EP4631320A1 - Druckausgleichsvorrichtung für ein gehäuse - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse, mit einem Grundkörper mit einer Innenseite und einer Außenseite, der zumindest bereichsweise als Hohlzylinder ausgestaltet ist, wobei der Grundkörper an seiner ersten Grundfläche eine gehäuseseitige Gasdurchtrittsöffnung und in seiner Mantelfläche mindestens eine Gasüberdrucköffnung aufweist, und einer Gehäusedichtung, die an der Außenseite des Grundkörpers in Umfangsrichtung angeordnet ist und einen ersten Dichtungsbereich und einen zweiten Dichtungsbereich aufweist. Der erste Dichtungsbereich der Gehäusedichtung liegt bei in dem Gehäuse montiertem Zustand der Druckausgleichsvorrichtung an dem Gehäuse und der Mantelfläche des Gehäuses an und dichtet das Gehäuse gegenüber der Druckausgleichsvorrichtung ab. Der zweite Dichtungsbereich überdeckt die Gasüberdrucköffnung vollständig überdeckt ist bei einer über einem Schwellwert liegenden Druckdifferenz zwischen Innendruck an der Innenseite des Grundkörpers und Außendruck an der Außenseite des Grundkörpers in radialer Richtung nach außen elastisch verformbar, wodurch eine strömungsleitende Verbindung zwischen Innenseite und Außenseite durch die Gasüberdrucköffnung bereitgestellt wird.

Description

WITTEWELLER.

Anmelder:

Parker Hannifin EMEA S.ä.r.l. 07.12.2023

La Tuiliere 6 4067P115WO - SK 1163 Etoy SCHWEIZ

Druckausqleichsvorrichtunq für ein Gehäuse

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse sowie ein Gehäuse mit einer Druckausgleichsvorrichtung (allgemein auch als Ventil bezeichnet).

[0002] DE 10 2017 003 360 B3 ist eine Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse bekannt. Diese Druckausgleichsvorrichtung umfasst eine Innenseite, eine Außenseite und einen gitterförmigen Käfig mit einer Gasdurchtrittsöffnung, wobei die Gasdurchtrittsöffnung die Innenseite und die Außenseite bedarfsweise differenzdruckabhängig strömungsleitend verbindet und in Richtung ihrer Durchströmbarkeit von einem Innen- und einem Außenrand begrenzt ist, wobei die Gasdurchtrittsöffnung von einer gaspermeablen Membran überdeckt ist und wobei die Membran als Vliesstoff-Verbundteil ausgebildet ist und zumindest eine Vliesstofflage umfasst. Der Membran ist ein als Berstschutz ausgebildetes Überdruckventil in einer funktionstechnischen Parallelschaltung zugeordnet. [0003] Das Überdruckventil umfasst einen kreisringförmig ausgebildeten und in Richtung der Außenseite konvex vorgewölbten Schirm aus einem elastomeren Werkstoff, dessen Innenumfang dem Außenrand im Wesentlichen entspricht, wobei der Innenumfang die Membran in Richtung der Durchströmbarkeit auf der der Außenseite zugewandten Seite dichtend berührt. Der Innenumfang stützt sich dicht auf dem Außenumfang der Membran ab, um einen Strömungskurzschluss während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Druckausgleichsvorrichtung in dem Kontaktbereich zu verhindern.

[0004] Der Schirm weist einen als Dichtlippe ausgebildeten Außenumfang auf, wobei die Dichtlippe eine Dichtfläche des Käfigs unter elastischer Vorspannung dichtend berührt, wobei die Membran und der Schirm die Innen- und die Außenseite gemeinsam räumlich voneinander trennen und wobei die Dichtlippe für eine Notentgasung der Innenseite und zur Bereitstellung einer strömungsleitenden Verbindung zwischen Innen- und Außenseite von der Dichtfläche abhebbar und in Offenstellung bringbar ist. Überschreitet der Druck auf der Innenseite der Druckausgleichsvorrichtung einem vorherbestimmten Schwellwert, der unterhalb des Berstdrucks des Gehäuses liegt, hebt die Dichtlippe des Schirms von der Dichtfläche des Käfigs für eine Notentgasung so lange ab, bis der kritische Schwellwert wieder unterschritten ist. Anschließend legt sich die Dichtlippe selbsttätig wieder dichtend auf der Dichtfläche an.

[0005] Der konvex vorgewölbte Schirm ist verhältnismäßig lang und wird bei einer Notentgasung wie ein Hebel bewegt, wodurch die Dichtlippe von der Dichtfläche des Käfigs abhebt. Im Laufe der Zeit verändert sich, bedingt durch Verschleiß und Lebensdauer, die dafür aufzubringende Kraft, so dass sich auch der vorherbestimmte Schwellwert im Laufe der Zeit verändert. Das gewünschte und vorab eingestellte Verhalten für die Gewährleistung der Notentgasung verändert sich somit, so dass eine Notentgasung nach einiger Zeit mitunter erst bei einem höheren Druck auf der Innenseite erfolgt oder, wenn etwa die Vorspannung des Schirms nachlässt, sogar schon bei einem geringeren Druck eine Notentgasung erfolgt.

