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Die
Erfindung betrifft eine Druckausgleichsverschraubung mit Rohrmembran
für verkabelte und/oder mit Elektrik/Elektronik oder Technik
ausgestattete Gehäuse nach deutscher Veröffentlichung, Patentanmeldung
DE 10 2006 048 943 .
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Diese
Anschluß-, Schalt- und Verteilerkästen – so
sie nicht innen vollkommen vergossen sind – unterliegen – sowohl
bei Anwendungen im Innen- wie im Außenbereich – physikalischen
Gesetzen, wie der Bildung von Innenfeuchtigkeit bis Wasser aufgrund von
Temperatur- und Druckwechseln, Stichwort Taupunkt-Wasserbildung.
Bei preissensiblen Anwendungen im Außenbereich wird der
Hohlkörper des Anschluß-, Schalt- und Verteilerkastens
mit wasserabführenden Durchgangsbohrungen versehen. In
der Installationstechnik werden häufig – schutzartabhängig – diese
Bohrungen durch Filter poröser Materialien, Labyrinthe,
Schikanen oder Ventile ergänzt, um von Außen eindringendes
Wasser abzuweisen. Bei Applikationen der Verkehrs- und Fahrzeugtechnik hilft
der teure, nicht umweltfreundliche Gehäuse-Innenverguß unter
Luftabschluß. Eine preiswerte, alternative Lösung
stellt die Schaffung von semipermeablen Öffnungen dar.
Hierbei werden die Gehäuseöffnungen durch Filter
ergänzt, die eine Öffnung für Gase durch
Mikroporen aufweisen, jedoch für Flüssigkeiten
eine Sperre darstellen, auch Membranventile oder Druckausgleichselemente
genannt.
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Druckausgleichselemente
mit atmungsaktiver semipermeabler Durchführung in geschlossenen Gehäusen
Wasser- und explosionsgeschützter Art und mit/ohne elektromagnetischer
Abschirmung sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Druckausgleichselemente
werden für unterschiedlichste Anwendungen benötigt
und sind entsprechend vielfältig ausgeformt. Sie werden
je Verwendungszweck aus Kunststoff und/oder Metall hergestellt,
enthalten zusätzliche Scheiben und/oder Dichtungen/Dichtringe/Tüllen.
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Durchführungen
und/oder ihre Einzelteile sind genormt; in der Installationstechnik
werden Kabeldurchführungen alter Bauart unter der Bezeichnung
Panzerrohrgewinde(Pg)-Verschraubung mit nichtmetrischem Gewinde,
Pg7...Pg48, entsprechend neuer zugelassener Bauart mit metrischem Gewinde
M12...M63, gehandelt.
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Kabel-/Schlauchdurchführungen
bestehen aus einem Zylinder mit meist beidseitigem Gewinde und einem
Anschlag, der den dichtenden Abschluß zu einer Wandung
bil det. Zur Befestigung wird entweder der Abschluß mit
der Wandung verschraubt – der Abschluß enthält
umlaufend Bohrungen – oder der Zylinder wird wandungsrück-/gehäuseseitig
mit einer Gegen-/Kontermutter verschraubt. Auf der Seite der Kabeleinführung
gibt es entweder eine Kabeltülle mit Dichtung und Scheibe
und/oder eine angespritzte oder lose Kabelkralle, wobei das Kabel
durch eine Hutmutter dichtend gequetscht wird, oder auch eine Schraubschelle
mit Dichtung und angespritztem Kabelbiegeschutz. Zubehörteile
sind bekannt als Dichtungs-/Würgenippel und Blindstopfen/Verschlußschrauben.
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Die
Anwendungen erstrecken sich von Anschluß-, Schalt- und
Verteilerkästen der Installations-/Gerätetechnik
der Gebäudesystem- und Anlagentechnik bis zu Anwendungen
der Luft- und Raumfahrt, der Fahrzeug- und Verkehrstechnik sowie
maritimen Anwendungen. Aufgrund der Vielfältigkeit der Applikationen
wird die obige, grobe Beschreibung nicht vertieft.
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Im
folgenden erfolgt die Würdigung des Stands der Technik
bezogen auf Durchführungen in der Gerätetechnik
in Verbindung mit Druckausgleichstechnik.
