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Rückzugsignalvorrichtung für Atemschutzgeräte Es ist eine Rückzugsignalvorrichtung
für mit Druckgas betriebene Atemschutzgeräte bekannt, die meistens als Behältergeräte
ausgebildet sind und die mit einer Warnvorrichtung versehen sind, die beim Absinken
des Druckes in der Druckgaszufuhr wie insbesondere beim Absinken des Druckes des
Preßgasvorrates unter einen bestimmten Wert den Gerätträger warnen.
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Dies geschieht zu dem Zweck, um den Gerätträger rechtzeitig darauf
aufmerksam zu machen, daß er das Gerät nach einiger Zeit ablegen muß und daß er
sich demzufolge entweder aus der gefährdeten Gasatmosphäre oder beim Tauchen aus
der Tiefe zurückziehen muß.
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Eine bekannte Rückzugsignalvorrichtung ist mit einem Steuerorgan versehen,
das beim Sinken des Preßgasdruckes unter den sogenannten Warndruck den Weg des Preßgases
zu einer Signalleitung freigibt. Dabei ist es bekannt, an die Signalleitung ein
akustisches Warnsignal anzuschließen. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß das
akustische Signal bei starkem Lärm überhört werden kann und daß ein akustisches
Signal für Tauchgeräte nicht brauchbar ist.
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Eine andere Gruppe der Warnvorrichtungen besteht darin, daß in die
Druckgasleitung ein federbelastetes Drosselventil eingebaut ist, das den Luftdurchtritt
unterhalb des sogenannten Warndruckes sperrt oder zumindest drosselt. Der Gerätträger
verspürt Atemnot und wird dadurch gewarnt. Dabei ist weiterhin ein von Hand zu betätigendes
Umgehungsventil vorgeschlagen worden, das der Gerätträger, nachdem er gewarnt ist,
so einschaltet, daß die Sperre bzw. Drossel in der Gaszuführungsleitung nicht mehr
für ihn bemerkbar ist. Diese Warnung hat den Nachteil eines verhältnismäßig hohen
Einatemwiderstandes im Fall der Warnung.
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Es ist weiterhin eine Rückzugsignalvorrichtung für Atemschutzgeräte
mit Druckgasbehälter und einem unter der Warnung des Druckgases stehenden Steuerelement
vorgeschlagen worden, das unterhalb des Warndruckes den Gaszutritt zu einer Warnleitung
freigibt, wobei diese zu einem Steuermittel führt, durch das bei Druckerhöhung die
auf das Ausatemventil wirkende Schließkraft
erhöht wird. Bei diesem
Gerät wird im Warnfall der Ausatemwiderstand erhöht. Da das Ausatemventil an der
Atemschutzmaske, dagegen das Steuerorgan der Warnvorrichtung meist am Druckgasbehälter
sitzt, ergibt sich in solchen Fällen unter Umständen die Notwendigkeit einer zusätzlichen
Steuerleitung, die zu der Atemgas führenden Leitung hinzutritt.
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Die Neuerung erstrebt, die Nachteile der bekannten Rückzugsignalvorrichtungen
zu vermeiden. Die Neuerung betrifft eine Rückzugsignalvorrichtung für mit Druckgas
betriebene und mit einem Druckminderer ausgerüstete Atemschutzgeräte.
