DE19911530A1 - Sicherheitsvorrichtung für einen Druckgasbehälter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung (1) für einen Druckgasbehälter mit einer thermischen Auslöseeinheit (2), die einen in einem Gehäuse (3) von einer Bereitschaftsposition in eine Freigabeposition verlagerbaren Verschlusskörper (7) aufweist. Ein Führungsschaft (8) des Verschlusskörpers (7) ist in der Bereitschaftsposition durch einen Berstkörper (11) in einem dem Druckgasbehälter zugewandten Überströmkanal (6) abgedichtet positioniert. Der Verschlusskörper (7) ist über eine gegenüber dem Führungsschaft (8) verbreiterte Anschlagscheibe (10) im Gehäuse (3) gehalten und ist bei Auslösung in eine Freigabeposition verlagerbar, wodurch der im Druckgasbehälter herrschende Innendruck über seitliche Auslasskanäle (17) abbaubar ist.

Description

Druckgasbehälter müssen so beschaffen sein, dass sie den beim Betrieb zu erwartenden Beanspruchungen sicher wider­ stehen. Darüber hinaus sind Sicherheitseinrichtungen er­ forderlich wie Durchflussmengenbegrenzer und Sicherungen gegen Drucküberschreitung im Brandfall. Nach den techni­ schen Regeln für Druckgase TRG 381, müssen Druckgasbehäl­ ter zur Vermeidung von Drucküberschreitungen im Brandfall mit einer Schmelzsicherung oder einer gleichwirkenden Si­ cherung ausgerüstet sein, die das Bersten des Behälters im Brandfall sicher verhindert. Bei größeren Behälteran­ lagen sind sogar mehrere thermische Auslöseeinheiten an­ zubringen, um eine ausreichende Druckentlastung sicherzu­ stellen.

Nachteilig bei Schmelzsicherungen ist, dass die einge­ setzten Schmelzlote zum einen relativ teuer sind und zum anderen unter dem Einfluss anhaltender Belastung einer zeitabhängigen fortschreitenden plastischen Verformung unterliegen. Dieses sogenannte Kriechen hat zur Folge, dass sich das Ansprechverhalten der Sicherheitsvorrich­ tung verändert. Der Zustand der Schmelzsicherung kann da­ bei von außen nicht beurteilt werden.

Aus der DE-OS 28 13 219 ist eine Auslösearmatur bekannt mit einem durch Wärmeeinwirkung leicht zerstörbaren Berstkörper, vorzugsweise einem Glaskörper mit einer Fül­ lung mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten. Diese An­ ordnung kommt bei Rauch- und Wärmeabzugsystemen zum Ein­ satz, die durch von der Auslösearmatur aktivierte Pneuma­ tikzylinder betätigt werden. Diese Anordnung hat ein re­ lativ hohes Gewicht, wodurch sie sich z. B. nicht zum Ein­ satz an Druckgasbehältern in Straßenfahrzeugen eignet. Insbesondere im Fahrzeugbau kommt es auf eine gewichts­ sparende Bauweise an, um den mit dem Fahrzeuggewicht steigenden Kraftstoffverbrauch und die einhergehende Um­ weltbelastung zu begrenzen.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsvorrichtung für einen Druckgasbehälter mit einer thermischen Auslöseeinheit zu schaffen, die ein verbessertes Ansprechverhalten bei gleichzeitig kompakter Bauweise aufweist.

Eine erste Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfin­ dung in den Merkmalen des Anspruchs 1.

Danach umfasst die Sicherheitsvorrichtung eine thermische Auslöseeinheit, die einen in einem Gehäuse von einer Be­ reitschaftsposition in eine Freigabeposition ver­ lagerbaren Verschlusskörper mit einem Führungsschaft auf­ weist, wobei der Berstkörper in der Bereitschaftsposition in einem den Druckgasbehälter mit einem Auslasskanal ver­ bindenden Überströmkanal abgedichtet positioniert ist.

Der Berstkörper weist ein schnelles Ansprechverhalten bei Wärmeentwicklung auf und unterliegt keinen alterungsbe­ dingten plastischen Verformungen. Dadurch wird sicherge­ stellt, dass der den Überströmkanal abdichtende Ver­ schlusskörper sicher gehalten und Kriechen, wie es bei Schmelzloten auftreten kann, unterbunden ist. Dadurch wird ein im wesentlichen zeitunabhängiges Ansprechverhal­ ten der Sicherheitsvorrichtung gewährleistet.

