DE202004001139U1 - Pressure equalization element comprises a base section, a lid, and a gas exchange channel with a filter element - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Druckausgleichselement zum Einbau in eine Gehäusewand, mit einem Grundteil, mit einem auf dem Grundteil angeordneten Deckelteil, wobei in dem Druckausgleichselement mindestens ein Gasaustauschkanal vorgesehen ist, in dem ein Filterelement angeordnet ist, wobei das Deckelteil mindestens einen Oberflächenabschnitt aufweist, der an mindestens einem Halteabschnitt des Grundteils anliegt.The invention relates to a pressure compensation element for installation in a housing wall, with a base part, with a cover part arranged on the base part, wherein at least one gas exchange channel in the pressure compensation element is provided, in which a filter element is arranged, the cover part has at least one surface section, which rests on at least one holding section of the base part.
Ein solches Druckausgleichselement ist aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus einem Katalog der Firma Gore unter der Bezeichnung "POV/M 12 × 1,5" bekannt. Ein solches Druckausgleichselement kann in die Wand eines Gehäuses, beispielsweise eines geschlossenen Behälters, eingebaut werden, um einen Druckaustausch des in dem Gehäuse enthaltenen Mediums mit dem Medium außerhalb des Gehäuses zu ermöglichen. Das Filterelement in dem Gasaustauschkanal ist als eine mikroporöse Membran ausgebildet, die für Luft und Feuchtigkeitsdampf durchlässig ist, aber für Wasser, Staub und Schmutz undurchlässig ist. Die Membran ist bspw. aus Polytetrafluoräthylen (expanded polytetraflouroehtylene, ePTFE) gefertigt. Die Membran kann hydrophob und oleophob ausgebildet sein. Durch die Membran wird verhindert, dass Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, in das Innere des Gehäuses eindringen kann, und gleichzeitig aber ein Gasaustausch aus dem Gehäuseinneren mit der Umgebung ermöglicht.Such a pressure compensation element is from the prior art, for example from a catalog known by the company Gore under the name "POV / M 12 × 1.5". Such a pressure compensation element can be in the wall of a housing, for example a closed container, be installed to exchange the pressure contained in the housing Medium with the medium outside of the housing to enable. The filter element in the gas exchange channel is as a microporous membrane trained who for Air and moisture vapor is permeable, but for water, dust and impermeable to dirt is. The membrane is made, for example, of polytetrafluoroethylene (expanded polytetrafluoroethylene, ePTFE). The membrane can be made hydrophobic and oleophobic his. The membrane prevents liquid, for example water, penetrate into the interior of the housing can, but at the same time a gas exchange from the inside of the housing with the environment.
Die Druckausgleichselemente können verschiedenen Schutzklassen zugeordnet werden. So kann einem Druckausgleichselement beispielsweise eine der Klassen IP67 bzw. IP68 zugeordnet werden, wodurch die Druckwasserdichtigkeit eines Druckausgleichselements angegeben werden kann. Die Druckwasserfestigkeit des genannten Ventils von Gore beträgt beispielsweise 0,1 bar für eine Belastungsdauer von 30 Minuten. Eine weitere Schutzklasse ist die Klasse IP69K, der ein Druckausgleichselement zugeordnet wird, wenn es einem Hochdruckreinigungsvorgang standhält, der wie folgt definiert ist: Wasser wird mit einem Druck von 100 bar aus drei verschiedenen Richtungen mit einem Abstand von 10 cm auf das Druckausgleichselement gesprüht. Hält das Druckausgleichselement dieser Belastung stand, wird es der Klasse IP69K zugeordnet. Diese Schutzklasse ist insbesondere in der Lebensmitteltechnik und der Pharmazie von Bedeutung, da dort Produktions- und Abfüllanlagen oft einer besonders gründlichen Reinigung unterzogen werden müssen. Dabei ist es wichtig, dass ein Eindringen von Wasser in Gehäuse von elektrischen Anlagen wirksam verhindert wird.The pressure compensation elements can be different Protection classes are assigned. So can a pressure compensation element For example, one of the classes IP67 or IP68 can be assigned, whereby the water tightness of a pressure compensation element specified can be. The pressure water resistance of the mentioned Gore valve is for example 0.1 bar for a load duration of 30 minutes. Another protection class is class IP69K, to which a pressure compensation element is assigned, if it can withstand a high pressure cleaning process defined as follows is: Water is made up of three different pressures of 100 bar Directions at a distance of 10 cm on the pressure compensation element sprayed. Holds the pressure compensation element this load, it is assigned to class IP69K. This protection class is particularly in the food technology and pharmacy of Significance, since production and filling systems there are often particularly thorough Must undergo cleaning. there It is important that water does not enter the housing electrical systems is effectively prevented.