[0006] Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Druckausgleichsvorrichtung vermeidet und auch über lange Zeit die gleiche zuverlässige Notentgasungsfunktion mit eingestelltem Verhalten gewährleistet.

[0007] Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse bereitgestellt, mit einem Grundkörper mit einer Innenseite und einer Außenseite, der zumindest bereichsweise als Hohlzylinder ausgestaltet ist, wobei der Grundkörper an seiner ersten Grundfläche eine gehäuseseitige Gasdurchtrittsöffnung und in seiner Mantelfläche mindestens eine Gasüberdrucköffnung aufweist, und einer Gehäusedichtung, die an der Außenseite des Grundkörpers in Umfangsrichtung angeordnet ist und einen ersten Dichtungsbereich und einen zweiten Dichtungsbereich aufweist, wobei der erste Dichtungsbereich der Gehäusedichtung bei in dem Gehäuse montiertem Zustand der Druckausgleichsvorrichtung an dem Gehäuse und der Mantelfläche des Gehäuses anliegt und das Gehäuse gegenüber der Druckausgleichsvorrichtung abdichtet und der zweite Dichtungsbereich die Gasüberdrucköffnung vollständig überdeckt, und wobei der zweite Dichtungsbereich der Gehäusedichtung bei einer über einem Schwellwert liegenden Druckdifferenz zwischen Innendruck an der Innenseite des Grundkörpers und Außendruck an der Außenseite des Grundkörpers in radialer Richtung nach außen elastisch verformbar ist und dadurch eine strömungsleitende Verbindung zwischen Innenseite und Außenseite durch die Gasüberdrucköffnung bereitstellt.

[0008] Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gehäuse mit einer solchen Druckausgleichsvorrichtung bereitgestellt.

[0009] Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

[0010] Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Gehäusedichtung, die die Notentgasung gewährleistet, völlig anders anzuordnen und auszugestalten. Insbesondere weist die Gehäusedichtung keinen langen Hebelarm wie der bei der bekannten Druckausgleichsvorrichtung für die Notentgasung verwendete Schirm auf und kann somit auch deutlich weniger verschleißen. Ferner liegt die Gehäusedichtung außen um den Grundkörper herum an, so dass sich die Radialkräfte, die für eine Notentgasung für die Verformung eines Teils der Gehäusedichtung erforderlich sind, deutlich besser definieren lassen und die Gehäusedichtung auch besser an dem Grundkörper gehalten wird. Insgesamt zeigt die erfindungsgemäß eingesetzte Gehäusedichtung somit ein deutlich stabileres und besseres Langzeitverhalten im Hinblick auf die Notentgasung. Zudem kommt die vorgeschlagene Gehäusedichtung mit weniger bzw. einfacheren Bauteilen aus, was mitunter auch die Montagekosten reduziert.

[0011] In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Grundkörper an seiner zweiten Grundfläche verschlossen ist und dass im Bereich der zweiten Grundfläche ein umlaufender Vorsprung an der Außenseite des Grundkörpers angeordnet ist, der einen größeren Außendurchmesser aufweist als die Gehäusedichtung. Dadurch wird ein Schutz gegen äußere Verschmutzung oder Beschädigung (etwa durch Reinigung mittels eines Hochdruckstrahlers) auf der Seite der zweiten Grundfläche gewährleistet. Ferner schützt der umlaufende Vorsprung auch die Gehäusedichtung.

[0012] In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Grundkörper an seiner zweiten Grundfläche eine umgebungsseitige Gasdurchtrittsöffnung aufweist, die von einer gaspermeablen Membran vollständig überdeckt ist, die auch bei einer unterhalb des Schwellwerts liegenden Druckdifferenz zwischen Innendruck und Außendruck einen Gasaustausch erlaubt. Die Membran bietet bei geringeren Druckunterschieden zwischen Innen- und Außendruck einen Gasdurchtritt zum Druckausgleich in beide Richtungen, also von außen nach innen oder von innen nach außen, jeweils in die Richtung des niedrigeren Druckniveaus. Erst bei einem höheren Druck, wenn der Druckausgleich durch die Membran nicht mehr ausreicht, oder bei einem sehr schnellen Druckanstieg, öffnet die Gehäusedichtung und ermöglicht somit die Notentgasung durch die Gasüberdrucköffnung in der Mantelfläche des Gehäuses. In Richtung von außen nach innen ist dagegen grundsätzlich keine Notentgasung möglich, da die Gehäusedichtung einem Außendruck, der höher ist als der Innendruck, nicht öffnen kann.

[0013] Bei dieser Ausgestaltung kann ferner zusätzlich eine Abdeckung vorgesehen sein, die die Membran an der Außenseite vollständig überdeckt und einen größeren Außendurchmesser aufweist als die Gehäusedichtung. Diese Abdeckung bietet den oben beschriebenen Schutz vor äußerer Verschmutzung oder Beschädigung, insbesondere auch der Membran.

