1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse, beispielsweise ein Batteriegehäuse, ein Gehäuse mit der Druckausgleichsvorrichtung sowie ein Herstellungsverfahren der Druckausgleichsvorrichtung.

2, Hintergrund der Erfindung

Druckausgleichsvorrichtungen werden beispielsweise in den Antriebsbatterien von Elektrofahrzeugen benötigt, wobei die Druckausgleichsvorrichtungen verschiedene Funktionalitäten erfüllen müssen. So ist es einerseits erforderlich, dass eine kontinuierliche Be- und Entlüftung aufgrund von Temperaturschwankungen während des Fährbetriebs realisiert ist. Zudem muss eine stoßweise Entlüftung zur Vermeidung von Schäden möglich sein. Diese Funktionalität spielt insbesondere bei einem Unfall eine wichtige Rolle. Schließlich sind Dichtheitsanforderungen, elektrische Isolation, Missbrauchsschutz und dergleichen häufig gewünschte Kriterien. Grundsätzlich sind dem Fachmann solche Druckausgleichsvorrichtungen für Gehäuse aus dem im Stand der Technik in einer Vielzahl verschiedener Ausgestaltungen bekannt.

So beschreibt EP 3 385 584 Al ein Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse, wobei die Druckausgleichsvorrichtung eine Innenseite, eine Außenseite und einen gitterförmigen Käfig mit einer Gasdurchtrittsöffnung umfasst. Die Gasdurchtrittsöffnung verbindet die Innenseite und die Außenseite bedarfsweise strömungsleitend und ist in Richtung ihrer Durchströmbarkeit von einem Innen- und einem Außenrand begrenzt. Die Gasdurchtrittsöffnung ist weiterhin von einer gaspermeablen Membran überdeckt. Die Membran ist als Vliesstoff-Verbundteil ausgebildet und umfasst zumindest eine Vliesstofflage.

DE 11 2019 005 328 T5 erläutert eine alternative Belüftungskomponente. Diese soll an einem Gehäuse an einer Belüftungsöffnung angebracht werden. Die Belüftungskomponente umfasst eine gasdurchlässige Membran, ein Belüftungsventil und ein Strukturelement. Das Strukturelement weist einen Innenraum und einen ersten Belüftungsweg und/oder einen zweiten Belüftungsweg auf. Der Innenraum ist ein Raum, der die gasdurchlässige Membran und/oder das Belüftungsventil aufnimmt. Der erste Belüftungsweg ermöglicht es dem Innenraum, mit einem Außenraum der Belüftungskomponente in Verbindung zu stehen. Der erste Belüftungsweg weist eine erste innere Öffnung und eine erste äußere Öffnung auf und die erste innere Öffnung ist auf die erste äußere Öffnung gerichtet. Die erste innere Öffnung und die erste äußere Öffnung liegen entlang einer Ebene parallel zu einer Außenoberfläche des Gehäuses vor. Der zweite Belüftungsweg weist eine zweite innere Öffnung und eine zweite äußere Öffnung auf und die zweite innere Öffnung liegt vor, ohne auf die zweite äußere Öffnung gerichtet zu sein.

Eine weitere Vorrichtung zum Druckausgleich in einem Gehäuse ist in DE 10 2017 214 754 Al beschrieben. Um eine Vorrichtung zum Ausgleich eines Innendrucks eines Gehäuses, insbesondere eines Batteriegehäuses für ein Kraftfahrzeug, mit einem Umgebungsdruck des Gehäuses bereitzustellen, welche die Funktionen Druckausgleich im Normalbetrieb und Notentgasung in einem Bauteil integriert, weist die Vorrichtung ein Druckausgleichselement auf. Das Druckausgleichselement umfasst wenigstens einen Elementkörper und eine an dem Elementkörper angeordnete Membran. Die Vorrichtung umfasst ein Verbindungselement zum luftdichten Verbinden des Druckausgleichselements mit dem Gehäuse. Der Elementkörper weist eine Elastizität auf, aufgrund derer bei Vorliegen eines Innendrucks, welcher geringer ist als ein Grenzdruck, der Elementkörper luftdicht auf dem Verbindungselement aufliegt und bei Vorliegen eines Innendrucks, welcher größer ist als der Grenzdruck, der Elementkörper zum Austausch von Gas eine Öffnung zwischen dem Elementkörper und dem Verbindungselement freigibt.

Eine Druckausgleichsvorrichtung, die einen Montagesitz und einen Deckel aufweist, wobei zwischen dem Montagesitz und dem Deckel ein Aufnahmehohlraum gebildet ist, wird in US 2021/0367283 Al diskutiert. Die Druckausgleichsvorrichtung kann auch ein Trennelement aufweisen, wobei das Trennelement den Aufnahmehohlraum in einen ersten und einen zweiten Aufnahmehohlraum unterteilt. Das Trennelement kann auch einen Stützabschnitt und einen elastischen Abschnitt umfassen, wobei der Stützabschnitt auf dem elastischen Abschnitt angeordnet ist und ein Entlüftungsloch aufweist, das in der Lage ist, die Aufnahmehohlräume in Fluidverbindung zu bringen. Der elastische Abschnitt ist elastisch verformbar, um den Stützabschnitt relativ zu dem Deckel zu bewegen. Die Druckausgleichsvorrichtung kann auch einen atmungsfähigen Film aufweisen, der auf dem Stützabschnitt angeordnet ist und das Entlüftungsloch bedeckt und der beweglich ist, wenn sich der Stützabschnitt bewegt.

WO 2018/183804 Al beschreibt abschließend eine Entlüftungsanordnung, die ein Gehäuse hat, das einen Hohlraum, ein erstes Ende, ein zweites Ende und eine Kopplungsstruktur zum zweiten Ende hin definiert. Eine Befestigungsfläche ist zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende innerhalb des Hohlraums positioniert und definiert eine Ventilöffnung und eine Entlüftungsöffnung. Eine Entlüftung ist mit der Befestigungsfläche über die Entlüftungsöffnung gekoppelt. Weiterhin ist ein Regenschirmventil abdichtend auf der Befestigungsfläche über einer Ventilöffnung angeordnet.

Ein Nachteil dieser bekannten Anordnungen ist die Anzahl der Einzelbauteile sowie die Befestigungsart des Elements für die Notentlüftung. Aufgrund des Aufbaus der bekannten Druckausgleichsvorrichtungen ist zudem häufig eine lagerichtige Anordnung der einzelnen Bestandteile beim Zusammenbau erforderlich, wodurch ein automatisierter Herstellungsvorgang der Druckausgleichsvorrichtung erschwert wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, einen alternativen Aufbau für eine Druckausgleichsvorrichtung bereitzustellen, der insbesondere im Hinblick auf die Herstellung bzw. den Zusammenbau optimiert ist. In gleicher Weise ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Herstellungs- oder Montageverfahren für die Druckausgleichsvorrichtung anzugeben.

3. Zusammenfassung der Erfindung Die obige Aufgabe wird gelöst durch eine Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, ein Gehäuse mit der Druckausgleichsvorrichtung gemäß Patentanspruch 13 sowie ein Herstellungsverfahren einer Druckausgleichsvorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 14. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den anhängigen Patentansprüchen.

