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CN115004867B - 具有压力平衡装置的壳体 - Google Patents

具有压力平衡装置的壳体 Download PDF

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CN115004867B
CN115004867B CN202180010114.2A CN202180010114A CN115004867B CN 115004867 B CN115004867 B CN 115004867B CN 202180010114 A CN202180010114 A CN 202180010114A CN 115004867 B CN115004867 B CN 115004867B
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T·弗兰茨克
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Abstract

本发明涉及一种壳体(105)，其具有压力平衡装置(100)，用于相对于所述壳体(105)的周围环境(300)平衡所述壳体(105)的与所述压力平衡装置(100)连接的内部空间(200)中的压力。本发明设置，过压阀的唇形密封元件(115)的基体(125)和柔性的密封唇(120)由弹性体材料一体式地构造并且直接保持在所述壳体(105)的壳体壁中的钻孔(205)中，其中，密封面(140)由所述钻孔(205)的径向内周面形成，柔性的密封唇(120)与所述密封面共同作用。

Description

具有压力平衡装置的壳体
技术领域
本发明涉及一种具有压力平衡装置的壳体。
背景技术
为了避免由侵入的污物、温度波动和冷凝所引起的问题，尤其是对腐蚀敏感的电子装置和接收电气装置的壳体通常具有压力平衡装置。
在EP 3 385 584 B1中公开了一种这种类型的具有压力平衡装置的壳体。在那里，压力平衡装置包括具有气体通过开口的格栅状笼架，该笼架根据需要以导流的方式连接压力平衡装置的内侧和外侧，并且该笼架被透气的膜片覆盖，该透气的膜片构造为无纺织物复合部件并且包括至少一个无纺织物层。膜片以功能技术上并联的方式配属有构造为防破裂装置的过压阀，其中，过压阀包括圆环形的屏蔽件，该屏蔽件的内边缘夹紧在笼架的内半部的两个部分之间，并且该屏蔽件的外边缘与内半部的外边缘上的密封面密封地共同作用。气体通过开口在中央构造在笼架的内半部中，其中，笼架的内半部被笼架的外半部包围。由此形成了具有相对较大数量的待装配构件的压力平衡装置的复杂结构。
发明内容
与此相对地，本发明的任务在于，提供一种具有压力平衡装置的壳体，该壳体构造更简单并且制造成本更低。
该任务通过根据本发明的压力平衡装置来解决。
本发明涉及一种壳体，其具有压力平衡装置，用于相对于所述壳体的周围环境平衡所述壳体的与所述压力平衡装置连接的内部空间中的压力，所述壳体具有至少以下特征：
a)所述压力平衡装置包括至少一个过压阀，所述过压阀具有至少一个唇形密封元件，所述唇形密封元件具有基体和从所述基体的外周径向向外伸出的柔性的至少一个密封唇，所述密封唇与密封面共同作用，
b)在所述基体与所述密封面之间构造环形通道，其中，所述柔性的至少一个密封唇在密封位态中在弹性预紧下密封地接触所述密封面并且因此密封地封闭所述环形通道，用于防止所述内部空间与周围环境之间的导流连接，并且在打开位态中从所述密封面抬起并且以此打开所述环形通道，用于提供所述内部空间与周围环境之间的导流连接，
c)根据所述壳体的内部空间中的压力与所述壳体的周围环境的压力之间的压力差来控制所述至少一个密封唇在所述密封位态与所述打开位态之间的位态，
