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Die Erfindung bezieht sich auf eine Berstschutzeinheit für ein einen Druckraum umschließendes Gehäuse mit einem Halteteil, das einen vorstehenden Stutzen aufweist und an einem eine Gehäuseöffnung umgebenden Wandbereich fluiddicht festlegbar und mit einer Verschlussplatte abgedichtet verbunden ist, wobei die Verschlussplatte in dem Stutzen angeformt und mit einer zumindest teilweise umlaufenden Sollbruchlinie versehen und stoffschlüssig mit dem Halteteil verbunden ist und wobei die Sollbruchlinie mittels einer Materialschwächung in Gestalt einer eingeformten Einkerbung oder Aneinanderreihung von Vertiefungen gebildet ist und einen Flächenbereich der Verschlussplatte zumindest teilweise umschließt und wobei die beiden Endpunkte der teilweise umlaufenden Sollbruchlinie über eine ein Filmscharmier bildende Gerade miteinander verbunden sind.
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Eine Berstschutzeinheit dieser Art ist in der
DE 73 26 995 U angegeben. Bei dieser bekannten Berstschutzeinheit zum Einsatz in einem Löschmittelbehälter sitzt eine Berstfolie an einem Haltering, der seinerseits eine Hülse trägt, die in das Ende eines Steigrohrs einsteckbar ist, wobei sich der an sie angrenzende untere Rand des Halterings auf den Rand des Steigrohrendes aufsetzt. Sämtliche Teile der Berstschutzeinheit bilden ein Stück aus thermoplastischem Kunststoff, welches durch Spritzgie-ßen herstellbar ist. Die Berstfolie ist gegenüber dem Haltering durch eine kreisrunde Sollbruchlinie begrenzt und in einem verbleibenden Bereich an dem Haltering durch ein Filmscharnier befestigt, das durch die Folie selbst gebildet ist und nicht durch eine Sollbruchlinie geschwächt ist. In weiterer Ausgestaltung kann die Berstschutzeinheit mit einem den Außenumfang des Halterings umgebenden, axial über die Ebene der Berstfolie erstreckten, sich nach außen konisch erweiternden kegelstumpfförmigen Stutzen zur Aufnahme einer Siebplatte versehen sein.
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Bei einer in der
US 4 102 167 A gezeigten Berstschutzeinheit ist in einem tubusförmigen Halteteil eine konkav-konvex gekrümmte Verschlussplatte eingeformt, wobei die konvexe Krümmung einem Druckraum zugekehrt ist und bei einem einen vorgegebenen Druck übersteigenden Überdruck nach außen gedrückt wird, sodass die Verschlussplatte in ihrem an der Innenseite der Hülse umlaufenden Anformbereich abbricht und der Durchgang durch die Hülse zum Abbau des Überdrucks geöffnet wird. Eine Sollbruchlinie mit Einkerbung ist dabei nicht vorhanden. An einem Endbereich der Hülse ist umfangsseitig ein radial überstehender Abschnitt z. B. als Sechskant-Schraubkopf angeformt.
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Die
DE 10 2004 038 789 A1 zeigt eine Berstscheibenanordnung, bei der eine Berstfolie mittels eines Halteorgans auf dem Dichtsitz eines Gehäuses festgelegt wird.
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Die
DE 20 2018 101 828 U1 zeigt eine Berstscheibenanordnung aus mehreren Teilen mit einer Berstscheibe und einer Leiterschleife.
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Eine weitere Berstschutzeinheit ist in der
DE 10 2011 109 310 A1 gezeigt. Bei dieser Berstschutzeinheit zum Verringern des Innendrucks in einem Batteriegehäuse wird eine Verschlussplatte zum Abdichten einer Gehäuseöffnung mittels eines Halteteils mit einem Federelement an dem die Gehäuseöffnung umgebenden Wandbereich gehalten und kann bei Überschreiten einer vorgegebenen Druckschwelle des Innendrucks von dem Wandbereich gegen den Federdruck abgehoben werden, um die Gehäuseöffnung teilweise freizugeben, damit sich der Überdruck im Gehäuseinneren abbaut.