Der Verschlusskörper kann vorzugsweise umfangsseitig ge­ genüber dem Überströmkanal abgedichtet sein (Anspruch 3). Hierzu eignen sich insbesondere Dichtungselemente in Form von O-Ringen.

In vorteilhafter Weiterbildung weist der Verschlusskörper zur axialen Lagefixierung eine gegenüber dem Führungs­ schaft verbreiterte Anschlagscheibe auf, wodurch der Ver­ schlusskörper im Querschnitt im wesentlichen T-förmig konfiguriert ist (Anspruch 4). Die Anschlagscheibe wird dabei gegen das Gehäuse gedrückt, wobei unter Eingliede­ rung eines Dichtungselements der Überströmkanal fluid­ dicht verschlossen ist. Selbstverständlich kann das Dich­ tungselement auch im Übergangsbereich zwischen dem Füh­ rungsschaft und der Anschlagscheibe angeordnet sein. Das Dichtungselement kann sowohl im Gehäuse als auch in dem Verschlusskörper gelagert sein.

Bei thermischer Einwirkung zerbricht der Berstkörper, und der Verschlusskörper wird infolge des an der Stirnfläche des Führungsschafts angreifenden Behälterinnendrucks aus dem Überströmkanal gedrängt, wodurch das Gas durch den Überströmkanal und einen nunmehr freigeschalteten Aus­ lasskanal aus dem Druckgasbehälter entweichen kann.

Eine Weiterentwicklung der Erfindung wird in den Merkma­ len des Anspruchs 5 gesehen. Hierbei wirkt der Ver­ schlusskörper mit dem Berstkörper und mindestens einem Halteelement zusammen. Dadurch wird erreicht, dass die an der Stirnfläche des Verschlusskörpers durch den Behälter­ innendruck anliegende Druckkraft nicht allein von dem Berstkörper aufgenommen werden muss, sondern auf minde­ stens ein weiteres Halteelement übertragbar ist.

Hierzu ist nach Anspruch 6 vorgesehen, den Berstkörper und die Halteelemente auf der dem Führungsschaft abge­ wandten Seite von einer Widerlagerscheibe zu fixieren. Als besonders vorteilhaft wird eine kreisförmige Anord­ nung von einem Berstkörper und zwei Halteelementen im Winkelabstand von 120° gesehen. Bei Zerstörung des Berst­ körpers durch thermische Einflüsse wirken nur noch die Halteelemente mit dem Verschlusskörper zusammen. Dieser kann durch den im Überströmkanal herrschenden Behälterin­ nendruck aus dem Überströmkanal gedrängt werden, wodurch die Verbindung zu einem Auslasskanal hergestellt ist. Durch Reduzierung der am Berstkörper angreifenden Kraft können kleinere und schneller ansprechende Berstkörper zum Einsatz gelangen.

Dass die zwischen der Widerlagerscheibe und dem Ver­ schlusskörper angeordneten Halteelemente eine klemmfreie Verlagerung des Führungsschafts aus dem Überströmkanal gestatten, ist durch Anspruch 7 ermöglicht. Hierzu ist die Widerlagerscheibe im Gehäuse kippbeweglich gelagert.

Als Widerlager ist ein zwischen der Widerlagerscheibe und einem Verschlussdeckel eingegliedertes zentrales Kopp­ lungsglied vorgesehen (Anspruch 8). Das Kopplungsglied ist bevorzugt mit kugeliger Oberfläche ausgeführt, die eine Punktlagerung der Widerlagerscheibe im Gehäuse er­ möglicht. Hierdurch ist die Widerlagerscheibe innerhalb des Gehäuses frei verschwenkbar. Über den Verschluss­ deckel ist die thermische Auslöseeinheit im Gehäuse ge­ halten. Der Verschlussdeckel kann vorzugsweise als Schraubdeckel ausgeführt sein, wobei es von Vorteil ist, das Kopplungsglied aufgrund der Drehbewegung beim Ein­ schrauben zentrisch anzuordnen. Das Kopplungsglied kann unterschiedlich konfiguriert sein, wobei insbesondere eine Punktberührung mit der Widerlagerscheibe als beson­ ders vorteilhaft angesehen wird. Neben einer im wesent­ lichen kugel- oder kegelartigen Konfiguration eignen sich selbstverständlich auch zylinderförmige Kopplungsglieder.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform wird in den Merkmalen des Anspruchs 9 erblickt. Bei dieser Ausfüh­ rungsform ist der Überströmkanal in drei im Durchmesser unterschiedliche Längenabschnitte eingeteilt. In einem ersten dem Druckgasbehälter abgewandten Längenabschnitt ist der Führungsschaft des Verschlusskörpers gelagert. Dieser Längenabschnitt weist den kleinsten Durchmesser auf, wodurch an dem den Verschlusskörper fixierenden Berstkörper nur geringe Kräfte angreifen.

