DE2604943A1

DE2604943A1 - Durch wasser aktivierbare druckgasauslassvorrichtung

Info

Publication number: DE2604943A1
Application number: DE19762604943
Authority: DE
Inventors: Francis Marland Miller
Original assignee: Conax Corp
Current assignee: Mission Systems Davenport Inc
Priority date: 1975-02-13
Filing date: 1976-02-09
Publication date: 1976-08-26
Also published as: JPS5520120B2; FR2300958A1; US4024440A; JPS5194119A; FR2300958B1; GB1524207A; DE2604943C3; DE2604943B2

Description

PATΕΞNTANV/;'.LTE A. GRÜNECKER

H. KINKELDEY

DR-ING

W. STOCKMAIR

_K< SCHUMANN

C« HER NAT ■ D(PU-PHVS

P. H. JAKOB

opu-iNa

G. BEZOLD

DR. RER. Ν«Γ - npL-CHEM

MÜNCHEN

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

P 9680

Conax Corporation * ^^eb· 1976

23ΟΟ Waiden Avenue, Buffalo,
New Xork 14225, USA

Durch Wasser aktivierbare Druckgasauslaßvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine durch Wasser aktivierbare Druck-•gasauslaßvorrichtung.

Elektrische Schalter, die durch die Berührung mit Wasser geschaltet werden, sind weitverbreitet. Jedoch arbeiten die auf Wasser ansprechenden elektrischen Schalter der bekannten Art nicht zufriedenstellend, insbesondere wenn sie zur Steuerung des automatischen Aufblasens von in das Wasser fallenden Schwimmkörpern eingesetzt werden. Aufblasbare Einrichtungen, wie z.B. Schwimmwesten oder Rettungsflöße, werden im zusammengefalteten Zustand lange Seit hindurch aufbewahrt und nur im Gefahrenfalle benötigt. Wenn jedoch eine

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TELEFON (O89) 22 28 62 TELEX OB -20 380 TELEGRAMME MONAPAT

solche Situation auftritt, ist es sehr wesentlich, daß der elektrische Schalter seiner Zweckbestimmung gemäß funktioniert, damit das Aufblasen des Schwimmkörpers sichergestellt ist.

Einige vorbekannte Vorrichtungen der beschriebenen Art sind batteriebetrieben, jedoch wird die Batterie durch die lange Lagerzeit unbrauchbar oder sie ist nicht mehr in der Lage, insbesondere bei niedrigen Temperaturen eine genügend große elektrische Energie abzugeben. Außerdem sind einige vorbekannte Vorrichtungen relativ kompliziert konstruiert und besitzen verhältnismäßig große Abmessungen und ein großes Gewicht oder reagieren zu empfindlich, so daß der elektrische Schalter in einem unerwünschten Augenblick anspricht, wenn die relative Luftfeuchte entsprechend hoch ist oder die Vorrichtung unbeabsichtigt mit Wasser bespritzt wird.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine batteriebetriebene, durch Wasser aktivierte Druckgasentlastungsvorrichtung zu schaffen, die eine lange Lebensdauer besitzt und deren Wirkung beim Eintauchen in Wasser trotzdem gex«rährleistet ist, unabhängig davon, ob es sich um frisches Süßwasser oder Salzwasser handelt. Die Erfindung ist ferner darauf gerichtet, eine Vorrichtung der vorbeschriebenen Art derart zu verbessern, daß sie mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung anspricht, so daß sie nicht auf eine hohe Luftfeuchte oder ein Bespritzen mit Wasser reagiert, selbst wenn sie für einen sehr kurzen Augenblick untertaucht. Die verbesserte Druckgasauslaßvorrichtung .soll darüber hinaus kleine Abmessungen aufweisen, ein geringes Gewicht besitzen und einfach konstruiert und preiswert herzustellen sein.

Gemäß der Erfindung weist die verbesserte Druckgasauslaßvorrichtung einen elektrischen Schaltkreis mit einem elektrisch

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zündbaren Zünder auf, der mit einer Zenerdiode in Reihe und vorzugsweise mit einem Kondensator und mit einem Widerstand parallel geschaltet ist, wobei die Diode, der Kondensator und der Widerstand an den positiven Kontakt einer Batterie angeschlossen sind und über einen elektrisch leitenden Körper, der zur Aufnahme der verschiedenen Bauteile der Vorrichtung dient, sowie über den das Druckgas aufnehmenden Behälter, der vorzugsweise ebenfalls aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist, geerdet sind, wobei dieser Körper vorzugsweise mit diesem leitenden Behälter als eine Elektrode benutzt wird, die von einer anderen in Form eines Sensors ausgebildeten und an den negativen Kontakt der Batterie angeschlossenen Elektrode einen Abstand aufweist, so daß der BatterieStromkreis auf der Erdleiterseite so lange geöffnet ist, bis Wasser in dem Zwischenraum zwischen den Elektroden über einen genügend großen Zeitraum vorhanden ist, um den Stromkreis zu schließen und dafür zu sorgen, daß die an der Diode herrschende Spannung ein Diodendurchbruchspannungsniveau erreicht, damit der Zünder gezündet wird.

