Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher und/oder Energiewandler gemäß der Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 der Erfindung. The invention relates to an energy store and / or energy converter according to the combination of features of claim 1 of the invention.
Sind die Gehäuse von Energiespeichern und/oder Energiewandlern, wie beispielsweise von HV-Batteriesystemen (Hochvolt-Batteriesystemen) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Hybridfahrzeug, ein Brennstoffzellenfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug, auf Dichtigkeit gegenüber der Atmosphäre ausgelegt, unterliegen diese im Gehäuseinneren aufgrund von Temperaturschwankungen und Luftdruckveränderungen (z.B. Höhenänderung bei Bergfahrt) Druckschwankungen. Um das Gehäuse vor Deformation zu schützen, müssen diese Druckdifferenzen möglichst ausgeglichen werden. So ist aus der DE 10 2010 051 000 A1 ein hermetisch dicht ausgebildetes Batteriegehäuse bekannt, welches zum besagten Druckausgleich strömungstechnisch mit einem Ausdehnungsgefäß verbunden ist. Innerhalb des Ausdehnungsgefäßes ist eine impermeable, d.h. luft- und feuchtigkeitsdichte flexible Membran angeordnet, die im Ausdehnungsgefäß ein variables Gasvolumen respektive Ausgleichvolumen begrenzt. Des Weiteren ist aus der DE 10 2011 103 998 A1 eine Energiespeichereinheit und/oder -wandlereinheit mit einem Gehäuse für dasselbe und zumindest einem am Gehäuse strömungstechnisch verbundenen und als elastischer Hohlkörper ausgebildeten sowie in bestimmten Grenzen wirkenden Druckausgleichselement bekannt. Darüber hinaus weisen das Gehäuse und/oder das Druckausgleichselement ein aktiv betriebenes, insbesondere mittels eines Drucksensors angesteuertes sowie elektrisch betriebenes Überdruck- und/oder Unterdruckventil auf, um bei Überschreitung besagter Grenzen des Druckausgleichselements im Sinne Überdruck oder Unterdruck dennoch den erforderlichen Druckausgleich zu ermöglichen, indem das Ventil zur Atmosphäre hin geöffnet wird. Der Druckausgleich über Luftmassen birgt die Gefahr, dass sich die in den atmosphärischen Luftmassen enthaltene Luftfeuchtigkeit im System bzw. im besagten Gehäuseinneren zyklisch erhöht und als Kondensat niederschlägt. Um diesem nachteiligen Umstand zu begegnen, ist es aus der DE 10 2009 032 463 A1 und der DE 10 2011 103 998 A1 bekannt, den aus der Atmosphäre stammenden und in das Druckausgleichselement eindringenden Druckausgleichsluftstrom mittels eines Trocknungseinheit zu trocken. Die besagte Trocknungseinheit weist vorzugsweise ein Feuchtebindemittel in Form von sogenannten SILICA-Teilchen auf. Unter SILICA-Teilchen, auch als Kieselgel bezeichnet, werden in der Fachwelt insbesondere stark hygroskopisch (wasseranziehend) wirkende Teilchen verstanden. If the housings of energy storage devices and / or energy converters, such as HV battery systems (high-voltage battery systems) for a vehicle, in particular for a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle or an electric vehicle, are designed to be impermeable to the atmosphere, they are subject to internal temperature changes and barometric pressure changes (eg altitude change when climbing) pressure fluctuations. To protect the housing against deformation, these pressure differences must be balanced as possible. So is out of the DE 10 2010 051 000 A1 a hermetically sealed battery housing known, which is fluidically connected to said pressure equalization with an expansion vessel. Within the expansion vessel, an impermeable, ie air-tight and moisture-tight flexible membrane is arranged, which limits a variable gas volume or equalization volume in the expansion vessel. Furthermore, from the DE 10 2011 103 998 A1 an energy storage unit and / or -wandlereinheit with a housing for the same and at least one fluidically connected to the housing and designed as an elastic hollow body and acting within certain limits pressure compensation element known. In addition, the housing and / or the pressure compensation element on an actively operated, in particular driven by a pressure sensor and electrically operated overpressure and / or vacuum valve to allow when exceeding said limits of the pressure compensation element in terms of overpressure or negative pressure still the required pressure equalization by the valve is opened to the atmosphere. The pressure compensation via air masses involves the danger that the air humidity contained in the atmospheric air masses in the system or in said housing interior increases cyclically and precipitates as condensate. To counter this disadvantageous circumstance, it is from the DE 10 2009 032 463 A1 and the DE 10 2011 103 998 A1 known to dry the resulting from the atmosphere and penetrating into the pressure compensation element pressure equalization air flow by means of a drying unit. Said drying unit preferably has a moisture binder in the form of so-called SILICA particles. SILICA particles, also referred to as silica gel, are understood in the art to be particularly strongly hygroscopic (hydrophilic) particles.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen alternativen Energiespeicher und/oder Energiewandler mit einem Druckausgleichselement zu schaffen, der im Hinblick auf den Stand der Technik weiter verbessert ist. On this basis, it is an object of the invention to provide an alternative energy storage and / or energy converter with a pressure compensation element, which is further improved in view of the prior art.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch einen Energiespeicher und/oder Energiewandler, mit einem denselben aufnehmenden Gehäuse, welches ein erstes Luftvolumen aufweist, wobei dem Gehäuse eine in bestimmten Grenzen wirkende Druckausgleichsvorrichtung mit einem variablen, zweiten Luftvolumen zugeordnet ist, wobei das erste Luftvolumen unmittelbar oder mittelbar über eine Anschlussleitung mit dem zweiten Luftvolumen verbunden ist, und wobei das zweite Luftvolumen bei besagte Grenzen überschreitendem Überdruck oder Unterdruck im ersten und zweiten Luftvolumen mittels zumindest eines Ventils zu einem Atmosphärendruck „PA“ aufweisenden dritten Luftvolumen öffnend und schließend ausgebildet ist, welches seinerseits durch ein Gehäuse mit einer zur Atmosphäre mit Atmosphärendruck „PA“ hin luftdurchlässigen Öffnung gebildet ist. The object is achieved by an energy storage and / or energy converter, with a same receiving housing, which has a first volume of air, wherein the housing is assigned a pressure acting within certain limits pressure compensation device with a variable, second air volume, wherein the first volume of air directly or indirectly is connected via a connecting line with the second volume of air, and wherein the second volume of air at said limits exceeding overpressure or negative pressure in the first and second air volume by at least one valve to an atmospheric pressure "P A " having third air volume is opening and closing, which in turn by a housing is formed with an atmosphere permeable to atmospheric pressure "P A " through the opening.
Durch diese Maßnahme sind die Voraussetzungen geschaffen, den aus der Atmosphäre stammenden und in das aus Energiespeichern und/oder Energiewandlern sowie der Druckausgleichsvorrichtung bestehende System eindringenden Druckausgleichsluftstrom in vorteilhafter Weise vorab einer Behandlung im Sinne des Zurückhaltens von Staub und Wasser zu unterziehen, wodurch das in Rede stehende System im Hinblick auf den Stand der Technik vereinfacht ist. By this measure, the conditions are created, the originating from the atmosphere and in the energy storage and / or energy converters and the pressure compensation device penetrating system penetrating pressure equalization air flow in advance advantageously subjected to a treatment in terms of retention of dust and water, which in the speech standing system is simplified in terms of the prior art.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung. The subclaims describe preferred developments or refinements of the invention.
