包括具有過盈配合的多孔體的、用於具有防火封裝的殼體的壓力釋放裝置製造方法

2023-11-10 11:05:47

包括具有過盈配合的多孔體的、用於具有防火封裝的殼體的壓力釋放裝置製造方法
【專利摘要】容置體(18)被裝配以容置位於該容置體(18)的通道(22)中的多孔體(24)，提供該容置體(18)以用於根據本發明的壓力釋放裝置(12)。所提供的多孔體(24)布置在該通道(22)中。多孔體(24)通過在通道(22)中進行過盈配合而在一定程度上彈性變形。因此，多孔體(24)沿其外周支抵容置體(18)的配合面(34)並且因此被牢固保持在通道(22)中。通過將多孔體(24)沿其外周積極地抵接在配合面(34)上，該布置按點火保護類型的防火封裝被封閉。
【專利說明】包括具有過盈配合的多孔體的、用於具有防火封裝的殼體 的壓力釋放裝置

【技術領域】
[0001] 本發明涉及用於防火封裝工作器件的保護性殼體的壓力釋放裝置。

【背景技術】
[0002] 在爆炸保護領域，防火封裝（Ex-d)代表一種類型的保護。該防火封裝是基於封閉 可作為火花源的電氣工作器件的，使得發生在殼體內部的爆炸不會導致可能使保護性殼體 外部環境燃燒的火焰、熱顆粒或氣體到達所述外部。在該防火封裝的情形下，還進一步避免 保護性殼體所在的場所的溫度高於可燃氣體或可燃粉塵的著火溫度。關於該殼體的周圍區 域，由於爆炸而在保護性殼體中產生的過壓需要通過由周圍區域補償而安全地減少。為了 冷卻熱氣體並消滅潛在的火花，提供了位於該保護性殼體內部和該保護性殼體周圍區域之 間的透氣防火通道。
[0003] DE102010016782A1描述了一種包括多孔體的壓力釋放裝置，該多孔體布置在容置 體中。多孔體在其邊緣區域中包括孔隙封閉。在邊緣側部上的該孔隙封閉用以防止火焰或 熱氣從多孔體旁邊經過。為了呈現孔隙封閉，該公開提出了例如使多孔體在其邊緣處針對 容置體的錐形座預張緊。為此目的，該公開示出了包括由軟金屬製成的輪胎狀本體的示例 性實施例，該輪胎狀本體圍繞該多孔體布置並在該邊緣側部上封閉該多孔體。該容置體包 括內螺紋，其中插有夾持螺母，藉助於該夾持螺母，可以將用以形成初步張緊所需的力施加 在該多孔體的邊緣區域上。不同的實例示出了包括內螺紋和夾持螺母的容置體，該容置體 擠壓多孔體的邊緣側部上的多孔材料，使得多孔體的孔隙壓扁。所述實施例具有這樣的缺 點，即，引入螺紋和夾持螺母以及封閉多孔體的在邊緣側部上的孔隙導致用於壓力釋放裝 置的有效橫截面減少。然而，對於有效的壓力釋放，需要儘可能大的橫截面。一定程度上， 所述壓力釋放裝置需要多孔體和容置體的大面積製作，從而產生防火能力在於防止多孔體 的流通由於孔隙閉合而循環。


【發明內容】

[0004] 基於此，本發明的目的是生產用於保護性殼體的壓力釋放裝置，該壓力釋放裝置 提供增大的氣流橫截面並且製造過程簡單。
[0005] 該目的通過如權利要求1所述的壓力釋放裝置以及如專利權利要求15所述的用 於生產壓力釋放裝置的方法實現。
[0006] 根據本發明用於按點火保護型耐壓封裝（Ex-d)來防爆封裝工作器件的保護性殼 體的壓力釋放裝置包括容置體，所述容置體包括通道和配合面。該配合面沿周向以環形的 方式閉合。在該容置體的通道中布置有多孔體。該多孔體沒有火花隙並因此以防火方式呈 現。該多孔體包括外周面以及通道內表面和通道外表面。該多孔體分別沿著與配合面成直 角的方向或者與周向成直角的方向在一定程度上進行彈性變形。另外，該多孔體也可以在 一定程度上進行塑性變形。由此通過該多孔體的外周面，該多孔體沿整個外周面接合該配 合面。通過多孔體相對於該容置體的通道的側向尺寸進行的過盈配合，可以實現彈性變形 和非積極應用。從容置體的配合面與多孔體的外周面之間的其餘間隙是防火的這個意義上 看，該應用沒有間隙。仍舊可能存在的此類間隙在一定程度上減少，在此情形下，火焰或火 花分別不能夠穿過該保護性殼體，並且熱的爆炸氣體或其它氣體以充分冷卻的方式離開該 保護性殼體。優選地，過盈配合呈現為使得該多孔體的孔隙沒有被完全壓扁，即使該多孔體 的接合該配合面的、與該容置體周面相鄰的邊緣區域中也是如此，使得也可以在該多孔體 的邊緣區域中發生氣體交換。
