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Die Erfindung betrifft ein Belüftungselement zum Einsetzen in eine Öffnung eines Gehäuses, mit einem sich durch eine Gehäusewandung erstreckenden Kanal und einem gehäuseaußenseitigen Kopfabschnitt mit radialen Durchgangsöffnungen zur Verbindung des Kanals mit der Gehäuseumgebung. Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Gehäuse mit einem solchen Belüftungselement.
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Unter einem Belüftungselement sind ganz allgemein Elemente zu verstehen, die dazu dienen, beispielsweise Gehäuse zu be- oder entlüften, so dass Gas in das Gehäuse hinein oder aus diesem herausströmen kann.
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Solche Belüftungselemente werden dafür üblicherweise in eine Wand eines Gehäuses eingesetzt und verbinden mittels eines sich durch das Belüftungselement erstreckenden Kanals das Innere mit dem Äußeren des Gehäuses. Der Kanal ermöglicht daher einen Gasaustausch, so dass zur Entlüftung Gas von innen nach außen und zur Belüftung Gas von außen nach innen strömen kann.
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Belüftungselemente weisen in der Regel einen gehäuseaußenseitigen Kopfabschnitt, meist mit über dem Umfang des Kopfabschnitts radial verteilten Durchgangsöffnungen zur Verbindung der Gehäuseumgebung mit dem Kanal auf. Durch den Kopfabschnitt wird der Kanal beispielsweise vor dem Eintritt von Verunreinigungen geschützt, so dass Festkörper möglichst nicht in das Gehäuse gelangen können.
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Der Einsatz eines Belüftungselements ist insbesondere dann notwendig, wenn das Gehäuse ansonsten geschlossen ist und sich der Druck im Gehäuse beispielsweise aufgrund einer Temperaturänderung ändert oder sich der Außen- bzw. Umgebungsdruck druck ändert. Ein Gasaustausch mit der Umgebung gewährleistet daher, dass der Druck in einem solchen Gehäuse weitestgehend dem Umgebungsdruck entspricht. Eine Differenz zwischen Innen- und Außendruck könnte ansonsten beispielsweise zum Versagen der Dichtungen führen.
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Solche bereits bekannten Belüftungselemente haben sich zwar für einen Gasaustausch in trockener Umgebung durchaus bewährt, jedoch kann es aufgrund von Sprüh- oder Spritzwasser dazu kommen, dass sich Wasser insbesondere an einer Membrane ansammeln kann. Durch angesammeltes Wasser kann der für den Gasaustausch zur Verfügung stehende freie Kanalquerschnitt verringert sein oder es kann die Gasdurchlässigkeit der Membrane beeinträchtigt sein, so dass die Gasaustauschfähigkeit des Belüftungselements beeinträchtigt ist.
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Ausgehend von diesem Problem stellt sich die Erfindung daher die Aufgabe, ein Belüftungselement mit einer verbesserten Gasaustauschfähigkeit anzugeben.
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Diese Aufgabe wird bei einem Belüftungselement der eingangs genannten Art durch eine zum Schutz vor Spritz- und/oder Sprühwasser über den Durchgangsöffnungen angeordnete Schutzkappe gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Bestandteil der abhängigen Ansprüche.
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Durch die Anordnung einer Schutzkappe über den Durchgangsöffnungen kann das Eindringen von Wasser verringert oder vermieden werden. Die Durchgangsöffnungen können derart durch die Schutzkappe überdeckt werden, dass auf das Belüftungselement auftreffendes Wasser nicht auf direkten Weg bis zu den Durchgangsöffnungen gelangen kann. Das Wasser kann zunächst gegen die Schutzkappe prallen und dann an dieser insbesondere nach unten ablaufen.
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Die Schutzkappe kann die Durchgangsöffnungen und den Kopfabschnitt beabstandet überdecken, so dass gasförmige Medien, insbesondere Luft, weiterhin ausgetauscht werden können. Die auszutauschenden Gase können dabei aufgrund ihrer geringen Viskosität und Dichte um die Schutzkappe herumströmen, so dass die Gasaustauschfähigkeit des Schutzelements durch die Schutzkappe nicht beeinträchtigt wird. Die Schutzkappe kann eine Labyrinthdichtung aufweisen oder eine solche Dichtung bilden, die von flüssigen Medien, insbesondere von Wasser, nicht durchdrungen werden kann.
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Die Schutzkappe ist besonders dann von Vorteil, wenn der Druck im Inneren des Gehäuses geringer ist als außerhalb, so dass Gas aus der Umgebung angesaugt wird und in das Gehäuse strömt. Denn bei einem solchen Ansaugen können Flüssigkeiten, Nebel oder Dampf leicht durch das strömende Gas mit in den Kanal oder ins Gehäuse gerissen werden.
