WO2022167212A1 - Druckausgleichsvorrichtung und gehäuse, das die druckausgleichsvorrichtung umfasst - Google Patents

Druckausgleichsvorrichtung und gehäuse, das die druckausgleichsvorrichtung umfasst Download PDF

Info

Publication number
WO2022167212A1
WO2022167212A1 PCT/EP2022/050965 EP2022050965W WO2022167212A1 WO 2022167212 A1 WO2022167212 A1 WO 2022167212A1 EP 2022050965 W EP2022050965 W EP 2022050965W WO 2022167212 A1 WO2022167212 A1 WO 2022167212A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compensation device
pressure compensation
pressure
woven fabric
housing
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/050965
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christopher SCHÄFER
Ingo Stephan
Markus Filler
Original Assignee
Carl Freudenberg Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Freudenberg Kg filed Critical Carl Freudenberg Kg
Priority to US18/263,893 priority Critical patent/US12089352B2/en
Priority to CN202280009036.9A priority patent/CN116782989A/zh
Priority to EP22700814.1A priority patent/EP4289234A1/de
Publication of WO2022167212A1 publication Critical patent/WO2022167212A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/02—Details
    • H05K5/0213—Venting apertures; Constructional details thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/02—Details
    • H05K5/0213—Venting apertures; Constructional details thereof
    • H05K5/0216—Venting plugs comprising semi-permeable membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/54—Particle separators, e.g. dust precipitators, using ultra-fine filter sheets or diaphragms
    • B01D46/543—Particle separators, e.g. dust precipitators, using ultra-fine filter sheets or diaphragms using membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/12—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B32B27/322—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins comprising halogenated polyolefins, e.g. PTFE
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/022—Non-woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • B32B5/265—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary characterised by one fibrous or filamentary layer being a non-woven fabric layer
    • B32B5/266—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary characterised by one fibrous or filamentary layer being a non-woven fabric layer next to one or more non-woven fabric layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/02—Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials
    • B01D2239/0216—Bicomponent or multicomponent fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/02—Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials
    • B01D2239/0216—Bicomponent or multicomponent fibres
    • B01D2239/0233—Island-in-sea
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0618—Non-woven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/065—More than one layer present in the filtering material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1258—Permeability
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2279/00—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
    • B01D2279/45—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for electronic devices, e.g. computers, hard-discs, mobile phones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1692—Other shaped material, e.g. perforated or porous sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/02—2 layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/308—Detachable arrangements, e.g. detachable vent plugs or plug systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/394—Gas-pervious parts or elements