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Bei einer in der
DE 10 2015 005 276 A1 gezeigten Entlüftungsvorrichtung mit Berstschutz ist in einer Öffnung eines Batteriegehäuses eine Membran angeordnet, auf deren dem Batteriegehäuse zugewandten Innenseite ein Blech angeordnet ist, welches an einem Rand der Öffnung befestigt ist. Bei einem Überdruck im Innenraum wird das entlang einer Knickstelle verschwenkbare Blech gegen die Membran bewegt, um diese aufzureißen. Eine ähnliche Vorrichtung mit einer Membran und einem an deren Unterseite gehäuseseitig angeordneten plattenförmigen Element ist auch in der
DE 10 2016 004 648 A1 gezeigt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Berstschutzeinheit bereitzustellen, die an einer Gehäusewandung stabil und dicht anbringbar ist und bei Überdruck in einem von dem Gehäuse umgebenen Druckraum gegenüber einem umgebenden Raum definiert und zuverlässig anspricht.
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Diese Aufgabe wird bei einer Berstschutzeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Verschlussplatte mit einer zumindest teilweise umlaufenden Sollbruchlinie versehen und stoffschlüssig mit dem Halteteil verbunden ist.
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Mit den im Anspruch 1 genannten Maßnahmen kann ein definiertes Aufreißen der Verschlussplatte vorgegeben werden. Auch lässt sich durch den Aufbau eine Berstschutzeinheit für verschiedene Einsatzbedingungen und Gegebenheiten bei der Fertigung mit wenig Aufwand anpassen. Der Aufbau ist insbesondere auch zur Herstellung großer Stückzahlen mit weitgehend gleichbleibenden Eigenschaften von Vorteil, z. B. unter Fertigung in Spritzgusstechnik, insbesondere aus Kunststoff.
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Für die Herstellung und den Aufbau sowie eine zuverlässige Funktion ist dabei von Vorteil, dass das Filmscharnier als weitere Materialschwächung in Form einer Einkerbung in der Verschlussplatte ausgebildet ist, wobei die weitere Materialschwächung weniger stark ausgebildet ist als die Materialschwächung der Sollbruchlinie, so dass bei Überschreitung einer vorgegebenen Überdruckschwelle des Gehäuseinnendrucks gegenüber einem Gehäuseaußendruck die Verschlussplatte entlang der Sollbruchlinie aufreißt und über das Filmscharnier aufschwenkt und mit dem Halteteil verbunden bleibt.
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Dabei ist für den Aufbau und die Funktion von Vorteil, dass die Sollbruchlinie mittels einer Materialschwächung in Gestalt einer eingeformten Einkerbung oder Aneinanderreihung von Vertiefungen gebildet ist und einen Flächenbereich der Verschlussplatte zumindest teilweise umschließt, und des Weiteren, dass die beiden Endpunkte der teilweise umlaufenden Sollbruchlinie über eine ein Filmscharnier bildende Gerade miteinander verbunden sind. Beispielsweise können entlang des Filmscharniers auch zwei Flächenbereiche mit einer jeweiligen Sollbruchlinie an ihren beiden jeweiligen Endpunkten miteinander verbunden sein und bei Überdruck aufreißen und entlang des Filmscharniers aufgeschwenkt werden.
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Vorteilhaft wird dabei die Befestigung an einer Gehäusewandung im Bereich um die Gehäuseöffnung dadurch erhalten, dass das Halteteil als Halteplatte ausgebildet ist und mit einem einstückig an der Halteplatte bezüglich der Plattenebene oder Flanschebene vorstehenden Stutzen versehen ist, in dem die Verschlussplatte angeformt ist.