[0014] Die Abdeckung kann dabei beispielsweise zwei Abdeckplatten aufweisen, wobei eine erste der Membran zugewandte Abdeckplatte eine zentrale Öffnung aufweist, die einen Gasdurchtritt von und zu der Membran erlaubt, und wobei die zweite von der ersten Abdeckplatte beabstandete Abdeckplatte mindestens in dem der zentralen Öffnung der ersten Abdeckplatte gegenüberliegenden Bereich geschlossen ist, insbesondere vollständig geschlossen ist. Dabei können insbesondere auch zwischen den Abdeckplatten Abstandsrippen angeordnet sind, zwischen denen Gas von und zur Membran strömen kann. Die zweite (äußere) Abdeckplatte bietet dabei den oben beschriebenen Schutz vor äußerer Verschmutzung oder Beschädigung. Austretendes Gas wird durch diese Abdeckplatte auch umgelenkt und strömt zwischen den Abdeckplatten in radialer Richtung nach außen. Das austretende Gas kann dann durch den umgebenden Schutzring oder Einbauraum vertikal nach oben abgeleitet werden. Die zumindest streckenweise radiale Umleitung bietet damit einen zusätzlichen Schutz der Membran.

[0015] In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Grundkörper in seiner Mantelfläche mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Gasüberdrucköffnungen aufweist, die alle von dem zweiten Dichtungsbereich der Gehäusedichtung überdeckt sind. Bevorzugt sind die Gasüberdrucköffnungen schlitzförmig ausgebildet und weisen im Wesentlichen denselben Abstand von der ersten Grundfläche auf. Dadurch wird im Fall einer Notentgasung ein optimaler und schneller Gasdurchtritt gewährleistet. Größe und Form der Gasüberdrucköffnungen bzw. Schlitzen orientieren sich bevorzugt an dem benötigten Querschnitt, um die gewünschte Gasmenge pro Zeitintervall zu entlüften. Anstatt von Schlitzen können die Gasüberdrucköffnungen auch größere rechteckige, ovale oder runde (oder andere) Formen aufweisen.

[0016] Bevorzugt ist die Gehäusedichtung ringförmig ausgebildet und weist einen L-förmigen Querschnitt aufweist. Dabei bildet ein erster, insbesondere kürzerer Schenkel der Gehäusedichtung den ersten Dichtungsbereich, der an einem umlaufenden, an der Mantelfläche des Grundkörpers angebrachten Haltevorsprung anliegt. Ein zweiter, insbesondere längerer Schenkel der Gehäusedichtung bildet den zweiten Dichtungsbereich, der an der Mantelfläche des Grundkörpers anliegt und die Gasüberdrucköffnung vollständig überdeckt und der bei einer über einem Schwellwert liegenden Druckdifferenz zwischen Innendruck an der Innenseite des Grundkörpers und Außendruck an der Außenseite des Grundkörpers gegenüber dem ersten Schenkel verkippt. Diese Ausgestaltung bietet einen zuverlässige Funktion und ermöglicht eine genaue und dauerhafte Fixierung der Gehäusedichtung an dem Grundkörper. Insbesondere verhindert die L-förmige Gestaltung, dass die Gehäusedichtung in radialer Richtung verrutscht.

[0017] Im Bereich der ersten Grundfläche des Grundkörpers können ferner Befestigungsmittel zur lösbaren Befestigung in oder an einer Montageöffnung des Gehäuses angeordnet sein. Beispielsweise können die Befestigungsmittel in Form einer Schraub- oder Schnappverbindung ausgebildet sind. Dadurch lässt sich die Druckausgleichsvorrichtung einfach, schnell und sicher an dem Gehäuse, beispielsweise in einer Bohrung in der Gehäusewand, oder an dem Gehäuse anbringen, ohne dass zusätzliche Haltemittel (z.B. Verschraubung, Anschweißen, Anlöten, etc.) erforderlich sind.

[0018] In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Grundkörper zumindest bereichsweise als gerader Hohlzylinder mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgestaltet ist. Grundsätzlich kann der Grundkörper aber auch einen anderen Querschnitt, z.B. einen eckigen oder ovalen Querschnitt aufweisen, und eine gekrümmte oder geschwungene Form in axialer Richtung aufweisen. Ferner ist der Durchmesser nicht zwingend konstant in axialer Richtung, sondern kann sich in axialer Richtung verändern, z.B. kegelförmig verjüngen oder stufenweise verändern.