[0007] 由於該壓配或過盈配合在一定程度上分別是彈性的，所以容置體和/或多孔體的 局部熱膨脹會得到可靠的補償。在發生氣體交換時，氣體從保護性殼體的內部經由通道內 表面流入該多孔體，並經由通道外表面流入周圍區域。氣體沿相反方向流動也是可能的。通 過用於氣體交換的本發明，可以獲得在容置體的整個通道橫截面上延伸的或最優地利用該 通道橫截面的橫截面。
[0008] 從通道表面上方看的俯視圖中的多孔體的輪廓適應於位於多孔體的附接位置處 的通道的橫截面輪廓。例如，多孔體和通道的橫截面輪廓可以是圓形的。諸如具有任意數 量筆直和/或彎曲的段的多邊形或輪廓等其它輪廓也是可以的。相比於現有技術，本發明 減少了設計、材料和製造上的努力。可以不必使用具有螺紋和夾持螺母的大面積的獨立夾 持裝置。因此，根據本發明的壓力釋放裝置也可以以更緊湊的方式呈現。特別地，包括容置 體和多孔體的該壓力釋放裝置可以呈現為更加平坦，即，使得容置體一點也不用沿通道方 向延伸，或者僅僅分別跨越該多孔體的厚度或其尺寸沿通道方向略微延伸。該多孔體沿通 道方向也可以包括延伸部，該延伸部沿通道方向分別與容置體或配合面的的延伸部大小相 同或者大於該容置體或配合面的延伸部。
[0009] 相比於現有技術，多孔體的製造過程簡化了。由於該過盈配合，所以不需要在插入 容置體之前通過環形封裝該多孔體來閉合孔隙。結果表明簡單地通過過盈配合甚至不需要 其它工具或措施便可實現該多孔體在通道中的防火布置。不需要適用於熱膨脹的其它補償 元件。
[0010] 根據本發明用以製造用於防火封裝工作器件的保護性殼體的壓力釋放裝置的方 法包括以下步驟：
[0011] 提供包括通道和沿周向以環形方式閉合的配合面的容置體。進一步提供包括外周 面的多孔體。在該外周面的各位置處，該多孔體沿與外周面成直角的方向上的尺寸大於在 該配合面處該容置體的通道橫截面的尺寸。
[0012] 下一步驟中，藉助於合適的輔助措施或工具在一定程度上使多孔體彈性變形，以 減少該多孔體沿與該外周面成直角的方向上的尺寸。在該通道中，該多孔體布置在安裝位 置處，使得外周面沿配合面平靠在該配合面上，同時沒有火花隙。由於該多孔體的過盈裕 量，並且由於由此導致的部分彈性變形，所以該外周面基本均勻地壓靠在沿周向限定該通 道的配合面上。本文中沒有火花隙應理解為使得在多孔體的外周面和容置體的配合面之間 可以存在間隙，但是所述間隙會分別充分冷卻燃燒氣體或爆炸氣體，並有效防止火焰發生。 可能存在於該容置體和多孔體之間的間隙的橫截面小於或最大等於該多孔體內防火通道 表面的孔隙尺寸。
[0013] 優選地，提供多孔體是指將多孔體從包括相應厚度的多孔材料中分離出來。由此， 該分開的表面形成多孔體的周面。相比於該多孔體的其餘材料，由於分離出多孔體時的能 量輸入，所以在外周面處，多孔體的孔隙率和/或孔隙尺寸會改變，特別地，會減小，在可替 換實施例中，也可以將該多孔體燒結成模具。優選地，隨後，沒有例如安裝封裝件等用於制 造多孔體的進一步方法步驟發生
[0014] 該容置體可以分別是與保護性殼體的其它壁或其它壁部分開的部件或插入物。在 可替換實例中，保護性殼體本身的外壁或外壁的壁段分別可以是該容置體。該容置體的通 道裝配成將布置有工作器件的該保護性殼體的內部連接到用於壓力補償的保護性殼體的 周圍區域。該通道包括形成用於多孔體的接觸面的配合面。一定程度上彈性變形的該多孔 體由該配合面支抵。該配合面沿周向以環形的方式閉合。以環形方式閉合的表面不僅應理 解為以圓形方式閉合的表面，而且也應理解為以橢圓形、矩形、多邊形方式閉合的表面或以 任何其它方式彎曲的表面。包含該配合面的該容置體的配合面或內周面分別可以沿通道方 向或與通道相反的方向在至少一個位置上傾斜，因此，該配合面或內周面可以是例如圓錐 形的。然而，優選地，該配合面與通道方向軸向平行，因此形成例如圓筒形內套表面。
[0015] 在示例性實施例的情形下，該通道可以沿與配合面相鄰的一軸向段中擴大，使得 該通道的直徑或橫截面在該軸向段的的區域中沿遠離配合面的方向增大。由此，該擴大的 軸向段可以代表用以將多孔體引入該通道併到達該配合面安裝位置處的輔助部。