d)所述唇形密封元件的基体具有内部的气体通过通道，所述气体通过通道根据需要将所述内部空间与周围环境连接，
e)所述压力平衡装置包括透气的至少一个膜片，所述膜片覆盖所述基体的内部的气体通过通道，
f)所述过压阀和所述至少一个膜片以在功能技术上并联的方式布置，使得所述壳体的内部空间与所述壳体的周围环境之间的压力差不仅作用于所述过压阀而且作用于所述至少一个膜片。
“根据所述壳体的内部空间中的压力与所述壳体的周围环境的压力之间的压力差来控制所述至少一个密封唇在所述密封位态与所述打开位态之间的位态”，这尤其意味着：
(i)当存在于内部空间中的内部压力与存在于周围环境中的外部压力之间的差低于一压力阈值时，所述至少一个密封唇占据密封位态，但
(ii)当存在于内部空间中的内部压力与存在于周围环境中的外部压力之间的差已经达到或超过所述压力阈值时，所述至少一个密封唇占据打开位态。
所述压力阈值例如可以是在一个范围内的值，例如0.4巴至1.2巴。
在本发明的意义上的“壳体”恰好不理解为压力平衡装置的单独的壳体，如例如通过EP 3 385 584 B1的格栅状笼架形成的那样。在那里，具有压力平衡装置的格栅状笼架必须首先布置在壳体处或壳体中。与此相对地，根据本发明的压力平衡装置不具有自身的或单独的壳体，因为壳体的壳体壁的钻孔已经构成压力平衡装置的外边界，该钻孔设置为用于接收尤其是电气的、电子的或电子气动的装置。
过压阀尤其构成用于至少一个膜片的防破裂装置，使得在壳体的内部空间中突然出现高的内部压力的情况下首先通过过压阀实现到周围环境中的快速的压力平衡并且由此避免所述至少一个膜片破裂。相对于此，透气的至少一个膜片能够实现较慢的压力平衡。因此，虽然所述至少一个膜片在两个方向上是透气的，但是关于液体是半渗透的，使得液体仅在一个方向上、即在此从内部空间到周围环境的方向上可以经过所述至少一个膜片，但是在相反的方向上不能。这以有利的方式防止液体从周围环境穿过所述至少一个膜片侵入到壳体的内部空间中。
根据本发明的壳体然后具有以下另外的特征：
g)所述唇形密封元件的基体和柔性的至少一个密封唇由弹性体材料一体式地构造，
h)所述壳体具有壳体壁中的钻孔，所述钻孔一方面与所述内部空间并且另一方面与所述壳体的周围环境连接或者能连接，
i)所述唇形密封元件直接保持在所述壳体壁中的钻孔中，并且所述密封面由所述壳体壁中的钻孔的径向内周面形成，所述柔性的至少一个密封唇与所述密封面共同作用。
优选地，壳体的壳体壁中的钻孔、所述至少一个唇形密封元件、基体的内部的气体通过通道以及所述至少一个膜片具有圆形的横截面。此外，这些元件也优选同轴地布置。
此外，密封唇的外直径优选地略大于钻孔的内直径，以便在密封位态中在密封唇和钻孔的径向内周面形式的密封面之间产生一定的压紧力。
因此，与EP 3 385 584 B1相反，一方面不再需要格栅状的笼架，该笼架承载压力平衡装置的组成部分。而是，唇形密封元件直接保持在壳体的壳体壁中的钻孔中，该壳体尤其封装电气的、电子的或电子气动的装置。此外，与至少一个柔性密封唇共同作用的密封面然后由壳体壁中的钻孔的径向内周面形成。
因此，与EP 3 385 584 B1相比，过压阀不再多件式地实施，而是唇形密封元件的基体和至少一个柔性密封唇由弹性体材料一体式地构造。“一体式地构造”意味着，唇形密封元件的基体和至少一个柔性密封唇在一个制造过程中共同制造。
总之，本发明提供了一种具有仅少量结构元件的结构，该结构将已经存在的、为压力平衡设置的壳体用作压力平衡装置的直接接收部。
优选地，壳体的钻孔由阶梯钻孔构成，其中，阶梯钻孔的将较大的钻孔直径与较小的钻孔直径分开的阶梯形成用于唇形密封元件的轴向止挡。阶梯钻孔的较大的钻孔直径尤其是布置成面向壳体的内部空间的一侧并且背离周围环境的一侧。然后，所述至少一个膜片可被保持或夹紧在唇形密封元件与阶梯钻孔的阶梯之间。