[0019] In einer weiteren Ausgestaltung weist die Druckausgleichsvorrichtung einen Schutzkörper auf, der die die Gehäusedichtung und zumindest teilweise den Grundkörper in Umfangsrichtung umschließt. Bevorzugt ist der Schutzkörper ringförmig ausgestaltet und weist in seiner Mantelfläche und/oder zwischen Mantelfläche und zweiter Grundfläche des Grundkörpers mindestens eine weitere (bevorzugt in Umfangsrichtung verlaufende) Gasüberdrucköffnung aufweist. Ein solcher Schutzkörper, beispielsweise in Form eines Schutzrings, ist vor allem bei Einbau der Druckausgleichsvorrichtung in eine dünne Gehäusewand von Vorteil. In einem solchen Fall sitzt die Druckausgleichsvorrichtung auf der Gehäuseoberfläche und ist nicht in eine vertiefte Bohrung montiert. Dabei kann das Gehäuse nicht als Spritzschutz dienen, wie in dem Fall, in dem die Druckausgleichsvorrichtung in eine vertiefte Bohrung eingesetzt ist. Der zusätzliche Schutzkörper übernimmt somit den fehlenden Schutz nach außen. Der entweichende Druck kann dann nach oben und/oder seitlich abgeführt werden, ohne dass eine Verschmutzung oder Beschädigung erfolgen kann, beispielsweise durch einen Wasserstrahl von außen, der dann nicht direkt auf die Gehäusedichtung treffen kann.

[0020] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

[0021] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung bei in ein Gehäuse montiertem Zustand;

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung in einem ersten Betriebszustand;

Fig. 4 einen Querschnitt durch die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung in einem zweiten Betriebszustand;

Fig. 5 eine perspektivische Außenansicht der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung; Fig. 6 einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung;

Fig. 7 einen Querschnitt der in Fig. 6 gezeigten Druckausgleichsvorrichtung bei in ein Gehäuse montiertem Zustand; und

Fig. 8 einen Teilquerschnitt durch eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung in auf ein Gehäuse montiertem Zustand.

[0022] Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung 1 (alternativ auch als Ventil bezeichnet) bei in ein Gehäuse 2 montiertem Zustand. Dazu weist das Gehäuse 2 eine Montageöffnung 3, beispielsweise in Form einer Bohrung, auf, in der die Druckausgleichsvorrichtung 1 montiert werden kann, beispielsweise durch Einstecken, Einclipsen, Einschnappen oder Einschrauben.

[0023] Die Druckausgleichsvorrichtung 1 umfasst einen Grundkörper 10 mit einer Innenseite 11 und einer Außenseite 12, der zumindest bereichsweise als Hohlzylinder ausgestaltet ist. An seiner ersten Grundfläche 13 weist der Grundkörper 10 eine gehäuseseitige Gasdurchtrittsöffnung auf, durch die Gas vom Innenraum des Gehäuses 2 in den Innenraum des Grundkörpers 10 einströmen kann, wie durch den Pfeil 40 angedeutet ist. In seiner Mantelfläche 14 weist der Grundkörper 10 mindestens eine Gasüberdrucköffnung 15 auf, durch die Gas vom Innenraum des Grundkörpers im Fall einer Notentgasung in den Außenbereich strömen kann, wie durch die Pfeile 41 angedeutet ist. Der Grundkörper 10 ist vorliegend einstückig ausgestaltet, kann alternativ aber auch mehrteilig aufgebaut sein.

[0024] Die Druckausgleichsvorrichtung 1 umfasst ferner eine Gehäusedichtung 20, die an der Außenseite 12 des Grundkörpers 10 in Umfangsrichtung angeordnet ist und einen ersten Dichtungsbereich 21 und einen zweiten Dichtungsbereich 22 aufweist. Der erste Dichtungsbereich 21 der Gehäusedichtung 20 liegt bei in dem Gehäuse 2 montiertem Zustand der Druckausgleichsvorrichtung 1, wie in Fig. 1 gezeigt, an dem Gehäuse 2 und außen an der Mantelfläche 14 des Grundkörpers 10 an und dichtet das Gehäuse 2 gegenüber der Druckausgleichsvorrichtung 1 ab.

[0025] Der zweite Dichtungsbereich 22 überdeckt die Gasüberdrucköffnung 15 vollständig. Bei einer über einem Schwellwert liegenden Druckdifferenz zwischen Innendruck an der Innenseite 11 des Grundkörpers 10 und Außendruck an der Außenseite 12 des Grundkörpers 10 verformt sich der zweite Dichtungsbereich 22 der Gehäusedichtung 20 in radialer Richtung nach außen elastisch und stellt dadurch eine strömungsleitende Verbindung zwischen Innenseite 11 und Außenseite 12 durch die Gasüberdrucköffnung 15 bereit, wie durch die Pfeile 42 angedeutet ist (der elastisch verformte zweite Dichtungsbereich 22 ist vorliegend nicht gezeigt).