Danach ist vorgesehen, dass die Öffnung vorteilhaft mittels einer einfach und kostengünstig zu verarbeitenden luftdurchlässigen, jedoch staub- und wasserundurchlässigen Membran, insbesondere Kunststoff-Membran mit Mikroporen, beispielsweise aus einem PTFE (Polytetrafluorerthen) verschlossen ist. Hierdurch wird der aus der Atmosphäre stammende und in das aus Energiespeichern und/oder Energiewandlern sowie der Druckausgleichsvorrichtung bestehende System eindringende Druckausgleichsluftstrom in vorteilhafter Weise vorab einer Behandlung im Sinne des Zurückhaltens von Staub und Wasser unterzogen. Die Druckausgleichsvorrichtung, welches das zweite Luftvolumen ausbildet, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform durch ein Trennelement in Form eines in einem hohlzylindrischen Gehäuse infolge eines Druckunterschieds axial verschiebbaren Kolbens gebildet, welcher das zweite und dritte Luftvolumen voneinander separiert. Alternativen hierzu weisen beispielsweise einen axial verstellbaren Faltenbalg oder Rollbalg oder einen expandier- und kontrahierbaren Elastomersack oder Schlauch auf, welche bevorzugt zur definierten Führung und Begrenzung deren Verstellung bzw. Expansion ebenfalls in einem Gehäuse angeordnet sind. Der Kolben, Faltenbalg, Rollbalg, Elastomersack oder Schlauch weisen dabei eine Stirnfläche auf, in welcher das zumindest eine Ventil ausgebildet oder angeordnet ist, wodurch die Funktion desselben bei maximalem Überdruck bzw. bei maximalem Unterdruck gewährleistet ist. Wie die Erfindung weiter vorsieht, ist das zumindest eine Ventil in Abhängigkeit definierter Druckunterschiede im zweiten und dritten Luftvolumen selbsttätig öffnend und schließend ausgebildet, wodurch kostenaufwendige aktiv betriebene, insbesondere im Stand der Technik favorisierte elektrisch betriebene Ventile vermieden sind. Wie die Erfindung noch vorsieht, weist gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung das zumindest eine Ventil eine scheibenförmige Gestalt auf und ist durch eine ein- oder mehrfach über Kreuz geschlitzte elastische Membran, vorzugsweise Kunststoff-Membran, zur Ausbildung beidseitig der Membran infolge eines Druckunterschiedes zwischen dem zweiten und dritten Luftvolumen auslenkbarer, federelastischer Klappen gebildet. Alternativ weist das zumindest eine Ventil eine scheibenförmige Gestalt auf und ist durch eine geschlitzte Membran mit zwei im Bereich des Schlitzes ausgebildeten und aufeinander gepressten sowie infolge eines Druckunterschiedes zwischen dem zweiten und dritten Luftvolumen öffenbaren Dichtlippen gebildet oder es sind zwei Ventile vorgesehen, die jeweils durch eine federelastisch aufgehängte oder federelastisch ausgebildete Klappe nach Art einer Rückschlagklappe gebildet und in Abhängigkeit eines Druckunterschiedes zwischen dem zweiten und dritten Luftvolumen in entgegengesetzte Richtung öffnend ausgebildet sind. In Fortbildung der Erfindung ist des Weiteren bei Bedarf vorgesehen, dass die vorgenannten Klappen, Dichtlippen oder Klappen der zwei Ventile in Abhängigkeit ihrer Auslenkungsrichtung so ausgebildet oder ausgelegt sind, dass dieselben einem unterschiedlichen Öffnungsdruck widerstehen. So kann es beispielsweise angezeigt sein, dass die Ventile im Hinblick auf einen im System sich einstellenden Überdruck schneller öffnen als bei einem zu verzeichnenden Unterdruck oder umgekehrt. Um den erforderlichen Bauraum zur Ausbildung des zweiten oder zweiten und dritten Luftvolumens zu minimieren und/oder ein einfach und kostengünstig zu verbauendes, kompakt ausgebildetes Energiespeicher- und/oder Energiewandler-Modul bereitstellen zu können, ist vorgesehen, dass das zweite Luftvolumen oder das zweite und dritte Luftvolumen innerhalb des den Energiespeicher und/oder Energiewandler aufnehmenden Gehäuses angeordnet oder ausgebildet ist/sind. Um etwaige im System noch vorhandene oder in dasselbe von außen eindringende Feuchte aufnehmen bzw. binden zu können, ist dem ersten und/oder zweiten Luftvolumen ein Trocknungsmittel zugeordnet, welches bevorzugt die eingangs beschriebenen SILICA-Teilchen aufweist. Um insbesondere den Eintritt von Wasser aus dem zweiten in das erste Luftvolumen zu vermeiden, ist in Weiterbildung der Erfindung zwischen dem ersten und zweiten Luftvolumen eine Wassersperre, vorzugsweise in Form einer luftdurchlässigen, jedoch wasserundurchlässigen Membran angeordnet. Eine derartige Wassersperre ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn ein beispielsweise als Wechseleinsatz ausgebildetes Trocknungsmittel bereits gesättigt ist, demgemäß nicht mehr Luftfeuchte aufnehmen kann und in der Folge eine Wasseransammlung zu verzeichnen ist. Um diesem nachteiligen Umstand bereits im Vorfeld zu begegnen, ist bevorzugt dem Trocknungsmittel ein Feuchtesensor zugeordnet, der seinerseits ein optisches und/oder akustisches Signal ausgibt, welches die Wartung des Energiespeichers und/oder Energiewandlers im Sinne eines Austausches des besagten Wechseleinsatzes erleichtert. Thereafter, it is provided that the opening is advantageously closed by means of a simple and inexpensive to process air-permeable, but dust and water-impermeable membrane, in particular plastic membrane with micropores, for example, a PTFE (polytetrafluoroethylene). As a result, the resulting from the atmosphere and in which from energy storage and / or energy converters and the pressure compensation device existing system penetrating pressure equalization air flow is advantageously subjected in advance a treatment in terms of retention of dust and water. The pressure compensation device, which forms the second volume of air is formed according to a preferred embodiment by a separating element in the form of a hollow cylindrical housing due to a pressure difference axially displaceable piston which separates the second and third air volumes from each other. Alternatives to this include, for example, an axially adjustable bellows or rolling bellows or an expandable and contractible elastomer bag or tube, which are preferably also arranged in a housing for defined guidance and limitation of their adjustment or expansion. The piston, bellows, rolling bellows, Elastomersack or hose in this case have an end face in which the at least one valve is formed or arranged, whereby the function thereof is ensured at maximum overpressure or at maximum negative pressure. As the invention further provides, the at least one valve is designed to open and close automatically as a function of defined pressure differences in the second and third air volumes, thereby avoiding costly actively operated, in particular in the prior art favored electrically operated valves. As the invention still provides, according to a first preferred embodiment of the invention, the at least one valve on a disk-shaped shape and is by a single or multiple cross-slit elastic membrane, preferably plastic membrane, to form both sides of the membrane due to a pressure difference between formed the second and third air volume deflectable, resilient flaps. Alternatively, the at least one valve has a disc-shaped shape and is formed by a slotted membrane with two formed in the region of the slot and pressed together and opened due to a pressure difference between the second and third air volume sealing lips or two valves are provided, each by a resiliently suspended or resiliently formed flap formed in the manner of a non-return valve and are formed in response to a pressure difference between the second and third air volumes in the opposite direction. In a further development of the invention, if necessary, it is further provided that the aforementioned flaps, sealing lips or flaps of the two valves are designed or designed as a function of their deflection direction such that they withstand a different opening pressure. It may, for example, be indicated that the valves open more quickly with regard to an overpressure