WO2023030710A1 - Druckausgleichsvorrichtung - Google Patents

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WO2023030710A1
WO2023030710A1 PCT/EP2022/066076 EP2022066076W WO2023030710A1 WO 2023030710 A1 WO2023030710 A1 WO 2023030710A1 EP 2022066076 W EP2022066076 W EP 2022066076W WO 2023030710 A1 WO2023030710 A1 WO 2023030710A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
switching
pressure compensation
compensation device
operating position
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/066076
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English (en)
French (fr)
Inventor
André Konzelmann
Volker Buchmann
Oliver Görres
Original Assignee
Konzelmann Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Konzelmann Gmbh filed Critical Konzelmann Gmbh
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    • 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
    • H01M50/317—Re-sealable arrangements
    • H01M50/325—Re-sealable arrangements comprising deformable valve members, e.g. elastic or flexible valve members
    • H01M50/333—Spring-loaded vent valves
    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a pressure equalization device for equalizing an internal pressure in a receiving housing of an electrochemical device, in particular for a battery housing, with a housing that has at least one gas passage opening, the gas passage opening being arranged in the area between an inside and an outside of the housing is, the gas passage opening being covered by a gas-permeable membrane which is accommodated in or on a membrane receptacle of the housing.
  • a pressure compensation device is known from DE 10 2011 080 325 A1.
  • This known pressure compensation device has a carrier element which has a flange section with bores for attachment to a battery housing.
  • the carrier element covers the edge of an opening in the battery housing.
  • the carrier element is connected to a membrane which blocks a gas passage opening of the carrier element.
  • the membrane is stretched between the carrier element and a clamping piece and is kept sealed all around.
  • a housing-like protective element is also used, which has a cutting element in a central area. This cutting element faces the membrane.
  • the protective element serves to prevent access to the membrane from the outside of the pressure compensation device.
  • the protective element has gas passage openings.
  • the membrane is gas permeable but essentially water-repellent.
  • the water-repellent function is such that water from the environment cannot or only insignificantly get from the outside into the area of the inside.
  • gas exchange between the environment and the battery housing can take place via the membrane. If a sudden bursting pressure occurs, for example due to a fault in the battery housing, the membrane will bulge outwards. A distance is provided between the cutting element and the outside of the membrane, which determines the allowable deformation of the membrane in such a case of damage. If the membrane is curved beyond the permissible deformation, it hits the cutting element, which is designed as a tip. The cutting element damages the membrane, causing it to tear. The gas can then quickly escape from the battery housing through the gas passage opening into the environment. Thus, the battery case is prevented from exploding.
  • the pressure compensation device known from the prior art has a complex design.
  • the inevitable dimensional tolerances between the individual device components do not ensure that the cutting element is always exactly the same distance from the surface of the membrane in different pressure equalization devices of a batch.
  • the object of the finding is therefore to provide a pressure compensation device of the type mentioned at the outset, with which reliable emergency degassing operation is ensured.
  • the housing has at least one bypass opening which can be closed with an actuating element, the actuating element can be adjusted in an opening direction from a first to a second operating position, the actuating element closing the bypass opening in the first operating position and releasing the bypass opening in the second operating position in order to establish an air-conducting connection between the inside and the outside of the housing through the at least create a bypass opening.
  • adjusting element is preferably adjusted in that one component side of the adjusting element faces the environment, ie the outside of the housing. The ambient pressure acts on this side.
  • Another side of the actuating element can face the inside of the housing, for example, so that the pressure in the receiving housing is present here in the first operating position.
  • the actuating element can then be adjusted via the differential pressure that occurs in an emergency. This results in a particularly simple construction. It is conceivable that the adjusting element is adjusted against the prestress of a tensioning element, for example a spring. It can be the case, for example, that the tensioning element pretensions the actuating element in the first operating position in order to reliably seal the bypass opening.
  • the bypass opening and/or another gas passage opening is permanently closed (for example due to the prestressing of a clamping element), the entire system closes completely hermetically after the emergency degassing operation, but opens again for emergency degassing in the event of a renewed impermissible pressure increase and then closes. This prevents oxygen from the environment from getting through the pressure equalization device into the receiving housing of the electrochemical device after a malfunction and the associated pressure equalization.
  • the actuating element opens when a pressure threshold in the battery housing is exceeded and then closes again when the pressure in the battery housing falls below a threshold.
  • the actuating element forms the membrane receptacle in or on which the membrane is held.
  • the actuating element has a seal receptacle on or in which a seal is accommodated or rests, with the seal blocking the gas path through the bypass opening in the first operating position of the actuating element from the inside to the outside of the housing.
  • the actuating element is pretensioned by means of a tensioning element in the first operating position in the opposite direction to the opening direction.
  • the pressure compensation device has a compact design if it is provided that the adjusting element has a spring receptacle that forms a support surface, and that the tensioning element is supported with a first spring end on this support surface and with a second spring end on a housing part .
  • the actuating element has a stop by means of which the actuating movement of the actuating element is limited in the opening direction, with the stop being able to bear against a counter-stop of a housing part of the housing, for example. This guarantees safe operation.
  • a dimensionally accurate assignment of the actuating element to the housing in the first operating position of the actuating element can be achieved in a simple manner in that the actuating element has a sealing body which has a preferably conical seat surface, the seat surface being on a counter surface arranged in the region of the bypass opening in the first operating position of the actuating element, this counter-surface being adapted to the contour of the seat surface, preferably being designed as a conical surface.
  • the seat surface and the counter-surface can preferably be designed continuously in order to be able to achieve a sealing effect between these two surfaces in order to seal the bypass opening continuously.
  • the seating surface and the counter surface can be formed by the surfaces of an inner cone and an outer cone adapted thereto.
  • a particularly preferred variant of the invention is such that the actuating element, preferably starting from the second operating position, can be moved into a third operating position, the actuating element closing the bypass opening in the third operating position and the gas passage opening being additionally or alternatively closed in the third operating position .
  • the third operating position corresponds to the first operating position of the actuating element or deviates from it.
  • the actuating element can be moved into the third operating position and the bypass opening can thus be closed again. This prevents air from the environment from flowing into the receiving housing through the bypass opening. This is particularly useful if the battery held in the receiving housing catches fire. Through the bypass opening and/or the gas Oxygen can then no longer reach the seat of the fire through the opening.
  • a pressure compensation device can be such that the closing device has a switching element which, in a first switching position, releases the gas-conducting connection between the inside and the outside through the gas passage opening and, in a second switching position, releases the gas-conducting connection between the inside and the outside the gas passage opening blocks.
  • the switching element can preferably be arranged in front of the actuating element in the flow path, in the direction from the inside to the outside.
  • the switching element has an inflow surface which is assigned to the interior of the receiving housing, ie is arranged in the region of the inside of the housing.
  • An opposite side of the contact piece may face the diaphragm. It can preferably be the case that on this opposite side of the contact piece, in the 2nd switching position of the contact piece, a seal is effective in order to seal the gas passage opening of the actuating element in the third operating position of the actuating element
  • a possible variant of the invention is such that in the third operating position of the actuating element, the switching element is blocked in its second switching position, wherein the switching element bears with a locking piece on a support part, preferably in a form-fitting manner. In this way, reliable sealing of the gas passage opening can be guaranteed in the second switching position of the switching element.
  • the actuating element has an actuating device and the switching element has a deflection piece, so that when the switching element is adjusted in a switching movement from the first switching position to the second switching position in the direction of the actuating element, the actuating device with the Deflection piece cooperates in such a way that the switching element is adjusted transversely to the switching movement.
  • a reliable and dimensionally accurate adjustment of the switching element is achieved in a simple manner if it is provided that the switching element is adjustably held on or in a bearing mount of the housing by means of a bearing piece.
  • the switching element forms at least one gas passage, which forms a spatial connection between the inside of the housing and the gas passage opening of the actuating element.
  • the switching element is reliably moved from the first switching position to the second switching position due to the gas flow through the gas passage that results during the emergency degassing and the pressure conditions that then arise.
  • FIG. 1 a perspective view of a pressure compensation device
  • FIG. 2 shows the pressure compensation device according to FIG. 1 in an exploded view and in a view at an angle from above,
  • FIGS. 1 and 2 shows the pressure compensation device according to FIGS. 1 and 2 in an exploded view and in a view obliquely from below
  • FIG. 4 shows the pressure compensation device according to FIGS. 1 to 3 in full section and in a first operating position
  • Figure 5 shows the representation according to Figure 4, but in a second operating position
  • FIG. 6 shows the representation according to FIGS. 4 and 5, but in a third operating position.
  • Figure 1 shows a pressure compensation device according to the invention with a housing which has two housing parts 10,18.
  • An adjusting element 40 is adjustably guided in the housing.
  • FIG. 4 illustrates, the housing part 80 has a base body on which a mounting attachment 81 is formed.
  • the mounting attachment 81 the pressure compensation device can be inserted into a receptacle, in particular a bore of a receptacle housing.
  • the receiving housing (not shown) can be part of an electrochemical device, for example, in particular a battery housing.
  • a flange section 86 is provided for fastening the pressure compensation device to the receiving housing, on which screw-on lugs 89 are integrally formed.