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Das
deutsche Patent
DE 10 2005
035 210 /europäisches Patent
EP 1 746 698 stellt eine Kabeldurchführung
mit Membranventil vor. In dieser Applikation wird eine Kabeldurchführung – auch
als Pg-Verschraubung im Handel bekannt – mit einem Druckausgleichselement
versehen. Der Vorteil dieser Anwendung liegt in der Kombination
von Kabeldurchführung und Druckausgleichselement in einem
Teil, so daß ein elektrisch verdrahtetes Gehäuse
höherer Schutzart durch die semipermeablen Kabeleinführung
auch innenraumfeuchtigkeitsgeschützt ist.
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Das
Luft-Durchtrittsvolumen durch die semipermeable Öffnung
wird auch durch das eingeführte Kabel bestimmt; die Abmaße
der Außengewinde unterliegen einem Industriestandard.
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Allen
vorgestellten Kabeldurchführungen ist gemein, daß sie über
eine ein- oder mehrfache zylinderförmige Kabelaufnahme
verfügen, mit der das Kabel dichtend befestigt, eingeführt
und durchgeführt wird.
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Gemäß dem
Stand der Technik sind eine Reihe von Druckausgleichsverschraubungen
bekannt, die sich in der Hauptsache durch unterschiedliche Merkmale
unterscheiden.
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Die
deutsche Patentanmeldung
DE
10 2005 047 662 offenbart eine Druckausgleichsverschraubung
mit Druckausgleichselement kleinen Bauvolumens und großer
Membranfläche für möglichst universellen
Einsatz, beabsichtigt die Vielzahl möglicher Arten von
Druckausgleichsverschraubungen und/oder -elementen zu reduzieren
und damit die Herstellung und die Lagerhaltung zu vereinfachen. Die
erfindungsgemäße Druckausgleichsverschraubung ähnelt
im äußeren Erscheinungsbild der bekannten Kabeldurchführungs-Verschraubung
mit Panzerrohr(Pg)- oder metrischem Gewindeanschluß und
einem Außensechskant nach gegebener Schlüsselweite.
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Die
Druckausgleichsverschraubung eignet sich zum Einschrauben in Gewindelöcher
oder zum Befestigen in Durchgangsbohrungen mit Federscheibe und
Gewindemutter. Die Dichtheit zur Gehäusewand wird durch
einen elastischen O-Ring hergestellt.
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Den
atmungsaktiven Teil bildet ein Druckausgleichselement, welches sich
innerhalb der Verschraubung befindet. Die Dimensionierung von Druckausgleichselement
und -verschraubung orientiert sich einerseits an den vorgesehenen
Durchbrüchen von Panzerrohr(Pg)- und metrischem Gewindeanschluß in
Schaltgehäusen und richtet sich andererseits an der gegen
Feuchtigkeit zu schützenden Applikation sowie dem klimatischen
Umfeld des Anbringungsorts.
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Feuchtigkeitsschutz
kann bei derartigen Anwendungen dadurch geboten werden, daß die
Gehäuse mit einem semipermeablen Durchlaß, wie
einem Filter, einem Labyrinth, einer Membran, einer Schikane oder
einem Ventil versehen werden. Die obige Anmeldung sieht vor, eine
Kabeldurchführung durch einen semipermeablen Durchlaß mit
Druckausgleichselement – der Druckausgleichsverschraubung – zu
ersetzen.
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Die
Anmeldung sieht außerdem vor, daß die Druckausgleichsverschraubung
mit Druckausgleichselement kleinen Bauvolumens und großer
Membranfläche von Außen in das Gehäuse
dichtend gesteckt und von Innen mit einer Gegen-/Kontermutter verschraubt
oder von Außen mit dem Gewinde der Gehäusebohrung
dichtend verschraubt wird. Dabei ist die Lage und ggf. die Zugänglichkeit
des Druckausgleichselements innen bzw. von innen gegeben.