occurring in the system than with a negative pressure to be recorded or vice versa. In order to minimize the space required for the formation of the second or second and third air volumes and / or to provide a simple and inexpensive to install, compact trained energy storage and / or energy converter module, it is provided that the second air volume or the second and third air volume within the energy storage and / or energy converter receiving housing is arranged or formed / are. In order to be able to absorb or bind any moisture which still exists in the system or enters it from the outside, the first and / or second air volume is assigned a desiccant, which preferably has the SILICA particles described in the introduction. In order to avoid in particular the entry of water from the second into the first volume of air, a water barrier, preferably in the form of an air-permeable but water-impermeable membrane is arranged in the invention between the first and second air volume. Such a water barrier is particularly useful when an example designed as a change agent desiccant is already saturated, accordingly can no longer absorb humidity and as a result, a water accumulation is recorded. To counteract this disadvantageous circumstance in advance, a moisture sensor is preferably associated with the desiccant, which in turn emits an optical and / or acoustic signal, which facilitates the maintenance of the energy storage and / or energy converter in the sense of an exchange of the said exchange insert.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments schematically illustrated in the drawings. However, it is not limited to these, but covers all embodiments defined by the claims. Show it:
1 äußerst schematisch den erfindungsgemäßen Energiespeicher und/oder Energiewandler mit einem zugeordneten Druckausgleichselement, 1 very schematically the energy storage device according to the invention and / or energy converter with an associated pressure compensation element,
2a ein mit einem Ventil ausgestattetes Druckausgleichselement in einer Aufsicht gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform (Ansicht „A“ nach 2b), 2a a provided with a valve pressure compensation element in a plan view according to a first advantageous embodiment (view "A" after 2 B )
2b das Druckausgleichselement nach 2a in einer Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie „I-I“ nach 2a, 2 B the pressure compensation element after 2a in a sectional view along the section line "II" after 2a .
3 einen Teillängsschnitt einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform des Druckausgleichselement, 3 a partial longitudinal section of a second advantageous embodiment of the pressure compensation element,
4 einen Teillängsschnitt einer dritten vorteilhaften Ausführungsform des Druckausgleichselement, 4 a partial longitudinal section of a third advantageous embodiment of the pressure compensation element,
5a eine vierte vorteilhafte Ausführungsform des Druckausgleichselement in einer Aufsicht (Ansicht „B“ nach 5b), 5a a fourth advantageous embodiment of the pressure compensation element in a plan view (view "B" after 5b )
5b das Druckausgleichselement nach 5a in einer Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie „II-II“ nach 5a, 5b the pressure compensation element after 5a in a sectional view along the section line "II-II" after 5a .
6a eine fünfte vorteilhafte Ausführungsform des Druckausgleichselement in einer Aufsicht (Ansicht „C“ nach 6b), 6a a fifth advantageous embodiment of the pressure compensation element in a plan view (view "C" after 6b )
6b das Druckausgleichselement nach 6a in einer Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie „III-III“ nach 6a, 6b the pressure compensation element after 6a in a sectional view along the section line "III-III" after 6a .
7a eine sechste vorteilhafte Ausführungsform des Druckausgleichselement in einer Aufsicht (Ansicht „D“ nach 7b), 7a a sixth advantageous embodiment of the pressure compensation element in a plan view (view "D" after 7b )
7b das Druckausgleichselement nach 7a in einer Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie „IV-IV“ nach 7a, 7b the pressure compensation element after 7a in a sectional view along the section line "IV-IV" after 7a .
8a die Einzelansicht (Aufsicht) eines Ventils des Druckausgleichselements gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsvariante (Ansicht „E“ nach 8b), 8a the individual view (top view) of a valve of the pressure compensation element according to a first advantageous embodiment variant (view "E" after 8b )
8b das Ventil nach 8a in einer Seitenansicht in zwei möglichen Offenstellungen desselben (Ansicht „F“ nach 8a), 8b the valve after 8a in a side view in two possible open positions of the same (view "F" after 8a )
9a ein Ventil des Druckausgleichselements in einer Aufsicht gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführungsvariante (Ansicht „G“ nach 9b), 9a a valve of the pressure compensation element in a plan view according to a second advantageous embodiment variant (view "G" after 9b )
9b das Ventil nach 9a in einer Schnittansicht in einer Geschlossenstellung desselben (Schnitt „V-V“ nach 9a), 9b the valve after 9a in a sectional view in a closed position thereof (section "VV" after 9a )
10a ein Ventil des Druckausgleichselements in einer Aufsicht gemäß einer dritten vorteilhaften Ausführungsvariante (Ansicht „H“ nach 10b), 10a a valve of the pressure compensation element in a plan view according to a third advantageous embodiment variant (view "H" after 10b )
10b das Ventil nach 10a in einer Seitenansicht in einer Offenstellungen desselben (Ansicht „J“ nach 10a), 10b the valve after 10a in a side view in an open position of the same (view "J" after 10a )
1 zeigt äußerst schematisch einen Energiespeicher und/oder Energiewandler 1, der wie einleitend bereits ausgeführt, beispielsweise ein HV-Batteriesystem (Hochvolt-Batteriesystem) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Hybridfahrzeug, ein Brennstoffzellenfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug sein kann. Der Energiespeicher und/oder Energiewandler 1 ist von einem Gehäuse 2 aufgenommen, welches ein erstes Luftvolumen 3 aufweist. 1 shows very schematically an energy storage and / or energy converter 1 as already mentioned in the introduction, for example a HV battery system (high-voltage battery system) for a vehicle, in particular for a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle or an electric vehicle. The energy storage and / or energy converter 1 is from a housing 2 recorded, which is a first volume of air 3 having.
Dem Gehäuse 2 ist eine in bestimmten Grenzen wirkende Druckausgleichsvorrichtung 4 mit einem variablen zweiten Luftvolumen 5 zugeordnet. Vorliegend ist das erste Luftvolumen 3 mittelbar über eine Anschlussleitung 6 mit dem zweiten Luftvolumen 5 der Druckausgleichsvorrichtung 4 verbunden. Durch die Erfindung mit erfasst ist auch eine unmittelbare luftströmungstechnische Verbindung des ersten Luftvolumens 3 mit dem zweiten Luftvolumen 5 (nicht zeichnerisch dargestellt). Das den Energiespeicher und/oder Energiewandler 1 aufnehmende Gehäuse 2 sowie die Druckausgleichsvorrichtung 4 sind auf Dichtigkeit gegenüber Atmosphärendruck „PA“ ausgelegt. The case 2 is a pressure acting within certain limits pressure compensation device 4 with a variable second volume of air 5 assigned. The present is the first volume of air 3 indirectly via a connecting cable 6 with the second air volume 5 the pressure compensation device 4 connected. Also covered by the invention is an immediate air flow connection of the first volume of air 3 with the second air volume 5 (not shown in the drawing). That the energy storage and / or energy converter 1 receiving housing 2 and the pressure compensation device 4 are designed for tightness against atmospheric pressure "P A ".