  • the housing part 80 is connected in one piece to the receiving housing of the electrochemical device, in particular the receiving housing for an accumulator.
  • the flange section 86 has a stop 87 which is designed in the form of a peripheral surface.
  • a circumferential groove is introduced into this circumferential surface.
  • the circumferential groove accommodates a housing seal 90.
  • the pressure compensation device can be placed on the receiving housing in a sealed manner around the opening in the receiving housing.
  • the stop 87 limits assembly movement so that the housing seal 90 is not compressed beyond its maximum allowable compression level.
  • the housing part 80 forms an inner receptacle 82. It can be provided that the receptacle 82 widens towards the outside of the pressure compensation device, which faces away from the interior of the receptacle housing, by means of an extension 83. Adjoining the receptacle 82 , the housing part 80 has a seat 84 for an actuating element 40 .
  • the housing part 80 has a bypass opening 85.
  • this bypass opening 85 is formed at least in regions by a circumferential surface that faces a seat surface 49 of the actuating element 40.
  • the actuating element 40 rests with its seat surface 49 on the circumferential surface of the bypass opening 85 and closes it.
  • the peripheral surface that partially delimits the bypass opening 85 can be formed by a conical surface.
  • this area has a different geometry. In the context of the invention, it does not have to be the case that, in the operating state shown in FIG.
  • the housing part 80 also forms a peripheral surface of the bypass opening 85 which accommodates a seal 70 or which is designed to come into contact with a seal 70 .
  • the Circumferential surface has a groove into which the seal 70 is inserted, or it can be the case that the seal 70 is applied to the circumferential surface.
  • the housing part 80 has at least one support part 88 .
  • 3 support parts 88 are provided, which can be spaced evenly from one another. It is conceivable that the support parts 88 are arranged in the area surrounded by the mounting projection 81 and protrude inwards.
  • the support parts 88 have longitudinal guides 88.3, which extend in the axial direction from the inside towards the outside.
  • These longitudinal guides 88.3 form guides for a switching element 60, which is arranged in the housing.
  • the support parts 88 On their areas facing the outside of the housing, the support parts 88 each have an inclined guide surface 88.1.
  • the guide surfaces 88.1 slope downwards in the direction from the outside of the housing to the inside of the housing and thus form a ramp for the switching element 60, as will be explained in more detail later becomes.
  • the support parts 88 Following the guide surfaces 88.1, the support parts 88 have a blocking section 88.4. Provision can furthermore be made for further guide surfaces 88.2 to be provided following the blocking section 88.4.
  • the guide surfaces 88.2 also slope towards the inside of the housing, but they slope in the opposite direction to the guide surfaces 88.1.
  • FIG. 4 also shows that counter-guide elements 89.1 are present on the housing part 80, preferably formed in one piece. It can be the case that the counter-guide elements 89.1 protrude upwards from the housing part 80 towards the outside.
  • a switching element 60 is arranged in the housing.
  • This switching element 60 has a bearing piece 61 with a bearing surface 62. It can be the case that the bearing surface 62 is formed by a circular circumferential surface which is designed as a cylinder.
  • the bearing piece 61 is held in a bearing seat 80.1 of the housing part 80.
  • the bearing mount 80.1 is held by webs 80.2 arranged spaced apart from one another in the region of the mounting attachment 81. Passages are formed between the webs 80.2, through which a gas flow from the receiving housing in the direction of the outside of the housing is possible.
  • the bearing piece 61 is adjustably held in the bearing mount 80.1.
  • the bearing piece 61 has a bearing surface 62, which can preferably be formed continuously and can have a cylindrical shape. With the storage area
  • the bearing piece 60 is held in the bearing seat 80.1 so that it can rotate in the circumferential direction and be adjustable in the axial direction of the housing.
  • the switching element 60 has an edge 67 which, as shown in FIGS. 3 and 4, can extend in the radial direction.
  • the edge 67 has gas passages 66 which can be made in the edge 67 in the form of openings.
  • the bearing piece 60 In the area of its upper side 65, the bearing piece 60 has a seal receptacle, which can be designed, for example, in the form of a circumferential groove.
  • the seal seat accommodates a sealing element 50 .
  • FIG. 4 further illustrates that the switching element 60 has a stop 64 which is preferably arranged on a collar 63 in the radially outer area of the edge 67 . With this stop, the actuating movement of the switching element 60 in the direction of the inside of the housing can be limited on the housing part 80
  • FIGS. 3 and 4 show that the switching element 60 has guide receptacles 68 .
  • the guide receptacles 68 can be formed, for example, in the area of the collar 63 as radially outwardly open recesses in the collar
  • FIG. 4 shows that the switching element 60 can have at least one deflection piece 66.1, which is preferably designed in the form of a body edge. It is conceivable that the deflection piece 66.1 is formed by a body edge of the gas passage 66.
  • the switching element 60 is inserted into the housing part 80 .
  • the switching element 60 is inserted with its bearing piece 61 into the bearing mount 80.1 from above.
  • the joining movement is limited by the stop 64 which strikes a counter-stop on the housing part 80 .
  • the support parts 88 engage in the guide receptacles 68 .
  • the longitudinal guides 88.3 face surfaces of the guide receptacle 68 in order to form a longitudinal guide in the direction of the axis.
  • An adjusting element 40 can be installed in the housing. As FIG. 4 shows, the adjusting element 40 has a holder 42 which forms a gas passage opening 41 . Furthermore, a membrane receptacle 43 is provided, which can also be part of the mount 42 . In the present exemplary embodiment, the membrane receptacle 43 directly adjoins the gas through-opening 41 . However, the membrane receptacle can also be provided at a different location.
  • the membrane receptacle 43 forms a peripheral edge.
  • a gas-permeable membrane 30 is placed with its sealing area 31 on this circumferential edge.
  • the ring-shaped peripheral sealing area 31 is connected to the membrane receptacle 43 in a gas-tight manner, for example by means of ultrasonic welding.
  • the actuating element 40 forms a stop 44.
  • This can, as shown in FIG. 4, be in the form of a ring-shaped extension.
  • the adjusting element 40 has a sealing body 46 which forms a seal receptacle 45 in or on a sealing region 48 .
  • a seal 70 is arranged in or on the seal receptacle 45 .
  • the sealing body 46 can also form a preferably circumferential seat surface 49, which can be in the form of a cone that widens from the inside to the outside of the housing.
  • the actuating element 40 has a support surface 46.1, on which a clamping element 20, which can be designed as a coil spring in the present exemplary embodiment can, with its first spring end 21 from. The opposite second spring end 22.2. Clamping element 22 is supported on the underside of the upper housing part 10 .
  • At least one guide element 47 is arranged on the actuating element 40 .
  • three guide elements 47 are used, which are arranged on the outer circumference of the actuating element 40 so that they are distributed uniformly relative to one another.
  • the guide elements 47 each form a guide 47.1 that extends in the axial direction.
  • one or more adjusting devices 40.1 are arranged on the underside of the adjusting element 40, facing the switching element 60.
  • the adjusting devices 40.1 can, as FIG.
  • the adjusting devices 40.1 can have an inclined surface 40.2, which runs inclined in the circumferential direction.
  • the actuating element 40 To mount the actuating element 40 in the housing, it is inserted into the housing part 80 from above.
  • the adjusting element 40 lies opposite the seat 84 with its sealing area 48 , the seal 70 sealing the bypass opening 85 circumferentially in the area between the seat 84 and the sealing area 48 .
  • the actuating element 40 is pretensioned against the housing part 80 under the action of the tensioning element 20 .
  • the adjusting element 40 is aligned with respect to the housing part 80 . This is achieved in that the counter-guide elements 89.1 of the housing part 80 engage in the guides 47.1 of the actuating element 40. By means of the counter-guide elements 89.1 and the guides 47.1, the actuating element 40 are adjusted against the bias of the clamping element 20 from the first operating position shown in Figure 4 out up into a second operating position.
  • the adjusting devices 40.1 are aligned in such a way that the inclined surfaces 40.2 face the deflection pieces 66.1.
  • the upper housing part 10 is used to complete the housing.
  • This housing part 10 has a support part 11 which is adjoined by a lateral wall 12 .
  • the side wall has guide mounts 13.
  • the housing part 10 can have a peripheral flange 14 with a connecting section 15 .
  • the housing part 10 To assemble the housing part 10 , it is placed on the housing part 80 from above, with the flange 14 resting on the top side of the housing part 80 .
  • the housing part 10 is connected to the housing part 80 by means of the connecting section 15 .
  • the connecting section 15 can be a peripheral projection which engages in a groove of the housing part 80 .
  • the projection can then be connected to the housing part 80, for example by means of an ultrasonic welding process or a friction welding process.
  • the clamping element 20 In the assembled state, the clamping element 20 is supported with its second. Spring end 22.2 on the underside of the support part 11 of the housing part 10 from.
  • the guide receptacles 13 are arranged in such a way that the guide elements 47 engage in the guide receptacles 13 .
  • the pressure compensation device serves to be mounted on a housing, for example an electrochemical device, in particular a housing in which a battery or an accumulator is arranged.
