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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auslassen einer in eine elektrische Vorrichtung eingedrungenen Flüssigkeit, aufweisend eine Öffnungsvorrichtung, wobei die Öffnungsvorrichtung zum Öffnen eines Auslasses in der elektrischen Vorrichtung ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung eine elektrische Vorrichtung mit einer Vorrichtung zum Auslassen einer in die elektrische Vorrichtung eingedrungenen Flüssigkeit sowie ein Fahrzeug mit einer elektrischen Speichereinrichtung.
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Elektrische Vorrichtungen, insbesondere elektrische Speichermedien wie beispielsweise Batterien und Akkumulatoren, sind in der modernen Technik weit verbreitet. So werden beispielsweise auch in Fahrzeugen derartige elektrische Komponenten eingesetzt, um beispielsweise die für ein vollständiges und/oder unterstütztes Antreiben des Fahrzeugs nötige elektrische Energie bereitzustellen und/oder diese umzusetzen. Insbesondere derartige elektrische Komponenten, die zur Verarbeitung und/oder Abgabe von hohen elektrischen Leistungen ausgebildet sind, können während eines Betriebs eine hohe Abwärme entwickeln und werden daher aktiv, insbesondere oftmals über eine aktive Flüssigkeitskühlung, gekühlt. Bei einem Leck eines derartigen Kühlsystems kann es zu einem Eintritt von Kühlflüssigkeit in die elektrische Vorrichtung kommen. Kurzschlüsse, Elektrolyse und weitere Beeinträchtigungen der elektrischen Vorrichtung bis hin zu deren völliger Zerstörung können die Folge sein. Selbstverständlich kann auch jeder andere Eintritt einer Flüssigkeit in die elektrische Vorrichtung diese Folgen hervorrufen.
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Aus dem Stand der Technik ist die
DE 199 52 111 C2 bekannt, welche einen E-Verteilerkasten zum Anschluss von Elektroanschlussleitungen zeigt. Der E-Verteilerkasten weist eine Wanne und einen die Wanne verschließenden Deckel auf. Zur Ausleitung von Flüssigkeiten ist ein Materialstreifen aus einem geschäumten Kunststoff vorgesehen.
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Die
DE 10 2005 051 618 B4 zeigt ebenfalls ein Elektronikgehäuse. Zum Ablassen von Kondenswasser ist ein grundsätzlich geöffnetes Ventil vorgesehen, welches jedoch bei ansteigendem Wasserpegel durch die Bewegung eines becherförmigen Körpers durch eine Auftriebskraft geschlossen werden kann. Ebenfalls mit einem Schwimmkörper arbeitet die
DE 10 2012 206 846 A1 , wobei auch hier durch den Auftrieb des Schwimmkörpers das Ventil verschlossen wird. Eine weitere Vorrichtung mit Schwimmer ist in Form einer Kondensatabführvorrichtung in der
AT 400 883 B gezeigt.
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Durch die
DE 10 2011 120 536 A1 ist ein Flüssigkeitsabscheider für ein Brennstoffzellensystem gezeigt, bei dem Flüssigkeit über eine Öffnung abgelassen werden kann. Hier wird ebenfalls ein Schwimmer verwendet, um zu Steuern, ob die Öffnung freigegeben oder geschlossen wird, wobei in der
DE 10 2011 120 536 A1 die Öffnung freigegeben wird, wenn sich eine entsprechende Menge Wasser im Sammelraum gesammelt hat. Nach einem ähnlichen Prinzip funktionieren auch die Lehren der
DE 10 2011 116 260 A1 und
DE 10 2014 108 172 A1 , bei denen ebenfalls in einem Brennstoffzellensystem Flüssigkeit über eine schwimmergesteuerte Öffnung ablassbar ist.
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Ferner ist aus dem Stand der Technik die
DE 10 2014 220 891 A1 bekannt, welche einen Gasflüssigkeitsabscheider für eine Brennstoffzelle offenbart. Dabei wird ein Ventil in periodischen Zeitabständen geöffnet und geschlossen.
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Aus der
DE 1 966 720 U ist ferner die Steuerung eines Ventils zum Auslassen von Kondensat über die thermische Ausdehnung eines Dehnkörpers bekannt. Ebenfalls nach dem Prinzip der Ausdehnung eines Körpers funktionieren die Lehren der
DE 10 2014 102 176 A1 und der
CN 104 315 181 A , bei denen eine Vorrichtung eine Öffnung durch die Ausdehnung eines Stopfens freigibt, wenn der Stopfen eine Flüssigkeit aufgenommen hat.