Es hat sich bei dem eingangs genannten Ventil herausgestellt, dass es trotz der Zuordnung zur Klasse IP69K möglich sein kann, dass sich das Deckelteil vom Grundteil löst. Dies liegt daran, dass unter Hochdruck stehendes Wasser zwischen den Oberflächenabschnitt des Deckelteils und den Halteabschnitt des Grundteils gelangen kann, so dass ein Druckpolster mit ansteigendem Druck aufgebaut wird, das den Deckelteil schließlich absprengen kann.It has been in the valve mentioned above emphasized that it can be possible despite the assignment to class IP69K can that the cover part detaches from the base part. This is because high pressure water between the surface section of the cover part and the holding section of the base part can reach so that a pressure cushion is built up with increasing pressure, that finally the lid part can blow off.
Ausgehend von dieser Problematik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Druckausgleichselement bereitzustellen, mit dem ein unerwünschtes Abheben des Deckelteils vom Grundteil verhindert werden kann.Based on this problem is the object of the present invention, a pressure compensation element To provide with the unwanted lifting of the lid part can be prevented by the base part.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Oberflächenabschnitt des Deckelteils und der Halteabschnitt des Grundteils zumindest bereichsweise dichtend miteinander verbunden sind. Hierdurch kann vermieden werden, dass Wasser zwischen das Grundteil und das Deckelteil eindringt und sich dazwischen ein Druckpolster zwischen aufbaut, das letztlich zu einem Ablösen des Deckelteils vom Grundteil führt. Es ist nichtnotwendig, dass der Oberflächenabschnitt und der Halteabschnitt in ihrer gesamten Erstreckung dichtend miteinander verbunden sind. Es genügt, wenn zumindest ein Bereich vorhanden ist, in dem der Oberflächenabschnitt und der Halteabschnitt dichtend miteinander verbunden sind, so dass ein unter Druck stehendes Medium nicht in den Kontaktbereich zwischen diesen Teilen des Oberflächenabschnitts bzw. Halteabschnitts gelangen kann.This object is achieved according to the invention solved, that the surface section of the cover part and the holding section of the base part at least are sealingly connected to one another in some areas. This can Avoid that water penetrates between the base part and the cover part and a pressure cushion builds up between them, which ultimately to a detachment of the cover part leads from the base part. It is not necessary that the surface section and the holding section are sealed together in their entire extent. It is sufficient, if there is at least an area in which the surface portion and the holding section are sealingly connected to one another so that a medium under pressure is not in the contact area between these parts of the surface section or holding section can reach.
Das Grundteil und das Deckelteil können im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Dies erleichtert das Einsetzen des Druckausgleichselementes in die Bohrung eines Gehäuses. Das Grundteil kann beispielsweise über eine Verschraubung an einer Gehäusewand befestigt sein.The base part and the cover part can be essentially rotationally symmetrical. This makes it easier inserting the pressure compensation element into the bore of a Housing. The base part can for example be screwed to a housing wall be attached.