  • a housing for example an electrochemical device, in particular a housing in which a battery or an accumulator is arranged.
  • pressure fluctuations occur inside the recording housing. These pressure fluctuations can be compensated via the membrane 30.
  • a first gas path is created between the interior of the receiving housing through the membrane 30 and into the environment. This gas path is at least formed by the gas passages 66, the gas passage opening 41 and the guide receptacles 13.
  • the pressure in the receiving space increases, the pressure can be reduced in the direction of the environment via the gas path and via the gas-permeable membrane 30 . If the pressure in the receiving housing drops, the pressure equalization takes place in the opposite direction.
  • the pressure compensation device has an emergency degassing function. This is described in more detail below.
  • the actuating element 40 is moved from its first operating position shown in FIG. 4 to the second operating position shown in FIG.
  • the adjustment movement takes place as a result of the pressure difference between the receiving space and the environment.
  • the actuating element 40 On its side facing the receiving space, the actuating element 40 has an inflow surface on its underside (for example in the sealing area 48) on which the pressure of the receiving space is present. The pressure difference between the receiving space and the environment is so great that the actuating element 40 is lifted from the seat 84 from the first operating position against the bias of the tensioning element 20 .
  • the adjustment movement of the adjustment element 40 can be limited, for example, by means of the stop 44 which strikes the housing part 10 , for example on the underside of the support part 11 .
  • a second gas path for emergency release is released.
  • This second gas path is formed by the bypass opening 85 and passages in the housing part 10, which are formed by the guide receptacles 13, for example.
  • the pressure in the receiving housing can be abruptly reduced via the second gas path.
  • the switching element 60 is also moved, starting from the first switching position shown in FIG. 4, into the second switching position shown in FIG. This adjustment is brought about by the prevailing pressure difference between the environment and the receiving space of the electrochemical device.
  • the switching element 60 is displaced in the axial direction from the inside of the housing to the outside, in the process the at least one actuating device 40.1 of the actuating element 40 hits the deflection piece 66.1.
  • the actuating device 40.1 causes the switching element 66 to rotate in the circumferential direction. For example, as in the present case, this can take place in that the inclined surface 40.2 of the adjusting device 40.1 slides off the deflection piece 66.1 designed as a body edge.
  • the switching element 60 If the switching element 60 is displaced upwards towards the outside of the housing by the sudden increase in pressure, the switching element 60 slides with its guide receptacles 68 along the longitudinal guides 88.3 of the support parts 88 in the axial direction. As soon as the switching element 60 has left the guide receptacles 88.3, it hits the adjusting devices 40.1, so that the switching element 60 can rotate. As a result of the rotation of the switching element 60, this passes the guide surface 88.1 of the support part 88 and into the area of the blocking section 88.4.
  • the switching element 60 can be assigned to the housing in such a way that, when the switching element 60 is adjusted, it is first displaced towards the outside of the housing and then rotated. Then, in a further switching movement, the switching element 60 is again moved in the opposite direction over a limited displacement path pushed back, this sliding movement being effected by the bias of the tensioning element 20 .
  • the switching element 60 strikes the facing surfaces (for example the longitudinal guides 88.3) of the support parts 88 with its locking sections 68.2.
  • the actuating element 40 is also brought into a third operating position and lowered until it rests on the seal 70 again. This is illustrated in FIG. 6.
  • the bypass opening 85 is thus closed again with the seal 70 .
  • the adjusting element 40 closes the bypass opening 85. This means that oxygen from the environment can no longer get into the receiving housing via the bypass opening 85. This is advantageous, for example, if a fire has broken out in the receiving housing or if there is a risk of fire.
  • the switching element 60 rests against the actuating element 40 in order to seal the gas passage opening 41.
  • the actuating element 40 sits on the switching element 60 with the interposition of the seal 50 in order to continuously seal the gas passage opening 41 .
  • the invention relates to a pressure equalization device for equalizing an internal pressure in a receiving housing of an electrochemical device, in particular for a battery housing, having a housing which has at least one gas passage opening 41, the gas passage opening 41 being in the region between an inside and an outside of the housing, the gas passage opening 41 being covered by a gas-permeable membrane 30 which is accommodated in or on a membrane receptacle 43 of the housing.
  • the housing has at least one bypass opening 85 . This can be closed with an actuating element 40 become.
  • the actuating element 40 can be adjusted in an opening direction from a first to a second operating position, with the actuating element 40 closing the bypass opening 85 in the first operating position and releasing the bypass opening 85 in the second operating position in order to establish an air-conducting connection between the inside and the outside to create the at least one bypass opening 85.
  • the design is such that when the internal pressure has dropped, the element enters mode 3 and the device hermetically seals. If pressure builds up again as a result of another fire, the functional unit goes into operating mode 2 and opens the entire element and falls back into operating mode 3 as soon as the pressure drops, thus preventing oxygen from getting to the seat of the fire and igniting the fire further becomes.
  • mode of operation 3 mode of operation 3, the so-called pressure compensation, is overridden in order to prevent the supply of oxygen into the housing via this channel.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckausgleichsvorrichtung zum Ausgleich eines Innendrucks in einem Aufnahmegehäuse einer elektrochemischen Vorrichtung, insbesondere für ein Batteriegehäuse, mit einem Gehäuse, das mindestens eine Gas-Durchtrittsöffnung (41) aufweist, wobei die Gas-Durchtrittsöffnung (41) im Bereich zwischen einer Innen- und einer Außenseite des Gehäuses angeordnet ist, wobei die Gas-Durchtrittsöffnung (41) mittels einer gaspermeablen Membran (30), die in oder an einer Membranaufnahme (43) des Gehäuses aufgenommen ist, überdeckt ist. Um bei einer solchen Druckausgleichsvorrichtung eine zuverlässige Notentgasung des Aufnahmegehäuses garantieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gehäuse wenigstens eine Bypassöffnung (85) aufweist, die mit einem Stellelement (40) verschließbar ist, wobei das Stellelement (40) in eine Öffnungsrichtung von einer ersten in eine zweite Betriebsstellung verstellbar ist, wobei das Stellelement (40) in der ersten Betriebsstellung die Bypassöffnung (85) verschließt und in der zweiten Betriebsstellung die Bypassöffnung (85) freigibt, um eine luftleitende Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite durch die wenigstens eine Bypassöffnung (85) zu schaffen.

Description

Druckausgleichsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Druckausgleichsvorrichtung zum Ausgleich eines Innendrucks in einem Aufnahmegehäuse einer elektrochemischen Vorrichtung, insbesondere für ein Batteriegehäuse, mit einem Gehäuse, das mindestens eine Gas-Durchtrittsöffnung aufweist, wobei die Gas-Durchtrittsöffnung im Bereich zwischen einer Innen- und einer Außenseite des Gehäuses angeordnet ist, wobei die Gas-Durchtrittsöffnung mittels einer gaspermeablen Membran, die in oder an einer Membranaufnahme des Gehäuses aufgenommen ist, überdeckt ist.
Aus DE 10 2011 080 325 A1 ist eine Druckausgleichsvorrichtung bekannt. Diese bekannte Druckausgleichsvorrichtung weist ein Trägerelement auf, das einen Flanschabschnitt mit Bohrungen zur Befestigung an einem Batteriegehäuse besitzt. Dabei überdeckt das Trägerelement den Rand eines Durchbruchs des Batteriegehäuses. Das Trägerelement ist mit einer Membran verbunden, die eine Gas-Durchtrittsöffnung des Trägerelements sperrt. Die Membran ist dabei zwischen dem Trägerelement und einem Klemmstück gespannt und umlaufend abgedichtet gehalten. Es ist weiterhin ein gehäuseartiges Schutzelement verwendet, welches in einem zentralen Bereich ein Schneidelement aufweist. Dieses Schneidelement steht der Membran gegenüber. Das Schutzelement dient dazu den Zugriff auf die Membran von der Außenseite der Druckausgleichsvorrichtung zu verhindern. Das Schutzelement besitzt Gas-Durchgangsöffnungen. Die Membran ist gasdurchlässig, jedoch im Wesentlichen wasserabweisend. Die wasserabweisende Funktion ist dabei so, dass Wasser aus der Umgebung nicht oder nur unwesentlich von der Außenseite in den Bereich der Innenseite gelangen kann. Während des normalen Betriebs kann über die Membran ein Gasausgleich zwischen der Umgebung und dem Batteriegehäuse stattfinden. Entsteht nun, beispielsweise aufgrund einer Störung im Batteriegehäuse, ein schlagartiger Berstdruck, so wird die Membran nach außen gewölbt. Zwischen dem Schneidelement und der Außenseite der Membran ist ein Abstand vorgesehen, der die zulässige Verformung der Membran in einem solchen Schadensfall festlegt. Wird die Membran über die zulässige Verformung hinaus gewölbt, so trifft sie auf das Schneidelement, das als Spitze ausgebildet ist. Das Schneidelement schädigt die Membran, sodass diese zerreißt. Das Gas kann dann schnell aus dem Batteriegehäuse durch die Gas-Durchtrittsöffnung in die Umgebung entweichen. Somit ist verhindert, dass das Batteriegehäuse explodiert.