替代地，壳体的钻孔也可以由盲孔钻孔形成，其中，盲孔钻孔的底部形成用于唇形密封元件的轴向止挡，并且在盲孔钻孔的底部中构造至少一个开口，该开口将唇形密封元件的指向周围环境的一侧和至少一个膜片的指向周围环境的一侧与周围环境连接。尤其是，该开口可以相对于盲孔钻孔的中心轴线偏心地布置。盲孔钻孔的钻孔开口尤其布置成面向壳体的内部空间的一侧并且背离周围环境的一侧。在此，至少一个膜片可以保持或夹紧在唇形密封元件与盲孔钻孔的底部之间。
唇形密封元件也可以借助于可透流体的压紧装置元件被对抗保持在钻孔中。在此，压紧元件例如可以由带有至少一个贯通开口的盖形成。所述压紧元件尤其布置成面向壳体的内部空间的一侧并且背离周围环境的一侧。然后，所述至少一个膜片可以保持或夹紧在唇形密封元件与压紧元件之间。
唇形密封元件也可以被轴向地分成至少两个唇形密封元件部分，并且然后至少一个膜片被轴向地夹紧或保持在两个唇形密封元件部分之间。
根据一个改进方案，至少一个膜片可以在由弹性体材料制造唇形密封元件时就已经硫化到唇形密封元件中。在此，尤其是所述至少一个膜片的径向外边缘可以硫化到由弹性体材料制成的唇形密封元件中。
此外，至少一个膜片可以与唇形密封元件不可拆卸地、即不可在没有破坏的情况下拆卸地或可拆卸地连接。尤其是，至少一个膜片可以具有径向外部的支承环，该支承环与唇形密封元件不可拆卸或可拆卸地连接。
例如，至少一个膜片可以通过粘接与唇形密封元件连接。
根据一个改进方案，至少一个膜片可以由至少一个膜片层组成，或者通过由至少一个膜片层和至少一个无纺织物层构成的复合部件形成。在此，至少一个膜片层例如可以由聚四氟乙烯(PTFE)或由聚偏二氟乙烯(PVDF)制成。
在周向方向上看，唇形密封元件的至少一个柔性密封唇也可以环绕地构造在基体上。
优选地，过压阀构造成使得其虽然允许从内部空间到周围环境中的流动，但是阻止从周围环境到内部空间中的流动。由此，在过压阀中避免了湿气和污物从周围环境进入到壳体的内部空间中。
这例如可以通过如下方式实现：唇形密封元件的至少一个柔性密封唇从基体以锐角向周围环境的方向伸出。然后，周围环境侧的过压确保密封唇更强地压向钻孔的径向内周面并且然后提高在该方向上的密封作用。
优选地，壳体是车辆的电子或电子气动装置的壳体，尤其是车辆的电子气动的电子调节的制动装置的电子气动的压力调节模块的壳体或电子气动的车轴调制器的壳体。
附图说明
在下面的说明中参照附图详细解释本发明的实施例。附图示出：
图1作为根据本发明的壳体的优选实施例的电子气动压力调节模块的壳体的立体剖视图；
图2图1的壳体的示意横截面图；
图3图2的放大的局部。
具体实施方式
图1作为根据本发明的壳体的优选实施方式示出车辆的电子气动制动装置的电子气动压力调节模块的壳体105的立体剖视图。
壳体105具有压力平衡装置100，或者压力平衡装置集成到壳体105中，该压力平衡装置用于在壳体105的与压力平衡装置100连接的内部空间200中的内部压力和存在于壳体2015的周围环境300中的通常对应于大气压的外部压力之间进行压力平衡。
压力平衡装置100包括具有唇形密封元件115的过压阀，所述唇形密封元件基本上由基体125和在这里例如从基体125的外周径向向外伸出的柔性密封唇120构成。唇形密封元件115的基体125和柔性密封唇120由弹性体材料一体式地构成。
唇形密封元件115的柔性密封唇120与密封面140共同作用，该密封面由壳体105的壳体壁中的钻孔205的径向内周面形成。这是因为唇形密封元件115直接保持在壳体壁的钻孔205中。钻孔205一方面与壳体105的内部空间200连接并且另一方面与壳体105的周围环境300连接。
在基体125与密封面140或钻孔205的径向内周面之间构造有环形通道130，其中，柔性密封唇120在过压阀的密封位态中在弹性预紧下密封地接触密封面140，并且因此密封地封闭环形通道130，用于防止内部空间200与周围环境300之间的导流连接。而在过压阀的打开位态中，柔性密封唇120从密封面140抬起。由此，环形通道130打开，用于提供内部空间200与周围环境300之间的导流连接。
