DE19934078A1

DE19934078A1 - Schaltventil für ein Atemschutzgerät

Info

Publication number: DE19934078A1
Application number: DE19934078A
Authority: DE
Inventors: Peter Kling; Jan Martin; Carsten Leuschner; Reiner Proechel
Original assignee: Auergesellschaft GmbH
Current assignee: Auergesellschaft GmbH
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2001-02-08
Anticipated expiration: 2019-07-16
Also published as: DE19934078B4

Abstract

Das Schaltventil schaltet selbständig druckabhängig von einer Luftversorgung aus einer externen Versorgungsleitung auf eine Luftversorgung aus einem mitgeführten Preßluftatmer um und auch automatisch druckgesteuert wieder vom Preßluftatmer auf die Versorgungsleitung zurück. Es werden zwei Gefahrenzustände angezeigt: Druckausfall oder -abfall am Preßluftatmer und Nutzung des begrenzt vorhandenen Atemluftvorrates des Preßluftatmers. Weiterhin kann ein Werkzeug an das Schaltventil angeschlossen und mit Luft aus der Versorgungsleitung betrieben werden. DOLLAR A Das Schaltventil verfügt nach dem Anschluß für die Versorgungsleitung (2) über einen Abzweig (12), der die Versorgungsleitung mit dem Anschluß zum Lungenautomaten (6) verbindet. Im Abzweig (12) ist ein Rückschlagventil (5) angeordnet, das bis zu einem einstellbaren Mindestdruckniveau im Abzweig (12) durch diesen Druck in geöffneter Stellung gehalten wird und bei einer vom Steuerkolben (1) freigegebenen Druckluftzufuhr vom Anschluß des Preßluftatmers (3) zum Anschluß des Lungenautomaten (6) den Abzweig (12) verschließt (Fig. 4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltventil für ein Atemschutzgerät, das einerseits an einem vom Benutzer mitgeführten Preßluftatmer, anderseits an eine von einem stationären Atemgasvorrat kommende Versorgungsleitung angeschlossen ist, wobei das Schaltventil eine automatische Umschaltung zwischen der Atemgaszufuhr entweder vom Preßluftatmer oder von der Versorgungsleitung in den Lungenautomaten vornimmt.

Eine derartige Umschaltvorrichtung ist aus der DE 36 03 130 A1 bekannt. Diese Umschaltvorrichtung enthält einen Steuerkolben, der mit einem koaxial und relativ zu ihm verschiebbar angeordneten Ventilstößel zusammenwirkt, die beide in Schließrichtung durch eine zwischengeschaltete Druckfeder belastet und hinsichtlich ihrer wirksamen Fläche so gestaltet sind, daß bei nachlassendem Druck in der einen Druckgasquelle automatisch auf die andere umgeschaltet wird. Darüber hinaus wird immer dann auf die Versorgungsleitung zurückgeschaltet, wenn dort ausreichender Druck ansteht. Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß die Umschaltvorrichtung dem Benutzer jeweils anzeigt, wenn von der externen Versorgung auf die Flaschenversorgung umgeschaltet wird, damit er sich des begrenzten Atemgasvorrates bewußt wird. Dies erfolgt durch eine Federkonstruktion, die zu einer spürbaren Erhöhung des Einatemwiderstands führt.