Die aus dem Stand der Technik bekannte Druckausgleichsvorrichtung ist aufwendig gestaltet. Zudem wird über die sich zwangsläufig einstellenden Maßtoleranzen zwischen den einzelnen Vorrichtungsbauteilen nicht sichergestellt, dass das Schneidelement bei unterschiedlichen Druckausgleichsvorrichtungen einer Charge immer exakt im gleichen Abstand zu der Oberfläche der Membran steht.
Bei Eintreten eines Störevents wird, wie dies vorstehend beschrieben wurde, die Membran zerstört und dadurch eine dauerhafte luftleitende Verbindung zwischen der Umgebung und dem Innenraum des Batteriegehäuses geschaffen. Nun kann es vorkommen, dass der thermische Zustand im Batteriegehäuse derart ist, dass Feuergefahr besteht. Nachteilig kann dabei an der zerstörten Membran vorbei dann Sauerstoff aus der Umgebung in das Batteriegehäuse gelangen.
Aufgabe der Findung ist es daher, eine Druckausgleichsvorrichtung der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, mit der ein zuverlässiger Notentgasungsbetrieb sichergestellt wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Gehäuse wenigstens eine Bypassöffnung aufweist, die mit einem Stellelement verschließbar ist, wobei das Stellelement in eine Öffnungsrichtung von einer ersten in eine zweite Betriebsstellung verstellbar ist, wobei das Stellelement in der ersten Betriebsstellung die Bypassöffnung verschließt und in der zweiten Betriebsstellung die Bypassöffnung freigibt, um im Notentgasungsbetrieb eine luftleitende Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite des Gehäuses durch die wenigstens eine Bypassöffnung zu schaffen.
Während des normalen Betriebs kann der Druckausgleich zwischen der Innenseite und der Außenseite des Aufnahmegehäuses über die gaspermeable Membran hinweg erfolgen. Sobald ein Störfall im Aufnahmegehäuse auftritt, beispielsweise der im Aufnahmegehäuse gehaltene Akkumulator Schaden nimmt, steigt der Druck im Aufnahmegehäuse schlagartig an. Dieser Druckaufbau kann nicht mehr über die Membran ausgeglichen werden. In diesem Fall erfolgt die Notentgasung durch die Bypassöffnung. Zu diesem Zweck wird das Stellelement dann in die zweite Betriebsstellung verstellt, so dass die zuvor verschlossene Bypassöffnung freigegeben wird. Durch die Bypassöffnung kann dann Gas aus dem Aufnahmegehäuse in die Umgebung strömen und damit der Druck zuverlässig abgebaut werden. Die Verstellung des Stellelements wird vorzugsweise dadurch bewirkt, dass eine Bauteilseite des Stellelements der Umgebung, also der Außenseite des Gehäuses zugewandt ist. Auf diese Seite wirkt mithin der Umgebungsdruck. Eine weitere Seite des Stellelements kann beispielsweise der Innenseite des Gehäuses zugewandt sein, so dass hier in der ersten Betriebsstellung der Druck im Aufnahmegehäuse ansteht. Über den im Notfall sich ergebenden Differenzdruck kann dann das Stellelement verstellt werden. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Bauweise. Denkbar ist es, dass die Verstellung des Stellelements dabei gegen die Vorspannung eines Spannelements, beispielsweise einer Feder bewirkt wird. Dabei kann es beispielsweise so sein, dass das Spannelement das Stellelement in der ersten Betriebsstellung vorspannt, um die Bypassöffnung sicher abzudichten.
Besonders bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass im Störfall, nach erfolgtem Druckausgleich, die Bypassöffnung und/oder eine sonstige Gas-Durchtrittsöffnung bleibend verschlossen wird (beispielsweise aufgrund der Vorspannung eines Spannelements), das gesamte System also nach dem Notentgasungsbetrieb komplett hermetisch schließt, allerdings bei einem erneuten unzulässigen Druckanstieg zur Notentgasung wieder öffnet und danach schließt. Hierdurch wird verhindert, dass nach einem Störfall und dem damit einhergehenden Druckausgleich Sauerstoff aus der Umgebung durch die Druckausgleichsvorrichtung hinein in das Aufnahmegehäuse der elektrochemischen Vorrichtung gelangen kann.
Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass die Gas-Durchtrittsöffnung, welche von der Membran überdeckt ist, im Anschluss an einen Störfall, beispielsweise mittels eines Schaltelements, derart gesperrt wird, dass hier über die Membran kein Druckausgleich mehr erfolgt.
Weiter vorzugsweise kann es so sein, dass das Stellelement bei Überschreiten einer Druckschwelle im Batteriegehäuse öffnet und anschließend bei Unterschreiten einer Druckschwelle im Batteriegehäuse wieder schließt.
Zur Verringerung des Teileaufwands kann es vorgesehen sein, dass das Stellelement die Membranaufnahme bildet in oder an der die Membran gehalten ist.
Um im Normalbetrieb einen zuverlässigen Druckausgleich über die Membran hinweg zu garantieren, kann es vorgesehen sein, dass das Stellelement eine Dichtungsaufnahme aufweist, an oder in der eine Dichtung aufgenommen ist oder anliegt, wobei die Dichtung in der ersten Betriebsstellung des Stellelements den Gasweg durch die Bypassöffnung von der Innenseite zur Außenseite des Gehäuses schließt.
Wie dies bereits vorstehend angedeutet ist, kann es vorgesehen sein, dass das Stellelement mittels eines Spannelements in der ersten Betriebsstellung entgegengesetzt zur Öffnungsrichtung vorgespannt ist. In diesem Fall ergibt sich eine kompakte Bauweise für die Druckausgleichsvorrichtung, wenn vorgesehen ist, dass das Stellelement eine Federaufnahme aufweist, die eine Stützfläche bildet, und dass sich das Spannelement mit einem ersten Federende auf dieser Stützfläche abstützt und mit einem zweiten Federende an einem Gehäuseteil abstützt. Um das Stellelement in der zweiten Betriebsstellung sicher zu halten, kann es vorgesehen sein, dass das Stellelement einen Anschlag aufweist mittels dem die Stellbewegung des Stellelements in Öffnungsrichtung begrenzt ist, wobei der Anschlag beispielsweise an einem Gegen-Anschlag eines Gehäuseteils des Gehäuses anliegen kann. Damit kann eine sichere Betriebsweise garantiert werden.
Eine maßgenaue Zuordnung des Stellelements zu dem Gehäuse in der ersten Betriebsstellung des Stellelements kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, dass das Stellelement einen Dichtkörper aufweist, der eine, vorzugsweise konische Sitzfläche, aufweist, wobei die Sitzfläche an einer, im Bereich der Bypassöffnung angeordneten Gegenfläche in der ersten Betriebsstellung des Stellelements anliegt, wobei diese Gegenfläche auf die Kontur der Sitzfläche angepasst ist, vorzugsweise als Konusfläche ausgebildet ist. Die Sitzfläche und die Gegenfläche können dabei vorzugsweise um laufend ausgebildet sein, um zwischen diesen beiden Flächen auch eine Dichtwirkung erzielen zu können, um die Bypassöffnung umlaufend abzudichten. Dabei können die Sitzfläche und die Gegenfläche von den Flächen eines Innenkonus und eines darauf angepassten Außenkonus gebildet sein.
Eine besonders bevorzugte Erfindungsvariante ist dergestalt, dass das Stellelement , vorzugsweise ausgehend von der zweiten Betriebsstellung, in eine dritte Betriebsstellung bewegbar ist, wobei in der dritten Betriebsstellung das Stellelement die Bypassöffnung verschließt und wobei zusätzlich oder alternativ in der dritten Betriebsstellung die Gas-Durchtrittsöffnung verschlossen ist. Dabei kann es so sein, dass die dritte Betriebsstellung der ersten Betriebsstellung des Stellelements entspricht oder von dieser abweicht. Nach Beendigung des Not-Entgasungsbetriebs, also wenn der Druck im Innenraum des Aufnahmegehäuses wieder abgesunken ist, kann das Stellelement in die dritte Betriebsstellung verstellt und damit die Bypassöffnung wieder verschlossen werden. Auf diese Weise wird verhindert, dass Luft aus der Umgebung durch die Bypassöffnung in das Aufnahmegehäuse einströmt. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der im Aufnahmegehäuse gehaltene Akkumulator in Brand gerät. Durch die Bypassöffnung und/oder die Gas- Durchtrittsöffnung hindurch kann dann kein Sauerstoff mehr zum Brandherd gelangen.
Eine erfindungsgemäße Druckausgleichsvorrichtung kann dabei dergestalt sein, dass die Schließvorrichtung ein Schaltelement aufweist, das in einer ersten Schaltstellung die gasleitende Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite durch die Gas-Durchtrittsöffnung freigibt und in einer zweiten Schaltstellung die gasleitende Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite durch die Gas- Durchtrittsöffnung sperrt.
Vorzugsweise kann zu diesem Zweck das Schaltelement im Strömungsweg, in Richtung von der Innenseite zur Außenseite hin, vor dem Stellelement angeordnet sein.