优选地，密封唇120的外直径略大于钻孔205的内直径，因此在密封位态中在密封唇120和钻孔205的径向内周面形式的密封面140之间产生一定的压紧力。唇形密封元件115的柔性密封唇120在周向方向上观察优选环绕地构造在基体125上。
柔性密封唇120在密封位态和打开位态之间的位态根据壳体105的内部空间200中的内部压力与存在于壳体105的周围环境300中的外部压力之间的压力差来控制。这例如意味着，当存在于内部空间200中的内部压力与存在于周围环境300中的外部压力(大气压)之间的差低于一压力阈值时，柔性密封唇120占据密封位态。但是，当内部压力与外部压力之间的差已达到或超过该压力阈值时，柔性密封唇120占据打开位态。所述压力阈值例如可以是在一个范围内的值，例如0.4巴至1.2巴。
优选地，过压阀构造成使得虽然其允许从内部空间200到周围环境300中的流动，但是阻止从周围环境300到内部空间200中的流动。由此，在过压阀中避免了湿气和污物从周围环境300进入到壳体105的内部空间200中。这在此例如由此实现：唇形密封元件115的柔性密封唇120以锐角从基体125向周围环境300的方向伸出，如图2和图3示出的那样。于是，周围环境侧的过压、即相对于内部压力更高的外部压力负责使柔性密封唇120更强地压向密封面140并且因此提高密封作用，如借助图2和图3容易设想的那样。
唇形密封元件115的基体125具有内部的、例如中央的气体通过通道145，所述气体通过通道将内部空间200与周围环境300根据需要连接。此外，压力平衡装置100包括透气的膜片135，该透气的膜片覆盖基体125的内部的气体通过通道145。
优选地，壳体105的壳体壁中的钻孔205、唇形密封元件115、基体125的内部的气体通过通道145以及膜片135分别具有圆形的横截面，其中，这些元件也优选同轴地布置。
该过压阀、即与钻孔205共同作用的唇形密封元件115和膜片135以功能技术上并联的方式布置。这意味着，在壳体105的内部空间200中的内部压力与在壳体105的周围环境300中的外部压力之间的压力差不仅作用于过压阀而且作用于膜片135。
过压阀尤其构成用于膜片135的防破裂装置，使得在壳体105的内部空间200中突然出现高的内部压力的情况下，到周围环境300中的快速的压力平衡主要通过过压阀来实现并且由此避免膜片135破裂。透气的膜片135与此相对地能够实现较慢的压力平衡。因此，膜片135虽然在两个方向上(内部空间->周围环境，周围环境->内部空间)是透气的，但是关于液体优选是半渗透的，使得液体仅能够在一个方向上、即在此从内部空间200朝周围环境300的方向上经过膜片135，但是在相反的方向上不能。
在图1至3中所示的优选实施方式中，钻孔205优选由盲孔钻孔形成，其中，盲孔钻孔的底部150形成用于唇形密封元件115或用于其基体125的轴向止挡。然后，在盲孔钻孔的底部150中构造优选偏心的开口110，该开口将唇形密封元件115的或环形通道130的和膜片135的指向周围环境300的一侧与周围环境300连接。优选实施为盲孔钻孔的钻孔205的钻孔开口尤其布置成面向壳体105的内部空间200的一侧并且背离周围环境300的一侧。在此，在这里膜片135例如夹紧在唇形密封元件115和实施为盲孔钻孔的钻孔205的底部150之间。
膜片135在钻孔205中的夹紧例如可以通过如下方式实现：唇形密封元件115借助于能通流的压紧元件155对抗保持在钻孔205中。在此，所述压紧元件155例如可以通过具有在这里例如是贯通开口的盖形成，由此可以实现内部空间200与过压阀与膜片135之间的流体连接。因此，用于将唇形密封元件115轴向地固定在钻孔205中的压紧元件155在此例如布置成面向壳体105的内部空间200的一侧并且背离周围环境300的一侧。