Diese Umschaltvorrichtung weist wesentliche Nachteile auf. Die Signalisierung eines Schaltvorganges durch die Erhöhung des Einatemwiderstands ist wenig benutzerfreundlich. Die Signalisierung erfolgt auch nur einmal pro Schaltvorgang und kann so leicht unbemerkt bleiben oder vergessen werden. Weiterhin ist kein Werkzeuganschluß integriert. Ebenso fehlt eine Warnoption, wenn das Ventil der Druckluftflasche nicht aufgedreht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltventil zu entwickeln, das selbständig druckabhängig von einer Luftversorgung aus einer externen Versorgungsleitung auf eine Luftversorgung aus einem mitgeführten Preßluftatmer umschaltet und auch automatisch druckgesteuert wieder vom Preßluftatmer auf die Versorgungsleitung, wobei die Luftzufuhr nie unterbrochen wird. Das Schaltventil soll darüber hinaus die Möglichkeit besitzen, auch bei geringen Druckschwankungen und nicht nur bei vollständigem Ausfall einer Luftversorgung zu schalten. Ebenso sieht die Erfindung vor, daß die Schaltvorgänge angezeigt werden und über Gefahrenzustände informiert wird, ohne daß es zu einer Erhöhung des Atemwiderstandes kommt.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung sieht vor, daß das Schaltventil versorgungsleitungsseitig über einen Abzweig verfügt, der die Versorgungsleitung mit dem Anschluß zum Lungenautomaten verbindet, im Abzweig ein Rückschlagventil angeordnet ist, wobei das Rückschlagventil bis zu einem einstellbaren Mindestdruckniveau im Abzweig durch diesen Druck in geöffneter Stellung gehalten wird und bei einer vom Steuerkolben freigegebenen Druckluftzufuhr vom Anschluß des Preßluftatmers zum Anschluß des Lungenautomaten den Abzweig verschließt, und neben der Signalisierung der Versorgung mit Atemluft aus dem Preßluftatmer bei einem Druckabfall und/oder -ausfall am Preßluftatmer dann aus der Versorgungsleitung durch einen Überströmkanal zum Anschluß des Preßluftatmers strömende Atemluft eine Signaleinrichtung betätigt.

Das erfindungsgemäße Schaltventil schaltet automatisch je nach den vorhandenen Druckverhältnissen von der Versorgungsleitung auf den Preßluftatmer um und wieder vom Preßluftatmer auf die Versorgungsleitung zurück. Es beherrscht dabei einen Luftdruck von 4,5-10 bar.

Durch eine stufenförmige Verringerung des Steuerkolbendurchmessers in Richtung Preßluftatmer ist selbst bei einem druckbedingten Kräftegleichgewicht an den Durchmessern der Kolbenenden ein schnelles und definiertes Schalten sichergestellt. Außerdem unterstützt eine Druckfeder, die auf den Steuerkolben entgegen der Druckbeaufschlagung durch die Versorgungsleitung eine Kraft ausübt, den Schaltvorgang, indem sie einerseits einen raschen Übergang von der Haftreibung in die Gleitreibung der Dichtringe des Steuerkolbens bewirkt und andererseits beim Rückschalten eine Abfederung des Schaltstoßes sicherstellt.

Der Gerätträger wird neben der Warnung nach dem Umschalten von der Versorgungsleitung auf den Preßluftatmer auch bei nicht oder nur teilweise geöffnetem Preßluftatmer gewarnt.

Gerade die Warnfunktion bei Druckabfall unterhalb eines Mitteldruckes vom Preßluftatmer oder Druckausfall auf der Preßluftatmerseite ist von großer Bedeutung, denn bei einem Druckabfall in der Versorgungsleitung und dem damit verbundenen Umschalten auf die Atemluftversorgung aus dem Preßluftatmer, der jedoch keine oder nur wenig Atemluft liefert, entsteht für den Gerätträger eine lebensbedrohliche Situation.

In einer bevorzugten Ausführung wird diese Warnfunktion durch einen Überströmkanal realisiert, der als eine durchgehende Bohrung im Steuerkolben ausgebildet ist, wobei in der Bohrung ein Ventil angeordnet ist, das ein Durchströmen von Atemluft von der Versorgungsleitung zum Anschluß des Preßluftatmers zuläßt, wenn der Druck beim Preßluftatmer unter ein vorgegebenes Niveau fällt. Als Signaleinrichtung sieht die Erfindung eine akustische, insbesondere eine am Preßluftatmer angeordnete Pfeife vor.