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Die Neuerung besteht darin, daß der Druckminderer derart ausbildet
ist, daß beim Absinken des Vorratsdruckes unterhalb des Warndruckes der Abgangsdruck
des Druckminderers sich ändert vorzugsweise erhöht und diese Druckänderung vorzugsweise
Druckerhöhung eine Warnvorrichtung betreibt. Die Neuerung hat den Vorteil, daß zur
Steuerung nicht eine gesonderte Steuerleitung erforderlich ist, sondern daß die
Steuerung der Warnvorrichtung mit Hilfe der Druckänderung des Abgangsdruckes des
Druckminderers betätigt wird. Dabei kann die Warnvorrichtung in unterschiedlicher
Weise ausgebildet sein. Die Warnung kann einmal durch Änderung des Einatemwiderstandes
erfolgen, indem durch die Druckänderung im Abgangsdruck des Druckminderers ein Steuerorgan
derart betätigt wird, daß der Einatemwiderstand erhöht wird. Eine andere, in den
nachfolgenden Ausführungsbeispielen erläuterte Bauform besteht darin, daß durch
die Änderung des Abgangsdruckes des Druckminderers der Ausatemwiderstand
erhöht
wird. Weiterhin kann aber auch die Warnung eine akustische oder eine andere sinnfällige
Warnung sein, die durch die Erhöhung des Abgangsdruckes des Druckminderers ausgelöst
wird. So kann z. B. an der Abgangsleitung des Druckminderers ein Gummibeutel angeordnet
sein, der bei normalem Abgangsdruck des Druckminderers eine bestimmte kleine Gestalt
besitzt, der jedoch bei Erhöhung des Abgangsdruckes des Druckminderers sich aufbläht
und dadurch den Gerätträger warnt. Dabei kann der Gummibeutel vor dem Gesicht oder
den Armen oder an sonstiger Stelle befestigt sein.
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Während beispielsweise der normale Abgangsdruck des Druckminderer,
an dem ein lungengesteuertes Ventil angeschlossen ist, etwa 4 atü beträgt, so kann
bei der Rückzugsignalvorrichtung gemäß der Neuerung dieser Mitteldruck zwischen
Druckminderer und lungengesteuertem Ventil auf beispielsweise 8 atü erhöht werden.
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Der Einstellwert des Druckminderers kann mechanisch oder pneumatisch
verändert werden. Die erzielte Druckänderung bzw.
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Druckerhöhung des Abgangsdruckes des Druckminderers kann mittelbar
oder unmittelbar zur Drosselung der Ein-oder Ausatemluftwege, so z. B. durch Verstärkung
der Schließkraft des Ein-oder Ausatemventils, benutzt werden.
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Die Neuerung sei an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele, die in den
Zeichnungen schematisch dargestellt sind, erläutert.
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Es zeigen Abb. 1 und 2 unterschiedliche Ausführungsformen, Abb. 3
eine weitere Ausführungsform eines Druckmindererblockes, Abb. 4 eine Modifikation
der Abb. 1.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 sind A der Druckmindererblock
mit der Steuereinrichtung und B das an die Maske angeschlossene lungengesteuerte
Einatemventil. Die Verschraubung 1 wird mit der nicht dargestellten Druckgasflasche
des Atemgerätes verbunden, so daß nach dem Öffnen des Flaschenventils die Membran
2 der Steuereinrichtung mit dem vollen Flaschendruck belastet wird, wodurch der
Schließbolzen 3 entgegen der Kraft der Feder 4, die durch die Stößelplatte 5 übertragen
wird, auf den Ventilsitz 6 gedrückt wird.
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Da vor dem Öffnen des Flaschenventils infolge der stärkeren Druckmindererstellfeder
7 die Membran 8 entgegen der Wirkung der Feder 9 nach unten durchgewölbt wird, ist
auch das durch den Kegelbolzen 10 und den Ventilsitz 11 gebildete Druckmindererventil
offen, so daß das aus der Druckgasflasche kommende Atemgas in den Druckmindererraum
12 und von dort weiter durch die Leitung 13 zum lungengesteuerten Einatemventil
B fließen kann. Die Kraft der Federn 9 und 7 ist so eingestellt, daß die Membran
8 unter der Einwirkung dieser Federkraft einerseits und der Kraft des Druckgases
im Raum 12 andererseits das Ventil 10,11 so steuert, daß in der Leitung 13 ein normaler
Arbeitsdruck von beispielsweise 4 atü herrscht. Dieser Teil des
Gerätes
wirkt somit als Druckminderer, der das lungengesteuerte Einatemventil B fortlaufend
mit einem Niederdruck von beispielsweise 4 atü speist.
