DE3824918A1 - Ausgleichsbehaelter mit mindestens einer zwischenwand, insbesondere fuer bremsanlagen mit behaelterwarneinrichtung - Google Patents

Description

Ausgleichshehälter dienen zun Ausgleich von Volumenänderun­ gen in den nachgeschalteten Leitungssystemen, insbesondere in druckmittelgesteuerten Bremsanlagen. In Bremsanlagen muß verhindert werden, daß durch die Erwärmung des Druckmittels (beispielsweise der hydraulischen Bremsflüssigkeit aufgrund der Erwärmung der Umgebungstemperatur) die Bremsen uner­ wünscht sich von selber betätigen. Hierzu ist das Bremsen­ system mit dem Ausgleichsbehälter verbunden, in welchen das überschüssige Druckmittel zurückgefördert wird.

Um zu verhindern, daß ein anderes Medium in das benötigte Druckmittel eindringt, muß dafür gesorgt werden, daß die Zugänge zu dem Bremsenleitungssystem immer mit dem gewünsch­ ten Druckmittel abgeriegelt sind, indem immer das Druckmit­ tel in einer bestimmten Höhe über der Ausgangsöffnung des Behälters zu den Bremsleitungen steht.

Um zu erreichen, daß auch bei Kurvenfahrten, bei denen seit­ liche Kräfte auf das Druckmittel einwirken und dieses zum Rand des Behälters hin verschieben oder bei stark geneigter Berg- bzw. Talfahrt auch immer der Behälterausgang hinrei­ chend mit Druckmittel versorgt ist, ist es bekannt, inner­ halb des Ausgleichsbehälters im wesentlichen senkrecht zu seiner Arbeitslage stehende Zwischenwände vorzusehen, die eine Seitwärtsbewegung des Druckmittels behindern. Durch ge­ eignet ausgestaltete Verbindungsöffnungen in den senkrechten Trennwänden wird andererseits erreicht, daß das Druckmittel sich zwischen den einzelnen durch die Trennwände gebildeten Kammern in hinreichend kurzer Zeit ausgleichen kann. Der­ artige Trennwände sind nur mit recht komplizierten Spritz­ formen herzustellen. Außerdem erfordert die Anordnung der Verbindungsöffnungen innerhalb der Wände erhebliche Erfah­ rung. Da zwar während der Richtungsänderung das Druckmittel in den Kammern sich nicht so schnell ausbreiten soll, an­ dererseits aber ein Ausgleich mit hinreichender Geschwindig­ keit erfolgen muß, wenn der Behälter gefüllt wird oder wenn Druckmittel in die Bremsanlage nachgefördert werden muß.

In dem Bremsenhandbuch des Bartsch-Verlag, Ottobrunn bei München, siehe 9. Auflage, Seite 37-39, sind eine Reihe von Ausgleichsbehältern und deren Wirkungsweise beschrieben.

Die Erfindung geht daher aus von einem Ausgleichsbehälter der sich aus dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ergebenden Gattung.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ausgleichsbehälter der genannten Gattung anzugeben, welcher einfach aufgebaut ist und mit preiswerten Mitteln eine Seitwärtsbewegung des ge­ speicherten Druckmittels aufgrund entsprechend gerichteter Kräfte weitgehend verhindert. Die gestellte Aufgabe wird durch die aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs ersichtlichen Merkmale gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, anstatt der senkrechten Zwischenwände zumindest eine im wesentlichen in waagrechter Richtung ver­ laufende Zwischenwand zu verwenden. Um sicherzustellen, daß das Druckmittel auch neu wieder aufgefüllt werden kann, wo­ durch die Ebene der waagrechten Zwischenwand durchdrungen werden muß, weist diese zumindest eine Öffnung auf. Erkenn­ bar ist die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Behälters recht einfach, da er faktisch mit einer einzigen Zwischen­ wand auskommt.