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Ferner ist aus dem Stand der Technik noch die
DE 197 25 080 A1 bekannt, die vorschlägt, Flüssigkeit über eine poröse Festkörperfilterscheibe aus einem Kunststoffgehäuse abzuführen.
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Gemäß dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, einen Eintritt von Flüssigkeit in das innere einer elektrischen Vorrichtung aktiv mit einem Sensor zu detektieren, siehe beispielsweise die
DE 10 2013 212 859 A1 . Eine derartige elektrische Vorrichtung 10 ist schematisch in
1 abgebildet. Dabei ist die abgebildete elektrische Vorrichtung 10 durch ein Kühlsystem 12 kühlbar, wobei im Kühlsystem 12 als Kühlmittel 21 eine Flüssigkeit 20 eingesetzt wird. In der dargestellten Situation tritt durch ein Leck 13 im Kühlsystem 12 diese Flüssigkeit 20 aus und sammelt sich am Boden der elektrischen Vorrichtung 10. Zur Detektion dieses Zustandes ist gemäß dem Stand der Technik ein Flüssigkeitssensor 70 vorgesehen, der zum Erkennen der Flüssigkeit 20 im Inneren der elektrischen Vorrichtung 10 ausgebildet ist. Über Steuerleitungen 72 werden die Sensordaten vom Flüssigkeitssensor 70 an eine Steuervorrichtung 71 gesendet. Dort werden die Daten ausgewertet und gegebenenfalls ebenfalls über Steuerleitungen 72 ein Ventil 31 in einem Auslass 11 der elektrischen Vorrichtung 10 angesteuert und geöffnet. Die eingedrungene Flüssigkeit 20 kann dadurch aus dem Inneren der elektrischen Vorrichtung wieder abgelassen werden.
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Als nachteilig an diesen bekannten Vorrichtungen hat sich herausgestellt, dass für einen Einsatz der Vorrichtung, insbesondere für das Auswerten der Sensordaten in der Steuervorrichtung, eine intakte Stromversorgung nötig ist. Insbesondere kann ohne eine derartige Stromversorgung, die in einem Fahrzeug beispielsweise bei einem Unfall unterbrochen sein kann, ein sicheres Auslassen von Flüssigkeit aus dem Inneren einer elektrischen Vorrichtung nicht zu jederzeit sichergestellt werden. Insbesondere bei elektrischen Vorrichtungen, in denen, wie beispielsweise in Fahrzeugen, eine sehr große Menge an elektrischer Energie umgesetzt und/oder gespeichert sein kann, kann dies zu einer großen Gefährdung für die elektrische Vorrichtung selbst, aber auch für alles, was sich in einer Umgebung der elektrischen Vorrichtung befindet, führen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben, insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Auslassen einer in eine elektrische Vorrichtung eingedrungenen Flüssigkeit, eine elektrische Vorrichtung sowie ein Fahrzeug zu schaffen, die in besonders einfacher und kostengünstiger Weise die Sicherheit beim Betreiben einer elektrischen Vorrichtung erhöhen, wobei insbesondere ein Auslassen einer eingedrungenen Flüssigkeit aus dem Inneren der elektrischen Vorrichtung zu jeder Zeit sichergestellt werden kann.