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Sobald der Gerätträger einatmet, öffnet sich das Rückschlagventil
14 im Anschlußstutzen des lungengesteuerten Ventils B, so daß über die Öffnungen
15 und 16 im Raum 17 unterhalb der Membran 18 ein Unterdruck entsteht, wobei die
Membran 18 sich nach rechts bewegt und den Kipphebel 19 mitnimmt, so daß der Ventilteller
20 sich einseitig von dem Ventilsitz 21 abhebt.
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Nun kann Atemgas in den Raum 17 des lungengesteuerten Ventils und
von dort weiter zu den Atemwege des Gerätträgers strömen.
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Ist der Druckgasvorrat auf einen vorbestimmten Restdruck von beispielsweise
40 atü abgesunken, bei dem der Gerätbenutzer gewarnt werden soll, damit er den Rückzug-aus
der vergasten Zone bzw. beim Tauchen aus dem Wasser-antreten kann, dann tritt die
Warnanlage folgendermaßen in Tätigkeit.
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Die Kraft der Feder 4 überwiegt beim vorbestimmten Restdruck die auf
die Membran einwirkende Kraft des Druckgases. Demzufolge hebt die Stößelplatte 5
den Schließbolzen 3 von seinem Sitz 6 ab, so daß aus dem Druckmindererraum 12 Druckgas
mit dem Druck des Arbeitsdruckes in den Raum der Feder 4 und von dort in den Raum
22 fließen kann. Dieser ist durch eine Zwischenwand 23 vom Raum der Stellfeder 7
des Druckminderers getrennt und andererseits durch eine Membran 24 abgeschlossen.
Diese ist mit
einem Mittelstück 25 versehen, welches mit einem Ansatz
26 und einem kegeligen Endkopf 27 in den Raum der Stellfeder 7 hineinragt. Solange
der Raum 22 noch nicht durch Druck belastet ist, d. h. vor Erreichen des Warndruckes,
schiebt die Feder 28 das Mittelstück 25 so weit herunter, daß der kegelige Endkopf
27, der einen Ventilkegel darstellt, von dem zugehörigen Sitz 29 abgehoben ist.
Demzufolge wird beim Öffnen des Ventils 3/6, d. h. dann, wenn der Warndruck erreicht
wird, das Druckgas nicht nur in den Raum 22, sondern gleichzeitig auch in den Raum
der Stellfeder 7 solange hineinfließen, bis die auf die Membran 24 einwirkende Kraft
des Druckgases das Mittelstück 25 entgegen der Wirkung der Feder 28 so weit zurückdrückt,
daß das Ventil 27/29 schließt. Da nunmehr der in dem Raum der Stellfeder 7 eingeschlossene
Druck die Membran 8 zusätzlich belastet, stellt sich der Mitteldruck in dem Raum
12 entsprechend höher ein. Diese Druckerhöhung pflanzt sich über die Leitung 13
zum lungengesteuerten Ventil 20/21 fort.
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Diese Drucksteigerung in der Leitung 13 und damit vor dem Ventil 20/21
kann in unterschiedlicher Weise zur Warnung des Gerätträgers ausgenutzt werden.
Eine Ausführungsform der Neuerung besteht darin, daß die Drucksteigerung bei einer
entsprechenden Ausbildung des lungengesteuerten Ventils 20/21 sich auf den Einatemwiderstand
auswirkt, wodurch der Gerätträger gewarnt werden kann. Im Nachfolgenden ist jedoch
eine andere Ausführungsform beschrieben, bei der der Ausatemwiderstand des Gerätes
erhöht wird.
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Hierzu ist in einem mit der Leitung 13 verbundenen Raum 30 ein Federbalg
31 (bzw. eine Membran) angeordnet, die durch eine Feder 32 bei dem normalerweise
vorhandenen Mitteldruck in der dargestellten Lage gehalten wird.
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Zwischen dem Federbalg 31 und dem Anschlußstutzen der Steuereinrichtung
B ist ein Ausatemventil angeordnet, das u. a. einmal aus einer Ventilmembran 34
besteht, die an ihrem Rand mit dem Gehäuse der Steuereinrichtung B fest verbunden
ist.