Definitions

  • the invention relates to a pressure equalization device and a housing that comprises the pressure equalization device, the pressure equalization device comprising an inside, an outside and a latticed cage with a gas passage opening, the gas passage opening connecting the inside and the outside as a function of the differential pressure and in a flow-conducting manner, and the gas passage opening being controlled by a gas-permeable Membrane is covered, which would comprise at least one nonwoven fabric.
  • Such a pressure compensation device is known from DE 10 2017 003 360 B3.
  • the membrane is assigned a pressure relief valve designed as burst protection in a functional parallel circuit, so that the membrane survives an emergency degassing of the inside undamaged and can then continue to be used unchanged in the pressure equalization device.
  • Another pressure compensation device is known from EP 2 503 199 A1.
  • the previously known pressure compensation device is used for a housing having a dead volume and comprises an open-pored element which has an average pore diameter of 2 to 100 ⁇ m, preferably 5 to 50 ⁇ m.
  • the open-pored element can be protected against mechanical stress by a protective element, the protective element being formed by a protective film, for example.
  • the protective film can be open-pored or closed.
  • a closed protective film serves, for example, as protection during transport and is removed from the open-pored element before the pressure equalization device is put into operation.
  • an open-pored protective film can remain on the open-pored element and protects it from gross soiling during the intended use of the pressure compensation device.
  • a further pressure equalization device is known from EP 2 554 882 A1 for equalizing an internal pressure in a housing, an electrochemical device being arranged inside the housing.
  • the gas-permeable membrane is deformable in response to changes in internal pressure and is made of a PTFE material.
  • the membrane normally enables pressure equalization between the inside and the outside. In the event of an undesirably excessive internal pressure in the housing, the membrane is destroyed by a dome designed as an emergency degassing element and must then be replaced with an undamaged membrane in order for the pressure compensation device to continue to operate.
  • pressure equalization devices are provided in order to compensate for excessive pressure differences between the inside and outside of a housing, which result in an undesirably high mechanical load on the housing Extreme case could lead to the destruction or failure of components arranged within the housing to avoid.
  • the interior of the housing In addition to maintaining the air flow rate for pressure equalization, the interior of the housing must also be protected from the ingress of moisture from the environment by the pressure equalization device.
  • liquid media such as oil on the inside of the pressure equalization device, ie inside the housing, the oil must also be prevented from getting from the inside through the pressure equalization device to the outside and thus into the environment.
  • porous PTFE membranes are currently used, which work well when new, i.e. allow good pressure equalization and prevent the oil inside the housing from escaping into the environment.
  • the pores of the PTFE membrane become blocked by the oil.
  • the air flow through the PTFE membrane drops and the pressure difference between the inside and outside increases to an undesirable extent.
  • the invention is based on the object of further developing a pressure equalization device in such a way that the aforementioned disadvantages are avoided, in particular that the gas-permeable membrane has consistently good functional properties over a long period of use.
  • the membrane should ensure a good pressure equalization permanently and at the same time prevent oil leakage from the inside to the outside in a large temperature range or reduce it to the required minimum.
  • the nonwoven layer comprises fibers that are essentially completely encased by an encasing made of an elastomer.
  • the elastomer coating of the fibers is oil-repellent.
  • the oil-repellent properties of the casing effectively prevent or greatly reduce the escape of oil.
  • the oil can be in different states, for example as oil droplets, oil vapour, oil mist or as an oil column.
  • the elastomer is formed by an FKM blend.
  • FKM blend is particularly advantageous because such a blend is resistant to high temperatures, so that the pressure compensation device can also be operated in a wide temperature range, preferably from -40° C. to +150° C. All usual temperature ranges are covered.
  • the elastomer casing can be formed by an elastomer impregnation.
  • the elastomer impregnation on the one hand achieves an essentially complete encasing of the fibers and on the other hand a high air permeability of the membrane is essentially retained.
  • the membrane is impregnated using a dipping process, which ensures even application and complete encasing of the fibers.
  • the coating thickness can be adjusted very precisely by adjusting the concentration at the immersion bath and the number of passes.
  • the covering around the fibers is dried or vulcanized, so that the covering around the fibers is vulcanized in the ready-to-use gas-permeable membrane.
  • the fibers used are long and arranged lying. Such a configuration is advantageous for an oleophobic surface.
