DE102014211959A1 - Apparatus for establishing pressure equalization and preventing intrusion of humidity for a system housing - Google Patents
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Abstract
Um bei geschlossenen System-Gehäusen (105; 205) für Komponenten und Systeme moderner Kraftfahrzeuge einfach, kostengünstig und zumindest wartungsarm, bevorzugt wartungsfrei, sowohl einen Druckausgleich der System-Gehäuse (105; 205) mit der Außenluft zu bewirken als auch ein Eindringen in der Außenluft enthaltener Luftfeuchtigkeit zu verhindern, wird eine Vorrichtung (100; 200) vorgeschlagen, umfassend eine, insbesondere gepulst betriebene, Luftfördereinrichtung (101; 201) zum Gewinnen und Bereitstellen einer vorgebbaren Fördermenge konditionierter Luft, eine mit einem Gehäuseinneren des System-Gehäuses (105; 205) in luftleitender Verbindung stehende Luftspeichereinrichtung (104; 154; 254), eine Luftleiteinrichtung (102; 202) zum Leiten der konditionierten Luft von der Luftfördereinrichtung (101; 201) in die Luftspeichereinrichtung (104; 154; 254) und/oder das System-Gehäuse (105; 205) und eine Drucksteuereinrichtung (103; 203) zum Einstellen und Halten eines vorgebbaren Luftdrucks im Gehäuseinneren des System-Gehäuses (105; 205).In order to bring about a pressure equalization of the system housing (105, 205) with the outside air as well as an intrusion in the case of closed system housings (105, 205) for components and systems of modern motor vehicles, cost-effective and at least low-maintenance, preferably maintenance-free A device (100, 200) is proposed, comprising an air-conveying device (101, 201) operated in particular in pulsed fashion for obtaining and providing a predeterminable delivery rate of conditioned air, having a housing interior of the system housing (105; 205) in air communicating air storage means (104; 154; 254), an air guide (102; 202) for directing the conditioned air from the air conveyor (101; 201) into the air storage means (104; 154; 254) and / or the system Housing (105; 205) and a pressure control device (103; 203) for setting and holding a predeterminable Luf pressure inside the housing of the system housing (105; 205).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Druckausgleichs und zum Verhindern eines Eindringens von Luftfeuchtigkeit für ein System-Gehäuse. The invention relates to a device for establishing a pressure equalization and for preventing the ingress of atmospheric moisture for a system housing.
Stand der Technik State of the art
Bei modernen Kraftfahrzeugen sind Komponenten und Systeme, insbesondere des Fahrwerks und des Antriebs, wie Batterie, Lenkung, Getriebe, Differential oder dergleichen, zum Schutz gegen Umgebungseinflüsse bevorzugt in geschlossenen System-Gehäusen angeordnet. Sind diese System-Gehäuse auf Dichtigkeit gegenüber einer umgebenden Atmosphäre ausgelegt, unterliegen sie Druckschwankungen aufgrund von Temperatur- und Luftdruckänderungen, z.B. durch Höhenänderungen bei Bergfahrten, und damit schankenden Druckdifferenzen zwischen dem Gehäuseinneren und der umgebenden Atmosphäre. Um das System-Gehäuse vor Deformation zu schützen, müssen diese Druckdifferenzen möglichst ausgeglichen werden. Der Druckausgleich über Druckausgleichelemente, wie z.B. Membranen, mit Außenluft birgt die Gefahr, dass sich die in der Außenluft enthaltene Luftfeuchtigkeit im Gehäuseinneren und damit in einem darin untergebrachten System zyklisch erhöht und als Kondensat niederschlägt. Darüber hinaus können parallel zu den Druckausgleichselementen Leckagen im System-Gehäuse liegen, über die ein undefinierter Austausch mit der Außenluft stattfindet. In modern motor vehicles components and systems, in particular of the chassis and the drive, such as battery, steering, transmission, differential or the like, preferably arranged in closed system housings for protection against environmental influences. When designed to be sealed against a surrounding atmosphere, these system packages are subject to pressure variations due to changes in temperature and air pressure, e.g. by height changes in mountain driving, and thus abrupt pressure differences between the housing interior and the surrounding atmosphere. In order to protect the system housing from deformation, these pressure differences must be compensated as possible. The pressure equalization via pressure compensation elements, such. Membranes with outside air involves the danger that the humidity contained in the outside air in the housing interior and thus in a system housed therein increases cyclically and condenses as condensate. In addition, parallel to the pressure compensation elements leakages in the system housing, over which an undefined exchange with the outside air takes place.
Aus der
Diese Einrichtung ist konstruktiv sehr aufwendig und erfordert die Bereitstellung, Überwachung, Wartung und Nachfüllung des Druckspeichers mit einem speziell zu beschaffenden Medium, namentlich Stickstoff. This device is structurally very complex and requires the provision, monitoring, maintenance and refilling of the pressure accumulator with a specially procured medium, namely nitrogen.
In der
Auch diese Einrichtung ist konstruktiv sehr aufwendig gestaltet und insbesondere zur Beförderung größerer Flüssigkeitsmengen ausgebildet. Eine Vermeidung von Kondensatbildung ist damit weder vorgesehen noch möglich. This device is structurally very complicated and designed in particular for the transport of larger amounts of liquid. An avoidance of condensation is thus neither intended nor possible.
Die
Diese Einrichtung ist an das Vorhandensein bestimmter Einrichtungen im Kraftfahrzeug gebunden und auf einen engen Einsatzzweck ausgelegt. Eine einfache und flexible Anwendung auf andere Einrichtungen und für andere Einsatzzwecke ist nicht möglich. This device is bound to the existence of certain devices in the motor vehicle and designed for a narrow purpose. A simple and flexible application to other facilities and for other purposes is not possible.