Der sich anschließende mittlere Längenabschnitt besitzt den größten Durchmesser und führt einen in Richtung auf den Druckgasbehälter federbelasteten längskanalisierten Differentialkolben. Mit einem Dichtstutzen greift der Differentialkolben in den dem Druckgasbehälter benachbar­ ten Längenabschnitt und ist sowohl in diesem als auch in dem mittleren Längenabschnitt dicht geführt.

Bei einer Zerstörung des Berstkörpers gibt der Ver­ schlusskörper den oberen Längenabschnitt des Überströmka­ nals frei. Gas kann aus dem mittleren Längenabschnitt des Überströmkanals durch den oberen Längenabschnitt ausströ­ men, wobei durch den längskanalisierten Differentialkol­ ben keine den Druckabfall ausgleichende Gasmenge nach­ strömen kann. Der Differentialkolben ist dabei so bemes­ sen, dass an dem dem Druckgasbehälter zugewandten Dicht­ stutzen ein entsprechend hoher statischer und dynamischer Druck anliegt, der den Differentialkolben entgegen der Federkraft in Richtung zum ersten Längenabschnitt des Überströmkanals verlagert. Hierdurch wird ein mit dem mittleren Längenabschnitt verbundener Auslasskanal frei­ gegeben, durch den das Gas abströmen kann. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass die am Berstkörper angreifende Kraft infolge des geringen Durchmessers des dem Druckbe­ hälter abgewandten Längenabschnitts des Überströmkanals unabhängig von dem Querschnitt der anderen Längenab­ schnitte ist. Es ist somit möglich, kleine und schnell ansprechende Berstkörper zu verwenden und gleichzeitig hohe Durchflussmengen an der Sicherheitsvorrichtung zu realisieren.

Diese Bauart wirkt sich besonders vorteilhaft aus, wenn das Gehäuse lösbar quergeteilt ist (Anspruch 10). Hierbei ist die thermische Auslöseeinheit in einem den Druckgas­ behälter abgewandten Gehäuseoberteil und der Differen­ tialkolben in einem dem Druckgasbehälter zugewandten Ge­ häuseunterteil aufgenommen. Die thermische Auslöseeinheit ist als separate Baugruppe ausgeführt und kann beispiels­ weise über eine Schraubverbindung mit dem Gehäuseunter­ teil gekoppelt werden. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass vorkonfektionierte Auslöseeinheiten in ferti­ gungstechnischer Hinsicht besonders einfach mit verschie­ densten Gehäuseunterteilen gekoppelt werden können. Damit ist eine besonders rationelle Montage, ein schnelles Rea­ gieren auf Kundenwünsche bei gleichzeitiger Reduzierung der Lagerhaltung möglich.

Eine zweite Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe besteht nach Anspruch 2 in einer Sicherheitsvorrichtung, die eine thermische Auslöseeinheit mit einem Stützkörper umfasst, der einerseits von einem Berstkörper und andererseits durch eine Druckfeder in der Bereitschaftsposition gehal­ ten ist. Dem Stützkörper ist ein Stößel zugeordnet, der in einem den Druckgasbehälter mit einem Auslasskanal ver­ bindenden Überströmkanal angeordnet ist. Bei einer Auslö­ sung wird der Stützkörper in eine Freigabeposition verla­ gert, wobei der Stößel eine den Überströmkanal ver­ schließende Dichtfolie zerstört. Bei dieser Anordnung kann auf eine Abdichtung des Stützkörpers bzw. des Stößels im Überströmkanal verzichtet werden. Die am Berstkörper angreifende Kraft ist unabhängig vom Behäl­ terinnendruck, wodurch sich Lastwechsel infolge von Druckschwankungen nicht auf den Berstkörper auswirken. Die Dichtfolie kann auch als Berstscheibe ausgeführt sein, die bei Überschreiten eines bestimmten Behälterin­ nendrucks den Überströmkanal freigibt. Hierdurch wird bei besonders kompakter Bauweise eine Sicherheitseinrichtung gegen Drucküberschreitungen im Brandfall realisiert.

Nach Anspruch 11 ist der Stößel als längsgeschlitzte Hülse mit abgeschrägter Stirnseite ausgebildet. Das hat zum Vorteil, dass die Dichtfolie besonders leicht durch­ stochen werden kann. Die zum Zerstören der Dichtscheibe erforderliche Federkraft kann geringer bemessen sein. Die Druckfeder kann dadurch kleiner und leichter ausfallen. Der Berstkörper wäre folglich ebenfalls geringeren Be­ lastungen unterworfen.