Weiter vorzugsweise kann es so sein, dass das Schaltelement eine Anströmfläche aufweist, die dem Innenraum des Aufnahmegehäuses zugeordnet ist, also im Bereich der Innenseite des Gehäuses angeordnet ist.
Eine gegenüberliegende Seite des Schaltstücks kann der Membran zugewandt sein. Dabei kann es vorzugsweise so sein, dass an dieser gegenüberliegende Seite des Schaltstücks, in der 2. Schaltstellung des Schaltstücks, eine Dichtung wirksam ist, um die Gas-Durchtrittsöffnung des Stellelements in der dritten Betriebsstellung des Stellelements abzudichten
Vorzugsweise kann es vorgesehen sein, dass das Schaltelement in der zweiten Schaltstellung gegen die Vorspannung eines Spannelements gehalten ist. Bei einem erneuten Druckanstieg im Aufnahmegehäuse oder dergleichen kann dann das Schaltelement gegen die Vorspannung des Spannelements aus seiner zweiten Schaltstellung herausbewegt werden, um einen erneuten wiederkehrenden Gasausgleich hin zur Umgebung zu ermöglichen.
Eine mögliche Erfindungsvariante ist dergestalt, dass in der dritten Betriebsstellung des Stellelements das Schaltelement in seiner zweiten Schaltstellung blockiert ist, wobei das Schaltelement mit einem Sperrstück an einem Stützteil, vorzugsweise formschlüssig, anliegt. Auf diese Weise kann eine zuverlässige Abdichtung der Gas- Durchtrittsöffnung in der zweiten Schaltstellung des Schaltelements garantiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Erfindungsausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass das Stellelement eine Stellvorrichtung und das Schaltelement ein Auslenkstück aufweist, dass bei einer Verstellung des Schaltelements in einer Schaltbewegung von der ersten Schaltstellung, in die zweite Schaltstellung in Richtung auf das Stellelement hin, die Stellvorrichtung mit dem Auslenkstück derart zusammenwirkt, dass das Schaltelement quer zur Schaltbewegung verstellt wird.
Eine eindeutige Funktionalität wird dann garantiert, wenn vorgesehen ist, dass das Schaltelement in der ersten Schaltbewegung eine Linearbewegung und bei Zusammenwirken der Stellvorrichtung mit dem Auslenkstück eine Drehbewegung durchführt wird.
Eine zuverlässige und maßgenaue Verstellung des Schaltelements gelingt dann auf einfache Weise, wenn vorgesehen ist, dass das Schaltelement mittels eines Lagerstücks an oder in einer Lageraufnahme des Gehäuses verstellbar gehalten ist.
Im Rahmen der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, dass das Schaltelement wenigstens einen Gasdurchlass bildet, der eine räumliche Verbindung zwischen der Innenseite des Gehäuses und der Gas-Durchtrittsöffnung des Stellelements bildet. Aufgrund der sich bei der Notentgasung ergebenden Gasströmung durch den Gasdurchlass und der dann entstehenden Druckverhältnisse wird das Schaltelement zuverlässig von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung bewegt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 in perspektivischer Darstellung eine Druckausgleichsvorrichtung, Figur 2 die Druckausgleichsvorrichtung gemäß Figur 1 in Explosionsdarstellung und in Ansicht schräg von oben,
Figur 3 die Druckausgleichsvorrichtung gemäß den Figuren 1 und 2 in Explosionsdarstellung und in Ansicht schräg von unten,
Figur 4 die Druckausgleichsvorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 3 im Vollschnitt und in einer 1. Betriebsposition,
Figur 5 die Darstellung gemäß Figur 4, jedoch in einer 2. Betriebsposition und
Figur 6 die Darstellung gemäß den Figuren 4 und 5 jedoch in einer 3. Betriebsposition.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Druckausgleichsvorrichtung mit einem Gehäuse, welches zwei Gehäuseteile 10,18 aufweist. In dem Gehäuse ist ein Stellelement 40 verstellbar geführt.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen deutlicher den Aufbau der Druckausgleichsvorrichtung. Wie Figur 4 veranschaulicht, weist das Gehäuseteil 80 einen Grundkörper auf, an dem einen Montageansatz 81 angeformt ist. Mittels dieses Montageansatzes 81 kann die Druckausgleichsvorrichtung in eine Aufnahme, insbesondere eine Bohrung eines Aufnahmegehäuses eingesetzt werden.
Das Aufnahmegehäuse (nicht dargestellt) kann Teil einer beispielsweise elektrochemischen Vorrichtung, insbesondere eines Batteriegehäuses, sein. Zur Befestigung der Druckausgleichsvorrichtung an dem Aufnahmegehäuse ist ein Flanschabschnitt 86 vorgesehen, an dem Anschraublaschen 89 angeformt sind.
In einer nicht dargestellten Erfindungsalternative kann es vorgesehen sein, dass das Gehäuseteil 80 einteilig mit dem Aufnahmegehäuse der elektrochemischen Vorrichtung, insbesondere dem Aufnahmegehäuse für einen Akkumulator, verbunden ist. Wie Figur 4 weiter erkennen lässt, besitzt der Flanschabschnitt 86 einen Anschlag 87, der in Form einer umlaufenden Fläche ausgebildet ist. In diese umlaufende Fläche ist eine umlaufende Nut eingebracht. Die umlaufende Nut nimmt eine Gehäusedichtung 90 auf. Mittels dieser Gehäusedichtung kann die Druckausgleichsvorrichtung um den Durchbruch des Aufnahmegehäuses herum abgedichtet auf dem Aufnahmegehäuse aufgesetzt werden. Der Anschlag 87 begrenzt die Montagebewegung, sodass die Gehäusedichtungen 90 nicht über ihr maximal zulässiges Kompressionsmaß verdichtet wird.
Das Gehäuseteil 80 bildet eine innere Aufnahme 82. Dabei kann es vorgesehen sein, dass sich die Aufnahme 82 in Richtung zur Außenseite der Druckausgleichsvorrichtung, die dem Innenraum des Aufnahmegehäuses abgewandt ist, mittels einer Erweiterung 83 aufweitet. Im Anschluss an die Aufnahme 82 weist das Gehäuseteil 80 einen Sitz 84 für ein Stellelement 40 auf.
Das Gehäuseteil 80 besitzt eine Bypassöffnung 85. Diese Bypassöffnung 85 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel zumindest bereichsweise von einer umlaufenden Fläche gebildet, die einer Sitzfläche 49 des Stellelements 40 gegenüber steht. In der, in Figur 4 gezeigten Darstellung liegt das Stellelement 40 mit seiner Sitzfläche 49 auf der um laufenden Fläche der Bypassöffnung 85 auf und verschließt diese.
Wie Figur 4 zeigt, kann die umlaufende Fläche, die die Bypassöffnung 85 bereichsweise begrenzt von einer Konusfläche gebildet sein. Denkbar ist es jedoch auch, dass diese Fläche eine andere Geometrie aufweist. Im Rahmen der Erfindung muss es auch nicht so sein, dass in dem in Figur 4 gezeigten Betriebszustand das Stellelement mit einer Sitzfläche 49 auf der umlaufenden Fläche, die die Bypassöffnung 85 bereichsweise bildet, aufliegt.
Das Gehäuseteil 80 bildet weiterhin eine umlaufende Fläche der Bypassöffnung 85, die eine Dichtung 70 aufnimmt, oder die dazu ausgebildet ist mit einer Dichtung 70 zur Anlage zukommen. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die umlaufende Fläche eine Nut aufweist, in die die Dichtung 70 eingelegt ist oder es kann so sein, dass die Dichtung 70 auf der umlaufenden Fläche aufgebracht ist.
Das Gehäuseteil 80 weist mindestens ein Stützteil 88 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind 3 Stützteile 88 vorgesehen, die zueinander gleichmäßig beabstandet sein können. Denkbar ist es, dass die Stützteile 88 in dem von dem Montageansatz 81 umgebenen Bereich angeordnet sind und nach innen vorstehen.
Die Stützteile 88 weisen Längsführungen 88.3 auf, die sich in Achsrichtung von der Innenseite in Richtung zur Außenseite hin erstrecken.
Diese Längsführungen 88.3 bilden Führungen für ein Schaltelement 60, welches in dem Gehäuse angeordnet ist. An ihren zur Außenseite des Gehäuses hin gewandten Bereichen besitzen die Stützteile 88 jeweils eine geneigte Führungsfläche 88.1 die Führungsflächen 88.1 verlaufen in Richtung von der Außenseite des Gehäuses zur Innenseite des Gehäuses hin abfallend und bilden so eine Auflaufschräge für das Schaltelement 60, wie dies später näher erläutert wird. Im Anschluss an die Führungsflächen 88.1 besitzen die Stützteile 88 einen Blockierabschnitt 88.4. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass im Anschluss an den Blockierabschnitt 88.4 weitere Führungsflächen 88.2 vorgesehen sind. Die Führungsflächen 88.2 verlaufen ebenfalls in Richtung zur Innenseite des Gehäuses hin abfallend, jedoch fallen sie in die, zu den Führungsflächen 88.1 entgegengesetzte Richtung ab.