Gemäß der Erfindung wird also eine durch Wasser aktivierbare Druckgasauslaßvorrxchtung vorgeschlagen, die insbesondere zur automatischen Steuerung des Entweichens eines zum Aufblasen eines Schwimmkörpers dienenden Druckgases verwendet wird und dann anspricht, wenn der Schwimmkörper ins Wasser fällt, wobei die Vorrichtung einen elektrisch zündbaren Zünder aufweist, der ein Treibgas zum Antrieb eines Dornes erzeugt, damit dieser in den Verschluß eines das Druckgas aufnehmenden Behälters eingetrieben wird und das Druckgas entweichen kann. Die zum Zünden benötigte elektrische Energie wird von einer in. einem Stromkreis angeordneten Batterie abgegeben, wobei der Stromkreis an der Erdleiterseite zwischen zwei elektrisch leitenden, von zwei auf Abstand gehaltenen Elektroden gebildeten Elementen so lange unterbrochen ist, bis der Zwischenraum über eine vorbestimmte Zeitdauer beim Eintauchen der

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Vorrichtung durch Wasser ausgefüllt XSt₇ um den Stromkreis zu schließen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig.1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer durch Wasser aktivierten Druckgasauslaßvcrrichtung gemäß der Erfindung ;

Fig.2 einen vergrößerten, in der Längsmittelebene liegenden Teilschnitt durch die in der Fig.1 gezeigte Vorrichtung, wobei der das Druckgas aufnehmende Behälter in einer Seitenansicht gezeigt ist, während das Montageende teilweise weggebrochen ist, um den innenliegenden Teil der Konstruktion zu zeigen, und wobei das gegenüberliegende Ende des Behälters weggebrochen ist, um einen vergrößerten Maßstab der Darstellung zu ermöglichen;

Fig.3 eine senkrechte Schnittansicht entlang der Linie 3-3 nach Fig.2 des in der Fig.2 gezeigten Sensorstutzens;

Fig.4 eine ebenfalls im vergrößerten Maßstab dargestellte Teilschnittansicht entlang einer Horizontalebene 4-4 nach Fig.2 durch das Gehäuse, welches zur Aufnahme der in einer Ansicht dargestellten elektrischen Schaltung ausgespart ist, und

Fig.5 die elektrische Schaltung der erfindungsgemäßen durch Wasser aktivierten Druckgasauslaßvorrichtung.

Das in den Figuren dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen durch Wasser aktivierten Druckgasauslaßvorrichtung umfaßt einen Körper 10, ein mittels

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Schrauben 12 lösbar an dem Körper gehaltenes Gehäuse 11, einen am Körper abnehmbar gehaltenen Druckgasbehälter 13 und einen Sensorstutzen 14, der am Gehäuse befestigt ist.

Der Körper 10 ist im wesentlichen von einem rechteckigen Block mit flachen Seiten gebildet, welcher aus elektrisch leitendem Material, wie z.B. aus Aluminium besteht, obwohl jedes andere geeignete leitende Material verwendet werden könnte. Dieser Block besitzt eine Aussparung 15, die sich entlang einem Teil, seiner Oberfläche erstreckt, eine weitere Aussparung 16, die sich in bezug auf die Fig.2 an seiner rechten, sich an die obere rechte Ecke anschließenden Seite erstreckt, eine flache Unterseite 18, eine zum Teil zylindrische Aussparung 19, die in dieser Unterseite am linken Ende des Körpers angeordnet ist, und einen angeformten Flansch 20, der sich am linken Ende des Körpers 10 befindet und nach außen vorsteht. Durch den Körper 10 erstreckt sich von einer Seite zur anderen Seite eine D-förmige Querbohrung 21, welche einen nicht dargestellten und an dem aufzublasenden Gegenstand, wie z.B. an einer Schwimmweste oder einem Rettungsfloß angebrachten Steg aufnimmt. Die zur Gasleitung dienende Befestigung zwischen der Wandung der Bohrung 21 und dem Steg ist an sich bekannt.

Über der Bohrung 21 befindet sich eine in Längsrichtung verlaufende, horizontale Durchgangsbohrung 22, die an ihrer in bezug auf die Fig.2 linken Seite einen äußeren Abschnitt mit einem großen Innengewinde, einen inneren Abschnitt 24 mit einem kleineren Durchmesser und an ihrem rechten Ende einen Abschnitt 25 mit einem mittleren Durchmesser aufweist, so daß zwischen den Abschnitten 23 und 24 eine nach außen weisende linke Schulter 26 und zwischen den Abschnitten 24

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und 25 eine nach außen weisende rechte Schulter 28 gebildet werden. In dem Bohrungsabschnitt 25 ist ein Dorn 29 gleitend gelagert, der an seinem rechten Ende einen vergrößerten Kopf 30 trägt und an seinem linken Ende eine Spitze 31 aufweist. Eine Feder 32 umschließt den Schaftteil' des Domes 29, und das linke Ende der Feder liegt gegen die Schulter 28 an, während das rechte Ende der Feder gegen den Kopf 30 anliegt, so daß der Dorn in bezug auf die Fig.2 nach rechts gedruckt wird. Der Kopf 30 des Domes weist in seiner Mantelfläche eine Ringnut auf, in welcher ein O-Ring 33 angeordnet ist, der dichtend gegen die Wandung des Bohrungsabschnittes 25 anliegt.

Auf der rechten Seite des Dornes 29 ist in dem Bohrungsabschnitt 25 ferner ein schaftartiger Stößel 34 gelagert, welcher an seinem rechten Ende einen vergrößerten Kopf 35 aufweist, dessen rechtes Ende 36 konvex und zum Teil als Kugel ausgebildet·ist. Der Kopf 34 besitzt in'seiner Mantelfläche eine Ringnut, in welcher ein O-Ring 3 8 angeordnet ist, der dichtend gegen die Wandung des Bohrungsabschnittes 25 anliegt.