Eine erfindungsgemäße Druckausgleichsvorrichtung für ein Gehäuse umfasst: ein hohlzylindrisches Unterteil, das radial außen an einem ersten axialen Ende einen Befestigungsbereich zur Befestigung an dem Gehäuse und an einem zweiten axialen Ende einen Verbindungsbereich umfasst, ein Oberteil mit einer zylindrischen Wand und einem Boden, das mit dem Verbindungsbereich am zweiten axialen Ende des Unterteils in Eingriff steht, wobei das hohlzylindrische Unterteil einen radial nach innen ragenden, umlaufenden Vorsprung aufweist, der eine zentrale Durchgangsöffnung definiert und auf einer dem zweiten axialen Ende zugewandten Seite eine erste, vorzugsweise ringförmige, Klemm Struktur, insbesondere eine erste ringförmige Nut, sowie zwischen der zentralen Durchgangsöffnung und der ersten Klemmstruktur eine Mehrzahl ringförmig angeordneter Durchlässe aufweist, und das Oberteil umfasst eine in axialer Richtung von dem Boden vorstehende zweite Klemm Struktur, die insbesondere ringförmig angeordnet ist und/oder eine zweite Nut aufweist sowie vorzugsweise in axialer Richtung parallel zur zylindrischen Wand verläuft, wobei eine gaspermeable Membran die zentrale Durchgangsöffnung abdeckt und eine elastische Dichtungskomponente mit einem Befestigungsbereich zwischen der ersten Klemmstruktur des Unterteils und der zweiten Klemmstruktur des Oberteils angeordnet ist und sich mit einem Dichtbereich radial einwärts in Richtung der zentralen Durchgangsöffnung erstreckt und die Mehrzahl an Durchlässen abdichtet, so dass ein Be- und Entlüftungsweg über die zentrale Durchgangsöffnung und die gaspermeable Membran und ein Notentlüftungsweg über die Mehrzahl an Durchlässen und die elastische Dichtungskomponente verläuft.

Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Druckausgleichsvorrichtung zunächst anhand des Zusammenbaus und anschließend bei Verwendung in einem Gehäuse, insbesondere einem Batteriegehäuse, wie beispielsweise einer Antriebsbatterie für ein Elektrofahrzeug, beschrieben.

Die Druckausgleichsvorrichtung weist vier Elemente auf. Hierbei handelt es sich um das Unterteil, das Oberteil oder den Deckel, die gaspermeable Membran, die im Be- und Entlüftungsweg angeordnet ist, sowie die elastische Dichtungskomponente, die im Bedarfsfall den Notentlüftungsweg freigibt.

Das Unterteil ist hohlzylindrisch ausgebildet und weist an dem ersten axialen Ende in bekannter Weise einen Befestigungsbereich zur Befestigung an dem Gehäuse auf, insbesondere zur Befestigung in einer Öffnung des Gehäuses. Beispielhaft ist in der Öffnung des Gehäuses ein Innengewinde vorgesehen. In diesem Fall umfasst der Befestigungsbereich daher ein passendes Außengewinde.

Im Inneren des hohlzylindrischen Unterteils ist der radial nach innen ragende, umlaufende Vorsprung vorgesehen. Dieser dient der Bildung des Be- und Entlüftungswegs sowie des Notentlüftungswegs. Dabei verläuft der herkömmliche Be- und Entlüftungsweg über die zentrale Durchgangsöffnung, die der nach innen ragende, umlaufende Vorsprung definiert. Diese zentrale Durchgangsöffnung ist mit der gaspermeablen Membran verschlossen, so dass ein Gas, wie beispielsweise Luft, durch die Membran strömen kann, aber vorzugsweise keine Verunreinigungen oder Feuchtigkeit in das Gehäuse eindringen und vorzugsweise auch keine Flüssigkeit aus dem Gehäuse austreten können.

Um weiterhin einen Notentlüftungsweg bereitzustellen, weist der nach innen ragende, umlaufende Vorsprung die Mehrzahl an ringförmig angeordneten Durchlässen auf. Von oben betrachtet ergibt sich hierdurch eine Struktur des nach innen ragenden, umlaufenden Vorsprungs, die aus einem radial äußeren und einem radial inneren Ring besteht, die mittels einer Vielzahl von Verbindungsstegen verbunden sind. Der radial innere Ring definiert die zentrale Durchgangsöffnung und der radial äußere Ring ist an der Innenwand des hohlzylindrischen Unterteils befestigt. Zwischen den Verbindungsstegen, die die zwei Ringe verbinden, ist somit die Mehrzahl an ringförmig angeordneten Durchlässen vorhanden.

Um den Notentlüftungsweg im herkömmlichen Betrieb der Druckausgleichsvorrichtung abzudichten, ist die elastische Dichtungskomponente vorgesehen. Diese wird jedoch nicht wie im Stand der Technik benachbart zur zentralen Durchgangsöffnung, sondern benachbart zur Innenwand des hohlzylindrischen Unterteils befestigt. Hierzu weist der radial nach innen ragende, umlaufende Vorsprung die erste, vorzugsweise ringförmige Klemm Struktur, insbesondere die erste ringförmige Nut, auf der dem zweiten axialen Ende zugewandten Seite auf. Somit ist die erste Klemmstruktur in oder auf dem radial äußeren Ring des radial nach innen ragenden Vorsprungs gebildet.

Eine Fixierung der elastischen Dichtungskomponente in axialer Richtung erfolgt über das Oberteil, das im zusammengebauten Zustand der Druckausgleichsvorrichtung mit dem Verbindungsbereich des Unterteils in Eingriff steht. Die Grundform des Verbindungsbereichs ist dabei ringförmig, beispielsweise in Form einer umlaufend geschlossenen Wand.

Das Oberteil weist die Form eines einseitig geschlossenen Zylinders auf. Somit umfasst das Oberteil eine zylindrische Wand, die an einer Seite durch einen Boden verschlossen ist. Der Boden kann dabei vollständig geschlossen ausgebildet sein oder eine Mehrzahl an Öffnungen aufweisen, um einen Gasaustausch zwischen dem Inneren der Druckausgleichsvorrichtung und der Außenseite weiter zu unterstützen.

Die radiale Innenseite der zylindrischen Wand weist beispielsweise ein ringförmiges Rastmerkmal auf, das im zusammengebauten Zustand der Druckausgleichsvorrichtung mit entsprechenden Rastmerkmalen im Verbindungsbereich des Unterteils in Eingriff steht. Beispielsweise handelt es sich bei dem ringförmigen Rastmerkmal um eine umlaufende Nut an der Innenseite der zylindrischen Wand. Auf diese Weise erfolgt eine Fixierung von Oberteil und Unterteil aneinander in axialer Richtung. Insbesondere sind das Oberteil und das Unterteil in axialer Richtung nicht mehr zerstörungsfrei voneinander trennbar.

Um einen Strömungsweg zwischen dem Inneren der Druckausgleichsvorrichtung und der Außenseite zu gewährleisten, weist der Verbindungsbereich des Unterteils, wenn er als umlaufende Wand ausgebildet ist, vorzugsweise im Wechsel radial nach außen vorstehende und radial nach innen zurückversetzte Bereiche auf. In den radial nach außen vorstehende Bereichen sind radial außen ebenfalls Rastmerkmale vorhanden. Somit steht das Oberteil im zusammengebauten Zustand der Druckausgleichsvorrichtung mit dem Verbindungsbereich am zweiten axialen Ende des Unterteils in Eingriff, insbesondere über die Rastmerkmale. Der Strömungsweg aus dem Inneren der Druckausgleichsvorrichtung verläuft daher zwischen der Innenseite der zylinderförmigen Außenwand des Oberteils und den radial nach innen zurückversetzten Bereichen im Verbindungsbereich. Anstelle der radial nach innen zurückversetzten Bereiche könnten auch Durchbrüche, Öffnungen oder in axialer Richtung verlaufende Aussparungen im Verbindungsbereich des Unterteils vorgesehen sein, um die Strömungsweg bereitzustellen. Radial einwärts von der zylindrischen Wand des Oberteils ist die zweite Klemmstruktur für die elastische Dichtungskomponente vorgesehen. Diese erstreckt sich in axialer Richtung vom Boden des Oberteils vorzugsweise parallel zur zylindrischen Wand des Oberteils, ist insbesondere ringförmig angeordnet und/oder weist an ihrem dem Unterteil zugewandten axialen Ende insbesondere die zweite Nut auf. Im zusammengebauten Zustand der Druckausgleichsvorrichtung ist die elastische Dichtungskomponente daher zwischen der ersten Klemm Struktur, vorzugsweise der ersten Nut, und der zweiten Klemm Struktur, vorzugsweise der zweiten Nut, eingeklemmt.

