DE19813306A1 - Schalter einer Absperranlage für eine Gasleitung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schalter zum Betätigen eines Bowdenzuges als Bestandteil einer Absperranlage für eine Gasleitung. DOLLAR A Gemäß der Erfindung weist der Schalter die folgenden Merkmale auf: DOLLAR A einen Hohlzylinder, der um seine eigene Längsachse verdrehbar ist; DOLLAR A die Wandstärke des Hohlzylinders ändert sich über den Zylinderumfang von einem Minimalwert auf einen Maximalwert; DOLLAR A es ist ein Bügel vorgesehen, der einerseits mit einem Ende des Bowdenzuges fest verbunden ist und der andererseits in den Zylinderinnenraum eingreift und an der Innenfläche des Hohlzylinders aufliegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter zum Betätigen eines Bowdenzuges als Bestandteil einer Absperranlage für eine Gasleitung.

Absperranlagen für Gasleitungen werden insbesondere verwendet in Rohrleitungen, mit denen Stadtgas in Gebäude eingeführt wird. Die Sicherheit ist hierbei oberstes Gebot. Deswegen sind derartige Absperrorgane auch im allgemeinen mit Sicherheitsverschlüssen versehen, die ein rasches Absperren gewährleisten, z. B. bei Auftreten von Hitze. Der Sicherheitsverschluß muß dabei strengsten Anforderungen genügen. Er darf im Laufe des Betriebs nicht seine Fähigkeit verlieren, im Notfall schnell und sicher abzusperren. Der Betriebszustand des Absperrorganes soll ferner von außen sofort und leicht erkennbar sein, d. h. es soll erkennbar sein, ob der Sicherheitsverschluß in Kraft getreten ist oder nicht. Ungeachtet des Zustandes des Sicherheitsverschlusses soll sich das Hahnküken mit dem Handhebel schalten lassen. Die Sicherheitseinrichtung soll sich ferner nach Ausüben ihrer Funktion wieder scharf machen lassen, sobald die Gefahr beseitigt ist, somit beispielsweise die Einwirkung einer vorübergehenden Hitze.

Solche Sicherheitsverschlüsse sollen aber nicht nur automatisch auf Hitze ansprechen. Sie sollen vielmehr auch willkürlich betätigbar sein. Ein solcher Fall kann beispielsweise dann auftreten, wenn ein Gebäude mit einem Gasanschluß aufgrund irgendwelcher Umstände nicht mehr betreten werden kann, die Umstände es aber geboten machen, den Sicherheitsverschluß zu betätigen. Ein solcher Notfall kann beispielsweise dann vorliegen, wenn aus dem Gebäude Rauch austritt, oder bei Überschwemmungen. In diesem Fall ist es wünschenswert, den Sicherheitsverschluß von einem entfernten Ort aus willkürlich zu betätigen. Der entfernte Ort kann sich irgendwo an einer Außenwand des Gebäudes oder fernab vom Gebäude befinden.

Die Erfindung geht von einer Absperranlage für eine Gasleitung aus. Die Absperranlage umfaßt eine Absperrvorrichtung, beispielsweise einen Kugelhahn. Sie umfaßt ferner einen Sicherheitsverschluß, der bei Einwirkung von Hitze sowohl selbsttätig auslösen kann, als auch willkürlich betätigbar ist. Die Erfindung geht ferner davon aus, daß der Sicherheitsverschluß mittels eines Bowdenzuges betätigbar ist. Der Bowdenzug kann beispielsweise im gegebenen Falle eine Arretiervorrichtung lösen, mit welcher der Sicherheitsverschluß in Offen-Stellung gehalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Betätigen des Bowdenzuges einen Schalter anzugeben, der sich leicht bedienen läßt der weiterhin den hohen Sicherheitsanforderungen gerecht wird und der außerdem einfach im Aufbau ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt eine Absperranlage in eingebautem Zustand mit erfindungsgemäßen Schalter;

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1, nämlich das Absperrorgan mit dem Sicherheitsverschluß;

Fig. 3 zeigt wiederum das Absperrorgan gemäß Fig. 1 bei offenem Sicherheitsverschluß.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen den Schalter in verschiedenen Schnittansichten.

Die Fig. 7a, 7b und 8a, 8b sind Draufsichten auf den Schalter 20.