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Das
bedeutet, daß der Gehäuseinneneinrichtung wesentlicher
Raum für die Kabelführung oder Bauraum für
die Elektrik-/Elektronikausstattung verloren geht. Daher wird in
der deutschen Patentanmeldung
DE
10 2005 055 616 eine Druckausgleichsverschraubung mit Druckausgleichselement
kleinen Bauvolumens und großer Membranfläche vorgeschlagen,
die zusätzlich einen Innenanschlag besitzt. Der Innenanschlag
kann als Zylinderring oder Außensechskant ausgeprägt
sein. Der Einbau erfolgt von Innen nach Außen; die Druckausgleichsverschraubung
wird von Innen in das Gehäuse dichtend gesteckt und von
Außen mit einer Gegen-/Kontermutter oder von Innen mit
dem Gewinde der Gehäusebohrung dichtend verschraubt. Dabei
ist die Zugänglichkeit des Druckausgleichselements von
innen gegeben, jedoch befindet sich seine Lage im wesentlichen im
Außenraum des Gehäuses.
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Das
Bauvolumen des Gehäuseinnenraums wird nur durch den Innenanschlag
gemindert.
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Bei
den Druckausgleichsverschraubungen mit Druckausgleichselement kleinen
Bauvolumens und großer Membranfläche ohne/mit
Innenanschlag kann sich die Fertigungsvorbereitung und Montage des
vorgeschlagenen Filters oder der Membran produktionstechnisch aufwendig
gestalten.
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Gemäß der
deutschen Patentanmeldung
DE 10
2006 012 998 wird eine Druckausgleichsverschraubung mit
Druckausgleichselement kleinen Bauvolumens und großer Membranfläche
vorgeschlagen, deren Filter/Membran aus einer Rohrmembran be steht.
Eine Rohrmembran ist aus einem Werkstoff gefertigt, der dem Werkstoff
von Flachmembranen oder entsprechend ausgeformten Membranen gleicht,
aber deren Geometrie einem Hohlzylinder mit Innen-/Außenradius,
Wandstärke und Höhe entspricht.
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Der
Aufbau und die Montage der Membrane gestaltet sich einfacher und
es werden handelsübliche, auf dem Installationsmarkt bekannte
Teile verbaut und es müssen keine zusätzlichen
Vorkehrungen getroffen werden, da derartige Anwendungen oft auf
minimale räumliche und gewichtsmäßige
Abmessungen ausgelegt sind.
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Alle
vorgestellten Druckausgleichsverschraubungen besitzen einen umfänglichen
Gewindeansatz, der die Verschraubung mit Hilfe einer entsprechenden
Mutter – ggf. über einen mechanischen Adapter – in
einer Durchgangsbohrung dichtend befestigt oder die Verschraubung
selbst in einer Gewindebohrung dichtend und haltend gestaltet. Die
Befestigung der Druckausgleichsverschraubung erfolgt in allen Fällen über
das Gewinde derselben mit/ohne Kontermutter und O-Ring als Dichtring.
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In
einer weiteren deutschen Offenlegung
DE 10 2006 048 943 wird
ein Druckausgleichszylinder mit Rohrmembran vorgestellt, wobei das
Druckausgleichselement durch seine außen bündige
Formgebung für zylinderförmige Kabelaufnahmen
geeignet ist und die Befestigungsvorrichtung und die Dichtfunktion
durch den Einbauort gegeben sind. Wird die Kabel-/Schlauchdurchführung
ohne Kabel/Schlauch als Belüftungskanal genutzt, erhält
man eine Gehäusedurchführung für den
Druckausgleich, wobei der Luftdruckausgleich über einen
Druckausgleichszylinder mit einer semipermeablen Rohrmembran erfolgt. Die
semipermeable Membran ist atmungsaktiv, verhindert den Eintritt
von Flüssigkeit/Wasser in das verkabelte und/oder mit Elektrik/Elektronik
oder Technik ausgestattete Gehäuse und erlaubt den Ein-/Austritt von
Gas/Wasserdampf aus dem Gehäuse. Der Druckausgleichszylinder
mit Rohrmembran kann ein- oder mehrrohrig ausgeführt sein.