Aus der
Auch diese Einrichtung ist an das Vorhandensein bestimmter Einrichtungen im Kraftfahrzeug gebunden und auf einen engen Einsatzzweck ausgelegt. Eine einfache und flexible Anwendung auf andere Einrichtungen und für andere Einsatzzwecke ist nicht möglich. This device is bound to the presence of certain devices in the vehicle and designed for a narrow purpose. A simple and flexible application to other facilities and for other purposes is not possible.
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile DESCRIPTION OF THE INVENTION: Problem, Solution, Advantages
Die Erfindung hat die Aufgabe, bei geschlossenen System-Gehäusen der beschriebenen Art für Komponenten und Systeme moderner Kraftfahrzeuge eine einfache, kostengünstige und zumindest wartungsarme, bevorzugt wartungsfreie, Vorrichtung zu schaffen, mit der sowohl ein Druckausgleich der System-Gehäuse mit der Außenluft bewirkt als auch ein Eindringen in der Außenluft enthaltener Luftfeuchtigkeit verhindert werden kann. The invention has the object, in closed system housings of the type described for components and systems of modern motor vehicles to provide a simple, inexpensive and at least low maintenance, preferably maintenance-free device with which causes both a pressure equalization of the system housing with the outside air and a penetration in the outside air contained humidity can be prevented.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Herstellen eines Druckausgleichs in einem System-Gehäuse für ein System und/oder eine Komponente eines Kraftfahrzeugs und zum Verhindern eines Eindringens von Luftfeuchtigkeit in das System-Gehäuse, umfassend eine, insbesondere gepulst betriebene, Luftfördereinrichtung zum Gewinnen und Bereitstellen einer vorgebbaren Fördermenge konditionierter Luft, eine mit einem Gehäuseinneren des System-Gehäuses in luftleitender Verbindung stehende Luftspeichereinrichtung, eine Luftleiteinrichtung zum Leiten der konditionierten Luft von der Luftfördereinrichtung in die Luftspeichereinrichtung und/oder das System-Gehäuse und eine Drucksteuereinrichtung zum Einstellen und Halten eines vorgebbaren Luftdrucks im Gehäuseinneren des System-Gehäuses. This object is achieved by a device for establishing a pressure equalization in a system housing for a system and / or a component of a motor vehicle and for preventing an ingress of atmospheric moisture into the system housing, comprising a, in particular pulsed operated, air conveyor for obtaining and Providing a predeterminable delivery rate of conditioned air, an air storage device in air-conducting communication with a housing interior of the system housing, an air guide for directing the conditioned air from the air conveyor into the air storage device and / or the system housing and a pressure control device for setting and maintaining a predeterminable one Air pressure inside the housing of the system housing.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines Druckausgleichs und zum Verhindern eines Eindringens von Luftfeuchtigkeit ist bevorzugt vorgesehen für ein System-Gehäuse, in dem in einem Kraftfahrzeug eine Batterie bzw. ein Akkumulator, besonders bevorzugt eine Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenfalls einsetzbar für System-Gehäuse anderer Systeme und/oder Komponenten eines derartigen Kraftfahrzeugs, wie etwa für eine Lenkung, d.h. ein Lenkgetriebe, ein in einem der Fortbewegung dienenden Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs angeordnetes Getriebe und/oder Differential, und dergleichen. Dabei liegt, im Gegensatz zum Stand der Technik, in dem es darum geht, Gehäuse zu schützen, die bei einem Betrieb in Wasser, Schlamm, aggressiver oder toxischer Umgebung diesen Stoffen in großen Mengen ausgesetzt sind, das Ziel der vorliegenden Erfindung insbesondere darin, ein allmähliches, schleichendes Eindringen verunreinigter Außenluft, insbesondere feuchter Außenluft, in das System-Gehäuse zu unterbinden. Es hat sich herausgestellt, dass die bekannten Gehäuse, Einrichtungen zu deren Abdichtung sowie Maßnahmen zur Leckflüssigkeitsentfernung zu aufwendig oder zu grob in ihrer Arbeitsweise sind, so dass ein Einsatz aus Kostengründen oder auch deshalb nicht infrage kommt, weil sich damit nicht die gewünschte Fernhaltung auch geringer, über einen größeren Zeitraum, wie z.B. über Tage, Wochen und mehr, eindringender Mengen an Verunreinigungen erreichen lässt. The inventive device for producing a pressure equalization and preventing the ingress of atmospheric moisture is preferably provided for a system housing in which in a motor vehicle, a battery or an accumulator, particularly preferably a traction battery of an electric or hybrid vehicle. Moreover, the device according to the invention can also be used for system housings of other systems and / or components of such a motor vehicle, such as for a steering, i. a steering gear, a drive train of the motor vehicle serving in the driving gear arranged and / or differential, and the like. It is, in contrast to the prior art, in which it comes to protect housing exposed to these substances in large quantities when operating in water, mud, aggressive or toxic environment, the aim of the present invention, in particular, a gradual, creeping ingress of contaminated outside air, especially moist outside air, into the system housing to prevent. It has been found that the known housing, facilities for their sealing and measures for removing the leakage liquid are too expensive or too coarse in their operation, so that an insert for cost reasons or therefore is out of the question, because thus not the desired remote maintenance also lower , over a longer period, such as Over days, weeks and more, penetrating amounts of impurities can be achieved.