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Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Auslassen einer in eine elektrische Vorrichtung eingedrungenen Flüssigkeit mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine elektrische Vorrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 9 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 11. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen elektrischen Vorrichtung sowie dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Auslassen einer in eine elektrische Vorrichtung eingedrungenen Flüssigkeit, aufweisend eine Öffnungsvorrichtung, wobei die Öffnungsvorrichtung zum Öffnen eines Auslasses in der elektrischen Vorrichtung ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungsvorrichtung bei einem Eindringen der Flüssigkeit in die elektrische Vorrichtung mit der Flüssigkeit in Wechselwirkung bringbar ist, wobei durch die Wechselwirkung ein Öffnen des Auslasses durch die Öffnungsvorrichtung auslösbar ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Auslassen einer Flüssigkeit, die in ein Inneres einer elektrischen Vorrichtung eingedrungen ist, ausgebildet. Als elektrische Vorrichtung werden alle Vorrichtungen verstanden, in denen elektrische Energie umsetzbar und/oder speicherbar ist, insbesondere elektrische Speichervorrichtungen wie Batterien, Akkumulatoren oder Ähnliches. Die eingedrungene Flüssigkeit kann insbesondere ein Kühlmittel eines Kühlsystems der elektrischen Vorrichtung sein, aber selbstverständlich auch sämtliche anderen Flüssigkeiten, wie beispielsweise Wasser oder Öl, sein. Die elektrische Vorrichtung weist grundsätzlich einen Auslass auf, durch den gegebenenfalls die Flüssigkeit abgelassen werden kann. Ein derartiger Auslass, der selbstverständlich auch mehrfach vorhanden sein kann, kann bevorzugt beispielsweise in einem Bodenelement der elektrischen Vorrichtung angeordnet sein, besonders bevorzugt an einem tiefsten Punkt des Bodenelements. Im Normalfall ist dieser Auslass, insbesondere durch ein Verschlusselement, beispielsweise durch einen Deckel und/oder ein Ventil, verschlossen, wobei die elektrische Vorrichtung eine Öffnungsvorrichtung aufweist, die zum Öffnen des Auslasses ausgebildet ist. Um dies zu ermöglichen, besteht zumeist zwischen der Öffnungsvorrichtung und dem Verschlusselement zumindest zeitweilig eine Wirkverbindung, beispielsweise eine mechanische Wirkverbindung.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Öffnungsvorrichtung mit der Flüssigkeit in Wechselwirkung bringbar ist, insbesondere sobald die Flüssigkeit in das Innere der elektrischen Vorrichtung eingedrungen ist. Dies kann beispielsweise durch eine Anordnung der Öffnungsvorrichtung am und/oder in der Nähe eines Bodenelements der elektrischen Vorrichtung erreicht werden, da sich die eingedrungene Flüssigkeit zumeist in einem unteren Bereich der elektrischen Vorrichtung sammeln wird. Als Wechselwirkung wird gemäß der Erfindung insbesondere eine physikalische und/oder chemische Wechselwirkung verstanden, beispielsweise eine Flüssigkeitsaufnahme, ein Auftrieb und/oder eine chemische Reaktion zwischen einem Element der Öffnungsvorrichtung und einem Bestandteil der Flüssigkeit. Erfindungswesentlich ist, dass die Öffnungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass bereits allein durch diese Wechselwirkung ein Öffnen des Auslasses durch die Öffnungsvorrichtung auslösbar ist. Insbesondere kann dadurch auf einen Sensor und eine externe, insbesondere elektrisch betriebene, Steuervorrichtung, in der Messdaten des Sensors ausgewertet werden, verzichtet werden. Die Öffnungsvorrichtung ist derart ausgebildet, dass allein durch die Wechselwirkung mit der Flüssigkeit ein Öffnungsvorgang des Auslasses ausgelöst und durchgeführt werden kann. Dadurch kann insbesondere auch dann ein Auslassen von Flüssigkeit aus dem Inneren der elektrischen Vorrichtung sichergestellt werden, wenn eine Versorgung mit elektrischer Energie unterbrochen oder sogar völlig nicht mehr vorhanden ist. Eine Steigerung einer Sicherheit beim Betreiben einer elektrischen Vorrichtung kann somit durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung besonders einfach und auch kostengünstig bereitgestellt werden.
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Ferner kann bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass am Auslass ein Ventil angeordnet ist und dass die Öffnungsvorrichtung zum Öffnen des Ventils ausgebildet ist. Ein Ventil stellt eine besonders einfache Art und Weise dar, ein Öffnen und Verschließen des Auslasses der elektrischen Vorrichtung zu ermöglichen. Ein derartiges Ventil kann beispielsweise ein Schieberventil, ein Drehventil oder ein Rückschlagventil sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass nach dem Auslassen der Flüssigkeit aus der elektrischen Vorrichtung, durch die Öffnungsvorrichtung das Ventil, beispielsweise durch den Wegfall der Wechselwirkung mit der Flüssigkeit, wieder geschlossen werden kann. Ein Eindringen von Fremdkörpern durch den Auslass in das Innere der elektrischen Vorrichtung kann so sicher und besonders einfach verhindert werden.