Eine benutzerfreundliche Signalisierung des vollzogenen Umschaltens von der Versorgungsleitung auf den Preßluftatmer und des Atmens aus dem begrenzten Atemluftvorrat des Preßluftatmers wird erfindungsgemäß dadurch realisiert, daß der Steuerkolben bei geöffneter Luftzufuhr vom Preßluftatmer zum Lungenautomaten einen geöffneten Verbindungskanal zu einer am Schaltventil außen angeordneten Warneinrichtung aufweist. Dies ist bevorzugt eine vereisungssicher angeordnete Pfeife, die von der vom Preßluftatmer kommenden, durch den Verbindungskanal strömenden Luft aktiviert wird.

Um bei dieser Signalisierung eine Limitierung des Luftverbrauches sicher zu stellen, weist der Verbindungskanal eine Drosseldüse auf, die bevorzugt innerhalb des Steuerkolbens angeordnet ist. Die Anordnung der Drosseldüse innerhalb des Steuerkolbens und nicht unmittelbar vor der Signaleinrichtung gewährleistet als weiteren Vorteil ein schnelles Entlüften, um damit ein schnelles Schalten des Steuerkolbens über das Warnsignal sicher zu stellen. Dabei wird das Luftvolumen, das zwischen den unterschiedlich abgestuften Durchmessern des Steuerkolbens vorhanden ist, akustisch wirksam für den Gerätträger über die Signaleinrichtung geführt.

Um eine gute Unterscheidung der akustischen Signalgebungen bei Druckabfall oder -ausfall auf der Preßluftatmerseite und der Versorgung aus dem Preßluftatmer für den Gerätträger zu gewährleisten, sieht die Erfindung vor, daß die Töne unterschiedliche Frequenzen aufweisen.

Durch die Verwendung des Abzweiges, der die Versorgungsleitung mit dem Anschluß zum Lungenautomaten verbindet und dem darin angeordneten Rückschlagventil, besteht die Möglichkeit, ein Druckluftwerkzeug an das Schaltventil anzuschließen. Dies erfolgt am Abzweig noch vor dem Rückschlagventil. So ist gewährleistet, daß das angeschlossene Druckluftwerkzeug ausschließlich mit der Luft aus der Versorgungsleitung betrieben wird. Diese Funktion bleibt durch das integrierte Rückschlagventil auch erhalten, wenn das Schaltventil die Luftversorgung des Gerätträgers auf den angeschlossenen Preßluftatmer umgeschaltet hat, wenn noch ein unterhalb des Schaltpunktes liegender Druck aus der Versorgungsleitung vorhanden ist.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen:

Figur: 1 Außenansicht des Schaltventils,

Figur: 2 Schaltventilschnitt bei Versorgung aus der Versorgungsleitung,

Figur: 3 Schaltventilschnitt bei Versorgung aus dem Preßluftatmer und

Figur: 4 Luftführung zur Aktivierung eines Signals am Preßluftatmer.

Fig. 1 zeigt das Schaltventil in einer Außenansicht mit den Anschlüssen für die Versorgungsleitung 2, den Preßluftatmer 3, den Lungenautomaten 6 und den Werkzeuganschluß 10 sowie die als Warneinrichtung dienende Pfeife 7. Außen auf dem Schaltventil sind die Luftführung innerhalb des Schaltventils und die anzuschließenden Versorger und Verbraucher durch Zeichen deutlich gemacht. Das Schaltventil verfügt über einen seitlich angebrachten Halter 8, der durch Wechseln ein Tragen des Ventils am Gürtel auf der rechten oder auch auf der linken Seite möglich macht. Ebenso ist damit eine Befestigung an der Bebänderung des Gerätträgers möglich.