Demgemäß hat die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasste Luftfördereinrichtung auch einen anderen Zweck, als ihn die im Stand der Technik dargestellten Einrichtungen zur Druckbeaufschlagung aufweisen. Während dort regelmäßig Gase in großer Menge und/oder unter erhöhtem Druck bereitgestellt werden müssen, um die großen Mengen an Wasser, Schlamm oder dergleichen abfördern zu können bzw. einem erhöhten Druck entgegenzuwirken, unter dem diese auf die betroffenen Gehäuse einwirken, und damit ein erhöhter apparativer Aufwand einhergeht, liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass die zu lösende Aufgabe nur geringe Anforderungen an die Fördermenge bereitzustellender Luft, d.h. an das Volumen bereitzustellender Luft je Zeiteinheit, stellt, dass diese Luft jedoch zum Erreichen des Zwecks, Luftfeuchtigkeit, also Feuchtigkeit in relativ geringen Mengen, aus dem System-Gehäuse fernzuhalten bzw. zu entfernen, in bestimmter Weise konditioniert sein muss. Diese Konditionierung bedeutet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, dass der Feuchtegehalt, der Verunreinigungsgehalt, insbesondere an Verunreinigungen mit Staub, und die Temperatur der dem System-Gehäuse zuzuführenden Luft bestimmte Anforderungen erfüllen und auf diese eingestellt werden muss. Insbesondere ist es erforderlich, bestimmte Höchstwerte für Feuchtegehalt und Verunreinigungsgehalt nicht zu überschreiten und die Temperatur in einem vorgegebenen Wertebereich zu halten. Somit wird getrocknete, gefilterte und temperierte Luft benötigt. Die Erfindung schafft eine einfache sowie leicht und flexibel einsetzbare Möglichkeit, Luft mit diesen Eigenschaften bereitzustellen. Accordingly, the air conveying device included in the device according to the invention also has a different purpose than the devices for pressurizing shown in the prior art. While there must be regularly provided in large quantities and / or under increased pressure gases in order to discharge the large amounts of water, sludge or the like can or an increased pressure counteract under which they act on the affected housing, and thus an increased equipment cost goes along, the invention is based on the finding that the problem to be solved only low demands on the delivery amount of air to be provided, ie to the volume of air to be provided per unit time, provides However, that air must be conditioned in a certain way to achieve the purpose of keeping air humidity, ie moisture in relatively small amounts, from the system housing or remove. In the context of the present invention, this conditioning means that the moisture content, the impurity content, in particular of contaminants with dust, and the temperature of the air to be supplied to the system housing must meet certain requirements and be adjusted to these. In particular, it is necessary not to exceed certain maximum values for moisture content and impurity content and to keep the temperature within a predetermined value range. Thus, dried, filtered and tempered air is needed. The invention provides a simple and easy and flexible way to provide air with these properties.
Eine konstruktiv und betriebstechnisch besonders einfache Ausbildung der erfindungsgemäß vorgesehenen Luftfördereinrichtung besteht darin, dass diese für einen kontinuierlichen Betrieb ausgelegt ist, d.h. eine konstante Luftförderung während des Betriebs des Kraftfahrzeugs. Aufgrund der geringen benötigten Fördermenge bereitzustellender Luft ist es aber bevorzugt ausreichend, die Luftfördereinrichtung nur während wiederkehrender, insbesondere periodisch wiederkehrender Betriebs-Zeitintervalle vorzunehmen und in zwischenzeitlichen Pausen abzuschalten. Dies wird als gepulster Betrieb bezeichnet. Die Dauer der Betriebs-Zeitintervalle und der auch als Stillstandzeiten bezeichneten Pausen wird dann so bestimmt, dass im zeitlichen Mittel die vorgebbare Fördermenge konditionierter Luft erzielt wird. A structurally and operationally particularly simple design of the air conveyor device provided according to the invention is that it is designed for continuous operation, i. a constant air delivery during operation of the motor vehicle. Due to the low required delivery amount of air to be provided, however, it is preferably sufficient to carry out the air delivery device only during recurring, in particular periodically recurring, operating time intervals and to switch it off in intermediate pauses. This is called pulsed operation. The duration of the operating time intervals and the breaks, which are also referred to as standstill times, are then determined in such a way that the predeterminable delivery rate of conditioned air is achieved in the time average.
Die Luftleiteinrichtung, vorteilhaft als luftführende Leitung ausgebildet, ist der vorgebbaren Fördermenge konditionierter Luft entsprechend dimensioniert und daher mit geringen Abmessungen einfach und platzsparend gestaltbar. Bevorzugt ist die Luftleiteinrichtung mit einem dünnen, flexibel gestalteten Schlauch ausgebildet, der einfach in vorhandenen Hohlräumen im Kraftfahrzeug verlegbar ist. The louver, advantageously designed as an air-bearing line, the predetermined amount of conditioned air is dimensioned accordingly and therefore simple and space-saving design with small dimensions. Preferably, the louver is formed with a thin, flexible hose, which is easily deployed in existing cavities in the vehicle.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Drucksteuereinrichtung erfüllt zwei Aufgaben bzw. Funktionen. Zum einen ist sie dazu ausgebildet, ein Einstellen eines vorgebbaren Luftdrucks im Gehäuseinneren des System-Gehäuses zu bewirken, d.h. für eine Druckbegrenzung auf einen Höchstwert des Luftdrucks im Gehäuseinneren. Damit erfüllt die Drucksteuereinrichtung die Funktion eines Überdruckventils und ist bevorzugt mit einem als ein solches Überdruckventil ausgebildeten Bauelement ausgestaltet, durch das der Höchstwert des Luftdrucks im Gehäuseinneren bestimmt ist. Zum anderen ist die Drucksteuereinrichtung zum Halten des vorgebbaren Luftdrucks im Gehäuseinneren des System-Gehäuses ausgebildet. Damit ist hier die Aufrechterhaltung eines im Gehäuseinneren erzeugten Drucks bezeichnet. Diese Funktion verhindert ein Absinken des Luftdrucks beim Abstellen der Luftfördereinrichtung, insbesondere bei gepulstem Betrieb oder beim Abstellen des Kraftfahrzeugs. Mit dieser Ausgestaltung erfüllt die Drucksteuereinrichtung die Funktion eines Rückschlagventils und ist bevorzugt mit einem als ein solches Rückschlagventil ausgebildeten Bauelement ausgestaltet, durch das ein Absinken des Luftdrucks im Gehäuseinneren durch Rückströmung über die Luftfördereinrichtung und/oder die Luftleiteinrichtung verhindert wird. Beide Elemente der Drucksteuereinrichtung, nämlich das Überdruckventil und das Rückschlagventil, sind sehr einfach herstellbar. The inventively provided pressure control device fulfills two tasks or functions. On the one hand, it is designed to cause a setting of a predeterminable air pressure inside the housing of the system housing, i. for a pressure limit to a maximum value of the air pressure inside the housing. Thus, the pressure control device fulfills the function of a pressure relief valve and is preferably configured with a designed as such a pressure relief valve component, by which the maximum value of the air pressure inside the housing is determined. On the other hand, the pressure control device is designed to hold the predeterminable air pressure inside the housing of the system housing. Thus, the maintenance of a pressure generated inside the housing is called here. This function prevents a drop in the air pressure when the air conveyor is switched off, in particular during pulsed operation or when parking the motor vehicle. With this configuration, the pressure control device fulfills the function of a check valve and is preferably configured with a designed as such a check valve device by which a decrease in the air pressure inside the housing is prevented by backflow through the air conveyor and / or the louver. Both elements of the pressure control device, namely the pressure relief valve and the check valve, are very easy to produce.