  • the non-woven layer has constant air permeability, preferably over the entire temperature range from -40 °C to +150 °C. In this large temperature range, the pressure compensation device therefore always works consistently well.
  • the non-woven fabric layer and another non-woven fabric layer are arranged in a functional series connection and form an assembly.
  • the additional non-woven fabric layer can be designed as a laminate of non-woven fabric and ePTFE. Such a laminate acts as a barrier layer and in any case reliably prevents liquid from penetrating from the outside through the membrane to the inside.
  • the further layer of non-woven fabric can be provided in order to prevent water from entering from the outside through the gas passage opening to the inside.
  • the additional nonwoven layer can be arranged on the side of the nonwoven layer facing the outside.
  • the nonwoven layer and the further nonwoven layer would preferably form a preassembled unit.
  • the non-woven fabric layer and the further non-woven fabric layer are preferably designed to be essentially congruent and form a non-woven fabric composite part.
  • the invention also relates to a housing with a pressure compensation device, as described above.
  • the housing preferably encloses oil-filled components such as gearboxes, transformers or electric motors.
  • FIGS. 1 and 2 Two exemplary embodiments of a pressure compensation device according to the invention are explained in more detail below with reference to FIGS. 1 and 2, which are shown schematically.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment, in which the gas-permeable membrane only comprises the non-woven fabric layer, with fibers that are encased by the casing made of an elastomer
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment, in which another layer of non-woven fabric is assigned to the membrane.
  • FIGS. 1-10 Two exemplary embodiments of a pressure compensation device are shown in FIGS.
  • the pressure compensation devices can be used for all types of housings where unwanted differential pressures between the inside 1 and outside 2 should be avoided.
  • the pressure compensation devices have an inside 1 and an outside 2 , the pressure from inside a housing (not shown here) acting on the inside 1 and the ambient pressure, usually atmospheric pressure, acting on the outside 2 of the gas-permeable membrane 5 .
  • the pressure compensation devices each comprise a latticed cage 3 with the gas passage opening 4, which connects the inside 1 and the outside 2 in a flow-conducting manner, depending on the differential pressure acting on the membrane 5.
  • the membrane 5 comprises the porous nonwoven material layer 6.
  • the fibers 7 of the nonwoven material layer 6 are essentially completely encased by the casing 8 made of elastomer 9.
  • the elastomer 9 in the exemplary embodiments shown here consists of an FKM blend.
  • a first exemplary embodiment is shown in FIG.
  • FIG. 2 A further exemplary embodiment is shown in FIG. 2, which differs from the exemplary embodiment from FIG.
  • the fleece layer 6 is arranged on the inside 1 and the further fleece layer 11 is arranged on the side of the membrane 5 facing the outside 2 .
  • the further non-woven fabric layer 11 is designed as a laminate 12 made of non-woven fabric and ePTFE.
  • the nonwoven layer 6 with the fibers 7 encased by the casing 8 made of elastomer 9 ensures that oil in its various states is retained on the inside 1 as required, and that the gas-permeable membrane 5 does not penetrate in the direction of the outside 2 and thus in gets into the environment and contaminates it.
  • the elastomer impregnation 10 of the non-woven layer 6 prevents oil from adhering to the pores of the non-woven layer 6. The air permeability and thus the function of pressure equalization between the inside 1 and the outside 2 is thus always ensured.
  • the further non-woven fabric layer 11 is additionally provided, which is designed as a laminate 12 made of non-woven fabric and ePTFE. This further nonwoven layer 11 prevents the nonwoven layer 6 from being undesirably exposed to large amounts of liquid from the outside 2 which could then penetrate to the inside 1 under unfavorable circumstances.
  • the further non-woven fabric layer 11 has no influence on the usage properties of the pressure equalization device.
  • the laminate 12 made of non-woven fabric and ePTFE is used when, in addition to being oil-repellent on the inside, waterproofing on the outside is also required.
  • the pressure compensation device prevents oil leakage from the inside 1 through the gas-permeable membrane 5 to the outside 2 over a large temperature range and at the same time ensures excellent pressure equalization between the inside 1 and the outside 2 during a long service life.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse, wobei die Druckausgleichsvorrichtung eine Innenseite (1), eine Außenseite (2) und einen gitterförmigen Käfig (3) mit einer Gasdurchtrittsöffnung (4) umfasst, wobei die Gasdurchtrittsöffnung (4) die Innenseite (1) und die Außenseite (2) differenzdruckabhängig und strömungsleitend verbindet und wobei die Gasdurchtrittsöffnung (4) von einer gaspermeablen Membran (5) überdeckt ist, die zumindest eine Vliesstofflage (6) umfasst. Die Vliesstofflage (6) umfasst Fasern (7), die von einer Ummantelung (8) aus einem Elastomer (9) im Wesentlichen vollständig ummantelt sind.