Die Erfindung ist dann besonders zweckmäßig, wenn der Behäl­ ter mit einer den Flüssigkeitsstand überwachenden Warnein­ richtung versehen ist. Derartige Warneinrichtungen können in der Regel nur den Flüssigkeitsstand an einer bestimmten Stelle der Oberfläche des Flüssigkeitsspiegels messen. Wird nun durch seitlich wirksame Kräfte oder durch eine Neigung des Behälters das Druckmittel zu einer Seitenwand des Behäl­ ters hin verschoben, so muß aufgrund des vorgegebenen festen Gesamtvolumens des Druckmittels an anderer Stelle der Flüs­ sigkeitsspiegel sinken. Vielfach wird es auch an der Stelle sein, wo der Sensor für den Flüssigkeitsspiegel der Warnein­ richtung angeordnet ist. In diesem Falle meldet also die Warneinrichtung den Verlust des Druckmittels gerade in dem Moment, wo für die Bedienungsperson eine kritische Fahr­ situation besteht, also enge Kurvenfahrt oder Fahren bei starker Steigung. Die gleichzeitige Meldung des Verlustes von Bremsflüssigkeit, die auch mit dem Verlust der Brems­ fähigkeit einhergehen kann, läßt panikartige Reaktionen der Bedienungsperson wahrscheinlich werden. In diesem Falle ist also die Anwendung der Erfindung besonders zweckmäßig, da hierdurch das Druckmittel durch die Zwischenwand gefangen und somit an einer Seitwärtsbewegung weitgehend gehindert wird und somit der Flüssigkeitsspiegel nicht wesentlich ab­ sinken kann.

Eine besonders einfache Ausgestaltung des Behälters ergibt sich bei einer Ver endung der Merkmalskombination nach An­ spruch 3, bei dem die Trennebene der beiden Behälterhälften in die Höhe der Zwischenwand gelegt ist, so daß die Zwi­ schenwand leicht montiert und dann in den Behälter einge­ schweißt werden kann.

Zur verbesserten Führung des zur Warneinrichtung gehörenden Schwimmers empiehlt sich in Weiterbildung des erfindungsge­ mäßen Behälters die Anwendung der Merkmale nach Anspruch 4. Gemäß diesen Merkmalen ist im Prinzip ein den Schwimmer in senkrechter Richtung führender Zylinder vorgesehen, wobei zwischen den Außenwänden und den den Zylinder umgebenden Rand der Öffnung ein vorzugsweise ringförmiger Zwischenraum besteht, durch den das Druckmittel aus der darunterliegenden Kammer in die oberhalb der Trennwand gelegene Kammer ent­ weichen kann. Die Größe des Zwischenraums hängt stark von den praktischen Gegebenheiten ab, wobei die Rückhaltewirkung der Trennwand je größer ist, desto kleiner der Raum ist, an­ dererseits durch eine Vergrößerung des Zwischenraums das Druckmittel sich leichter in die untere Kammer einfüllen läßt.

Dabei besteht sowohl die Möglichkeit, den Zylindern an einen der beiden Behälterteile oder hälftig an jeden anzugießen oder aber den Zylinder mit der Warneinrichtung zu verbinden und diese nachträglich in den Behälter einzuführen. In die­ sem Falle empfiehlt sich insbesondere die Anwendung einer Merkmalskombination nach Anspruch 5, wodurch der Zylinder gleichzeitig als schützende Hülle für den Fall dienen kann, daß die Warneinrichtung als getrennte handelsfähige Einheit behandelt wird und nachträglich ausgetauscht werden kann.

Die erfinderische Zwischenwand ist dann besonders wirksam, wenn ein Durchtritt durch sie für die Flüssigkeit nur in der Gegend ihres Zentrums möglich ist, nicht aber an ihrem äußeren Rand. Hierzu empfiehlt sich in Weiterbildung der Er­ findung eine Merkmalskombination nach Anspruch 6.