替代地，钻孔205例如也可以通过阶梯钻孔形成，其中，将阶梯钻孔的较小的钻孔直径与较大的钻孔直径分开的阶梯例如形成用于唇形密封元件115的轴向止挡。然后，阶梯钻孔的较大的钻孔直径布置成例如朝向壳体105的内部空间200的一侧并且背离周围环境300的一侧。然后，膜片135例如可以被保持或夹紧在唇形密封元件115和阶梯钻孔的阶梯之间。
唇形密封元件115也可以被轴向地分成至少两个唇形密封元件部分，并且然后膜片135被轴向地夹紧或保持在两个唇形密封元件部分之间。
根据另一实施方式，膜片135也可以在由弹性体材料制造唇形密封元件115时就已经硫化到唇形密封元件115中。在此，尤其是可以将膜片135的径向外边缘硫化到由弹性体材料制成的唇形密封元件115中。
此外，膜片135可以与唇形密封元件115不可拆卸地、即不可在没有破坏的情况下拆卸地或可拆卸地连接。例如，膜片135可以通过粘接与唇形密封元件115连接。尤其是，膜片135也可以具有径向外部的支承环，该支承环然后与唇形密封元件115不可拆卸地或可拆卸地连接。
优选地，膜片135由至少一个膜片层组成。这包括正好一个膜片层或多个膜片层，其中“层”理解为单独的层。替代地，膜片135也可以通过由至少一个膜片层和至少一个无纺织物层构成的复合部件形成。在此，至少一个膜片层例如可以由聚四氟乙烯(PTFE)或由聚偏二氟乙烯(PVDF)制成。
附图标记列表
100 压力平衡装置
105 壳体
110 开口
115 唇形密封元件
120 密封唇
125 基体
130 环形通道
135 膜片
140 密封面
145 气体通过通道
150 底部
155 盖
200 内部空间
205 钻孔
300 周围环境

Claims (18)

1.一种壳体(105)，其具有压力平衡装置(100)，用于相对于所述壳体(105)的周围环境(300)平衡所述壳体(105)的与所述压力平衡装置(100)连接的内部空间(200)中的压力，所述壳体具有至少以下特征：
a)所述压力平衡装置(100)包括至少一个过压阀，所述过压阀具有至少一个唇形密封元件(115)，所述唇形密封元件具有基体(125)和从所述基体(125)的外周径向向外伸出的柔性的至少一个密封唇(120)，所述密封唇与密封面(140)共同作用，
b)在所述基体(125)与所述密封面(140)之间构造环形通道(130)，其中，所述柔性的至少一个密封唇(120)在密封位态中在弹性预紧下密封地接触所述密封面(140)并且因此密封地封闭所述环形通道(130)，用于防止所述内部空间(200)与周围环境(300)之间的导流连接，并且所述柔性的至少一个密封唇在打开位态中从所述密封面(140)抬起并且因此打开所述环形通道(130)，用于提供所述内部空间(200)与周围环境(300)之间的导流连接，
c)根据所述壳体的内部空间(200)中的压力与所述壳体(105)的周围环境(300)的压力之间的压力差来控制所述至少一个密封唇(120)在所述密封位态与所述打开位态之间的位态，
d)所述唇形密封元件(115)的基体(125)具有内部的气体通过通道(145)，所述气体通过通道根据需要将所述内部空间(200)与周围环境(300)连接，
e)所述压力平衡装置(100)包括透气的至少一个膜片(135)，所述膜片覆盖所述基体(125)的内部的气体通过通道(145)，
f)所述过压阀和所述至少一个膜片(135)以在功能技术上并联的方式布置，使得所述壳体的内部空间(200)与所述壳体(105)的周围环境(300)之间的压力差不仅作用于所述过压阀而且作用于所述至少一个膜片(135)，其特征在于，至少具有以下特征：
g)所述唇形密封元件(115)的基体(125)和柔性的至少一个密封唇(120)由弹性体材料一体式地构造，
h)所述壳体(105)具有壳体壁中的钻孔(205)，所述钻孔一方面与所述内部空间(200)并且另一方面与所述壳体(105)的周围环境(300)连接或者能连接，