Damit die zweite Klemmstruktur für die elastische Dichtungskomponente den Strömungsweg aus dem Inneren der Druckausgleichsvorrichtung nach Außen und umgekehrt nicht blockiert, ist eine Mehrzahl von Durchbrüchen, Öffnungen oder dergleichen in der zweiten Klemmstruktur vorgesehen. Somit kann die zweite Klemmstruktur auch aus einer Mehrzahl von axialen Vorsprüngen bestehen, die ringförmig angeordnet sind und jeweils die zweite Nut aufweisen. Dies wird später insbesondere bei der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen deutlich.

Im Ergebnis ist die elastische Dichtungskomponente daher im zusammengebauten Zustand der Druckausgleichsvorrichtung mit dem Befestigungsbereich zwischen der ersten und der zweiten Klemmstruktur angeordnet oder eingeklemmt. Da sich der Befestigungsbereich benachbart zur Innenseite des hohlzylindrischen Unterteils befindet, erstreckt sich der Dichtbereich der elastischen Dichtungskomponente radial einwärts in Richtung der zentralen Durchgangsöffnung. Damit die elastische Dichtungskomponente die zentrale Durchgangsöffnung nicht abdeckt, weist sie mittig eine entsprechende Öffnung auf. Somit ist die elastische Dichtungskomponente im Dichtbereich im Wesentlichen ringförmig ausgebildet, wenn sie in einer Draufsicht betrachtet wird. Aufgrund dieses Aufbaus dichtet die elastische Dichtungskomponente im zusammengebauten Zustand der Druckausgleichsvorrichtung die Mehrzahl an Durchlässen benachbart zur zentralen Durchgangsöffnung am radial inneren Ring des radial nach innen ragenden, umlaufenden Vorsprungs des Unterteils ab, ohne jedoch die zentrale Durchgangsöffnung zu blockieren.

Aufgrund dieses erfindungsgemäßen Aufbaus verläuft der herkömmliche Be- und Entlüftungsweg zentral über die zentrale Durchgangsöffnung und die gaspermeable Membran, radial auswärts durch die zweite Klemmstruktur des Oberteils und zwischen der zylindrischen Wand des Oberteils und dem radial nach innen zurückversetzten Bereich der Wand im Verbindungsbereich des Unterteils hindurch nach außen. Auf diesem Weg kann ein Gas, wie beispielsweise Luft, aus dem Inneren des Gehäuses nach außen und umgekehrt strömen.

Sollte der Druck im Inneren des Gehäuses aufgrund eines außergewöhnlichen Ereignisses, wie beispielsweise eines Unfalls, unerwartet hoch ansteigen, verformt der erhöhte Luftstrom zusätzlich die elastische Dichtungskomponente, sodass ein Spalt zwischen der elastischen Dichtungskomponente und dem Unterteil, insbesondere benachbart zur zentralen Durchgangsöffnung, entsteht. Aufgrund der spezifischen Anordnung der elastischen Dichtungskomponente ist jedoch nur eine Entlüftung aus dem Gehäuse über die elastische Dichtungskomponente realisierbar. Ein Einströmen von Gas, wie beispielsweise Luft, von außen nach innen erfolgt ausschließlich über die gaspermeable Membran und die zentrale Durchgangsöffnung.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung ist, dass durch die Klemmbefestigung der elastischen Dichtungskomponente eine schnelle und einfache Montage möglich ist, was die Herstellung vereinfacht. Zudem kann auf einfache Weise die erforderliche Kraft, mit der die elastische Dichtungskomponente festgehalten wird, eingestellt werden. Weiterhin ist eine Kompensation von Fertigungstoleranzen möglich, was das Herstellungsverfahren zusätzlich vereinfacht.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch den Aufbau der Druckausgleichsvorrichtung sowie die Verbindung zwischen Oberteil und Unterteil ein besonderer Schutz der gaspermeablen Membran aufgrund der Öffnungen zur Seite hin vorliegt. So ist beispielsweise das Eindringen von Feuchtigkeit in die Druckausgleichsvorrichtung erschwert. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass der Boden des Oberteils vollständig geschlossen ausgebildet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Druckausgleichsvorrichtung ist der radial nach innen ragende, umlaufende Vorsprung benachbart zur zentralen Durchgangsöffnung in Richtung des zweiten axialen Endes domförmig ausgebildet, so dass die gaspermeable Membran und die elastische Dichtungskomponente in unterschiedlichen axialen Höhen angeordnet sind und der Dichtbereich der elastischen Dichtungskomponente zumindest teilweise an der domförmigen Ausgestaltung anliegt. Anders ausgedrückt und bezogen auf das Vorhandensein des radial inneren Rings und des radial äußeren Rings sind der radial innere Ring und der radial äußere Ring in axialer Richtung voneinander beabstandet angeordnet. Dabei ist der radial innere Ring in axialer Richtung näher am zweiten axialen Ende angeordnet als der radial äußere Ring. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass der radial innere Ring in einer axialen Höhe angeordnet ist, die unterhalb des durch die Wand der Verbindungsstruktur definierten zweiten axialen Endes liegt. Andernfalls würde der Boden des Oberteils im zusammengebauten Zustand auf der gaspermeablen Membran aufliegen, die auf der zentralen Durchgangsöffnung angeordnet ist, und deren ordnungsgemäße Funktionsweise möglicherweise behindern.

Weiterhin können der radial äußere Ring und die Verbindungsstege, die die Mehrzahl an Durchlässen definieren, zumindest teilweise in der gleichen Ebene angeordnet sein. In diesem Fall resultiert die Dom-Form beispielsweise aufgrund eines konisch in Richtung des zweiten axialen Endes ragenden Kegels bzw. einer konischen Struktur, der bzw. die an der radial inneren Seite der Verbindungsstege beginnt und in einem Plateau endet, das Teil des radial inneren Rings ist und auf dem die gaspermeable Membran befestigt ist. Der konische Kegel bzw. die konische Struktur weist benachbart zu den Verbindungsstegen den größeren Durchmesser auf, so dass der Durchmesser am Plateau geringer ist.

In einer ersten besonders bevorzugten Alternative veijüngt sich der Außenumfang der konischen Struktur stetig vom Bereich benachbart zu den Verbindungsstegen hin zu dem Plateau. Insbesondere in diesem Fall dichtet die umlaufende elastische Dichtungskomponente radial innen zu dem koaxial im Unterteil vorhandenen Dom bzw. der konischen Struktur ringförmig ab. Aufgrund der konischen Struktur wird die durch die elastische Dichtungskomponente erzielte Abdichtung weiter verbessert und ein Einströmen von Gas, wie beispielsweise Luft, in das Innere des Gehäuses über die Mehrzahl an Durchlässen besonders effektiv verhindert.

In einer zweiten, ebenfalls bevorzugten Alternative, weist der radial nach innen ragende, umlaufende Vorsprung im Bereich der domförmigen Ausgestaltung eine Stufe auf, auf der der Dichtbereich der elastischen Dichtungskomponente zumindest teilweise aufliegt. Somit veijüngt sich der Außenumfang nicht stetig, sondern weist die Stufe auf. Auch hierdurch kann das Einströmen von Gas, wie beispielsweise Luft, in das Innere des Gehäuses über die Mehrzahl an Durchlässen effektiv verhindert werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass in der zentralen Durchgangsöffnung eine Mehrzahl von sternförmig angeordneten Verbindungsstegen vorhanden ist. Aufgrund der Verbindungsstege in der zentralen Durchgangsöffnung, d.h. im Inneren des radial inneren Rings des radial nach innen ragenden, umlaufenden Vorsprungs, wird eine schlagartige Belastung der gaspermeablen Membran abgemildert. Weiterhin ist die gaspermeable Membran aufgrund der Anordnung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil bereits vor der Montage der zusammengebauten Druckausgleichsvorrichtung in der Öffnung des Gehäuses gegen mechanische Beschädigungen, Missbrauch und dergleichen geschützt.