Figur 4 zeigt weiter, dass an dem Gehäuseteil 80, vorzugsweise einteilig angeformt, Gegen-Führungselemente 89.1 vorhanden sind. Dabei kann es so sein, dass die Gegen-Führungselemente 89.1 von dem Gehäuseteil 80 nach oben in Richtung zur Außenseite hin abstehen.
Wie dies vorstehend erwähnt wurde, ist in dem Gehäuse ein Schaltelement 60 angeordnet. Dieses Schaltelement 60 besitzt ein Lagerstück 61 mit einer Lagerfläche 62. Dabei kann es so sein, dass die Lagerfläche 62 von einer kreisförmig umlaufenden Fläche, die als Zylinder ausgebildet ist, gebildet wird. Das Lagerstück 61 ist in einer Lageraufnahme 80.1 des Gehäuseteils 80 gehalten. Wie Figur 3 erkennen lässt, wird die Lageraufnahme 80.1 von zueinander beabstandet angeordnet Stegen 80.2 im Bereich des Montageansatzes 81 gehalten. Zwischen den Stegen 80.2 sind Durchlässe gebildet, durch die eine Gasströmung vom Aufnahmegehäuse heraus in Richtung zur Außenseite des Gehäuses hin möglich ist.
Das Lagerstück 61 ist in der Lageraufnahme 80.1 verstellbar gehalten. Zu diesem Zweck weist das Lagerstück 61 eine Lagerfläche 62 auf, die vorzugsweise um laufend ausgebildet sein kann und eine zylindrische Gestalt haben kann. Mit der Lagerfläche
62 ist das Lagerstück 60 in der Lageraufnahme 80.1 in Umfangsrichtung drehbar und in Achsrichtung des Gehäuses verstellbar gehalten.
Das Schaltelement 60 besitzt im Anschluss an das Lagerstück 61 einen Rand 67, der sich, wie dies Figuren 3 und 4 zeigen, in radialer Richtung erstrecken kann. Der Rand 67 besitzt Gasdurchlässe 66, die in Form von Durchbrüchen in den Rand 67 eingebracht sein können. Im Bereich seiner Oberseite 65 besitzt das Lagerstück 60 eine Dichtungsaufnahme, die beispielsweise in Form einer umlaufenden Nut ausgebildet sein kann. Die Dichtungsaufnahme nimmt ein Dichtelement 50 auf.
Figur 4 veranschaulicht weiter, dass das Schaltelement 60 einen Anschlag 64 aufweist, der vorzugsweise im radial außen liegenden Bereich des Rands 67 an einem Bund 63 angeordnet ist. Mit diesem Anschlag kann die Stellbewegung des Schaltelements 60 in Richtung auf die Innenseite des Gehäuses hin am Gehäuseteil 80 begrenzt werden
Die Figuren 3 und 4 lassen erkennen, dass das Schaltelement 60 Führungsaufnahmen 68 besitzt. Die Führungsaufnahmen 68 können beispielsweise im Bereich des Bunds 63 als radial nach außen offene Aussparungen aus dem Bund
63 ausgenommen sein.
Schließlich zeigt Figur 4, dass das Schaltelement 60 wenigstens ein Auslenkstück 66.1 aufweisen kann, welches vorzugsweise in Form einer Körperkante ausgebildet ist. Denkbar ist es, dass das Auslenkstück 66.1 von einer Körperkante des Gasdurchlasses 66 gebildet wird. Zur Montage des Schaltelements 60 in dem Gehäuse wird dieses in das Gehäuseteil 80 eingesetzt. Dabei wird das Schaltelement 60 mit seinem Lagerstück 61 in die Lageraufnahme 80.1 von oben eingesteckt. Die Fügebewegung wird durch den Anschlag 64 begrenzt, der an einem Gegen-Anschlag des Gehäuseteils 80 anschlägt. Im montierten Zustand greifen die Stützteile 88 in die Führungsaufnahmen 68 ein. Die Längsführungen 88.3 stehen dabei Flächen der Führungsaufnahme 68 gegenüber, um eine Längsführung in Achsenrichtung zu bilden.
In das Gehäuse kann ein Stellelement 40 eingebaut werden. Wie Figur 4 zeigt, besitzt das Stellelement 40 eine Halterung 42, die eine Gas-Durchtrittsöffnung 41 bildet. Weiterhin ist eine Membranaufnahme 43 vorgesehen, die ebenfalls Teil der Halterung 42 sein kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel schließt sich die Membranaufnahme 43 unmittelbar an die Gas-Durchtrittsöffnung 41 an. Die Membranaufnahme kann jedoch auch an einer anderen Stelle vorgesehen sein.
Die Membranaufnahme 43 bildet einen umlaufenden Rand. Auf diesen umlaufenden Rand ist eine gaspermeable Membran 30 mit ihrem Dichtbereich 31 aufgesetzt. Der ringförmig umlaufenden Dichtbereich 31 ist mit der Membranaufnahme 43 gasdicht verbunden, beispielsweise mittels einer Ultraschall-Schweißung.
An seiner Oberseite bildet das Stellelement 40 einen Anschlag 44. Dieser kann, wie dies in Figur 4 gezeigt ist, als ringförmig um laufender Ansatz ausgebildet sein.
Mittelbar oder unmittelbar im Anschluss an die Halterung 42 besitzt das Stellelement 40, einen Dichtkörper 46, der in oder an einem Dichtungsbereich 48 eine Dichtungsaufnahme 45 bildet. In oder an der Dichtungsaufnahme 45 ist eine Dichtung 70 angeordnet. Der Dichtkörper 46 kann auch eine vorzugsweise umlaufende Sitzfläche 49 bilden, die in Form eines Konus ausgebildet sein kann, der sich von der Innenseite zur Außenseite des Gehäuses hin erweitert.
Das Stellelement 40 besitzt eine Stützfläche 46.1 , auf der sich ein Spannelement 20, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Schraubenfeder ausgebildet sein kann, mit seinem ersten Federende 21 ab. Das gegenüberliegende zweite Federende 22.2. Spannelements 22 stützt sich an der Unterseite des oberen Gehäuseteils 10 ab.
An dem Stellelement 40 ist zumindest ein Führungselement 47 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei Führungselemente 47 verwendet, die am Außenumfang des Stellelements 40 gleichmäßig verteilt zueinander angeordnet sind. Die Führungselemente 47 bilden jeweils eine Führung 47.1 , die sich in axialer Richtung erstreckt.
Wie Figur 3 zeigt, sind an der Unterseite des Stellelements 40, dem Schaltelement 60 zugewandt, eine oder mehrere Stellvorrichtungen 40.1 angeordnet. Die Stellvorrichtungen 40.1 können, wie Figur 3 zeigt, als abstehende Vorsprünge ausgebildet und vorzugsweise einteilig an das Stellelement 40 angeformt sein. Die Stellvorrichtungen 40.1 können eine Schrägfläche 40.2 aufweisen, die in Umfangsrichtung geneigt verläuft.
Zur Montage des Stellelements 40 in dem Gehäuse wird dieses von oben kommend in das Gehäuseteil 80 eingesetzt. Dabei liegt das Stellelement 40 mit seinem Dichtungsbereich 48 dem Sitz 84 gegenüber, wobei im Bereich zwischen dem Sitz 84 und dem Dichtbereich 48 die Dichtung 70 die Bypassöffnung 85 umlaufend abdichtet.
Weiterhin kann es so sein, dass das Stellelement 40 mit seiner Sitzfläche 49 an dem Anschlag 87 anliegt.
Das Stellelement 40 wird unter Einwirkung des Spannelements 20 gegen das Gehäuseteil 80 vorgespannt.
Im montierten Zustand ist das Stellelement 40 gegenüber dem Gehäuseteil 80 ausgerichtet. Dies wird dadurch erreicht, dass die Gegen-Führungselemente 89.1 des Gehäuseteils 80 in die Führungen 47.1 des Stellelements 40 eingreifen. Mittels der Gegen-Führungselemente 89.1 und der Führungen 47.1 kann das Stellelement 40 gegen die Vorspannung des Spannelements 20 aus der in Figur 4 gezeigten ersten Betriebsstellung heraus nach oben in eine zweite Betriebsstellung geführt verstellt werden.
In der ersten Betriebsstellung sind die Stellvorrichtungen 40.1 so ausgerichtet, dass die Schrägflächen 40.2 den Auslenkstücken 66.1 gegenüberstehen.
Zur Komplettierung des Gehäuses wird das obere Gehäuseteil 10 verwendet. Dieses Gehäuseteil 10 besitzt einen Stützteil 11 , an den sich eine seitliche Wand 12 anschließt. Die seitliche Wand besitzt Führungsaufnahmen 13.
Das Gehäuseteil 10 kann einen umlaufenden Flansch 14 mit einem Verbindungsabschnitt 15 aufweisen.