[0016] 該配合面可以是光滑的。此涉及通過機械加工實現的狀態，例如，在該狀態中，該 配合面的粗糙深度最大等於多孔體的最大孔隙橫截面。
[0017] 然而，該配合面也可以例如通過雷射處理或其它照射方式而具有隨機或規則的 表面結構。此類表面結構也導致該表面結構的突出部與多孔體的多孔材料接合，使得從 某方面來說，實現在多孔體外周面處的材料與配合面的"抓持"。通過該措施，可以改善多 孔體在通道中的保持情況。通過將多孔體與在配合面處的表面結構接合還可以獲得這樣 的路徑，即，該路徑足夠長而能夠防火，例如，防止火花穿過多孔體和配合面之間的閾值區 (threshold region)〇
[0018] 該多孔體包括孔隙，孔隙提供該保護性殼體的內部和該保護性殼體的周圍區域之 間的氣體交換，但是由於孔隙的尺寸，即孔隙的（平均）橫截面、布置和長度，孔隙會使得該 路徑有效地從通道內表面延伸到通道外表面。也就是說，在該路徑上，氣體被有效地冷卻 了。在該路徑上通過該孔隙本體熄滅了可能的火花。孔隙不僅可以理解為無序的、不規則 形成的開口和通道，但也可以是沿通道方向通過該多孔體的軸向延伸的管狀通道，該管狀 通道具有例如小的橫截面。
[0019] 在優選實施例中，多孔體是隨機定向的複合纖維件。纖維是無規則布置的，並且在 其中至少部分地相互纏繞。由隨機定向複合纖維形成的孔隙由於纖維的無規則布置而也是 無規則布置的，並且可以具有不同的橫截面和長度。然而，作為整體，孔隙的孔隙尺寸仍舊 小於一定數值，使得確保防火封裝。優選地，所述纖維的直徑至少為70微米且最大為130微 米。優選地，沿至少一個空間方向或沿至少兩個空間方向的孔隙尺寸是至少80微米且最大 250微米。優選地，該自由多孔體即未插入通道的多孔體的孔隙率是至少60%且最大80 %。 不局限於多孔體的實施例，孔隙率是指多孔體的孔隙體積與總體積的比值。
[0020] 在另一優選實施例中，多孔體通過燒結法而製造，並且優選地，由粉末燒結材料組 成。未插入且未施加作用的多孔體的孔隙率優選地至少為45%且優選地最大為60%。優 選地，沿至少一個空間方向或沿至少兩個空間方向的孔隙尺寸是至少50微米且最大100微 米。
[0021] 在優選實施例的情形下，多孔體24在各位置處的孔隙率P不等於零。特別地，當 不將外部變形力施加在多孔體上時孔隙率在各處是基本相等的
[0022] 燒結成的多孔體可以通過燒結諸如粉末或纖維等顆粒製成。
[0023] 不局限於該多孔體的實施例，最小厚度，即沿通道方向從通道內表面到通道外表 面的多孔體的延伸部是至少5mm至10_。
[0024] 該多孔體優選地由耐熱材料組成。例如，隨機定向複合纖維的纖維由耐熱材料組 成。優選地，該材料能夠抵抗至少高達400°C的溫度。特別地，在達到400°C高溫或甚至更 高的溫度時該多孔體的結構不會改變或只有輕微的改變，使得在任何情形下都不會在通道 中形成火花隙。所使用的材料的耐熱性可以保證例如當熱氣穿過該多孔體時，不會導致多 孔體的孔隙發生粘合和/或損失部分彈性和/或硬度。
[0025] 例如，多孔體的材料可以是例如鋼等金屬。優選地，本體，例如金屬顆粒或纖維，由 合金鋼製成，特別地由例如不鏽鋼等鉻合金鋼製成。多孔體，例如其纖維，也可以由例如塑 料或陶瓷等不同的材料製成。例如，隨機定向複合纖維體也可以包括混合纖維，即，由例如 不同的金屬等兩種不同的材料製成的纖維。
[0026] 插入容置體的通道中的多孔體的局部孔隙率可以沿徑向向外側或沿朝向配合面 的方向向外側減小。例如，孔隙率下降的區可以呈現在多孔體的邊緣區域中。插入通道中 的多孔體也可以在整個多孔體上具有均勻的孔隙率，即恆定的孔隙率。疏鬆的多孔體的孔 隙率在整個多孔體上可以是均勻的或不均勻的。
[0027] 在優選實施例中，包括容置體和多孔體的該壓力釋放裝置可以在沒有用於多孔體 的軸向座部、止擋部或其它軸向保持器件的情況下實施。在示例性實施例的情形下，分別單 獨通過徑向變形或與配合面成直角的變形可以實現將多孔體保持在通道中。
