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Die Erfindung betrifft eine Tauchausrüstung, umfassend ein mit einer Druckluftquelle in Verbindung stehendes Atemgerät und eine aufblasbare Weste zum Austarieren des Auftriebs eines Tauchers, indem die Weste in einem Normalbetrieb entweder mit der Druckluftquelle über ein Aufblasventil zum Aufblasen oder über ein Ablassventil mit einem Auslass zum Ablassen von Luft manuell verbindbar ist.
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Moderne Tauchausrüstungen umfassen üblicherweise eine Tarierweste, auch BCD (Buoyancy Control Device) genannt, welche üblicherweise als Traggestell für eine Druckluftflasche der Taucherausrüstung dient und mit deren Hilfe der Taucher in jeder Tiefe mittels Einblasen oder Ablassen von Luft genau seinen Auftrieb regulieren und austarieren kann. Im Allgemeinen sind dabei in einer Tarierweste mehrere pneumatische Ventile vorgesehen, welche zur Steuerung des Einblasens oder Ablassens von Luft in eine Luftblase der Weste und häufig auch zur Einleitung von Notmaßnahmen vorgesehen sind. Diese Notmaßnahmen werden beispielsweise bei fehlender Atemtätigkeit des Tauchers oder im Falle des Unterschreitens einer definierten Druckluftmenge in der Druckluftflasche eingeleitet. Die vorliegende Erfindung widmet sich der letztgenannten Problemstellung.
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Aus der
WO 2007/058615 A1 geht eine Tauchausrüstung hervor, welche sich aus einer Tarierweste und einer Druckluftquelle in Form einer Druckluftflasche sowie einer manuell betätigbaren Ventilanordnung zur Steuerung der Druckluftzufuhr von der Druckluftflasche zur Tarierweste zusammensetzt. Über die Tarierweste wird dabei ein Auftrieb eines Tauchers austariert, indem die Weste in einem Normalbetrieb entweder über die Druckluftflasche aufgeblasen oder Druckluft aus der Weste abgelassen wird. Die Ventilanordnung umfasst dabei eine Kontrolleinrichtung, mittels welcher von dem Normalbetrieb in einen Notfallbetrieb gewechselt werden kann. Zu diesem Zweck ist ein automatisch betätigbares Steuerventil vorgesehen, welches in Abhängigkeit eines umliegenden Wasserdrucks die Kontrolleinrichtung aktiviert. Nimmt der Taucher über einen definierten Zeitraum keinen Atemzug am Atemgerät, so betätigen die Verzögerungsmittel über eine Steuerleitung ein Notfallventil, das dabei die Weste mit der Druckluftflasche verbindet und damit deren Aufblasen erzwingt. Infolge dessen wird der nicht regelmäßig atmende Taucher dann an die Wasseroberfläche zurückbefördert.
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Eine andere Notmaßnahme stellt durch ventiltechnische Mittel sicher, dass der Taucher bei Unterschreiten einer definierten Druckluftmenge in der Druckluftflasche ebenfalls automatisch an die Wasseroberfläche zurück befördert wird. Gewöhnlich kommt hierfür ein sogenanntes Out-Of-Air-Ventil zum Einsatz, das den in der Druckluftflasche herrschenden Druck überwacht und eine Verbindung zwischen der Druckluftflasche und der Weste herstellt, wenn ein Mindestdruck der Druckluftflasche unterschritten wird. Diese Überwachung erfolgt durch Druckvergleich an einem pneumatisch betätigbaren Kolben gegenüber dem Druck einer Feder.
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Bei Tauchausrüstungen dieser Art ist das Out-Of-Air-Ventil gewöhnlich separat zum Einlassventil ausgeführt und über Verbindungsleitungen in das pneumatische System der Tauchausrüstung integriert. Hierfür sind eine Vielzahl von Bauteilen erforderlich, die ein im Rahmen der Tauchausrüstung relativ großes Bauvolumen in Anspruch nehmen.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tauchausrüstung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiter zu verbessern, dass eine Out-Of-Air-Funktion in einfacher Weise und bauraumsparend in das pneumatische System integriert ist.