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Auch kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung dahingehend ausgebildet sein, dass anschließend an den Auslass ein Siphon angeordnet ist. Ein Siphon kann bevorzugt als ein Rohrabschnitt ausgebildet sein, der im Wesentlichen S-förmig ausgebildet ist, wobei nach einem Durchfluss einer Flüssigkeit ein Flüssigkeitsrest in einer Biegung des Rohrabschnitts verbleibt. Durch diesen Flüssigkeitsrest kann ebenfalls ein Eindringen von Fremdkörpern, insbesondere Gasen, in das Innere der elektrischen Vorrichtung verhindert werden. Eine Trennung des Inneren der elektrischen Vorrichtung von einer Umgebung der elektrischen Vorrichtung kann durch einen derartigen Siphon auch nach einem Auslassen einer Flüssigkeit besonders einfach sichergestellt werden.
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Besonders bevorzugt kann ferner bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Öffnungsvorrichtung eine Sensorvorrichtung zum Detektieren des Öffnens des Auslasses aufweist. Wie oben beschrieben, kann allein durch die Wechselwirkung der Öffnungsvorrichtung mit der eindringenden Flüssigkeit ein Auslassen der Flüssigkeit herbeigeführt werden. Durch eine zusätzliche Sensorvorrichtung kann es darüber hinaus ermöglicht werden, dieses Auslassen der Flüssigkeit durch eine Detektion eines Öffnens des Auslasses zu erkennen. Als Detektion eines Öffnens des Auslasses wird insbesondere erfindungsgemäß auch bereits eine Detektion einer Aktivierung der Öffnungsvorrichtung bei einer Wechselwirkung mit der eindringenden Flüssigkeit verstanden. Diese so gewonnene Information kann dann beispielsweise einem Benutzer der elektrischen Vorrichtung, beispielsweise dem Fahrer eines Fahrzeugs, in dem die elektrische Vorrichtung verbaut ist, angezeigt und damit zur Verfügung gestellt werden. Ein deutlicher Komfortgewinn für einen Benutzer einer elektrischen Vorrichtung kann somit durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung bereitgestellt werden.
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Auch kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass die Öffnungsvorrichtung einen Zylinder aufweist, wobei der Zylinder zumindest teilweise mit einem flüssigkeitsabsorbierenden Material gefüllt ist. Als flüssigkeitsabsorbierendes Material im Sinne der Erfindung wird jedes Material verstanden, das die Eigenschaft aufweist, dass bei Kontakt mit einer Flüssigkeit, diese Flüssigkeit durch das Material aufgenommen, insbesondere aufgesogen, wird, wobei insbesondere ein Volumen des Materials durch die Aufnahme der Flüssigkeit insbesondere deutlich zunimmt. Diese Flüssigkeitsaufnahme und die Volumenzunahme stellen dabei beispielsweise mögliche Wechselwirkungen der Öffnungsvorrichtung mit der Flüssigkeit dar. Selbstverständlich kann vorgesehen sein, dass der Zylinder, in dem das Material angeordnet ist, zumindest abschnittsweise durchlässig für die Flüssigkeit ausgebildet ist. Bei einem Kontakt mit der Flüssigkeit dehnt sich somit das flüssigkeitsabsorbierende Material aus, wodurch im Zylinder beispielsweise ein Kolben bewegbar ist. Diese Bewegung des Kolbens kann dann im Anschluss zum Öffnen des Auslasses eingesetzt werden, beispielsweise durch eine Betätigung eines Ventils. Insbesondere kann selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass nach einem Auslassen der Flüssigkeit sich das Volumen des flüssigkeitsabsorbierenden Materials wieder verkleinert und dadurch der Auslass wieder geschlossen wird. Ein mit einem flüssigkeitsabsorbierenden Material gefüllter Zylinder stellt somit eine Möglichkeit dar, allein durch eine Wechselwirkung mit der eindringenden Flüssigkeit eine Öffnung des Auslasses der elektrischen Vorrichtung bereitzustellen.
