DE69723932T2

DE69723932T2 - Entgasungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69723932T2
Application number: DE69723932T
Authority: DE
Inventors: Takashi Ibaraki-shi Tago
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2017-08-08
Also published as: HK1008623A1; EP0831572A1; DE69723932D1; JPH1085536A; US5914415A; JP3219700B2; EP0831572B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lüftungsfilterelement nach der Präambel von Anspruch 1 und 4.
Entlüftungsfilterelemente mit einem wasserabstoßenden Film werden in elektrischen Geräten und Instrumenten von Fahrzeugen, wie zum Beispiel bei Scheinwerfern, Rücklichtern, Nebellampen, Motoren, verschiedenen Drucksensoren und Druckschaltern, eingesetzt.
Weiterhin werden die Filterelemente in tragbaren Telefonen, Kameras, elektrischen Rasierapparaten und elektrischen Zahnbürsten zur Anwendung gebracht.
Diese Entlüftungsfilterelemente werden dazu verwendet, durch Temperaturschwankungen hervorgerufene Druckschwankungen in Geräten abzuschwächen, Sprache oder Töne zu übertragen oder ein im Innern erzeugtes Gas abzugeben, während verhindert wird, dass Wasser und Staubpartikel in das Gerät eindringen können.
Ein derartiges Entlüftungsfilter ist in US 5,522,769 offen gelegt. In diesem Dokument ist ein Entlüftungsfilterelement beschrieben, das ein hohles thermoplastisches Elastomerelement umfasst, in dem ein wasserabstoßendes Filter angebracht ist, das aus einer porösen PTFE-Membran besteht. Der Körper kann entweder zylindrisch oder scheibenförmig ausgelegt sein. Er weist eine Durchlassöffnung auf, einen konischen Einsetzteil und eine Nebelsperrabdeckung, die den wasserabstoßenden Film schützt. Zwischen der Abdeckung und dem Elastomerelement vertilgt er weiterhin über einen durch die Durchlassöffnung verlaufenden Lüftungsdurchlass. Der wasserabstoßende Film wird in der Durchlassöffnung gehalten, indem er in eine Nut eingesetzt wird.
In 3 ist ein Verfahren nach dem Stand der Technik zum Anbringen eines wasserabstoßenden Films an der Vorrichtung abgebildet. Nach diesem Verfahren wird ein doppelseitiges druckempfindliches Klebeband 1 so gelocht, dass eine Öffnung einer bestimmten Form entsteht und dadurch die Fläche für eine Lüftungsöffnung 2 sichergestellt wird. Anschließend wird ein wasserabstoßender Film 3 auf das doppelseitige druckempfindliche Klebeband 1 geklebt und anschließend gelocht, sodass eine Struktur entsteht, die größer ist als die Entlüftungsöffnung 2 und somit einen Anbringungsteil aufweist. Die entstehende Struktur wird über den Anbringungsteil des doppelseitigen druckempfindlichen Klebebandes 1 an einer Klebefläche befestigt, wodurch gleichzeitig eine Abdichtung erfolgt. Dieses Verfahren ist häufig eingesetzt worden, da es kostengünstig ist und sich leicht ausführen lässt.
Allerdings besteht die Befürchtung, dass der in einem elektrischen Gerät oder einem Instrument in einem Auto oder dergleichen eingesetzte wasserabstoßende Film durch Wind und Regen oder durch das Anhaften von Schmutz oder einem Ölnebel verstopft wird und dadurch eine verringerte Luftdurchlässsgkeit bzw. eine verringerte Wasserdichtheit erlangt. Zum Vermeiden eines solchen Zusetzens musste verhindert werden, dass der wasserabstoßende Film direkt einem Nebel ausgesetzt wird, indem wie in 4 eine L-förmige Röhre 5 an den Befestigungsteil eines Sockels 4 angebracht wurde oder indem ein wasserabstoßender Film am Boden einer labyrinthartigen Struktur befestigt wurde.
Weiterhin gibt es Anbringungsverfahren zum Einsatz bei Anwendungen, in denen der druckempfindliche Klebstoff durch Einwirkung von Wärme oder chemischen Substanzen beeinträchtigt wird und sich schließlich ablöst. Wenn ein wasserabstoßender Film an einem Sockelgehäuse angebracht werden soll, das aus einem thermoplastischen Harzformwerkstoff besteht, wird der Film durch Schmelzverklebung befestigt. Wenn ein wasserabstoßender Film an einem Sockel 4 angebracht werden soll, der aus Metall, zum Beispiel aus Aluminiumdruckguss, besteht, wird der wasserabstoßende Film 3 durch Verwendung einer Kombination aus einer Gummidichtung 6 und einer Unterlegscheibe 7 nahtverdichtet, wie in 5 abgebildet.