Auf einem horizontalen Querbolzen 39, der in zwei Wangen des Körpers 10 gelagert ist, welche sich rechts und links der Aussparung 16 befinden, ist ein L-förmiger Nockenhebel 40 schwenkbar gelagert, der einen Nockenteil 41 und einen länglichen Armteil 42 besitzt. Die Achse des Querbolzens 39 schneidet die Mittellinie der horizontalen Durchgangsbohrung 22. Der Rand des Nockenteiles 41 ist als abgerundete Nockenfläche 43 ausgebildet, welche gegen die Stirnfläche 36 des Stößels 34 anliegt, wenn der Nockenhebel 40 in bezug auf die Fig.2 im Uhrzeigersinn um die Achse des Querbolzens 39 geschwenkt wird.

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Normalerweise ist der Nockenhebel 40 in seiner funktions- . losen, in der Fig.2 gezeigten Stellung mit Hilfe eines relativ schwachen Sicherungsdrahtes 44 festgelegt, welcher durch in diesem Nockenhebel 40 bzw. dem Gehäuse 10 befindliche Querbohrungen 45 und 46 hindurchgreift. An dem freien linken Ende des Armteiles 42 des Nockenhebels ist ein Zuggriff 48 in geeigneter Weise befestigt, mit welchem dieser Armteil von Hand nach oben gezogen werden kann, so daß die Drahtschlaufe 44 durchreißt und der Nockenhebel 40 in bezug auf die Fig.2 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Die Feder 32 drückt den Dorn 29 gegen den Stößel 34 nach rechts, welcher seinerseits gegen den als Anschlag v/irkenden Nockenhebel 40 gedrückt wird.

Der Behälter 13 ist als Flasche dargestellt, die aus einem geeigneten leitenden Material, wie z.B. aus Metall besteht und einen länglichen zylindrischen Mittelabschnitt 49, ein sphärisches, konvexes geschlossenes Ende 50 und an "ihrem gegenüberliegenden Ende einen mit einem Außengewinde versehenen und einen kleineren Durchmesser aufweisenden Hals 51 besitzt. Das Mundstück oder das äußere Ende dieses Halses ist durch eine lochbare Stirnwand oder einen Verschluß 52 verschlossen. Der Hals 51 ist fest in den Bohrungsabschnitt 23 eingeschraubt und gegen eine ringförmige Dichtungsmanschette 53 gezogen, welche auf der Körperschulter 26 aufsitzt. Der Verschluß 52 liegt der Spitze 31 des zurückgezogenen Dornes 29 gegenüber, welcher entweder von Hand vorwärts oder in bezug auf die Fig.2 nach links bewegt werden kann, indem ah dem Nockenhebel 40 gezogen wird, oder der durch das Zünden eines Zünders 54 angetrieben werden kann, was nachfolgend genauer beschrieben werden soll, damit das in dem Behälter befindliche Druckgas, wie z.B. Kohlendioxyd, Stickstoff oder ein anderes geeignetes Gas

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entweichen kann.

Der Zünder 54 ist in einer Zündkammer 55 angeordnet, die von einer von der Unterseite 18 zugänglichen Aussparung im Körper 10 gebildet ist« Das obere Ende dieser Zündkamitier 55 ist über einen unmittelbar rechts oder hinter dem Kopf 30 des Domes 29 gelegenen Einlaßkanal 56 mit dem Bohrungsabschnitt 25 verbunden. Der Körper IO besitzt einen Auslaßkanal 58, welcher die D-formige Querbohrung 21 an einer vor dem Kopf 3Q des Bornes 23 oder links von dem Kopf gelegenen'Stelle mit dem Bohrungsabschnitt 25 verbindet.

Der Zünder 54 besitzt ein zerbrechbares _r haubenförmiges Gehäuse 29, welches auf dem Kopf stehend in der Zündkammer 55 angeordnet ist und aus einem elektrisch leitenden Material besteht. Das untere Ende des Zünders ist durch eine nichtleitende Scheibe 60 verschlossen, die einen nach außen ragenden, hier insbesondere nach unten ragenden, elektrisch leitenden Kontaktstift 61 trägt. Dieser Kontaktstift besitzt eine genügend große Länge, so daß er unter die Unterseite 18 des Körpers 10 greift. Ein oder mehr Überbrükkungsdrähte 62 stellen zwischen dem inneren oder oberen Ende des Kontaktstiftes 61 und der Wandung des leitenden Gehäuses 59 eine elektrische Verbindung her. Das Gehäuse ist mit einem geeigneten zündfähigen Material 63 gefüllt, welches entzündet wird, wenn ein geeigneter Strom durch die Überbrückungsdrähte 62 fließt.