Die Hülse ist vorzugsweise längsgeschlitzt, um nach dem Durchstoßen der Dichtfolie den Austritt des Druckgases aus der Hülse in den Auslasskanal zu ermöglichen. Es ist im Rahmen der Erfindung auch denkbar, statt einer ge­ schlitzten Hülse lediglich eine Öffnung in Höhe des Aus­ lasskanals in einer Hülse vorzusehen.

In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist ge­ mäß Anspruch 12 vorgesehen, dass sich die Druckfeder einerseits an dem scheibenförmigen Stützkörper und ande­ rerseits an einer an dem Gehäuse fixierbaren Schraubkappe abstützt. Die Schraubkappe ermöglicht eine einfache Mon­ tage der Auslöseeinheit. Stützkörper, Berstkörper und Druckfeder können durch einfaches Abnehmen der Schraub­ kappe ausgetauscht werden. Die modulare Bauweise ermög­ licht eine flexible Anpassung an verschiedenste Einsatz­ bedingungen. Insbesondere kann durch die Schraubkappe die durch die Druckfeder aufgebrachte Federkraft variiert und an unterschiedliche Berstkörper bzw. Dichtfolien ver­ schiedener Dicke angepasst werden.

Die erfindungsgemäße Weiterbildung nach Anspruch 13 sieht vor, dass der Stützkörper mit Führungsbolzen einerseits in der Schraubkappe und andererseits in dem Überströmka­ nal geführt ist. Der Stützkörper kann dadurch exakt in Stoßrichtung des mit dem Stützkörper verbundenen Stößels geführt sein, wodurch die von der Druckfeder aufgebrachte Federkraft optimal zur Zerstörung der Dichtfolie genutzt wird.

Nach Anspruch 14 ist vorgesehen, den Berstkörper in einer seitlich neben dem Überströmkanal angeordneten Vertiefung im Gehäuse zu plazieren.

Als Berstkörper sind nach Anspruch 15 Hohlkörper mit einer unter Wärmeeinwirkung expandierenden Füllung vorge­ sehen. Insbesondere eignen sich Glasbehälter, die mit einer Flüssigkeit mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten gefüllt sind. Als Füllung können aber auch aufschäumende Materialien oder andere thermosensible Stoffe vorgesehen sein, die eine Zerstörung des Berstkörpers gewährleisten.

Für die Praxis bieten sich Berstkörper an mit einer birnenförmigen Gestalt (Anspruch 16), die einen Kugelab­ schnitt und einen Halsabschnitt aufweisen, wobei der Halsabschnitt bei den vorgenannten Ausführungsformen in eine Hülse greift, die eine an den Kugelabschnitt ange­ passte umlaufende Anlageschulter aufweist. Eine derartig gestaltete Anlageschulter optimiert die Spannungsvertei­ lung im Glaskörper und ermöglicht den Einsatz von Glas­ körpern mit geringer Wanddicke. Im Gegensatz zu Glaskör­ pern mit hohen Wanddicken können dadurch Glaskörper mit geringen Wanddicken schneller auf thermische Einflüsse reagieren, da zu ihrer Zerstörung nur geringe Kräfte not­ wendig sind. Selbstverständlich können auch Glaskörper anderer Querschnittskonfiguration zum Einsatz kommen.

Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen jeweils eine Sicher­ heitsvorrichtung für einen Druckgasbehälter mit einer thermischen Auslöseeinheit im Vertikalschnitt dargestellt ist.

Mit 1 ist in der Fig. 1 eine Sicherheitsvorrichtung für einen nicht näher dargestellten Druckgasbehälter bezeich­ net. Die Sicherheitsvorrichtung 1 umfasst eine thermische Auslöseeinheit 2, die in einem Gehäuse 3 angeordnet ist. Das Gehäuse 3 weist einen Anschlussstutzen 4 mit einem Außengewinde 5 auf zur dichten Befestigung an einer Ven­ tilarmatur oder einem Druckgasbehälter. Der Anschluss­ stutzen 4 ist mittig von einem Überströmkanal 6 durch­ setzt, der auf seinem dem Druckbehälter abgelegenen Ende von einem Verschlusskörper 7 verschlossen ist. Hierbei fasst ein Führungsschaft 8 in den Überströmkanal 6 ein. Ein im Gehäuse 3 gelagertes Dichtungselement 9 in Form eines O-Rings dichtet den Führungsschaft 8 im Überström­ kanal 6 ab. Der Verschlusskörper 7 umfasst ferner eine gegenüber dem Führungsschaft 8 verbreiterte Anschlag­ scheibe 10, die durch einen Berstkörper 11 in Richtung des Druckgasbehälters gegen eine Anlagefläche 12 des Ge­ häuses 3 gedrückt ist.

