[0001] Gegenstand der Erfindung sind Gussgehäuse, insbeson ^¬ dere Metallgussgehäuse mit wenigstens einem Druckentlas ^¬ tungskörper .

[0002] Im Bereich des Explosionsschutzes sind explosionsge ^¬ schützte Gehäuse mit Druckentlastungsvorrichtungen bekannt.

[0003] Dazu beschreibt die DE 10 2013 109 259 AI ein Gehäu ^¬ se mit einem porösen Körper, der in ein Aufnahmeteil eingesetzt ist. Als Aufnahmeteil kann eine Gehäusewand oder ein Gehäusewandabschnitt des explosionsgeschützten Gehäuses dienen. Die Randzone des porösen Körpers ist form- und/oder Stoffschlüssig mit dem Aufnahmeteil 25 verbunden. Der Form- schluss ergibt sich durch Eindringen von Gussmaterial in Poren des aus unregelmäßig angeordneten, miteinander verschlungenen Metallfasern bestehenden porösen Körpers. Das zu tiefe Eindringen von Gusswerkstoff in den porösen Körper wird durch eine Barriere verhindert, die in der Randzone des porösen Körpers angeordnet ist. Der Gießvorgang selbst ist ein Druckgussspritzguss oder Spritzpressvorgang.

[0004] Aus der DE 10 2013 109 260 AI ist es darüber hinaus bekannt, ganze Gehäuseteile, beispielsweise Gehäusewände, Gehäusedecken oder Gehäuseböden aus einem porösen Material auszubilden, das durch unregelmäßig miteinander verschlungene Fasern gebildet ist.

[0005] Größere Gehäuse der Bauart „druckfeste Kapselung" können als Aluminium-Gussgehäuse ausgebildet sein. Solche Gehäuse werden für ein weites Einsatzspektrum vorgesehen, so dass sich hohe Anforderungen zum Beispiel auch an den Einsatztemperaturbereich ergeben. Am Gehäuse vorhandene Spalte dürfen bei keiner der im Einsatz vorkommenden Tempe- raturen einen Flammendurchschlag zulassen. Es muss sichergestellt bleiben, dass Flammen, Funken oder dergleichen, nicht aus dem Innenraum des Gehäuses nach außen in eine ex ^¬ plosionsgefährdete Umgebung gelangen können. Das Gehäuse sowie die Druckentlastungsvorrichtung muss daher eine Explosionsdruck standhalten können.

[0006] Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Gehäuse der Bauart „druckfeste Kapselung" bereitzustellen, das für einen weiten Einsatztemperaturbereich geeignet ist.

[0007] Diese Aufgabe wird mit einem Gehäuse nach Anspruch 1 gelöst :

[0008] Das erfindungsgemäße Gehäuse besteht aus zumindest zwei Gehäuseteilen von denen mindestens eines ein Gussteil ist, das eine Druckausgleichsöffnung aufweist. In dieser Druckausgleichsöffnung ist ein Druckentlastungskörper angeordnet, der zwei voneinander weg weisende Flachseiten auf ^¬ weist. Eine der Flachseiten steht mit der Umgebung in Berührung während die andere Flachseite dem Innenraum des Ge ^¬ häuses zugewandt ist. Erfindungsgemäß ist das Gehäuseteil so ausgebildet, dass es den Druckentlastungskörper an seinen beiden Flachseiten übergreift und somit mit diesem einen makroskopischen Formschluss aufweist. Entsprechend er ^¬ streckt sich der den Druckentlastungskörper übergreifende Abschnitt des Gehäuseteils entlang des gesamten Randes des Druckentlastungskörpers vorzugsweise ununterbrochen. Zu ^¬ sätzlich ist ein mikroskopischer Formschluss vorhanden, indem sich bei der Gehäuseherstellung flüssiges Gehäusematerial an die raue oder porige Oberfläche des Druckaus ^¬ gleichskörpers anschmiegt und auch etwas in Poren ein ^¬ dringt. Dadurch wird eine Randabdichtung des Druckentlas ^¬ tungkörpers sichergestellt.

