阅读说明：本技术 具有铸造泄压机构的壳体 (Housing with cast pressure relief mechanism ) 是由 T.阿恩霍尔德 C.赫尔马诺夫斯基 于 2018-05-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及包括至少一个泄压元件（15）的壳体（10），所述泄压元件被布置在壳体部件（12、13）中的一者的压力补偿开口（14）中。为了将压力补偿元件（15）紧固在壳体部件（12）中或壳体部件（12）上，提供较厚区域（20），所述较厚区域在泄压元件（15）的边缘区域上方沿泄压元件（15）的整个外围表面（23）接合在泄压元件（15）的两个平坦侧面（16、17）上。平行于平坦侧面（16、17）测得的所得嵌入深度（S1）优选地大于增厚区域（20）的接合在边缘区域（24）上方的该部分的厚度（D1、D2）。泄压元件（15）包括烧结金属丝网。借助于这一系列的措施，实现泄压元件（15）与壳体部件（12）之间的微观和宏观的互锁连接两者。该连接在宽温度范围内长期是耐压且稳定的。(The invention relates to a housing (10) comprising at least one pressure relief element (15) which is arranged in a pressure compensation opening (14) of one of the housing parts (12, 13). In order to fasten the pressure compensation element (15) in or on the housing part (12), a thicker area (20) is provided, which is joined to both flat sides (16, 17) of the pressure relief element (15) along the entire peripheral surface (23) of the pressure relief element (15) above an edge area of the pressure relief element (15). The resulting embedding depth (S1), measured parallel to the flat sides (16, 17), is preferably greater than the thickness (D1, D2) of the portion of the thickened region (20) which joins above the edge region (24). The pressure relief element (15) comprises a sintered wire mesh. By means of this series of measures, both a micro-and a macro-interlocking connection between the pressure relief element (15) and the housing part (12) is achieved. The connection is pressure-resistant and stable over a wide temperature range over a long period of time.)

具有铸造泄压机构的壳体

技术领域

本发明的主题涉及铸造壳体，特别是包括至少一个泄压火焰过滤器主体的金属铸造壳体。

背景技术

具有泄压装置的防爆壳体在防爆领域中已是已知的。

与此结合，公开文献DE102013109259A1描述了一种具有多孔火焰过滤器主体的壳体，该主体***到容纳部中。容纳部可以是防爆壳体的壳体壁或壳体壁部段。多孔主体的***区域以形状锁合和/或材料接合的方式连接到容纳部25。形状锁合的连接是由于铸造材料渗入包括不规则地布置的交织金属纤维的多孔主体的孔口中导致的。通过布置在多孔主体的***区域中的屏障，防止铸造材料渗入多孔主体内太深。铸造工艺本身是压力铸造/注射模制工艺或传递模制工艺。

此外，已从公开文献DE102013109260A1已知，由不规则地交织的纤维形成的多孔材料来制造整个壳体部件，例如壳体壁、壳体顶部或壳体底部。

“防火封装”构造类型的较大壳体可以构造为铸铝壳体。这样的壳体旨在用于广泛的用途，使得例如在工作温度范围的角度看也导致高标准。壳体上的间隙在任何出现的温度下不得允许火焰传递。必须确保的是，火焰、火花等不能从壳体的内部空间朝向外部移动进入***性环境。因此，壳体以及泄压装置必须承受***压力。

发明内容

考虑到这一点，本发明的目的是提供一种适用于宽范围的工作温度的“防火封装”。

该目的是通过根据权利要求1的壳体来实现的：

根据本发明的壳体包括至少两个壳体部件，所述壳体部件中的一者是具有压力补偿通气口的铸件。布置在该压力补偿通气口中的是泄压体，所述泄压体具有彼此远离面向的两个平坦表面，这些平坦表面中的一者与环境接触，而另一平坦表面面向壳体的内部空间。根据本发明，壳体部件被构造成使得其在泄压体上方在其两个平坦表面上延伸并且因此形成宏观形状锁合。因此，壳体部件的在泄压体上方延伸的部段优选地沿泄压体的整个***是不间断的。此外，提供微观形状锁合配合，因为在壳体的制造期间，液体壳体材料与泄压体的粗糙或多孔表面进行紧密接触，并且在一定程度上还渗入到孔口中，由于这个原因，确保了泄压体的边缘的密封。