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Alternativ oder zusätzlich kann bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ferner vorgesehen sein, dass die Öffnungsvorrichtung einen Schwimmkörper aufweist, wobei der Schwimmkörper zum Schwimmen auf der Flüssigkeit ausgebildet ist. Dafür kann insbesondere besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass der Schwimmkörper als Ganzes eine geringere Dichte als die Flüssigkeit aufweist, beispielsweise durch eine Ausgestaltung als Hohlkörper und/oder durch die Verwendung eines geeigneten Materials. Bevorzugt kann ferner vorgesehen sein, dass der Schwimmkörper vor dem Eindringen der Flüssigkeit beispielsweise auf einem Bodenelement der elektrischen Vorrichtung angeordnet ist und bei eingedrungener Flüssigkeit auf dieser Flüssigkeit aufschwimmt. Dieses Aufschwimmen ist insbesondere dadurch begründet, dass auf den Schwimmkörper in der Flüssigkeit eine Auftriebskraft wirkt, wobei diese Auftriebskraft wiederum eine mögliche Wechselwirkung der Öffnungsvorrichtung mit der Flüssigkeit darstellt. Der Schwimmkörper kann bevorzugt beispielsweise an einem Wippenelement angeordnet sein, um beim Aufschwimmen eine geführte Bewegung ausführen und die Bewegung ferner weiterleiten zu können. Durch diese, insbesondere geführte und weiterleitbare, Bewegung des Schwimmkörpers ist wiederum eine Öffnung des Auslasses auslösbar, beispielsweise durch ein einfaches Ziehen eines Stöpsels und/oder die Betätigung eines Ventils. Insbesondere kann selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass nach einem Auslassen der Flüssigkeit sich der Schwimmkörper wieder absenkt und dadurch der Auslass wieder geschlossen wird. Ein Schwimmkörper stellt somit ebenfalls eine Möglichkeit dar, allein durch eine Wechselwirkung mit der eindringenden Flüssigkeit eine Öffnung des Auslasses der elektrischen Vorrichtung bereitzustellen.
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Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß dahingehend ausgebildet, dass die Öffnungsvorrichtung einen Dichtkörper aufweist, wobei der Dichtkörper zum Abdichten des Auslasses ausgebildet ist und wobei der Dichtkörper zu einem zumindest teilweisen Auflösen bei einer Wechselwirkung der Öffnungsvorrichtung mit der Flüssigkeit ausgebildet ist. Der Dichtkörper kann beispielsweise als einfache Platte oder als ein Stöpsel ausgebildet sein. Vorteilhaft ist, dass der Dichtkörper vor einem Eindringen einer Flüssigkeit in die elektrische Vorrichtung den Auslass abdichtet. Ein Eindringen von Fremdkörpern in das Innere der elektrischen Vorrichtung durch den Auslass kann so verhindert werden. Bei einem Eindringen der Flüssigkeit in die elektrische Vorrichtung kommt es zu einer Wechselwirkung der Flüssigkeit mit der Öffnungsvorrichtung, wobei durch diese Wechselwirkung ein zumindest teilweises Auflösen des Dichtkörpers auslösbar ist. Die Wechselwirkung der Flüssigkeit mit der Öffnungsvorrichtung kann direkt, insbesondere beispielsweise durch einen Kontakt der Flüssigkeit mit dem Dichtkörper, oder indirekt, beispielsweise durch eine Wechselwirkung der Flüssigkeit mit einem anderen Element der Öffnungsvorrichtung, welches dann die zumindest teilweise Auflösung des Dichtkörpers bewirkt, zum zumindest teilweisen Auflösen des Dichtkörpers führen. Durch das Auflösen kann der Auslass zumindest teilweise freigegeben werden, wodurch ein Abfließen der Flüssigkeit aus dem Inneren der elektrischen Vorrichtung ermöglicht werden kann. Auch dies stellt somit eine Möglichkeit dar, allein durch eine Wechselwirkung mit der eindringenden Flüssigkeit eine Öffnung des Auslasses der elektrischen Vorrichtung bereitzustellen. Da zumeist der Auflösevorgang des Dichtkörpers nicht umkehrbar ist, bleibt der Auslass auch nach einem Abfließen der Flüssigkeit geöffnet. Eine Kombination dieser Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem wie oben beschriebenen Siphon kann daher vorteilhaft sein.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung kann ferner bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass der Dichtkörper ein schmelzbares Material, insbesondere Wachs, und die Öffnungsvorrichtung ein mit dem Dichtkörper gekoppeltes Auflöseelement, insbesondere ein Heizelement, aufweist, wobei durch die Wechselwirkung der Öffnungsvorrichtung mit der Flüssigkeit das Auflöseelement aktivierbar ist. Als schmelzbares Material kann insbesondere bevorzugt ein Material verwendet werden, dessen Schmelzpunkt zwar oberhalb eines für einen Betrieb der elektrischen Vorrichtung vorgesehenen Temperaturbereichs, der aber dennoch nah an der Obergrenze dieses Temperaturbereichs liegt. Für viele Anwendungen einer elektrischen Vorrichtung stellt Wachs ein besonders gut