Wie oben beschrieben, besteht bei Anwendungen, in denen ein Schutz aus einem wasserabstoßenden Film benötigt wird, oder ein Metallsockel, zum Beispiel aus Aluminiumdruckguss, verwendet wird, ein Problem insofern, als zusätzliche Teile und spezielle Vorrichtungen benötigt werden und eine äußerst präzise Temperatursteuerung erforderlich ist. Daher wird ein Entlüftungsfilterefement gewünscht, das sich leicht montieren und befestigen lässt und das sehr zuverlässig ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Entlüftungsfilterelement zu schaffen, das sich leicht anbringen lässt, weniger anfällig für eine Verringerung der Atmungsfunktion ist, die durch die Wasserdichtheit bzw. organische Verschmutzungen eines wasserabstoßenden Films hervorgerufen wird, und das eine zufrieden stellende Atmungsfunktion aufweist.
Die obige Aufgabe wird mit einem Entlüftungsfilter nach Anspruch 1 und 4 gelöst.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1(A) ist eine fragmentarische Vorderanschnitt einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entlüftungsfilterelementes; und 1(B) ist eine Draufsicht auf selbige.
2(A) ist eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entlüftungsfilterelementes im Längsschnitt; 2(B) ist eine Draufsicht auf selbige; 2(C) ist eine Vorderansicht im Längsschnitt, die ein solches Element darstellt, das an einem Sockel befestigt ist.
3(A) ist eine Vorderansicht im Längsschnitt, die ein konventionelles Entlüftungsfilterelement darstellt; und 3(B) ist eine Draufsicht auf selbiges.
4 ist eine Längsschnitt-Darstellung, die das konventionelle Entlüftungsfilterelement darstellt, das an einem Sockel befestigt ist.
5 ist eine Längsschnitt-Ansicht, die das konventionelle Entlüftungsfilterelement darstellt, das an einer anderen Art Sockel befestigt ist.
In den obigen Figuren geben die Ziffern Folgendes an: 1: doppelseitiges druckempfindliches Klebeband, 2: Entlüftungsöffnung, 3: wasserabstoßender Film, 4: Sockel, 5: L-förmige Röhre, 6: Gummidichtung, 7: Unterlegscheibe, 11: wasserabstoßender Film, 12: Öffnung zum Einsetzen des hervorstehenden Teils eines Sockels, 13: Entlüftungsdurchlass, 14: Elastomerelement, 15: Nutvertiefung, 16: Abdeckkappe, 17: Fixierstift, 18: Stiftöffnung, 19: Anbringungsteil, 20: Entlüftungsdurchlass, 21: Sockel, 22: Anbringungsteil, 23: Einsetzteil, 24: Nebelsperrabdeckung, 25: Elastomerelement, 26: Dichtungs-/Befestigungsteil und 27: Entlüftungsdurchlass.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden anhand von 1 und 2 erfindungsgemäße Ausführungsformen erläutert.
Bei der ersten Ausführungsform, die in 1 abgebildet ist, handelt es sich um ein Entlüftungsfilterelement, das an einem Sockel zu befestigen ist, aus dem ein Anbringungsteil wie ein Schornstein herausragt. Dieses Entlüftungsfilterelement umfasst einen wasserabstoßenden Film 11 und ein Elastomerelement 14, welches aus einem elastischen thermoplastischen Elastomer besteht, an dem der wasserabstoßende Film 11 durch Verschmelzung befestigt werden kann. Das Elastomerelement 14 weist eine zylindrische Form auf, deren eines Ende als Öffnung 12 zum Einsetzen eines Befestigungsteils dient und deren anderes Ende offen ist und so im Innern einen Entlüftungdurchlass 13 bildet. Der wasserabstoßende Film 11 wurde an dem anderen Endteil des Elastomerelements 14 schmelzverklebt. Das Elastomerelement 14 weist auf seinem Außenumfang eingelassene Nuten 15 auf, die sich in axialer Richtung erstrecken und in regelmäßigem Abstand in Bezug auf die Umfangsrichtung angeordnet sind.