Die oben beschriebene Wirkung der Verbindungsstege gilt auch für die Verbindungsstege benachbart zu oder unterhalb der elastischen Dichtungskomponente, die die Mehrzahl an ringförmig angeordneten Durchlässen definieren. Somit wird eine schlagartige Belastung sowohl der gaspermeablen Membran wie auch der elastischen Dichtungskomponente bei einem außergewöhnlichen Ereignis effektiv verhindert.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Druckausgleichsvorrichtung weist die elastische Dichtungskomponente einen T-förmig ausgestalten Befestigungsbereich auf, so dass sich der Dichtbereich senkrecht von dem T-förmigen Befestigungsbereich erstreckt. Gerade diese Ausgestaltung kann besonders vorteilhaft zwischen der ersten Klemmstruktur des Unterteils und der zweiten Klemmstruktur des Oberteils eingeklemmt werden. Zudem sind aufgrund der T-förmi- gen Ausgestaltung mögliche Herstellungstoleranzen des Oberteils und des Unterteils effektiv ausgleichbar. Auch ist die elastische Dichtungskomponente insbesondere aufgrund des T-förmi- gen Befestigungsbereichs so ausgestaltet, dass sie beidseitig verwendbar ist. Hierdurch ist eine lagerichtige Zuführung nicht erforderlich. Dies vereinfacht die Automatisierung der Herstellung bzw. des Zusammenbaus der Druckausgleichsvorrichtung.

Weiterhin ist es gemäß einer ersten Alternative bevorzugt, dass die elastische Dichtungskomponente aufweist: einen sich radial nach innen verjüngenden Dichtbereich und/oder mindestens einen axial nach oben oder unten ragenden ringförmigen Vorsprung bzw. mindestens eine axial nach oben oder unten ragende ringförmige Dichtlippe auf einer radial inneren Seite des Dichtbereichs, vorzugsweise drei ringförmige Vorsprünge oder Dichtlippen und besonders bevorzugt drei axial nach oben und drei axial nach unten ragende ringförmige Vorsprünge oder Dichtlippen. Die elastische Dichtungskomponente mit dem sich radial nach innen verjüngenden Dichtbereich stellt im Ausgangszustand eine gerade ausgebildete und symmetrisch gefertigte elastische Dichtungskomponente dar. Dabei wird gerade der radial innere Bereich des Dichtbereichs, d.h. der Bereich mit der geringsten Dicke, bei Verwendung in der Druckausgleichsvorrichtung so verformt, dass er vorzugsweise an dem domförmigen Bereich anliegt. Die dadurch erzeugte erhöhte Vorspannung sorgt für eine weiter verbesserte Abdichtung der Mehrzahl an Durchgangsöffnungen im Normalbetrieb.

Anstelle der sich verjüngenden Ausbildung des Dichtbereichs oder zusätzlich hierzu weist die elastische Dichtungskomponente mindestens einen ringförmigen Vorsprung oder eine ringförmige Dichtlippe auf mindestens einer Seite auf, vorzugsweise drei ringförmige Strukturen bzw. Vorsprünge oder Dichtlippen auf jeder Seite auf. Gerade diese Ausgestaltung mit dem mindestens einen ringförmigen Vorsprung bzw. der mindestens einen ringförmigen Dichtlippe sorgt dafür, dass die Flexibilität der elastischen Dichtungskomponente weiter erhöht und somit die Abdichtung gerade am domförmigen Bereich des radial nach innen ragenden, umlaufenden Vorsprungs des Unterteils zusätzlich verbessert ist.

Gemäß einer zweiten Alternative ist es bevorzugt, dass die elastische Dichtungskomponente im Querschnitt radial innen kurvenförmig verläuft, vorzugsweise umgekehrt U-förmig. Der kurvenförmige Verlauf und somit insbesondere die umgekehrte U-Form ist benachbart zur radialen Innenseite des Dichtbereichs der elastischen Dichtungskomponente vorhanden. Der Begriff umgekehrt U-förmig bezeichnet dabei einen kurvenförmigen Verlauf, der von der radialen Innenseite in Richtung der radialen Außenseite im eingebauten Zustand der elastischen Dichtungskomponente zunächst in Richtung des zweiten axialen Endes des Unterteils bis zu einem Scheitelpunkt und zurück auf die Ausgangshöhe verläuft, vorzugsweise auf die Höhe des Befestigungsbereichs. Mit dieser besonderen Art der Ausgestaltung kann, insbesondere in Kombination mit einer im domförmigen Bereich vorhandenen Stufe, wie oben erläutert, eine weiter erhöhte elastische Vorspannung erzeugt werden. Somit ist das Ab dichtverhalten weiter verbessert. Nachteilig ist allerdings, dass insbesondere diese Ausgestaltung lagerichtig zugeführt werden muss, was die Herstellung oder den Zusammenbau der Druckausgleichsvorrichtung aufwendiger gestaltet.

Vorteilhafterweise besteht das Oberteil und/oder das Unterteil aus thermoplastischem Kunststoff.

Auf diese Weise kann die Druckausgleichsvorrichtung gezielt an die Temperaturanforderungen und die erforderliche chemische Beständigkeit des Einsatzbereichs angepasst werden. Beispielsweise handelt es sich bei den für das Oberteil und/oder das Unterteil verwendeten Materialen um PP-GF, PBT, PA6 oder PA66.

Weiterhin ist die Druckausgleichsvorrichtung vorzugsweise so ausgestaltet, dass die gaspermeable Membran an dem radial nach innen ragenden, umlaufenden Vorsprung benachbart zur zentralen Durchgangsöffnung mittels Kleben, Schweißen oder integralem Umspritzen befestigt ist. Hierdurch kann die Druckausgleichsvorrichtung an den jeweiligen Anwendungsfall und die verwendete gaspermeable Membran angepasst werden. So kann die gaspermeable Membran eine selbstklebend ausgerüstete Membranfolie für die Be- und Entlüftung von Gehäusen sein. Der Druckausgleich oder Gasdurchlass findet über eine klebefreie Zone statt. Die gaspermeable Membran kann alternativ auch verschweißt werden. Alternativ zu diesen Befestigungsmethoden ist es ebenso realisierbar, die gaspermeable Membran bei der Herstellung des Unterteils zu umspritzen, was nachfolgend im Rahmen der Herstellungsverfahren erläutert wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht die elastische Dichtungskomponente aus Silikon, Gummi oder einem thermoplastischen Elastomer. Zudem umfasst die Druckausgleichsvorrichtung radial außen vorzugsweise eine Dichtung wie einen O-Ring, insbesondere benachbart zu einem radial nach außen ragenden Flansch zwischen dem Befestigungsbereich und dem Verbindungsbereich. In beiden Fällen, d.h. sowohl für die elastische Dichtungskomponente wie auch die Dichtung, insbesondere den O-Ring, ist die Verwendung eines Materials, wie beispielsweise eines Elastomers, wichtig, das den jeweiligen Temperaturanforderungen standhält und die gewünschte chemische Beständigkeit für den jeweiligen Einsatzbereich aufweist. Somit kann die Druckausgleichsvorrichtung weiter an den gewünschten Anwendungsfall angepasst werden. Im Hinblick auf die erforderliche Härte für die elastische Dichtungskomponente und/oder die Dichtung, insbesondere den O-Ring, können diese eine ähnliche Härte aufweisen, beispielsweise im Bereich zwischen 40 und 70 Shore A. Insbesondere die Ausgestaltung der elastischen Dichtungskomponente mit dem kurvenförmigen Verlauf weist vorzugsweise eine höhere Härte von bis zu 80 Shore A auf.