Da es nicht auszuschließen ist, daß die Zwischenwand auch geneigt innerhalb des Behälters angeordnet werden kann, be­ steht die Frage, in welcher Höhe die Zwischenwand nun im Be­ hälter befestigt werden soll. Hierzu geben die Merkmale ge­ mäß Anspruch 7 in Fortbildung der Erfindung eine Lösung, in­ dem in der Gegend, in der die Warneinrichtung die Zwischen­ wand durchdringt, diese etwas oberhalb des maximal zulässi­ gen Flüssigkeitsspiegels angeordnet sein soll. Da nämlich die Höhe des Flüssigkeitsspiegels gerade in dieser Gegend für die Auslösung der Warneinrichtung maßgeblich ist, soll dafür gesorgt werden, daß durch Festhalten der Flüssigkeit dieser Flüssigkeitsspiegel durch Seitenkräfte nur wenig ge­ senkt werden kann. Entsprechendes gilt natürlich auch für den Fall, daß die Zwischenwand in bevorzugter Weise waage­ recht eingefügt ist.

Will man gleichzeitig den Rand der Zwischenwand als Mar­ kierung für den minimalen Flüssigkeitsspiegel verwenden, so empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung eine Merkmals­ kombination nach Anspruch 8.

Um nun zu verhindern, daß sich unterhalb der Zwischenwand Luftblasen fangen, empfiehlt sich in Weiterbildung der Er­ findung eine Merkmalskombination nach Anspruch 9. Bei einer derartigen Zwischenwand läßt sich zweckmäßigerweise mit An­ spruch 10 auch ein poröses Material, wie beispielsweise ein Sintermetall, einsetzen. Es sind aber auch andere Stoffe, wie beispielsweise schwamm- bzw. siebartige Kunststoffe ver­ wendbar, die für einen leichten Durchtritt der Luft und einem gedämpften Durchtritt der Flüssigkeit sorgen können.

Für den Fall, daß ein Durchtritt des Druckmittels durch die Wand selbst möglich ist, läßt sich in Verbesserung der Er­ findung eine Merkmalskombination nach Anspruch 11 anwenden, bei der auf einen Zwischenraum zwischen dem Zylinder und der Innenkante der Ausnehmung verzichtet werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung einer einzigen Zwischenwand beschränkt, sondern kann in Fortbildung auch die Verwendung mehrerer zueinander im wesentlichen paralleler Zwischenwände umfassen. Hierdurch erhält man eine bis auf die Öffnungen in sich geschlossene Kammer, wobei der Flüssigkeitsdurchtritt in senkrechter Richtung nicht nur durch eine, sondern durch mindestens zwei Zwischenwände be­ hindert ist. Dabei können bei der Verwendung von zwei Wänden diese gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 14 gleich­ zeitig als Markierung für den oberen und den unteren Füll­ stand dienen.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft geeignet zur Verwen­ dung in einer radschlupfgesteuerten Bremsanlage, wie sie bei einem Antiblockiersystem (ABS) oder bei einer Antriebs­ schlupfregelung (ASR) gegeben ist. Bei diesen Bremsanlagen wird vielfach über die Warneinrichtung die ABS- bzw. ASR-Regelung abgestellt, falls von dieser ein Druckmittel­ verlust festgestellt wird. Dies geschieht dann gerade in der Situation, in der die Bedienungsperson des Fahrzeugs sich in einer kritischen Fahrsituation, wie beispielsweise dem über­ bremsten Fahren in einer engen Kurve oder in einer Steigung bzw. einem Durchdrehen an einer Steigung befindet. Die Er­ findung leistet somit einen wesentlichen Beitrag zur Sicher­ heit der geregelten Bremsanlage und hilft mögliche Panik­ reaktionen des Bedienungspersonals zu vermeiden. Anderer­ seits ist aber die Abschaltung des Reglungssystems für den Fall eines echten Druckmittelverlustes notwendig, um nicht mit verstärkter Kraft das Druckmittel in den defekten der beiden Bremskreise hineinzupumpen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 in schematischer und geschnittener Darstellung die Ansicht eines Behälters ohne erfindungsgemäße waag­ rechte Zwischenwand,

Fig. 2 den Behälter nach Anspruch 1 mit erfindungsgemäßer Zwischenwand und

Fig. 3 einen Behälter mit zwei übereinanderliegenden Zwi­ schenwänden aus porösem Material.

