DE3228776A1

DE3228776A1 - Bedienungshebel fuer schalteinrichtungen

Info

Publication number: DE3228776A1
Application number: DE19823228776
Authority: DE
Inventors: Kurt Lenzburg Weitzel
Original assignee: INDUFER AG ZUERICH; INDUFER AG; Indufer Ag Zuerich 8022 Zuerich
Current assignee: INDUFER AG SCHLIEREN CH
Priority date: 1982-04-12
Filing date: 1982-08-02
Publication date: 1983-10-20
Also published as: DE3228776C2; DE8221877U1; BE896230A; CH661576A5

Description

Bedienungshebel für Schalteinrichtungen
Die Erfindung betrifft Bedienungshebel für Schalteinrichtungen, insbesondere Absperrhähne, mit einem Temperaturschutz, der einen bei normalem Betriebszustand vorgespannten Federantrieb sowie ein temperaturgesteuertes Schaltelement aufweist, das bei Erreichen einer bestimmten Ubertemperatur den Federantrieb zur Betätigung des Bedienungshebels in offnungs- oder Schließrichtung einschaltet.
Durch die DE-AS 25 12 931 ist ein Bedienungshebel dieser Art für Absperrventile bekannt, der durch eine Feder in Schließrichtung beaufschlagt ist, die in Offenstellung des Absperrventils gespannt und in diesem gespannten Zustand durch eine feste Masse arretiert ist, die erst bei einer bestimmten Temperatur schmilzt, verdampft, verschmort oder sonstwie ihren festen Aggregatzustand verliert. Als Masse werden Stearin, Wachse, Kitte, aber auch Metalle wie etwa das Wood'sche Metall verwendet. Der Temperaturschutz des Bedienungshebels wird dadurch bewirkt, daß die Masse in dem Augenblick, in dem der Schmelzpunkt durch unerwünschte Temperatureinflüsse überschritten wird, zu schmelzen beginnt bzw.
weich wird, so daß die auf den Bedienungshebel wirkende Federkraft im Schließsinne wirksam werden kann.
Ein schwerwiegender Nachteil dieses Temperaturschutzes besteht darin, daß sich bei wechselnden Temperaturen das Gefüge und die mechanische Festigkeit der als Schmelzeinsatz verwendeten Materialien ändert und die Schmelzeinsatzmasse durch die auf den Bedienungshebel wirkende Federkraft verformt wird. Je öfter Schwankungen der Umgebungstemperatur auftreten, um so mehr werden die Schmelzeinsätze verformt, bis der tragende Querschnitt des die Arretierkraft für den Hebel aufbringenden Schmelzeinsatzes so gering ist, daß die zum selbsttätigen Schließen oder Offenen des Bedienungshebels erforderliche Kraft oder sogar eine kleinere Kraft ausreichen, um den Schmelzeinsatz abzuscheren, so daß dann der Bedienungshebel bei Temperaturen unterhalb der Gefahrentemperatur selbsttätig öffnet oder schließt und dadurch Störungen und Fehimeldungen entstehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bedienungshebel mit Temperaturschutz für Schalteinrichtungen unterschiedlicher Art zu entwickeln, der gegenüber den bekannten Brandschutzhebeln eine wesentlich verbesserte Betriebssicherheit aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Bedienungshebel mit Temperaturschutz gemäß den Patentansprüchen gelöst.
Das als temperaturgesteuertes Schaltelement bei dem erfindungsgemäßen Bedienungshebel verwendete Bimetall verformt sich zwar auch bei Temperaturänderungen, geht aber jeweils immer wieder in seine Ausgangslage zurück, ohne eine Funktion oder einen Befehl auszuführen. Erst bei Erreichen der eingestellten Auslösetemperatur entriegelt das Bimetall über ein Hebelsystem die Verriegelung der Antriebsfeder zum Schließen bzw. Uffnen des Bedienungshebels. Beim Entriegeln des Federantriebs wird die gesamte gespeicherte Federkraft schlagartig frei,und die Schalteinrichtung wird sicher und ohne Verzögerung geschlossen oder geöffnet. Bei diesem Schaltvorgang werden die einzelnen Bauteile der Verriegelung derart verlagert, daß es unmöglich ist, diese in ihre Ausgangslage zurückzubringen. Nach Abkühlung des Bedienungshebels bleibt die Schalteinrichtung bei unbefugter Betätigung des Hebels geschlossen bzw. geöffnet. Bei unerlaubtem Zerlegen des Bedienungshebels wird die Verriegelung zwischen Hebelgehäuse und Innenteil automatisch gelöst, so daß der Hebel erst nach einer Reparatur durch Fachpersonal wieder verwendet werden kann. Der bei Eintritt einer erhöhten Umgebungstemperatur selbsttätig ohne Fremdenergie schließende oder öffnende Bedienungshebel mit Temperaturschutz ist für Schalteinrichtungen unterschiedlicher Art wie Absperrhähne, Absperrklappen,Ventile,elektrische Schalter u.dgl. verwendbar.