[0009] Mit diesem Konzept lassen sich großflächige Dru ^¬ ckentlastungskörper in Gehäuseteilen großvolumiger Gehäuse anordnen, die vorzugsweise einige Liter Innenvolumen, auch einige zehn Liter Innenvolumen aufweisen können. Das erfindungsgemäße Konzept erbringt eine sichere Befestigung des Druckentlastungskörper in dem Gehäuseteil und gestattet eine Reduktion der Dicke der Gehäusewand und eine Festlegung der Wandstärke derselben, unabhängig von der Dicke des Druckentlastungskörpers, was zu Material- und Gewichtseinspa ^¬ rung genutzt werden kann. Außerdem wird die mechanisch sichere und zugleich flammendurchschlagsichere Befestigung auch sehr großflächiger Druckentlastungskörper in Gehäusen ermöglicht, die in einem sehr weiten Temperaturbereich einsetzbar sind. Dies gilt auch dann, wenn das Gussteil aus einem Material mit sehr hohem Temperaturausdehnungskoeffi ^¬ zienten, wie zum Beispiel Aluminium, hergestellt ist und wenn der Druckentlastungskörper einen davon deutlich verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, weil er z.B. aus Edelstahl besteht. Beispielsweise kann der Dru ^¬ ckentlastungskörper aus mehreren Edelstahlgewebelagen bestehen, die durch einen Sinterprozess miteinander verbunden worden sind. Sie bilden damit einen gasdurchlässigen, starren Körper, der einen anderen Temperaturgang aufweist als das Aluminium-Gussteil.

[0010] Das z.B. aus Aluminium bestehende Gussteil kann ins ^¬ besondere ein im Schwerkraftguss , insbesondere im Sandguss, hergestelltes Gussteil sein. Es entsteht dabei eine form ^¬ schlüssige Verbindung zwischen dem Gussteil und dem Dru ^¬ ckentlastungskörper .

[0011] Vorzugsweise sind die Materialien für das Gehäuseteil und den Druckentlastungskörper so ausgewählt, dass die Schmelztemperatur des Materials des Gehäuseteils niedriger ist, als die Schmelztemperatur des Druckentlastungskörpers, wobei das flüssige Material des Gehäuseteils keine oder nur geringe Benetzungsnei- gung zu dem Material, insbesondere der Oberfläche des Druckentlastungskörpers hat. Unter „Oberfläche" wird dabei sowohl die außen sichtbare Oberfläche als auch die Drahtoberfläche in Körperinneren, d.h. die Oberfläche der Poren verstanden. Dazu wird vorzugsweise davon abgesehen, insbesondere an den Flachseiten des Druckentlastungskörpers vorhandene Oxidschichten oder andere Pas- sivierungsschichten abzutragen. Vorzugsweise ist der Kontaktwinkel zwischen dem Gehäusematerial und dem Material des Druckentlastungskörpers mindestens 90° (=n/2), vorzugsweise größer als 150°. Vorzugsweise unterbleibt eine dadurch die Benetzung der Oberfläche des Druckentlastungskörpers mit dem flüssi ^¬ gen Wandmaterial (z.B. Aluminium) während des Gießvorgangs, so dass eine Porenfüllung durch Kapillarwirkung unterbleibt. Auch unterbleibt zumindest an den Flachseiten oder auch insgesamt zumindest weitgehend die Ausbildung einer Lötverbindung, d.h. einer Legierungszone zwischen flüssigen Wandmaterial (z.B. Aluminium) und dem Material des Dru ^¬ ckentlastungskörpers. Dadurch ist die Verbindung zwischen dem Druckentlastungskörper und dem Gussteil sowohl mikroskopisch als auch makroskopisch vorzugsweise rein formschlüssig. Mikrobewegungen infolge unterschiedlicher Temperaturausdehnungen führen nicht zum Materialbruch und der Ausbildung von Rissanfängen. Dies stellt die mechanische Integrität des Gehäuses, insbesondere der Verbindung zwi ^¬ schen dem Gehäuse und dem Druckentlastungskörper sicher. Dynamischen Lasten, insbesondere bei Explosion im Gehäuse innen auftretende Drucklasten, ist das Gehäuse somit unab ^¬ hängig von der Gehäusetemperatur gewachsen. Auch kann die auch lediglich temporäre Entstehung und Freigabe von Spalten, die einen Flammendurchschlag entlang des Randes des Druckentlastungskörpers gestatten würden, sicher ausge ^¬ schlossen werden. Die mikroskopische und makroskopische Verzahnung zwischen dem Druckentlastungskörper und dem Gussteil, kann mikroskopische Bewegungen aufgrund unter ^¬ schiedlicher Wärmeausdehnungen des Gehäuseteils und des porösen Körpers zulassen, ohne den Flammendurchschlagschut z zu beeinträchtigen oder zu Gehäuserissen zu führen.

[0012] Es ist aber auch möglich, weine stellenweise Benet ^¬ zung des Druckentlastungskörpers mit flüssigem Wandmaterial z.B. an der peripheren Umfangsfläche des Druckentlastungs- körpers zuzulassen. Diese kann als Schnittfläche metallisch blank sein. Eine hier vorhandene Lötverbindung zwischen dem Gehäusematerial und dem Druckentlastungskörper kann unschädlich sein.

[0013] Vorzugsweise weist das Gehäuse zwei Gehäuseteile auf, die an einer Trennfläche aneinander stoßen, die paral ^¬ lel zu den Flachseiten des Druckentlastungskörpers orien ^¬ tiert ist. Dies gestattet die Herstellung des Gehäuses bzw. des Gehäuseteils in einer Gussform für den Schwerkraftguss , wobei die Gussform lediglich eine äußere Form und einen Kern, nicht aber bewegliche Schieber oder dergleichen aufweisen muss .

[0014] Der Druckentlastungskörper ist vorzugsweise ein starrer Körper, der vorzugsweise aus mehreren miteinander durch Sinterung verbundenen Drahtgewebelagen besteht. Die einzelnen Drahtgewebelagen weisen vorzugsweise Kettdrähte und Schussdrähte auf, die miteinander in Leinwandbindung stehen. Die einzelnen Lagen sind gegeneinander versetzt und/oder verdreht um labyrinthartige Gasdurchgänge festzu ^¬ legen. Durch Sinterung sind die Kett- und/oder Schussdrähte der einzelnen Lagen miteinander verbunden, so dass der Sinterkörper weitgehend starr ist. Das sich ergebende Elasti ^¬ zitätsmodul und/oder das Biegemodul des Druckentlastungs ^¬ körpers kann sich von dem Elastizitätsmodul und/oder dem Biegemodul der Gehäusewand unterscheiden.

[0015] Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen, der Zeichnung oder der Beschreibung. Es zeigen:

[0016] Figur 1 ein erfindungsgemäßes Gehäuses, in schemati ^¬ sierter Perspektivdarstellung,

[0017] Figur 2 das erfindungsgemäße Gehäuse nach Figur 1, im vereinfachten Längsschnitt,

[0018] Figur 3 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstel ^¬ lung des Gehäuses nach Figur 2 zur Veranschaulichung der Schnittstelle zwischen dem Druckentlastungskörper und dem Gehäuse

[0019] Figur 4 die Schnittstelle zwischen dem Druckentlas ^¬ tungkörper und dem Gehäuse, in vergrößerter Schnittdarstellung,

[0020] Figur 5 einen weiter vergrößerten Ausschnitt aus Figur 4.

[0021] In Figur 1 ist ein Gehäuse 10 veranschaulicht, das als explosionsgeschütztes Gehäuse nach der Bauart „druck ^¬ feste Kapselung" (ex-d) ausgebildet ist. Es umschließt ei ^¬ nen aus Figur 2 ersichtlichen Innenraum 11, in dem nicht weiter veranschaulichte elektrische und/oder elektronische Bauteile oder Komponenten angeordnet sein können, die Zünd ^¬ quellen für ein außerhalb des Gehäuses vorhandenes explosi ^¬ onsfähiges Gasgemisch darstellen können.

[0022] Zu dem Gehäuse gehören wenigstens zwei Gehäuseteile 12, 13, die den Innenraum 11 umschließen. In wenigstens einem der beiden Gehäuseteil 12, 13 ist eine Druckausgleichs ^¬ öffnung 14 ausgebildet, in der ein Druckentlastungskörper 15 angeordnet ist. Dieser ist vorzugsweise ein plattenför- miger, ebener Sinterkörper mit einer ersten nach außen weisenden Flachseite 16 und einer zweiten dem Innenraum 11 zugewandten Flachseite 17. Beide Flachseiten 16, 17 nehmen vorzugsweise jeweils die gesamte Fläche der Druckaus ^¬ gleichsöffnung 14 ein und weisen auf ganzer Fläche Öffnungen von flammendurchschlagsicheren Kanälen auf, die sich durch den Druckentlastungskörper 15 erstrecken. Vorzugsweise wird der Druckentlastungskörper 15 durch miteinander verschweißte bzw. durch Sintern verbundene ebene Lagen aus Metallgewebe gebildet. Das Metallgewebe ist vorzugsweise aus Edelstahldrähten gefertigt.

[0023] Das Gehäuseteil 12 kann, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, lediglich den einen Druckentlastungskörper 15 oder auch mehrere solcher Druckentlastungskörper aufweisen. Vorzugsweise ist der Druckentlastungskörper 15 so angeord ^¬ net, dass seine Flachseiten 16, 17 parallel zu einer Trenn ^¬ ebene 18 angeordnet sind, an der die Gehäuseteile 12, 13 aneinander anstoßen und an der sie miteinander verbunden sind. Dazu können alle geeigneten Verbindungstechniken dienen. In Figur 1 sind dazu Schraubverbindungen 19 angedeutet. Alternativ oder zusätzlich können die Gehäusehälften 12, 13 miteinander verklebt, verschweißt oder verklemmt sein .

[0024] Das Gehäuseteil 13 kann prinzipiell ähnlich oder gleich wie das Gehäuseteil 12 ausgebildet sein. Insbesonde ^¬ re kann es einen oder mehrere Druckentlastungskörper enthalten, die ebenso mit dem Gehäuseteil 13 verbunden sind, wie der Druckentlastungskörper 15 mit dem Gehäuseteil 12 verbunden ist.

[0025] Die erfindungsgemäße Verbindung zwischen den Dru ^¬ ckentlastungskörper 15 und dem Gehäuseteil 12 ist in Figur 3 gesondert veranschaulicht:

[0026] Das Gehäuseteil 12 ist ein Kunststoff- oder Metall ^¬ gussteil, vorzugsweise ein Aluminiumgussteil, das im

Schwerkraftgussverfahren, zum Beispiel im Sandgussverfahren hergestellt worden ist. Es weist eine Wandstärke W auf, die vorzugsweise größer als 7 mm ist und umschließt einen In ^¬ nenraum von mindestens einem Liter Größe. Die Gehäusewand kann eine gleichmäßige Dicke aufweisen oder mit Rippen oder sonstigen aussteifenden Vorsprüngen versehen sein. Die Wandstärke W ist dabei außerhalb eines verdickten, die Druckausgleichsöffnung 14 umgebenden Bereichs 20 zu messen. Dieser verdickte Bereich 20 weist eine äußere, vorzugsweise wenigstens abschnittsweise ebene Fläche 21 und eine dem In ^¬ nenraum 11 zugewandte, vorzugsweise ebenfalls wenigstens abschnittsweise ebene Fläche 22 auf, zwischen denen die Di ^¬ cke D des verdickten Bereichs 20 zu messen ist. Insbesonde ^¬ re ist die Dicke D, wie in Figur 3 dargestellt, in unmit ^¬ telbarer Nachbarschaft zu einer Umfangsfläche 23 des Druck ^¬ entlastungskörpers 15 zu messen. Die Umfangsfläche 23 ver ^¬ bindet die äußere Flachseite 16 mit der inneren Flachseite 17. Sie ist beispielsweise durch eine Schnittfläche gebil ^¬ det, an der der Druckentlastungskörper 15 aus einem größeren Materialverbund herausgetrennt worden ist. die Umfangs- fläche 23 kann wie die Flachseite 16 und die Flachseite 17 offene Poren aufweisen.

[0027] Der Druckentlastungskörper 15 ist mit einer Randzone 24 in den verdickten Bereich 20 eingebettet und in diesem gehalten. Dabei liegt eine mittig zwischen den Flachseiten der Gehäusewand liegende Mittelebene Ml zum Beispiel auf gleicher Höhe wie eine Mittelebene M2, die mittig zwischen den Flachseiten 16, 17 des Druckentlastungskörpers 15 ange ^¬ nommen ist. In diesem Fall bilden die Mittelebenen Ml, M2 eine gemeinsame Ebene. Es ist jedoch auch möglich, die bei ^¬ den Mittelebenen Ml, M2 gegeneinander zu versetzen, so dass der verdickte Bereich 20 bezüglich der Mittelebene Ml asymmetrisch ausgebildet und/oder der Druckentlastungskörper 15 bezüglich der Gehäusewand außermittig angeordnet ist. Damit kann der bevorzugten Richtung der Druckbelastung Rechnung getragen werden, beispielsweise indem der verdickte Bereich 20 an seiner Außenseite 21 eine Dicke Dl aufweist, die grö ^¬ ßer ist als die Dicke D2 des verdickten Bereichs 20 an sei ^¬ ner Innenseite, jeweils gemessen an der Randzone 24. Bei der in Figur 3 veranschaulichten Ausführungsform sind die Dicken Dl und D2 jedoch gleich.

[0028] Der verdickte Bereich 20 erstreckt sich über die Randzone 24 des Druckentlastungskörpers 15, über eine Stre ^¬ cke Sl, die vorzugsweise größer als wenigstens 5 mm ist. Diese Strecke Sl definiert die Breite der in den verdickten Bereich 20 eingebetteten Randzone 24. Von der Umfangsfläche 23 ausgehend bis zum unverdickten Bereich der Gehäusewand erstreckt sich der verdickte Bereich 20 über eine Strecke S2. Diese ist vorzugsweise ebenso groß wie die Strecke Sl oder auch kürzer als diese.

[0029] Die Dicke Dl und/oder D2 des jeweiligen verdickten Bereichs beträgt vorzugsweise wenigstens 4 mm. Die zwischen den beiden Flachseiten 16, 17 zu messende Dicke D3 des Dru- ckentlastungskörpers 15 kann vorzugsweise im Bereich von 2 bis 10 mm liegen.

[0030] Figur 4 zeigt die Verbindung zwischen Der Randzone 24 und dem Gehäusematerial in ausschnittsweiser vereinfachter Darstellung. Wie ersichtlich schmiegt sich das Gehäusematerial sowohl an der Flachseite 16 (und entsprechend 17), als auch an der Umfangsfläche 23 an den Druckentlastungs ^¬ körper 15 an, ohne tief in den Druckentlastungskörper einzudringen. Jedoch bildet sich eine Mikroverzahnung zwischen dem Gehäusematerial und den Drähten des Druckentlastungs ^¬ körpers 15, d.h. ein Mikroformschluss .

[0031] Die Schmelztemperatur des Materials des Gehäuseteils 12 ist niedriger als die Schmelztemperatur des Druckentlastungskörpers 15. Das flüssige Material des Gehäuseteils 12 hat keine oder nur eine geringe Benetzungsneigung zu dem Material des Druckentlastungskörpers 15 hat. Z.B wird dies durch die Materialpaarung Edelstahl (für den Druckentlastungskörper 15) und Aluminiumlegierung (für das Gehäuseteil 12) erreicht. Der in Figur 5 veranschaulichte Kontaktwinkel ist vorzugsweise größer als 90°, weiter vorzugsweise grö ^¬ ßer als 120°, 150°, oder 160°. Es unterbleibt weitgehend die Ausbildung von Legierungszonen und Lötverbindungen zwischen dem Gehäuseteil 12 und dem Druckentlastungskörper. Deswegen sind mikroskopische Relativbewegungen ohne Entste ^¬ hung von zu großen lokalen Scherspannungen im Gefüge des Gehäuseteils 12 an der Berührungsfläche zwischen dem Gehäu ^¬ seteil 12 und dem Druckentlastungskörper 15 möglich. Es unterbleibt die Ausbildung von Mikrorissen im Gefüge des Gehäuseteils, die sonst zu Rissanfängen führen und die mecha ^¬ nische Belastbarkeit des Gehäuses, auch die Druckimpulsbe ^¬ lastbarkeit, auf Dauer kompromittieren könnten.

[0032] Mit den beschriebenen Gegebenheiten ist das Gehäuseteil 12 in einem weiten Temperaturbereich von zum Beispiel -60°C bis +80°C stabil und sicher zu verwenden. Eine in dem Innenraum 11 ausgelöste Explosion bleibt auf den Innenraum 11 beschränkt. Unabhängig davon, ob an der Verbindungsstel ^¬ le zwischen dem Druckentlastungsköper 15 und dem verdickten Bereich 20 des Gehäuseteils 12 temperaturbedingt Zug- oder Druckspannung herrschen, führen entsprechende stoßweise Druckbelastungen nicht zum Öffnen von Fugen oder Spalten, durch die Flammen oder glühende Partikel hindurchtreten könnten .

[0033] Bei der Herstellung des Gehäuseteils 12 wird der Druckentlastungskörper 15 in die Gravur einer Gießform eingelegt und dann der Formkern auf dem Druckentlastungskörper 15 platziert. Beim nachfolgenden Einfüllen von flüssigem Gehäusematerial, insbesondere Metall, beispielsweise Alumi ^¬ nium oder einer Aluminiumlegierung, füllt dieses den zwischen dem Formenkern und der Gießform vorhandene Spalt und formt somit das Gehäuseteil 12 einschließlich des verdick ^¬ ten Bereichs 20. In diesem umfließt das flüssige Gehäusema ^¬ terial die Randzone 24 des Druckentlastungskörpers 15, wo ^¬ bei es oberflächlich in die Öffnungen des Druckentlastungs ^¬ körpers 15 eindringt. Dadurch entsteht eine Mikroverzah- nung. Besteht der Druckentlastungskörper 15 aus Edelstahldraht und ist das Material des Gehäuseteils 12 Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, kommt es allenfalls stellenweise typischerweise aber gar nicht zu einer Benetzung zwi ^¬ schen dem Druckentlastungskörper 15 und dem flüssigen Metall des Gehäuseteils 12. Dadurch verhindert die Oberflä ^¬ chenspannung des flüssigen Formmaterials ein tieferes Eindringen des Gehäusewandmaterials in den Druckentlastungs ^¬ körper 15. Damit wird auch bei großen Gehäusen, die eine erhebliche Abkühlzeit benötigen, verhindert, dass der Dru ^¬ ckentlastungskörper 15 durch Kapillareffekte mit flüssigem Metall gefüllt und somit verengt oder verschlossen wird. Vielmehr bleiben die Poren des Druckentlastungskörpers 15 auch in der Randzone 24 frei von Aluminium oder sonstigem Gehäusematerial . [0034] Das erfindungsgemäße Gehäuse 10 weist mindestens ei ^¬ nen Druckentlastungskörper 15 auf, der in einer Druckausgleichsöffnung 14 eines der Gehäuseteile 12, 13 angeordnet ist. Zur Befestigung des Druckausgleichskörpers 15 in bzw. an dem Gehäuseteil 12 ist ein verdickter Bereich 20 vorgesehen, der die Randzone des Druckentlastungskörpers 15 ent ^¬ lang der gesamten Umfangsfläche 23 des Druckentlastungskörpers 15 an beiden Flachseiten 16, 17 des Druckentlastungs ^¬ körpers 15 übergreift. Die sich dabei ergebende Einbet ^¬ tungstiefe Sl, die parallel zu den Flachseiten 16,17 zu messen ist, ist dabei vorzugsweise größer als die Dicke Dl, D2 des die Randzone 24 übergreifenden Teils des verdickten Bereichs 20. Der Druckentlastungskörper 15 besteht aus ge ^¬ sintertem Drahtgewebe. Durch das Bündel dieser Maßnahmen wird eine sowohl mikroskopische als auch makroskopische formschlüssige Verbindung zwischen dem Druckentlastungskörper 15 und dem Gehäuseteil 12 erreicht. Diese Verbindung ist in einem weiten Temperaturbereich langzeitstabil und druckfest .

Bezugs zeichen :