Fig. 2 zeigt das Schaltventil in der Normalstellung des Steuerkolbens 1 und des Rückschlagventils 5 bei einer Luftversorgung des Anschlusses des Lungenautomaten 6 und des Werkzeuganschlusses 10 über den Anschluß der Versorgungsleitung 2. Der Steuerkolben 1 ist durch den Druck in der Versorgungsleitung beaufschlagt und verschließt die Luftzufuhr vom Anschluß des Preßluftatmers 3.

Der Durchmesser des Steuerkolbens 1 verringert sich stufenförmig in Richtung Preßluftatmer. Dadurch wird selbst bei einem druckbedingten Kräftegleichgewicht ein schnelles und definiertes Schalten gewährleistet. Außerdem wird durch die Druckfeder 9, die auf den Steuerkolben 1 entgegen der Druckbeaufschlagung durch die Atemluft aus der Versorgungsleitung eine Kraft ausübt, der Schaltvorgang unterstützt, in dem ein rascher Übergang von der Haftreibung in die Gleitreibung der Dichtringe des Steuerkolbens 1 erzielt wird. Abgedichtet ist der Steuerkolben 1 bevorzugt mit vier O-Ringen.

Der Steuerkolben 1 weist einen durchgehenden Überströmkanal 13, der als Bohrung ausgeführt ist, auf. Der Überströmkanal 13 ist durch ein Ventil 4 verschlossen, durch das unter weiter unten beschriebenen Bedingungen Atemluft aus der Versorgungsleitung in Richtung Preßluftatmer strömen kann.

Das Rückschlagventil 5 wird durch den Druck der Luft aus der Versorgungsleitung im Abzweig 12 in geöffneter Stellung gehalten.

Verringert sich nun das Druckniveau in der Versorgungsleitung und damit die Kraftwirkung versorgungsleitungsseitig auf den Steuerkolben 1 unter einen Wert der Kraftwirkung der Druckfeder 9 und der dort angrenzenden Kolbenfläche auf den Steuerkolben 1 preßluftatmerseitig, bewegt sich der Steuerkolben 1 schlagartig in Richtung auf den Anschluß der Versorgungsleitung 2 zu und öffnet dabei die Luftführung vom Anschluß des Preßluftatmers 3 zum Anschluß des Lungenautomaten 6. Dieser Zustand ist in Fig. 3 dargestellt.

Das fallende Druckniveau in der Versorgungsleitung und damit im Abzweig 12 führt gleichzeitig dazu, daß sich das Rückschlagventil 5 schließt. Unterstützt wird dieser Vorgang durch den Luftdruck, der vom Anschluß des Preßluftatmers 3 kommend, auf die Rückseite des Rückschlagventils 5 wirkt.

Zur Signalisierung des vollzogenen Umschaltens von der Versorgungsleitung auf den Preßluftatmer und des Atmens aus dem begrenzten Atemluftvorrat des Preßluftatmers weist der Steuerkolben 1 bei geöffneter Luftzufuhr vom Preßluftatmer zum Lungenautomaten einen geöffneten Verbindungskanal 14 zu einer am Schaltventil außen angeordneten Signaleinrichtung auf, vorzugsweise einer Pfeife 7, die von der vom Preßluftatmer kommenden, durch den Verbindungskanal 14 strömenden Luft aktiviert wird. Innerhalb des Steuerkolbens 1 ist im Verbindungskanal 14 eine Drosseldüse angeordnet, die eine Limitierung des Luftverbrauchs sicherstellt. Während der gesamten Zeit der Luftversorgung aus dem Preßluftatmer ertönt somit ein akustisches Signal aus der Pfeife 7.

Ist in der Versorgungsleitung noch ein Restdruck vorhanden, so kann diese Luft über den Anschluß der Versorgungsleitung 2 und die durch die Steuerkolbenkrone 11 des Steuerkolbens 1 verbleibende Luftführung zum Abzweig 12 und dann zum Werkzeuganschluß 10 gelangen und zum Betrieb eines Werkzeugs genutzt werden.