Zur Montage des Gehäuseteils 10, wird dieses von oben kommend auf das Gehäuseteil 80 aufgesetzt, wobei der Flansch 14 auf der Oberseite des Gehäuseteils 80 aufliegt. Mittels des Verbindungsabschnitts 15 wird das Gehäuseteil 10 mit dem Gehäuseteil 80 verbunden. Bei dem Verbindungsabschnitt 15 kann es sich um einen umlaufenden Vorsprung handeln, der in eine Nut des Gehäuseteils 80 eingreift. Der Vorsprung kann, beispielsweise mittels eines Ultraschall-Schweißverfahrens oder eines Reib-Schweißverfahrens dann mit dem Gehäuseteil 80 verbunden werden.
Im montierten Zustand stützt sich das Spannelement 20 mit seinem zweiten. Federende 22.2 an der Unterseite des Stützteils 11 des Gehäuseteils 10 ab. Die Führungsaufnahmen 13 sind so angeordnet, das die Führungselemente 47 in die Führungsaufnahmen 13 eingreifen.
Nachfolgend wird die Funktion der Druckausgleichsvorrichtung näher beschrieben. Wie dies vorstehend erwähnt wurde, dient die Druckausgleichsvorrichtung dazu, an einem Aufnahmegehäuse, beispielsweise einer elektrochemischen Vorrichtung, insbesondere einem Aufnahmegehäuse in dem eine Batterie oder ein Akkumulator angeordnet ist, montiert zu werden. Während des normalen Betriebs der elektrochemischen Vorrichtung treten Druckschwankungen im Innenraum des Aufnahmegehäuses auf. Diese Druckschwankungen können über die Membran 30 ausgeglichen werden. Hierzu ist ein erster Gasweg zwischen dem Innenraum des Aufnahmegehäuses durch die Membran 30 hindurch in die Umgebung geschaffen. Dieser Gasweg wird zumindest gebildet von den Gasdurchlässen 66, der Gas- Durchtrittsöffnung 41 und den Führungsaufnahmen 13.
Steigt der Druck im Aufnahmeraum an, so kann über den Gasweg und über die gaspermeable Membran 30 hinweg der Druck in Richtung zur Umgebung abgebaut werden. Sinkt der Druck im Aufnahmegehäuse, so erfolgt der Druckausgleich in umgekehrter Richtung.
Nun kann es vorkommen, dass der Druck im Aufnahmeraum schlagartig ansteigt, sodass dieser nicht mehr über die gaspermeable Membran abgebaut werden kann. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass das Aufnahmegehäuse explodiert. Um einen solchen Fall sicher ausschließen zu können, weist die erfindungsgemäße Druckausgleichsvorrichtung eine Notentgasungs-Funktion auf. Diese wird nachfolgend näher beschrieben.
Steigt der Druck im Aufnahmegehäuse schlagartig an, so wird das Stellelement 40 ausgehend von seiner in Figur 4 gezeigten ersten Betriebsposition in die in Figur 5 gezeigte zweite Betriebspositionen verstellt. Die Verstellbewegung erfolgt infolge der Druckdifferenz zwischen dem Aufnahmeraum und der Umgebung. Auf seiner dem Aufnahmeraum zugewandten Seite weist das Stellelement 40 an seiner Unterseite (beispielsweise im Dichtungsbereich 48) eine Anströmfläche auf, an der der Druck des Aufnahmeraums ansteht. Die Druckdifferenz zwischen dem Aufnahmeraum und der Umgebung ist so groß, dass das Stellelement 40 aus der ersten Betriebsposition gegen die Vorspannung des Spannelements 20 von dem Sitz 84 abgehoben wird.
Die Stellbewegung des Stellelements 40 kann beispielsweise mittels des Anschlags 44 begrenzt sein, der an dem Gehäuseteil 10 anschlägt, beispielsweise an der Unterseite des Stützteils 11 . Wenn das Stellelement 40 in seine in Figur 5 gezeigte zweite Betriebsposition verstellt ist, so ist ein zweiter Gasweg für die Notentlassung freigegeben. Dieser 2. Gasweg wird gebildet durch die Bypassöffnung 85 und Durchlässe im Gehäuseteil 10, welche beispielsweise von den Führungsaufnahmen 13 gebildet sind. Über den zweiten Gasweg kann der Druck im Aufnahmegehäuse schlagartig abgebaut werden.
Infolge eines starken Druckanstiegs im Aufnahmeraum wird auch das Schaltelement 60 ausgehend von der in Figur 4 gezeigten ersten Schaltstellung in die in Figur 5 gezeigte zweite Schaltstellung bewegt. Diese Verstellung wird bewirkt, durch die anstehende Druckdifferenz zwischen der Umgebung und dem Aufnahmeraum der elektrochemischen Vorrichtung. Wie die Zeichnungen veranschaulichen, wird das Schaltelement 60 in Achsrichtung von der Innenseite des Gehäuses zur Außenseite hin verschoben dabei trifft die wenigstens eine Stellvorrichtungen 40.1 des Stellelements 40 auf das Auslenkstück 66.1 . Die Stellvorrichtungen 40.1 bewirkt beim Auftreffen des Auslenkstück 66.1 eine Verdrehung des Schaltelements 66 in Umfangsrichtung. Beispielsweise kann dies, wie im vorliegenden Fall, dadurch erfolgen, dass die Schrägfläche 40.2 der Stellvorrichtung 40.1 an dem als Körperkante ausgebildetem Auslenkstück 66.1 abgleitet.
Wenn das Schaltelement 60 durch den schlagartigen Druckanstieg nach oben in Richtung zur Außenseite des Gehäuses hin verschoben wird, so gleitet das Schaltelement 60 mit seinen Führungsaufnahmen 68 an den Längsführungen 88.3 der Stützteile 88 in Achsenrichtung entlang. Sobald das Schaltelement 60 die Führungsaufnahmen 88.3 verlassen hat, trifft es auf die Stellvorrichtungen 40.1 , sodass eine Rotation des Schaltelements 60 möglich wird. Infolge der Verdrehung des Schaltelements 60 gelangt dieses, an der Führungsfläche 88.1 des Stützteils 88 vorbei in den Bereich des Blockierabschnitts 88.4.
Im Rahmen der Erfindung kann die Zuordnung des Schaltelements 60 zum Gehäuse so getroffen sein, dass bei einer Verstellung des Schaltelements 60 dieses zunächst in Richtung zur Außenseite des Gehäuses verschoben und dann gedreht wird. Anschließend wird das Schaltelement 60 in einer weiteren Schaltbewegung wieder über einen begrenzten Verstellweg wieder in die entgegengesetzte Richtung zurückgeschoben, wobei diese Schiebebewegung durch die Vorspannung des Spannelements 20 bewirkt wird.
Wie Figur 3 zeigt, kann zu diesem Zweck vorgesehen sein, dass die Spannstücke
68.1 eine entsprechende, auf die Stützteile 88 angepasste Geometrie aufweisen. Während der Drehbewegung des Schaltelements 60 gleitet die Führungsfläche 88.1 auf einer korrespondierenden Schrägfläche des Sperrstücks 68.1 entlang, so dass das Schaltelement 60 in Richtung auf das obere Gehäuseteil 10 in Richtung zur Außenseite verschoben wird. Wenn die Führungsfläche 88.1 die korrespondierende Schrägfläche des Sperrstücks 68.1 verlassen hat, so gelangt die Führungsfläche
88.2 des Stützteils 88 in den Bereich einer weiteren Schrägfläche des Sperrstücks 68.1 , wobei die weitere Schrägfläche gegenläufig zu der 1. Schrägfläche, wie bei einem Bajonettverschluss, geneigt ist. Die weitere Schrägfläche und die Führungsfläche 88.2 sind so angeordnet und geneigt, dass das Schaltelement 60 bei einer weiteren Verdrehung sich absenken kann, und zwar in die dem Gehäuseteil 10 entgegengesetzte Richtung. Diese Drehbewegung ist begrenzt durch einen Arretierabschnitt 68.2, der beispielsweise Teil des Sperrstücks 68.1 sein kann, wie dies Figur 3 zeigt. In diesem Fall schlägt das Schaltelement 60 mit seinen Arretierabschnitten 68.2 an den zugewandten Flächen (beispielsweise den Längsführungen 88.3) der Stützteile 88 an. Durch die Absenkung des Schaltelements 60 in Richtung zur Innenseite des Gehäuses wird auch das Stellelement 40 in eine dritte Betriebsposition gebracht und abgesenkt, bis es wieder auf der Dichtung 70 aufliegt. Dies veranschaulicht Figur 6. Damit wird mit der Dichtung 70 wieder die Bypassöffnung 85 verschlossen.
Sinkt also nach einem Notfall der Druck im Aufnahmegehäuse wieder ab, so verschließt das Stellelement 40 die Bypassöffnung 85. Damit kann kein Sauerstoff mehr aus der Umgebung über die Bypassöffnung 85 in das Aufnahmegehäuse gelangen. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn im Aufnahmegehäuse ein Brand entstanden ist oder die Gefahr eines Brandes besteht.
Um nun auch zu verhindern, dass über die Membran 30 Sauerstoff aus der Umgebung in das Aufnahmegehäuse gelangt, kann es nach einer Variante der Erfindung vorgesehen sein, dass das Schaltelement 60 an dem Stellelement 40 anliegt, um die Gas-Durchtrittsöffnung 41 abzudichten.