Der wasserabstoßende Film 11 wird mit einer Abdeckkappe 16 geschützt, die aus einem harten synthetischen Harz besteht. Diese Abdeckkappe 16 hat eine solche Form, dass der andere Endteil und der Außenumfang des Elastomerteils 14 damit abgedeckt werden. Zum Befestigen der Abdeckkappe 16 an dem Elastomerelement 14 werden Fixierstifte 17, die im Innern der Abdeckkappe 16 ausgebildet sind, in Stiftöffnungen 18 eingesetzt, die in dem Elastomerelement 14 ausgebildet sind, und jener Teil von jedem Fixierstift 17, der aus der Stiftöffnung 18 herausragt, wird thermisch verformt, sodass ein Befestigungsteil 19 entsteht. Somit wird die Abdeckkappe 16 an dem Elastomerelement 14 befestigt und mit diesem zusammengefügt.
Zwischen den Befestigungsflächen des Elastomerelements 14 und der Abdeckkappe 16 ist ein Entlüftungsdurchlass 20 ausgebildet, der am Rand der Abdeckkappe 16 nach außen hin offen ist. Mittels des wasserabstoßenden Films 11 wird dieser Luftdurchlass 20 von dem Luftdurchlass 13 im Innern des Elastomerelements 14 getrennt.
Die zweite Ausführungsform, die in 2 abgebildet ist, stellt ein Entlüftungsfilterelement dar, das an einem Sockel anzubringen ist, in dem der Befestigungsteil ein Loch ist, das in einer flachen Ebene ausgebildet ist. Dieses Entlüftungsfilterelement umfasst einen wasserabstoßenden Film 11 und ein Elastomerelement 25, welches aus einem elastischen thermoplastischen Elastomer besteht, an dem der wasserabstoßende Film 11 durch Verschmelzen befestigt werden kann. Das Elastomerelement 25 hat eine Scheibenform. Auf einer Seite verfügt es über einen konischen Einsetzteil 23, der in einem Befestigungsteil 22 eines Sockels 21 einzusetzen ist, und wird auf der anderen Seite mit einer Nebelsperrabdeckung 24 versperrt. Dieses Elastomerelement 25 weist auf seinem Außenumfang einen Dichtungs-/Befestigungsteil 26 auf, der zusammen mit dem Einsetzteil 23 den Sockel 21 festhält.
Das Elastomerelement 25 hat einen Entlüftungsdurchlass 27, der sich von dessen einer Seite zum Außenumfang der anderen Seite erstreckt. Der wasserabstoßende Film 11 wurde durch Schmelzverklebung an einer Stelle in dem Lüftungsdurchlass am Elastomerelement 25 befestigt, um den Durchlass 27 zu diesem zu blockieren.
Die oben als erste und zweite Ausführungsform beschriebenen Entlüftungsfilterelemente lassen sich leicht an einem Sockel befestigten, indem lediglich die Öffnung 12 bzw. der konische Einsetzteil 23 angedrückt wird. Bei derart befestigten Entlüftungsfilterelementen tritt daher seltener eine Verringerung der Atmungsfunktion auf, hervorgerufen durch eine organische Verschmutzung des wasserabstoßenden Films 11 und daraus folgender Wasserdichtheit. Deshalb sind die Filterelemente sehr zuverlässig.
Bei der ersten und zweiten Ausführungsform kann jeder beliebige wasserabstoßende Film als wasserabstoßender Film verwendet werden, ohne dass es spezielle Einschränkungen gibt, solange er eine geeignete Luftdurchlässigkeit und Wasserdichtheit für die jeweilige Anwendung aufweist. Im Allgemeinen verbessert sich die Luftdurchlässigkeit mit zunehmender Größe des Porendurchmessers, wobei sich mit kleiner werdendem Porendurchmesser die Wasserdichtheit verbessert. Folglich ist es möglich, ein Entlüftungsfilterelement mit einer zufrieden stellenden Atmungsfunktion zu schaffen, indem ein wasserabstoßender Film 11 zum Einsatz kommt, der den größten Porendurchmesser aufweist, der zur Aufrechterhaltung der gewünschten Wasserdichtheit und zur Erhöhung einer effektiven Luftdurchlässigkeitsfläche des Entlüftungsfilterelements erforderlich ist, um eine ausreichende Luftdurchlässigkeit zu gewährleisten.