Schließlich ist es vorteilhaft, dass der Befestigungsbereich der Druckausgleichsvorrichtung als Gewinde, Bajonettverschluss, Raststruktur oder Klebestruktur ausgestaltet ist. Aufgrund dieses grundsätzlich frei gestaltbaren Befestigungsbereichs ist die Befestigung der Druckausgleichsvorrichtung im Gehäuse flexibel realisierbar und an den gewünschten Anwendungsfall gezielt anpassbar.

Ein erfindungsgemäßes Gehäuse, vorzugsweise ein Batteriegehäuse, mit einer Öffnung weist eine in der Öffnung angeordnete erfindungsgemäße Druckausgleichsvorrichtung auf. Da das Gehäuse die erfindungsgemäße Druckausgleichsvorrichtung umfasst, wird im Hinblick auf die sich ergebenden technischen Effekte und Vorteile auf die obigen Ausführungen verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden.

Ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren einer erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung weist die folgenden Schritte auf: Spritzgießen eines hohlzylindrischen Unterteils, das radial außen an einem ersten axialen Ende einen Befestigungsbereich zur Befestigung an dem Gehäuse und an einem zweiten axialen Ende einen Verbindungsbereich umfasst, wobei das hohlzylindrische Unterteil einen radial nach innen ragenden, umlaufenden Vorsprung aufweist, der eine zentrale Durchgangsöffnung definiert und auf einer dem zweiten axialen Ende zugewandten Seite eine erste, vorzugsweise ringförmige, Klemm Struktur, insbesondere eine erste ringförmige Nut, sowie zwischen der zentralen Durchgangsöffnung und der ersten Klemmstruktur eine Mehrzahl ringförmig angeordneter Durchlässe aufweist, und Spritzgießen eines Oberteils mit einer zylindrischen Wand und einem Boden, das eine in axialer Richtung von dem Boden vorstehende zweite Klemmstruktur umfasst, die insbesondere ringförmig angeordnet ist und/oder eine zweite Nut aufweist sowie vorzugsweise in axialer Richtung parallel zur zylindrischen Wand verläuft, Befestigen einer gaspermeablen Membran auf dem Unterteil, Anordnen einer elastischen Dichtungskomponente mit einem Befestigungsbereich in der ersten Klemmstruktur des Unterteils, wobei sich ein Dichtbereich der elastischen Dichtungskomponente radial einwärts in Richtung der zentralen Durchgangsöffnung erstreckt, und Anordnen des Oberteils auf dem Unterteil, so dass das Oberteil mit dem Verbindungsbereich am zweiten axialen Ende des Unterteils in Eingriff steht und die elastische Dichtungskomponente mit dem Befestigungsbereich zwischen der ersten Klemmstruktur des Unterteils und der zweiten Klemmstruktur des Oberteils angeordnet ist, wobei die elastische Dichtungskomponente die Mehrzahl an Durchlässen so abdichtet, dass ein Be- und Entlüftungsweg über die zentrale Durchgangsöffnung und die gaspermeable Membran und ein Notentlüftungsweg über die Mehrzahl an Durchlässen und die elastische Dichtungskomponente verläuft. Mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird die erfindungsgemäße Druckausgleichsvorrichtung hergestellt. Daher wird im Hinblick auf die sich ergebenden technischen Effekte sowie die damit in Zusammenhang stehenden Vorteile erneut auf die obigen Ausführungen zur erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens umfasst der Schritt des Befestigens der gaspermeablen Membran auf dem Unterteil das Umspritzen der gaspermeablen Membran während des Spritzgießens des Unterteils. Auf diese Weise ist das Herstellungsverfahren weiter vereinfacht, da ein gesonderter Schritt zur Befestigung der gaspermeablen Membran am Unterteil entfällt.

4, Kurzzusammenfassung der Zeichnungen

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnen dabei gleiche Bauteile und/oder Elemente. Es zeigen:

Figur 1 eine Explosionsansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung mit einer ersten Ausführungsform einer elastischen Dichtungskomponente,

Figur 2 eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1 im zusammengebauten Zustand,

Figur 3 eine Schnittansicht der Ausführungsform gemäß Figur 1 mit der ersten Ausführungsform der elastischen Dichtungskomponente,

Figur 4 eine perspektivische Ansicht des Unterteils gemäß der Ausführungsform aus Fig. 1 von unten,

Figur 5 eine Draufsicht auf das Unterteil gemäß Fig. 4,

Figur 6 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Teils des Verbindungsbereichs des Unterteils gemäß Fig. 4, Figur 7 eine perspektivische Ansicht des Oberteils gemäß der Ausführungsform gemäß Fig. 1,

Figur 8 eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform der elastischen Dichtungskomponente,

Figur 9 eine Schnittansicht der elastischen Dichtungskomponente gemäß Fig.8,

Figur 10 eine Schnittansicht der Druckausgleichsvorrichtung mit einer zweiten Ausführungsform der elastischen Dichtungskomponente,

Figur 11 eine perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform der elastischen Dichtungskomponente,

Figur 12 eine Schnittansicht der elastischen Dichtungskomponente gemäß Fig.11,

Figur 13 eine Schnittansicht der Druckausgleichsvorrichtung mit einer dritten Ausführungsform der elastischen Dichtungskomponente,

Figur 14 eine perspektivische Ansicht der dritten Ausführungsform der elastischen Dichtungskomponente,

Figur 15 eine Schnittansicht der elastischen Dichtungskomponente gemäß Fig.14 und

Figur 16 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens der Druckausgleichsvorrichtung.

5, Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Eine Ausführungsform einer Druckausgleichsvorrichtung 1 ist in Figur 1 in Explosionsansicht, in Figur 2 im zusammengebauten Zustand und in Figur 3 in Schnittansicht gezeigt. Die Druckausgleichsvorrichtung 1 wird in einem Gehäuse, beispielsweise einem Batteriegehäuse einer Antrieb sbatterie eines Elektrofahrzeugs, eingesetzt.

Wie insbesondere anhand von Figur 1 erkennbar ist, umfasst die Druckausgleichsvorrichtung 1 grundlegend ein Unterteil 10, eine gaspermeablen Membran 50, ein Oberteil 60 sowie eine elastische Dichtungskomponente 80. In der vorliegenden Ausführungsform ist weiterhin ein O-Ring 90 zur Abdichtung bei der Befestigung in einer Öffnung des Gehäuses (nicht dargestellt) als Dichtung vorgesehen.

Die einzelnen Bestandteile der Druckausgleichsvorrichtung 1 werden nachfolgend einzeln diskutiert. Daher wird zunächst auf das Unterteil 10 eingegangen, das in den Figuren 4-6 dargestellt ist.

Das Unterteil 10 ist hohlzylindrisch ausgebildet und weist an einem ersten axialen Ende 12 einen Befestigungsbereich 14 zur Befestigung an dem Gehäuse auf. Im vorliegenden Fall weist der Befestigungsbereich 14 ein Außengewinde 16 auf.