通过应用该构思，有可能将大表面泄压体布置在大体积壳体的壳体部件中，所述壳体可以优选地具有数升的内部体积，甚至具有数十升的内部体积。根据本发明的构思导致泄压体在壳体部件中的安全安装并且还允许减少壳体壁的厚度以及确定壳体壁的壁厚（即，独立于泄压体的厚度），这可以被用于节省材料和重量。此外，有可能实现甚至非常大表面的泄压体在壳体中的机械安全以及与此同时阻火的安装，所述壳体可以在非常宽的温度范围内被使用。在如下情况下也适用，只要铸造部件由展现非常高的热膨胀系数的材料（诸如例如，铝）制成以及只要泄压体展现与其明显地不同的热膨胀系数，这是因为泄压体例如包括不锈钢。例如，泄压体可以包括多个不锈钢织物层，所述不锈钢织物层通过烧结工艺被结合到彼此上。在这样做时，不锈钢织物层形成气体可透过的刚性主体，其展现与铸铝部件的温度特征不同的温度特征。

由铝构成的铸件可以是通过重力铸造（特别地，砂铸）制造的铸造部件。在这样做时，在所述铸造部件与泄压体之间形成形状锁合的连接。

优选地，用于所述壳体部件和所述泄压体的材料被选择成使得，所述壳体部件的材料的熔化温度低于所述泄压体的熔化温度，在该情况下，所述壳体部件的液体材料相对于泄压体的所述材料、特别是泄压体的表面没有展现任何润湿的趋势或者仅展现极少润湿的趋势。在该情况下，术语“表面”应理解为是意指外部可见的表面以及主体内部的金属丝表面，即，孔口的表面。为此，不去除存在于泄压体的平坦表面上的氧化物层或其他钝化层。优选地，壳体材料与泄压体的材料之间的接触角为至少90°（＝π/2），优选地大于150°。优选地，在铸造工艺期间将不会发生泄压体的表面被液体壁材料（例如，铝）造成的任何弄湿，使得孔口不会由于毛细作用而被填充。类似地，至少不在平坦表面上、或者也至少在整体上不会很大程度地，将不会形成焊料连接，即，在液体壁材料（例如，铝）和泄压体的材料之间的合金区域。因此，泄压体与铸件之间的连接是严格的形状锁合的，即，在微观上以及在宏观上是形状锁合的。由于不同的温度膨胀引起的微动（micromovement）不会导致材料的破裂或起始裂缝的形成。这确保了壳体的机械完整性，特别是壳体与泄压体之间的连接的机械完整性。因此，壳体可以不受壳体温度的影响而承受动态载荷，特别是在***期间在壳体中出现的压力载荷的情况下的动态载荷。类似地，可以安全地排除仅暂时的间隙形成和间隙清除，所述间隙将允许火焰沿着泄压体的***传输。泄压体与铸造部件之间的微观和宏观啮合能够允许由于壳体部件和多孔主体的不同热膨胀导致的微观运动，而分别不会削弱阻火能力以及不会导致壳体裂缝。

但是，还可能允许在一些点处（例如，在泄压体的***周向表面处）利用液体壁材料来润湿泄压体。作为交界面，这可能是有金属光泽的。此处在壳体材料和泄压体之间存在的焊料连接可能无害。

优选地，壳体包括两个壳体部件，所述两个壳体部件在平行于泄压体的平坦表面取向的交界面处彼此抵接。这允许在用于重力铸造的铸模中制造壳体或壳体部件，在这种情况下，铸模必须具有外部形状和型芯，但是不需要包括可动滑块或类似物。

优选地，泄压体是刚性主体，其优选地包括通过烧结而彼此连接的多个金属丝网层。单独的金属丝网层优选地包括以平纹组织布置的经线（warp wire）和纬线（weftwire）。单独的层相对于彼此偏移和/或被扭曲以便限定迷宫状的气体通路。通过烧结，单独的层的经线和/或纬线彼此结合，使得烧结主体在很大程度上是刚性的。因此，泄压体的所得弹性模量和/或挠曲模量可以与壳体壁的弹性模量和/或挠曲模量不同。