Die Luftspeichereinrichtung dient zum Vorhalten eines vorbestimmten Austausch-Luftvolumens und ist dazu bevorzugt als Druckspeicher ausgebildet. Durch das Austausch-Luftvolumen sind während der Stillstandzeiten der Luftfördereinrichtung durch Leckagen im System-Gehäuse oder Temperaturschwankungen, insbesondere Abkühlung, hervorgerufene Verminderungen des Volumens der Luft im System-Gehäuse ausgleichbar, ohne dass der Luftdruck im Gehäuseinneren unter einen erwünschten Wert fällt. Die Luftspeichereinrichtung bzw. der Druckspeicher wird auch Pulskörper bezeichnet. Erfindungsgemäß ist die Luftspeichereinrichtung durch die Luftfördereinrichtung mit konditionierter Luft selbsttätig nachladbar. Daher und aufgrund eines nur verhältnismäßig geringen zu speichernden Luftdrucks ist die Luftspeichereinrichtung sehr einfach und wartungsfrei ausbildbar. The air storage device is used to hold a predetermined exchange air volume and is preferably designed as a pressure accumulator. Due to the exchange volume of air during the downtime of the air conveyor by leakage in the system housing or temperature fluctuations, especially cooling, caused reductions in the volume of air in the system housing compensated without the air pressure inside the housing falls below a desired value. The air storage device or the pressure accumulator is also called pulse body. According to the invention, the air storage device is automatically reloaded by the air conveyor with conditioned air. Therefore, and due to only a relatively small air pressure to be stored, the air storage device is very easy and maintenance-free trainable.
Die Erfindung ermöglicht es somit, einfach, kostengünstig und zumindest wartungsarm, bevorzugt wartungsfrei, sowohl einen Druckausgleich bei geschlossenen System-Gehäusen mit der Außenluft zu bewirken als auch ein Eindringen in der Außenluft enthaltener Luftfeuchtigkeit und anderer Verunreinigungen zu verhindern. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht an das Vorhandensein bestimmter Einrichtungen im Kraftfahrzeug gebunden und auf einen weitgefassten und flexibel gestaltbaren Einsatzzweck ausgelegt. Eine einfache und flexible Anwendung auf andere Einrichtungen und für andere Einsatzzwecke ist leicht möglich. The invention thus makes it possible, simply, inexpensively and at least low maintenance, preferably maintenance-free, both to effect a pressure equalization in closed system enclosures with the outside air and to prevent penetration of outside air contained humidity and other impurities. The device according to the invention is not bound to the presence of certain devices in the motor vehicle and designed for a broad and flexibly designed purpose. A simple and flexible application to other facilities and for other purposes is easily possible.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Luftspeichereinrichtung wenigstens zum Teil vom System-Gehäuse umfasst und/oder im System-Gehäuse aufgenommen. Vorteilhaft ist dazu wenigstens ein Teil der Luftspeichereinrichtung im Gehäuseinneren des System-Gehäuses als gesondertes Bauteil untergebracht; insbesondere kann die Luftspeichereinrichtung aus mehreren Luftbehältern gebildet sein, von denen wenigstens einer im System-Gehäuse untergebracht ist und wodurch ein dort vorhandenes Platzangebot vorteilhaft genutzt wird. In einer Abwandlung bildet ein dazu in hinreichender Größe vorhandenes Luftvolumen im System-Gehäuse zugleich unmittelbar die Luftspeichereinrichtung oder einen Teil davon, wodurch zusätzlich zur Platzersparnis eine weiter vereinfachte Konstruktion erhalten wird. According to a preferred development of the device according to the invention, the air storage device is at least partially enclosed by the system housing and / or received in the system housing. Advantageously, at least a part of the air storage device is housed inside the housing of the system housing as a separate component; In particular, the air storage device may be formed from a plurality of air containers, of which at least one is housed in the system housing and whereby an available there space is used advantageously. In a modification, a sufficiently large volume of air in the system housing forms at the same time directly the air storage device or a part thereof, which in addition to saving space a further simplified construction is obtained.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Luftspeichereinrichtung wenigstens zum Teil außerhalb des System-Gehäuses angeordnet. Vorteilhaft ist dazu wenigstens ein Teil der Luftspeichereinrichtung außerhalb des System-Gehäuses als gesondertes Bauteil angeordnet. Dies ermöglicht eine in weiten Grenzen beliebig ausgestaltbare Unterbringung der Luftspeichereinrichtung oder von Teilen derselben im Kraftfahrzeug unabhängig von Lage und Gestaltung des System-Gehäuses. Ferner ist es möglich, die Luftspeichereinrichtung teils im System-Gehäuse bzw. durch dieses gebildet, teils als Zusatzbehälter außerhalb des System-Gehäuses anzuordnen. Damit ist der gesamte Rauminhalt der Luftspeichereinrichtung variabel auslegbar, und es wird eine größtmögliche Flexibilität bei der Unterbringung der Luftspeichereinrichtung im Kraftfahrzeug erzielt. In a further preferred embodiment of the device according to the invention, the air storage device is arranged at least partially outside the system housing. For this purpose, at least part of the air storage device is advantageously arranged outside the system housing as a separate component. This allows a wide range of arbitrarily ausgestaltbare housing the air storage device or parts thereof in the motor vehicle, regardless of location and design of the system housing. Furthermore, it is possible to arrange the air storage device partly in the system housing or by this, partly as an additional container outside the system housing. Thus, the entire volume of the air storage device is variably interpretable, and it is achieved maximum flexibility in accommodating the air storage device in the motor vehicle.