[0028] 然而，在其它示例性實施例的情形中，至少一個軸向止擋部也可以在通道中布置 成與多孔體的兩個通道表面中的至少一個相鄰，並且可以沿遠離限定該通道的壁成直角地 向內突入。該至少一個軸向止擋部可以用以確定多孔體在通道中的限定的位置，並因此可 以代表在將多孔體插入該通道時的定位輔助部。該至少一個軸向止擋部還可以裝配成用以 軸向固定多孔體在通道中的位置的固定裝置。該多孔體也可以抵靠該至少一個軸向止擋部 被預張緊。然而，在優選實施例中，不進行抵靠軸向止擋部的預張緊。
[0029] 優選地，在整個橫截面並且特別地，也在通道表面的邊緣區域中可以進行氣體交 換。用以將多孔體固定以防止被推出通道的止擋部也可以以與該多孔體相隔一定距離的方 式軸向布置，使得間隙保持在該止擋部和該多孔體之間，由此，多孔體的整個通道表面都可 用於氣體交換。
[0030] 在優選實施例中，該多孔體包括邊緣區域，該邊緣區域分別在該配合面處或該配 合面上的孔隙尺寸和/或孔隙率相比於其餘多孔體的孔隙尺寸和/或孔隙率減小。在示例 性實施例的情形下，該多孔體的邊緣區域不沿與周向成直角的方向（例如徑向向內）突出 超過至少一個軸向止擋部。在通道中的自由流動橫截面可以由至少一個軸向止擋部限制， 特別地，如果該至少一個止擋部呈現為環形架或環形肩。在該示例性實施例的情形下，確保 具有減小的孔隙尺寸和/或孔隙率的邊緣區域不會突出超過軸向止擋部進入通道的自由 流動橫截面。因此確保由自由流動橫截面與多孔體的邊緣區域外側的孔隙尺寸和/或孔隙 率所決定的、通過該通道和多孔體的最少氣體容積流。
[0031] 在示例性時實施例的情形下，多孔體也可以包括不透氣段。例如，多孔體可以包括 套筒，該套筒可以由例如位於多孔材料的外周面處的軟金屬組成。包括多孔材料和套筒的 多孔體在一定程度上彈性變形並在一定程度上塑性變形，並且通過形成壓配合而被插入該 通道中。該套筒以沒有火花隙的方式抵靠該配合面通道。然而，優選地，該多孔體完全由均 勻的材料組成。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 本發明的其它有利特徵和實施例是專利獨立權利要求和【專利附圖】

【附圖說明】的主題。以下借 助於附圖詳細地說明了本發明的優選實施例。
[0033] 圖1示出了包括壓力釋放裝置的示例性實施例的、用於防火封裝工作器件的保護 性殼體的示意性視圖，
[0034] 圖2a以截面圖的方式示出了根據一實施例的壓力釋放裝置的示意性視圖，
[0035] 圖2b示出了用於壓力釋放裝置的、由燒結材料製成的多孔體的示例性實施例的 示意性視圖，
[0036] 圖3a以截面圖的方式示出了根據另一實施例的壓力釋放裝置的示例性實施例的 示意性視圖，
[0037] 圖3b以俯視圖的方式示出了根據另一實施例的壓力釋放裝置的示意性視圖，
[0038] 圖4a示出了包括容置體和多孔體的壓力釋放裝置的實施例的示意性立體截面 圖，以及
[0039] 圖4b示出了貫穿用於壓力釋放裝置的容置體示例性實施例的通道壁的橫截面的 示意圖。

【具體實施方式】
[0040] 圖1示出了防爆保護性殼體10,根據實例，該防爆保護性殼體10呈現為點火保護 型"防火封裝"。在保護性殼體10中，將工作器件布置成與該保護性殼體的周圍區域分開， 使得周圍區域中的爆炸環境不能由該工作器件所形成的點火源點燃。該工作器件是電氣和 /或電子工作器件，例如是繼電器。
[0041] 保護性殼體10包括壓力釋放裝置12,該壓力釋放裝置12被插入保護性殼體10的 壁段14中。保護性殼體10也可以包括多個壓力釋放裝置12。壓力釋放裝置12具有透氣 通道22,該透氣通道22提供保護性殼體10內部和周圍區域之間的防火氣體容積流。根據 實例，壓力釋放裝置12包括凸緣16和容置體18。容置體18基本為圓筒形。透氣通道22 完全穿過容置體18。可選地，壓力釋放裝置12可以通過凸緣16處的密封件來密封至保護 性殼體10的壁段14。因此，可以確保遵守對IP防護類型的保護性殼體10的要求。