[0026] Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Grundkörper 10 an seiner zweiten Grundfläche 16 verschlossen, beispielweise in Form eines geschlossenen Deckels. Im Bereich der zweiten Grundfläche 16 ist ein umlaufender Vorsprung 17 an der Außenseite 15 des Grundkörpers 10 angeordnet, der einen größeren Außendurchmesser aufweist als die Gehäusedichtung 20. Dadurch wird sowohl der Grundkörper 10 als auch die Gehäusedichtung 20 vor Verschmutzung oder Beschädigung, beispielsweise durch den Wasserstrahl eines Hochdruckreinigers, geschützt. Der Vorsprung 17 kann dabei einen zum Gehäuse 1 hin gekrümmten oder umgeknickten Rand 18 aufweisen, so dass dort nur ein kleiner Spalt zwischen Gehäuse und Rand 18 verbleibt.

[0027] Der Grundkörper weist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in seiner Mantelfläche mehrere (vorliegend zwei) in Umfangsrichtung verlaufende Gasüberdrucköffnungen 15 aufweist, die alle von dem zweiten Dichtungsbereich 22 der Gehäusedichtung 20 überdeckt sind. Die Gasüberdrucköffnungen 15 sind schlitzförmig ausgebildet und weisen im Wesentlichen denselben Abstand von der ersten Grundfläche 13 auf.

[0028] Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Gehäusedichtung 20 ringförmig ausgebildet und weist einen L-förmigen Querschnitt auf. Der erste Dichtungsbereich 21 ist durch einen ersten (bevorzugt kürzeren) Schenkel der Gehäusedichtung gebildet. Dieser Schenkel liegt an einem umlaufenden, an der Mantelfläche 14 des Grundkörpers 10 angebrachten Haltevorsprung 19 an. Der zweite Dichtungsbereich 22 ist durch einen zweiten (bevorzugt längeren) Schenkel der Gehäusedichtung 20 gebildet, der an der Mantelfläche 14 des Grundkörpers 10 anliegt und die Gasüberdrucköffnung 15 vollständig überdeckt. Bei einer über einem Schwellwert liegenden Druckdifferenz zwischen Innendruck an der Innenseite 11 des Grundkörpers 10 und Außendruck an der Außenseite 12 des Grundkörpers 10 verkippt der zweite Schenkel 22 gegenüber dem ersten Schenkel 21 .

[0029] Der Schwellwert, ab dem die Notentgasung einsetzen soll, kann durch diverse Parameter eingestellt werden, insbesondere die Wahl des Materials für die Gehäusedichtung 20, die Dicke der Gehäusedichtung 20 (in radialer Richtung), und/oder die Größe und Position der Gasüberdrucköffnung 15. Der Schwellwert liegt bei manchen Anwendungen typischerweise in einem Bereich von ca. 0,05 bis 0,3 bar, ist aber letztlich von der Anwendung abhängig. Maßgeblich für die Einstellung des Schwellwert kann auch die Fläche des langen Schenkels der L-förmigen Gehäusedichtung sein, sowie die Vorspannung / Überdeckung des langen Schenkels zwischen Auflagepunkt der Gehäusedichtung und der Mantelfläche des Gehäuses.

[0030] Wie oben bereits erwähnt wurde, sind im Bereich der ersten Grundfläche 13 des Grundkörpers 10 Befestigungsmittel 30 zur lösbaren Befestigung in oder an einer Montageöffnung 3 des Gehäuses 2 angeordnet. Die Befestigungsmittel 30 sind vorliegend als umlaufende Schnappverbindung (z.B. als Installationsclip) ausgebildet. Es können aber auch andere Befestigungsmittel, z.B. in Form einer Schraubverbindung, vorgesehen sein, um eine einfache und sichere Montage zu gewährleisten, die bevorzugt auch wieder lösbar sein soll.

[0031] Der Grundkörper ist im gezeigten Ausführungsbeispiel zumindest bereichsweise als gerader Hohlzylinder mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgestaltet. Dabei ist der Querschnitt im Bereich der Gasüberdrucköffnung 15 größer als im Bereich der Montageöffnung 3, insbesondere um den oben beschriebenen Haltevorsprung 19 zu bilden. In diesem Bereich ist auch der Durchmesser des Bauraums im Gehäuse größer als der Durchmesser der Montageöffnung 3, damit dort für den zweiten Dichtungsbereich 22 der Gehäusedichtung 20 ausreichend Platz besteht, sich im Fall einer Notentgasung in radialer Richtung nach außen zu bewegen. Oberhalb der Gasüberdrucköffnung 15 kann der Wandquerschnitt des Gehäuses gleich bleiben oder auch geringer gestaltet werden.

[0032] Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung 1. Der grundsätzliche Aufbau des Grundkörpers 10 und der Gehäusedichtung 20 entspricht dem Aufbau der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform. Entsprechend sind in Fig. 2 auch die gleichen Bezugszeichen verwendet. Allerdings ist der Grundkörper 10 im Bereich der zweiten Grundfläche 16 anders ausgestaltet und ist dort nicht verschlossen, sondern weist dort eine umgebungsseitige Gasdurchtrittsöffnung

50 auf. Diese ist von einer gaspermeablen Membran 51 vollständig überdeckt, die auch bei einer unterhalb des Schwellwerts liegenden Druckdifferenz zwischen Innendruck und Außendruck einen beidseitigen Gasdurchtritt erlaubt.