附图说明

本发明的有利实施例的附加细节是从属权利要求、说明书和附图的主题。在附图中示出了：

图1是根据本发明的壳体的示意性透视图；

图2是如图1所示的根据本发明的壳体的简化纵向截面；

图3是如图2所示的壳体的放大图的细节，以示出在泄压体和壳体之间的交界面；

图4是在泄压体和壳体之间的交界面的放大截面视图；

图5是图4的另一放大细节图。

具体实施方式

图1示出了壳体10，该壳体被构造为与“耐压封装”（ex-d）的构造相一致的防爆壳体。所述壳体包封内部空间11，在该内部空间中可以布置未具体示出的电气和/或电子零件或部件，这些零件或部件可以代表存在于壳体外部的***性气体混合物的点火源。

壳体包括包封内部空间11的至少两个壳体部件12、13。两个壳体部件12、13中的至少一个具有压力补偿通气口14，在压力补偿通气口14中布置有泄压体15。优选地，泄压体是板状的平面烧结体，其具有面向外部的第一平坦外表面16和面向内部空间11的第二平坦内表面17。两个平坦表面16、17优选地分别占据压力补偿通气口14的整个区域并且在整个表面上具有阻火通道的开口，所述通道延伸穿过泄压体15。优选地，泄压体15由金属织物的平坦层形成，所述平坦层被焊接在一起或通过烧结而被结合在一起。优选地，金属织物由不锈钢金属丝制成。

如图1和图2所示，壳体部件12可以包括仅所述一个泄压体15或还包括几个这样的泄压体。优选地，泄压体15被布置成使得其平坦表面16、17平行于交界面18布置，壳体部件12、13在该交界面18处彼此抵接并且在该交界面处彼此连接。这可以通过所有合适的连接技术来实现。关于这一点，图1示出了螺纹连接19。替代性地或另外地，壳体半部12、13可以彼此胶合、焊接在一起或夹紧在一起。

在原理上，壳体部件13可以被构造成类似于或等同于壳体部件12。特别地，壳体部件可以包含一个或多个泄压体，该泄压体以与泄压体15被连接到壳体部件12的方式相似的方式被连接到壳体部件13。

通过图3单独地示出了根据本发明的在泄压体15和壳体部件12之间的连接：

壳体部件12是塑料或金属的铸件，优选地是通过例如砂铸工艺的重力铸造工艺制造的铝铸件。壳体部件具有优选地大于7mm的壁厚W，并包封内部空间，该内部空间具有约为一升的大小。壳体壁可以具有均匀的厚度或设置有肋或其他加强突起。在这样做时，应当在围绕压力补偿通气口14的较厚部分20外部来测量壁厚W。该较厚部分20具有外表面21和面向内部空间11的表面22，所述外表面优选地在至少一些部段中是平坦的，所述表面22也优选地在至少一些部段中是平坦的，在外表面21和表面22之间将测量较厚部分20的厚度D。特别地，如图2所示，厚度D应当就在泄压体15的周向表面23的中间附近被测量。周向表面23将平坦的外表面16连接到平坦的内表面17。例如，其通过交界面来形成，在交界面处，泄压体15已经从较大的材料组件被分离出来。类似于平坦表面16和平坦表面17，周向表面23可以具有敞开的孔口。

泄压体的***区域24被嵌入到较厚部分20中并且被保持在其中。在这样做时，居中地定位在壳体壁的平坦表面之间的中心平面M1例如与被认为居中在泄压体15的平坦表面16、17之间的中心平面M2位于相同高度处。在这种情况下，中心平面M1、M2形成公共平面。但是，还可能使得两个中心平面M1、M2相对于彼此偏移，使得较厚部分20相对于中心平面M1非对称地形成，和/或泄压体15相对于壳体壁偏心地布置。在这样做时，压力应力的优选方向可以这样被考虑，例如较厚部分20在其外表面21上具有厚度D1，该厚度D1大于较厚部分20在其内表面上的厚度D2，所述厚度D1、D2分别在***区域24处被测量。但是，在由图3绘示的实施例中，厚度D1和D2是相同的。

较厚部分20在泄压体15的***区域24上方延伸距离S1，该距离优选地大于至少5mm。该距离S1限定***区域24被嵌入到较厚部分20中的宽度。从周向表面23一直延伸到壳体壁的减少厚度的部分，较厚部分20延伸距离S2。距离S2优选地等于或还小于距离S1。