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Die
Materialzusammensetzung des Druckausgleichszylinders richtet sich
nach Aufgabenstellung, Einsatzort und Verwendungszweck und kann im
Grundsatz aus Kunststoff und/oder Metall hergestellt werden. Die
Dimensionierung der Druckausgleichszylinders bzw. des Durch-/Auslaßvolumens
ist von den klimatischen Gegebenheiten in dem und um das verkabelte
und/oder mit Elektrik/Elektronik oder Technik ausgestattete Gehäuse
abhängig und muß im Einzelfall festgestellt werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Einrichtung nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Druckausgleichsverschraubung mit
Rohrmembran zu schaffen, die die Eigenschaften der Hauptanmeldung
dahingehend verbessert, daß die Ein-/Austrittsvolumina
des Membranventils einstellbar gestaltet werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Druckausgleichsverschraubung
der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von
Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltung nehmen
die Unteransprüche Bezug.
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Wie
aus physikalischen Gegebenheiten bekannt, liegt den Zusammenhängen
der Feuchtigkeitsbildung in geschlossenen Räumen das h-x-Diagramm
nach Mollier zugrunde, welches die Abhängigkeiten von Druck,
Feuchte und Temperatur von Innen- und Außenraum und das
Parameterverhalten bei Änderungen aufzeigt. Bei Öffnungen
von Gehäusen mit Kabeleinführungen nach Industriestandard ist
die Einstellbarkeit des Volumenstroms derart von Nutzen, daß die
Dimensionierungsfrage entfällt. Weiterhin ist die Gehäuseausstattung
mit Technik maßgebend für die Feuchtebildung und
somit auch für die Dimensionierung des Durch-/Auslaßstroms.
Nicht zuletzt ist die lokale Verwendung ein Maß für
die Feuchtebildung; so kann die Typenvielfalt bezogen auf Klimazonen
mittels Einstellbarkeit des gasförmigen Medienaustauschs
reduziert werden.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird eine Druckausgleichsverschraubung vorgeschlagen,
deren Filter/Membran aus einer oder mehreren Rohrmembranen gegebener
Dimensionierung besteht und der Gasein-/-austrittsvolumenstrom einstellbar gestaltet
wird.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen – neben der
Verhinderung der Bildung von Feuchtigkeitsniederschlag innerhalb
geschlossener Räume – insbesondere darin, daß die
zylinderförmige Ausprägung der Druckausgleichsverschraubung mit
Rohrmembran als Druckausgleichselement abmessungsmäßig
abgestimmt auf handelsübliche Kabel und Kabelaußendurchmesser
bei allen zylinderförmigen Kabel/Schlauchdurchführungen – auch hilfsweise – zum
Einsatz kommen kann.
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Weiterhin
wurde im besonderen auf die Reduzierung der Einzelteile Wert gelegt,
um die Lagerhaltung von Komponenten überschaubar zu gestalten.
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Der
Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anlage
beigefügten Zeichnungen von Ausführungsbeispielen
weiter verdeutlicht. Es zeigen die Druckausgleichsverschraubung
mit Rohrmembran und einstellbarem Volumenstrom
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1 in
perspektivischer Darstellung
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2 als
Explosionszeichnung
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3 in
Seitenansicht
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4 in
Draufsicht
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5 im
Schnitt A-A.
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Gleiche
und gleichwirkende Bestandteile der Ausführungsbeispiele
sind in den Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die
Beschreibung der erfindungsgemäßen Einrichtung
wird fortgesetzt anhand der Erläuterungen der Figuren.
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Wie
aus 1 ersichtlich, besteht die Druckausgleichsverschraubung
mit Rohrmembran und einstellbarem Volumenstrom 1 im wesentlichen
aus einem Oberteil 2, einem Unterteil 4 mit O-Ringdichtung 46,
der semipermeablen Rohrmembran 6 sowie dem schraubbaren
Stopfen 7. Bei der Entwicklung wurde wesentlicher Wert
auf die Reduzierung von Teilen gelegt, so daß die erfindungsgemäße
Druckausgleichsverschraubung im wesentlichen aus Ober- und Unterteil
besteht.
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Das
Oberteil 2 stellt im wesentlichen einen Deckel mit einer
zur Aufnahme des Stopfens vorgesehenen Verstärkung 25 dar,
die ihrerseits eine Bohrung mit einem Innengewinde 24 besitzt.