V7ie dies aus der Fig.2 zu entnehmen ist, ist der Zünder in einen schalenförmigen Verschluß 64 eingepreßt, der im Bereich seines unteren Endes ein Außengewinde aufweist, wel-

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ches in einen entsprechenden, am unteren Ende der Zündkammer 55 angeordneten Innengewindeteil eingeschraubt ist. Der Boden des Verschlusses 64 besitzt eine geeignete Bohrung 66, durch welche der Kontaktstift 61 hindurchgreift, ohne den Verschluß zu berühren. Im Boden des Verschlusses befindet sich ferner ein Querschlitz 67, in, welchen ein Schraubenzieher oder ein anderes geeignetes Werkzeug eingesetzt werden kann, um das Einschrauben oder Herausschrauben des Verschlusses zu erleichtern. Zwischen der oberen Stirnwand der Zündkammer 55 und dem oberen verschlossenen Ende des Zündgehäuses 59 befindet sich eine Filterscheibe 68 aus einem metallischen Gewebe. Diese Filterscheibe verhindert, daß Festkörperteilchen, die größer als die Filtermaschen sind, nach oben durch den Einlaßkanal 56 strömen, während andererseits selbstverständlich das durch die Zündung der Treibladung 63 im Zünder 54 erzeugte Gas nach oben strömen kann.

Der Körper 10 besitzt eine senkrechte zylindrische Aussparung 69, die sich von der Unterseite 18 des Körpers nach oben erstreckt. In diese Aussparung ist ein länglicher zylindrischer Erdleiter 70 eingepreßt, welcher sich bis unter die Unterseite 18 erstreckt. Dieser Erdleiter 70 ist parallel zum Kontaktstift 61 des Zünders 54 angeordnet, und beide Stifte ragen im wesentlichen um ein gleiches Stück über die Unterseite 18 des Körpers 10 hinaus.

Das Gehäuse 11 ist vorzugsweise aus einem elektrisch nichtleitenden Material hergestellt, wie z.B. aus einem geeigneten Kunststoff. Wie dies aus der Fig.2 zu entnehmen ist, ist das linke Ende des Gehäuses als Zylinderbüchsenteil 71 ausgebildet, von welchem ein angeformter aufrechter Ansatz 72 mit einer flachen Oberfläche nach oben greift. Dieser An-

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satz 72 liegt gegen den Befestigungsflansch 20 des Gehäuses an und besitzt ein Paar in Querrichtung zum Gehäuse nebeneinanderliegende nicht dargestellte Gewindebohrungen, in welche ein Paar Schrauben 12 eingreifen, mit denen der Ansatz am Flansch gehalten wird, wobei diese Schrauben durch nicht dargestellte Bohrungen des Flansches 20 hindurchgreifen.

Am inneren oder rechten Ende des Zylinderbüchsenteiles 71 befindet sich eine Trennwand oder Querwand 73, auf deren gegenüberliegenden Seite oder rechten Seite eine im rechten Gehäuseende 75 angeordnete Aussparung 74 vorgesehen ist. Diese Aussparung 74 ist im wesentlichen schalenförmig ausgebildet und zeigt nach oben, wobei sie in eine obere ebene Fläche 76 mündet, welche gegenüber dem Scheitel des Zylinderbüchsenteiles 71 nach unten versetzt ist. Der Gehäuseteil 75 besitzt eine nach rechts greifende angeformte Lippe 78, welche ein Paar im Abstand zueinander angeordnete Querbohrungen besitzt, durch die jeweils eine Schraube 12 hindurchgreift, wobei die Schrauben jeweils in einer nicht dargestellten Gewindebohrung des Körpers 10 aufgenommen sind. Die Gehäusefläche 76 liegt der Körperfläche 18 gegenüber, und zwischen diesen Flächen ist eine Dichtung 79 eingeklemmt, welche mit geeigneten öffnungen ausgestattet ist, durch die die Stifte 61 und 70 hindurchgreifen und durch die das untere Ende des Zünderverschlusses 64 zugänglich ist, wenn das Gehäuse 11 vom Körper 10 abgenommen ist. Alle Schrauben 12 sind parallel zueinander angeordnet, so daß das Gehäuse 11 nach dem Entfernen der Schrauben vom Körper 10 abgenommen werden kann.

In der Aussparung 74 ist eine elektrische Schalteinrich-

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tung aufgenommen, welche eine im wesentliche rechteckige, horizontale, flache Schaltplatte 80 aus elektrisch nichtleitendem Material aufweist, die voneinander getrennte positive und negative elektrisch leitende Platten 81 bzw. 82 trägt, die an der Unterseite der Schaltplatte in geeigneter Weise befestigt sind. Die Schaltplatte 80 trägt ein Paar Fassungen 83 und 84, welche durch die Schaltplatte 80 hindurch zugänglich sind und deren Eingänge nach oben zeigen und einen Abstand zueinander aufweisen, um den Kontaktstift 61 des Zünders bzw. den Erdleiter 7O des Körpers aufzunehmen. Die Fassung 84 ist über einen Leiter 85 mit der negativen Platte 82 verbunden, wobei der Leiter 85 an der Stelle 86 der Platte festgelötet ist. An der positiven Platte 81 ist ein Leiter 89 eines Kondensators 88 an der Stelle 90 festgelötet, während der andere von dem Gehäuse 91 des Kondensators gebildete Leiter an der Stelle 92 an der negativen Platte 82 festgelötet ist. Ein Leiter 94 eines Widerstandes 93 ist an der Stelle 95 an der positiven Platte 81 festgelötet, während der andere Leiter 96 des WiderStandes an der Stelle 97 an der negativen Platte 82 festgelötet ist. Es ist eine Zenerdiode 98 vorgesehen, die drei Anschlüsse 99, 100 und 101 aufweist, wobei der erste Anschluß mit der Fassung 83 verbunden ist, der zweite Anschluß frei ist und der dritte Anschluß an der Stelle 102 an der positiven Platte 81 festgelötet ist. Ein Leitungsdraht 103, der mit einem Ende an der Stelle 104 an die positive Platte 81 angelötet ist, erstreckt sich durch eine in der Trennwand 73 vorgesehene mittlere Bohrung 105 und ist mit seinem anderen Ende in geeigneter Weise an einen Kontakt 106 angeschlossen, welcher gegen die linke Seite dieser Trennwand anliegt. Die elektrische Schalteinrichtung ist vorzugsweise mittels eines geeigneten