An das zweite Luftvolumen 5 schließt sich ein drittes Luftvolumen 7 an. Zweites und drittes Luftvolumen 5, 7 sind durch ein weiteres, vorliegendes gemeinsames und bevorzugt im Querschnitt hohlzylindrisch ausgebildetes Gehäuse 8 gebildet und mittels eines infolge eines Druckunterschieds im besagten Gehäuse 8 axial verschiebbares Trennelements 9 in Form eines Kolbens 9a voneinander separiert. Das dritte Luftvolumen 7 weist dabei immer Atmosphärendruck „PA“ auf, welcher durch eine luftdurchlässige Öffnung 10 im Gehäuse 8 zur Atmosphäre respektive besagten Atmosphärendruck „PA“ aufweisenden Umgebung des in Rede stehenden Systems hin bewirkt ist. To the second air volume 5 closes a third volume of air 7 at. Second and third air volume 5 . 7 are by another, existing common and preferably in cross-section hollow cylindrical housing formed 8th formed and by means of a due to a pressure difference in said housing 8th axially displaceable separating element 9 in the form of a piston 9a separated from each other. The third air volume 7 always has atmospheric pressure "P A ", which through an air-permeable opening 10 in the case 8th is caused to the atmosphere respectively said atmospheric pressure "P A " having environment of the system in question.
Die Funktionsweise der Druckausgleichsvorrichtung 4 ist dabei wie folgt:
Gesetzt den Fall, es ist infolge einer Temperatur- und/oder Luftdruckänderung ein Druckunterschied zwischen zum einen den untereinander verbundenen ersten und zweiten Luftvolumen 3, 5 und zum anderen dem dritten Luftvolumen 7 im Sinne eines Überdrucks in den Luftvolumen 3, 5 gegenüber dem dritten Luftvolumen 7 zu verzeichnen, so wird ausgehend von einer vorgegebenen Ausgangsstellung, beispielsweise mittig der Längserstreckung des Gehäuses 8, der verschiebbare Kolben 9a innerhalb des hohlzylindrischen Gehäuses 8 zur Öffnung 10 hin bewegt (vgl. 1, Richtungspfeile 11), so dass sich das zweite Luftvolumen 5 vergrößert und das dritte Luftvolumen 7 verringert. Infolge des bewirkten Druckausgleichs wird insbesondere das Gehäuse 2 vor Deformation geschützt. Im umgekehrten Fall, d. h., bei Unterdruck im ersten und zweiten Luftvolumen 3, 5 gegenüber dem dritten Luftvolumen 7 wird der Kolben 9a infolge der zu verzeichnenden Druckdifferenz von der Öffnung 10 weg bewegt (vgl. 1, Richtungspfeile 12), bis der gewünschte Druckausgleich zwischen den Luftvolumen 3, 5, 7 bewirkt ist. Optimal vollzieht sich der besagte Druckausgleich innerhalb der Verschiebegrenzen des Kolbens 9a, die beispielsweise durch Anschläge oder Stirnflächen des Gehäuses 8 vorgegeben sind (nicht zeichnerisch dargestellt). The operation of the pressure compensation device 4 is as follows:
Assuming the case, it is due to a change in temperature and / or air pressure, a pressure difference between on the one interconnected first and second air volumes 3 . 5 and on the other hand, the third air volume 7 in the sense of an overpressure in the air volume 3 . 5 opposite the third air volume 7 recorded, starting from a predetermined starting position, for example, the center of the longitudinal extent of the housing 8th , the sliding piston 9a within the hollow cylindrical housing 8th to the opening 10 moved towards (cf. 1 , Directional arrows 11 ), so that the second air volume 5 enlarged and the third volume of air 7 reduced. As a result of the effected pressure equalization in particular the housing 2 protected against deformation. In the reverse case, that is, at negative pressure in the first and second air volumes 3 . 5 opposite the third air volume 7 becomes the piston 9a due to the difference in pressure from the opening 10 moved away (cf. 1 , Directional arrows 12 ) until the desired pressure balance between the air volume 3 . 5 . 7 is effected. Optimally, the said pressure equalization takes place within the displacement limits of the piston 9a , for example, by stops or end faces of the housing 8th are given (not shown in the drawing).
Demgegenüber kann es jedoch infolge überhöhter Temperatur- und/oder Luftdruckschwankungen während beispielsweise einer Bergfahrt geschehen, dass eine Druckdifferenz zwischen zum einen den untereinander verbundenen ersten und zweiten Luftvolumen 3, 5 und zum anderen dem dritten Luftvolumen 7 durch den verschiebbaren Kolben 9a nicht mehr ausgeglichen werden kann, d. h., derselbe seinen maximalen Verstellweg in die eine oder andere Richtung bereits erreicht hat, obwohl weiterer Über- oder Unterdruck im ersten und zweiten Luftvolumen 3, 5 anliegt, wodurch die Gefahr der Deformation insbesondere des Gehäuses 2 gegeben ist. In contrast, however, it can happen as a result of excessive temperature and / or air pressure fluctuations during, for example, a climb, that a pressure difference between on the one interconnected first and second air volume 3 . 5 and on the other hand, the third air volume 7 through the sliding piston 9a can no longer be compensated, that is, the same has already reached its maximum displacement in one direction or the other, although further positive or negative pressure in the first and second air volumes 3 . 5 rests, whereby the risk of deformation, in particular of the housing 2 given is.
Um diesem Umstand zu begegnen, ist gemäß dem in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel unmittelbar am Trennelement 9 in Form des innerhalb des Gehäuses 8 axial verschiebbaren Kolbens 9a zumindest ein selbsttätig öffnend und schließend ausgebildetes Ventil 13 ausgebildet oder angeordnet, welches bei Erreichen des maximalen Verstellweges des Kolbens 9a und weiterhin anstehendem Über- oder Unterdruck im Luftvolumen 5 öffnet und somit einen Austausch von Luft (Luftstrom 14) mit der Umgebung erlaubt, wodurch in Abhängigkeit des eingestellten Öffnungswiderstandes des Ventils 13 ein Druckausgleich soweit bewirkt wird, dass eine Deformation insbesondere des Gehäuses 2 wirkungsvoll verhindert wird. Das Ventil 13 ist vorliegend an einer Stirnwand 15 des Kolbens 9 vorgesehen und kann entweder an der besagten Stirnwand 15 selbst respektive einstückig mit derselben ausgebildet oder an dieselbe montiert sein. To meet this circumstance, according to the in 1 illustrated embodiment immediately on the separator 9 in the form of inside the case 8th axially displaceable piston 9a at least one self-opening and closing trained valve 13 formed or arranged, which upon reaching the maximum displacement of the piston 9a and still pending over or under pressure in the air volume 5 opens and thus an exchange of air (air flow 14 ) with the environment, whereby depending on the set opening resistance of the valve 13 a pressure compensation is effected so far that a deformation of the housing in particular 2 effectively prevented. The valve 13 is present on an end wall 15 of the piston 9 provided and can either on the said end wall 15 itself respectively integrally formed therewith or mounted on the same.