Description

Druckausgleichsvorrichtung und Gehäuse, das die Druckausgleichsvorrichtung umfasst
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Druckausgleichsvorrichtung und ein Gehäuse, das die Druckausgleichsvorrichtung umfasst, wobei die Druckausgleichsvorrichtung eine Innenseite, eine Außenseite und einen gitterförmigen Käfig mit einer Gasdurchtrittsöffnung umfasst, wobei die Gasdurchtrittsöffnung die Innenseite und die Außenseite differenzdruckabhängig und strömungsleitend verbindet und wobei die Gasdurchtrittsöffnung von einer gaspermeablen Membran überdeckt ist, die zumindest eine Vliesstoff läge umfasst.
Stand der Technik
Eine solche Druckausgleichsvorrichtung ist aus der DE 10 2017 003 360 B3 bekannt. Der Membran ist ein als Berstschutz ausgebildetes Überdruckventil in einer funktionstechnischen Parallelschaltung zugeordnet, sodass die Membran eine Notentgasung der Innenseite unbeschädigt übersteht und anschließend unverändert in der Druckausgleichsvorrichtung weiterbenutzt werden kann. Eine weitere Druckausgleichsvorrichtung ist aus der EP 2 503 199 A1 bekannt. Die vorbekannte Durckausgleichsvorrichtung gelangt für ein ein Tot-Volumen aufweisendes Gehäuse zur Anwendung und umfasst ein offenporiges Element, das einen mittleren Porendurchmesser von 2 bis 100 pm, bevorzugt 5 bis 50 pm, aufweist. Das offenporige Element kann durch ein Schutzelement gegenüber mechanischer Belastung geschützt werden, wobei das Schutzelement zum Beispiel durch eine Schutzfolie gebildet ist. Die Schutzfolie kann, in Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles, offenporig oder geschlossen ausgebildet sein. Eine geschlossene Schutzfolie dient zum Beispiel als Transportschutz und wird vor Inbetriebnahme der Druckausgleichsvorrichtung vom offenporigen Element entfernt. Eine offenporige Schutzfolie kann demgegenüber auf dem offenporigen Element verbleiben und schützt dieses während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Druckausgleichsvorrichtung vor einer groben Verschmutzung.
Aus der EP 2 554 882 A1 ist eine weitere Druckausgleichsvorrichtung bekannt, zum Ausgleichen eines Innendrucks in einem Gehäuse, wobei innerhalb des Gehäuses eine elektrochemische Vorrichtung angeordnet ist. Die gaspermeable Membran ist in Abhängigkeit von Änderungen des Innendrucks verformbar und besteht aus einem PTFE-Werkstoff. Die Membran ermöglicht im Normalfall einen Druckausgleich zwischen der Innenseite und der Außenseite. Im Fall eines unerwünscht überhöhten Innendrucks im Gehäuse wird die Membran durch einen als Notentgasungselement ausgebildeten Dom zerstört und muss anschließend, zum Weiterbetrieb der Druckausgleichsvorrichtung, gegen eine unbeschädigte Membran ausgetauscht werden.
Generell sind Druckausgleichsvorrichtungen vorgesehen, um zu hohe Druckdifferenzen zwischen der Innenseite und der Außenseite eines Gehäuses, die zu einer unerwünscht hohen mechanischen Belastung des Gehäuses, im Extremfall zu dessen Zerstörung oder zum Versagen von innerhalb des Gehäuses angeordneten Komponenten führen könnten, zu vermeiden. Neben der Aufrechterhaltung des Luftdurchsatzes zum Druckausgleich, muss das Innere des Gehäuses durch die Druckausgleichsvorrichtung ebenfalls vor einem Eindringen von Feuchtigkeit aus der Umgebung geschützt werden.
Befinden sich auf der Innenseite der Druckausgleichsvorrichtung, also im Inneren des Gehäuses, flüssige Medien, wie zum Beispiel Öl, muss außerdem verhindert werden, dass das Öl von der Innenseite durch die Druckausgleichsvorrichtung zur Außenseite und damit in die Umgebung gelangt.
Hierzu werden aktuell zumeist poröse PTFE-Membranen verwendet, die im Neuzustand gut funktionieren, das heißt einen guten Druckausgleich zulassen, und im Inneren des Gehäuses befindliches Öl dabei an einem Ausdringen in die Umgebung hindern. Mit zunehmender Gebrauchsdauer einer solchen PTFE- Membran setzen sich die Poren der PTFE-Membran durch das Öl jedoch zu. Folglich sinkt der Luftdurchsatz durch die PTFE-Membran und die Druckdifferenz zwischen Innenseite und Außenseite steigt in unerwünschtem Maß.