einsetz- und schmelzbares Material dar. Eine Aktivierung des Auflöseelements kann beispielsweise durch einen Zylinder mit einem flüssigkeitsabsorbierenden Material und/oder einen Schwimmkörper vorgenommen werden, wie sie beispielsweise oben beschrieben sind. Durch die Aktivierung des Auflöseelements kann der Dichtkörper, insbesondere das schmelzbare Material des Dichtkörpers, zumindest teilweise aufgelöst bzw. geschmolzen werden, wodurch der Auslass zumindest teilweise geöffnet werden kann. Ein Abfließen der in die elektrische Vorrichtung eingedrungenen Flüssigkeit kann dadurch somit ermöglicht werden. insbesondere bei einer Verwendung von Wachs als schmelzbares Material, stellt ein Heizelement eine besonders bevorzugte Ausgestaltung eines Auflöseelement dar, da Wachs durch ein Heizelement besonders einfach geschmolzen werden kann.
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In einer alternativen Ausgestaltung kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung dahingehend ausgebildet sein, dass der Flüssigkeit ein Auflösemittel beigemischt ist und dass der Dichtkörper bei der Wechselwirkung der Öffnungsvorrichtung mit der Flüssigkeit durch das Auflösemittel, zumindest teilweise, auflösbar ist. Diese Ausgestaltungsform kann insbesondere für elektrische Vorrichtungen von Vorteil sein, die in Inneren bereits beispielsweise Leitungen für eine Flüssigkeit aufweisen. Derartige Leitungen können beispielsweise Teil eines Kühlsystems der elektrischen Vorrichtung sein, wobei in diesem Fall die Flüssigkeit bevorzugt als ein Kühlmittel des Kühlsystems ausgebildet sein kann. Das Material des Dichtkörpers und das Auflösemittel können insbesondere bevorzugt dahingehend aufeinander abgestimmt sein, so dass ein Auflösevorgang des Dichtkörpers nur durch das Auflösemittel in der Flüssigkeit hervorgerufen wird. Ein besonders spezifischer Schutz der elektrischen Vorrichtung gegen ein Eindringen derjenigen Flüssigkeit, die mit dem Auflösemittel versetzt ist, kann dadurch erreicht werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine elektrische Vorrichtung mit einer Vorrichtung zum Auslassen einer in die elektrische Vorrichtung eingedrungenen Flüssigkeit. Eine erfindungsgemäße elektrische Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Dementsprechend bringt eine erfindungsgemäße elektrische Vorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erläutert worden sind.
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Besonders bevorzugt kann bei einer erfindungsgemäßen elektrischen Vorrichtung vorgesehen sein, dass die elektrische Vorrichtung als eine elektrische Speichervorrichtung ausgebildet ist.
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Eine derartige elektrische Speichervorrichtung kann dabei beispielsweise als Batterie oder Akkumulator ausgebildet sein. Bevorzugt kann die elektrische Speichervorrichtung als eine wiederaufladbare elektrische Speichervorrichtung ausgebildet sein Insbesondere bei sehr leistungsfähigen elektrischen Speichervorrichtungen, die zum Speichern von großen Mengen an elektrischer Energie ausgebildet sind, kann ein Eindringen einer Flüssigkeit ins Innere der elektrischen Speichervorrichtung große Schäden bis hin zu einer völligen Zerstörung bewirken. Durch eine Ausgestaltung als eine erfindungsgemäße elektrische Vorrichtung kann somit auch bei elektrischen Speichervorrichtungen ein Auslassen einer eingedrungenen Flüssigkeit besonders einfach und zuverlässig sichergestellt werden. Ein besonders sicheres Betreiben einer elektrischen Vorrichtung kann dadurch ermöglicht werden.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Fahrzeug mit einer elektrischen Vorrichtung. Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Somit weist auch ein Fahrzeug eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auslassen einer in die elektrische Vorrichtung eingedrungenen Flüssigkeit gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Dementsprechend bringt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße elektrische Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bzw. mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erläutert worden sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den einzelnen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch:
- 1 eine elektrische Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
- 2 eine erste Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Vorrichtung,
- 3 eine zweite Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Vorrichtung,
- 4 eine dritte Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Vorrichtung,
- 5 eine vierte Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Vorrichtung, und
- 6 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug.