Der Berstkörper 11 ist ein flüssigkeitsgefüllter Hohlkör­ per aus Glas, wobei die Flüssigkeit einen hohen Wärmeaus­ dehnungskoeffizienten aufweist und den Hohlkörper bei be­ stimmten Umgebungstemperaturen sprengt. Der Berstkörper 11 weist eine birnenförmige Gestalt auf mit einem Kugel­ abschnitt 13 und einem Halsabschnitt 14. Eine in das Ge­ häuse 3 eingeschraubte Hülse 15 umfasst den Halsabschnitt 14 des Berstkörpers 11 und weist an ihrem dem Kugelab­ schnitt 13 zugewandten Ende eine an die Kontur des Kugel­ abschnitts 13 angepasste trichterförmig erweiterte umlau­ fende Anlageschulter 16 auf.

In einer Bereitschaftsposition BP wird der Berstkörper 11 durch die Hülse 15 gegen den Verschlusskörper 7 gedrückt, der sich über die Anschlagscheibe 10 gegen das Gehäuse 3 abstützt. Die Hülse 15, der Berstkörper 11 und der Ver­ schlusskörper 7 sind fluchtend zum Überströmkanal 6 ange­ ordnet. Quer zum Überströmkanal 6 ist im Bereich des Ku­ gelabschnitts 13 des Berstkörpers 11 seitlich je ein Aus­ lasskanal 17 angeordnet. Bei einer thermischen Auslösung drückt der an der dem Druckgasbehälter zugewandten Stirn­ fläche 18 des Führungsschafts 8 angreifende Behälterin­ nendruck den Verschlusskörper 7 aus dem Überströmkanal 8 in eine Freigabeposition FP. Aus dem Druckgasbehälter kann Gas durch den Überströmkanal 6 und den Auslasskanal 17 entweichen.

Die in Fig. 2 veranschaulichte Variante einer Sicher­ heitsvorrichtung 1a weist ein ähnlich konfiguriertes Ge­ häuse 3a wie bei der in Fig. 1 dargestellten Ausfüh­ rungsform auf, wobei jedoch der dem Druckbehälter abge­ wandte Längenabschnitt des Gehäuses 3a gegenüber dem An­ schlussstutzen 4a radial verbreitert ist. Auch der Durch­ messer der Anschlagscheibe 10a des Verschlusskörpers 7a ist gegenüber der ersten Ausführungsform vergrößert. Der Verschlusskörper 7a wird außermittig von dem Berstkörper 11 und einem Halteelement 19 gegen eine Anlagefläche 12a neben dem Überströmkanal 6a des Gehäuse 3a gedrückt.

Das Halteelement 19 ist stiftförmig konfiguriert und greift endseitig in eine Vertiefung 20 in der Anschlag­ scheibe 10a ein. Der Berstkörper 11 und das Halteelement 19 sind auf der dem Führungsschaft 8a abgewandten Seite von einer Widerlagerscheibe 21 fixiert. Hierzu greift das Halteelement 19 mit seinem zweiten Ende in eine Vertie­ fung 22 in der Widerlagerscheibe 21 ein und ist achspar­ allel zur Mittellängsachse MLA der Sicherheitsvorrichtung 1a positioniert.

Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Berst­ körper 11 durch eine sich einerseits am Kugelabschnitt 13 und andererseits an der Widerlagerscheibe 21 abstützende Hülse 23 gehalten. Die Hülse 23 umgibt den Halsabschnitt 14 des Berstkörpers 11, wobei der Halsabschnitt weiterhin eine mit der Hülse 23 fluchtende Bohrung 24 in der Wider­ lagerscheibe 21 durchsetzt. Die in Richtung des Halsab­ schnitts 14 gerichtete Längsachse LA des Berstkörpers 11 verläuft parallel zur Mittellängsachse MLA der Sicher­ heitsvorrichtung und parallel zum Halteelement 19.