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Luftfördereinrichtung von einer Klimaanlage und/oder einer Fahrzeuglüftung und/oder einer Motorbelüftung des Kraftfahrzeugs gebildet und/oder ist die Luftfördereinrichtung mit der Klimaanlage und/oder der Fahrzeuglüftung und/oder der Motorbelüftung des Kraftfahrzeugs zum Entnehmen der konditionierten Luft verbunden. Eine Derartige Kombination der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Klimaanlage, Fahrzeuglüftung bzw. Motorbelüftung des Kraftfahrzeugs ist bevorzugt in der Weise gestaltet, dass entweder die Luftfördereinrichtung unmittelbar durch die Klimaanlage, die Fahrzeuglüftung und/oder die Motorbelüftung selbst gebildet ist. Die konditionierte Luft wird dabei direkt aus der Klimaanlage, der Fahrzeuglüftung bzw. der Motorbelüftung durch die Luftleiteinrichtung entnommen und der Luftspeichereinrichtung über die Drucksteuereinrichtung zugeführt. In einer anderen Variante entnimmt die Luftfördereinrichtung die konditionierte Luft aus der Klimaanlage, der Fahrzeuglüftung bzw. der Motorbelüftung und gibt sie an die Luftleiteinrichtung zur Weiterleitung an das System-Gehäuse weiter. Dabei ist also eine gesonderte Luftfördereinrichtung weiterhin vorgesehen, bei der nur für die Konditionierung der Luft auf eigene Einrichtungen verzichtet und statt dessen auf die Einrichtungen der Klimaanlage, der Fahrzeuglüftung bzw. der Motorbelüftung zur Trocknung, Filterung, insbesondere Entstaubung, und Temperierung zurückgegriffen ist. Ein dafür nötiger, geringfügig größerer konstruktiver Aufwand ermöglicht im Gegenzug eine flexibler betreibbare Vorrichtung zum Herstellen des Druckausgleichs und zum Verhindern des Eindringens von Luftfeuchtigkeit für das System-Gehäuse. Als Alternative für den Fall, dass eine völlige Unabhängigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung von anderen Aggregaten im Kraftfahrzeug, insbesondere von der Klimaanlage, der Fahrzeuglüftung bzw. der Motorbelüftung, erreicht werden soll, ist die Vorrichtung z.B. mit einer gesonderten Einrichtung zum Trocknen der Luft ausgestattet, z.B. mit einer an der Luftfördereinrichtung und/oder der Luftleiteinrichtung in den Weg der geförderten Luft eingefügten Trockenpatrone. Diese Trockenpatrone ist bevorzugt außerhalb des System-Gehäuses an einem gut zugänglichen Einbauort im Kraftfahrzeug angeordnet und daher leicht zu warten bzw. zu tauschen. Ermöglicht wird diese Wahlfreiheit dadurch, dass, wie beschrieben, die Luftleiteinrichtung der vorgebbaren Fördermenge konditionierter Luft entsprechend mit geringen Abmessungen dimensioniert und daher einfach und platzsparend gestaltbar ist, bevorzugt mit einem dünnen, flexibel gestalteten Schlauch. In an advantageous embodiment of the device according to the invention, the air conveyor device is formed by an air conditioner and / or a vehicle ventilation and / or engine ventilation of the motor vehicle and / or is the air conveyor with the air conditioning and / or vehicle ventilation and / or engine ventilation of the motor vehicle for removing the Conditioned air connected. Such a combination of the inventive device with air conditioning, vehicle ventilation and engine ventilation of the motor vehicle is preferably designed in such a way that either the air conveyor is formed directly by the air conditioning, the vehicle ventilation and / or the engine ventilation itself. The conditioned air is taken directly from the air conditioning, the vehicle ventilation or the engine ventilation through the louver and fed to the air storage device via the pressure control device. In another variant, the air conveyor removes the conditioned air from the air conditioner, the vehicle ventilation and the engine ventilation and passes them on to the air guiding device for forwarding to the system housing. In this case, therefore, a separate air conveyor is still provided, waived only for the conditioning of the air on their own facilities and instead resorted to the facilities of the air conditioning, vehicle ventilation or engine ventilation for drying, filtering, especially dedusting, and temperature. A more necessary, slightly larger design effort in turn allows a flexible operable device for making the pressure equalization and preventing the ingress of humidity for the system housing. As an alternative, in the event that complete independence of the device according to the invention from other units in the motor vehicle, in particular from the air conditioning, the vehicle ventilation or the engine ventilation, to be achieved, the device is e.g. equipped with a separate device for drying the air, e.g. with an inserted at the air conveyor and / or the louver in the path of the conveyed air drying cartridge. This drying cartridge is preferably arranged outside the system housing at a readily accessible installation location in the motor vehicle and therefore easy to maintain or replace. This freedom of choice is made possible by the fact that, as described, the louver of the predetermined delivery amount of conditioned air dimensioned accordingly with small dimensions and therefore easy and space-saving designable, preferably with a thin, flexible hose.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Drucksteuereinrichtung weiterhin: eine Druckmesseinrichtung zum Messen eines vorhandenen Luftdrucks im Gehäuseinneren des System-Gehäuses und eine Steuereinheit zum Steuern der Luftfördereinrichtung in Abhängigkeit vom gemessenen vorhandenen Luftdruck zwecks Einstellen des vorgebbaren Luftdrucks im Gehäuseinneren des System-Gehäuses. Damit lässt sich eine noch flexiblere und individuellere Anpassung des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung an die jeweiligen Betriebsbedingungen des System-Gehäuses erzielen. Insbesondere treten bei dieser Ausgestaltung an die Stelle eines durchgängigen Betriebs der Luftfördereinrichtung bzw. an die Stelle fest vorgebbarer wiederkehrender, insbesondere periodisch wiederkehrender Betriebs-Zeitintervalle und Stillstandzeiten für die Luftfördereinrichtung nun durch eine Druckregelung dem zeitlichen Druckverlauf und insbesondere Druckabfall im Gehäuseinneren des System-Gehäuses bedarfsgerecht angepasste Betriebs-Zeitintervalle