Die Erfindung ist nachstehend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Teillängsschnitt einer ersten Ausführung des an einem Absperrhahn angebrachten Bedienungshebels, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Bedienungshebel nach Linie II-II der Fig. 1 und Fig. 3 einen Teillängsschnitt einer zweiten Ausführung des Bedienungshebels.
Bei den beiden Ausführungsbeispielen sind gleiche oder ähnliche Bauteile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
Hauptbauteile des mit einem Temperaturschutz ausgestatteten Bedienungshebels 1 nach den Fign. 1 und 2 für einen Absperrhahn 2 sind das auf der Betätigungswelle 3 für das Küken 4 des Absperrhahns 2 fest gelagerte Innenteil 5, das koaxial zu diesem angeordnete, mit einem Handgriff 6 versehene Hebelgehäuse 7, in dem das Innenteil 5 drehbar gelagert ist, die vorgespannte Spiralfeder 8 als Kupplungselement zwischen Innenteil 5 und Hebel gehäuse 7, eine Verriegelung zwischen Hebelgehäuse 7 und Innenteil 5, das als Schaltelement wirkende Bimetall 9 zum Lösen der Verriegelung bei Eintritt einer bestimmten überhöhten Umgebungstemperatur sowie je ein am Hebel gehäuse 7 und am Innenteil 5 angeordneter Anschlag 10, 11, die mit einem am Gehäuse 12 des Absperrhahns 2 fest abgebrachten Gegenanschlag 13 als Schalthubbegrenzer für den Bedienungshebel 1 zusammenwirken.
Die Verriegelung des Innenteils 5 mit dem Gehäuse 7 des Bedienungshebels erfolgt über einen im Gehäuse 7 drehbar gelagerten Kipphebel 14, dessen einer Hebelarm 14a in der Verriegelungsstellung durch eine Druckfeder 15 und das Bimetall 9 beaufschlagt wird, die auf dem Innenteil 5 abgestützt sind. Der andere Hebelarm 14b des Kipphebels 14 wirkt mit einer Nase 16 auf die Schrägfläche 18 eines Riegelstiftes 17, der im Hebel gehäuse 7 verschiebbar geführt ist und eine Riegel kugel 19 in einen entsprechenden Kugelsitz 20 des Innenteils 5 drückt.
Das Innenteil 5 weist eine die Spiralfeder 8 abstützende Kupplungsscheibe 21 mit dem Kugelsitz 20 für die Riegelkugel 19 sowie einen Wellenansatz 22 mit einer Durchgangsbohrung für eine Schraube 23 zur Befestigung des Innenteils 5 auf der Hahnkükenwelle 3 sowie einen äußeren Absatz 24 auf, der zur Abstützung des Bimetalls 9 und der Druckfeder 15 dient.
Hebelgehäuse 7 und Innenteil 5 sind durch einen Federring 25 relativ gegeneinander verdrehbar miteinander verbunden.
Auf dem Wellenansatz 22 des Innenteils 5 ist ein Deckel 26 zum Verschließen des Hebel gehäuses 7 befestigt. Auf dem Deckel ist ein Markierungspfeil 27 zur Anzeige der Hebelstellung angebracht.
Bei normalen Temperaturen sind Hebel gehäuse 7 und Innenteil 5 über die Verriegelung fest miteinander gekuppelt.
Durch Drehen des Handgriffs 6 im Uhrzeigersinn gelangt der z.B. in eine Gasleitung eingebaute Absperrhahn 2 in die Offenstellung, in der die Durchgangsbohrung 28 des Hahnkükens 4 die Verbindung zwischen Eintrittsbohrung 29 und Austrittsbohrung 30 des Hahns herstellt. Der Schalthub des Bedienungshebels 1 beim Uffnen des Absperrhahns 2 wird durch Anschlagen des am Hebelgehäuse 7 angeordneten Anschlags 10 am Gegenanschlag 13 begrenzt, der fest am Hahngehäuse 2 angebracht ist. Die Offenstellung des Absperrhahns 2 wird durch die Stellung 27' des Markierungspfeiles 27 auf dem Deckel 26 des Bedienungshebels 1 angezeigt.