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nichtleitenden Materials, wie z.B. mittels eines Epoxydharzes 107 in die Gehäuseaussparung 74 eingegossen, wobei die Eingänge der Fassungen 83 und 84 über die Schalttafel 80 hinausragen, so daß der Kontaktstift 61 bzw. der Erd-. leiter 70 in die Passungen eindringen können.. Der Zylinderbüchsenteil 71 weist einen inneren Raum 1Ο8 zur Aufnahme einer Trockenzellenbatterie 109 auf, welche an ihrem innenliegenden Ende einen positiven Kontakt 110 und an ihrem Boden einen negativen. Kontakt 111 besitzt. Das äußere Ende dieses Batteriegehäuses besitzt ein Innengewinde 112, in welches das Außengewinde des innenliegenden Endes 113 des Sensorstutzens 14 eingeschraubt ist, welcher aus einem elektrisch nichtleitenden Material besteht. Dieser Sensorstutzen besitzt einen vergrößerten Kopf 114 mit einer zylindrischen Mantelfläche, dessen Durchmesser im wesentlichen genauso groß ist wie der Durchmesser des Zylinderbüchsenteiles 71. In der Mitte greift durch den Sensorstutzen von einem Ende zum anderen Ende eine horizontale Bohrung 115 mit einem mittleren Abschnitt 116 eines kleineren Durchmesser hindurch. Mehrere auf den Umfang gleichmäßig verteilte Radialbohrungen 118 (von denen drei dargestellt sind) führen von der Außenseite des vorstehendes Kopfes 114 zur Bohrung 115. In dem Bohrungsabschnitt 116 mit dem kleineren Durchmesser ist ein länglicher, zylindrischer Sensor oder eine Sonde 119 mit einem Preßsitz angeordnet, die aus dem mittleren Bohrungsabschnitt 116 herausragt und aus einem elektrisch leitenden Material, wie z.B. aus Metall hergestellt ist. An dem innenliegenden Ende besitzt der stiftförmige Sensor oder die Sonde 119 einen Kopf 120, der gegen eine nach innen weisende Schulter 121 anliegt, welche zwischen dem mittleren Bohrungsabschnitt 116 und dem innenliegenden Teil der Bohrung 115 gebildet ist. An einem Ende des Sensorkopfes 120. ist ein in Form einer Metallschrau-

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benfeder 122 ausgebildeter elektrischer Leiter festgelötet, der mit seinem anderen Ende gegen den negativen Kontakt der Batterie anliegt. Wenn der Sensorstutzen 14 ganz in den Zylinderbüchsenteil 71 eingeschraubt ist, wie dies in der Fig.2 gezeigt ist, dann ist die Feder 122 komprimiert, so daß ein guter elektrischer Kontakt zur Batterie hergestellt wird und der positive Kontakt 110 der Batterie fest gegen den Kontakt 106 gedrückt wird.

Aus den Fig.2 und 3 ist zu entnehmen, daß der leitende Sensor oder die Sonde 119 bis in den äußeren Teil der Bohrung 115 des Sensorstutzens 14 hineingreift und einen radialen Abstand zu der ihn umgebenden Wandung dieses Bohrungsteiles aufweist. Der Sensor oder die Sonde 119 ist durch das offene äußere Ende der Bohrung 115 und durch die Radialbohrungen 118 zu dem nachfolgend noch beschriebenen Zweck zugänglich.

In der Fig.5 ist eine Schaltung gezeigt, durch welche die vorbeschriebenen verschiedenen elektrischen und elektronischen Bauteile miteinander verbunden sind. Der positive Kontakt 110 der Batterie liegt gegen den Kontakt 106 an, welcher über den Leiter 103 mit der positiven Platte 81 verbunden ist. Die Leiter 89 und 94 des Kondensators 88 bzw. des Widerstandes 93 und der Anschluß 101 der Zenerdiode 9 8 verbinden diese Bauteile mit der positiven Platte 81. Ein anderer Anschluß 99 dieser Diode ist über die Fassung 83 mit dem Zünderkontaktstift 61 verbunden. Von diesem Kontaktstift kann Strom durch den überbrückungsdraht 62 zum Zündergehäuse 59 fließen, welches über den leitenden Verschluß 64 mit dem entsprechend geerdeten Körper 10 verbunden ist. Die leitende Gasflasche 13 ist ebenfalls elektrisch geerdet. Der Kontaktstift 70 des geerdeten Körpers 10 greift in die Fassung 84 ein, welche mit der negativen Platte 82 elektrisch