Alternativ werden keine Druckausgleichsventile verwendet, sondern einfach Entlüftungsschächte, die mit einem Labyrinth gegen ein direktes Eindringen von Wasser und Schmutz oder ein Ausdringen von Öl ausgestattet sind.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Druckausgleichsvorrichtung derart weiterzuentwickeln, dass die zuvor genannten Nachteile vermieden werden, insbesondere dass die gaspermeable Membran gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer aufweist. Die Membran soll einen guten Druckausgleich dauerhaft gewährleisten und gleichzeitig einen Ölaustritt von der Innenseite zur Außenseite in einem großen Temperaturbereich verhindern oder auf geforderte Minima reduzieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Druckausgleichsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, dass die Vliesstofflage Fasern umfasst, die von einer Ummantelung aus einem Elastomer im Wesentlichen vollständig ummantelt sind.
Es hat sich gezeigt, dass die Elastomer-Ummantelung der Fasern ölabweisend ist. Durch diese ölabweisenden Eigenschaften der Ummantelung wird ein Austritt von Öl wirksam verhindert oder stark reduziert. Das Öl kann dabei in verschiedenen Zuständen vorliegen, zum Beispiel als Öltropfen, Öldampf, Ölnebel oder als Ölsäule.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass das Elastomer durch einen FKM-Verschnitt gebildet ist. Generell können alle Elastomere zur Anwendung gelangen, die ölabweisende Eigenschaften aufweisen. Ein FKM-Verschnitt ist jedoch deshalb besonders vorteilhaft, weil ein solcher Verschnitt hochtemperaturbeständig ist, so dass die Druckausgleichsvorrichtung auch in einem großen Temperaturbereich, bevorzugt von -40 °C bis +150 °C, betrieben werden kann. Alle üblichen Temperaturbereiche sind dadurch abgedeckt.
Die Ummantelung aus Elastomer kann durch eine Elastomer-Imprägnierung gebildet sein. Durch die Elastomer-Imprägnierung wird einerseits eine im Wesentlichen vollständige Ummantelung der Fasern erreicht, und andererseits bleibt eine hohe Luftdurchlässigkeit der Membran im Wesentlichen erhalten. Die Membran wird durch ein Tauchverfahren imprägniert, wodurch ein gleichmäßiges Aufbringen und eine komplette Ummantelung der Fasern gewährleistet ist. Durch Einstellungen der Konzentration am Tauchbad und die Anzahl der Durchläufe kann die Beschichtungsdicke sehr genau eingestellt werden.
Im Anschluss an die Elastomer-Imprägnierung wird die Ummantelung um die Fasern getrocknet oder vulkanisiert, so dass bei der gebrauchsfertigen gaspermeablen Membran die Ummantelung um die Fasern vulkanisiert ist. Die Ummantelung ist dadurch besonders widerstandsfähig und haltbar, so dass die Membran ihre ursprünglichen Gebrauchseigenschaften im Neuzustand während einer sehr langen Gebrauchsdauer behält.
Die zur Anwendung gelangenden Fasern sind lang und liegend angeordnet. Eine solche Ausgestaltung ist von Vorteil für eine oleophobe Oberfläche.
Die Vliesstoff läge weist eine gleichbleibende Luftdurchlässigkeit bevorzugt im gesamten Temperaturbereich von -40 °C bis +150 °C auf. In diesem großen Temperaturbereich funktioniert die Durckausleichsvorrichtung deshalb stets gleichbleibend gut.
In Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles kann es vorgesehen sein, dass die Vliesstoff läge und eine weitere Vliesstoff läge in einer funktionstechnischen Reihenschaltung angeordnet sind und eine Baugruppe bilden. Die weitere Vliesstoff läge kann als Laminat aus Vliesstoff und ePTFE ausgebildet ist. Ein solches Laminat fungiert als Sperr-Lage und verhindert in jedem Fall zuverlässig, dass Flüssigkeit von der Außenseite durch die Membran hindurch zur Innenseite vordringt.
Die weitere Vliesstoff läge kann vorgesehen sein, um einen Wassereintritt von der Außenseite durch die Gasdurchtrittsöffnung hindurch zur Innenseite hin zu verhindern. Dazu kann die weitere Vliesstoff läge auf der der Außenseite zugewandten Seite der Vliesstofflage angeordnet sein. Die Vliesstoff läge und die weitere Vliesstoff läge bilden bevorzugt eine vormontierte Einheit. Die Vliesstoff läge und die weitere Vliesstoff läge sind bevorzugt im Wesentlichen deckungsgleich ausgebildet und bilden ein Vliesstoff-Verbundteil.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Gehäuse, mit einer Druckausgleichsvorrichtung, wie zuvor beschrieben.