Erhöht sich das Druckniveau in der Versorgungsleitung wieder auf den für den Lungenautomaten geforderten Wert, wird der Steuerkolben 1 nach links gegen die Druckfeder 9 gedrückt und verschließt die Luftführung vom Preßluftatmer zum Lungenautomaten. Die Druckfeder 9 sorgt dabei für eine Abfederung des Schaltstoßes.

Gleichzeitig wird durch den gestiegenen Luftdruck im Abzweig 12 das Rückschlagventil 5 geöffnet. Die Luftführung kann so direkt von der Versorgungsleitung zum Anschluß des Lungenautomaten 6 über den Abzweig 12 und das Rückschlagventil 5 erfolgen.

Mit der Bewegung des Steuerkolbens 1 in Richtung Verschluß der Luftführung vom Preßluftatmer wird auch der Verbindungskanal 14 geschlossen und das Signal aus der Pfeife 7 verstummt.

Fig. 4 zeigt den Fall, daß eine Luftversorgung aus der Versorgungsleitung zum Lungenautomaten erfolgt, der Druck am Preßluftatmer hingegen auf einen unzulässigen Wert sinkt oder der Preßluftatmer geschlossen ist und überhaupt kein Druck anliegt. Bei diesem Zustand öffnet sich in Folge des versorgungsleitungsseitigen Druckes auf das Ventil 4 dieses und Luft aus der Versorgungsleitung kann über den Überströmkanal 13 zum Preßluftatmer gelangen und hier ein Signal, vorzugsweise eine weitere Pfeife, aktivieren. Damit wird eine für den Gerätträger lebensbedrohliche Situation vermieden, nämlich daß beim Umschalten von der Luftversorgung aus der Versorgungsleitung auf die Luftversorgung vom Preßluftatmer beim Gerätträger überhaupt keine Luftversorgung mehr erfolgt.

Um für den Gerätträger eine gute Unterscheidung der Warnsignale möglich zu machen, arbeiten die Pfeifen mit unterschiedlichen Tonfrequenzen.

Das erfindungsgemäße Schaltventil schaltet somit selbständig druckabhängig von einer Luftversorgung aus einer externen Versorgungsleitung auf eine Luftversorgung aus einem mitgeführten Preßluftatmer um und auch automatisch druckgesteuert wieder vom Preßluftatmer auf die Versorgungsleitung zurück, wobei die Luftzufuhr zum Lungenautomaten nie unterbrochen wird. Das Schaltventil schaltet auch bei geringen Druckschwankungen und nicht nur bei vollständigem Ausfall einer Luftversorgung. Weiterhin werden zwei Gefahrenzustände angezeigt: Druckausfall oder -abfall am Preßluftatmer und Nutzung des begrenzt vorhandenen Atemluftvorrates des Preßluftatmers. Weiterhin kann ein Werkzeug an das Schaltventil angeschlossen und mit Luft aus der Versorgungsleitung betrieben werden.