i)所述唇形密封元件(115)直接保持在所述壳体壁中的钻孔(205)中，并且所述密封面(140)由所述壳体壁中的钻孔(205)的径向内周面形成，所述柔性的至少一个密封唇(120)与所述密封面共同作用。
2.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述壳体(105)的钻孔(205)由阶梯钻孔形成，并且所述阶梯钻孔的阶梯形成用于所述唇形密封元件(115)的轴向止挡。
3.根据权利要求2所述的壳体，其特征在于，所述至少一个膜片(135)保持或夹紧在所述唇形密封元件(115)与所述阶梯钻孔的阶梯之间。
4.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述壳体(105)的钻孔(205)由盲孔钻孔形成，其中，所述盲孔钻孔的底部(150)形成用于所述唇形密封元件(115)的轴向止挡，并且在所述盲孔钻孔的底部(150)中构造至少一个开口(110)，所述至少一个开口将所述唇形密封元件(115)的指向周围环境的一侧和所述至少一个膜片(135)的指向周围环境的一侧与周围环境连接。
5.根据权利要求4所述的壳体，其特征在于，所述至少一个膜片(135)保持或夹紧在所述唇形密封元件(115)与所述盲孔钻孔的底部(150)之间。
6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的壳体，其特征在于，所述唇形密封元件(115)借助于能通流的压紧元件被对抗保持在所述钻孔(205)中。
7.根据权利要求6所述的壳体，其特征在于，所述至少一个膜片(135)保持或夹紧在所述唇形密封元件(115)与所述压紧元件之间。
8.根据前述权利要求1至5中任一项所述的壳体，其特征在于，所述唇形密封元件(115)轴向地被分成至少两个唇形密封元件部分，并且所述至少一个膜片(135)轴向地被夹紧在所述两个唇形密封元件部分之间。
9.根据前述权利要求1至5中任一项所述的壳体，其特征在于，所述至少一个膜片(135)与所述唇形密封元件(115)不可拆卸地或可拆卸地连接。
10.根据权利要求9所述的壳体，其特征在于，所述至少一个膜片(135)具有径向外部的支承环，所述支承环与所述唇形密封元件不可拆卸地或可拆卸地连接。
11.根据权利要求9所述的壳体，其特征在于，所述至少一个膜片(135)的至少一个径向外边缘硫化到由弹性体材料制成的唇形密封元件(115)中。
12.根据权利要求9所述的壳体，其特征在于，所述至少一个膜片(135)通过粘接与所述唇形密封元件(115)连接。
13.根据前述权利要求1至5中任一项所述的壳体，其特征在于，所述至少一个膜片(135)由至少一个膜片层组成或者通过由至少一个膜片层和至少一个无纺织物层构成的复合部件形成。
14.根据权利要求13所述的壳体，其特征在于，所述至少一个膜片层由聚四氟乙烯(PTFE)或由聚偏二氟乙烯(PVDF)构成。
15.根据前述权利要求1至5中任一项所述的壳体，其特征在于，所述唇形密封元件(115)的柔性的至少一个密封唇环绕地构造在所述基体上。
16.根据前述权利要求1至5中任一项所述的壳体，其特征在于，所述过压阀构造成使得虽然允许从所述内部空间(200)到周围环境(300)中的流动，但是阻止从周围环境(300)到所述内部空间(200)中的流动。
17.根据权利要求16所述的壳体，其特征在于，所述唇形密封元件(115)的柔性的至少一个密封唇从所述基体(125)以锐角朝周围环境(300)的方向伸出。
18.根据前述权利要求1至5中任一项所述的壳体，其特征在于，所述壳体是车辆的电子或电子气动装置的壳体。
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