Die Berandung des Deckels ist als Außensechskant 26 gängiger
Schlüsselweite ausgeprägt. Eine umlaufende Fase 27 und
senkrechte Fasen 28 runden den Außensechskant
ab.
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Das
Unterteil 4 ist im wesentlichen als Hohlzylinder ausgeprägt,
das Oberteil/den Deckel abschließend aufnehmend; der Außensechskant
des Oberteils findet in dem Unterteil als Anschlag 41 seine
Fortsetzung. Auch die senkrechte Fase des Oberteils setzt sich im
Unterteil als Fase 50 fort. Den Abschluß des Außensechskants
bildet der Zylinderring des Anschlags 48. Das hohlzylinderförmige
Unterteil stellt die klimatechnische Verbindung zwischen Innen-
und Außenraum dar; der Gehäuse-Luftstrom tritt
durch Lüftungskanäle, oben 49 aus oder
in umgekehrter Richtung ein. Das Unterteil wird mittels Außengewinde 43 in
der Gehäusewandung mit oder ohne Befestigungsmutter 45 verschraubt
und mittels O-Ring 44 gedichtet.
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2 zeigt
die Druckausgleichsverschraubung mit Rohrmembran und einstellbarem
Volumenstrom als Explosionszeichnung. Der zylinderförmige Deckel 2 besitzt
einen Außensechskant als Berandung 26, die in
den Anschlag 41 des hohlzylinderförmigen Gehäuses 4 – je
nach Fertigungsmethode – übergeht und dicht schließt,
z. B. durch eine Passung. Die mechanische Verbindung Deckel 2/Anschlag 41 kann
durch Rastung, Klebung, Stiftung, Verschraubung, Schweißung,
etc. – je nach Materialzusammensetzung – erfolgen.
Der Anschlag 41 kann auch umlaufende Dichtungen oder Dichtlippen
aufweisen, ebenso die entsprechende Fläche des Anschlags
des Gehäuses 4. Die Deckelberandung 26 schließt
bündig mit dem Außenrand des Anschlags des Zylindergehäuses 41.
Weiterhin besitzt das Oberteil eine Führung 21,
z. B. in Form von angespritzten Noppen, die sich ebenfalls bündig
in die Führung des entsprechend ausgeprägten Unterteils 42 dicht
fügt. Halbschalen als Lüftungskanal 49 bilden
den Luftein-/-austritt zum Außenraum der im Gehäuse
montierten Druckausgleichsverschraubung.
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Der
Stopfen 7 ist als Zylinder ausgeprägt und besitzt
ein Außengewinde 71, das am unteren Ende des Stopfens
in einen Flachzylinder als Druckplatte 73 übergeht
und die Dichtung zur Rohrmembran 6 darstellt. Die Druckplatte
kann lose oder fest gelagert werden. Ein am anderen Ende des Stopfens
versehener Schraubschlitz 72 läßt die
Verstellung des Stopfens zu; der Schraubschlitz ist über
die Bohrung 24 des Oberteils zugänglich. Die Schraubhöhe
bzw. -tiefe des Stopfens ist durch Anschläge beschränkt; eine
minimale Auf-Stellung gewährleistet stets einen Mindest-Druckausgleich.
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Die
Rohrmembran 6 ist – wie die Flachmembran – aus
porösem Werkstoff – meist Kunststoffmaterial – als
Hohlzylinder aufgebaut, wie z. B. Polypropylen (PP), hochporöses
Polystyrol (PS) oder expandiertem Polytetrafluorethylen (PTFE),
welches durch seine symmetrische Porenstruktur hydrophobischen Charakter
aufweist, eine weite chemische Verträglichkeit besitzt,
für Temperaturen zwischen –40°C...+125°C
anwendbar ist und bei einer Temperatur von 23°C eine Filter-/Membrandurchlässigkeit von > 10 ml/[min × cm2 × bar] aufweist. Je nach Ausprägung
der Anordnung – Länge zu Durchmesser und Rohrmembran-Material – ist
die Einbringung von Stützelementen erforderlich.