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Diese Membran 34 besitzt ein konisches Ansatzstück 35, das gleichsam
den Ventilteller des Ausatemventils bildet und das sich mit seiner Stirnkante an
den Gehäuseteil 35a anlegt und damit den Raum 35b innerhalb dieses Ansatzes 35 von
dem Außenraum 36 abschließt, der über Schlitze 36a mit der Umgebungsluft verbunden
ist.
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Bei der Ausatmung entsteht im Raum 35b ein Überdruck, da sich das
Rückschlagventil 14 schließt. Dabei wird die Membran 34 nach links gewölbt, bis
schließlich die Ausatemluft nach dem Abheben des Ventiltellers 35 von der Fläche
35a aus dem Raum 35b in den Raum 36 und von da durch die Schlitze 36a abströmen
kann. Wenn nun der Warndruck, wie oben beschrieben, erreicht ist, und der Druck
in der Leitung 13 steigt, wird der Federbalg 31 zusammengedrückt, wobei sein Stößel
33 nach rechts durch eine Bohrung verschoben wird und die Ventilmembran 34 in deren
Mittelteil belastet. Sobald die Membran 34 jedoch in dieser Weise belastet wird,
steigt der Ausatemwiderstand
da die Ausatemluft nurmehr entweichen
kann, wenn der kegelförmige Ventilteller 35 geweitet wird. Der Gerätträger wird
durch den Anstieg des Ausatemwiderstandes auf das baldige Ende des Luftvorrates
aufmerksam gemacht.
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Nach dem Öffnen des Ventils 3/6 fließt ein durch die Düse 37 stark
gedrosselter Teilstrom des Druckgases zum akustischen Signal 38, so daß gleichzeitig
ein Warnton erzeugt wird. Das akustische Signal 37/38 kann natürlich entfallen.
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Obgleich der Gerätträger trotz des höheren Ausatemwiderstandes weiterhin
seine Atmung aufrecht erhalten kann, ist es zweckmäßig, nach erfolgter Warnung den
Widerstand, d. h. die Druckerhöhung des Mitteldruckes, wieder rückgängig zu machen.
Aus diesem Grund ist in dem Mittelstück 25 ein Ventil 39 angeordnet, welches durch
Kippen des Hebels 39a geöffnet wird, so daß über die Bohrung 40 der Raum der Stellfeder
oberhalb der Membran 8 entlüftet werden kann. Da andererseits jedoch der Druck in
dem Raum 22 verbleibt, bleibt das Ventil 27/29 geschlossen, so daß eine erneute
Druckerhöhung im Raum 12 nicht mehr eintreten kann.
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Die Ausführungsform nach Abb. 2 unterscheidet sich hinsichtlich des
Aufbaues des Druckminderers A von der Ausführungsform nach Abb. 1 im folgenden :
In dem Mittelstück 25 ist anstelle des Entlüftungsventils 39a eine Drosseldüse 41
angeordnet. Demzufolge ändert sich die
Wirkungsweise des Gerätes
gegenüber derjenigen des Gerätes nach Abb. 1 in folgendem. Nach Erreichen des Warndruckes
steigt der Druck im Raum der Stellfeder 7 oberhalb der Membran 8 und-wie bei der
Ausführungsform nach Abb. 1 beschieben-auch der Druck im Raum 12. Der Druck im Raum
der Stellfeder 7 sinkt nun aber langsam ab, da das Gas über die Bohrung 40 und die
Düse 41 ins Freie entweicht. Druckgas kann andererseits nicht erneut in den Raum
der Stellfeder 7 einströmen, da das Ventil 27/29 geschlossen bleibt. Die Druckerhöhung
im Raum der Stellfeder 7 und damit auch die Druck-
| erhöhung im Raum 12 ist demzufolge nur vorübergehend. Dies |
hat zur Folge, daß der Gerätträger nur vorübergehend durch die Erhöhung des Ausatemwiderstandes
gewarnt wird, wenn die Warnvorrichtung beispielsweise in gleicher Weise ausgebildet
wäre wie nach Abb. 1.