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Schaltelement 60 in seiner in Figur 6 gezeigten zweiten Schaltstellung in Achsrichtung formschlüssig blockiert ist. Das Stellelement 40 sitzt unter Zwischenlage der Dichtung 50 auf dem Schaltelement 60 auf, um die Gas-Durchtrittsöffnung 41 um laufend abzudichten.
Wenn nun erneut ein unerwarteter Druckanstieg im Aufnahmegehäuse entsteht, der bei der Betriebsposition des Stellelements 40 gemäß Figur 6 abgebaut werden muss, so ist dies einfach möglich, denn über den Differenzdruck zwischen dem Aufnahmegehäuse und der Außenseite des Gehäuses kann das Stellelement 40 wieder in Richtung zur Außenseite angehoben werden, wobei dann die Bypassöffnung 85 wieder freigegeben wird, um den Druckausgleich zu bewerkstelligen. Nachdem der Druck abgebaut wurde, drückt das Spannelement 20 das Stellelement 40 wieder in die in Figur 6 gezeigte Position zurück.
Mit dem Sperrstück 68.1 und dem Blockierabschnitt 88.4 entsteht eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Schaltelement 60 und dem Gehäuse in Richtung von der Außenseite in Richtung zur Innenseite des Gehäuses, die eine Verstellung des Schaltelements 60 in Richtung zur Innenseite des Gehäuses verhindert.
Wie dies die vorstehenden Erläuterungen veranschaulichen, betrifft die Erfindung eine Druckausgleichsvorrichtung zum Ausgleich eines Innendrucks in einem Aufnahmegehäuse einer elektrochemischen Vorrichtung, insbesondere für ein Batteriegehäuse, mit einem Gehäuse, das mindestens eine Gas-Durchtrittsöffnung 41 aufweist, wobei die Gas-Durchtrittsöffnung 41 im Bereich zwischen einer Innen- und einer Außenseite des Gehäuses angeordnet ist, wobei die Gas- Durchtrittsöffnung 41 mittels einer gaspermeablen Membran 30, die in oder an einer Membranaufnahme 43 des Gehäuses aufgenommen ist, überdeckt ist. Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass das Gehäuse wenigstens eine Bypassöffnung 85 aufweist. Diese kann mit einem Stellelement 40 verschlossen werden. Das Stellelement 40 kann in eine Öffnungsrichtung von einer ersten in eine zweite Betriebsstellung verstellt werden, wobei das Stellelement 40 in der ersten Betriebsstellung die Bypassöffnung 85 verschließt und in der zweiten Betriebsstellung die Bypassöffnung 85 freigibt, um eine luftleitende Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite durch die wenigstens eine Bypassöffnung 85 zu schaffen. Die Konstruktion ist von der Gestalt, dass das Element in die Betriebsart 3 und die Vorrichtung hermetisch abdichtet, wenn der Innendruck abgefallen ist. Sollte es durch einen weiteren Brandfall zum erneuten Druckaufbau kommen, geht die Funktionseinheit in die Betriebsart 2 und öffnet das gesamte Element und fällt wieder in die Betriebsart 3, sobald der Druck nachlässt und verhindert so, dass Sauerstoff an den Brandherd gelang und das Feuer weiter entfacht wird. In den alternierenden Betriebsarten 2 und 3 gemäß Figuren 5 und 6, wird die Betriebsart 3, der sogenannte Druckausgleich, außer Kraft gesetzt, um über diesen Kanal die Sauerstoffzufuhr in das Gehäuse zu verhindern.

Claims

Ansprüche
1. Druckausgleichsvorrichtung zum Ausgleich eines Innendrucks in einem Aufnahmegehäuse einer elektrochemischen oder elektrotechnischen Vorrichtung, insbesondere für ein Batteriegehäuse, mit einem Gehäuse, das mindestens eine Gas-Durchtrittsöffnung (41 ) aufweist, wobei die Gas-Durchtrittsöffnung (41 ) im Bereich zwischen einer Innen- und einer Außenseite des Gehäuses angeordnet ist, wobei die Gas-Durchtrittsöffnung (41 ) mittels einer gaspermeablen Membran (30), die in oder an einer Membranaufnahme (43) des Gehäuses aufgenommen ist, überdeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse wenigstens eine Bypassöffnung (85) aufweist, die mit einem Stellelement (40) verschließbar ist, wobei das Stellelement (40) in eine Öffnungsrichtung von einer ersten in eine zweite Betriebsstellung verstellbar ist, wobei das Stellelement (40) in der ersten Betriebsstellung die Bypassöffnung (85) verschließt und in der zweiten Betriebsstellung die Bypassöffnung (85) freigibt, um eine luftleitende Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite durch die wenigstens eine Bypassöffnung (85) zu schaffen.
2. Druckausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (40) die Membranaufnahmen (43) bildet in oder an der die Membran (30) gehalten ist.
3. Druckausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (40) eine Dichtungsaufnahme (45) aufweist, an oder in der eine Dichtung (70) aufgenommen ist oder anliegt, wobei die Dichtung (70) in der ersten Betriebsstellung des Stellelements (40) den Gasweg durch die Bypassöffnung (85) von der Innenseite zur Außenseite des Gehäuses schließt.
4. Druckausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (40) mittels eines Spannelements (20) in der ersten Betriebsstellung entgegengesetzt zur Öffnungsrichtung vorgespannt ist.
5. Druckausgleichsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (40) eine Federaufnahme aufweist, die eine Stützfläche (46.1) bildet, und dass sich das Spannelement (20) mit einem ersten Federende (21 ) auf dieser Stützfläche (46.1 ) abstützt und mit einem zweiten Federende (22) an einem Gehäuseteil (10) abstützt.
6. Druckausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (40) einen Anschlag (44) aufweist mittels dem die Stellbewegung des Stellelements (40) in Öffnungsrichtung begrenzt ist.
7. Druckausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (40) einen Dichtkörper (46) aufweist, der eine, vorzugsweise konische Sitzfläche (49), aufweist, wobei die Sitzfläche (49) an einer, im Bereich der Bypassöffnung (85) angeordneten Gegenfläche in der ersten Betriebsstellung des Stellelements (40) anliegt, wobei diese Gegenfläche auf die Kontur der Sitzfläche (49) angepasst ist, vorzugsweise als Konusfläche ausgebildet ist.
8. Druckausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (40), vorzugsweise ausgehend von der zweiten Betriebsstellung, in eine dritte Betriebsstellung bewegbar ist, wobei in der dritten Betriebsstellung das Stellelement (40) die Bypassöffnung (85) verschließt, und dass in der dritten Betriebsstellung die Gas-Durchtrittsöffnung (41 ) verschlossen ist.
9. Druckausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schließvorrichtung mit einem Schaltelement (60) vorgesehen ist, das in einer ersten Schaltstellung die gasleitende Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite durch die Gas-Durchtrittsöffnung (41 ) freigibt und in einer zweiten Schaltstellung die gasleitende Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite durch die Gas-Durchtrittsöffnung sperrt.
10. Druckausgleichsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (60) in der dritten Betriebsstellung des Stellelements (40) mittels eines Dichtelements (50) die Gas-Durchtrittsöffnung (41 ) abdichtet, um den Gasweg zwischen der Innenseite und der Außenseite des Gehäuses durch die Gas- Durchtrittsöffnung (41 ) zu sperren.
11. Druckausgleichsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der dritten Betriebsstellung des Stellelements (40) das Schaltelement (60) in seiner zweiten Schaltstellung oder einer dritten Schaltstellung blockiert ist, wobei das Schaltelement (60) mit einem Sperrstück (68.1) an einem Stützteil (88), vorzugsweise formschlüssig, anliegt.
12. Druckausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (40) eine Stellvorrichtung (40.1 ) und das Schaltelement (60) ein Auslenkstück (66.1 ) aufweist, dass bei einer Verstellung des Schaltelements (60) in einer Schaltbewegung von der ersten Schaltstellung, in die zweite Schaltstellung in Richtung auf das Stellelement (40) hin, die Stellvorrichtung (40.1 ) mit dem Auslenkstück (66.1 ) derart zusammenwirkt, dass das Schaltelement (60) quer zur Schaltbewegung verstellt wird.
13. Druckausgleichsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (60) in der ersten Schaltbewegung eine Linearbewegung und bei Zusammenwirken der Stellvorrichtung (40.1 ) mit dem Auslenkstück (66.1 ) eine Drehbewegung durchführt.
14. Druckausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (60) mittels eines Lagerstücks (61 ) an oder in einer Lageraufnahme (80.1 ) des Gehäuses verstellbar gehalten ist.
15. Druckausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (60) wenigstens einen Gasdurchlass (66) bildet, der eine räumliche Verbindung zwischen der Innenseite des Gehäuses und der Gas-Durchtrittsöffnung (41) des Stellelements (40) bildet.
16. Druckausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (60) eine Führungsaufnahme (68) aufweist, wobei das Gehäuse zumindest eine Führungsfläche (88.1) aufweist, wobei das Schaltelement (60) bei einer Verstellung im Gehäuse mit der Führungsaufnahme (68) an der Führungsfläche (88.1 ) geführt verstellbar ist.
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