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Der
Dichtring 46 ist als O-Ring ausgeprägt und dichtet
die Rohrmembran 6 als räumliche Trennebene gegen
den Gehäuse-Außenraum ab.
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3 zeigt
die zusammengebaute Druckausgleichsverschraubung mit Rohrmembran
und einstellbarem Volumenstrom in Seitenansicht. Der Zusammenbau
von Ober- 2 und Unterteil 4 kann durch unterschiedliche
Fertigungsmethoden einstückig oder in Baugruppen mehrstückig
und trennbar erfolgen, wie durch Rasten, Kleben, Reib-, Ultraschall-Schweißen,
Schrauben, Nieten, Umspritzen, etc.
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Das
Außengewinde 43 ist üblicherweise metrisch
ausgeführt, andere Gewindeformen sind möglich.
Die Befestigung der Druckausgleichsverschraubung erfolgt durch geschnittenes
Gewinde im Gehäuse oder mittels Durchgangsbohrung und Gegenmutter 45.
Ein Dicht-/O-Ring 44 dichtet die Verschraubung gegen das
Gehäuse.
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In 4 ist
die zusammengebaute Druckausgleichsverschraubung mit Rohrmembran
und einstellbarem Volumenstrom in Draufsicht dargestellt. Deutlich
ist hier der Schraubschlitz 72 zur Verstellung des Stopfens 7 auszumachen.
Eine auf der Deckeloberfläche angebrachte Markierung 29 hilft
bei der Höhen-Positionierung des Stopfens.
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Zum
Zwecke des Luftein- oder -austritts weist der Deckel 2 in
Verbindung mit dem Unterteil 4 Lüftungsöffnungen 49 – hier
Halbschalen – auf, deren Anordnung, Anzahl, Durchmesser,
Bohrungswinkel sich nach Aufgabenstellung, Einsatzort und Verwendungszweck
richten. Diese Bohrungen können sowohl symmetrisch als
auch unsymmetrische geöffnet ausgeprägt sein.
Die Summe der Querschnittsflächen der Halbschalen bestimmen
den maximalen Luftein-/-austritt.
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Der
angezeigte Schnitt A-A aus 4 gelangt
in 5 zur Darstellung der Druckausgleichsverschraubung
mit Rohrmembran und einstellbarem Volumenstrom; deutlich sind durch
unterschiedliche Schraffur die Einzelteile der erfinderischen Neuheit auszumachen.
Der Deckel – das Oberteil 2 – liegt bündig
und dichtend auf dem Anschlag 41 des Unterteils 4.
Der Schnitt zeigt deutlich die Passung der Führungen 21, 42.
Die Verstärkung 25 nimmt die Gewindebohrung 24 für
die Höhenverstellung des Stopfens 7 – und
damit verbunden die Volumeneinstellung des Luftstroms – auf.
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Aus
der Schnittdarstellung geht deutlich die Lage und die Dichtung der
Rohrmembran hervor. Die mechanische Lagerung der Rohrmembran 6 erfolgt deckelseitig
durch die inneren Führungszylinder 22, die sowohl
als Statikelement wie auch als Dichtelement fungieren. Eine äußere
Abstützung durch einen Führungszylinder 23 verleiht
der Rohrmembran – durch Fügetechnik eingebracht – eine
höhere Stabilität. Die Fixierung der Rohrmembran
kann durch zusätzliche Hilfsmittel, wie z. B. Klebstoff
o. dgl., erfolgen. Das andere Ende der Rohrmembran wird gegen das
Unterteil 4 durch den Dicht-/O-Ring 46 fixiert
und gedichtet. Das Gegenlager bildet die Wandung des Lüftungskanals 47.
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Die
Ausprägung des hohlzylinderförmigen Gehäuses 2, 4 in
Werkstoff, Geometrie und Abmessung richtet sich nach Aufgabenstellung,
Einsatzort und Verwendungszweck. Bei der Dimensionierung sind die
außen wirkenden Kräfte zu berücksichtigen, die
den Druckausgleichszylinder dichten und aufnehmen.