Die Widerlagerscheibe 21 ist parallel zu der Anschlag­ scheibe 10a des Verschlusskörpers 7a angeordnet und auf der dem Verschlusskörper abgewandten Seite über ein zen­ trales kugelförmiges Kopplungsglied 25 gehalten. Ein in das Gehäuse 3a eingeschraubter Verschlussdeckel 26 fixiert das Kopplungsglied 25 über einen stiftartig aus der dem Überströmkanal 6a zugewandten Seite 27 des Ver­ schlussdeckels 26 her vorstehenden Haltesteg 28 gegen die Widerlagerscheibe 21. Bei einer Zerstörung des Berstkör­ pers 11 ist die Widerlagerscheibe 21 aufgrund einer Punktberührung mit dem kugelförmig konfigurierten Kopp­ lungsglied 25 innerhalb des Gehäuses 3a in alle Richtun­ gen frei verschwenkbar. Der Verschlusskörper 7a gibt dann die Verbindung zwischen dem Überströmkanal 6a und seitli­ chen Auslasskanälen 17 frei.

Fig. 3 veranschaulicht eine Weiterbildung der Variante nach Fig. 1. Hierbei ist das Gehäuse 3b lösbar querge­ teilt, wobei die im wesentlichen der Fig. 1 entspre­ chende thermische Auslöseeinheit 2b in einem dem Druck­ gasbehälter abgewandten Gehäuseoberteil 29 aufgenommen ist, das über eine Schraubverbindung mit einem Gehäuseun­ terteil 30 gekoppelt ist. Über einen Anschlussstutzen 4b des Gehäuseunterteils 30 kann die Sicherheitsvorrichtung 1b mit einem Druckgasbehälter verbunden werden.

Der Überströmkanal 6b ist in drei im Durchmesser unter­ schiedliche Längenabschnitte gegliedert. Ein erster im Durchmesser kleinster Längenabschnitt 31 nimmt im Gehäu­ seoberteil 29 den Führungsschaft 8b des Verschlusskörpers 7b auf. Der erste Längenabschnitt 31 steht mit einem mittleren im Durchmesser größten Längenabschnitt 32 in Verbindung, der im Gehäuseunterteil 30 ausgebildet ist. Im Anschlussstutzen 4b befindet sich ein dritter dem Druckgasbehälter benachbarter Längenabschnitt 33.

In dem mittleren Längenabschnitt 32 ist ein in Richtung auf den Druckgasbehälter federbelasteter längskanalisier­ ter Differentialkolben 34 dicht geführt. Ein Dichtstopfen 35 greift dabei in den dem Druckgasbehälter benachbarten Längenabschnitt 33 ein. Über einen Längskanal 36 sind der mittlere Längenabschnitt 32 und der Längenabschnitt 33 im Behälterstutzen 4a fluidleitend verbunden. Umfangsseitig ist der Dichtstutzen durch integrierte Dichtelemente 37 gegenüber dem Längenabschnitt 33 des Überströmkanals 6b abgedichtet. Ein weiteres Dichtungselement 38 ist um­ fangsseitig in den Differentialkolben 34 integriert. Fer­ ner sind Dichtungselemente 39, 40 zwischen dem Gehäuse­ oberteil 29 und dem Gehäuseunterteil 30 eingegliedert so­ wie umfangsseitig des Führungsschafts 8b des Ver­ schlusskörpers 7b.

Eine in einer Ausnehmung 42 des Differentialkolbens 34 geführte Schraubendruckfeder 41 ist einerseits gegen den Differentialkolben 34 und andererseits gegen die dem Druckgasbehälter zugewandte Seite des Gehäuseoberteils 29 widergelagert. Der Differentialkolben 34 ist dadurch ge­ gen eine Radialfläche 43 des mittleren Längenabschnitts 32 im Gehäuseunterteil 30a gedrückt und verschließt einen quer zum Überströmkanal 6b angeordneten Auslasskanal 17a. Die Schraubendruckfeder 41 ist so bemessen, dass bei einer thermischen Auslösung der Sicherheitsvorrichtung 1b der an der dem Druckgasbehälter zugewandten Stirnfläche 44 des Dichtstutzens 35 angreifende Behälterinnendruck den Differentialkolben 34 entgegen der Federkraft verla­ gert.

Fig. 4 zeigt eine Sicherheitsvorrichtung 1c mit einem Anschlussstutzen 4c, bei dem der ihn durchsetzende Über­ strömkanal 6c von einer stirnseitig angeordneten Dicht­ folie 45 verschlossen ist. Die thermische Auslöseeinheit 2c umfasst einen im Gehäuse 3c verlagerbaren Stützkörper 46, der einerseits von einem Berstkörper 11 und anderer­ seits von einer Druckfeder 47 in der Bereitschaftsposi­ tion BP gehalten ist. Der Berstkörper 11 ist in einer seitlich neben dem Überströmkanal 6c angeordneten Vertie­ fung 48 im Gehäuse 3c gehalten, wobei der Halsabschnitt 14 in die Vertiefung 48 ragt. Die Druckfeder 47 ist als Schraubenfeder ausgeführt und stützt sich einerseits ge­ gen den scheibenförmigen Stützkörper 46 und andererseits an einer das Gehäuse endseitig umgreifenden Schraubkappe 49 ab.