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verbunden ist. An diese Platte sind ebenfalls die anderen Leiter.91 und 96 des Kondensators 88 bzw. des Widerstandes 93 elektrisch angeschlossen. Wenn das durch den Buchstaben S in Fig.5 gekennzeichnete Wasser den Zwischenraum zwischen dem Sensor 119 und dem Behälter 13 ausfüllt, dann wird der Stromkreis der Batterie 109 geschlossen, so daß der überbrückungsdraht 62 den Zünder 54 zündet. Das bei der Zündung entwickelte Gas wird durch die Filterscheibe 68 gefiltert und strömt durch den Einlaßkanal 56 in den Teil 25' des Bohrungsabschnittes 25, der zwischen den Köpfen 30 und 35 gelegen ist. Der Stößel 34 bleibt stationär, da er sich bei dem gesperrten Nockenhebel 40 abstützt. Das sich in dem Boh rungsabschnitt 25' befindliche Druckgas treibt jedoch den Dorn 29 in bezug auf die Fig.2 in die linke Richtung, so daß die Spitze 31 den Behälterverschluß 52 durchstößt. Dadurch kann das in dem Behälter 13 enthaltene und zum Aufblasen des Rettungsgerätes verwendete Druckgas aus dem Behälter entweichen und strömt durch den Bohrungsabschnitt 24 in den Bohrungsabschnitt 25, in welchem die Feder 32 aufgenommen ist, und dann durch den Auslaßkanal 58 zu dem aufzublasenden Gerät.

Da an den normalerweise offenen Anschlüssen 101 und 99 der Zenerdiode 98 eine zunehmende Spannung anliegt, wird ein Spannungsniveau erreicht, bei welchem die Diode aktiviert wird und eine Verbindung zwischen diesen Anschlüssen herstellt oder die Anschlüsse schließt. Diese dann erreichte Spannung ist die Diodendurchbruchsspannung. Wenn diese Di^ odendurchbruchsspannung erreicht wird, dann liegt an dem überbrückungsdraht 62 eine entsprechende Spannung an, und durch den Überbrückungsdraht fließt ein Zündstrom. Nach der durch die Zerstörung des überbrückungsdrahtes 62 hervorge-

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rufenen Unterbrechung des Stromkreises nimmt die Diode 98 automatisch wieder ihren normalen öffnungszustand ein, bei welchem die elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 101 und 99 unterbrochen ist. Der dritte Anschluß 100 der Diode kann in anderen Anwendungsfällen zur Torsteuerung verwendet v/erden, ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel jedoch ohne Bedeutung.

Der Kondensator 88 und der Widerstand 93 sind aus praktischen Gründen in dem elektrischen Schaltkreis vorgesehen. Wenn Wasser S den Zwischenraum zwischen der Sonde 119 und dem Behälter 13 füllt, dann wird nicht nur der Stromkreis durch eine Art beweglichen Kontakt eines Schalters geschlossen, sondern es wird ferner ein Widerstand mit dem Kondensator 88 in Reihe geschaltet. Diese beiden Einflüsse bewirken eine zeitliche Verzögerung der Aufladung des Kondensators. Mit anderen Worten bedeutet das, daß die zeitliche Verzögerung um so länger ist, je größer der Widerstand des den Zwischenraum füllenden Wassers S ist. Frisches Wasser oder Süßwasser, dessen Widerstand größer als der Widerstand von Salzwasser ist, bewirkt daher eine größere zeitliche Verzögerung. Ferner gilt, daß die zeitliche Verzögerung um so größer ist, je größer die Kapazität des Kondensators 88 ist. Die Funktion des Widerstandes 93 besteht darin, den Kondensator 88 zu entladen, wobei die Entladung um so langsamer erfolgt, je größer der Widerstand ist. Praktisch dient der Widerstand 93.als Schutz gegen eine Überladung des Kondensators "88, wenn Wasserspritzer den Zwischenraum S nacheinander intermittierend füllen. Wenn der Widerstand 93'nicht vorgesehen wäre, dann könnte jeder Wasserspritzer eine zusätzliche Ladung des Kondensators 88 bewirken, bis die Durchbruchsspannung der Diode 98 erreicht wäre, so daß

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diese aktiviert werden würde, um den Zünder 54 in einem nicht erwünschten Augenblick zu zünden. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß der in dem Stromkreis vorgesehene Kondensator 88 eine Überlagerung des Stromkreises durch Funkfrequenzen verhindert, so daß eine unbeabsichtigte Zündung des Zünders vermieden wird.

Wenn der Stromkreis also durch den Zwischenraum S füllendes Wasser über eine genügend große Zeit geschlossen ist, dann lädt sich der Kondensator 88 so lange auf, bis die Durchbxuchsspannung der' Diode 98 erreicht ist. Wie dies bereits ausgeführt wurde, ist die Länge der hierfür erforderlichen Zeit eine Funktion des WasserwiderStandes und der Größe der Kapazität des Kondensators 88. Eine Verzögerung von etwa einer Senkunde kann als typisches Beispiel angegeben werden. Nebenbei sei bemerkt, daß weder die Größe der den Zwischenraum S begrenzenden Elektroden noch der Abstand zwischen diesen Elektroden einen Einfluß auf den Widerstand des Wassers haben, welches diesen Zwischenraum ausfüllt.