Um die Funktion des verschiebbaren Kolbens 9a auch zukünftig wirkungsvoll zu gewährleisten, kann derselbe mittels zugeordneter Federelemente derart federbelastet sein, dass er in einer derartigen Situation, nämlich bei geöffnetem Ventil 13, selbsttätig zumindest teilweise vom den maximalen Verstellweg kennzeichnenden Anschlag in Richtung seiner Ausgangsstellung fortbewegt wird (nicht zeichnerisch dargestellt). To the function of the sliding piston 9a To ensure effective future, the same may be spring loaded by means of associated spring elements, that he in such a situation, namely with the valve open 13 , automatically at least partially by the maximum adjustment characteristic characterizing stop is moved in the direction of its initial position (not shown in the drawing).
Stellt sich somit im den Energiespeicher und/oder Energiewandler 1 aufnehmenden Gehäuse 2 ein Unterdruck ein, strömt zunächst Luft aus dem Luftvolumen 5 der Druckausgleichsvorrichtung 4 zum Luftvolumen 3 des Gehäuses 2, bis das Luftvolumen 5 erschöpft ist und der Kolben 9a seinen entsprechenden Endanschlag erreicht hat. Steht weiterhin ein Unterdruck an, öffnet sich das zumindest eine bis dahin geschlossene Ventil 13 und Frischluft (Luftstrom 14) strömt aus der Umgebung nach, da der Öffnungsdruck für das Ventil 13 über dem Druck liegt, der zum Verschieben des Trennelements 9 in Form des Kolbens 9a erforderlich ist. Imagine thus in the energy storage and / or energy converter 1 receiving housing 2 a negative pressure, first air flows from the air volume 5 the pressure compensation device 4 to the volume of air 3 of the housing 2 until the air volume 5 is exhausted and the piston 9a has reached its corresponding end stop. If there is still a negative pressure, the at least one valve that has been closed until then opens 13 and fresh air (airflow 14 ) flows out of the environment as the opening pressure for the valve 13 above the pressure, which is to move the separator 9 in the form of the piston 9a is required.
Stellt sich demgegenüber Überdruck im Gehäuse 2 ein, strömt Luft zunächst aus dem Luftvolumen 3 des Gehäuses 2 zum Luftvolumen 5 der Druckausgleichsvorrichtung 4, der Kolben 9a verschiebt sich bei Minderung des Luftvolumens 7 zur Öffnung 10 hin bis er seinen entsprechenden Endanschlag erreicht. Steht weiterhin ein Überdruck an, öffnet sich das zumindest eine bis dahin geschlossene Ventil 13 und gibt Luft (Luftstrom 14) aus dem System an die Umgebung ab. In contrast, poses overpressure in the housing 2 a, air initially flows out of the air volume 3 of the housing 2 to the volume of air 5 the pressure compensation device 4 , The piston 9a shifts when the volume of air is reduced 7 to the opening 10 until it reaches its corresponding end stop. If an overpressure persists, the at least one valve that has been closed until then opens 13 and gives air (airflow 14 ) from the system to the environment.
Wie der 1 weiter zu entnehmen ist, ist die Öffnung 10 des Gehäuses 8 mittels einer luftdurchlässigen, jedoch staub- und wasserundurchlässigen ersten Membran 16 verschlossen. Besagte Membran 16 ist bevorzugt durch eine Kunststoff-Membran 16 mit Mikroporen gebildet und besteht beispielsweise aus einem PTFE (Polytetrafluorethylen). Durch diese Maßnahme wird der aus der Atmosphäre bzw. Umgebung stammende und in das aus einem oder mehreren Energiespeichern und/oder Energiewandlern 1 sowie der Druckausgleichsvorrichtung 4 bestehende System eindringende Druckausgleichsluftstrom (Luftstrom 14) in vorteilhafter Weise vorab einer Behandlung im Sinne des Zurückhaltens von Staub und Wasser unterzogen. Again 1 it can be seen further, is the opening 10 of the housing 8th by means of an air-permeable, but dust- and water-impermeable first membrane 16 locked. Said membrane 16 is preferred by a plastic membrane 16 formed with micropores and consists for example of a PTFE (polytetrafluoroethylene). By this measure, the originating from the atmosphere or environment in and out of one or more energy storage and / or energy converters 1 and the pressure compensation device 4 existing system penetrating pressure equalizing air flow (air flow 14 ) in advance advantageously subjected to a treatment in the sense of retention of dust and water.
Um etwaige im besagten System noch vorhandene oder in dasselbe von außen eindringende Feuchte aufnehmen bzw. binden zu können, ist dem ersten und/oder zweiten Luftvolumen 3, 5 ein Trocknungsmittel 17 zugeordnet, welches bevorzugt die bereits eingangs beschriebenen SILICA-Teilchen aufweist. Im Hinblick auf 1 ist beispielgebend lediglich im von der Druckausgleichsvorrichtung 4 ausgebildeten zweiten Luftvolumen 5 ein derartiges Trocknungsmittel 17 gezeigt, welches bevorzugt als Wechseleinsatz ausgebildet ist, um dieses bei Sättigung mit Feuchtigkeit bzw. Wasser einfach und kostengünstig gegen trockenes Trocknungsmittel 17 austauschen zu können. In order to be able to absorb or bind any moisture which still exists in the said system or enters into it from the outside, the first and / or second air volume is 3 . 5 a drying agent 17 assigned, which preferably has the already described above SILICA particles. With regard 1 is exemplary only in by the pressure compensation device 4 trained second air volume 5 such a drying agent 17 shown, which is preferably designed as a removable insert to this when saturated with moisture or water easily and inexpensively against dry desiccant 17 to be able to exchange.