[0042] 圖2示出根據圖1的壓力釋放裝置12的剖視圖。多孔體24插在該通道22中。多 孔體24包括通道內表面26、通道外表面28和外周面30。外周面30連接兩個通道表面26、 28。在本文所述示例性實施例的情形下，以俯視的方式看兩個通道表面26、28之一，多孔體 24是圓形的。然而，不同於此，多孔體24也可以有不同的外周輪廓。
[0043] 根據該實例，多孔體24的外周輪廓適於該通道22的包括安裝位置的至少該段的 橫截面輪廓，在所述安裝位置處，多孔體24布置在通道22中。根據該實例，多孔體24的外 周輪廓鄰接有位於安裝位置處具有正延伸係數的、該橫截面輪廓的中間延伸部。因此，多孔 體24在安裝位置處相對於通道22具有較大的尺寸。例如，多孔體24是圓筒形盤，並且在 安裝位置處的該橫截面輪廓是圓形的。但是，多孔體24和通道22的外周形狀也可以是不 同的，只要保證外周面30沿多孔體24的整個外周以無間隙的方式靠在配合面34上便可。 例如，多孔體24可以稍具橢圓形，而通道22具有圓形的橫截面。
[0044] 多孔體24沿其整個外周30靠在容置體18的內周面32的一段上。在容置體18 處的、內周面32的該段形成用於多孔體24的配合面34。因此，用於多孔體24的安裝位置 位於該配合面34處。由多孔體24相對於配合面34成直角的部分彈性變形導致的機械壓 力或張力作用在配合面34上。該壓力或張力的發生是因為未施加外力的且未插入通道22 的多孔體24的尺寸d'大於通道22在配合面34處的相應尺寸d。在未將外力施加在多孔 體24上的狀態中，多孔體24會因此沿與外周面30成直角的方向上在外周面30的各位置 處相對於與配合面34成直角的通道22的尺寸具有過盈裕量。由於該過盈裕量，在通道22 中實現多孔體24的非積極配合或連接。在圖2a所示的示例性實施例的情形下，該非積極 的連接是用於連接容置體18和多孔體24之間的唯一方法。在此實施例中，響應保護性殼 體10內部中的爆炸，只有該非積極的連接由於在配合面34處的多孔體24和通道22橫截 面之間的過盈裕量承受爆炸力。另外，在圖2a所示的實施例中沒有積極連接和牢固結合連 接。
[0045] 多孔體24布置在通道22中，同時沒有火花隙。該多孔體24用其外周面30平靠 著配合面34,由此防止形成火花隙。多孔體24具有確保在熱氣穿過多孔體24時冷卻熱氣 並熄滅潛在火花的孔隙率和/或孔隙尺寸。
[0046] 圖2a所示的多孔體24是隨機定向的複合纖維件。根據該實例，該複合纖維件由 多個單獨的金屬纖維36組成，這些金屬纖維36在多孔體24中不規則地布置並相互纏繞。 例如，多個單獨的金屬纖維36也可以通過燒結法彼此連接。在該隨機定向纖維結構中各單 獨纖維36彼此支承，由於此隨機定向纖維結構，多孔體24具有一定的彈性並因此可以在一 定程度上與外周面30成直角地彈性變性成的尺寸小於或等於在配合面34處通道22的尺 寸，例如尺寸d。
[0047] 在根據圖2a的示例性實施例的情形中，多孔體24的孔隙率P是至少60%至最大 80%。最大的孔隙直徑可以是至少80微米至最大250微米。根據該實例，各個纖維36的 纖維直徑至少為70微米且最大為130微米。
[0048] 圖2b示出了多孔體24,該多孔體24不受外力的影響並且包括初始直徑d'，由此 該初始直徑d'的值大於在配合面34處的通道22的直徑。因此，多孔體24相對於通道22 的配合面34具有較大的尺寸。
[0049] 在根據圖2b的實施例的情形下，多孔體24由燒結金屬材料特別是燒結金屬粉末 組成，並且具有例如至少45%且最大65%的孔隙率P。根據該實例，該多孔體24的孔隙尺 寸在沿平行於平均表面（average surface) 26、28所延伸的平面的至少一個或兩個空間方 向上是至少50微米至最大100微米。
[0050] 不局限於該實施例，多孔體24的材料優選地是耐溫的，耐溫達至少400°C。