Fig. 1 zeigt die Umrisse eines Ausgleichsbehälters 1, der sich aus einer oberen Gehäusehälfte 3 und einer unteren Ge­ häusehälte 3 zusammensetzt. Die beiden Gehäusehälften sind durch eine umlaufende Naht 7 miteinander verschweißt, so daß sich ein flüssigkeitsdichter Hohlraum ergibt, in dem Brems­ flüssigkeit 13 bei waagrechter Geradeausfahrt bis zu der waagrechten Oberfläche W steht. Auf der waagrechten Ober­ fläche W schwimmt ein Schwimmer 14, der innerhalb eines Hohlzylinders 8 in senkrechter Richtung bei Änderung des Flüssigkeitsspiegels geführt wird. Der Hohlzylinder 8 kann einstückig mit der oberen Gehäusehälfte 3, der unteren Ge­ häusehälfte 4 oder aber hälftig geteilt mit beiden Gehäuse­ hälften einstückig verbunden sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Hohlzylinder mit dem Schraubdeckel 6 zu einer baulichen Einheit zu vereinen und ihn durch Einschrau­ ben des Deckels in dem Behälter 1 zu verankern.

Unterstellt man, daß sich das Fahrzeug scharf in eine Links­ kurve bewegt, so wird durch die in Fig. 1 nach rechts ge­ richteten Fliehkräfte die Bremsflüssigkeit 13 nach rechts gedrängt, wobei der Flüssigkeitsspiegel in etwa in der Ebene N liegt. Die Neigungsebene N durchschneidet den Raum des Zylinders 8 etwa in Höhe der unteren Ebene U, wobei angenom­ men werden soll, daß der geneigte Flüssigkeitsspiegel N ge­ genüber dem Schwimmer 8 eine wirksame waagrechte untere Flüssigkeitsebene U bildet. Die Warneinrichtung ist also während der Kurvenfahrt derart wirksam, als ob der Flüssig­ keitsspiegel von der tatsächlichen Ebene W auf die untere Ebene U abgefallen wäre. Liegt die untere Ebene U unterhalb der Ansprechebene der Warneinrichtung, so spricht diese an, was durch entsprechende Anzeigemittel der Bedienungsperson angezeigt wird. Gleichzeitig kann bei schlupfgeregelten Bremsanlagen die Regelung (ABS bzw. ASR) automatisch abge­ schaltet werden. Entsprechendes kann gelten, wenn sich das Fahrzeug auf einer geneigten Ebene befindet, etwa beim An­ fahren an einem Berg oder beim Bremsen in Talfahrt. Auch bei diesen in Bremssituation möglicherweise kritischen Fällen würde dann die vom Schlupf gesteuerte Regelung fälschlicher­ weise abgeschaltet werden können.

Fig. 2 zeigt die Verwendung der erfindungsgemäßen Zwischen­ ebene 9, die in Höhe der umlaufenden Naht 7 in den Aus­ gleichsbehälter 1 eingelegt ist, wobei die äußeren umlaufen­ den Kanten der Zwischenwand 9 mit den aufeinanderstoßenden Kanten der oberen und unteren Gehäusehälfte 3 bzw. 4 ver­ schweißt sind. Die Zwischenwand 9 besitzt eine Ausnehmung 10, durch welche die Mantelfläche des Zylinders 8 ragt. Die Durchtrittsfläche der Ausnehmung 10 ist um ein Stück größer als die Querschnittsfläche des Zylinders 8, so daß ein im wesentlichen ringförmiger Zwischenraum 15 entsteht, durch welchen Flüssigkeit von der oberen Gehäusehälfte 3 zu der unteren Gehäusehälfte 4 und umgekehrt gelangen kann.