und Stillstandzeiten. Der Luftdruck in der Luftspeichereinrichtung wird dadurch stets auf einem optimalen Wert gehalten. Dabei kann durch die Druckmesseinrichtung und die Steuereinheit der Drucksteuereinrichtung zusätzlich die Funktion des Überdruckventils der Drucksteuereinrichtung wenigstens teilweise ersetzt werden, und zwar die Funktion des Einstellens des vorgebbaren Luftdrucks im Gehäuseinneren des System-Gehäuses. Ein Überdruckventil dann nur noch als Notfalleinrichtung bzw. Sicherheitseinrichtung für den Fall eines Versagens der Druckregelung vorzusehen, z.B. als Berstschutz für Batteriegehäuse. According to a further preferred embodiment of the device according to the invention, the pressure control device further comprises: a pressure measuring device for measuring an existing air pressure in the housing interior of the system housing and a control unit for controlling the air conveyor in dependence on the measured existing air pressure for setting the predeterminable air pressure inside the housing of the system , This makes it possible to achieve an even more flexible and more individual adaptation of the operation of the device according to the invention to the respective operating conditions of the system housing. In particular, in this embodiment take the place of continuous operation of the air conveyor or at the point fixed specifiable recurring, especially periodically recurring operating time intervals and downtime for the air conveyor now by pressure control the temporal pressure curve and in particular pressure drop inside the housing of the system housing needs adjusted operating time intervals and downtimes. The air pressure in the air storage device is thereby always kept at an optimum value. In this case, by the pressure measuring device and the control unit of the pressure control device additionally the function of the pressure relief valve of the pressure control device at least partially replaced, namely the function of setting the predetermined air pressure inside the housing of the system housing. A pressure relief valve then only as an emergency device or safety device in the event of failure of the pressure control provided, eg as burst protection for battery case.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Luftfördereinrichtung eingerichtet zum Aufrechterhalten einer Luftförderung während eines vorgebbaren Zeitintervalls nach einem Abstellen des Kraftfahrzeugs. Die Luftfördereinrichtung läuft also nach Abstellen des Kraftfahrzeugs während des vorgebbaren Zeitintervalls nach und hält so den Luftdruck in der Luftspeichereinrichtung während dieses Zeitintervalls noch aktiv aufrecht. Als Beispiel läuft in einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der diese mit der Klimaanlage kombiniert ist, die Klimaanlage nach Abstellen des Kraftfahrzeugs während des betreffenden Zeitintervalls nach. Insbesondere ist das Zeitintervall derart bemessen, dass die Luftspeichereinrichtung und damit das System-Gehäuse insbesondere während eines Abkühlzeitintervalls des Kraftfahrzeugs weiter mit Druck beaufschlagt werden, um die Entstehung eines Unterdruck durch Abkühlen der Luft im System-Gehäuse zu vermeiden. According to an advantageous development of the device according to the invention, the air conveyor device is set up to maintain an air delivery during a predeterminable time interval after a shutdown of the motor vehicle. After the motor vehicle has been turned off, the air conveyor device thus runs during the predeterminable time interval and thus actively maintains the air pressure in the air storage device during this time interval. By way of example, in one of the above-described embodiments of the device according to the invention, in which this is combined with the air conditioning, the air conditioning system after parking the motor vehicle during the relevant time interval runs after. In particular, the time interval is dimensioned such that the air storage device and thus the system housing, in particular during a Abkühlzeitintervall of the motor vehicle further pressurized to avoid the formation of a negative pressure by cooling the air in the system housing.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Drucksteuereinrichtung eine mit dem Gehäuseinneren des System-Gehäuses luftleitend verbundene Entlüftungseinrichtung zum Ableiten von Luft aus dem System-Gehäuse und ist die Luftfördereinrichtung ausgebildet zum Gewinnen und Bereitstellen einer Fördermenge konditionierter Luft, die während eines vorgebbaren Zeitintervalls um eine vorgebbare Überschussmenge größer ist als die zum Einstellen und Halten des vorgebbaren Luftdrucks im Gehäuseinneren des System-Gehäuses vorgegebene und/oder benötigte Fördermenge konditionierter Luft, und ist die Überschussmenge dem Gehäuseinneren des System-Gehäuses zuführbar und nach wenigstens teilweisem Durchströmen des Gehäuseinneren des System-Gehäuses über die Entlüftungseinrichtung aus dem Gehäuseinneren des System-Gehäuses wieder abführbar. Damit wird eine definierte Durchströmung des System-Gehäuses mit der überschüssig geförderten Luft während des vorgebbaren Zeitintervalls bewirkt. In a further preferred embodiment of the device according to the invention, the pressure control device comprises a venting device connected to the housing interior of the system housing for discharging air from the system housing and the air conveying device is designed to obtain and provide a delivery rate of conditioned air during a predetermined time interval by a predetermined excess amount is greater than that for setting and holding the predetermined air pressure in the housing interior of the system housing predetermined and / or required flow of conditioned air, and the excess amount to the housing interior of the system housing can be supplied and after at least partial flow through the housing interior of the system Housing via the venting device from the housing interior of the system housing again drained. This causes a defined flow through the system housing with the excessively conveyed air during the predeterminable time interval.