An einem zweiten axialen Ende 18 ist ein Verbindungsbereich 20 vorgesehen. Der Verbindungsbereich 20 wird aufgrund der hohlzylindrischen Ausgestaltung des Unterteils 10 insbesondere durch eine ringförmige Wand gebildet, wobei im Verbindungsbereich 20 radial nach außen vorstehende Bereiche 22 im Wechsel mit radial nach innen zurückversetzten Bereichen 26 angeordnet sind. Die radial nach außen vorstehenden Bereiche 22 weisen zusätzlich ein Rastmerkmal 24 auf, das sich radial nach außen erstreckt. Der Vorteil dieses Aufbaus und die Funktionsweise werden später bei der Diskussion der zusammengebauten Druckausgleichsvorrichtung 1 erläutert.

Der Vollständigkeit halber ist darauf hingewiesen, dass anstelle der radial nach innen zurückversetzten Bereiche 26 an diesen Stellen ebenfalls Öffnung oder Durchbrüche vorhanden sein könnten. In diesem Fall würde der Verbindungsbereich 20 aus axialen Vorsprüngen bestehen, die den radial nach außen vorstehenden Bereich 22 darstellen und das sich radial nach außen erstreckende Rastmerkmal 24 aufweisen. Zwischen dem Befestigungsbereich 14 und dem Verbindungsbereich 20 ist ein radial nach außen ragender Flansch 28 vorgesehen. In der dargestellten Ausführungsform ist dieser sechseckig und mit abgerundeten Ecken ausgebildet. Im Ergebnis stellt der Flansch 28 ein Antriebsmerkmal zum Einschrauben der Druckausgleichsvorrichtung 1 über das Außengewinde 16 des Befestigungsbereich 14 in die Öffnung des Gehäuses bereit, das in diesem Fall ein entsprechendes Innengewinde umfasst.

Um eine entsprechende Abdichtung der Druckausgleichsvorrichtung 1 in der Öffnung des Gehäuses bereitzustellen, ist der O-Ring 90 als Dichtung vorgesehen. Dieser ist, wie in den Figuren 1 bis 3 ersichtlich, im Befestigungsbereich 14 angrenzend an den Flansch 28 angeordnet.

Im Inneren des Unterteils 10 ist weiterhin ein radial nach innen ragender, umlaufender Vorsprung 30 vorgesehen. Dieser dient der Bildung des Be- und Entlüftungswegs sowie des Notentlüftungswegs. Beides wird später bei der Verwendung der Druckausgleichsvorrichtung 1 erläutert. Der radial nach innen ragende, umlaufende Vorsprung 30 besteht, von oben betrachtet, aus einem radial äußeren Ring 32, sich davon radial nach innen erstreckenden Verbindungsstegen 34 sowie einem radial inneren Ring 36. Zwischen den Verbindungsstegen 34 sind daher entsprechende ringförmig angeordnete Durchlässe 38 vorhanden. Diese dienen der Notentlüftung, was ebenfalls später verdeutlicht wird. Weiterhin ist aufgrund dieser Struktur eine zentrale Durchgangsöffnung 44 vorhanden, die insbesondere durch den radial inneren Ring 36 des radial nach innen ragenden, umlaufenden Vorsprungs 30 definiert wird.

In der vorliegenden Ausgestaltung ist der radial innere Ring 36 domförmig ausgebildet mit einer konischen Struktur 40. Die konische Struktur 40 erstreckt sich stetig verjüngend von einem Bereich benachbart zu den Verbindungsstegen 34 in Richtung eines Plateaus. Dies ist insbesondere im Rahmen der Schnittdarstellung in Figur 3 ersichtlich. Im Inneren der zentralen Durchgangsöffnung 44 sind weiterhin sternförmig angeordnete Verbindungsstege 46 vorgesehen. Diese sind axial in Richtung des ersten axialen Endes 12 des Unterteils 10 beabstandet von dem Plateau und mit dem Plateau über eine umlaufende Wandstruktur verbunden. Die Bedeutung dieser Verbindungsstege 46 sowie der Verbindungsstege 34 am radial äußeren Ring 32 wird später erläutert.

Auf dem Plateau, d.h. auf dem radial inneren Ring 36 ist die gaspermeable Membran 50 angeordnet, die die zentrale Durchgangsöffnung 44 abdeckt. Im Hinblick auf die axiale Höhe des Plateaus ist zu beachten, dass dieses unterhalb des zweiten axialen Endes 18 angeordnet ist, das durch den Verbindungsbereich 20 definiert wird. Andernfalls bestünde die Gefahr, dass später im zusammengebauten Zustand das Oberteil 60 die ordnungsgemäße Funktionsweise der gaspermeablen Membran 50 behindert.

Abschließend ist festzuhalten, dass der radial äußere Ring 32 des radial nach innen ragenden, umlaufenden Vorsprungs 30 eine erste ringförmige Klemmstruktur 47 in Form einer ersten ringförmigen Nut 48 aufweist, die auf der dem zweiten axialen Ende 18 zugewandten Seite gebildet ist.

Nun Bezug nehmend auf Figur 7 wird der Aufbau des Oberteils 60 erläutert. Dieses besteht aus einer zylindrischen Wand 62 sowie einem Boden 64. Weiterhin ist eine zweite Klemmstruktur 66 vorgesehen, die in axialer Richtung von dem Boden 64 vorsteht und ringförmig angeordnet ist. Die zweite Klemmstruktur 66 weist eine zweite Nut 70 auf, die dementsprechend ebenfalls ringförmig verläuft. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die zweite Klemmstruktur 66 zudem in axialer Richtung parallel zur zylindrischen Wand 62.

An der radialen Innenseite der zylindrischen Wand 62 ist weiterhin ein umlaufendes Rastmerkmal 72 vorgesehen. Dieses steht im zusammen gebauten Zustand mit den Rastmerkmalen 24 im Verbindungsbereich 20 des Unterteils 10 in Eingriff. Beispielsweise handelt es sich bei dem Rastmerkmal 72 um eine umlaufende Nut in der zylindrischen Wand 62. Insbesondere wird auf diese Weise eine Positionssicherung in axialer Richtung geschaffen, sodass ein zerstörungsfreies Trennen von Oberteil 60 und Unterteil 10 nicht mehr realisierbar ist.

Wieder bezugnehmend auf das Oberteil 60 ist die zweite Klemmstruktur 66 mit einer Mehrzahl an Durchbrüchen oder Aussparungen 67 versehen, wodurch eine Mehrzahl an Stegen 68 resultiert. Anstelle der Durchbrüche oder Aussparungen 67 könnten auch Öffnungen wie beispielsweise Bohrungen in der zweiten Klemmstruktur 66 oder dergleichen vorgesehen sein. Diese Durchbrüche, Öffnungen oder Aussparungen 67 sind erforderlich, um einen Strömungsweg vom Inneren der Druckausgleichsvorrichtung 1 nach außen und umgekehrt sicherzustellen. Dies gilt analog für die radial nach innen zurückversetzten Bereiche 26 im Verbindungsbereich 20 des Unterteils 10. Denn hier könnten anstelle des radial nach innen zurückversetzten Bereichs 26 ebenfalls Durchbrüche oder Aussparungen vorgesehen sein, um den Strömungsweg aus dem und in das Innere der Druckausgleichsvorrichtung 1 sicherzustellen. In der dargestellten Ausführungsform des Oberteils 60 ist der Boden 64 geschlossen ausgebildet. Alternativ hierzu kann im Bereich des Bodens 64 des Oberteils 60 auch eine oder eine Mehrzahl an Öffnungen vorgesehen sein, um die Be- und Entlüftung weiter zu unterstützen. Ein Nachteil hierbei ist jedoch, dass Feuchtigkeit leichter in das Innere der Druckausgleichsvorrichtung 1 eindringen kann im Vergleich zu einem geschossen ausgebildeten Boden 64.