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Die Aufgabe wird ausgehend von einer Tauchausrüstung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Aufblasventil einen mit einem Ventilorgan zusammenwirkenden manuell betätigbaren Betätigungsstößel umfasst, welcher außerdem auch von einem pneumatisch beaufschlagbaren im Ventilgehäuse des Aufblasventils angeordneten Kolben zur Bildung eines integrierten vorgesteuerten Out-Of-Air-Ventils zum automatischen Öffnen des Aufblasventils bei Unterschreitung eines Mindestdrucks der Druckquelle unter Nutzung desselben Ventilorgans betätigbar ist.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass in einem einzigen Ventilgehäuse die Funktionen eines manuell betätigbaren Aufblasventils sowie eines automatisch wirkenden Out-Of-Air-Ventils raumsparend integriert sind, was die Anzahl der notwendigen Bauteile reduziert und somit das Bauvolumen deutlich gegenüber den in dem Stand der Technik bekannten Lösungen verringert. Außerdem lässt sich so eine neue Baugruppe entwickeln, die lediglich die Out-Of-Air-Funktion als zusätzliche Funktion in einem herkömmlichen Inflator anbietet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kolben in Ventilöffnungsrichtung von einer im Ventilgehäuse ausgebildeten und am Ventilorgan anliegenden Speisedruckkammer mit dem Druck der Druckluftquelle und in Ventilschließrichtung mit dem Druck einer ersten Feder beaufschlagt, welche den Mindestdruck der Druckluftquelle zum Öffnen des Aufblasventils bei Unterschreitung des Mindestdrucks definiert. Für eine besonders bauraumsparende Ausführung wird vorgeschlagen, dass der Kolben nach Art eines im Ventilgehäuse außenradial eingespannten Membrankolbens ausgebildet ist, an welchem eine zentrale Dichtbuchse zum dynamisch abgedichteten Hindurchführen des Betätigungsstößels befestigt ist. Denn der Betätigungsstößel muss sich unabhängig von der Out-Of-Air-Funktion auch manuell betätigen lassen, um im Normalbetrieb die Weste aufblasen zu können.
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Zum manuellen Betätigen des Aufblasventils im Normalbetrieb ist der Betätigungsstößel gegen die Rückstellkraft einer zwischen dem Betätigungsstößel und dem Kolben angeordneten zweiten Feder betätigbar, um das Aufblasventil manuell zu öffnen. Die erste Feder und die zweite Feder können dabei vorzugsweise koaxial zueinander derart angeordnet werden, dass eine stärkere erste Feder für die Out-Of-Air-Funktion eine relativ schwächere zweite Feder für die manuelle Betätigung des Aufblasventils bauraumsparend umgibt.
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Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass sich der Durchströmungsbereich des Aufblasventils, welcher vom Endabschnitt des Betätigungsstößels und dem mit vorzugszweise schlitzförmigen Ausnehmungen versehenen gehäuseseitigen hülseförmigen Ventilorgan gebildet ist, in Ventilöffnungsrichtung vergrößert.
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Hierdurch wird ein progressives Schaltverhalten des Aufblasventils bewirkt. Das Ventilorgan bildet gegenüber dem Betätigungsstößel insoweit eine Ventilschieberanordnung. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, das Ventilorgan nach Art eines Ventilsitzes auszuführen.
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Neben der Out-Of-Air-Funktion gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Tauchausrüstung auch andere technische Mittel für einen Notfall umfassen, insbesondere falls der Taucher seine Atemtätigkeit einstellt. Für diesen gesonderten Notfallbetrieb gelangt nach Ablauf einer mittels einer Zeitkontrolleinheit definierten Zeit und bei Ausbleiben einer durch eine Kontrolleinrichtung überwachten Atemtätigkeit am Atemgerät ein Notfallventil über mindestens eine Steuerleitung in eine Notfallstellung. Daraufhin wird die Weste automatisch mit der Druckluftquelle verbunden, um ebenfalls deren Aufblasen zu erzwingen.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
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Es zeigt:
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1 ein Blockschaltbild einer Tauchausrüstung mit technischen Mitteln für einen Normalbetrieb sowie einen Notfallbetrieb, und
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2 einen schematischen Längsschnitt durch ein Aufblasventil mit integrierter Out-OF-Air-Funktion.