[0033] Ferner ist eine Abdeckung 52 vorgesehen, die die Membran 51 an der Außenseite vollständig überdeckt und einen größeren Außendurchmesser aufweist als die Gehäusedichtung 20. Die Abdeckung 52 weist zwei Abdeckplatten 53, 54 auf. Die erste der Membran

51 zugewandte Abdeckplatte 53 weist eine zentrale Öffnung 55 auf, die einen Gasdurchtritt von und zu der Membran 51 erlaubt. De zweite von der ersten Abdeckplatte 53 beab- standete Abdeckplatte 54 ist mindestens in dem der zentralen Öffnung 55 der ersten Abdeckplatte 53 gegenüberliegenden Bereich (bevorzugt vollständig) geschlossen. Zwischen den Abdeckplatten 53, 54 sind Abstandsrippen 56 angeordnet, zwischen denen Gas von und zur Membran 51 strömen kann.

[0034] Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die zweite (in Fig. 2 gezeigte) Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung 1 in einem ersten Betriebszustand. In diesem Betriebszustand liegt die Druckdifferenz zwischen Innen- und Außenseite unterhalb des Schwellwerts. In diesem Betriebszustand liegt der zweite Druckbereich 22 der Gehäusedichtung 20 an der Mantelfläche 14 an, so dass keine Notentgasung stattfindet. Die Druckdifferenz ist jedoch groß genug, um einen Druckausgleich durch die Membran 51 zu ermöglichen, wie durch die Pfeile 43 angedeutet ist. [0035] Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch die zweite (in Fig. 2 gezeigte) Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung 1 in einem zweiten Betriebszustand. In diesem Betriebszustand liegt die Druckdifferenz zwischen Innen- und Außenseite oberhalb des Schwellwerts. In diesem Betriebszustand liegt der zweite Druckbereich 22 der Gehäusedichtung 20 nicht mehr vollständig an der Mantelfläche 14 an, sondern wird durch den höheren Innendruck nach außen gedrückt und gibt dadurch den Pfad durch die Gasüberdrucköffnung 15 frei, so dass eine Notentgasung stattfindet, wie durch die Pfeile 41 angedeutet ist.

[0036] Fig. 5 zeigt eine perspektivische Außenansicht der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung 1. Zu erkennen ist dort die Gehäusedichtung 20, die quasi als Ring die Mantelfläche des Grundkörpers umschließt. Auch bei anderen Ausführungsformen kann die Gehäusedichtung entsprechend ausgestaltet sein.

[0037] Fig. 6 zeigt einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung 1. Fig. 7 zeigt eine Querschnitt der in Fig. 6 gezeigten Druckausgleichsvorrichtung 1 bei in ein Gehäuse 2 montiertem Zustand. Bei dieser Ausführungsform ist die Abdeckung 60 etwas anders ausgestaltet als die Abdeckung 52 bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsform. Insbesondere weist die Abdeckung 52 nur eine einzige Abdeckplatte 61 auf, die über den Grundkörper 10 und die Gehäusedichtung seitlich hinausragt und quasi wie ein Schirm konvex geformt ist. Zwischen der Abdeckplatte 61 und der Membran 51 sind dort Kanäle 62 gebildet und zwischen dem Innenraum des Grundkörpers 10 und der Membran 51 sind dort Kanäle 63 gebildet. Durch diese Kanäle 62, 63 kann ein Gasaustausch zwischen der Innenseite 11 und der Außenseite 12 stattfinden, wie durch die Pfeile 44 und 45 angedeutet ist. Die konvexe Form hilft bei einer vertikalen Montage, da dadurch Spritzwasser und Verschmutzungen von außen besser ablaufen können. Bei einer konvexen Form ist die Membran bevorzugt mittig gestützt und weist keine mittige Bohrung auf.

[0038] Fig. 8 zeigt einen Teilquerschnitt durch eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung 1. Diese Ausführungsform ist vor allem dafür geeignet, auf das Gehäuse 2 von außen montiert zu werden, während die oben beschriebenen Ausführungsformen vor allem dafür geeignet sind, in der Montageöffnung 3 montiert zu werden, obgleich auch in dem in Fig. 8 gezeigten Fall das Gehäuse 2 eine Öffnung 3 aufweist. Die Montage kann in gleicher oder ähnlicher Weise erfolgen wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen, also etwas mittels eines Clips, einer Verschraubung, eines Bajonettverschlusses, etc.

[0039] Die Druckausgleichsvorrichtung 1 kann bei dieser Ausführungsform eine Membran aufweisen, wie bei den zweiten und dritten Ausführungsformen, oder ohne Membran ausgestaltet sein, wie bei der ersten Ausführungsform. Ferner kann die Abdeckung wie bei einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgestaltet sein.