Das Gehäuse umschließt bevorzugt ölgefüllte Komponenten, beispielsweise Getriebe, Transformatoren oder Elektromotoren.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung werden nachfolgend anhand der schematisch dargestellten Figuren 1 und 2 näher erläutert.
Diese zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem die gaspermeable Membran nur die Vliesstoff läge umfasst, mit Fasern, die von der Ummantelung aus einem Elastomer ummantelt sind, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem der Membran eine weitere Vliesstoff läge zugeordnet ist.
Ausführung der Erfindung
In den Figuren 1 und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele einer Druckausgleichsvorrichtung gezeigt.
Die Druckausgleichsvorrichtungen können für alle Arten von Gehäusen eingesetzt werden, bei denen unerwünschte Differenzdrücke zwischen Innen- 1 und Außenseite 2 vermieden werden sollen. Die Druckausgleichsvorrichtungen haben eine Innenseite 1 und eine Außenseite 2, wobei der Druck aus dem Inneren eines hier nicht dargestellten Gehäuses auf die Innenseite 1 und der Umgebungsdruck, zumeist Atmosphärendruck, auf die Außenseite 2 der gaspermeablen Membran 5 wirkt.
Die Druckausgleichsvorrichtungen umfassen jeweils einen gitterförmigen Käfig 3 mit der Gasdurchtrittsöffnung 4, die die Innenseite 1 und die Außenseite 2 abhängig vom Differenzdruck, der auf die Membran 5 wirkt, strömungsleitend verbindet. Die Membran 5 umfasst in beiden Ausführungsbeispielen die poröse Vliesstoff läge 6. Die Fasern 7 der Vliesstofflage 6 sind von der Ummantelung 8 aus Elastomer 9 im Wesentlichen vollständig ummantelt.
Um die Druckausgleichsvorrichtung in einem großen Temperaturbereich, beispielsweise von -40 °C bis +150 °C, zuverlässig betreiben zu können, besteht das Elastomer 9 in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen jeweils aus einem FKM-Verschnitt. In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die gaspermeable Membran 5 allein aus der Vliesstofflage 6 besteht, deren Fasern 7 von der Ummantelung 8 aus dem Elastomer 9 ummantelt sind.
In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, das sich vom Ausführungsbeispiel aus Figur 1 dadurch unterscheidet, dass der gaspermeablen Membran 5 die weitere Vliesstoff läge 11 zugeordnet ist. Die Vliesstoff läge 6 ist auf der der Innenseite 1 und die weitere Vliesstoff läge 11 auf der der Außenseite 2 zugewandten Seite der Membran 5 angeordnet. Die weiter Vliesstoff läge 11 ist als Laminat 12 aus Vliesstoff und ePTFE ausgebildet.
In beiden Ausführungsbeispielen sorgt die Vliesstoff läge 6 mit den von der Ummantelung 8 aus Elastomer 9 ummantelten Fasern 7 dafür, dass Öl in seinen verschiedenen Zuständen bedarfsweise auf der Innenseite 1 zurückgehalten wird, die gaspermeable Membran 5 nicht in Richtung der Außenseite 2 durchdringt und somit in die Umgebung gelangt und diese verunreinigt. Die Elastomer-Imprägnierung 10 der Vliesstofflage 6 verhindert ein Anhaften von Öl in den Poren der Vliesstofflage 6. Die Luftdurchlässigkeit und damit die Funktion des Druckausgleichs zwischen Innenseite 1 und Außenseite 2 ist dadurch stets sichergestellt.
In Figur 2 ist zusätzlich die weitere Vliesstoff läge 11 vorgesehen, die als Laminat 12 aus Vliesstoff und ePTFE ausgebildet ist. Diese weitere Vliesstoff läge 11 verhindert, dass die Vliesstoff läge 6 von der Außenseite 2 unerwünscht mit großen Mengen Flüssigkeit beaufschlagt wird, die dann unter ungünstigen Umständen auf die Innenseite 1 Vordringen könnten.
Im Normalfall hat die weitere Vliesstoff läge 11 keinen Einfluss auf die Gebrauchseigenschaften der Druckausgleichsvorrichtung.
Das Laminat 12 aus Vliesstoff und ePTFE wird eingesetzt, wenn neben einer Ölabweisung nach innen auch eine Wasserdichtigkeit nach außen verlangt wird.
Die erfindungsgemäße Druckausgleichsvorrichtung verhindert einen Ölaustritt von der Innenseite 1 durch die gaspermeable Membran 5 zur Außenseite 2 über einen großen Temperaturbereich und gewährleistet gleichzeitig einen ausgezeichneten Druckausgleich zwischen der Innenseite 1 und der Außenseite 2 während einer langen Gebrauchsdauer.