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Innerhalb
des Gehäuses der Druckausgleichsverschraubung und parallel
zu dessen Längsausdehnung können wahlweise eine
oder mehrere Stützen für die Rohrmembran 6 notwendig
sein. Diese Stützen haben einen festen Sitz innerhalb des
Innenzylinders und nehmen über ihre Führung die Rohrmembran
auf. Anzahl und Anbringungsort der Stützen ist durch die
Statik bestimmt.
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Die
Anzahl und die Gestaltung der Führungsstützen
bestimmen u. a. die aufgespannte Fläche der Rohrmembran 6 ebenso
wie die Innen- und Außendurchmesser für die Positionierung
der Führungsstege. Auch ist für die Druckstabilität
der Rohrmembran eine Außenummantelung sowie eine Innenfüllung
mit porösen Materialien denkbar. Statt der strengen zylindrischen
Anordnung garantiert eine leicht konische Form den Wasserabfluß in
jeder Einbaulage.
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Die
einzelnen Teile der Baugruppe ”Druckausgleichsverschraubung” sind
fest miteinander gefügt; die Fertigungsmethoden können
unterschiedlich sein, wie Rasten, Kleben, Reib-, Ultraschall-Schweißen,
Schrauben, Nieten, Umspritzen, etc.; die Komponente ”Druckausgleichselement-Rohrmembran” kann
auch so ausgeprägt sein, daß sie austauschbar – wie
eine Filterpatrone – gestaltet ist. Die Bauform als Zylinder
bildet sicherlich eine optimale Bauform, jedoch sind andere Bauformen
ebenfalls bei Bedarf herstellbar.
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Die
Wirkungsweise der Druckausgleichsverschraubung mit Rohrmembran und
einstellbarem Volumenstrom gestaltet sich wie folgt. Nach Einbau
des Druckausgleichsverschraubung als filternde Schnittstelle zweier
Räume – Flüssigkeitssperre und Gasdurchlässigkeit – können
Luftvolumina aus dem das Gehäuse umgebenden Raum über
die Öffnungen 49 des Ober-/Unterteils 2, 4 in
das Innere der Druckausgleichsverschraubung dringen, in den zylindrischen Raum
zwischen Außengewinde 43 und Rohrmembran 6.
Der weitere Verlauf gestaltet sich durch die Wandung der Rohrmembran
in dieselbe und aus der Rohrmembran in den durch den Stopfen 7 begrenzten
Raum und über diesen und den Lüftungskanal 47 in
das Innere des Gehäuses.
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Die
Richtung des Luftaustauschs ist vom Verhältnis Innen- zu
Außenraumdruck abhängig und daher auch jederzeit
umkehrbar. Die Lufteintrittsöffnungen 49 des Ober-/Unterteils 2, 4 werden
je nach Aufgabenstellung, Einsatzort und Verwendungszweck mit flüssigkeitsabweisenden
Hauben – Spritzwasserschutz – o. ä. versehen,
um das unmittelbare Eindringen von z. B. Wasser zu vermeiden. Die
Luftvolumina sind neben dem Druck und der Temperatur von den gesamten
geometrischen Abmessungen des Druckausgleichszylinders mit Rohrmembran
und einstellbarem Volumenstrom 1 abhängig. Zwecks Einstellung/Optimierung
des Luftdurchlasses bzw. Luftdruckabfalls sind die entsprechenden
geometrischen Parameter dadurch zu optimieren – insbesondere
auch der das Volumen bestimmende Innendurchmesser der Rohrmembran 6 und
das verbleibende Innenvolumen des zylindrischen Gehäuses des
Unterteils 4 – daß das in der Rohrmembran durchflußbestimmende
Volumen durch Verdrehen und damit Höhenverstellens des
Stopfens 7 eingestellt wird.
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Verbunden
mit dem Ziel, in jedem Fall die Bildung von Flüssigkeitsansammlungen
in Gehäusen zu verhindern, erlaubt die Druckausgleichsverschraubung
mit Rohrmembran und einstellbarem Volumenstrom den Einsatz von so
ausgerüsteten geschlossenen Gehäusen in allen
Klimazonen bei beliebiger klimatechnisch bedeutender Ausstattung, wie
mit wärmeerzeugenden Schalt- und Steuergeräten
oder Klimageräten.
