen, hin- und herplatschert, wird sie durch die Schwallecheibe 23 etwas beruhigt. Aus der Bremsflüssigkeit herausspritzende Tröpfchen können dennoch bis zur Stirnwand 27 der Verschlußkappe 10 gelangen, dort kön-

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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 Unterbrechung 15 und/oder eine der Unterbrechungen 16 -und 17 der inneren Rippe 13 in den Ringspalt 30 zwischen den Rippen

12 and 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 abfließen. 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/Verzögerung derart, daß sie gegen eine Wandseite des Einfüllstutzens in Richtung des Pfeils 29 schwappt und dort aufsteigt, so wird sie durch die an dieser Stelle geschlossene innere Rippe 13 daran gehindert, in den Ringspalt 30 zu gelangen und durch die Unterbrechung 14 auezulaufen.

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 Flüssigkeit austritt.

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Bei der dargestellten und beschriebenen Gestaltung und Einbaulage der Verschlußkappe 10 und ihrer Dichtung 18 ist sichergestellt, daß jede beliebige von der Achse A ausgehende 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 Schraubgewindes 25, über die Unterbrechung 14 der äußeren Kippe 13, den Ringspalt 30 sowie eine oder mehrere der Unterbrechungen 15, 16, 17.

Die Breite des Ringspalts 30 beträgt etwa 0,5 mm. Die Rippen 12 und Io haben eine Höhe von etwa 0,7 mm; durch das Festdrehen der Verschlußkappe 10 drücken sie eich etwas in die Dichtung 18 ein. Die Höhe der Rippen 12 und 13 ist so festgelegt, daß auch festes Aufschrauben der Verschlußkappe 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 hinreichenden Widerstand entgegensetzt.

Claims (6)

Schutzanspr ü c h e

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

- einer Innenkontur (24) zur Befestigung der Verschlußkappe (10) auf einem mit einer entsprechenden Außenkontur (25) versehenen Einfüllstutzen (20) des Flüssigkeitsbehälter s (2) ,

- einer unteren Stirnfläche (11), die in Einbaulage dem Ende des Einfüllstutzens (20) zugewandt ist,

- einer flachen ringförmigen Dichtung (18), die in Einbaulage zwischen der unteren Stirnfläche (11) und dem oberen Ende des Einfüllstutzens (20) angeordnet ist, sowie

- einer radial äußeren und einer radial inneren ringförmigen Rippe (12, 13), die gegeneinander versetzte Unterbrechungen {14 bzw. 15, 16, 17) aufweisen und Schikanen auf einem Strömungsweg (26) für einen Luftdruckausgleich zwischen dem Inneren der Verschlußkappe (10) und der Umgebung bilden,

dadurch gekennzeichnet , daß

- die ringförmigen Rippen (12, 13) an der unteren Stirnfläche (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.

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2. Verschlußkappe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die untere Stirnfläche (11) zwischen den Kippen (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 gegenüber1legt.

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 6,

dadurch gekennzeichnet , daß der Kegelwinkel ungefähr 160° beträgt.