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Gemäß 1 umfasst die Tauchausrüstung eine Druckluftquelle 1 , welche zu einem – vorliegend nicht weiter dargestellten – Atemgerät die dieses speisende Druckluft zuführt, so dass ein Taucher unter Wasser mit Atemluft versorgt werden kann. Hierbei wird diese Druckluftquelle 1 durch eine – vorliegend ebenfalls nicht dargestellte – Druckluftflasche gebildet, wobei ein Druck der Druckluftflasche hierbei bei Verwendung der Tauchausrüstung um den umliegenden Wasserdruck erhöht wird, so dass in Leitungen der Tauchausrüstung stets ein gleichbleibendes Druckniveau im Vergleich zum umliegenden Wasserdruck vorhanden ist.
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Des Weiteren ist eine aufblasbare Weste 2 vorgesehen, welche mit einer Luftblase versehen ist, wobei diese Luftblase entweder durch die Druckluftquelle 1 mit Druckluft aufgeblasen oder gezielt Luft aus dieser abgelassen werden kann. Hierüber kann ein Auftrieb des Tauchers austariert werden, in dem durch gezieltes Zuführen einer entsprechenden Luftmenge ein Aufsteigen und durch Ablassen von Luft ein Absinken darstellbar ist.
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In einem Normalbetrieb wird das Zuführen und das Ablassen von Luft in die Weste 2 hierbei über zwischenliegende Ventile in Form eines Aufblasventils 3 und eines Ablassventils 4 gesteuert, welche jeweils über ein zugeordnetes Stellelement 5 bzw. 6 durch den Taucher betätigt werden können. Vorliegend sind diese Stellelemente 5 und 6 jeweils als Druckknopf ausgestaltet, bei dessen jeweiliger Betätigung das Aufblasventil 3 bzw. das Ablassventil 4 in einer Betätigungsstellung bewegt werden kann. Sowohl das Aufblasventil 3 als auch das Ablassventil 4 sind dabei als 2/2-Wegeventile ausgeführt und werden jeweils über eine zugeordnete Feder in eine, vorliegend dargestellte Grundstellung vorgespannt, aus welcher sie dann durch Betätigung des zugehörigen Stellelementes 5 bzw. 6 in die Betätigungsstellung bewegt werden können.
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In der Betätigungsstellung verbindet das Aufblasventil 3 dann die Druckluftquelle 1 mit der Weste 2, so dass die Weste 2 durch Zuführen von Druckluft aufgeblasen wird. Hingegen wird bei Betätigung des Stellelements 6 und einer Überführung des Ablassventils 4 in die Betätigungsstellung die Weste 2 mit einem Mundstück 7 verbunden, über welches Druckluft aus der Weste 2 in die Umgebung entweichen und damit ein Ablassen von Druckluft aus der Weste 2 darstellbar ist. Zudem kann über das Mundstück 7 aber auch ein manuelles Befüllen der Weste 2 im Einzelfall vorgenommen werden. Entsprechend einer Betätigung der beiden Ventile 3 und 4 kann der Taucher also seinen Auftrieb entsprechend der Befüllung oder Entleerung der Weste 2 austarieren.
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Weiterhin verfügt die Tauchausrüstung im Rahmen einer Notfunktion über eine Kontrolleinrichtung 8, durch welche ein Ausbleiben einer Atemtätigkeit des Tauchers an dem Atemgerät erfasst und in diesem Fall gezielt in einen Notbetrieb übergegangen und ein Aufblasen der Weste 2 erzwungen werden kann, so dass der Taucher als Folge des Aufblasens an die Wasseroberfläche zurück befördert wird. Zu diesem Zweck verfügt die Kontrolleinrichtung 8 über eine Zeitkontrolleinheit 9, über welche eine Zeit definiert wird, nach deren Ablauf bei Ausbleiben der Atemtätigkeit am Atemgerät in den besagten Notfallbetrieb überführt wird. Die Zeitkontrolleinheit 9 verfügt dabei über pneumatische Verzögerungsmittel, welche vorliegend durch eine Füllblende 10, ein Kontrollvolumen 11 und ein Entleerventil 12 gebildet sind. Ab Aktivierung der Zeitkontrolleinheit 9 wird das Kontrollvolumen 11 über die Füllblende 10 kontinuierlich