In den Figuren 8 und 9 ist ein erste Ausführungsform der elastischen Dichtungskomponente 80 dargestellt. Diese besteht aus einem radial äußeren T-förmigen Befestigungsbereich 82 sowie einem sich radial einwärts erstreckenden Dichtbereich 84. Damit die Dichtungskomponente 80 im zusammengebauten Zustand der Druckausgleichsvorrichtung 1 nicht die zentrale Durchgangsöffnung 44 und/oder die gaspermeable Membran 50 abdeckt und in ihrer Funktion behindert, weist die elastische Dichtungskomponente 80 mittig eine Öffnung auf. Die radial innere Seite des Dichtbereichs 84 liegt daher bevorzugt am radial inneren Ring 36 und insbesondere der konischen Struktur 40 des radial nach innen ragenden, umlaufenden Vorsprungs 30 an und dichtet auf diese Weise die Durchlässe 38 ab.

Ein Vorteil dieser Ausführungsform der elastischen Dichtungskomponente 80 ist, dass sie symmetrisch ausgebildet ist. Somit kommt es nicht auf eine lagerichtige Orientierung beim Zusammenbau an, vielmehr kann die elastische Dichtungskomponente in jeder Orientierung zugeführt werden und ihre Funktion erfüllen.

Wie insbesondere aus Figur 9 ersichtlich ist, verjüngt sich der Dichtbereich 84 von dem radial äußeren Ende in Richtung des radial inneren Endes. Dies ist bevorzugt, da die elastische Dichtungskomponente 80 mit dem Dichtbereich 84 an der domförmigen bzw. konischen Struktur 40 im zusammengebauten Zustand anliegt, wie aus Figur 3 ersichtlich und oben erläutert. Insbesondere wird das radial innere Ende des Dichtbereichs 84 in Richtung des zweiten axialen Endes 18 gebogen. Somit ist eine entsprechende Vorspannung erzeugt, sodass die elastische Dichtungskomponente 80 effektiv die Durchlässe 38 abdichtet.

Bei Verwendung der Druckausgleichsvorrichtung 1 verläuft der herkömmliche Be- und Entlüftungsweg somit über die zentrale Durchgangsöffnung 44 sowie die gaspermeable Membran 50, radial auswärts durch die zweite Klemmstruktur 66 des Oberteils 60 und zwischen der zylindrischen Wand 62 des Oberteils 60 und dem radial nach innen zurückversetzten Bereich 26 im Verbindungsbereich 20 des Unterteils 10 hindurch nach außen. Auf diesem Weg kann ein Gas, wie beispielsweise Luft, aus dem Inneren des Gehäuses nach außen und umgekehrt strömen. Ein Vorteil dieses Aufbaus ist, dass die gaspermeable Membran 50 vor Feuchtigkeit und Verunreinigungen besonders geschützt ist. Weiterhin ist der Zusammenbau aufgrund der geringen Anzahl an Bauteilen sowie der symmetrisch ausgebildeten elastischen Dichtungskomponente 80 vereinfacht. Zudem ist zu beachten, dass aufgrund des Befestigungsbereichs 82 der elastischen Dichtungskomponente 80 weiterhin fertigungsbedingte Toleranzen zwischen dem Oberteil 60 und dem Unterteil 10 im Vergleich zum Stand der Technik besser ausgleichbar sind, was die Herstellung weiter vereinfacht.

Die Verbindungsstege 34 und 46 dienen dazu eine schlagartige Belastung auf die gaspermeable Membran 50 und die elastische Dichtungskomponente 80 abzumildem. Zudem wird so die gaspermeable Membran 50, aber auch die elastische Dichtungskomponente 80 aufgrund der Anordnung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil bereits vor der Montage der zusammengebauten Druckausgleichsvorrichtung 1 in der Öffnung des Gehäuses gegen mechanische Beschädigungen, Missbrauch und dergleichen geschützt.

Nun bezugnehmend auf die Figuren 10-12 ist eine alternative Ausführungsform der Druckausgleichsvorrichtung 100 gezeigt, in der insbesondere eine andere Ausführungsform einer elastischen Dichtungskomponente 180 verwendet wird. Im Übrigen ist der Aufbau der Druckausgleichsvorrichtung 100 im Hinblick auf das Unterteil 10, die gaspermeable Membran 50 und das Oberteil 60 sowie den O-Ring 90 identisch mit der ersten Ausführungsform der Druckausgleichsvorrichtung 1. Daher ist die Funktionsweise ebenfalls gleich zur ersten Ausführungsform der Druckausgleichsvorrichtung 1.

In der zweiten Ausführungsform weist die elastische Dichtungskomponente 180 ebenfalls den Befestigungsbereich 182 auf, der T-förmig ausgebildet ist. Ebenso ist der Dichtbereich 184 vorgesehen, der sich von einem radial äußeren Ende zu einem radial inneren Ende hin verjüngt, wobei mittig eine Öffnung zur Anlage an dem domförmigen Bereich bzw. der konischen Struktur 40 vorgesehen ist.

Im Unterschied zu der vorherigen Ausführungsform umfasst die Dichtungskomponente 180 nun jedoch drei ringförmige Vorsprünge oder Dichtlippen 186 auf jeder Seite des Dichtbereichs 184 benachbart zum radial inneren Ende. Diese ringförmigen Vorsprünge oder Dichtlippen 186 erstrecken sich somit in axialer Richtung von dem Dichtbereich 184. Die ringförmigen Vorsprünge oder Dichtlippen 186 erhöhen die Flexibilität der elastischen Dichtungskomponente 180 im Dichtbereich 184 und verbessern insbesondere die Vorspannung an der konischen Struktur 40. Somit ist die Abdichtung der Durchlässe 38 durch die elastische Dichtungskomponente 180 weiter verbessert.

Eine weitere Alternative einer Druckausgleichsvorrichtung 200 ist in den Figuren 13-15 gezeigt. Auch diese Ausgestaltung entspricht im Hinblick auf den grundlegenden Aufbau den vorherigen Ausführungsformen, so dass nachfolgend insbesondere die Unterschiede diskutiert werden. Der grundsätzliche Verlauf des Be- und Entlüftungswegs sowie des Notentlüftungswegs ist gleich zu den vorherigen Ausführungsformen der Druckausgleichsvorrichtung 1; 100.

In der Ausgestaltung der Druckausgleichsvorrichtung 200 weist ein Dichtbereich 284 einer elastischen Dichtungskomponente 280 einen kurvenförmigen Bereich 288 auf. Dieser ist insbesondere umgekehrt U-förmig gebildet. Umgekehrt U-förmig bedeutet hierbei, dass der Verlauf vom radial inneren Ende des Dichtbereichs 284 in Richtung des zweiten axialen Endes 18 des Unterteils 10 bis zu einem Scheitelpunkt ansteigt und danach auf die Ausgangshöhe abfällt.

Eine Abdichtung mit dieser Ausgestaltung der elastischen Dichtungskomponente 280 ist besonders effektiv, wenn die konische Struktur 240 nicht stetig ausgebildet ist, sondern eine Stufe 242 aufweist, auf der das radial innere Ende des Dichtbereichs 284 aufliegt. Denn auf diese Weise kann die Vorspannung weiter erhöht werden und eine effektive Abdichtung der Durchlässe 38 erzielt werden. Ein Nachteil dieser Ausgestaltung ist jedoch, dass die elastische Dichtungskomponente 280 aufgrund des Dichtbereichs 284 lagerichtig zugeführt werden muss, auch wenn der Befestigungsbereich 282 analog zu den vorherigen Ausführungsformen T-förmig ausgebildet ist.

Abschließend wird das Herstellungsverfahren der Druckausgleichsvorrichtung 1; 100; 200 anhand des Flussdiagramms gemäß Figur 16 erläutert.