Wird nun wiederum angenommen, daß sich das Fahrzeug in einer engen Linkskurve bewegt, so versucht, wie in Fig. 1 gezeigt, die Flüssigkeit in Fig. 2 nach rechts zu verschieben, um mit ihrer Oberfläche einen gestrichelt dargestellten Neigungs­ winkel N einzunehmen. Die aber zur Bildung dieses Neigungs­ winkels notwendige Flüssigkeitsmenge R kann aber nicht die undurchlässige Zwischenwand 9 durchdringen, so daß in der unteren Gehäusehälfte die ohne Zwischenwand zur Abwanderung bestimmte Flüssigkeitsmenge R dem Flüssigkeitsspiegel N in der unteren Gehäusehälfte 4 hinzugefügt werden muß. Dies kann man sich als eine Parallelverschiebung des Flüssig­ keitsspiegels N in Richtung obere Gehäusehälfte vorstellen, so daß sich resultierend die korrigierte Flüssigkeitsober­ fläche K ergibt. Auf diese Weise erhält man für den (in Fig. 2 nicht dargestellten) Schwimmer eine resultierende Flüssig­ keitsoberfläche, die in etwa W entspricht, während ohne die Zwischenwand 9, wie aus Fig. 1 ersichtlich, die wirksane darunterliegende Ebene U erreicht wird. Damit spricht aber die Warneinrichtung wunschgemäß nicht an und die Bremsenre­ gelung kann weiterhin ihre die Bedienungsperson unter­ stützende Wirkung tun.

Fig. 3 zeigt noch eine modifizierte Form der Erfindung, bei der neben einer ersten Zwischenwand 16 eine zweite Zwischen­ wand 17 vorgesehen ist. Die Zwischenwände sind in Höhe der Merkierungen für den maximalen und den minimalen Bremsflüs­ sigkeitsspiegel zueinander parallel in waagrechter Lage an­ geordnet. Da die Zwischenwände 16 und 17 aus einem porösen Sintermetall gebildet sind, sind sie für Luft leicht und für Bremsflüssigkeit schwerer durchlässig, so daß hier ein mit der Wirkung nach Fig. 2 vergleichbarer Effekt erreicht wird. Da die Zwischenwände porös sind, bedarf es keines Zwischen­ raums 15, wie in Fig. 2, um einen Druckausgleich gegenüber der Bremsanlage bei Unterdruck oder Überdruck herbeizuführen oder ein Nachfüllen mit Bremsflüssigkeit des Behälters 1 zu ermöglichen.

Der Schwimmer 14 ist an seinem oberen und unteren Ende mit einem Ansatz 12 versehen, über welchen die elektrischen Kon­ takte der Warneinrichtung betätigt werden. Man kann sich den Ansatz 12 auch als gehäusefesten Stift vorstellen, gegenüber dem sich der mit einer Zylinderbohrung versehene Schwimmer je nach Höhe des Flüssigkeitsspiegels auf- und abzubewegen vermag, wobei an den entsprechenden Stellen innerhalb des Stiftes 12 angeordnete Reedkontakte bei entsprechender Lage des Schwimmers 14 geschaltet werden, der mit einem Magneten versehen ist.

Claims (15)

1. Ausgleichsbehälter (1) mit die Bewegung bei der Wirkung seitlicher Kräfte auf die enthaltene Flüssigkeit (13) steuernden Zwischenwänden (9, 16, 17), insbesondere für Bremsanlagen mit den Flüssigkeitsstand anzeigender Be­ hälterwarneinrichtung in Fahrzeugen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest eine in Ar­ beitslage (W) des Behälters (1) sich im wesentlichen in waagrechter Richtung erstreckende, in den Behälter (1) eingelegte und mit dessen Außenwänden (3, 4) verbundene Zwischenwand (9, 16, 17) vorgesehen ist, die mindestens eine Öffnung (10) zum Durchtritt der Flüssigkeit (13) in senkrechter Richtung aufweist.