[0051] 不局限於該實施例，如圖2a所示，多孔體24的鄰接外周面30的外邊緣區域38的 孔隙率可以小於多孔體24的其它部分。在圖2a所示的隨機定向纖維體24的情形下，纖維 36例如以更緊的方式聚集。然而，儘管如此，氣體交換仍可以優選地分別在通道22的整個 尺寸上或整個橫截面上進行，也普遍存在大於零的孔隙率的邊緣區域38中也能進行該氣 體交換。流過多孔體24的氣體通過邊緣區域38中的、多孔體24的孔隙的迷宮的最終距離 與該氣體通過在徑向上進一步向內的、多孔體24的區域中的最終距離至少是恰好等長的， 使得其仍能確保保護性殼體10的壓力釋放裝置12是防火的。流過多孔體24的氣體的最 終距離也由多孔體24的厚度D決定，根據實例，該厚度D至少為5mm至10mm。
[0052] 容置體18的配合面34優選地是平坦的，S卩，該配合面具有小於最大側向孔隙尺寸 (例如孔隙直徑）的粗糙深度。然而，該配合面也可以包括平的或不平的結構--例如凹 槽，所述結構會分別影響多孔體24的外周面30處的材料的與配合面34的接合或抓持。
[0053] 在圖2a中，容置體18的內周面32包括具有圓形橫截面的圓筒形基本形狀。然而， 該內周面32也可以包括具有不同形狀的橫截面，例如具有多邊形、正方形或長方形周面， 或者具有以其它方式彎曲的周面。容置體18的內周面32的各截面或者整體也可以沿通道 方向R或與該通道方向R相反的方向成圓錐形地逐漸減小。例如，該配合面34可以沿通道 方向R從該保護性殼體10的內部到該保護性殼體10的周圍區域成錐形地減少。因此，該 插入的多孔體24的外周面30也沿通道方向R逐漸減小。通過該方式實現附加的積極連接 組件，該附加的積極連接組件在保護性殼體10內部壓力上升時可以產生壓力釋放裝置12 的附加的機械穩定性。
[0054] 內周面32的與配合面34相鄰的至少一段的成圓錐形減小也可以用作方便多孔體 24插入通道22中的輔助措施。
[0055] 圖3a示出了包括插入通道22中的多孔體24的壓力釋放裝置12的另一個示例性 實施例。與圖2a所示的示例性實施例相反，在多孔體24的至少一側上，並且根據該實例， 容置體18的通道22中在通道內表面26的側部上具有環形止擋部40。該止擋部40形成環 形臺並且相對於配合面34分別減小了通道22的直徑或橫截面。該止擋部40可以是容置 體18的一體件，並且可以以沒有接縫或接頭的方式連接到由相同材料製成的該容置體18。 作為對此方案的替代，止擋部40也可以以例如牢固結合的方式連接到容置體18。
[0056] 止擋部40也可以由凸緣16的附屬部形成，所述附屬部覆蓋通道22的邊緣段50 並突入該通道22 (圖4a)。
[0057] 在定位成與止擋部40相對的外通道表面28的側部上，可以將環形螺母旋入通道 22的內螺紋中--如圖3a所示。可以藉助於環形螺母42將該多孔體24抵著止推環40進 行夾持，或者可以僅將該多孔體24固定成在不沿軸向上施加力的情況下防止在通道22中 移位。因此，該環形螺母代表用於軸向影響多孔體24的夾持裝置，或者代表固定裝置。在 多孔體24的兩側上也可以具有此類環形螺母42,而不是不可移動地被緊固的止擋部40。
[0058] 因此，沿通道方向R和/或沿與通道方向R相反的方向，附加的積極固定或夾持也 可以藉助於所述實施例的可替換物而在多孔體24和容置體18之間形成。
[0059] 在各種情況下，止擋環40或環形螺母42分別覆蓋分置通道表面26、28的位於邊 緣側部上的的段。由於如所述的多孔體的部分彈性變形，在多孔體的邊緣區域38中的孔隙 率和/或孔隙尺寸稍小於其餘的多孔體。從與外周面30成直角的方向看，止擋環40和/ 或環形螺母42不突出超過邊緣區域38。因此，通過多孔體24的氣流在邊緣區域38的外側 不會被止擋部40和/或環形螺母42堵塞。
[0060] 根據圖3b的示例性實施例示出了具有容置體18和插入的多孔體24的壓力釋放 裝置12,其中具有在周向上彼此隔開的至少三個突出部46的止擋部40形成在多孔體24的 通道外表面28的上遊。這些突出部46確保在沒有顯著地限制通道22的橫截面的情況下 的附加機械固定。由此，也總體上在邊緣區域38保證了氣流通過多孔體24,並且僅在突出 部46定位的位置處輕微地限制該氣流通過多孔體24。