[0040] Anders als die oben beschriebenen Ausführungsformen weist die Druckausgleichsvorrichtung bei dieser Ausführungsform einen Schutzkörper 70 auf, der die die Gehäusedichtung 20 und zumindest teilweise den Grundkörper 10 in Umfangsrichtung umschließt und der auf dem Gehäuse 1 aufliegt, also einen größeren Durchmesser aufweist als die Öffnung 3. Bevorzugt ist der Schutzkörper 70 als Schutzring gebildet, der in seiner Mantelfläche 71 und/oder zwischen seiner Mantelfläche 71 und der zweiten Grundfläche 16 des Grundkörpers 10 mindestens einen (bevorzugt in Umfangsrichtung verlaufenden) Gasauslass aufweist. Bei der gezeigten Ausführungsform sind in der Mantelfläche 71 mehrere schlitzförmige Gasauslässe 72 vorgesehen. Ferner sind zwischen der Mantelfläche 71 und der zweiten Grundfläche 16 des Grundkörpers 10 mehrere schlitzförmige Gasauslässe 74 vorgesehen, die beispielsweise dadurch gebildet sind, dass die oberste Abdeckplatte 54 an ihrem Rand bereichsweise entsprechende Ausnehmungen aufweist.

[0041] Der Schutzkörper 70 ist vor allem bei Einbau der Druckausgleichsvorrichtung 1 in eine dünne Gehäusewand von Vorteil. In einem solchen Fall sitzt die Druckausgleichsvorrichtung 1 auf der Gehäuseoberfläche 4 und ist nicht, wie die anderen Ausführungsformen, in eine vertiefte Bohrung montiert. Dabei kann das Gehäuse 2 nicht als Spritzschutz dienen, wie in oben beschriebenen Ausführungsformen. Der zusätzliche Schutzkörper 70 übernimmt somit den fehlenden Schutz nach außen. Der entweichende Druck kann dann durch die Gasauslässe 72 und 73 nach oben und/oder seitlich abgeführt werden, ohne dass eine Verschmutzung oder Beschädigung insbesondere der Gehäusedichtung 20 erfolgen kann, beispielsweise durch einen Wasserstrahl von außen, der dann nicht direkt auf die Gehäusedichtung 20 treffen kann [0042] Die erfindungsgemäße Druckausgleichsvorrichtung bietet somit diverse Vorteile gegenüber bekannten Lösungen. Die Vorspannung des Schirms bei der eingangs beschriebenen bekannten Lösung bestimmt den Öffnungsdruck. Da der Schirm aus elastomerem Material besteht, das Alterungseffekten unterworfen ist, findet im Laufe der Zeit ein Spannungsabbau statt, d.h., die Spannung im Material reduziert sich. Die Öffnungsfunktion des Schirms ist wie eine Klappe, so dass folglich jede Veränderung der Vorspannung über die Länge des Schirms intensiviert wird.

[0043] Erfindungsgemäß ist die Gehäusedichtung nicht als Schirm ausgestaltet, sondern als schlauch-, röhren- oder ringförmige Dichtung. Dies ermöglicht eine bessere Einstellung des Öffnungspunktes des Ventils, also des Schwellwerts, ab dem eine Notentgasung stattfinden soll. Diese Konstruktion der Gehäusedichtung eliminiert die Hebelwirkung, da die Vorspannung durch die Aufweitung des Innendurchmessers der Gehäusedichtung erzeugt wird. Ferner erfolgt bei der erfindungsgemäßen Lösung ein geringerer Abbau der Vorspannung der Gehäusedichtung und somit keine oder zumindest deutlich reduzierte Veränderung des Öffnungsdrucks über die Lebensdauer. Der Innendurchmesser der Gehäusedichtung ist, zumindest im Bereich der Dichtstelle / Dichtnase, kleiner als der Durchmesser des Gehäuses, auf dem die Gehäusedichtung aufliegt. Für die Montage wird die Gehäusedichtung aufgeweitet und sitzt somit mit einer (Vor-)Spannung auf dem Gehäuse auf, die die Dichtkraft erzeugt und das Material an der Dichtstelle verpresst.

[0044] Die erfindungsgemäße Gestaltung ermöglicht ferner eine Ventilkonstruktion mit einer geringeren Anzahl von Teilen im Vergleich zu bestehenden Lösungen. Die einfachste Lösung besteht aus nur zwei Teilen. Schließlich wir auch ein verbesserter Schutz gegen Umwelteinflüsse im Vergleich zu bestehenden Lösungen erreicht. Auch der Einbau in oder auf ein Gehäuse ist einfach und zuverlässig möglich.