Bezugszeichenliste

1

Steuerkolben

2

Versorgungsleitung

3

Anschluß Preßluftatmer

4

Ventil

5

Rückschlagventil

6

Anschluß Lungenautomat

7

Pfeife

8

Halter

9

Druckfeder

10

Werkzeuganschluß

11

Steuerkolbenkrone

12

Abzweig

13

Überströmkanal

14

Verbindungskanal

Claims

1. Schaltventil für ein Atemschutzgerät, das einerseits an einen vom Benutzer mitgeführten Preßluftatmer, anderseits an eine von einem stationären Atemgasvorrat kommende Versorgungsleitung angeschlossen ist, das einen Steuerkolben enthält, der auf der einen Seite mit Druck aus dem Preßluftatmer und auf der anderen Seite mit dem Druck aus der Versorgungsleitung beaufschlagt ist und der die Atemgaszufuhr vom Preßluftatmer in den Lungenautomat freigibt oder sperrt, wobei der Steuerkolben automatisch die Atemgaszufuhr aus dem Preßluftatmer bei nachlassendem Druck in der Versorgungsleitung freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß
das Schaltventil versorgungsleitungsseitig über einen Abzweig (12) verfügt, der den Anschluß der Versorgungsleitung (2) mit dem Anschluß zum Lungenautomaten (6) verbindet,
im Abzweig (12) ein Rückschlagventil (5) angeordnet ist, wobei das Rückschlagventil (5) bis zu einem einstellbaren Mindestdruckniveau im Abzweig (12) durch diesen Druck in geöffneter Stellung gehalten wird und bei einer vom Steuerkolben (1) freigegebenen Druckluftzufuhr vom Anschluß des Preßluftatmers (3) zum Anschluß des Lungenautomaten (6) den Abzweig (12) verschließt,
und neben der Signalisierung der Versorgung mit Luft aus dem Preßluftatmer bei einem Druckabfall und/oder -ausfall am Preßluftatmer durch dann aus dem Anschluß der Versorgungsleitung (2) kommende, durch einen Überströmkanal (13) zum Anschluß des Preßluftatmer (3) strömende Atemluft eine Signaleinrichtung betätigt wird.

2. Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (1) einteilig ausgeführt ist.

3. Schaltventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolbendurchmesser in Richtung Anschluß des Preßluftatmers (3) stufenförmig reduziert ist.

4. Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmkanal (13), der den Anschluß der Versorgungsleitung (2) mit dem Anschluß des Preßluftatmers (3) verbindet, als eine durchgehende Bohrung im Steuerkolben (1) ausgebildet ist, wobei in der Bohrung ein Ventil (4) angeordnet ist, das ein Durchströmen von Atemluft vom Anschluß der Versorgungsleitung (2) zum Anschluß des Preßluftatmers (3) zuläßt, wenn der Druck beim Preßluftatmer unter ein vorgegebenes Niveau fällt.

5. Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Anschluß der Versorgungsleitung (2) zum Anschluß des Preßluftatmers (3) strömende Atemluft eine akustische Signaleinrichtung betätigt, vorzugsweise eine am Preßluftatmer angeordnete Pfeife.

6. Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (1) bei geöffneter Luftzufuhr vom Preßluftatmer zum Lungenautomaten einen geöffneten Verbindungskanal (14) zu einer am Schaltventil außen angeordneten Signaleinrichtung aufweist, vorzugsweise einer Pfeife (7), die von der vom Preßluftatmer kommenden, durch den Verbindungskanal (14) strömenden Luft aktiviert wird.

7. Schaltventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (14) eine Drosseldüse aufweist.

8. Schaltventil nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseldüse innerhalb des Steuerkolbens (1) angeordnet ist.

9. Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (1) auf der Anschlußseite zum Preßluftatmer (3) eine Druckfeder (9) aufweist, die auf den Steuerkolben (1) entgegen der Druckbeaufschlagung durch die versorgungsleitungsseitige Luft eine Kraft ausübt.

10. Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzweig (12) einen Werkzeuganschluß (10) aufweist.

11. Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (1) auf der Seite des Anschlusses der Versorgungsleitung (2) eine geschlitzt Kolbenkrone (15) aufweist, so daß vorhandene Atemluft aus der Versorgungsleitung stets zum Werkzeuganschluß (10) strömen kann.

12. Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (1) ständig durch mindestens zwei O-Ringe gegenüber den ihn umgebenen Zylindermantel abgedichtet ist.

13. Schaltventil nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Warnsignale bei der Versorgung mit Atemluft aus dem Preßluftatmer und bei einem Druckabfall und/oder -ausfall am Preßluftatmer sich unterscheiden und bei akustischen Warnsignalen unterschiedliche Frequenzen aufweisen.

14. Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil außen einen Halter (8) zur Befestigung an einem Gürtel aufweist.

15. Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführung innerhalb des Schaltventils und/oder die anzuschließenden Versorger und Verbraucher außen auf dem Schaltventil durch Zeichen deutlich gemacht sind.