[0061] 圖4a示出了以剖視圖表示的壓力釋放裝置12的另一實施例。藉助於圖4a，也描 述了用於製造壓力釋放裝置12的方法的實施例。
[0062] 如所示，在容置體18處的凸緣16形成用於待插入的多孔體24的止擋部40。在 與止擋部40相鄰的圓筒形第一段22a處，通道孔22具有第一直徑dl。該第一段22a沿通 道方向R上具有軸向延伸部。在第一段22a的區域中，內周面32形成用於多孔體24的配 合面34,該配合面沿周向U以環形方式閉合。成錐形地加寬的第二段22b與第一段22a相 鄰。與此相鄰的環形凹槽54嵌入在通道22的、具有較大直徑的第二段22b的側部上的壁 中。與凹槽54相鄰的、通道22的第三段22c具有第二直徑d2。容置體18確定通道方向 R〇
[0063] 多孔體24可以從由隨機定向纖維材料製成的平坦基底材料件56上分離出來。用 於拆下多孔體的可能的分離方法是例如雷射、等離子體或水射流式的切割或衝壓。在一些 分離方法的情形下，例如熔化等結構改變特別可能發生在多孔體24的邊緣區中，例如發生 在外周面30上。例如，纖維可以彼此融化，或者可以呈現為牢固結合的連接位置。未變形 的多孔體24具有初始直徑d'，該初始直徑d'大於通道22的第一直徑dl。由此，與通道22 的配合面34相比，多孔體24具有較大的尺寸。該過盈裕量涉及通道22的與容置體18的 通道方向R成直角的尺寸。第三段22c的第二直徑d2優選地至少與多孔體24的初始直徑 d'大小相同。
[0064] 在示例性實施例的情形下，如果第一直徑dl等於24. 5mm，那麼疏鬆的多孔體P的 初始直徑d'例如等於24. 8mm。
[0065] 在安裝壓力釋放裝置12時，首先將多孔體24插入具有直徑d2的通道22的第三 段22c中。然後，進一步將多孔體24插入第二段22b，由此，多孔體24被壓縮並變形。該第 二段22b的逐漸減小用於輔助多孔體24的變形。然後進一步將多孔體24移動通過該第二 段22b，直到多孔體最終抵靠在第一段22a中的具有第一直徑dl的配合面上，並以非積極的 方式保持在該位置。根據該實例，多孔體24被向上推至止擋部40處。
[0066] 多孔體24的厚度D可以對應於第一段22a的軸向延伸部h並因此對應配合面34 的軸向延伸部h，或者也可以更小。可以將固定器件--作為對固定螺母42的替代--例 如卡環，插入凹槽54中。通過這樣的固定器件，可以防止該多孔體沿通道方向R或與通道 方向R相反的方向滑出通道22。可選地，牢固結合的連接方式也可以用作固定，例如通過粘 合的方式。
[0067] 圖4b是示出了在多孔體24插入通道22時多孔體24的變形的示意性視圖。由於 該過盈配合，在插入的、部分彈性變形狀態中的多孔體24的邊緣區域38中的局部孔隙率P 和/或孔隙尺寸由於更緊地聚集多孔材料而變得小於多孔體24的其餘區域。在邊緣區域 38中，孔隙率P和/或孔隙尺寸沿成直角地遠離外周面30的方向向內朝向多孔體24的中 部M增加。在邊緣區域38外側，孔隙率P和/或孔隙尺寸是基本均勻的。
[0068] 圖4a所示的多孔體24是柱形盤。因此，多孔體24的設計適於該圓筒形通道孔。 然而，如所述，多孔體24的外周形狀也可以不同於通道22的周面形狀。由於與配合面34 成直角地部分彈性變形導致的該徑向壓接，在製造通道22和多孔體24時的相對粗糙的公 差也進一步會導致通道22中的多孔體24的固定連接。
[0069] 例如藉助於放置到在凸緣16處迴繞的密封凹槽58中的平坦密封環，可以實現容 置體18沒有間隙地密封至該保護性殼體的壁。
[0070] 作為對所示實施例的替代，該保護性殼體10的壁段14也可以直接用作容置部 (件）。由此，通道22可以呈現為直接位於壁段14中的孔。該多孔體24直接定位在位於 壁段14中的通道22中，並且也通過過盈配合而被保持。也可以使用用於軸向固定多孔體 24的不同於上述方案的可能方案。
[0071] 容置體18被裝配以容置位於該容置體18的通道22中的多孔體24,提供該容置體 18以用於根據本發明的壓力釋放裝置12。所提供的多孔體24布置在該通道22中。多孔 體24通過在通道22中進行過盈配合而在一定程度上彈性變形。因此，多孔體24沿其外周 支承於容置體18的配合面34並且由此被牢固保持在通道22中。通過將多孔體24沿其外 周積極地緊靠在配合面34上，該布置按點火保護型防火封裝而完成。