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Ferner kann die Erfindung in vorteilhafter Weise bei einem Belüftungselement eingesetzt werden, das eine Membran aufweist, die innerhalb des Kanals angeordnet ist. Die Membran kann derart im Kanal angeordnet sein, dass die den gesamten freien Strömungsquerschnitt ausfüllt, so dass der gesamte Gasstrom beim Be- oder Entlüften durch die Membran strömt. Die Membran kann zum Gasaustausch Poren oder kleine Öffnungen aufweisen, durch welche das auszutauschende Gas strömen kann. Die Membran kann aber auch als geschlossene Diffusionsmembran ausgebildet sein.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Membran als semipermeable Membran ausgebildet ist, wobei diese im Wesentlichen gasdurchlässig und flüssigkeitsundurchlässig ist. Durch eine flüssigkeitsundurchlässige Membran wird verhindert, dass Flüssigkeiten beispielsweise von außen in das Gehäuse gelangen können. Aufgrund der Gasdurchlässigkeit ist der Austausch von gasförmigen Medien dabei jedoch nicht beeinträchtigt. Besonders bei einer Belüftung des Gehäuses, also wenn Gas von außen in das Gehäuse strömen soll, kann es dazu führen, dass sich Wasser an der semipermeablen Membran ablagern kann. Dies kann dann dazu führen, dass die Poren bzw. Öffnungen der Membran, die für deren Gasdurchlässigkeit sorgen, verstopfen oder sich zusetzen, so dass die Gasaustauschfähigkeit des Belüftungselements verringert ist. Daher ist insbesondere dann, wenn es zu einem Belüften des Gehäuses kommt, die spritz- und/oder sprühwasserabweisende Schutzkappe von Vorteil.
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In konstruktiver Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn das Belüftungselement einen insbesondere konzentrisch zum Kopfabschnitt angeordneten Befestigungsabschnitt zum Befestigen des Belüftungselements an einem Gehäuse aufweist. Der Befestigungsabschnitt kann beispielsweise in eine Öffnung des Gehäuses eingebracht und dort befestigt bzw. festgelegt werden. Es ist denkbar, dass der Befestigungsabschnitt ein Außengewinde und die Öffnung im Gehäuse ein Innengewinde aufweist, so dass der Befestigungsabschnitt in das Gehäuse eingeschraubt werden kann. Ferner ist es möglich, dass der Befestigungsabschnitt in das Gehäuse eingeklebt, eingeschweißt, eingelötet, eingeklemmt, eingesteckt oder auf sonstige Art im Gehäuse fixiert wird. Der Befestigungsabschnitt kann im eingebauten Zustand die Wandung des Gehäuses durchdringen, so dass dieser bis in das Innere des Gehäuses hineinreicht.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Durchgangsöffnungen als Bohrungen ausgebildet sind, die insbesondere an einem Axialabschnitt des Kopfabschnitts angeordnet sind. Unter Axialabschnitt des Kopfabschnitts kann der Bereich zu verstehen sein, der sich axial zur Durchströmungsrichtung des Belüftungselements und axial zur Befestigungsrichtung des Belüftungselements erstreckt. Die Bohrungen dienen zur Verbindung der Umgebung mit dem Kanal, so dass entsprechende Gase von der Umgebung durch die Durchgangsöffnungen in den Kanal ins Innere des Behälters geleitet werden können. Zur Entlüftung des Behälters ist es denkbar, dass entsprechende gasförmige Medien aus dem Behälter in den Kanal und dann durch die Durchgangsöffnungen zur Gehäuseumgebung gelangen können. Die Durchgangsöffnungen können dabei rund um den Axialabschnitt des Kopfabschnitts verteilt angeordnet sein. Ferner können die Durchgangsöffnungen als sich radial erstreckende Schlitze ausgebildet und insbesondere gleichmäßig rund um den Axialabschnitt verteilt sein.
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In konstruktiver Hinsicht hat es sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Schutzkappe topfförmig ausgebildet ist. Durch die topfförmige Ausgestaltung kann die Schutzkappe die Durchgangsöffnungen beabstandet überdecken, wobei es möglich ist, wahlweise verschiedene Schutzkappen zu verwenden, die unterschiedliche Abstände zwischen den Durchgangsöffnungen und der Schutzkappe bilden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Schutzkappe einen sich insbesondere radial erstreckenden Verbindungsbereich zur Verbindung der Schutzkappe mit dem Kopfabschnitt aufweist. Der radiale Verbindungsbereich kann einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, der insbesondere größer sein kann als der Querschnitt des Axialabschnitts des Kopfabschnitts. Der Durchmesser des Verbindungsbereiches kann mit dem Überdeckungsabstand von Schutzkappe und Axialabschnitt oder Durchgangsöffnungen zusammenhängen.