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Um jedoch eine dauernde Warnung zu erreichen, ist die Warnvorrichtung
nach Abb. 2 gegenüber derjenigen in Abb. 1 in mehreren Punkten geändert.
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Durch die kurzzeitige Druckerhöhung in der Verbindungsleitung 13 wird
wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 der Faltenbalg 31 zusammengedrückt,
wobei gleichzeitig der Stößel 33 nach links bewegt wird. Zum Unterschied zu der
Ausführungform nach Abb. 1 legt sich hier der Stößel gegen eine Platte 33a, die
das Widerlager einer Feder 33b des Ausatemventils 33c bildet. Wenn der Stößel 33
die Platte 33a nach links verschiebt,
wird die Feder 33b gespannt
und der Öffnungswiderstand des Ausatemventils 33c erhöht.
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Wenn der Stößel 33 genügend nach links verschoben ist, rastet ein
weiterer Stößel 42 in die Ringnut 43 des Stößels 33 ein.
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Dieser wird damit festgehalten und kann nicht beim folgenden Druckabfall
in der Leitung 13 in seine Ausgangsstellung zuzurückkommen. Das hat zur Folge, daß
die Feder 33b stärker gespannt bleibt und damit auch der Ausatemwiderstand des Ventils
33c erhöht bleibt.
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Durch Ziehen am Hängeknopf 44 entgegen der Kraft der Feder 44a kann
der Stößel 42 aus der Raststellung herausgezogen und damit die Bewegung des Stößels
33 freigegeben werden.
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Dieser kann in die Ausgangslage zurückschnellen, so daß nunmehr das
Ausatemventil 33c normal belastet ist. Die Anordnung nach Abb. 2 hat den Vorteil,
daß der Auslösmechanismus nicht im Druckminderer, der normalerweise hinten im Gerät
angeordnet ist, sitzt, sondern an einer besser zugängigen Stelle an dem an der Atemmaske
angeordneten lungengesteuerten Ventil.
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Abb. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Druckminderers, bei
der in der Leitung 13 eine bleibende und während des Gebrauchs des Gerätes nicht
wieder rückgängig zu machende Druckerhöhung in der Leitung 13 erzeugt wird. Beim
Erreichen des Warndruckes öffnet das Ventil 3/6, so daß das Druckgas zu einem Raum
oberhalb der Membran 24 strömt. Die dadurch auf den
Membranteller
45 einwirkende Kraft belastet die Stellfeder 7 des Druckmindererventils zusätzlich,
wodurch sich ein höherer Arbeitsdruck des Druckminderers einstellt. Auch in diesem
Fall kann die Steuereinrichtung B mit einer Vorrichtung ausgerüstet sein, durch
die die Erhöhung des Atemwiderstandes mechanisch ausgeschaltet wird.
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Eine weitere Möglichkeit, den Atemwiderstand zu erhöhen, besteht darin,
daß die Luftauslaßschlitze 36a mit einer Drosseleinrichtung ausgerüstet sind. Die
Steuereinrichtung zur Erhöhung des Ausatemwiderstandes muß nicht unbedingt am Ausatemventil
selbst angreifen, vielmehr können die Atemwege auch in anderer Weise versperrt werden.
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Die Neuerung gibt die Möglichkeit, durch die in der Druckleitung erzeugte
Druckerhöhung alle möglichen Drosselungen in den Atemwegen zu erzeugen. Diese können
einmal in einer Drosselung der Ausatemwege-wie es hier in den Beispielen beschrieben
ist-oder auch in einer Drosselung der Einatemwege bestehen.
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Die Ausführungsform nach Abb. 4 unterscheidet sich von derjenigen
nach Abb. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß die Entlüftung aus dem Raum der Stellfeder
7 über eine Entlüftungsleitung 60 erfolgt, die in einem von Hand zu betätigenden
Entlüftungsventil 61 angeordnet ist. Dieses Ventil tritt anstelle des Entlüftungsventils
39a.