Die Fig. 9 und 10 zeigen alternative Ausführungsformen des Sicherheitsverschlusses.

In Fig. 1 erkennt man eine Außenmauer 1.1 mit Kellerboden 1.2 eines Gebäudes, beispielsweise eines Wohnhauses. Unterhalb des Erdreiches 2 ist eine Leitung 3 zum Einführen von Stadtgas in das Wohnhaus durch die Außenwand 1.1 hindurchgeführt. Der Leitung 3 ist die erfindungsgemäße Absperrvorrichtung 4 zugeordnet, die rechts in der Figur im Kreis vergrößert wiedergegeben ist.

Die Absperrvorrichtung 4 weist unter anderem ein Gehäuse 10 auf, ein Kugelküken 11 sowie einen Sicherheitsverschluß 12.

Dem Sicherheitsverschluß 12 ist ein Aktuator in Gestalt eines Bowdenzuges 17.5 zugeordnet. Der Bowdenzug ist mittels eines Schalters 20 fernbedienbar der sich an der Außenfläche der Außenwand 1.1 befindet.

In Fig. 2 erkennt man wiederum die erfindungsgemäße Absperrvorrichtung mit dem Gehäuse 10, dem Kugelküken 11 und dem Sicherheitsverschluß 12.

Das Gehäuse weist zwei Anschlußstutzen 10.1 und 10.2 auf. Diese dienen zum Anschließen an Rohrleitungen, z. B. die Rohrleitung 3. Das Gehäuse umfaßt ferner einen Lagerstutzen 10.3. Dieser umschließt und trägt eine Lagerbuchse 13, die mit einem Schaltknauf 13.1 in eine entsprechende Aussparung im Kugelküken 11 eingreift. Auf der Lagerbuchse 13 sitzt ferner drehfest der Schalthebel 14 zum Öffnen und Schließen der Absperrvorrichtung mittels Verdrehens des Kugelkükens 11. Der genannte Sicherheitsverschluß 12 dient dem raschen Absperren der gesamten Absperreinrichtung, beispielsweise bei Auftreten von Hitze. Er umfaßt einen Schließkörper 12.1, einen Sitz 12.2 und eine Zugstange 12.3. Im Schließkörper ist in einer Nut ein Dichtring (Lippendichtung) 12.4 eingelassen.

Dem Sitz 12.2 entspricht eine Dichtfläche 12.5 am Schließkörper 12.1. Sitz 12.2 und Dichtfläche 12.5 sind leicht konisch gestaltet, so daß sie in geschlossenem Zustand selbsthemmend sind. In diesem Falle liegt eine metallische Dichtung vor, die eine geringe Leckage aufweisen kann, die bei einem Brand vernachlässigbar wäre, im Normalfall jedoch nicht erwünscht ist. Deshalb wird eine Dichtring 12.4 als Sekundärdichtung eingesetzt. Hierbei wird vorzugsweise eine Lippendichtung eingesetzt, die der metallischen Dichtung, d. h. der Selbsthemmung des Dichtungskegels keinen Widerstand entgegenbringt. Ein O-Ring würde die Selbsthemmung evtl. bremsen.

Die Zugstange 12.3 ist an ihrem dem Schalthebel 14 nahen Ende von einer Feder 12.6 umgeben. Diese hat das Bestreben, die Zugstange 12.3 und damit den gesamten Sicherheitsverschluß in die Schließstellung zu drücken.

Man erkennt ferner einen Pfropfen 15. Dieser besteht aus einem leicht schmelzenden Werkstoff, beispielsweise aus Wood-Metall. Pfropfen 15 ist von einer Manschette 16 umgeben. Das in der Figur linke Ende ist derart gestaltet, daß das benachbarte äußerste Ende 12.7 der Zugstange 12.3 in die Manschette 16 dann einfahrbar ist, wenn der Pfropfen 15 entfernt ist. Das in der Figur rechte Ende weist eine Auslaßöffnung 16.1 auf. Wäre die Manschette 16 nicht vorhanden, so würde der Pfropfen 15 bei Einwirkung axialen Druckes durch Stauchung eine starke Wandreibung entwickeln.