Der Sicherheit halber ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel auch zwischen dem ersten und zweiten Luftvolumen 3, 5 eine zweite luftdurchlässige, jedoch insbesondere wasserundurchlässige Membran 18 der vorbeschriebenen Art angeordnet, welche besonders wirkungsvoll den Eintritt von Wasser und Staub in das erste Luftvolumen 3 verhindert. Eine derartige, als Wassersperre fungierende Membran 18 ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn das Trocknungsmittel 17 bereits gesättigt ist, demgemäß nicht mehr Luftfeuchte aufnehmen kann und in der Folge eine Wasseransammlung zu verzeichnen ist. Um diesem nachteiligen Umstand bereits im Vorfeld zu begegnen, ist wie vorliegend gezeigt, dem Trocknungsmittel 17 bevorzugt ein Feuchtesensor 19 zugeordnet, der seinerseits ein optisches und/oder akustisches Signal ausgibt, welches die Wartung des Energiespeichers und/oder Energiewandlers 1 im Sinne eines Austausches des besagten Wechseleinsatzes erleichtert. For safety's sake, according to this embodiment also between the first and second air volumes 3 . 5 a second air-permeable, but in particular water-impermeable membrane 18 of the type described above, which is particularly effective the entry of water and dust in the first volume of air 3 prevented. Such, acting as a water barrier membrane 18 is particularly useful when the drying agent 17 is already saturated, accordingly can no longer absorb humidity and as a result, an accumulation of water is recorded. To counteract this disadvantageous circumstance in advance, as shown in the present case, the drying agent 17 preferably a humidity sensor 19 assigned, which in turn emits an optical and / or acoustic signal, which is the maintenance of the energy storage and / or energy converter 1 facilitated in the sense of an exchange of said exchange use.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel stellt auf eine Druckausgleichsvorrichtung 4 ab, die außerhalb des den Energiespeicher und/oder Energiewandler 1 aufnehmenden Gehäuses 2 angeordnet und dessen zweites Luftvolumen 5 unmittelbar oder mittelbar über eine Anschlussleitung 6 mit dem ersten Luftvolumen 3 des Gehäuses 2 verbunden ist. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel, sondern erfasst auch eine Ausführung, bei der das zweite Luftvolumen 5 oder das zweite und dritte Luftvolumen 5, 7 innerhalb des den Energiespeicher und/oder Energiewandler 1 aufnehmenden Gehäuses 2 angeordnet oder ausgebildet ist/sind (nicht zeichnerisch dargestellt). Diese Maßnahme kann vorteilhaft zu einer Minimierung des erforderlichen Bauraums zur Ausbildung des zweiten 5 oder zweiten und dritten Luftvolumens 5, 7 führen. Überdies ist es ermöglicht, ein einfach zu verbauendes, kompakt ausgebildetes Modul eines Energiespeicher- und/oder Energiewandlers 1 mit besagter Druckausgleichsvorrichtung 4 der erfindungsgemäßen Art bereitstellen. The embodiment described above focuses on a pressure compensation device 4 from outside the energy store and / or energy converter 1 receiving housing 2 arranged and its second air volume 5 directly or indirectly via a connecting line 6 with the first volume of air 3 of the housing 2 connected is. However, the invention is not limited to this embodiment, but also covers an embodiment in which the second air volume 5 or that second and third air volumes 5 . 7 within the energy store and / or energy converter 1 receiving housing 2 arranged or formed (not shown in the drawing). This measure can advantageously be used to minimize the space required for the formation of the second 5 or second and third volumes of air 5 . 7 to lead. Moreover, it is possible, an easy to install, compact designed module of energy storage and / or energy converter 1 with said pressure equalization device 4 of the type according to the invention.
Des Weiteren stellt das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel auf eine Druckausgleichsvorrichtung 4 mit einem in einem hohlzylindrischen Gehäuse 8 axial verschiebbaren Trennelement 9 in Form eines Kolbens 9a ab, welcher das zweite Luftvolumen 5 vom dritten Luftvolumen 7 separiert und somit die Bereitstellung des zum Druckausgleich erforderlichen variablen Luftvolumens 5 ermöglicht. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf den axial verschiebbaren Kolben 9a, sondern erfasst jedwedes Trennelement 9, welches die Bereitstellung eines variablen, zweiten Luftvolumens 5 ermöglicht. Beispielgebend sind in den 2a bis 7b weitere Ausführungsformen des Druckausgleichselements 4 mit besagtem Trennelement 9 dargestellt. Furthermore, the above-described embodiment provides a pressure compensation device 4 with one in a hollow cylindrical housing 8th axially displaceable separating element 9 in the form of a piston 9a from which the second volume of air 5 from the third air volume 7 separates and thus the provision of the required for pressure equalization variable air volume 5 allows. However, the invention is not limited to the axially displaceable piston 9a but captures any separating element 9 which provides a variable second volume of air 5 allows. Exemplifying are in the 2a to 7b further embodiments of the pressure compensation element 4 with said separating element 9 shown.
Die 2a und 2b zeigen dabei detaillierter das bereits oben beschriebene und in 1 dargestellte Trennelement 9 in Form des innerhalb des hohlzylindrischen Gehäuses 8 axial verstellbaren Kolbens 9a. Der Kolben 9a weist einen sich am Gehäuse 8 radial abstützenden Mantel 20 sowie die bereits oben erwähnte Stirnwand 15 auf, die ihrerseits ringförmig ausgebildet ist. Innerhalb der ringförmigen Stirnwand 15 ist das sich selbsttätig öffnende und schließende Ventil 13 angeordnet, auf welches unten näher eingegangen wird. Das Ventil 13 kann durch besagte Stirnwand 15 respektive einstückig mit derselben ausgebildet oder an diese montiert sein. The 2a and 2 B show in more detail that already described above and in 1 illustrated separating element 9 in the form of within the hollow cylindrical housing 8th axially adjustable piston 9a , The piston 9a has one on the housing 8th radially supporting jacket 20 as well as the already mentioned above end wall 15 on, which in turn is ring-shaped. Inside the annular end wall 15 is the self-opening and closing valve 13 arranged, which will be discussed in more detail below. The valve 13 can through said front wall 15 respectively integrally formed therewith or mounted thereon.
3 zeigt ein alternatives Trennelement 9, welches durch einen axial verstellbaren Faltenbalg 9b gebildet ist. Der Faltenbalg 9b ist einenends beispielgebend mittels eines ringförmigen Befestigungselements 21 an der Innenmantelfläche des Gehäuses 8 befestigt und weist anderenends eine ringförmige Stirnfläche 22 mit einem in der gebildeten Öffnung angeordneten, sich selbsttätig öffnenden und schließenden Ventil 13 auf. Der Faltenbalg 9b ist zumindest in axialer Richtung federelastisch ausgebildet oder in axialer Richtung mittels nicht zeichnerisch dargestellter Federelemente federbelastet und zwar derart, dass der Faltenbalg 9b infolge eines Druckunterschieds von einer Ausgangsstellung axial in die eine oder andere Richtung verstellbar ist, jedoch bei geöffnetem Ventil 13 selbsttätig vom jeweiligen Anschlag in Richtung der Ausgangsstellung zurückweicht. Die besagte Ausgangstellung ist zweckmäßigerweise mittig zwischen den beiden Endstellungen bzw. Endanschlägen angeordnet. 3 shows an alternative separator 9 , which by an axially adjustable bellows 9b is formed. The bellows 9b is at one end exemplary by means of an annular fastener 21 on the inner circumferential surface of the housing 8th attached and at the other end has an annular end face 22 with an opening and automatically opening and closing valve arranged in the opening formed 13 on. The bellows 9b is resiliently formed at least in the axial direction or spring-loaded in the axial direction by means of non-graphically illustrated spring elements in such a way that the bellows 9b axially displaceable in one or the other direction due to a pressure difference from a starting position, but with the valve open 13 automatically recoils from the respective stop in the direction of the starting position. The said starting position is expediently arranged centrally between the two end positions or end stops.
4 zeigt ein alternatives Trennelement 9, welches durch einen axial verstellbaren Rollbalg 9c gebildet ist. Der Rollbalg 9c ist einenends beispielgebend mittels eines ringförmigen Befestigungselements 21 an der Innenmantelfläche des Gehäuses 8 befestigt und weist anderenends eine ringförmige Stirnfläche 22 mit einem sich selbsttätig öffnenden und schließenden Ventil 13 auf. Der Rollbalg 9c ist in axialer Richtung mittels nicht zeichnerisch dargestellter Federelemente federbelastet und zwar derart, dass der Rollbalg 9b infolge eines Druckunterschieds von einer Ausgangsstellung axial in die eine oder andere Richtung verstellbar ist, jedoch bei geöffnetem Ventil 13 selbsttätig vom jeweiligen Anschlag in Richtung seiner Ausgangsstellung zurückweicht. Die besagte Ausgangstellung ist zweckmäßigerweise mittig zwischen den beiden Endstellungen bzw. Endanschlägen angeordnet. 4 shows an alternative separator 9 , which by an axially adjustable rolling bellows 9c is formed. The rolling bellows 9c is at one end exemplary by means of an annular fastener 21 on the inner circumferential surface of the housing 8th attached and at the other end has an annular end face 22 with a self-opening and closing valve 13 on. The rolling bellows 9c is spring-loaded in the axial direction by means of non-graphically illustrated spring elements in such a way that the rolling bellows 9b axially displaceable in one or the other direction due to a pressure difference from a starting position, but with the valve open 13 automatically withdraws from the respective stop in the direction of its initial position. The said starting position is expediently arranged centrally between the two end positions or end stops.