Durch Drehen des Handgriffs 6 im Gegenuhrzeigersinn wird der Absperrhahn 2 geschlossen, wobei der Schalthub durch Anliegen des am Innenteil 5 des Bedienungshebels 1 befindlichen die Stellung 11' einnehmenden Anschlags 11 an dem Gegenanschlag 13 des Hahngehäuses 12 begrenzt wird. In der Schließstellung des Absperrhahns 2 nimmt die Durchgangsbohrung 28 des Hahnkükens 4 die um 900 zur Durchgangsrichtung des Hahns verschwenkte Stellung 28' ein, so daß die Verbindung zwischen Eintrittsbohrung 29 und Austrittsbohrung 30 des Absperrhahns gesperrt wird.
Bei Eintritt einer überhöhten Umgebungstemperatur z.B. infolge eines Brandes tritt das als Temperaturschutz wirkende Bimetall 9 in Tätigkeit und löst die Verriegelung zwischen Hebelgehäuse 7 und Innenteil 5 des Bedienungshebels 1. Dies geschieht derart, daß durch die temperaturbedingte Ausdehnung des Bimetalls 9 zusätzlich zu der auf den Hebelarm 14a des Kipphebels 14 wirkenden Kraft, die etwas unterhalb der Auslösekraft des Kipphebels 14 liegt und die durch die vorgespannte Druckfeder 15 aufgebracht wird, eine weitere Kraftkomponente wirkt, so daß die Auslösekraft der Verriegelung überschritten wird. Der Kipphebel 14 wird im Gegenuhrzeigersinn nach oben gedrückt, wobei die Nase 16 des Hebelarms 14b an der Schrägfläche 18 des Riegelstiftes 17 abgleitet und diesen freigibt. Das durch die vorgespannte Spiralfeder 8 auf das Innenteil 5 wirkende Drehmoment bewirkt, daß die Riegel kugel 19 aus dem Kugelsitz 20 in der Kupplungsscheibe 21 des Innenteils 5 nach oben herausgedrückt und dieses in dem feststehenden Hebelgehäuse 7, das durch Anliegen des Anschlags 10 am Gegenanschlag 13 des Hahngehäuses 12 arretiert ist, im Gegenuhrzeigersinn in Schließrichtung gedreht und somit der geöffnete Absperrhahn 2 geschlossen wird. Ebenso ist es möglich, durch Umsetzen des Hahnkükens 4 auf der Kükenwelle 3 zu erreichen, daß der Absperrhahn 2 bei erhöhter Umgebungstemperatur durch die Spiralfeder 8 des Bedienungshebels 1 geöffnet wird.
Nach dem Lösen der Verriegelung zwischen Hebelgehäuse 7 und Innenteil 5 infolge einer erhöhten Umgebungstemperatur beispielsweise im Brandfalle ist es nicht mehr möglich, die eingestellte Schließ- oder Offenstellung des Bedienungshebels durch Verdrehen des Handgriffs 6 zu verändern.
Je nach Größe der erforderlichen Schaltkräfte zur Betätigung des Absperrhahns 2 oder einer beliebigen anderen Schalteinrichtung kann die Verriegelung des Bedienungshebels 1 mehrere Kipphebel 14 aufweisen, die Innenteil 5 und Hebelgehäuse 7 jeweils über einen Riegelstift 17 und eine Riegel kugel 19 gegeneinander verriegeln.
Es besteht die Möglichkeit, den Spiralfederantrieb 8 durch eine Druck- bzw. Zugfeder und die Druckfeder 15 zur Betätigung des Kipphebels 14 der Verriegelung durch eine Zugfeder oder eine Tellerfeder zu ersetzen.
Bei der zweiten Ausführungsform 31 des Bedienungshebels nach Fig. 3 erfolgt die:Verriegelung des Innenteils 5 mit dem Gehäuse 7 über mindestens zwei im Gehäuse 7 verschiebbar geführte und diagonal gegenüberliegend angeordnete Riegelstifte 17., 17, deren unteres Ende durch eine in einem entsprechenden Kugelsitz 20 des Innenteils 5 gelagerte Riegelkugel 19 in Pfeilrichtung a nach oben gedrückt wird und deren oberes Ende über eine Schrägfläche 18 und eine weitere Riegel kugel 32 eine Einspannkraft in radialer Richtung b auf eine Druckscheibe 33 ausübt. Zwischen Gehäuse 7 und Innenteil 5 ist eine als Blattfeder ausgebildete Bimetallfeder 35 eingespannt, die durch die Druckscheibe 33 und eine Druck- hülse 34 arretiert ist. Druckscheibe 33 und Druckhülse 34 sind auf dem Absatz 24 des Innenteils 5 verschiebbar geführt.