Die Manschette 16 und damit der gesamte Sicherheitsverschluß ist durch eine Arretiervorrichtung 17 in der dargestellten Offen-Stellung gehalten. Die Arretiervorrichtung 17 umfaßt die folgenden Merkmale: Eine Hülse 17.1 ist auf irgendeine Weise am Schalthebel 14 befestigt. Dies kann dadurch geschehen, daß der Schalthebel 14 eine entsprechende Bohrung aufweist, in die die Hülse 17.1 eingeschrumpft werden kann. Im vorliegenden Falle erfolgt die Befestigung auf folgende Weise: Die Hülse 17.1 weist eine Umfangsnut 17.1.1 auf. In diese greift die Spitze einer Madenschraube 14.1 ein.

In der Hülse 17.1 ist ein Kolben 17.2 gleitbar gelagert. Dieser trägt einen Arretierstift 17.3, der durch eine entsprechende Bohrung in der Lagerbuchse 13 hindurchführbar ist. Eine Druckfeder 17.4 hält den Kolben 17.2 und damit den Arretierstift 17.3 in Arretierposition. Am Kolben 17.2 greift der Bowdenzug 17.5 an. Der Bowdenzug ist mittels des genannten Schalters 20 fernbedienbar.

Die Absperrvorrichtung arbeitet wie folgt: Bei normalem Betrieb - d. h. ohne störende Umwelteinflüsse wie Hitzeentwicklung - befindet sich der Sicherheitsverschluß in der dargestellten Offen-Stellung. Der Kugelhahn ist ebenfalls geöffnet.

Tritt übermäßig große Hitze auf, so muß der Sicherheitsverschluß in Aktion treten. Dies geschieht auf die folgende Weise automatisch: Pfropfen 15 aus Wood-Metall schmilzt, und das Wood-Metall tritt durch die Bohrung 16.1 in der Manschette 16 aus. Die an einem Bund der Zugstange 12.3 anliegende Feder 12.6 bewegt die Zugstange 12.3 und damit den gesamten Sicherheitsverschluß in der Figur nach rechts. Dabei schiebt sich das Ende 12.7 der Zugstange 12.3 kolbenartig in die Manschette 16 hinein. Gleichzeitig wandert der Schließkörper 12.1 in die Schließstellung, in welcher der Sitz 12.2 des Anschlußstutzens 10.2 und die Dichtfläche 12.5 des Schließkörpers 12.1 zu einer satten, selbsthemmenden Anlage gelangen.

Sind die Umgebungsbedingungen wieder zu einem Normalzustand zurückgekehrt und herrscht somit im Bereich der Absperrvorrichtung keine hohe Temperatur mehr, so läßt sich von Hand die Manschette 16 - nach manuellem Betätigen des Bowdenzuges 17.5 und damit nach Herausziehen des Arretierstiftes 17.3 aus der Lagerbuchse 13 herausziehen. Es wird sodann ein neuer Pfropfen 15 in die Manschette 16 eingelegt. Manschette 16 mit Pfropfen 15 sowie Arretierstift 17.3 nehmen anschließend wieder ihre Positionen ein, so wie in Fig. 2 dargestellt. Damit ist der Sicherheitsverschluß scharf gemacht für einen etwa nachfolgenden Schnellschließvorgang.

Aufgrund der besonderen Konstruktion läßt sich der Sicherheitsverschluß aber auch manuell willkürlich betätigen, ohne daß ein Notfall vorliegt. Zu diesem Zwecke wird mittels des Schalters 20 der Bowdenzug 17.5 und damit der gesamte Sicherheitsverschluß betätigt. Dabei wird Kolben 17.2 und damit Arretierstift 17.3 aus der Verriegelungsposition herausgefahren, so daß der Schließvorgang stattfindet.

Soll der Kugelhahn geschlossen werden, so wird das Kugelküken 11 mittels des Schalthebels 14 um 90 Grad verdreht. Hülse 17.1 mit den zugehörenden Bauteilen wird dabei mitverdreht. Da der Bowdenzug 17.5 flexibel ist, macht er diese geringfügige Verdrehung ohne Schwierigkeiten mit.

Fig. 4 zeigt den kreisförmigen Schalter 20 in einem achssenkrechten Schnitt, und die Fig. 5 und 6 jeweils in Axialschnitten.