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Ein
weiterer Anwendungsbezug der/s Druckausgleichszylinders liegt darin,
daß die Rohrmembranen unterschiedliche Porositäten/Stoffdurchgangszahlen
aufweisen und damit für unterschiedliche Stoffe wirksam
sind.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch,
daß der Druckausgleichszylinder in seiner Montage keiner
Lageeinbauvorschrift unterliegt.
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Schutz
vor dem Eindringen von Schmutzpartikeln oder Wasser ist gegeben;
auch bei Ober-Kopf-Montage ist durch abgeschrägte Kanten oder
konischer statt zylindrischer Formgebung der Ablauf von Wasser möglich.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der
Druckausgleichszylinder als aneinanderreihbare Druckausgleichszylinder
im Schaltschrankbau Verwendung findet.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Druckausgleichszylinder
je nach gewünschter Durchflußrichtung von innen
nach außen zeigend oder umgekehrt montiert werden.
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Feuchtigkeitsbenetzbare
Stellen des Druckausgleichszylinders sollten so bemessen sein, daß Wassertropfen
sich nicht auf Grund von Oberflächenspannungen halten können.
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Eine
weitere Ausprägung der Erfindung sieht eine Außenummantelung
und eine Innenfüllung der Rohrmembran mit einem hydrophoben
porösen Material, wie z. B. Polystyrol, vor, um die Druckfestigkeit der
Rohrmembran zu erhöhen und Feuchtigkeitsansammlungen zu
verhindern.
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Eine
weitere Variabilität im Volumen ist durch die Vervielfachung
der 'Ein'-Rohrmembran gegeben; die Mehr-Rohrmembran ist – wie
die Ein-Rohrmembran – aus porösem Werkstoff – meist
Kunststoffmaterial – als Hohlzylinder aufgebaut, entweder
als mehrfache Ein-Rohrmembran oder als einfache Mehr-Rohrmembran.
Je nach Ausprägung der Anordnung – Länge
zu Durchmesser und Rohrmembran-Anzahl und -Material – ist
die Einbringung von Stützelementen erforderlich.
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Ein
weiteres Einsatzgebiet stellt die Lösung von Druckausgleichsverschraubungen
mit Mehr-Rohrmembranen dar, wo die Membranen unterschiedliche Porosität
besitzen und somit Filtereigenschaften unterschiedlich dichter Stoffe
aufweisen.
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Die
zahlreichen Möglichkeiten und Vorteile der Ausgestaltung
der Erfindung spiegeln sich in der Anzahl der Schutzrechtsansprüche
wider.
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- 1
- Druckausgleichsverschraubung
- 2
- Oberteil
- 21
- Führung
Oberteil
- 22
- Führungszylinder
Rohrmembran, innen
- 23
- Führungszylinder
Rohrmembran, außen (nicht dargestellt)
- 24
- Bohrung
mit Innengewinde
- 25
- Hutze,
Verstärkung
- 26
- Außensechskant
- 27
- Fase,
umlaufend
- 28
- Fase,
senkrecht
- 29
- Deckelmarkierung
(nicht dargestellt)
- 4
- Unterteil
- 41
- Anschlag
Außensechskant
- 42
- Führung
Unterteil
- 43
- Außengewinde
- 44
- O-Ring,
Dichtring Gehäuse (nicht dargestellt)
- 45
- Befestigungsmutter
Gehäuse (nicht dargestellt)
- 46
- O-Ring,
Dichtring Rohrmembran
- 47
- Lüftungskanal,
unten
- 48
- Anschlag
Zylinderring
- 49
- Lüftungskanal,
oben
- 50
- Fase,
senkrecht
- 6
- Rohrmembran,
semipermeable
- 7
- Stopfen,
schraubbar, selbsthaltend
- 71
- Außengewinde
- 72
- Schraubschlitz
- 73
- Druckplatte,
dichtend
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102006048943 [0001]
- - DE 102005035210 [0008]
- - EP 1746698 [0008]
- - DE 102005047662 [0012]
- - DE 102005055616 [0017]
- - DE 102006012998 [0020]
- - DE 102006048943 A [0023]