Im Folgenden werden vorteilhafte geometrische Ausbildungen für den Oberflächenabschnitt und den Halteabschnitt beschrieben. Diese können eben ausgebildet sein, so dass der Oberflächenabschnitt flächig auf den Halteabschnitt aufgedrückt werden kann. Bei rotationssymmetrischem Grundteil und Deckelteil sind der Oberflächenabschnitt und der Halteabschnitt vorteilhafterweise zumindest abschnittsweise ringförmig ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Oberflächenabschnitt und der Halteabschnitt auch als Sektor eines Rings ausgebildet sein können.The following are advantageous geometric training for the surface section and described the holding section. These can be flat, so that the surface section is flat pressed the holding section can be. With a rotationally symmetrical base part and cover part are the surface section and the holding section advantageously at least in sections annular educated. This means that the surface section and the holding section too can be designed as a sector of a ring.
Der Oberflächenabschnitt und der Halteabschnitt können auch im wesentlichen zylindrisch oder konisch ausgebildet sein. Bei diesen Ausführungsformen wird die Verbindung durch eine in radialer Richtung dichte Anlage von Oberflächenabschnitt und Halteabschnitt gebildet.The surface section and the holding section can also be substantially cylindrical or conical. In these embodiments the connection is made by a radially sealed system from surface section and holding section formed.
Das Grundteil und das Deckelteil können aus Kunststoff gebildet sein, wodurch das Druckausgleichselement besonders preiswert herstellbar ist. Das Grundteil und das Deckelteil können aber auch aus Metall, insbesondere aus Edelstahl, gebildet sein, um eine besonders hohe Medienresistenz aufzuweisen.The base part and the cover part can be made of plastic, whereby the pressure compensation element is particularly inexpensive to manufacture. The base part and the cover part can but can also be formed from metal, in particular from stainless steel, to show a particularly high media resistance.
Die dichte Verbindung zwischen dem Oberflächenabschnitt des Deckelteils und dem Halteabschnitt des Grundteils kann beispielsweise durch eine Schweißverbindung gebildet sein.The tight connection between the waiter Surface section of the cover part and the holding section of the base part can be formed, for example, by a welded connection.
Bei Verwendung von Kunststoffmaterialien kommt hierbei insbesondere eine Ultraschallschweißverbindung oder eine Laserschweißverbindung in Betracht. Aufgrund der sehr kurzen Schweißzeiten eignet sich das Ultraschallschweißverfahren besonders für die Großserienherstellung eines erfindungsgemäßen Druckausgleichselements. Hohe Arbeitsgeschwindigkeiten sind aufgrund der hohen Energiedichte eines Laserstrahlers auch bei einer Laserschweißverbindung möglich. Es ist allerdings darauf zu achten, dass die Energiedichte so dosiert wird, dass die Materialien des Grundteils und des Deckelteils nicht zersetzt werden.When using plastic materials comes in particular an ultrasonic welded connection or a laser welded connection into consideration. Due to the very short welding times, the ultrasonic welding process is particularly suitable for the Mass production a pressure compensation element according to the invention. High working speeds are due to the high energy density a laser emitter also possible with a laser welded joint. It however, it must be ensured that the energy density is dosed in this way is that the materials of the base part and the cover part are not be decomposed.