Claims

Patentansprüche Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse, wobei die Druckausgleichsvorrichtung eine Innenseite (1 ), eine Außenseite
(2) und einen gitterförmigen Käfig
(3) mit einer Gasdurchtrittsöffnung (4) umfasst, wobei die Gasdurchtrittsöffnung (4) die Innenseite (1 ) und die Außenseite (2) differenzdruckabhängig und strömungsleitend verbindet und wobei die Gasdurchtrittsöffnung
(4) von einer gaspermeablen Membran
(5) überdeckt ist, die zumindest eine Vliesstoff läge (6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Vliesstoff läge (6) Fasern (7) umfasst, die von einer Ummantelung (8) aus einem Elastomer (9) im Wesentlichen vollständig ummantelt sind. Druckausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer (9) durch einen FKM-Verschnitt gebildet ist. Druckausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (8) aus Elastomer (9) durch eine Elastomer-Imprägnierung (10) gebildet ist. Druckausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vliesstoff läge (6) eine im Wesentlichen übereinstimmende Luftdurchlässigkeit in einem Temperaturbereich von -40 °C bis +150 °C aufweist. Druckausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vliesstoff läge (6) und eine weitere Vliesstoff läge (11 ) in einer funktionstechnischen Reihenschaltung angeordnet sind und eine Baugruppe bilden.
6. Druckausgleichsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Vliesstofflage (11 ) als Laminat aus Vliesstoff und ePTFE (12) ausgebildet ist.
7. Druckausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vliesstoff läge (6) auf der der Innenseite (1 ) und die weitere Vliesstoff läge (11 ) auf der der Außenseite (2) zugewandten Seite der Membran (5) angeordnet ist.
8. Druckausgleichsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vliesstoff läge (6) und die weitere Vliesstoff läge (11 ) im Wesentlichen deckungsgleich ausgebildet sind.
9. Gehäuse, umfassend eine Druckausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Gehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es elektronische Komponenten umschließt.
PCT/EP2022/050965 2021-02-03 2022-01-18 Druckausgleichsvorrichtung und gehäuse, das die druckausgleichsvorrichtung umfasst WO2022167212A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/263,893 US12089352B2 (en) 2021-02-03 2022-01-18 Pressure equalising device and housing comprising the pressure equalising device
CN202280009036.9A CN116782989A (zh) 2021-02-03 2022-01-18 压力均衡装置和包括该压力均衡装置的壳体
EP22700814.1A EP4289234A1 (de) 2021-02-03 2022-01-18 Druckausgleichsvorrichtung und gehäuse, das die druckausgleichsvorrichtung umfasst

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021102444.7A DE102021102444A1 (de) 2021-02-03 2021-02-03 Druckausgleichsvorrichtung und Gehäuse, das die Druckausgleichsvorrichtung umfasst
DE102021102444.7 2021-02-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022167212A1 true WO2022167212A1 (de) 2022-08-11

Family

ID=80035274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/050965 WO2022167212A1 (de) 2021-02-03 2022-01-18 Druckausgleichsvorrichtung und gehäuse, das die druckausgleichsvorrichtung umfasst

Country Status (5)