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In den 2 bis 5 werden verschiedene mögliche Ausgestaltungsformen einer erfindungsgemäßen elektrischen Vorrichtung 10 gezeigt, die jeweils eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 aufweisen. Die elektrischen Vorrichtungen 10 können dabei beispielsweise als elektrische Speichervorrichtungen ausgebildet sein. Die elektrischen Vorrichtungen 10 weisen jeweils ein Kühlsystem 12 auf, das ein Leck 13 aufweist, aus dem eine Flüssigkeit 20, insbesondere ein Kühlmittel 21 des Kühlsystems 12, austritt. Die Flüssigkeit 20 sammelt sich in allen gezeigten Ausgestaltungsformen in einem Bodenbereich der elektrischen Vorrichtung 10. Auf die unterschiedlichen Ausgestaltungen der elektrischen Vorrichtungen 10, die sich insbesondere durch verschiedene Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 unterscheiden, wird im Folgenden näher eingegangen.
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In 2 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1, insbesondere die Öffnungsvorrichtung 30 der Vorrichtung 1, einen Zylinder 40 auf, der zumindest teilweise mit einem flüssigkeitsabsorbierenden Material 41 gefüllt ist. Bei einem Kontakt mit der Flüssigkeit 20 kommt es daher zu einer Wechselwirkung zwischen dem Material 41 und der Flüssigkeit 20, das Material 41 quillt auf, wodurch sich sein Volumen deutlich vergrößert. Ein Kolben 42 im Zylinder 40 kann dadurch bewegt werden, wodurch über eine nicht näher ausgeführte Wirkverbindung 34 eine Öffnung eines Ventils 31 erfolgen kann. Dieses Ventil 31 wiederum ist an einem Auslass 11 angeordnet, wodurch dieser Auslass 11 somit im Wesentlichen allein durch eine Wechselwirkung der Flüssigkeit 20 mit der Öffnungsvorrichtung 30, insbesondere dem flüssigkeitsabsorbierenden Material 41, freigegeben werden kann. Ferner ist am Auslass 11 eine Sensorvorrichtung 33 angeordnet, mit der eine Öffnung des Auslasses 11 detektiert werden kann. Einem Benutzer der elektrischen Vorrichtung 10 kann so eine Information über einen erfolgten Öffnungsvorgang des Auslasses 11 und dadurch über ein Eindringen einer Flüssigkeit 20 in die elektrische Vorrichtung 10, bereitgestellt werden.
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3 zeigt eine Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, in der eine alternative oder zusätzliche Möglichkeit zum Öffnen eines Ventils 31 im Auslass 11 eingesetzt wird. Ansonsten entsprechen sich die beiden Ausgestaltungsformen, so dass die entsprechenden Erläuterungen zu 2 auch auf 3 anwendbar sind. Die in 3 gezeigte Ausgestaltungsform einer Öffnungsvorrichtung 30 weist einen Schwimmkörper 50 auf, der eine geringere Dichte als die Flüssigkeit 20 aufweist. Daher erfährt der Schwimmkörper 50 in der Flüssigkeit 20 eine Auftriebskraft und schwimmt auf dieser auf. Der Schwimmkörper 50 kann wie abgebildet an einer Wippe 51 angeordnet sein, wodurch die Bewegung des Schwimmkörpers 50 geführt und weiterleitbar ist. Über eine geeignete Wirkverbindung 33 kann somit wiederum ein Öffnen eines Ventils 33 im Auslass 11 im Wesentlichen allein durch die Wechselwirkung der Flüssigkeit 20 mit der Öffnungsvorrichtung 30, insbesondere dem Schwimmkörper 50 der Öffnungsvorrichtung 30, ermöglicht werden.