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In vorteilhafter Weise weist das Belüftungselement ein Verbindungselement zur Verbindung des Kopfabschnitts mit dem Verbindungsbereich auf. Dadurch, dass der Kopfabschnitt mit dem Verbindungsbereich über ein Verbindungselement verbunden ist, kann dieses Verbindungselement an die entsprechenden Einsatzmöglichkeiten angepasst sein. Beispielsweise kann das Verbindungselement ein Klebepad sein, mit welchem die Schutzkappe auf den Kopfabschnitt aufgeklebt werden kann. Dadurch wird es ermöglicht, dass auch bereits bestehende Belüftungselemente ohne Schutzkappe mit einer solchen Schutzkappe auf einfache Art und Weise nachgerüstet werden können. Ferner ist es möglich, dass das Verbindungselement auch eine Schraube, eine Niete oder einen Bolzen umfasst, so dass die Schutzkappe lösbar mit dem Kopfabschnitt verbunden werden kann. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das entsprechende Verbindungselement von außen gelöst werden kann, so dass die Schutzkappe beispielsweise mit einer Schraube lösbar von außen auf den Kopfabschnitt aufgeschraubt werden kann.
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Weiterhin hat es sich in konstruktiver Hinsicht als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Schutzkappe einen senkrecht auf dem Verbindungsbereich angeordneten und sich radial erstreckenden Überdeckungsbereich aufweist, der den Axialabschnitt des Kopfabschnitts überdeckt. Der Überdeckungsbereich kann den Axialabschnitt des Kopfabschnitts derart überdecken, dass die Durchgangsöffnungen vor Spritzwasser geschützt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass sich der Überdeckungsbereich vom Verbindungsbereich der Schutzkappe axial in Richtung des Befestigungsabschnitts erstreckt. Die Durchgangsöffnungen können vom Überdeckungsbereich beabstandet überdeckt werden, so dass zwar gasförmige Medien um den Überdeckungsbereich herum in die Durchgangsöffnungen strömen können, flüssige Medien aufgrund ihrer Trägheit jedoch nicht vom Gas mitgerissen werden können.
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Weiterhin ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass der Überdeckungsbereich konzentrisch zum Axialabschnitt des Kopfabschnitts angeordnet ist. Durch die konzentrische Anordnung kann gewährleistet sein, dass alle Durchgangsöffnungen in gleicher Weise vom Überdeckungsbereich überdeckt werden. Der Abstand zwischen dem Überdeckungsbereich und dem Axialabschnitt kann daher über dem gesamten Umfang konstant sein. Dies kann einen gleichmäßigen Schutz vor Wasser gewährleisten, unabhängig von der Aufprallrichtung des Wassers.
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In Weiterbildung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn zwischen dem Kopfabschnitt und dem Befestigungsabschnitt ein Dichtelement zum Abdichten der Öffnung des Gehäuses angeordnet ist. Durch dieses Dichtelement kann kein Gas zwischen der Umgebung und dem Gehäuse ausgetauscht werden, ohne dass dieses nicht durch das Belüftungselement strömt. Das Dichtelement kann dabei aus einem insbesondere leicht verformbaren Material, wie beispielsweise Gummi, Kautschuk oder auch Teflon bestehen, so dass sich dieses beim Einbringen des Belüftungselements in die Öffnung des Gehäuses verformen kann. Das Dichtelement kann dafür auf der einen Seite am Gehäuse und auf der anderen Seite an einem Schulterbereich des Belüftungselements anliegen. Es kann sich beim Einbringen in die Öffnung des Gehäuses zwischen dem Gehäuse und dem Schulterbereich derart verformen, dass es an diesen Elementen anliegt und damit die Öffnung abdichtet. Das Dichtelement kann als O-Ring oder als Flachdichtung ausgebildet sein. Ferner ist es auch möglich die Gehäuseöffnung gegen das Belüftungselement mittels einer stoffschlüssigen Dichtung oder mittels einer Gewindedichtung abzudichten.
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Die Schutzkappe kann aus einem anderen Material als das restliche Belüftungselement bestehen. Das Belüftungselement kann aus Metall, aus Kunststoff oder aus einem anderen Material bestehen.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird bei einem Gehäuse dadurch gelöst, dass das Gehäuse mindestens eine Öffnung aufweist, in der ein Belüftungselement in der zuvor beschriebenen Art angeordnet ist.