[0072] 附圖標記列表：
[0073]

【權利要求】
1. 一種壓力釋放裝置（12)，用於防火封裝工作器件的保護性殼體（10)，所述工作器件 能夠形成點火源，所述壓力釋放裝置包括： 容置體（18)，所述容置體（18)包括通道（22)和沿周向（U)以環形方式閉合的配合面 (34)， 多孔體（24)，所述多孔體（24)布置在所述通道（22)中， 其中，由於所述多孔體（24)在通道（22)中進行過盈配合，在通道（22)中的多孔體 (24)以非積極的方式靠在配合面（34)上。
2. 如權利要求1所述壓力釋放裝置（12)，其特徵在於，所述容置體（18)是所述保護性 殼體（10)的壁或壁段（14)。
3. 如前述權利要求中任一項所述的壓力釋放裝置（12)，其特徵在於，所述配合面（34) 是均勻的。
4. 如前述權利要求中任一項所述的壓力釋放裝置（12)，其特徵在於，所述配合面（34) 是錐形的。
5. 如前述權利要求中任一項所述的壓力釋放裝置（12)，其特徵在於，所述多孔體（24) 是隨機定向複合纖維件。
6. 如權利要求5中所述的壓力釋放裝置（12)，其特徵在於，所述纖維的直徑至少為70 微米且最大為130微米。
7. 如權利要求5或6中任一項所述的壓力釋放裝置（12)，其特徵在於，所述多孔體 (24)的孔隙率（P)為至少60%至最大80%，並且/或最大孔隙直徑為至少80微米至最大 250微米。
8. 如權利要求1至4中任一項所述的壓力釋放裝置（12)，其特徵在於，所述多孔體 (24)由燒結粉末材料製成。
9. 如權利要求8中所述的壓力釋放裝置（12)，其特徵在於，插入的所述多孔體（24)的 孔隙率（P)為至少45 %至最大60%，並且/或最大孔隙直徑為至少50微米至最大100微 米。
10. 如前述權利要求中任一項所述的壓力釋放裝置（12)，其特徵在於，所述多孔體 (24)沿通道方向（R)上的厚度⑶為至少5mm。
11. 如前述權利要求中任一項所述的壓力釋放裝置（12)，其特徵在於，所述多孔體 (24)由耐熱材料組成。
12. 如前述權利要求中任一項所述的壓力釋放裝置（12)，其特徵在於，所述多孔體 (24)具有徑向向外減小的孔隙率（P)。
13. 如前述權利要求中任一項所述的壓力釋放裝置（12)，其特徵在於，軸向止擋部 (42、46、48)布置在所述通道（22)中或所述通道（22)處。
14. 如權利要求13所述的壓力釋放裝置（12)，其特徵在於，所述多孔體（24)包括具有 較小孔隙率的邊緣區域（38)，並且所述邊緣區域（38)在沿與所述多孔體（22)的周向（U) 成直角的方向上不突出超過所述軸向止擋部（42、46、48)。
15. -種用於製造壓力釋放裝置（12)的方法，所述壓力釋放裝置（12)用於防火封裝工 作器件的保護性殼體，所述工作器件能夠形成點火源，所述方法包括以下步驟： -提供容置體（18)，所述容置體（18)包括通道（22)和沿周向以環形方式閉合的配合 面（34)， -提供多孔體（24)，所述多孔體（24)包括外周面（30)，其中，所述多孔體（24)沿與所 述多孔體（24)的外周面（30)成直角的方向相對於所述容置體（18)的通道（22)具有較大 的尺寸， _使所述多孔體（24)部分彈性變形，以減小所述多孔體（24)的與所述外周面（30)成 直角的方向上尺寸， _將所述多孔體（24)布置在所述通道（22)中，使得所述外周面（30)以沒有間隙的方 式沿所述配合面（34)靠在所述配合面（34)上。
【文檔編號】F16K17/04GK104421469SQ201410428601
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月27日 優先權日:2013年8月27日
【發明者】U·曼, B·利姆巴赫, H·武爾茨 申請人:R.施塔爾開關設備有限責任公司