mit unter Druck stehender Luft befüllt, wobei bei Atemtätigkeit des Tauchers und einem hiermit einhergehenden Druckabfall in dem mit der Druckluftquelle 1 verbundenen Leitungssystem über das Entleerventil 12 ein Entleeren des Kontrollvolumens 1 vorgenommen wird. Dabei ist das ablaufseitig zum Kontrollvolumen 11 vorgesehene Entleerventil 12 ebenfalls als 2/2-Wegeventil ausgestaltet und steuerseitig derart mit der Druckluftquelle 1 gekoppelt, dass bei einem Atemzug des Tauchers über das Atemgerät auf einer Steuerseite der besagte Druckabfall auftritt und in der Folge das Entleerventil 12 in die das Kontrollvolumen 11 entleerende Betätigungsstellung bewegt wird. Der Zeitbereich bis zur Überführung in dem Notbetrieb wird dabei durch eine geeignete Wahl eines Volumens des Kontrollvolumens 11 und einer Drosselung über die Füllblende 10 definiert, da diese Parameter im Zusammenspiel angeben, ab wann bei kontinuierlichem Befüllen des Kontrollvolumens 11 über die Füllblende 10 ein definierter Druck im Kontrollvolumen 11 erreicht wird. Das Erreichen dieses definierten Drucks gibt dabei den Zeitpunkt an, ab welchem in den Notbetrieb übergeleitet wird. Zur Aktivierung der Kontrolleinrichtung 8 ist der Zeitkontrolleinheit 9 ein Steuerventil 13 vorgeschaltet, welches die Kontrolleinrichtung 8 in Abhängigkeit des aktuell umliegenden Wasserdrucks aktiviert. Zu diesem Zweck ist das Steuerventil 13 zum einen über eine Steuerleitung 14 mit einem Druckanschluss 15 verbunden, über welchen das Steuerventil 13 mit dem umliegenden Wasserdruck beaufschlagt ist. Zum anderen wird das Steuerventil 13 noch über eine anderen Steuerleitung 16 mit einem Referenzvolumen 17 verbunden, in welchem ein Referenzdruck vorherrscht, bevorzugt der atmosphärische Druck. Das vorliegend als 2/2-Wegeventil ausgestaltete Steuerventil 13 trennt die dahinter liegende Zeitkontrolleinheit 9 in der dargestellten Grundstellung von der Druckluftquelle 1, wobei das Steuerventil 13 dann aber in eine Betätigungsstellung überführt wird, sobald der umliegende Wasserdruck den Druck im Referenzvolumen 17 und einen durch ein Federelement des Steuerventils 13 dargestellten Druck überschritten hat. In dieser Betätigungsstellung wird dann die Zeitkontrolleinheit 9 mit der Druckluftquelle 1 verbunden, so dass Druckluft zur Füllblende 10 strömen kann. Folglich wird also die Kontrolleinrichtung 8 ab Erreichen einer definierten Wassertiefe durch das Steuerventil 13 aktiviert. Zum Überführen in den Notbetrieb mit der Folge eines Aufblasens der Weste 2 umfasst die Kontrolleinrichtung 8 des Weiteren ein Notfallventil 18, das vorliegend ebenfalls als 2/2-Wegeventil ausgestaltet ist und in einer Betätigungsstellung die Druckluftquelle 1 direkt mit der Weste 2 verbindet, so dass dabei ein Aufblasen der Weste 2 vorgenommen wird. Zum Überführen in diese Betätigungsstellung ist das Notfallventil 18 über eine erste Steuerleitung 19 mit der Zeitkontrolleinheit 9 verbunden, wobei diese erste Steuerleitung 19 dabei zwischen dem Kontrollvolumen 11 und dem Entleerventil 12 abzweigt. Auf der entgegengesetzten Seite zu der ersten Steuerleitung 19 ist das Notfallventil 18 allerdings noch über eine zweite Steuerleitung 20 ansteuerbar und zudem mit einem Federelement versehen, welches einer Überführung des Notfallventils 18 in die Betätigungsstellung einen entsprechenden Widerstand entgegensetzt. Über die zweite Steuerleitung 20 wird dabei eine Kompensation des seitens der ersten Steuerleitung 19 mit zunehmender Tauchtiefe ansteigenden Drucks erreicht.
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Darüber hinaus besitzt die Tauchausrüstung für den Notfall des Absinkens des Luftdrucks in der Druckluftquelle 1 unter einen Mindestwert über eine in das Aufblasventil 3 integrierte Out-Of-Air-Funktion.
