DE102016225543A1 - Pressure compensation device for a housing - Google Patents
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Abstract
Druckausgleichsvorrichtung (1) für ein Gehäuse (10),wobei die Vorrichtung (1) derart ausgestaltet ist,dass durch konstruktive Elemente (4) ein Luftraum (5) zwischen einer ersten und zweiten Öffnung (12, 6) aufgebaut ist,wobei der Luftraum (5) über die erste Öffnung (12) mit einem Innenraum und über die zweite Öffnung (6) mit einem Außenraum des Gehäuses verbunden ist,wobei an der ersten Öffnung (12) eine erste semipermeable,wasserdampfdurchlässige Membran (2) angeordnet ist,dadurch gekennzeichnet,dass der Luftraum (5) mit einem wärmeabgebenden Bauelement (3, 30) derart im thermischen Kontakt steht,dass bei einem Betreiben des Bauelements (3) der Luftraum (5) erwärmt wird.Pressure compensation device (1) for a housing (10), wherein the device (1) is designed such that an air space (5) between a first and second opening (12, 6) is constructed by structural elements (4), wherein the air space (5) is connected to an inner space via the first opening (12) and to an outer space of the housing via the second opening (6), wherein a first semipermeable, water vapor permeable membrane (2) is arranged at the first opening (12) in that the air space (5) is in thermal contact with a heat-emitting component (3, 30) in such a way that when the component (3) is operated the air space (5) is heated.
Description
Die Erfindung betrifft eine Druckausgleichvorrichtung für ein Gehäuse, insbesondere Gehäuse für elektrische Schaltungen nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.The invention relates to a pressure compensation device for a housing, in particular housing for electrical circuits according to the preamble of the independent claim.
Gehäuse für elektrische Schaltungen sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Diese Geräte können Temperaturschwankungen ausgesetzt sein, die zu größeren Druckschwankungen im Inneren des Gehäuses führen können. Zum Ausgleich dieser Druckschwankungen sind in einem einfachen Fall lediglich Bohrungen oder Öffnungen vorgesehen sein, über die sich die Druckunterschiede ausgleichen können. Um einen direkten Wassereintritt zu vermeiden ist es bekannt, derartige Öffnungen mit semipermeable Membranen zu versehen, die einen Gasaustausch von Luft und auch Wasserdampf zwischen Innen und Außen ermöglichen, jedoch kein Wasser in flüssiger Form eindringen lassen.Housings for electrical circuits are well known in the art. These devices may be exposed to temperature fluctuations, which can lead to larger pressure fluctuations inside the housing. To compensate for these pressure fluctuations only holes or openings are provided in a simple case, over which the pressure differences can compensate. In order to avoid a direct ingress of water, it is known to provide such openings with semi-permeable membranes, which allow a gas exchange of air and water vapor between inside and outside, but do not allow water to penetrate in liquid form.
Aus der
Die Durchlässigkeit der Membranen für Wasserdampf und die Sperrwirkung gegenüber Wasser als Flüssigkeit ist eine bevorzugte Eigenschaft dieser Membranen. Es sind jedoch Betriebsbedingungen elektrischer Geräte denkbar, bei denen über diese Membranen vermehrt Wasserdampf ins Gehäuse dringen kann, dass in ungünstigen Fällen beim Abkühlen des Gerätes im Inneren kondensieren kann.The permeability of the membranes to water vapor and the barrier to water as a liquid is a preferred property of these membranes. However, operating conditions of electrical appliances are conceivable in which more water vapor can penetrate into the housing via these membranes, which in unfavorable cases can condense on cooling of the appliance in the interior.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Druckausgleich derart weiter zu entwickeln, dass ein übermäßiges Eindringen von Wasserdampf und somit ein Kondensieren von Wasserdampf vermieden werden kann.The object of the invention is to develop a device for pressure equalization so that an excessive penetration of water vapor and thus condensation of water vapor can be avoided.
Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.The object is achieved by the device according to
Vorteilhaft ist eine Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse vorgesehen,
wobei die Vorrichtung derart ausgestaltet ist,
dass durch konstruktive Elemente ein Luftraum zwischen einer ersten und zweiten Öffnung aufgebaut wird,
wobei der Luftraum über die erste Öffnung mit einem Innenraum und über die zweite Öffnung mit einem Außenraum des Gehäuses verbunden ist,
wobei an der ersten Öffnung eine erste semipermeable, wasserdampfdurchlässige Membran angeordnet ist und der Luftraum mit einem wärmeabgebenden Bauelement derart in thermischen Kontakt steht, dass bei einem Betreiben des Bauelements der Luftraum erwärmt wird.Advantageously, a pressure compensation device is provided for a housing,
the device being designed in such a way
in that constructive elements create an air space between a first and a second opening,
wherein the air space is connected via the first opening with an inner space and via the second opening with an outer space of the housing,
wherein at the first opening, a first semipermeable, water vapor permeable membrane is arranged and the air space is in thermal contact with a heat-emitting component in such a way that upon operation of the device, the air space is heated.
Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass das Innere des Gehäuses über die Membran nicht direkt mit der Umgebung/Außenwelt verbunden ist, sondern über einen thermisch und hierüber insbesondere im Partialdruck beeinflussbaren Luftraum entlüftet wird, so dass ein Zustrom von Wasserdampf in das Gehäuse vermieden oder reduziert werden kann.This approach has the advantage that the interior of the housing via the membrane is not directly connected to the environment / outside world, but is vented through a thermally and hereby influenceable especially in partial pressure air space, so that an influx of water vapor into the housing avoided or reduced can be.
In einer ersten Variante ist das wärmeabgebende Bauelement vorzugsweise innerhalb des Luftraums angeordnet.In a first variant, the heat-emitting component is preferably arranged within the air space.
In einer zweiten Variante ist das wärmeabgebende Bauelement außerhalb des Luftraums angeordnet und steht im thermischen Kontakt mit einer Gehäusewand und/oder einer den Luftraum begrenzenden Wand, so dass hierüber der Luftraum auch erwärmt werden kann.In a second variant, the heat-emitting component is arranged outside the air space and is in thermal contact with a housing wall and / or a wall delimiting the air space, so that the air space can also be heated over this.
Besonders nützlich ist es, wenn das wärmeabgebende Bauelement ein Heizelement oder ein Leistungsbauelement ist.It is particularly useful if the heat-emitting component is a heating element or a power component.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die zweite Öffnung mit einer zweiten semipermeablen, wasserdampfdurchlässigen Membran versehen. Durch dieses Vorgehen ist es möglich, den Luftraum in seinen Partialdruckeigenschaften definiert einzustellen.In a further preferred embodiment, the second opening is provided with a second semipermeable, water vapor permeable membrane. By this procedure, it is possible to set the airspace defined in its partial pressure properties.
Bevorzugt weist die zweite Membran eine höhere Permeabilität als die erste Membran auf, um einen sicheren aber kontrollierten Gasaustausch nach außen zu gewährleisten.Preferably, the second membrane has a higher permeability than the first membrane to ensure a safe but controlled gas exchange to the outside.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the drawings.
Es zeigen schematisch
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer Abdeckung, -
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer inneren Konstruktion, -
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zwei Membranen, -
4 ein Verlauf des Luftwassergehalts über die Temperatur.
-
1 a first embodiment with a cover, -
2 another embodiment with an internal construction, -
3 another embodiment with two membranes, -
4 a course of the air water content over the temperature.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.In the following description of the preferred embodiments, like reference characters designate like or similar components.
Aufgrund der Dampfdurchlässigkeit der Membran stellt sich typischerweise im Innen- und Außenraum der gleiche Dampfpartialdruck einDue to the vapor permeability of the membrane, the same partial pressure of vapor typically sets in the interior and exterior
In besonderen Betriebssituation hat sich gezeigt, dass beispielsweise bei hohen Wasserdampfkonzentrationen im Außenraum und hohen Temperaturen im Innenraum des Gehäuses, der absolute Wassergehalt im Innenraum derart hoch werden kann, dass beim Ausschalten und Abkühlen des Geräts ein Teil des Wasserdampfs in flüssiger Form ausfallen kann.In particular operating situation has been shown that, for example, at high water vapor concentrations in the outside and high temperatures in the interior of the housing, the absolute water content in the interior can be so high that when switching off and cooling the device, a part of the water vapor can fail in liquid form.