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In 4 ist eine Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt, die wiederum eine alternative oder zusätzliche Abwandlung der in 3 gezeigten Ausgestaltungsform darstellt. Die Wechselwirkung der Flüssigkeit 20 mit dem Schwimmkörper 50, der erneut an einer Wippe 51 angeordnet ist, wird über eine geeignete Wirkverbindung 34 dazu verwendet, ein Auflöseelement 61 anzusteuern, insbesondere zu aktivieren. Der Auslass 11 der elektrischen Vorrichtung 10 ist in dieser Ausgestaltungsform mit einem Dichtkörper 60 verschlossen, der insbesondere ein schmelzbares Material 62 aufweist. Das schmelzbare Material 62 kann bevorzugt beispielsweise Wachs sein. Bei einer Aktivierung des Auflöseelements 61, das beispielsweise bevorzugt als ein Heizelement ausgebildet sein kann, kann das schmelzbare Material des Dichtkörpers 60 geschmolzen werden, wodurch der Auslass 11 zumindest teilweise freigegeben werden kann. Die eingedrungene Flüssigkeit 20 kann dann aus der elektrischen Vorrichtung 10 abfließen. Da der Schmelzvorgang des Dichtkörpers 61 zumeist nicht umkehrbar ist, ist vorteilhafterweise in dieser Ausgestaltungsform am Auslass 11 ein Siphon 32 angeordnet. Dadurch kann, insbesondere durch einen im Siphon 32 verbleibenden Rest der Flüssigkeit 20, auch nach einem Abfließen der Flüssigkeit 20 das Innere der elektrischen Vorrichtung 10 gegenüber der Umgebung abgeschlossen werden. Ein Eindringen von Fremdkörpern, insbesondere von Gasen, in die elektrische Vorrichtung 10 kann dadurch vermieden werden.
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5 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Wiederum ist der Auslass 11 der elektrischen Vorrichtung 10 durch einen Dichtkörper 60 verschlossen. In dieser Ausgestaltungsform ist der Flüssigkeit 20, die insbesondere ein Kühlmittel 21 eines Kühlsystems 12 der elektrischen Vorrichtung 10 sein kann, ein Auflösemittel 63 beigefügt. Dieses Auflösemittel 63 ist auf den Dichtkörper 60, insbesondere auf ein Material des Dichtkörpers 60, abgestimmt, so dass der Dichtköper 60 bei Kontakt mit der Flüssigkeit 20 durch eine Wechselwirkung mit dem Auflösemittel 63 zumindest teilweise auflöst. Dadurch kann, wie bereits zu 4 beschrieben, eine zumindest teilweise Öffnung des Auslasses 11 und damit ein Abfließen der Flüssigkeit 20 aus der elektrischen Vorrichtung 10 ermöglicht werden.
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In 6 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 80 gezeigt. in dem erfindungsgemäßen Fahrzeug 80 ist insbesondere eine erfindungsgemäße elektrische Vorrichtung 10 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 verbaut. Eine in die elektrische Vorrichtung 10 eindringende Flüssigkeit 20 (nicht mit abgebildet) kann somit auch bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeug 80 allein ausgelöst durch eine Wechselwirkung der Flüssigkeit 20 mit einer Öffnungsvorrichtung 30 (nicht mit abgebildet) der Vorrichtung 1 aus der elektrischen Vorrichtung 10 abgelassen werden. Auch bei einem völligen Fehlen von elektrischer Versorgung, wie es beispielsweise bei einem Unfall des Fahrzeugs 80 auftreten kann, kann somit eine Gefährdung, die von einer Flüssigkeit 20 im Inneren der elektrischen Vorrichtung 10 ausgeht, verhindert oder zumindest deutlich vermindert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 10
- Elektrische Vorrichtung
- 11
- Auslass
- 12
- Kühlsystem
- 13
- Leck
- 20
- Flüssigkeit
- 21
- Kühlmittel
- 30
- Öffnungsvorrichtung
- 31
- Ventil
- 32
- Siphon
- 33
- Sensorvorrichtung
- 34
- Wirkverbindung
- 40
- Zylinder
- 41
- Flüssigkeitsabsorbierendes Material
- 42
- Kolben
- 50
- Schwimmkörper
- 51
- Wippe
- 60
- Dichtkörper
- 61
- Auflöseelement
- 62
- Schmelzbares Material
- 63
- Auflösemittel
- 70
- Flüssigkeitssensor
- 71
- Steuervorrichtung
- 72
- Steuerleitung
- 80
- Fahrzeug