2. Ausgleichsbehälter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß er mit einer über einen Schwimmer (14) einen elektrischen Warnkontakt betäti­ genden Warneinrichtung (12, 14) versehen ist, wobei die Warneinrichtung durch die als Ausnehmung in der Zwi­ schenwand ausgestaltete Öffnung ragt und wobei die Zwi­ schenwand (9) zumindest dort knapp oberhalb des maximal zulässigen Flüssigkeitspegels (Max) angeordnet ist.

3. Ausgleichsbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (9) zwischen Unterteil (4) und Oberteil (3) des Behälters (1) eingelegt und mit den beiden Behälterteilen (3, 4) verschweißt ist.

4. Ausgleichsbehälter nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwim­ mer (14) der Warneinrichtung (12, 14) in einem durch die Ausnehmung (10) ragenden, mit dem Behälterraum (13) ver­ bundenen (über 11), im wesentlichen senkrecht stehenden Zylinder (8) geführt ist, wobei die Ausnehmung (10) in der Zwischenwand (9) größer als die Querschnittsfläche des Zylinders (8) ist, so daß durch den so gebildeten Zwischenraum (15) eine Durchtrittsfläche für die Flüs­ sigkeit in senkrechter Richtung gebildet ist.

5. Ausgleichsbehälter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Warnein­ richtung (12, 14) mit dem Schraubverschluß (6) des Behäl­ ters (1) eine einschraubbare Einheit bildet.

6. Ausgleichsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwischen­ wand (9, 16, 17) über ihren gesamten äußeren Rand mit der Behälteraußenwand (3, 4) verschweißt ist.

7. Ausgleichsbehälter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwischen­ wand (9) zumindest um die Ausnehmung (10) kurz oberhalb des maximal zulässigen Flüssigkeitspegels (Max) angeord­ net ist.

8. Ausgleichsbehälter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwischen­ wand (9) zumindest um die Ausnehmung (10) in Höhe oder knapp darüber des minimal zulässigen Flüssigkeitspegels oder knapp darüber angeordnet ist.

9. Ausgleichsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwischen­ wand (16, 17) eine Vielzahl von kleinen Öffnungen auf­ weist, die den Druchtritt von Flüssigkeit, nicht aber von Luft behindern.

10. Ausgleichsbehälter nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Öffnungen durch Poren eines porösen Materials, vorzugsweise Sintermetall, ge­ bildet sind, aus dem die Zwischenwand (16, 17, Fig. 2) gebildet ist.

11. Ausgleichsbehälter nach Anspruch 2, 4 und 6 sowie 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die In­ nenkanten der Ausnehmung (10) unmittelbar an die Außen­ wände des Zylinders angrenzen (Fig. 3).

12. Ausgleichsbehälter nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der mit dem Zylinder und der Behälterwarneinrichtung verbundene Schraubdeckel eine einschraubbare Einheit bildet.

13. Ausgleichsbehälter nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei zueinander parallele Zwischenwände vorgesehen sind (Fig. 3).

14. Ausgleichsbehälter nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei Wände vorgesehen sind, wobei die erste Wand (16) in Höhe der Markierung für den maximalen und die zweite Wand (17) in Höhe der Markierung für den minimalen Flüssigkeitsstand angeord­ net ist.

15. Verwendung eines Ausgleichsbehälters nach einem der An­ sprüche 2 bis 14 in einer radschlupfgeregelten Bremsan­ lage (ABS, ASR), bei der die Schlupfregelung nach dem Ansprechen der Warneinrichtung (12, 14) zumindest zeit­ weise abgeschaltet wird.