Eine Reibschweißverbindung eignet sich sowohl bei Verwendung von Kunststoff als auch von Metall für Grundteil und Deckelteil. Auch hierbei sind verhältnismäßig kurze Prozesszeiten erreichbar, wobei sich für rotationssymmetrische Druckausgleichselemente das Rotationsreibschweißen besonders gut eignet.A friction welded joint is suitable when using plastic as well as metal for base part and cover part. Here too, relatively short process times can be achieved, being for rotationally symmetrical pressure compensation elements do the rotary friction welding particularly well suitable.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Verbindung durch eine Presspassung gebildet ist. Die Presspassung ermöglicht es, eine lösbare Verbindung zwischen Deckelteil und Grundteil herzustellen, wobei gleichzeitig gewährleistet ist, dass der Oberflächenabschnitt des Deckelteils und der Halteabschnitt des Grundteils im Bereich der Presspassung dichtend miteinander verbunden sind.There is also the possibility that the connection is formed by an interference fit. The press fit allows it, a detachable Establish connection between the cover part and base part, wherein guaranteed at the same time is that the surface section of the cover part and the holding section of the base part in the area the press fit are sealed together.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Gasaustauschkanal Kanalabschnitte aufweist, wobei sich ein erster Kanalabschnitt von einem freien Ende des Grundteils bis zu dem Filterelement und ein zweiter Kanalabschnitt von dem Filterelement bis zu im Deckel vorgesehenen Gasaustauschöffnungen erstreckt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der zweite Kanalabschnitt labyrinthartig ausgebildet ist. Somit kann unter Druck stehendes Medium in der Umgebung des Druckausgleichselements nicht direkt auf die Membran wirken, die nur bis zu einem Maximaldruck wasserundurchlässig ist. Durch den labyrinthartigen Kanalabschnitt kann der Druck des auf das Druckausgleichselement wirkenden Mediums abgeschwächt werden, so dass letztlich eine höhere Druckwasserdichtigkeit des Druckausgleichselements gewährleistet werden kann.One embodiment of the invention provides that the gas exchange channel has channel sections, wherein a first channel section from a free end of the base to to the filter element and a second channel section from the filter element extends to the gas exchange openings provided in the cover. It is it is particularly advantageous if the second channel section is labyrinthine is trained. Thus, medium under pressure in the Do not place the pressure compensation element directly on the membrane act that is only impermeable to water up to a maximum pressure. Through the labyrinthine channel section, the pressure of the the medium acting on the pressure compensation element are weakened, so ultimately a higher one Water pressure tightness of the pressure compensation element guaranteed can be.
Das Grundteil oder ein am Grundteil festgelegtes Sicherungselement kann dem Deckelteil zugewandte Stege aufweisen, die durch Gasaustauschdurchbrüche unterbrochen sind. Durch die Stege kann der zweite Kanalabschnitt räumlich begrenzt werden. Die Stege können auch dazu dienen, dass sich das Deckelteil auf diesen abstützen kann.The base part or one on the base part Fixed securing element can the webs facing the cover part have, which are interrupted by gas exchange breakthroughs. By the webs can be spatially limited to the second channel section. The Jetties can also serve that the cover part can be supported on this.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Gasaustauschöffnungen des Deckelteils und die Gasaustauschdurchbrüche des Grundteils versetzt zueinander angeordnet sind. Hierdurch kann ein labyrinthartiger Gasaustauschkanal gebildet werden, wodurch, wie oben beschrieben, das Druckausgleichselement besonders druckwasserdicht ausgeführt ist.A particularly advantageous embodiment the invention provides that the gas exchange openings of the cover part and the gas exchange breakthroughs of the base are arranged offset from one another. This can a labyrinthine gas exchange channel is formed, whereby as described above, the pressure compensation element is particularly water-tight accomplished is.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist.Further advantageous configurations and details of the invention are set forth in the following description remove in which the invention with reference to that shown in the drawing embodiments described in more detail and explained is.
Es zeigen:Show it:
In
Das Grundteil
Der Bund
Der Ringsteg
Aus
Das Deckelteil
Das Druckausgleichselement
Das in
Das Grundteil
Zwischen dem Bund
Das Druckausgleichselement
Auch das Druckausgleichselement
Die dargestellten Druckausgleichselemente gewährleisten
eine hohe Wasserdruckdichtigkeit und vermeiden es durch ihre als
Schweiß-
oder Presspassung ausgebildete, dichtende Verbindungen, dass ein
Medium unter Druck in den Verbindungsbereich zwischen Grundteil
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