So erfolgt in einem ersten Schritt A ein Spritzgießen des hohlzylindrischen Unterteils 10; 210. Wie oben aufgezeigt weist das Unterteil 10; 210 radial außen an einem ersten axialen Ende 12 einen Befestigungsbereich 14 zur Befestigung an dem Gehäuse und an einem zweiten axialen Ende 18 einen Verbindungsbereich 20 auf. Zudem weist das hohlzylindrische Unterteil 10; 210 einen radial nach innen ragenden, umlaufenden Vorsprung 30 auf, der eine zentrale Durchgangsöffnung 44 definiert. Ebenso umfasst das Unterteil 10; 210 auf einer dem zweiten axialen Ende 18 zugewandten Seite eine erste, vorzugsweise ringförmige Klemmstruktur 47, insbesondere eine erste ringförmige Nut 48, sowie zwischen der zentralen Durchgangsöffnung 44 und der ersten Klemmstruktur 47 eine Mehrzahl ringförmig angeordneter Durchlässe 38. Vorteilhafterweise wird der Befestigungsbereich 14 als Gewinde, Bajonettverschluss, Raststruktur oder Klebestruktur ausgestaltet. Aufgrund dieses grundsätzlich frei gestaltbaren Befestigungsbereichs 14 ist die Befestigung der Druckausgleichsvorrichtung 1; 100; 200 im Gehäuse flexibel realisierbar und an den gewünschten Anwendungsfall gezielt anpassbar.

In einem zweiten Schritt B erfolgt ein Spritzgießen des Oberteils 60 mit der zylindrischen Wand 62 und dem Boden 64, das eine in axialer Richtung von dem Boden 64 vorstehende zweite Klemmstruktur 66 umfasst. Insbesondere ist diese ringförmig angeordnet und umfasst eine zweite Nut 70. Vorzugsweise verläuft die zweite Klemmstruktur 66 in axialer Richtung parallel zur zylindrischen Wand 62.

Vorteilhafterweise wird als Material für das Oberteil 60 und/oder das Unterteil 10; 210 ein thermoplastischer Kunststoff verwendet. Auf diese Weise kann die Druckausgleichsvorrichtung 1; 100; 200 gezielt an die Temperaturanforderungen und die erforderliche chemische Beständigkeit des Einsatzbereichs angepasst werden. Beispielsweise handelt es sich bei den für das Oberteil 60 und/oder das Unterteil 10; 210 verwendeten Materialen um PP-GF, PBT, PA6 oder PA66.

Ein Befestigen der gaspermeablen Membran 50 auf dem Unterteil 10; 210 erfolgt in Schritt C. Dabei wird die gaspermeable Membran 50 insbesondere am radial inneren Ring 36 des radial nach innen ragenden Vorsprungs 30 des Unterteils 10; 210 befestigt. Dies kann einerseits mittels Kleben oder Schweißen erfolgen. So kann die gaspermeable Membran 50 eine selbstklebend ausgerüstete Membranfolie für die Be- und Entlüftung von Gehäusen sein. Der Druckausgleich oder Gasdurchlass findet über eine klebefreie Zone statt. Die gaspermeable Membran kann alternativ auch verschweißt werden. Weiterhin ist es ebenso realisierbar, die gaspermeable Membran bei der Herstellung des Unterteils 10; 210 zu umspritzen. Auf diese Weise ist das Herstellungsverfahren weiter vereinfacht, da ein gesonderter Schritt zur Befestigung der gaspermeablen Membran 50 am Unterteil 10; 210 und insbesondere an dem radial nach innen ragenden Vorsprung 30 entfällt.

In Schritt D wird die elastische Dichtungskomponente 80; 180; 280 mit einem Befestigungsbereich 82; 182; 282 in der ersten, vorzugsweise ringförmigen, Klemmstruktur 47, insbesondere der ersten ringförmigen Nut 48, des Unterteils 10; 210 angeordnet. Der Dichtbereich 84; 184; 284 der elastischen Dichtungskomponente 80; 180; 280 erstreckt sich dabei radial einwärts in Richtung der zentralen Durchgangsöffnung 44.

Ein Anordnen des Oberteils 60 auf dem Unterteil 10 findet in Schritt E so statt, dass das Oberteil 60 mit dem Verbindungsbereich 20 am zweiten axialen Ende 18 des Unterteils 10; 210 in Eingriff steht und die elastische Dichtungskomponente 80; 180; 280 mit dem Befestigungsbereich 82; 182; 282 zwischen der ersten Klemmstruktur 47 des Unterteils 10 und der zweiten Klemmstruktur 66 des Oberteils 60 angeordnet ist. Die elastische Dichtungskomponente 80; 180; 280 dichtet dadurch die Mehrzahl an Durchlässen 38 so ab, dass ein Be- und Entlüftungsweg über die zentrale Durchgangsöffnung 44 und die gaspermeable Membran 50 und ein Notentlüftungsweg über die Mehrzahl an Durchlässen 38 und die elastische Dichtungskomponente 80; 180; 280 verläuft.

Die elastische Dichtungskomponente 80; 180; 280 besteht vorzugsweise aus Silikon, Gummi oder einem thermoplastischen Elastomer. Zudem umfasst die Druckausgleichsvorrichtung 1; 100; 200 radial außen vorzugsweise eine Dichtung wie einen O-Ring, insbesondere benachbart zu einem radial nach außen ragenden Flansch 28 zwischen dem Befestigungsbereich 14 und dem Verbindungsbereich 20.

In beiden Fällen, d.h. sowohl für die elastische Dichtungskomponente 80; 180; 280 wie auch die Dichtung, insbesondere den O-Ring 90, ist die Verwendung eines Materials, wie beispielsweise eines Elastomers, wichtig, das den jeweiligen Temperaturanforderungen standhält und die gewünschte chemische Beständigkeit für den jeweiligen Einsatzbereich aufweist. Somit kann die Druckausgleichsvorrichtung 1; 100; 200 weiter an den gewünschten Anwendungsfall angepasst werden. Im Hinblick auf die erforderliche Härte für die elastische Dichtungskomponente 80; 180; 280 und/oder die Dichtung, insbesondere den O-Ring 90, können diese eine ähnliche Härte aufweisen, beispielsweise im Bereich zwischen 40 und 70 Shore A. Insbesondere die Ausgestaltung der elastischen Dichtungskomponente 280 mit dem kurvenförmigen Verlauf weist 288 vorzugsweise eine höhere Härte von bis zu 80 Shore A auf.

6. Bezugszeichenliste 1 Druckausgleichsvorrichtung (1. Ausführungsform)

10 Unterteil

12 erstes axiales Ende

14 Befestigungsbereich

16 Außengewinde im Befestigungsbereich 14

18 zweites axiales Ende

20 Verbindungsbereich

22 radial nach außen vorstehender Bereich

24 Rastmerkmal

26 radial nach innen zurückversetzter Bereich

28 Flansch

30 radial nach innen ragender, umlaufender Vorsprung

32 radial äußerer Ring

34 Verbindungsstege am radial äußeren Ring 32

36 radial innerer Ring

38 Durchlass

40 konische Struktur

44 zentrale Durchgangsöffnung

46 Verbindungsstege in der zentralen Durchgangsöffnung

47 erste Klemm Struktur

48 erste ringförmige Nut

50 gaspermeable Membran

60 Oberteil

62 zylindrische Wand

64 Boden

66 zweite Klemm Struktur

67 Aussparung

68 Stege

70 zweite Nut

72 Rastmerkmal des Oberteils 60 elastische Dichtungskomponente Befestigungsbereich Dichtbereich O-Ring Druckausgleichsvorrichtung (2. Ausführungsform) elastische Dichtungskomponente Befestigungsbereich Dichtbereich Dichtlippe im Dichtbereich 184 Druckausgleichsvorrichtung (3. Ausführungsform) Unterteil konische Struktur Stufe in der konischen Struktur 240 elastische Dichtungskomponente Befestigungsbereich Dichtbereich kurvenförmiger Bereich im Dichtbereich 284