相应较厚部分的厚度D1和/或厚度D2优选地为至少4mm。要在两个平坦表面16、17之间测量的泄压体15的厚度D3可以优选地在2mm至10mm的范围内。

图4以部分简化的图示示出了***区域24与壳体材料之间的连接。如可以看出的，壳体材料在平坦表面16（以及相应地，在平坦表面17）上以及在周向表面23上与泄压体15紧密接触，而不深深地渗入到泄压器体中。但是，在壳体材料与泄压体15的金属丝之间形成微齿接（microtoothing），即，微互锁。

壳体部件12的材料的熔化温度低于泄压体15的熔化温度。壳体部件12的液体材料相对于泄压体15的材料没有或仅展现极小的润湿趋势。例如，这通过不锈钢（用于泄压体15）和铝合金（用于壳体部件12）的材料配对来实现。图5所示的接触角α优选地大于90°，进一步优选地大于120°、150°或160°。在很大程度上，在壳体部件12和泄压体之间没有形成合金区域和焊料连接。因此，微观相对运动是可能的，而不会在壳体部件12和泄压体15之间的接触表面处在壳体部件12的结构中形成高的局部剪切应力。在该壳体部件的结构中不形成微裂缝，否则，微裂缝可能会导致裂纹的开始，并永久地损害压力脉冲强度以及壳体的机械承载能力。

在如所描述的情况下，壳体部件12是稳定的并且可以在例如-60℃至+80℃的宽温度范围内被安全地使用。在内部空间11中引发的***仍然限于内部空间11。与在泄压体15和壳体部件12的较厚部分20之间的连接部位上是否主要地存在温度相关的拉伸应力或压缩应力无关，相应的冲击载荷不会导致接头的开口或间隙中的开口，火焰或燃烧的颗粒可能经过所述开口。

在壳体部件12的制造期间，将泄压体15放置在铸模的凹版中，然后将模芯放置在泄压体15上。在液体壳体材料、特别是金属（例如铝或铝合金）的随后填充期间，该材料填充模芯和铸模之间的间隙，并且因此形成包括较厚部分20的壳体部件12。在其中，液体壳体材料围绕泄压体15的***区域24流动，在这种情况下，所述壳体材料表面地渗入到泄压体15的开口中。因此，产生了微齿接。如果泄压体15包括不锈钢金属丝，并且如果壳体部件12的材料是铝或铝合金，则在泄压体15与壳体部件12的液体金属之间将出现润湿，通常至多在某些点处或根本不会出现润湿。因此，液体模制材料的表面张力防止壳体壁材料更深地渗入到泄压体15中。因此，即使在需要大量的冷却时间的大型壳体中，这也防止了泄压体15由于毛细管效应而填充有液体金属并且因此被收缩或封闭。相反，即使在***区域24中，泄压体15的孔口也没有铝或其他壳体材料。

根据本发明的壳体10包括至少一个泄压体15，其布置在壳体部件12、13中的一者的压力补偿通气口14中。为了将泄压体15安装在壳体部件12中或壳体部件12上，设置较厚部分20，该部分在泄压体15的***区域上方在泄压体15的两个平坦表面16、17上沿着泄压体15的整个周向表面23延伸。要平行于平坦表面16、17测量的所得嵌入深度S1优选大于较厚部分20在***区域24上方延伸的部分的厚度D1、D2。泄压体15包括烧结金属丝网。通过结合这些措施，在泄压体15与壳体部件12之间实现了微观的以及宏观的形状锁合连接。该连接在宽温度范围内显示长期稳定性，并且是耐压的。

附图标记列表

10 壳体

11 内部空间

12、13 壳体部件

14 压力补偿通气口

15 泄压体

16 泄压体15的平坦外表面

17 泄压体15的平坦内表面

18 交界面

W 壳体部件12的壁厚

19 螺纹连接

20 压力补偿通气口14周围的较厚部分

21 较厚部分20的外表面

22 较厚部分20的内表面

D 较厚部分20的厚度

23 泄压体15的周向表面

M1 壳体壁的中心平面

M2 泄压体15的中心平面

24 泄压体15的***区域

D1、D2 较厚部分20的厚度

S1 泄压体15嵌入到壳体部件12中的深度（即，泄压体15延伸到壳体部件12中多深的距离）

S2 从周向表面23到壳体壁的没有增加厚度的部分的距离。