Kerngedanke der Erfindung ist es, den Innenraum des Gehäuses nicht direkt über die Membran
Zum Aufbau einer solchen Partialdruckbarriere ist es erfindungsgemäß vorgesehen, durch konstruktive Ausgestaltung
Im Ausführungsbeispiel gemäß
Bevorzugt kann dieses wärmeabgebende Element
- 1) dass das Gerät beim Einschalten eine Temperatur von 30°C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 80% aufweist.
- 2) Das Gerät erwärmt sich auf 80°, wobei ca. 15% des Gasvolumens aufgrund der Volumenausdehnung nach außen entweicht. Die relative Luftfeuchtigkeit sinkt hierbei auf ca. 10%.
- 3) Aufgrund des Konzentrationsgefälles zwischen Umgebung und Innerem des Gerätes gelangt über die Membran Wasserdampf in das Gerät bis eine relative Luftfeuchtigkeit von 60 % erreicht ist.
- 4) An diesem Punkt wird das Gerät ausgeschaltet und kühlt ab.
- 5) Aufgrund der Abkühlung erhöht sich die relative Luftfeuchtigkeit und es dringt zudem Luft von außen ein.
- 6) Im dargestellten Beispiel wird bei 63°C der Taupunkt erreicht und Wasser fällt im Inneren des Gerätes/Gehäuses aus.
- 1) that the device has a temperature of 30 ° C and a relative humidity of 80% when switched on.
- 2) The device heats up to 80 °, whereby about 15% of the gas volume escapes due to the volume expansion to the outside. The relative humidity drops to about 10%.
- 3) Due to the concentration gradient between the environment and the interior of the device, water vapor enters the device via the membrane until it reaches a relative humidity of 60%.
- 4) At this point, the device turns off and cools down.
- 5) Due to the cooling, the relative humidity increases and it also penetrates air from the outside.
- 6) In the example shown, the dew point is reached at 63 ° C and water falls out inside the unit / housing.
Dieses Aufwärm- und Abkühlverhalten wird durch das erfindungsgemäße Vorgehen derart verändert, dass während des Betriebs des Geräts eine zusätzliche Wasseraufnahme verhindert oder derart reduziert wird, dass der Wasserdampfgehalt im Inneren des Gerätes beim Abschalten bzw. Abkühlen immer unterhalb des Taupunkts bleibt.This heating and cooling behavior is changed by the procedure according to the invention such that during operation of the device a prevents additional water absorption or is reduced so that the water vapor content in the interior of the device when switching off or cooling always below the dew point remains.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- DruckausgleichsvorrichtungPressure-balancing device
- 22
- Membranmembrane
- 33
- wärmeabgebendes Bauelementheat-emitting component
- 44
- konstruktives Element, Abdeckung, Gehäusefortsatzconstructive element, cover, housing extension
- 55
- Luftraumairspace
- 66
- zweite Öffnung, Spalt, Außenöffnungsecond opening, gap, outer opening
- 1010
- Gehäusecasing
- 1212
- erste Öffnung, Gehäuseöffnungfirst opening, housing opening
- 2020
- zweite Membransecond membrane
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102007035094 A1 [0003]DE 102007035094 A1 [0003]
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016225543.6A DE102016225543A1 (en) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Pressure compensation device for a housing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016225543.6A DE102016225543A1 (en) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Pressure compensation device for a housing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102016225543A1 true DE102016225543A1 (en) | 2018-06-21 |
Family
ID=62251504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016225543.6A Pending DE102016225543A1 (en) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Pressure compensation device for a housing |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102016225543A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007035094A1 (en) | 2007-07-26 | 2009-01-29 | Robert Bosch Gmbh | Housing for an electrical / electronic circuit |
-
2016
- 2016-12-20 DE DE102016225543.6A patent/DE102016225543A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102007035094A1 (en) | 2007-07-26 | 2009-01-29 | Robert Bosch Gmbh | Housing for an electrical / electronic circuit |
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