Zum Erreichen dieses Zwecks kann Drucksteuereinrichtung bevorzugt in zwei Teilen ausgebildet sein, die weiter bevorzugt an unterschiedlichen Positionen entlang eines Wegs der von der Luftfördereinrichtung geförderten Luft angeordnet sind. Namentlich ist weiterhin ein Rückschlagventil in der Luftleiteinrichtung, d.h. in der Luftzufuhr zum System-Gehäuse, vorgesehen. Ein Überdruckventil ist dagegen in der Entlüftungseinrichtung aufgenommen. Luftleiteinrichtung, d.h. Luftzufuhr zum System-Gehäuse und Entlüftungseinrichtung sind vorteilhaft derart am System-Gehäuse angeordnet, dass zwischen ihnen im Gehäuseinneren des System-Gehäuses ein von diesem möglichst viele Bereiche durchströmender Weg für die geförderte Luft gebildet ist, um eine möglichst vollständige Durchströmung des System-Gehäuses und damit insbesondere ein besonders wirksames und vollständiges Austragen potentiell angesammelter Feuchtigkeit zu erzielen. Konstruktiv können das Rückschlagventil in der Luftleiteinrichtung und das Überdruckventil in der Entlüftungseinrichtung räumlich voneinander getrennt oder aber auch zu einer baulichen Einheit mit z.B. zwei voneinander getrennten Luftwegen zusammengefasst ausgebildet sein, wofür die obengenannte Ausgestaltung der Luftleiteinrichtung weiten Spielraum lässt. To achieve this purpose, pressure control device can preferably be formed in two parts, which are further preferably arranged at different positions along a path of the air conveyed by the air conveying device. In particular, a check valve in the louver, i. in the air supply to the system housing, provided. A pressure relief valve, however, is included in the venting device. Air guiding device, i. Air supply to the system housing and venting device are advantageously arranged on the system housing, that between them in the housing interior of the system housing is formed by this as many areas flowing through path for the conveyed air to the fullest possible flow through the system housing and thus in particular to achieve a particularly effective and complete discharge of potentially accumulated moisture. Constructively, the check valve in the louver and the pressure relief valve in the venting device can be spatially separated from each other or even to a structural unit with e.g. be formed summarized two separate airways, for which the above-mentioned embodiment of the louver leaves much room.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im nachfolgenden näher beschrieben, wobei übereinstimmende Elemente in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen sind und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird. Es zeigen: Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below, with matching elements in all figures are given the same reference numerals and a repeated description of these elements is omitted. Show it:
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung Preferred embodiment of the invention
In
Die Luftfördereinrichtung
In der Vorrichtung
In der Vorrichtung
Mit dieser Vorrichtung
Die Luftfördereinrichtung
Bei der Vorrichtung
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung muss das erforderliche Austausch-Luftvolumen mit lediglich geringem Überdruck am System-Gehäuse anstehen, um den Medienaustausch über Leckagen zu vermeiden. Das Austausch-Luftvolumen hängt hierbei u.a. vom freien Luftvolumen innerhalb des System-Gehäuses und Außendruck- und Temperaturschwankungen ab, denen das System-Gehäuse im Betrieb des Kraftfahrzeugs – und bei dessen Stillstand – ausgesetzt ist. Dabei kann für die Luftfördereinrichtung ein kostengünstiger Lüfter bzw. Druckerzeuger zum Einsatz kommen. Alternativ kann grundsätzlich jeder im Fahrzeug dauerhaft anstehende Überdruck für die Luftförderung genutzt werden, wobei sich die Kombination mit einer vorhandenen Klimaanlage und/oder Fahrzeuglüftung oder auch Motorbelüftung anbietet. Der erzeugte Überdruck kann über den Pulskörper bzw. Druckspeicher in Abhängigkeit von der Systemleckage, d.h. Leckagen im angeschlossenen System-Gehäuse, temporär ohne aktive Druckerzeugung gehalten werden, so dass ein Pulsbetrieb für die Luftfördereinrichtung möglich ist. Über die Dauer der Betriebs-Zeitintervalle und der Stillstandzeiten der Luftfördereinrichtung im gepulsten Betrieb kann über entsprechende Sensoreinrichtungen eine Leckagerate abgeleitet werden. In Kombination mit weiteren Fahrzeug- und Umgebungsdaten, wie insbesondere der Luftfeuchte, der Temperatur, der von einem im System-Gehäuse aufgenommenen System bzw. einer im System-Gehäuse aufgenommenen Komponente des Fahrzeugs abgegebenen Systemleistung, insbesondere Wärmeleistung, Daten der Klimaanlage und dergleichen, können Algorithmen zur aktiven Systembeeinflussung abgeleitet werden. In the apparatus according to the invention, the required exchange air volume with only slight overpressure on the system housing must be present in order to avoid the media exchange through leaks. The exchange air volume depends here u.a. the free air volume within the system housing and external pressure and temperature variations to which the system housing during operation of the motor vehicle - and at its stoppage - is exposed. In this case, a cost-effective fan or pressure generator can be used for the air conveyor. Alternatively, in principle, any permanently present in the vehicle overpressure can be used for air transport, which offers the combination with an existing air conditioning and / or vehicle ventilation or engine ventilation. The generated overpressure can be transmitted via the pulse body or accumulator depending on the system leakage, i. Leaks in the connected system housing, temporarily held without active pressure generation, so that a pulse operation for the air conveyor is possible. Over the duration of the operating time intervals and the downtime of the air conveyor in pulsed mode, a leakage rate can be derived via corresponding sensor devices. In combination with other vehicle and environmental data, such as in particular the humidity, the temperature, the output from a recorded in the system housing system or a recorded in the system housing component of the vehicle system performance, in particular heat output, data of the air conditioner and the like Algorithms for active system control are derived.