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Weitere Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert werden. Darin zeigt:
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1 ein in eine Öffnung eines Gehäuses eingeschraubtes Belüftungs element.
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In 1 ist ein Belüftungselement 15 zum Druckausgleich gezeigt, welches in ein Gehäuse 11 bzw. in eine entsprechende Öffnung 12 in der Gehäusewandung 11.1 eingeschraubt ist. Zum Gasaustausch zwischen dem Gehäuseinneren und der Gehäuseumgebung weist das Belüftungselement 15 dafür einen Kanal 1 auf, der sich vom Befestigungsabschnitt 6 bis zum Kopfabschnitt 2 durch das Belüftungselement 15 erstreckt. In diesem Kanal 1 ist eine semipermeable Membran 5 angeordnet, die zwar einen Gasaustausch, jedoch keinen Flüssigkeitsaustausch zwischen dem Inneren des Gehäuses 11 und der Gehäuseumgebung zulässt.
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Wenn der Druck im Gehäuse 11 geringer ist als der Umgebungsdruck, kommt es aufgrund dieses Druckunterschiedes zu einem Druckausgleich, indem beispielsweise Luft von der Umgebung in das Gehäuse 11 hineinströmt. Dabei strömt das Gas durch die Durchgangsöffnungen 3, die radial am Kopfabschnitt 2 angeordnet sind, in den Kanal 1 und von dort aus durch die semipermeable Membran 5 in den Innenraum des Gehäuses 11. Besonders bei diesem Belüften kann es dazu kommen, dass sich die semipermeable Membran 5 mit Wasser zusetzt, so dass der Gasstrom behindert ist.
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Zum Schutz vor diesem eindringenden Wasser weist das Belüftungselement 15 eine Schutzkappe 4 auf, die am Kopfabschnitt 2 angeordnet ist. Zwischen Kopfabschnitt 2 und Schutzkappe 4 ist dabei ein Klebepad 13 angeordnet, welches die beiden Elemente miteinander verbindet. Zur Verbindung weist die Schutzkappe 4 einen Verbindungsbereich 8 auf, der mit dem Klebepad 13 zusammenwirkt und über den dieses mit dem Kopfabschnitt 2 verbunden ist.
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Wenn nun von außen Wasser beispielsweise Spritzwasser auf das Belüftungselement 15 auftrifft, wird dies von der Schutzkappe 4 derart abgeschirmt, dass es nicht bis zu den Durchgangsöffnungen 3 vordringen kann. Die Schutzkappe 4 weist dafür einen Überdeckungsbereich 9 auf, der konzentrisch zum Axialabschnitt 7 des Kopfabschnitts 2 angeordnet ist. Durch diesen Überdeckungsbereich 9 werden die entsprechenden Durchgangsöffnungen 3 beabstandet überdeckt, so dass Wasser nicht direkt durch die Durchgangsöffnung 3 in den Kanal 1 gelangen kann. Vielmehr ist es so, dass das Wasser von der Schutzkappe 4 abprallt und dann nach unten abläuft.
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Damit auch Wasser, welches gegen das Gehäuse 11 prallt und an diesem herunter rinnt, nicht bis zu den Durchgangsöffnungen 3 vordringen kann, ist dafür zwischen dem Befestigungsabschnitt 6 und dem Kopfabschnitt 2 ein Schulterbereich 14 angeordnet, der einen größeren Durchmesser als der Kopfabschnitt 2 aufweist. Wie dies in 1 zu erkennen ist, ist der Abstand zwischen dem Kopfabschnitt 2 und dem Gehäuse 11 dabei so groß, dass das von der Wand ablaufende Wasser zwischen dem Überdeckungsbereich 9 und dem Gehäuse 11 ablaufen kann. Zudem ist der Abstand zwischen dem Schulterbereich 14 und dem Überdeckungsbereich 9 so bemessen, dass Gas, welches um die Schutzkappe 4 herumströmt, möglichst kein Wasser mitreißen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kanal
- 2
- Kopfabschnitt
- 3
- Durchgangsöffnung
- 4
- Schutzkappe
- 5
- Membran, semipermeable Membran
- 6
- Befestigungsabschnitt
- 7
- Axialabschnitt
- 8
- Verbindungsbereich
- 9
- Überdeckungsbereich
- 10
- Dichtelement
- 11
- Gehäuse
- 11.1
- Gehäusewandung
- 12
- Öffnung
- 13
- Verbindungselement
- 14
- Schulterbereich
- 15
- Belüftungselement