Die 5a und 5b zeigen ein alternatives Trennelement 9 in Form eines expandier- und kontrahierbaren Elastomersacks 9d. Der Elastomersack 9d ist einenends, d.h. öffnungsseitig beispielgebend mittels eines ringförmigen Befestigungselements 21 an der Innenmantelfläche des Gehäuses 8 befestigt und weist anderenends eine Stirnfläche 22 mit einem sich selbsttätig öffnenden und schließenden Ventil 13 auf. Bevorzugt ist der Elastomersack 9d in seiner Ausgangsstellung, bei der kein Druckunterschied zwischen dem zweiten und dritten Luftvolumen 5, 7 zu verzeichnen ist, radial innerhalb des Gehäuses 8 aufgespannt (nicht zeichnerisch dargestellt). Der Elastomersack 9d ist nach Art eines Luftballons elastisch ausdehnbar ausgebildet. Bei sich einstellendem Überdruck im zweiten Luftvolumen 5 bläht sich der Elastomersack 9d in Richtung des dritten Luftvolumens 7 respektive in Richtung der Öffnung 10 aus, wogegen er bei sich einstellendem Unterdruck im zweiten Luftvolumen 5 sich zusammenzieht respektive seine Expansionsrichtung umkehrt und gegebenenfalls über seine Ausgangstellung hinaus sich in die andere Richtung orientiert und aufbläht. The 5a and 5b show an alternative separator 9 in the form of an expandable and contractible elastomeric sack 9d , The Elastomersack 9d is one end, ie opening side exemplifying means of an annular fastener 21 on the inner circumferential surface of the housing 8th attached and has another end face 22 with a self-opening and closing valve 13 on. The elastomer bag is preferred 9d in its initial position, with no pressure difference between the second and third air volumes 5 . 7 to be noted radially inside the housing 8th spanned (not shown in the drawing). The Elastomersack 9d is designed to be elastically expandable in the manner of a balloon. With self-adjusting overpressure in the second air volume 5 the elastomer bag puffs out 9d in the direction of the third volume of air 7 respectively in the direction of the opening 10 he, on the other hand, he in self-adjusting negative pressure in the second air volume 5 is contracting or reversing its direction of expansion and, if necessary, orienting and inflating in the other direction beyond its initial position.
Die 6a und 6b bzw. 7a und 7b zeigen jeweils ein alternatives Trennelement 9 in Form eines expandier- und kontrahierbaren Schlauchs 9e. Sie unterscheiden sich lediglich in der Ausbildung des Ventils 13, auf welches unten näher eingegangen wird. Der Schlauch 9e ist einenends, d.h. öffnungsseitig beispielgebend mittels eines ringförmigen Befestigungselements 21 an der Innenmantelfläche des Gehäuses 8 befestigt und weist anderenends eine Stirnfläche 22 mit dem sich selbsttätig öffnenden und schließenden Ventil 13 auf. Der Schlauch 9e kann zusätzlich nach Art eines Luftballons elastisch ausdehnbar ausgebildet sein. Bei sich einstellendem Überdruck im zweiten Luftvolumen 5 expandiert der Schlauch 9e in Richtung des dritten Luftvolumens 7 respektive in Richtung der Öffnung 10 und bläht sich gegebenenfalls weiter auf, wogegen er bei sich einstellendem Unterdruck im zweiten Luftvolumen 5 kontrahiert und gegebenenfalls seine Expansionsrichtung umkehrt und sich in die andere Richtung orientiert und gegebenenfalls aufbläht. The 6a and 6b respectively. 7a and 7b each show an alternative separator 9 in the form of an expandable and contractible tube 9e , They differ only in the design of the valve 13 which will be discussed in more detail below. The hose 9e is one end, ie opening side exemplifying means of an annular fastener 21 on the inner circumferential surface of the housing 8th attached and has another end face 22 with the self-opening and closing valve 13 on. The hose 9e can additionally according to the type of a Balloons be designed elastically expandable. With self-adjusting overpressure in the second air volume 5 the hose expands 9e in the direction of the third volume of air 7 respectively in the direction of the opening 10 and, if necessary, continue to expand, whereas in the second air volume it settles when the negative pressure is established 5 contracts and optionally reverses its direction of expansion and oriented in the other direction and possibly inflated.
Was nunmehr das zumindest eine, selbsttätig öffnende und schließende Ventil 13 anbelangt, kann dieses in der unterschiedlichsten Art ausgebildet sein. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsvarianten eines Ventils 13 stellen lediglich Einzelbeispiele einer Vielzahl möglicher Varianten dar. What now that at least one, self-opening and closing valve 13 As far as this can be designed in many different ways. The variants of a valve described below 13 represent only individual examples of a variety of possible variants.
So zeigen die 8a und 8b detaillierter ein Ventil 13, welches mit den Darstellungen in den 1 bis 6b korrespondiert. Das Ventil 13 weist eine scheibenförmige Gestalt auf und ist vorliegend durch eine einfach über Kreuz geschlitzte elastische Membran 23, insbesondere Kunststoff-Membran 23 aus beispielsweise einem Silikon-Elastomer gebildet. Dadurch sind vier federelastische Klappen 24 ausgebildet, die in Abhängigkeit eines sich einstellenden bzw. zu verzeichnenden Druckunterschiedes zwischen dem zweiten und dritten Luftvolumen 3, 5 in Pfeilrichtung auslenkbar sind. Ein derartiges Ventil 13 ist somit geeignet, sowohl einen Luftstrom 14 vom zweiten zum dritten Luftvolumen 5, 7 als auch vom dritten zum zweiten Luftvolumen 7, 5, also in entgegengesetzte Richtung zuzulassen. Statt einer einfach über Kreuz geschlitzten Membran 23 mit zwei sich kreuzenden Schlitzen 25 können auch mehr als zwei Schlitze 25 vorgesehen sein, die sich kreuzen, woraus mehr als vier Klappen 24 ausgebildet werden (nicht zeichnerisch dargestellt). So show the 8a and 8b in more detail a valve 13 , which with the representations in the 1 to 6b corresponds. The valve 13 has a disc-shaped shape and is presently a simply cross-slit elastic membrane 23 , in particular plastic membrane 23 made of, for example, a silicone elastomer. There are four spring-loaded flaps 24 formed in dependence of a self-adjusting or to be noted pressure difference between the second and third air volumes 3 . 5 can be deflected in the arrow direction. Such a valve 13 is thus suitable both an airflow 14 from the second to the third air volume 5 . 7 as well as from the third to the second air volume 7 . 5 to allow in the opposite direction. Instead of a simply slotted across the membrane 23 with two intersecting slots 25 can also have more than two slots 25 be provided, which intersect, resulting in more than four flaps 24 be formed (not shown in the drawing).