Bei einer Kombination der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der Fahrzeug-Klimaanlage kann durch das Austausch-Luftvolumen in Abhängigkeit von der Luftfeuchte im System-Gehäuse eine Systemtrocknung bzw. Konditionierung erfolgen oder auch bestehende Filtertechnik genutzt werden. Hierbei sind jedoch Vorkehrungen zur Trennung auftretender Luftströme zu treffen, um insbesondere eine mögliche Gefährdung von Fahrzeuginsassen durch Rückströmungen verunreinigter Luft aus dem System-Gehäuse auszuschließen. In a combination of the device according to the invention with the vehicle air conditioning can be done by the exchange air volume depending on the humidity in the system housing, a system drying or conditioning or existing filter technology can be used. In this case, however, provision should be made for the separation of occurring air streams in order to exclude in particular a possible risk to vehicle occupants due to the return flow of contaminated air from the system housing.
Ein Unterdruck in Folge von Abkühleffekten bei abgestelltem Fahrzeugen wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenfalls konsequent vermieden. Ein zeitlich begrenzter Nachlauf der Fahrzeug-Klimaanlage kann zur Konditionierung des Systems, d.h. zu definierten Durchlüftung, Temperierung und Druckeinstellung im System-Gehäuse, nach einem Abstellen des Kraftfahrzeugs genutzt werden. Im übrigen kann die gezielte Durchlüftung zur Regulierung der Luftfeuchte im System-Gehäuse und damit die genannte Konditionierung des Systems auch während des Betriebs des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. A negative pressure as a result of cooling effects when the vehicle is parked is also consistently avoided by the device according to the invention. A time-limited overrun of the vehicle air conditioning system can be used to condition the system, ie for defined aeration, temperature control and pressure adjustment in the system housing be used a parking of the motor vehicle. Moreover, the targeted ventilation for regulating the humidity in the system housing and thus the said conditioning of the system can also be carried out during operation of the motor vehicle.
Die Erfindung ermöglicht einen kostengünstigen Aufbau und eine sichere Montage der Vorrichtung, bewirkt einen reduzierten Austausch verunreinigter Außenluft mit dem Gehäuseinneren des System-Gehäuses und ermöglicht, z.B. durch Serviceindikatoren wie etwa den beschriebenen Farbindikator im Feuchtesensor für das Trockenmittel in der Konditioniereinrichtung, eine einfache und zuverlässige Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Vorrichtung. The invention enables a cost-effective construction and installation of the device, causes a reduced exchange of contaminated outside air with the housing interior of the system housing and allows e.g. by service indicators such as the color indicator described in the moisture sensor for the desiccant in the conditioning, a simple and reliable verification of the functioning of the device.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100 100
- Vorrichtung contraption
- 101 101
- Luftfördereinrichtung Air conveyor
- 102 102
- Luftleiteinrichtung Cowl
- 103 103
- Drucksteuereinrichtung Pressure control device
- 104 104
-
Luftspeichereinrichtung, außerhalb
105 angeordnet Air storage device, outside105 disposed - 105 105
- System-Gehäuse System housing
- 106 106
- Leckage leakage
- 107 107
-
Pfeil für Austreten von Luft aus
105 über106 Arrow for leakage ofair 105 above106 - 108 108
-
Durchgekreuzter Pfeil: Kein Medienstrom durch
106 in105 hinein Crossed arrow: No media flow through106 in105 in - 154 154
-
Luftspeichereinrichtung, innerhalb
105 angeordnet Air storage device, within105 disposed - 200 200
- Vorrichtung contraption
- 201 201
- Luftfördereinrichtung Air conveyor
- 202 202
- Luftleiteinrichtung Cowl
- 203 203
- Drucksteuereinrichtung Pressure control device
- 205 205
- Batteriegehäuse battery case
- 210 210
- Konditioniereinrichtung conditioning device
- 211 211
- Filter filter
- 212 212
- Trockenmittelkammer Desiccant chamber
- 213 213
- Feuchtesensor humidity sensor
- 214 214
- Membran membrane
- 220 220
- Stutzen Support
- 230 230
- Bodengruppe des Kraftfahrzeugs Floor group of the motor vehicle
- 254 254
-
Luftspeichereinrichtung, innerhalb
205 angeordnet bzw. von205 gebildet Air storage device, within205 arranged or from205 educated
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DE 2942712 A1 [0009] DE 2942712 A1 [0009]
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