Die Dimensionierung des Kondensators 88 und des Widerstandes 93 ist so gewählt, daß die bis zur Zündung des Zünders 54 nach dem Eintauchen der Vorrichtung in das Wasser gewünschte Zeit vorhanden ist, damit der Zwischenraum S mit Wasser gefüllt werden kann, damit eine effektive Spannung an dem Anschluß 101 anliegt, die einen hohen Prozentsatz der maximal verfügbaren Spannung der Batterie 109 beträgt und mit Sicherheit über der Durchbruchsspannung der Diode 98 liegt, und damit eine Steuerung der Abnahme der nach der Zündung des Zünders noch vorhandenen Ladung des Kondensators erfolgt. Die Zenerdiode 98 kann beispielsweise von einem Silicium-Zweiwegeschalter gebildet sein, dessen Durchbruchs-

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spannung bei 6 bis 10 Volt liegt, wie z.B. die auf dem Markt erhältliche Zenerdiode Motorola MBS-4992. Die Batterie 109 kann beispielsweise eine einzige 12 Volt Gleichstrombatterie sein oder von zwei in Reihe geschalteten 6 Volt Gleichstrombatterien gebildet sein, wie z.B. die Silberoxydbatterien Eveready No. 544. Die Kapazität des Kondensators 88 kann etwa 47At,F bei einer Arbeitsgleichspannung von 10 Volt betragen, wobei ein solcher Kondensator auf dem Markt unter der Bezeichnung Kernet No. T421E476MO1OAU erhältlich ist. Bei dem Widerstand 93 kann es sich um einen herkömmlichen Vorschaltwiderstand von etwa 0,10M-ö.bei Raumtemperatur handeln, der z.B. von der Firma Ohmite hergestellt wird. Schließlich kann der überückungsdraht 62 des Zünders 54 einen Widerstand von 2 bis 5 Ohm besitzen und wenigstens 500 erg zum Zünden benötigen.

Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem großen Temperaturbereich, wie z.B. von etwa -40°C (-40⁰F) bis etv/a 60°C (140°F) eingesetzt v/erden soll, dann wird der Widerstand 93 an Stelle von einem Vorschaltwiderstand vorzugweise von einem Thermistor gebildet. Bei einem herkömmlichen Vorschaltwiderstand ändert sich der Widerstandswert pro Grad Temperaturänderung in einem extrem niedrigen prozentualen Verhältnis mit gewöhnlich positivem Temperaturkoeffizienten. Andererseits ' ist ein Thermistor ein aus einem Halbleitermaterial hergestellter Widerstand, v/elcher einen hohen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist, d.h., daß der Widerstand mit zunehmender Temperatur abnimmt und umgekehrt. Der in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendete Ausdruck "Widerstand" soll daher als allgemeiner Ausdruck sowohl einen herkömmlichen Vorschaltwiderstand als auch einen Thermistor umfassen.

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Z.B. könnte ein Thermistor mit einem Widerstand von etwa O,1OHäbei 25°C verwendet v/erden, wobei dieser Thermistor auf dem Markt unter der Bezeichnung Fenwall Electronics P/N PA51D1 erhältlich ist und als Widerstand 93 eingesetzt werden kann, wenn ein breiter Temperaturbereich überdeckt werden soll.

Nach der Zündung kann die Vorrichtung erneut wieder verwendet werden. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die Schrauben 12 entfernt werden, das Gehäuse 11 vom Körper 10 abgenommen wird, wobei dies durch die Stift- und Fassungsverbindungen 61, 83 und 70, 84 ermöglicht wird, daß der Verschluß 64 mit dem darin enthaltenen Zünder 54 aus dem Körper IO herausgenommen und der gezündete Zünder durch einen frischen Zünder ersetzt wird, daß der Verschluß mit dem frischen Zünder wieder in den Körper 10 eingesetzt wird, daß der Körper und das Gehäuse 11 und damit die Stift- und Fassungsverbindungen wieder zusammengesetzt werden, daß die Schrauben 12 wieder eingesetzt werden und daß der Behälter 13 entfernt und durch einen neuen gefüllten und verschlossenen Behälter ersetzt wird. Der Dorn 29 wird nach der vollendeten Zündung durch die Rückstellfeder 32 wieder zurückbewegt i Wenn die Vorrichtung als Ganzes aus dem Wasser herausgenommen wird, dann nimmt auch die Zenerdiode 98 ihren Ausgangszustand wieder ein.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu entnehmen, daß die erfindungsgemäße durch Wasser aktivierte Druckgasauslaßvorrichtung normalerweise einen auf der negativen Seite der Batterie offenen Schaltkreis aufweist, so daß die Batterie nicht entladen wird, wenn die Vorrichtung gelagert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist darüber hinaus die in der Beschreibung aufgezählten Vorteile auf. Neben der automati-

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sehen Zündung kann die Zündung auch in vorteilhafter Weise von Hand erfolgen.

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Claims

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Patentansprüche

Durch Wasser aktivierbare Druckgasauslaßvorrichtung, gekennzeichnet durch einen mit Druckgas gefüllten Behälter (13) mit einem lochbaren Verschluß (52), durch einen relativ zum Verschluß beweglich gelagerten Dorn (29) , der den Verschluß bei seiner Betätigung locht, so daß das in dem Behälter enthaltene Druckgas entweicht, durch einen Zünder (54), welcher ein zum Antrieb des Dornes dienendes Treibgas erzeugt und ein Gehäuse (59) aufweist, in welchem eine bestimmte Menge eines zündfähigen Materials (63) sowie ein Überbrückungsdraht (62) mit zwei Anschlußenden enthalten ist, durch eine Batterie (109) mit zwei Kontakten (110, 111), durch eine Zenerdiode (98) mit zwei Anschlüssen (99, 101), von denen ein Anschluß (99) mit einem Ende des überbrükkungsdrahtes elektrisch verbunden ist, während der andere Anschluß mit einem Kontakt (110) der Batterie elektrisch verbunden ist, durch einen elektrischen Sensor (119), welcher mit dem anderen Kontakt (111) der Batterie elektrisch verbunden ist, und durch eine Einrichtung (10, 13, 64), die eine mit dem anderen Ende des Überbrückungsdrahtes"elektrisch verbundene Elektrode bildet, so daß der Stromkreis über den Überbrückungsdraht geschlossen ist und der Zunder gezündet wird, wenn der Zwischenraum (S) zwischen dem Sensor und der Elektrode mit Wasser gefüllt ist.