Bei Eintritt einer überhöhten Umgebungstemperatur springt die Bimetallfeder schlagartig in die Lage 35' und schleudert Druckhülse 34 und Druckscheibe 33 gegen den Gehäusedeckel 26, so daß die Riegelstifte 17 und die Riegel kugel 19 gelöst und der Bedienungshebel 31 des Absperrhahns 2 in der im Zusammenhang mit der ersten Hebelausführung 1 beschriebenen Weise selbsttätig in Schließ-oder Offenstellung gebracht wird.
Der vorbeschriebene Bedienungshebel ist auch vorteilhaft als Gefrierschutz verwendbar.
Schließlich besteht die Möglichkeit, den Bedienungshebel ggf. mit geringfügigen Abänderungen in Wellentriebe als Sicherheitskupplung einzubauen.
Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Bedienungshebel für Schalteinrichtungen, insbesondere Absperrhähne, mit einem Temperaturschutz, der einen bei normalem Betriebszustand vorgespannten Federantrieb sowie ein temperaturgesteuertes Schaltelement aufweist, das bei Erreichen einer bestimmten Obertemperatur den Federantrieb zur Betätigung des Bedienungshebels in Uffnungs- oder Schließrichtung einschaltet, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) ein auf der Betätigungswelle (3) der Schalteinrichtung (Absperrhahn 2) fest gelagertes Innenteil (5), b) ein koaxial zum Innenteil (5) angeordnetes Gehäuse (7) mit einem Handgriff (6), in dem (7) das Innenteil (5) drehbar gelagert ist, c) ein Kupplungselement zwischen Innenteil (5) und Gehäuse (7) in Form einer vorgespannten Feder (8), d) eine Verriegelung zwischen Gehäuse (7) und Innenteil (5), e) ein als Schaltelement wirkendes Bimetall (9,35) zum Lösen der Verriegelung bei Eintritt einer bestimmten überhöhten Umgebungstemperatur und f) je ein am Gehäuse (7) und am Innenteil (5) angeordneter Anschlag (10; 11), die mit einem an der Schalteinrichtung (2) fest angebrachten Gegenanschlag (13) als Schalthubbegrenzer für den Bedienungshebel (1) zusammenwirken.
2. Hebel nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung zwischen Hebel gehäuse (7) und Innenteil (5) einen im Gehäuse (7) drehbar gelagerten Kipphebel (14) aufweist, dessen einer Hebelarm (14a) in der Verriegelungsstellung durch eine Druckfeder (15) und das Bimetall (9) beaufschlagt wird, die (9, 15) auf dem Innenteil (5) abgestützt sind, und dessen anderer Hebelarm (14b) mit einer Nase (16) auf einen Riegelstift (17) wirkt, der im Hebel gehäuse (7) verschiebbar geführt ist und eine Riegelkugel (19) in einen entsprechenden Kugelsitz (20) des Innenteils (5) drückt.
3. Hebel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsfeder (8) als Spiralfeder ausgebildet ist, deren eines Ende mit dem Hebel gehäuse (7) und deren anderes Ende mit dem Innenteil (5) fest verbunden ist.
4. Hebel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (5) eine die Spiralfeder (8) abstützende Kupplungsscheibe (21) mit einem Kugelsitz (20) für die Riegelkugel (19) sowie einen Wellenansatz (22) mit einer Durchgangsbohrung für eine Befestigungsschraube (23) und einem äußeren Absatz (24) aufweist, auf dem die Druckfeder (15) und das Bimetall (9) zur Betätigung des Kipphebels (14) abgestützt sind.
5. Hebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung zwischen Hebel gehäuse (7) und Innenteil (5) mindestens zwei im Gehäuse (7) verschiebbare und diagonal gegenüberliegend angeordnete Riegelstifte (17, 17) aufweist, deren unteres Ende durch eine in einem entsprechenden Kugelsitz (20) des Innenteils (5) gelagerte Kugel (19) nach oben (a) gedrückt wird und deren oberes Ende über eine Schrägfläche (18) und eine weitere Riegel kugel (32) eine Einspannkraft auf eine Druckscheibe (33) ausübt, durch welche in Verbindung mit einer Druckhülse (34) eine zwischen Gehäuse (7) und Innenteil (5) eingespannte Bimetallfeder (35) arretiert wird.
6. Hebel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Hebelgehäuse (7) und Innenteil (5) durch einen Federring (25) relativ gegeneinander verdrehbar miteinander verbunden sind.
7. Hebel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen auf dem Wellenansatz (22) des Innenteils (5) befestigten Deckel (26) zum Verschließen des Hebel gehäuses (7) und mit einer auf der Außenseite angebrachten Markierung (27) zur Anzeige der Hebelstellung.
8. Verwendung des Bedienungshebels nach den Ansprüchen 1 bis 7 als Sicherheitskupplung für Wellenantriebe.