Bei Anwendungen, bei denen die erforderliche Wasserdichtheit so hoch ist, dass das Eindringen von Wassernebel in die Vorrichtung verhindert wird, wird entweder ein gewebtes Material, ein nicht gewebter Stoff oder ein Netz, jeweils aus einem natürlichen oder synthetischen Fasermaterial oder aus einem porösen, durch Pulversintern entstandenen Material oder aus einem gedehnten Material hergestellt, das einen Porendurchmesser von 10 μm oder mehr aufweist. Wenn derartige Filme hydrophob sind, können sie ohne jegliche Behandlung verwendet werden. Sind die Filme hingegen hydrophil, können sie vor der Verwendung mit einem wasser- und ölabweisenden Mittel, zum Beispiel einer fluorchemischen Substanz oder einem Silikon, beschichtet werden. Weiterhin kann ein Laminat aus diesen Stoffen verwendet werden. Bei Anwendungen, bei denen ein hoher Grad an Wasserdichtheit benötigt wird, kann ein mikroporöser Film mit einem Porendurchmesser von 10 μm oder weniger zum Einsatz kommen, der durch einen Dehn- oder Extraktionsprozess hergestellt wird. Gegebenenfalls kann der mikroporöse Film auch mit dem oben erwähnten wasserund ölabweisenden Mittel beschichtet werden. Besonders bevorzugte mikroporöse Filme sind gedehnte poröse Polytetrafluorethylenmbranen und verschiedene Laminate aus diesen, da das Grundpolymer an sich wasserabstoßend, wärmebeständig und beständig gegenüber chemischen Substanzen ist. Diese Filme und Laminate haben vorzugsweise einen Porendurchmesser von 0,001 bis 10 μm.
Zu den Gründen für den Einsatz eines thermoplastischen Elastomers gehören Folgende: (1) Durch Spritzguss kann jede gewünschte Form kostengünstig hergestellt werden, (2) bei der Schmelzverklebung wird eine hohe Zuverlässigkeit des wasserabstoßenden Films 11 erreicht, und (3) beim Anbringen an einem Sockel kann eine Wasserdichtheit durch einen einfachen Vorgang, wie beispielsweise durch Andrücken, erreicht werden.
Im Hinblick auf die Schmelzverklebung des wasserabstoßenden Films 11 ist die Zusammensetzung des Elastomers keinen besonderen Einschränkungen unterworfen und kann jede beliebige Zusammensetzung aufweisen, solange der wasserabstoßende Film durch Schmelzverklebung des Elastomers befestigt werden kann. Beispiele für das Elastomer sind u. a. Polystyren, Polyolefin, Polyvinylchlorid, Polyester, Polyurethan, Polyamid und fluorchemische Elastomere. Bei der Auswahl eines Elastomers, das sich für die Umgebung eignet, in der das Entlüftungsfilterelement verwendet werden soll, werden die Wärmebeständigkeit, Witterungsbeständigkeit, chemische Beständigkeit und andere Eigenschaften berücksichtigt.
Damit das Elastomer einfach angebracht werden kann und wasserdicht wird, ist es günstig, wenn es eine bleibende Verformung von 70% oder weniger, vorzugsweise 50% oder weniger, bei 70°C und 22 Stunden (JIS K 6301) und eine Härte, gemessen mit einem Typ A-Härtetesten, von 100 oder weniger, vorzugsweise 80 oder weniger, bei 25°C aufweist. Wenn die bleibende Verformung über 70% liegt, entsteht nach dem Anbringen zwischen dem Gehäuse und dem Elastomer infolge der Vibration und unterschiedlicher thermische Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Materialien ein Spalt, der eine verringerte Wasserdichtheit nach sich zieht. Wenn die Härte des Elastomers über 100 liegt, ist zum Anbringen an einem Sockel eine große Kraft erforderlich.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand des folgenden Beispiels näher erläutert, welches jedoch nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen ist.
BEISPIEL
Das Styrenelastomer „Leostomer LJ-1070N", hergestellt von Riken Vinyl Industry Co., Ltd., Japan, (bleibende Verformung: 37%, Härte: 62), wurde als gummielasti sches thermoplastisches Elastomer verwendet, aus dem ein spritzgegossenes Elastomerelement mit der Struktur wie in 1 hergestellt wurde.