Wie man sieht, ist der Schalter 20 wie folgt aufgebaut: Er umfaßt einen inneren Hohlzylinder 21 und einen äußeren Hohlzylinder 22. Die beiden Hohlzylinder sind unter Belassen eines geringen Spaltes ineinander verschachtelt. Außenzylinder 22 ist mit einem Boden 22.1 versehen und Innenzylinder 21 mit einer Abdeckplatte 21.1. Eine Feder 23 stützt sich einerseits gegen die Abdeckplatte 21.1 und andererseits gegen den Boden 22.1. Sie hat das Bestreben, die beiden Zylinder auseinanderzudrücken. Hieran wird sie jedoch gehindert durch einen O-Ring 24, dem entsprechende Umfangsnuten in den Zylindern 21 und 22 zugeordnet sind.

Wie man aus den Fig. 4 und 5 erkennt, ist die Wandung des Innenzylinders über einen Teil des Umfanges unterschiedlich stark.

Die Wand weist in diesem Bereich einen Umfangsschlitz 21.2 auf, ferner einen in radialer Richtung verlaufenden Schlitz 21.3.

Es ist ein Bügel 25 vorgesehen. Dieser ist in den Fig. 4 und 5 im wesentlichen T-förmig. Bügel 25 weist einen Schaft 25.1 und einen Kopf 25.2 auf. Schaft 25.1 ist in radialer Richtung in einem Stutzen 21.6 gleitbar. Stutzen 21.6 ist fester Bestandteil des Außenzylinders 22.

Bowdenzug 17.5 ist mit Schaft 25.1 fest verbunden. Schaft 25.1 befindet sich in den drei Figuren in Radialschlitz 21.3. Aufgrund der Verbindung zwischen Radialschlitz 21.3 und Umfangsschlitz 21.2 kann Schaft 25.1 in den Umfangsschlitz 21.2 gelangen. Kopf 25.2 ruht sodann auf der Innenfläche 21.4 des Innenzylinders 21 und kann auf dieser Fläche gleiten. Wird Innenzylinder 21 im Uhrzeigersinn verdreht, so gleitet Kopf 25.2 auf der Innenfläche 21.4 des Innenzylinders. Damit wird Kopf 25.2 - in den Fig. 4 und 5 gesehen - angehoben. Gleichzeitig wird hierdurch ein Zug auf den Bowdenzug 17.5 ausgeübt. Dies führt zu einem Herausziehen des Arretierstiftes 17.3 aus seiner verriegelnden Position, die in Fig. 3 dargestellt ist.

Das Verdrehen im Uhrzeigersinn ist deshalb besonders sinnvoll, weil jedermann ein Verdrehen einer Schraube oder dergleichen nach rechts dann vornimmt, wenn er irgendein Organ schließen will.

Der Radialschlitz 21.3 hat eine besondere Sicherheitsbedeutung. Ein Verdrehen des Innenzylinders 21 ist nämlich nur dann möglich, wenn Schaft 25.1 soweit in den Radialschlitz 21.3 eingedrückt ist, daß er sich am Anfang des Umfangsschlitzes 21.2 befindet. Dies bedeutet, daß der Benutzer auf die Abdeckplatte 21.1 des Innenzylinders 21 Druck ausüben muß, bevor er verdrehen kann. Er muß somit noch eine zusätzliche Maßnahme ergreifen.

Dies stellt einen gewissen Schutz gegen unbefugte Benutzung dar, beispielsweise durch spielende Kinder.

Damit der Benutzer an dem Innenzylinder 21 zwecks Verdrehens angreifen kann, ist die Abdeckplatte mit Knebeln 21.5 versehen.

Die Dichtung 24 hat einen ganz besonderen Sinn: Zum einen erfüllt sie in perfekter Weise ihre Dichtfunktion, indem sie das Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit in das Innere des dosenartigen Schalters verhindert. Zum anderen wird aber auch folgendes erreicht: Jeder Dichtring neigt nach längerer Nichtbenutzung zu einem "Anbacken" an der betreffenden Fläche, an welcher er anliegt. Dieses Anbacken wird durch die Erfindung zwar nicht verhindert. Es wird aber leicht überwunden, und zwar durch das notwendige, oben erwähnte Andrücken des Innenzylinders 21 in den Außenzylinder 22. Das Anbacken läßt sich nämlich durch Ausüben eines Axialdruckes viel leichter überwinden, als durch ein reines Verdrehen. Zum anderen dient der Dichtring 24 der Arretierung zwischen Innenzylinder 21 und Außenzylinder 22, indem er verhindert, daß diese beiden auseinanderfallen. Es bedarf somit keiner weiteren Fixierung der beiden Zylinder relativ zueinander.