Die Ausführungsvariante des Ventils 13 gemäß den 9a und 9b korrespondiert mit der Darstellung in den 7a und 7b und weist ebenfalls eine scheibenförmige Gestalt auf. Im Unterschied zur vorbeschriebenen Ausführungsvariante eines Ventils 13 ist dieses Ventil 13 durch eine geschlitzte, respektive einfach geschlitzte Membran 23, insbesondere Kunststoff-Membran 23 mit zwei im Bereich des Schlitzes 25 ausgebildeten und aufeinander gepressten Dichtlippen 26 gebildet. In Abhängigkeit eines sich einstellenden bzw. zu verzeichnenden Druckunterschiedes zwischen dem zweiten und dritten Luftvolumen 3, 5 sind besagte Dichtlippen 26 in Pfeilrichtung auslenkbar bzw. sie werden voneinander weg gedrückt und geben eine Öffnung für einen Luftstrom 14 zum Druckausgleich sowohl in die eine als auch in die andere Richtung frei (nicht zeichnerisch dargestellt). The variant of the valve 13 according to the 9a and 9b corresponds with the representation in the 7a and 7b and also has a disk-like shape. In contrast to the above-described embodiment of a valve 13 is this valve 13 through a slotted, or simply slotted membrane 23 , in particular plastic membrane 23 with two in the area of the slot 25 formed and pressed on each other sealing lips 26 educated. As a function of a pressure difference between the second and third air volume which is to be recorded or recorded 3 . 5 are said sealing lips 26 deflected in the direction of the arrow or they are pushed away from each other and give an opening for a flow of air 14 to equalize the pressure in one direction and the other (not shown in the drawing).
Demgegenüber kann es auch angezeigt sein und ist demgemäß durch die Erfindung mit erfasst, statt eines in zwei Richtungen wirkenden Ventils 13 zwei Ventile 13 vorzusehen, welche in entgegengesetzte Richtung öffnend, d.h., jeweils lediglich in eine Richtung öffnend ausgebildet sind. Derart können auch die vorstehenden Ausführungsvarianten des Ventils 13 ausgebildet sein (nicht zeichnerisch dargestellt). In contrast, it may also be indicated and is accordingly covered by the invention, instead of a bi-directional valve 13 two valves 13 to provide, which in the opposite direction opening, that is, each formed only in one direction opening. Such can also the above embodiments of the valve 13 be trained (not shown in the drawing).
Ein derart nur in eine Richtung wirkendes Ventil 13 ist überdies in den 10a und 10b gezeigt. Im Wesentlichen ist dieses durch eine federelastisch aufgehängte oder federelastisch ausgebildete Klappe 27 nach Art einer Rückschlagklappe gebildet. Es werden somit zwei derartige Ventile 13 je Trennelement 9 benötigt, um sowohl den Luftstrom 14 in die eine als auch die andere Richtung zu gewährleisten. Such a valve acting in one direction only 13 is also in the 10a and 10b shown. Essentially, this is by a resiliently suspended or spring-elastic flap 27 formed in the manner of a check valve. There are thus two such valves 13 per separating element 9 needed to both the airflow 14 to ensure in one direction and the other.
Bei Bedarf kann vorgesehen sein, dass die vorgenannten Klappen 24, Dichtlippen 26 oder Klappen 27 von zwei Ventilen 13 je Trennelement 9 in Abhängigkeit ihrer Auslenkungsrichtung so ausgebildet oder ausgelegt sind, dass dieselben einem unterschiedlichen Öffnungsdruck widerstehen. Eine derartige Funktion ist beispielsweise angezeigt, wenn das/die Ventil/e 13 im Hinblick auf einen im System sich einstellenden Überdruck schneller öffnen sollen als bei einem zu verzeichnenden Unterdruck oder umgekehrt. If necessary, it can be provided that the aforementioned flaps 24 , Sealing lips 26 or flaps 27 of two valves 13 per separating element 9 depending on their deflection direction are designed or designed so that they withstand a different opening pressure. Such a function is indicated, for example, when the valve (s) 13 to open faster with regard to an overpressure occurring in the system than with a negative pressure to be recorded or vice versa.
Ein richtungsabhängiger Öffnungswiderstand der Ventile 13 ist beispielsweise durch eine besondere Strukturierung des z.B. aus Kunststoff nach einem Kunststoff-Spritzgießverfahren hergestellten Ventils 13 darstellbar. So können beispielsweise lokal Materialaufdickungen oder -ausdünnungen vorgesehen werden, die ein Öffnen des Ventils in die eine Richtung in Grenzen erleichtern und in die andere Richtung in Grenzen behindern (nicht zeichnerisch dargestellt). Sind beispielsweise mittels eines Federelements aufgehängte Klappen 27 vorgesehen, kann deren Öffnungswiderstand durch die aufgebrachte Federkraft bzw. durch Auslegung des Federelements eingestellt werden (nicht zeichnerisch dargestellt). A directional opening resistance of the valves 13 is for example by a special structuring of the valve, for example, made of plastic by a plastic injection molding process 13 represented. Thus, for example, local material thickening or thinning can be provided, which facilitate opening of the valve in the one direction within limits and impede in the other direction within limits (not shown in the drawing). Are, for example, by means of a spring element suspended flaps 27 provided, the opening resistance can be adjusted by the applied spring force or by interpretation of the spring element (not shown in the drawing).
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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1 1
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Energiespeicher / -wandler Energy storage / converter
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2 2
-
Gehäuse casing
-
3 3
-
erstes Luftvolumen first air volume
-
4 4
-
Druckausgleichsvorrichtung Pressure-balancing device
-
5 5
-
zweites Luftvolumen second air volume
-
6 6
-
Anschlussleitung connecting cable
-
7 7
-
drittes Luftvolumen third air volume
-
8 8th
-
Gehäuse casing
-
9 9
-
Trennelement separating element
-
9a 9a
-
Kolben piston
-
9b 9b
-
Faltenbalg bellow
-
9c 9c
-
Rollbalg bellows
-
9d 9d
-
Elastomersack elastomer bag
-
9e 9e
-
Schlauch tube
-
10 10
-
Öffnung opening
-
11 11
-
Richtungspfeile directional arrows
-
12 12
-
Richtungspfeile directional arrows
-
13 13
-
Ventil Valve
-
14 14
-
Luftstrom airflow
-
15 15
-
Stirnwand bulkhead
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16 16
-
erste Membran first membrane
-
17 17
-
Trocknungsmittel desiccant
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18 18
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zweite Membran second membrane
-
19 19
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Feuchtesensor humidity sensor
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20 20
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Mantel coat
-
21 21
-
Befestigungselement fastener
-
22 22
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Stirnfläche face
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23 23
-
Membran membrane
-
24 24
-
Klappe flap
-
25 25
-
Schlitz/e Slot / e
-
26 26
-
Dichtlippen sealing lips
-
27 27
-
Klappe flap
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102010051000 A1 [0002] DE 102010051000 A1 [0002]
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DE 102011103998 A1 [0002, 0002] DE 102011103998 A1 [0002, 0002]
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DE 102009032463 A1 [0002] DE 102009032463 A1 [0002]