Der Stützkörper 46 weist einen zentralen Führungsbolzen 50 auf, der sich auf der dem Druckgasbehälter abgelegenen Seite in einer Führungsbohrung 51 in der Schraubkappe 49 erstreckt. Auf der dem Überströmkanal 6c zugewandten Seite des Stützkörpers 46 ist in einem zweiten Führungs­ bolzen 52 ein im Überströmkanal 6c aufgenommener Stößel 53 fixiert. Oberhalb des Anschlussstutzens 4c ist ein Auslasskanal 17b radial in das Gehäuse 3c eingebracht und steht mit dem Überströmkanal 6c in Verbindung. Auf der dem Auslasskanal 17b zugewandten Seite ist der als Hülse ausgebildete Stößel 53 längsgeschlitzt, um den Auslasska­ nal 17b und den Überströmkanal 6c fluidleitend zu verbin­ den. Der Stößel weist eine abgeschrägte Stirnseite 54 auf, wodurch er endseitig spitz zuläuft und die Dichtfo­ lie 45 leicht durchstochen werden kann.

Bezugszeichenaufstellung

1

Sicherheitsvorrichtung

1

a Sicherheitsvorrichtung

1

b Sicherheitsvorrichtung

1

c Sicherheitsvorrichtung

2

thermische Auslöseeinheit

2

a thermische Auslöseeinheit v.

1

a

2

b thermische Auslöseeinheit v.

1

b

2

c thermische Auslöseeinheit v.

1

c

3

Gehäuse

3

a Gehäuse v.

1

a

3

b Gehäuse v.

1

b

3

c Gehäuse v.

1

c

4

Anschlussstutzen

4

a Anschlussstutzen v.

3

a

4

b Anschlussstutzen v.

3

b

4

c Anschlussstutzen v.

3

c

5

Außengewinde

6

Überströmkanal

6

a Überströmkanal v.

1

a

6

b Überströmkanal v.

1

b

6

c Überströmkanal v.

1

c

7

Verschlusskörper

7

a Verschlusskörper

7

b Verschlusskörper

8

Führungsschaft v.

7

8

a Führungsschaft v.

7

a

8

b Führungsschaft v.

7

b

9

Dichtungselement

10

Anschlagscheibe v.

7

10

a Anschlagscheibe v.

7

a

11

Berstkörper

12

Anlagefläche v.

3

13

Kugelabschnitt v.

11

14

Halsabschnitt v.

11

15

Hülse

16

Anlageschulter v.

15

17

Auslasskanal

17

a Auslasskanal v.

1

b

17

b Auslasskanal v.

1

c

18

Stirnfläche v.

8

19

Halteelement

20

Vertiefung

21

Widerlagerscheibe

22

Vertiefung in

21

23

Hülse

24

Bohrung in

21

25

Kopplungsglied

26

Verschlussdeckel

27

Seite v.

26

28

Haltesteg

29

Gehäuseoberteil

30

Gehäuseunterteil

31

erster Längenabschnitt v.

6

b

32

mittlerer Längenabschnitt v.

6

b

33

dritter Längenabschnitt v.

6

b

34

Differentialkolben

35

Dichtstutzen

36

Längskanal

37

Dichtungselement

38

Dichtungselement

39

Dichtungselement

40

Dichtungselement

41

Schraubendruckfeder

42

Ausnehmung

43

Radialfläche

44

Stirnfläche v.

35

45

Dichtfolie

46

Stützkörper

47

Druckfeder

48

Vertiefung

49

Schraubkappe

50

Führungsbolzen

51

Führungsbohrung

52

Führungsbolzen

53

Stößel

54

Stirnseite v.

53

LA Längsachse v.

11

MLA Mittellängsachse v.

1

a

Claims (16)

1. Sicherheitsvorrichtung für einen Druckgasbehälter mit einer thermischen Auslöseeinheit, welche einen in einem Gehäuse (3, 3a, 3b) von einer Bereitschaftspo­ sition (BP) in eine Freigabeposition (FP) verlagerba­ ren Verschlusskörper (7, 7a, 7b) mit einem Führungs­ schaft (8, 8a, 8b) aufweist, der in der Bereit­ schaftsposition durch einen Berstkörper (11) in einem den Druckgasbehälter mit einem Auslasskanal (17) ver­ bindenden Überströmkanal (6, 6a, 6b) abgedichtet po­ sitioniert ist.