Country Link
US (1) US12089352B2 (de)
EP (1) EP4289234A1 (de)
CN (1) CN116782989A (de)
DE (1) DE102021102444A1 (de)
WO (1) WO2022167212A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1939523A1 (de) * 2005-08-24 2008-07-02 Nitto Denko Corporation Lüftungsglied
EP2503199A1 (de) 2011-03-21 2012-09-26 Carl Freudenberg KG Druckausgleichsvorrichtung mit Filterfunktion für Gehäuse mit einem Totvolumen
EP2554882A1 (de) 2011-08-03 2013-02-06 ElringKlinger AG Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse einer elektrochemischen Vorrichtung
DE102017003360B3 (de) 2017-04-06 2018-07-19 Carl Freudenberg Kg Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3219700B2 (ja) 1996-09-18 2001-10-15 日東電工株式会社 ベントフィルタ部材
US6451396B1 (en) 1998-02-13 2002-09-17 Gore Enterprise Holdings, Inc. Flexure endurant composite elastomer compositions
BR112015012619B1 (pt) * 2012-12-05 2021-06-01 Cytec Industries Inc. Material de revestimento eletricamente conductor, fita condutora pré-impregnada, método para fabricação de uma estrutura de compósito, e, estrutura de compósito
DE102015217112B4 (de) 2015-09-08 2021-05-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Entlüftung für ein Getriebe
US10161733B2 (en) * 2017-04-18 2018-12-25 Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg Pressure bulkhead structure with integrated selective electronic switch circuitry, pressure-isolating enclosure containing such selective electronic switch circuitry, and methods of making such
WO2020085212A1 (ja) 2018-10-25 2020-04-30 日東電工株式会社 通気部品
EP4021621B1 (de) * 2019-08-30 2024-01-24 Basf Se Wasserdampf-permeabler verbundstoff

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1939523A1 (de) * 2005-08-24 2008-07-02 Nitto Denko Corporation Lüftungsglied
EP2503199A1 (de) 2011-03-21 2012-09-26 Carl Freudenberg KG Druckausgleichsvorrichtung mit Filterfunktion für Gehäuse mit einem Totvolumen
EP2554882A1 (de) 2011-08-03 2013-02-06 ElringKlinger AG Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse einer elektrochemischen Vorrichtung
DE102017003360B3 (de) 2017-04-06 2018-07-19 Carl Freudenberg Kg Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse

Also Published As

Publication number Publication date
US12089352B2 (en) 2024-09-10
US20240040716A1 (en) 2024-02-01
CN116782989A (zh) 2023-09-19
EP4289234A1 (de) 2023-12-13
DE102021102444A1 (de) 2022-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3385584B1 (de) Druckausgleichsvorrichtung für ein gehäuse
EP2377377B1 (de) Überdruckventil eines gehäuses für eine elektrische/elektronische einheit
EP2844046B1 (de) Gehäuseteil für ein explosionsgeschütztes Gehäuse mit einem porösen Körper
DE10337796A1 (de) Geringdurchlässige Dichtung
DE112019005328T5 (de) Belüftungskomponente
DE102015217112B4 (de) Entlüftung für ein Getriebe
DE102010045671A1 (de) Dichtprofil
DE102017115878A1 (de) Brennstoffzellenvorrichtung
DE112019005336T5 (de) Belüftungskomponente
DE102012206846B4 (de) Sicherheitsanordnung, Bauteil, umfassend eine Sicherheitsanordnung, Fahrzeug, umfassend eine Sicherheitsanordnung und Verwendung einer Sicherheitsanordnung
EP1450068B1 (de) Hydrolager
EP0038910B1 (de) Dichtungselement
WO2022167212A1 (de) Druckausgleichsvorrichtung und gehäuse, das die druckausgleichsvorrichtung umfasst
DE8801177U1 (de) Druckausgleichsvorrichtung
DE102011053271A1 (de) Atmungsfähige Abdichtung
EP2518328A1 (de) Druckspeicher und Verwendung eines Druckausgleichskörpers dafür
DE102010053763B4 (de) Anordnung
DE102010015610A1 (de) Dichtring mit Membranventil
DE102014108108B4 (de) Gasdichtungsmechanismus mit einem Dichtungskörper
DE102019215433A1 (de) Druckausgleichselement zur Dichtigkeitsprüfung eines Gehäuses
DE102015119332B4 (de) Deckel
DE202024104138U1 (de) Druckausgleichsvorrichtung und Gehäuse damit
DE102017221999A1 (de) Gehäuse für eine Elektronikvorrichtung, Elektronikvorrichtung mit einem Gehäuse
DE10127871C1 (de) Gehäuse für einen Temperatur- oder Gassensor
DE102022129294A1 (de) Sicherheitsverschluss zum Verschließen eines Durchgangs in einem Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22700814

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280009036.9

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18263893

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202347058157

Country of ref document: IN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022700814

Country of ref document: EP

Effective date: 20230904