Claims

Patentansprüche

1. Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse, mit einem Grundkörper mit einer Innenseite und einer Außenseite, der zumindest bereichsweise als Hohlzylinder ausgestaltet ist, wobei der Grundkörper an seiner ersten Grundfläche eine gehäuseseitige Gasdurchtrittsöffnung und in seiner Mantelfläche mindestens eine Gasüberdrucköffnung aufweist, und einer Gehäusedichtung, die an der Außenseite des Grundkörpers in Umfangsrichtung angeordnet ist und einen ersten Dichtungsbereich und einen zweiten Dichtungsbereich aufweist, wobei der erste Dichtungsbereich der Gehäusedichtung bei in dem Gehäuse montiertem Zustand der Druckausgleichsvorrichtung an dem Gehäuse und der Mantelfläche des Gehäuses anliegt und das Gehäuse gegenüber der Druckausgleichsvorrichtung abdichtet und der zweite Dichtungsbereich die Gasüberdrucköffnung vollständig überdeckt, und wobei der zweite Dichtungsbereich der Gehäusedichtung bei einer über einem Schwellwert liegenden Druckdifferenz zwischen Innendruck an der Innenseite des Grundkörpers und Außendruck an der Außenseite des Grundkörpers in radialer Richtung nach außen elastisch verformbar ist und dadurch eine strömungsleitende Verbindung zwischen Innenseite und Außenseite durch die Gasüberdrucköffnung bereitstellt.

2. Druckausgleichsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Grundkörper an seiner zweiten Grundfläche verschlossen ist und wobei im Bereich der zweiten Grundfläche ein umlaufender Vorsprung an der Außenseite des Grundkörpers angeordnet ist, der einen größeren Außendurchmesser aufweist als die Gehäusedichtung.

3. Druckausgleichsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Grundkörper an seiner zweiten Grundfläche eine umgebungsseitige Gasdurchtrittsöffnung aufweist, die von einer gaspermeablen Membran vollständig überdeckt ist, die auch bei einer unterhalb des Schwellwerts liegenden Druckdifferenz zwischen Innendruck und Außendruck einen Gasdurchtritt erlaubt.

4. Druckausgleichsvorrichtung gemäß Anspruch 3, ferner mit einer Abdeckung, die die Membran an der Außenseite vollständig überdeckt und einen größeren Außendurchmesser aufweist als die Gehäusedichtung.

5. Druckausgleichsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Abdeckung zwei Abdeckplatten aufweist, wobei eine erste der Membran zugewandte Abdeckplatte eine zentrale Öffnung aufweist, die einen Gasdurchtritt von und zu der Membran erlaubt, und wobei die zweite von der ersten Abdeckplatte beabstandete Abdeckplatte mindestens in dem der zentralen Öffnung der ersten Abdeckplatte gegenüberliegenden Bereich geschlossen ist, insbesondere vollständig geschlossen ist.

6. Druckausgleichsvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei zwischen den Abdeckplatten Abstandsrippen angeordnet sind, zwischen denen Gas von und zur Membran strömen kann.

7. Druckausgleichsvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper in seiner Mantelfläche mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Gasüberdrucköffnungen aufweist, die alle von dem zweiten Dichtungsbereich der Gehäusedichtung überdeckt sind.

8. Druckausgleichsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Gasüberdrucköffnungen schlitzförmig ausgebildet und im Wesentlichen denselben Abstand von der ersten Grundfläche aufweisen.

9. Druckausgleichsvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Gehäusedichtung ringförmig ausgebildet ist und einen L-förmigen Querschnitt aufweist.

10. Druckausgleichsvorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei ein erster, insbesondere kürzerer Schenkel der Gehäusedichtung den ersten Dichtungsbereich bildet, der an einem umlaufenden, an der Mantelfläche des Grundkörpers angebrachten Haltevorsprung anliegt, und wobei ein zweiter, insbesondere längerer Schenkel der Gehäusedichtung den zweiten Dichtungsbereich bildet, der an der Mantelfläche des Grundkörpers anliegt und die Gasüberdrucköffnung vollständig überdeckt und der bei einer über einem Schwellwert liegenden Druckdifferenz zwischen Innendruck an der Innenseite des Grundkörpers und Außendruck an der Außenseite des Grundkörpers gegenüber dem ersten Schenkel verkippt.

11. Druckausgleichsvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei im Bereich der ersten Grundfläche des Grundkörpers Befestigungsmittel zur lösbaren Befestigung in oder an einer Montageöffnung des Gehäuses angeordnet sind.

12. Druckausgleichsvorrichtung gemäß Anspruch 11 , wobei die Befestigungsmittel in Form einer Schraub- oder Schnappverbindung ausgebildet sind.

13. Druckausgleichsvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper zumindest bereichsweise als gerader Hohlzylinder mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgestaltet ist.

14. Druckausgleichsvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit einem Schutzkörper, der die Gehäusedichtung und zumindest teilweise den Grundkörper in Umfangsrichtung umschließt.

15. Druckausgleichsvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei der Schutzkörper ringförmig ausgestaltet ist und in seiner Mantelfläche und/oder zwischen Mantelfläche und zweiter Grundfläche mindestens eine weitere Gasüberdrucköffnung aufweist.

16. Gehäuse mit einer Druckausgleichsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche.