GORE^® Protective Vents ermöglichen die Ableitung von Batterieausgasung in wasserdichten Gehäusen

BriarTek, Incorporated, der weltweit tätige Hersteller von ORCA^® MOB (Mann-über-Bord)-Alarmsystemen entwickelt Sende-, Empfangs- und Peilgeräte, die das Militär nutzt, um die Sicherheit seines Personals zu gewährleisten. An Deck von Schiffen beschäftigte Crewmitglieder tragen einen Sender in der Größe eines Pagers, der sich automatisch 3,5 Sekunden nach dem Eintauchen in Wasser aktiviert: Unverzüglich sendet der Pager ein Signal an die an Bord befindlichen Empfangsstationen und löst einen akustischen Alarm aus. Das Signal wird auch von zahlreichen Ortungsgeräten offizieller und staatlicher Rettungsdienste empfangen, die dann die Person im Wasser lokalisieren und retten können. BriarTek hat diese Technologie vor kurzem um ein Modul erweitert, das mit dem neuen globalen Kommunikationssystem Cerberus zusammenarbeitet. Ein Zugewinn für Outdoor-Enthusiasten: Denn es ermöglicht ihnen, Kontakt zu ihren Familien und Freunden zu Hause zu halten – sogar dann, wenn sie in den abgeschiedensten Regionen der Welt unterwegs sind.

BriarTek sah sich bei der Konzeption des Alarmsystems mit mehreren Herausforderungen konfrontiert: Erstens verlangten die staatlich festgelegten Spezifikationen die Verwendung bestimmter Batterien in den Alarmsystemen. Damit sich keine überhöhten Gaskonzentrationen im Innern aufbauen, müssen die Gase, die beim Betrieb der Batterien entstehen, aus dem Gehäuse entweichen können.Zudem war BriarTek gefordert, den IP67-Standard für Wasserimmersion zu erfüllen, was eine indirekte oder offene Außenverbindung für den Gasaustritt unmöglich machte. Ebenso wenig kam eine Komplettabdichtung in Frage, weil die Batterie dann im Falle einer Gasansammlung nicht zu belüften gewesen wäre. Abgedichtete Gehäuse sind nicht für negative Druckdifferenzen ausgelegt, bei denen die Außenluft einen niedrigeren Druck als die Luft im Inneren des Gehäuses aufweist. Dadurch können sich Gaskonzentrationen im Gehäuse aufbauen und potenziell in einer Explosion entladen.

Die dritte Aufgabe, der sich BriarTek gegenüber sah, war die Notwendigkeit, interne Druckunterschiede aufgrund von Höhenwechseln beim Lufttransport ausgleichen zu müssen, da die Systeme zu Kunden in der ganzen Welt versandt werden. Weil die meisten Transportbehältnisse in Flugzeugen jedoch nicht in der Druckkabine stehen, könnten die Alarm- und Ortungssysteme Druckunterschieden ausgesetzt sein, insbesondere in großen Höhen. Werden die Höhenwechsel nicht ausgeglichen, kann ein dadurch entstehender Überdruck dazu führen, dass sich die Geräte ausbeulen oder sogar explodieren. BriarTek benötigte eine Lösung, die ein Entweichen der Gase aus der Batterie ermöglicht, zugleich die Elektronik bei einem Eintauchen in Wasser vor Wassereinbruch schützt und während des Transports für einen kontinuierlichen Druckausgleich im Gehäuseinnern sorgt.

Nachdem sich BriarTek über Alternativen informiert hatte, entschied man sich zugunsten mehrerer GORE^® Protective Vents für die gedachten Anwendungen. Laut Alex Rich, dem Maschinenbauingenieur bei BriarTek, der für die Produktentwicklung zuständig ist, erfolgte die Auswahl auf Basis der Größe und der Anforderungen an den Luftdurchsatz für jedes Gerät. So kam beispielsweise beim ORCA^®Sender und CerberLink™- Satellitenkommunikationsgerät ein Belüftungselement mit einem Polypropylen-Gehäuse zum Einsatz, das einen Außendurchmesser von 2,35 Millimetern (mm) und einen Luftdurchsatz von 7 ml pro Minute hatte, weil bei diesen Geräten das kleinstmögliche Belüftungselement mit minimalem Luftdurchsatz benötigt wurde. Das ORCA^®Antennenpeilsystem hingegen war größer und besaß ein größeres Innenluftvolumen: Es wurde mit einem GORE^®Press-fit Vent mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einem typischen Luftdurchsatz von 44 ml pro Minute sowie einem thermoplastischen Elastomergehäuse ausgestattet.

Rich sagt, die Installation der Belüftungselemente sei sehr einfach. “Wir haben uns für ein Press-fit-Belüftungselement entschieden, weil es für die Anwender transparent ist und leicht auf der Außenseite installiert werden kann. Das bedeutet, dass es keinen Platz im Innern des Gehäuses benötigt. Wir befestigen das Belüftungselement mit Hilfe eines weichen Kunststoffdübels einfach am Gehäuse – bei den tragbaren Geräten an der Batterieklappe und beim Peilsender an der Vorderseite. Und das flache Profil der Belüftungselemente verringert das Risiko, dass die Nutzer es beschädigen könnten.”

Auf die Frage nach der Qualität der Belüftungselemente antwortete Rich: “Wir haben unsere ersten GORE^® Protective Vents vor über fünf Jahren im ursprünglichen ORCA^® TX-104 eingebaut und hatten bis jetzt noch keinerlei Ausfälle. Unser Geschäft ist die Rettung von Leben, deshalb muss ein zuverlässiger Betrieb unter extremen Bedingungen gewährleistet sein. Darum bauen wir diese Belüftungselemente in unsere Produkte ein.”