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Für den Aufbau und die Funktion der Berstschutzeinheit sowie ihre Anbringung im Bereich einer Gehäuseöffnung ist dabei weiter von Vorteil, dass der Stutzen an seinem Außenumfang an der Halteplatte oder dem Anlageflansch angeformt ist und gegenüber der Plattenebene oder Flanschebene beidseitig vorstehende Abschnitte mit einem gegenüber einer zuzuordnenden Gehäusewand nach außen gerichteten Außenabschnitt und einem nach innen vorstehenden Innenabschnitt aufweist.
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Hierbei besteht eine für die Anbringung an einem Gehäuse vorteilhafte Ausgestaltung darin, dass der Innenabschnitt mit einem Schraubabschnitt mit Außengewinde versehen ist, mittels dessen die Berstschutzeinheit in ein in einer Gehäusewandung angeordnetes Gegengewinde einschraubbar ist.
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Eine für die Anbringung weitere vorteilhafte Ausbildung wird dadurch erhalten, dass die Halteplatte mit mindestens einer Durchführung zum Einsetzen eines Befestigungselements und Befestigen an einer Gehäusewandung versehen ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Berstschutzeinheit in perspektivischer Ansicht von oben,
- 2A, 2B und 2C die Berstschutzeinheit nach 1 in Draufsicht, in einer seitlichen Schnittdarstellung und in einem vergrößerten Ausschnitt der Schnittdarstellung,
- 3A und 3B die Berstschutzeinheit nach 1 in geöffnetem Zustand der Verschluss platte in Draufsicht und in einer seitlichen Schnittdarstellung,
- 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Berstschutzeinheit in perspektivischer Ansicht von oben und
- 5A und 5B die Berstschutzeinheit nach 4 in Draufsicht und in einer seitlichen Schnittdarstellung.
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Eine in 1 gezeigte Berstschutzeinheit 1 weist einen Halteteil 3 mit einer Halteplatte 30 und einem daran angeformten, lotrecht vorstehenden Stutzen 2 auf, in dem eine Verschlussplatte 21 angeordnet, und zwar durch Anformen stoffschlüssig angebracht ist. In der Halteplatte 30 sind mehrere, vorliegend drei Durchführöffnungen 31 eingebracht, in die zur Befestigung der Berstschutzeinheit 1 an einer Gehäusewandung Befestigungsmittel wie Schrauben oder Niete eingesetzt werden können. Die Berstschutzeinheit 1 dient dabei zum Freigeben einer Gehäuseöffnung bei Überdruck in dem von dem Gehäuse fluiddicht umschlossenen Innenraum (Druckraum) gegenüber der Umgebung, so dass in dem Druckraum vorhandenes Fluid, in der Regel ein Gas, entweichen kann, um ein Bersten des Gehäuses zu vermeiden. Bei dem Gehäuse kann es sich beispielsweise um ein Batteriegehäuse oder dergleichen handeln. Über den Stutzen kann das bei Druck entweichende Fluid definiert über eine angeschlossene Leitung abgeführt werden.
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Wie aus den 2A, 2B und 2C ersichtlich, ist die Verschlussplatte 21 bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in dem bezüglich einer zuzuordnenden Gehäusewandung nach außen vorstehenden Außenabschnitt 34 angeordnet (s. 2B). Der Stutzen 2 weist bei diesem Ausführungsbeispiel zudem einen gegenüber der Halteplatte 30 bezüglich einer zuzuordnenden Gehäusewandung nach innen vorstehenden Innenabschnitt 33 auf, der vorliegend den gleichen Innen- und Außendurchmesser besitzt wie der Außenabschitt 34. Die Halteplatte 30 und der Stutzen 2 bilden zusammen mit der Verschlussplatte 21 ein einstückiges Formteil, das als Spritzgussteil, insbesondere aus Kunststoff, ausgebildet ist.