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Gemäß 2 umfasst das insoweit modifizierte Aufblasventil 3 ein zweigeteiltes Ventilgehäuse 21 mit stirnseitigen Anschlüssen zur Verbindung mit der Druckluftquelle 1 sowie der Weste 2. An der gegenüberliegenden Stirnseite des Ventilgehäuses 21 ist ein Betätigungsknopf 22 angeordnet, dessen manuelles Eindrücken über einen Betätigungsstößel 23 ein in Form eines Schieberventils ausgebildetes Ventilorgan 24 öffnet.
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Das Ventilgehäuse 21 des Aufblasventils 3 ist nach Art eines Patronen-Ventils ausgebildet, welches sich in das Gehäuse einer – hier nicht weiter dargestellten – Tauchausrüstung in eine korrespondierende Ausnehmung einstecken lässt. Zwischen dem Betätigungsknopf 22 und dem Ventilgehäuse 21 ist eine elastische Dichtmanschette 32 angeordnet, welche das Eindringen von Wasser in die innere Ventilmechanik des Ventilgehäuses 21 verhindert.
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Das Aufblasventil 3 umfasst weiterhin ein Out-Of-Air-Ventil 25, welches einen im Ventilgehäuse 21 pneumatisch beaufschlagbaren Kolben 26 aufweist, der als Membrankolben ausgebildet ist. Der Kolben 26 ist dabei außenradial zwischen den beiden Teilen des Gehäuses 21 eingespannt und übernimmt hierfür gleichzeitig eine statische Gehäusedichtfunktion. Im Zentrum weist der Kolben 26 eine zentrale Dichtbuchse 27 auf, die zum dynamisch abgedichteten Hindurchführen des Betätigungsstößels 23 dient.
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Das Aufblasventil 3 befindet sich in der Schließstellung und der Kolben 26 wird in diese Richtung von einer im Ventilgehäuse 21 ausgebildeten und auch am Ventilorgan 24 anliegenden Speisedruckkammer 28 mit dem Druck der Druckluftquelle 1 beaufschlagt. In der entgegengesetzten Ventilöffnungsrichtung wird der Kolben 26 mit dem Druck einer ersten Feder 29 beaufschlagt, welche im Rahmen der Out-Of-Air-Funktion den Mindestdruck der Druckluftquelle 1 zum Öffnen des Aufblasventils 3 bei Unterschreitung des Mindestdrucks definiert. Denn sinkt der Mindestdruck der Druckluftquelle 1 unter den durch die Feder 29 ausgeübten Druck, so bewegt sich der Kolben 26 durch die Kraft der Feder 29 in die Ventilöffnungsrichtung, so dass im Sinne der Out-Of-Air-Funktion mit dem noch in der Druckluftquelle 1 vorhandenen Restdruck die Weste 2 zum unbedingten Aufstieg des Tauchers befüllt werden kann.
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Gemäß der neben dieser automatischen Out-Of-Air-Funktion implementierten manuellen Aufblasfunktion der Weste lässt sich der Betätigungsstößel 23 gegen die Rückstellkraft einer zwischen diesem und dem Kolben 26 angeordneten zweiten Feder 30 manuell über den Betätigungsknopf 22 betätigen, um das Ventilorgan 3 im Normalbetrieb unabhängig vom Out-Of-Air-Ventil 25 zu öffnen. Bei diesem Ausführungsbeispiel umgibt die erste Feder 29 die relativ schwächer hierzu ausgeführte zweite Feder 30. Durch manuelles Eindrücken des Betätigungsknopfes 22 bewegt sich der Betätigungsstößel 23 in Öffnungsrichtung des Ventilorgans 24, so dass Druckluft von der Druckluftquelle 1 in die Weste 2 zum manuellen Aufblasen fließt.
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Der vom Endabschnitt des Betätigungsstößels 23 in Zusammenwirkung mit schlitzförmigen Ausnehmungen 31 im gehäuseseitigen hülsenförmigen Ventilorgan 24 gebildete Durchströmungsbereich des Aufblasventils 3 vergrößert sich in Ventilöffnungsrichtung mit progressivem Schaltverhalten.
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Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, dass das Ventilorgan anstelle eines Ventilschiebers auch nach Art eines Sitzventils ausgebildet sein kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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