Der Außenzylinder 22 kann in axialer Richtung über die Abdeckplatte 21.1 des Innenzylinders 21 verlängert sein. Er kann mit einer Abdeckkappe abgedeckt werden. Die Abdeckkappe kann mit einem Hinweis auf Gasleitung beschriftet sein. Sie kann außerdem derart auf dem Außenzylinder 22 sitzen, daß sie nur von befugter und kundiger Hand abgenommen werden kann.

Der Sicherheitsverschluß kann auch etwas anders gestaltet sein, als oben beschrieben. Statt eines Pfropfens 15 aus niedrig-schmelzendem Metall kann auch ein Bolzen 30 verwendet werden, der aus einem gewöhnlichen Metall besteht, beispielsweise aus Stahl, und der durch Löten arretiert ist. Fig. 9 zeigt den Bolzen 30.1, der auch hierbei wiederum von einer Manschette 16 umgeben ist. Bolzen 30.1 ist mittels einer Lötstelle 31 mit der Manschette 16 fest verbunden. Dieses Lot schmilzt bei hohen Temperaturen. Sobald das Lot schmilzt, wird der Bolzen nach rechts verschoben.

Fig. 10 zeigt eine ähnliche Ausführungsform. Dabei handelt es sich jedoch nicht um einen Bolzen, sondern um ein Plättchen 30.2, das wiederum mittels eines Lotes 31 mit der Manschette 16 fest verbunden ist und mit dieser so lange verbunden bleibt, als keine übermäßig hohe Umgebungstemperatur auftritt.

Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß hierbei nur eine sehr geringe Lotmenge vorliegt im Gegensatz zum Pfropfen 15 aus Wood-Metall, so daß sich das Problem des Ableitens des schmelzenden Lotes nicht stellt. Es bedarf somit nicht der Bohrung 16.1 bei der Ausführungsform mit dem Pfropfen 15.

Claims (5)

1. Schalter (20) zum Betätigen eines Bowdenzuges (17.5) als Bestandteil einer Absperranlage für eine Gasleitung (3);

• 1.1 mit einem Hohlzylinder (21), der um seine eigene Längsachse verdrehbar ist;
• 1.2 die Wandstärke des Hohlzylinders (21) ändert sich über den Zylinderumfang von einem Minimalwert auf einen Maximalwert;
• 1.3 es ist ein Bügel (25.2) vorgesehen, der einerseits mit einem Ende des Bowdenzuges (17.5) fest verbunden ist und der andererseits in den Zylinder-Innenraum eingreift und an der Innenfläche des Hohlzylinders (21) aufliegt.

2. Schalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
der Hohlzylinder (Innenzylinder 21) ist in einen zweiten Hohlzylinder (Außenzylinder 22) eingesetzt, der seinerseits zum Innenzylinder koaxial angeordnet ist und diesen umschließt;

• 2.1 der Innenzylinder weist einen Umfangsschlitz (21.2) auf, in welchem der Bügel (25.2) beim Verdrehen des Innenzylinders (21) läuft;
• 2.2 es ist eine Feder (23) vorgesehen, die das Bestreben hat, die beiden Zylinder (21, 22) in axialer Richtung auseinanderzubewegen;
• 2.3 es ist ein randoffener Radialschnitt (21.3) vorgesehen, der mit dem Umfangsschlitz (21.2) in Verbindung steht, und in den der Bügel (25) beim Zusammendrücken der beiden Zylinder (21, 22) entgegen der Kraft der Feder (23) einführbar ist.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• 3.1 die Innenfläche des einen Hohlzylinders und die Außenfläche des anderen Hohlzylinders weisen jeweils eine Umfangsnut auf;
• 3.2 zu Abdichtung gegen Einflüsse nach außen sowie gegen Auseinanderfallen der beiden Hohlzylinder ist ein ein O-Ring (24) vorgesehen, der in die beiden Nuten einsetzbar ist.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder eine Abdeckplatte (21.1) aufweist, die Knebel (21.5) zum Verdrehen des Innenzylinders (21) trägt.

5. Schalter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenzylinder (22) über den Innenzylinder (21) nach außen hinausragt und eine Abdeckkappe trägt.