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Die Verschlussplatte 21 ist entlang ihrem Außenrand über ihren gesamten Umfang an der Innenwandfläche des Stutzens 2, vorliegend also des Außenabschnitts 34, angeformt. Sie besitzt eine relativ große Stärke von (je nach Material) z. B, mehr als 0,5mm, vorzugsweise mehr als 1 mm und ist mit einer vorliegend um mehr als 180 Grad entlang einer Sollbruchlinie 210 umlaufenden Einkerbung bzw. Nut versehen, um eine definierte Schwächung der Verschlussplatte 21 zu erzeugen, entlang deren die Verschlussplatte 21 bei einem bestimmten Überdruck aufreißt, um den Überdruck abzubauen, wie in den 3A und 3B dargestellt ist. Die beiden Enden der entlang der Sollbruchlinie 210 verlaufenden Nut bzw. Einkerbung sind über ein Filmscharnier 211 miteinander verbunden, welches vorliegend ebenfalls durch eine Materialschwächung in Form einer Nut bzw. Einkerbung in der Verschlussplatte 21 gebildet ist, wobei die Materialschwächung über den Verlauf des Filmscharniers 211 jedoch deutlich weniger stark ausgeprägt ist als über den Verlauf der Sollbruchlinie 210, so dass bei Überdruck die Verschlussplatte 21 lediglich über die Sollbruchlinie 210 aufreißt und die Öffnung in dem Gehäuse freigibt, ohne dass die Verschlussplatte 21 im Bereich des Filmscharniers 211 abreißt. Vorzugsweise ist das Filmscharnier 211 entlang einer geraden Verbindung zwischen den beiden Endpunkten der Sollbruchlinie 210 ausgebildet. Alternativ ist z. B. auch denkbar, dass zwei Sollbruchlinien in der Nähe des Innenumfangs des Stutzens 2 entlang verlaufen und mit ihren beiden Enden einander benachbart sind und ein gemeinsames Filmscharnier 211 besitzen. Bei Überdruck können dann beide Teile der Verschlussplatte entlang des Filmscharniers 211 aufklappen, um die Öffnung freizugeben. Die Einkerbung der Sollbruchlinie 210 und des Filmscharniers 211 sind vorliegend auf der Innenseite (der einem Gehäuse zugewandten Seite) angeordnet.
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Die Ausbildung des Halteteils 3 mit dem Innenabschnitt 33 des Stutzens 2 hat den Vorteil, dass der Innenabschnitt 33 in seinem Außendurchmesser bzw. seiner Außenkontur an den Innendurchmesser bzw. eine (z. B. nicht runde) Innenkontur der Gehäuseöffnung angepasst und leicht eingesetzt werden kann, um die Berstschutzeinheit 1 dann anschließend mittels der Halteplatte 30 zu befestigen. Die Halteplatte 30 bildet dabei vorteilhaft einen Anlageflansch, der eine geeignete Außenkontur, wie z. B. rechteckig, quadratisch, oval oder rund aufweisen kann und erforderlichenfalls auch gewölbt bzw. räumlich geformt ausgeführt sein kann, falls die betreffende Außenwandung des Gehäuses eine nicht flache Form besitzt.
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Die 4, 5A und 5B zeigen eine gegenüber dem zuvor beschriebenen Ausführungsbespiel abgewandelte Berstschutzeinheit 1. Im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen Ausführung ist hierbei das Halteteil 3 mit einem Anlageflansch 32 mit runder Außenkontur versehen, der in der gezeigten Ausführung ebenfalls eine Halteplatte 30 bildet. Bei dem in den 4, 5A und 5B gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Innenabschnitt 33 als Schraubabschnitt 330 mit einem Außengewinde ausgestaltet und kann darüber in ein in einer Gehäuseöffnung vorhandenes, passendes Innengewinde eingeschraubt werden. Das Innengewinde in der Gehäuseöffnung kann dabei z. B. in einem Zwischenstück vorgesehen sein, das seinerseits in die Gehäusewandung eingesetzt ist. Der Außenabschnitt 34 mit der einstückig eingeformten Verschlussplatte 21 ist entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel ausgestaltet.
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Der beschriebene und gezeigte Aufbau lässt eine definierte Abstimmung auf eine Überdruckschwelle zu, bei der die Verschlussplatte 21 sicher aufreißen bzw. die Berstschutzeinheit 1 auslösen soll.