„Microtex NTF1026-C02", hergestellt von Nitto Denko Corporation, (ein Laminat, das eine poröse PTFE-Membran mit einer Dicke von 25 μm und einem Nennporendurchmesser von 0,6 μm und einen gewebten Polyesterstoff umfasst, der mit einem teilweisen aufgetragenen Acrylkatschukklebstoff an der Membran angeklebt wurde, kam als wasserabstoßender Film zur Anwendung. Der Film wurde so auf das Elastomerelement aufgelegt, dass sich die Seite der PTFE-Membran mit dem Elastomer in Kontakt befand. Eine Röhre mit einem Innendurchmesser von 7 mm und einem Außendurchmesser von 12 mm wurde von der Seite des gewebten Polyesterstoffes des wasserabstoßenden Films auf 200°C erhitzt und 5 Sekunden lang mit einer Last von 300 g angedrückt, sodass der Film schmelzverklebt wurde.
Von der Öffnung her wurde ein hydraulischer Druck von 1,0 kg/cm² an das Elastornerelement angelegt, um sicherzustellen, dass aus dem schmelzverklebten Teil kein Wasser austritt.
Das Polycarbonat „Lupilon S2000R", hergestellt von Mitsubishi Engineering Plastics Corp., Japan, wurde zur Herstellung einer spritzgegossenen Abdeckkappe mit der Struktur wie in 1 verwendet. In das Elastomerelement mit dem daran schmelzverklebten wasserabstoßenden Film wurden die Fixierstifte dieser Abdeckkappe eingesetzt, um so die Abdeckkappe an dem Elastomerelement zu befestigen. Anschließend wurde die Spitze jedes Fixierstiftes durch Anpressen einer 250°C heißen Platte an selbige verformt und die Abdeckkappe fest verankert. Damit war das Entlüftungsfilterelement fertig gestellt.
Wie oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung ein Entlüftungsfilterelement schaffen, das mühelos an einem Sockel befestigt werden kann, weniger anfällig für eine Verringerung der Atmungsfunktion infolge von Wasserdichtheit oder organischer Verschmutzung des wasserabstoßenden Films ist und somit sehr zuverlässig ist.

Claims

Lüftungsfilterelement, das ein Elastomerelement (14), das aus einem Thermoplast-Elastomer besteht, an dem ein wasserabstoßender Film (16) befestigt werden kann und das eine zylindrische Form hat, deren eines Ende als eine Öffnung zum Einführen eines vorstehenden Teils eines Sockels (12) dient; einen wasserabstoßenden Film (11) am anderen Endteil des Elastomerelementes (14); sowie eine Abdeckkappe (16) umfasst, die den wasserabstoßenden Film (11) schützt und an dem Elastomerelement (14) so angebracht und befestigt worden ist, dass ein Lüftungsdurchlass (20) zwischen dem Elastomerelement (14) und der Abdeckkappe (16) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wasserabstoßende Film (11) thermisch mit dem Elastomerelement (14) schmelzverklebt ist.
Lüftungsfilterelement nach Anspruch 1, wobei der wasserabstoßende Film (11) aus einer gedehnten porösen Polytetrafluorethylen-Membran besteht.
Lüftungsfilterelement nach Anspruch 1, wobei das Thermoplast-Elastomer eine bleibende Verformung von 70% oder weniger bei 70°C und 22 Stunden gemäß JIS K 6301 aufweist.
Lüftungsfilterelement, das ein Elastomerelement (25), das aus einem Thermoplast-Elastomer besteht, an dem ein wasserabstoßender Film (11) befestigt werden kann und das eine Scheibenform hat, die an einer Seite einen konischen Einführteil aufweist, der in einen Anbringungsteil (22) einzuführen ist, an der anderen Seite mit einer Nebelsperrabdeckung (24) gesperrt ist und einen Dichtungs-/Befestigungs-Teil (26) am Außenumfang sowie einen Lüftungsdurchlass (27) aufweist, der sich von der einen Seite zum Außenumfang der anderen Seite erstreckt, und einen wasserabstoßenden Film (11) umfasst, der an dem Elastomerelement (25) an einer Stelle in dem Lüftungsdurchlass (27) befestigt ist, um den Lüftungsdurch lass damit zu sperren, dadurch gekennzeichnet, dass der wasserabstoßende Film (11) durch Schmelzen an dem Elastomerelement (25) befestigt wird.
Lüftungsfilterelement nach Anspruch 4, wobei der wasserabstoßende Film (11) aus einer gedehnten porösen Polytetrafluorethylen-Membran besteht.
Lüftungsfilterelement nach Anspruch 4, wobei das Thermoplast-Elastomer eine bleibende Verformung von 70% oder weniger bei 70°C und 22 Stunden gemäß JIS K 6301 aufweist.