2. Sicherheitsvorrichtung für einen Druckgasbehälter mit einer thermischen Auslöseeinheit, welche mindestens einen in einem Gehäuse (3c) von einer Bereitschafts­ position (BP) in eine Freigabeposition (FP) verlager­ baren Stützkörper (46) umfasst, der einerseits von einem Berstkörper (11) und andererseits durch eine Druckfeder (47) in der Bereitschaftsposition (BP) ge­ halten ist, wobei dem Stützkörper (46) ein Stößel (53) zugeordnet ist, der in einem den Druckgasbehäl­ ter mit einem Auslasskanal (17b) verbindenden zum Druckgasbehälter durch eine Dichtfolie (45) ver­ schlossenen Überströmkanal (6c) angeordnet ist.

3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Führungsschaft (8, 8a, 8b) des Verschlusskörpers (7, 7a, 7b) umfangsseitig gegenüber dem Überströmka­ nal (6, 6a, 6b) abgedichtet ist.

4. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, bei welcher der Verschlusskörper (7a) eine gegenüber dem Führungsschaft (8a) verbreiterte Anschlagscheibe (10a) aufweist, die neben dem Überströmkanal (6a) dicht gegen das Gehäuse (3a) gedrückt ist.

5. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, bei welcher der Verschlusskörper (7a) mit dem Berstkörper (11) und mindestens einem Halteelement (19) zusammenwirkt.

6. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher der Berstkörper (11) und das Halteelement (19) auf der dem Führungsschaft (8a) abgewandten Seite von einer Widerlagerscheibe (21) fixiert sind.

7. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die Widerlagerscheibe (21) im Gehäuse (3a) kippbeweg­ lich gelagert ist.

8. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei welcher zwischen der Widerlagerscheibe (21) und einem Verschlussdeckel (26) ein zentrales Kopplungsglied (25) vorgesehen ist.

9. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, bei welcher der Überströmkanal (6b) drei im Durchmesser unterschiedliche Längenabschnitte (31, 32, 33) aufweist, von denen der dem Druckgasbehälter abgewandte im Durchmesser kleinste Längenabschnitt (31) den Führungsschaft (8b) des Verschlusskörpers (7b) aufnimmt und im mittleren, den größten Durchmes­ ser besitzenden Längenabschnitt (32) ein in Richtung auf den Druckgasbehälter federbelasteter längskanali­ sierter Differentialkolben (34) dicht geführt ist, der mit einem Dichtstutzen (35) in den dem Druckgas­ behälter benachbarten Längenabschnitt (33) fasst, wo­ bei der mittlere Längenabschnitt (32) an den Aus­ lasskanal (17a) anschließbar ist.

10. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 9, bei welcher das Gehäuse (3b) lösbar quergeteilt ist, und die thermische Auslöseeinheit (2b) in einem dem Druckgas­ behälter abgewandten Gehäuseoberteil (29) und der Differentialkolben (34) in einem dem Druckgasbehälter zugewandten Gehäuseunterteil (30) aufgenommen sind.

11. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2, bei welcher der Stößel (53) als längsgeschlitzte Hülse mit abge­ schrägter Stirnseite (54) ausgebildet ist.

12. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2 oder 11, bei welcher sich die Druckfeder (47) einerseits an dem scheibenförmigen Stützkörper (46) und andererseits an einer an dem Gehäuse (3c) fixierbaren Schraubkappe (49) abstützt.

13. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 12, bei welcher der Stützkörper mit Führungsbolzen (50, 52) in der Schraubkappe (49) und dem Überströmkanal (6c) geführt ist.

14. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 11 bis 13, bei welcher der Berstkörper (11) in einer seitlich neben dem Überströmkanal (6c) angeord­ neten Vertiefung (48) im Gehäuse (3c) gehalten ist.

15. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welcher der Berstkörper (11) ein Hohlkörper mit einer unter Wärmeeinwirkung expandierenden Fül­ lung ist.

16. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei welcher der Berstkörper (11) eine birnenför­ mige Gestalt aufweist mit einem Kugelabschnitt (13) und einem Halsabschnitt (14), wobei der Halsabschnitt (14) in eine Hülse (15) greift, die eine an den Ku­ gelabschnitt (13) angepasste umlaufende Anlageschul­ ter (16) aufweist.