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Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (88) mit zwei Anschlüssen vorgesehen ist, von denen ein Anschluß mit einem Anschluß (101) der Zenerdiode (98) elektrisch verbunden ist, während der andere Anschluß mit dem zweiten Ende (54, 64) des überbrückungsdrahtes (62) elektrisch verbunden ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand (93) mit zwei Anschlüssen vorgesehen ist, von denen ein Anschluß mit einem Anschluß (101) der Zenerdiode (98) elektrisch verbunden ist, während der andere Anschluß mit dem zweiten Ende (54, des Überbrückungsdrahtes (62) elektrisch verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Widerstand (93) von einem Thermistor gebildet ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Körper (10) aus elektrisch leitendem Material vorgesehen ist, an welchem der Behälter (13) befestigt ist, daß der Dorn (29) in dem Körper gelagert ist, daß das Zündergehäuse (59) aus elektrisch leitendem Material besteht und mit einem Ende des Überbrückungsdrahtes (62) elektrisch verbunden ist, daß der Zünder (54) einen Zündkontakt (61) aufweist, welcher gegenüber dem Gehäuse isoliert ist und mit dem anderen Ende des Überbrückungsdrahtes elektrisch verbunden ist, daß der eine Batteriekontakt ein positiver Kontakt (110) und der andere Batteriekontakt ein negativer Kontakt (111) ist, daß der eine Zenerdiodenanschluß (99) mit dem Zünder

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(54) elektrisch verbunden ist, während der andere Zenerdiodenanschluß (101) mit dem positiven Kontakt (110) der Batterie (109) elektrisch verbunden ist, daß der Sensor (119) mit dem negativen Kontakt (111) der Batterie elektrisch verbunden ist, daß die Elektrode von dem Körper (10) der Vorrichtung gebildet ist und daß das Zündergehäuse über den Körper geerdet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Kondensator (88) mit dem positiven Kontakt (110) der Batterie (109) elektrisch verbunden ist und durch den Körper (10) geerdet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Widerstand (93) mit dem positiven Kontakt (110) der Batterie (109) elektrisch verbunden ist und durch den Körper (10) geerdet

. ist.

8. Durch Wasser aktivierbare Druckgasauslaßvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Körper (10) aus elektrisch leitendem Material mit einem Anschluß für einen Behälter (13), durch eine koaxial zum Anschluß angeordnete Dornkammer (22) , durch einen Einlaßkanal (56) und einen Auslaßkanal (58), die im axialen Abstand zueinander an die Dornkammer angeschlossen sind, durch ein Gehäuse (11) mit einem Sensor (119), durch eine elektrische Schalteinrichtung (Fig.5), die in einer Gehäuseaussparung (74) aufgenommen ist und eine Schaltplatte (80) aus elektrisch nichtleitendem Material aufweist, auf deren einen Seite voneinander getrennt eine positive Leiterplatte (81)

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und eine negative Leiterplatte (82) angeordnet sind, durch ein Paar an der Schaltplatte befestigte Fassunr gen (83, 84), deren Eingänge auf der anderen Seite der Schaltplatte zugänglich sind, durch eine Einrichtung, über welche die negative Leiterplatte mit der den Erdleiterstift (70) des Körpers aufnehmenden Fassung elektrisch verbunden ist, durch einen Kondensator (88) und einen Widerstand (93), welche an die Leiterplatten elektrisch angeschlossen sind, durch eine Zenerdiode mit zwei Anschlüssen (99, 101), von denen der eine Anschluß mit der Fassung (83) elektrisch verbunden ist, welche den Zünderkontaktstift (61) aufnimmt, während der andere Anschluß an die positive Leiterplatte angeschlossen ist, und durch eine Einrichtung (103), welche sich durch eine an die Gehäuseaussparung angrenzende Trennwand (73) hindurch erstreckt und die positive Leiterplatte mit dem positiven Batteriekontakt elektrisch verbindet, so daß über den überbrückungsdraht ein geschlossener Stromkreis zum Zünden des Zünders hergestellt wird, wenn Wasser den Zwischenraum (S) zwischen dem Sensor und dem Gehäuse ausfüllt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrische Schalteinrichtung mit einem isolierenden Material in die Gehäuseaussparung (74) eingegossen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter (13) eine längliche Form besitzt und aus einem elektrisch leitenden Material besteht, daß der Sensor (119) von einem länglichen Stift gebildet ist und daß sich der

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Behälteranschluß parallel zum Sensor erstreckt, so daß über den Uberbruckungsdraht (62) ein geschlossener Stromkreis zum Zünden des Zünders (54) hergestellt wird, wenn Wasser den Zwischenraum (S) zwi- . sehen dem Sensor und dem Gehäuse ausfüllt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter (13) austauschbar ist, daß der den Zünder (54) aufnehmende Verschluß (64) entfernbar ist, so daß der Zünder nach dem durch die Stecker (61, 70) und Fassungsverbindungen (83, 84) ermöglichten Abnehmen des Gehäuses (11) vom Körper (10) der Vorrichtung ersetzbar ist, so daß die Vorrichtung mit Ausnahme der zu ersetzenden Teile wieder verwendbar ist.

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