DE3627727C1 - Piercing appliance for gas bottles - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufstechgerät für mindestens eine in einen Gasmündungsraum eines Körpers einsetzbare Gasflasche mit je einer federgespannten Aufstechnadel für jede Gasflasche und mit einem quer zur Längsachse der Aufstechnadel in einer Kammer verschiebbar angeordneten Sperrbolzen, der in der Sperrstellung mit einem Profil in eine Kegelfläche der Aufstechnadel eingreift und sich an einem berstbaren Glasfaß abstützt.

Ein derartiges Aufstechgerät ist in dem DE-GM 83 26 617 beschrie­ ben. Dieses bekannte Aufstechgerät hat jeweils einen unterteilten Sperrbolzen, der mit kugelförmigen Rastelementen zusammenwirkt und außerdem noch eine Verzweigung aufweist. Infolgedessen ist die Sperr­ vorrichtung kompliziert und störanfällig. Außerdem benötigt man ein zusätzliches Ventil zur Führung des Druckgases. Entsprechendes gilt für das Aufstechgerät nach der DE 34 29 178 A1.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Aufstechgerä­ tes, das einen möglichst einfachen mechanischen Aufbau hat und in das das Steuerventil integriert ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als das Umsteuerventil für den Druckmittelkreis in das Aufstechgerät integriert ist. Dabei ist der Steuerkolben für das Umsteuerventil direkt in die von dem Glasfaß beaufschlagte Sperrkette eingesetzt, so daß das Umsteuerventil beim Bersten des Glasfasses zwangsläufig umge­ steuert wird. Dadurch ergibt sich eine außerordentlich zuverlässige und sichere Schaltfunktion. Die Schaltverzögerung liegt genau inner­ halb der vorgeschriebenen Grenzen. Die geradlinige Beaufschlagung des Sperrbolzens durch das Glasfaß und das Zusammenwirken von Kegelflä­ chen als Profilflächen gewährleisten eine hohe Genauigkeit und Funk­ tionssicherheit. Durch die geradlinige Anordnung von Sperrbolzen, Steuerkolben und Glasfaß, befindet sich dasselbe in einem vergleichs­ weise großen Abstand von der Gasflasche und in einem ungestörten Strö­ mungsbereich, so daß ein einwandfreies Ansprechen des Glasfasses ge­ währleistet ist.

Das Aufstechgerät findet in Verbindung mit Rauchabzugklappen, Lüftungskuppeln und dergleichen im Brandschutzwesen Anwendung. Im fol­ genden ist zusammenfassend von Rauchabzugsklappen die Rede. In der Sperrstellung des Aufstechgerätes sind einerseits eine A-Seite eines Druckmittelkreises mit einem ersten Pumpenanschluß und eine B-Seite des Druckmittelkreises mit einem zweiten Pumpenanschluß verbunden. In der Umschaltstellung oder Auslösestellung ist das Druckgas mit der A-Seite des Druckmittelkreises und eine Entlüftungsöffnung mit der B-Seite des Druckmittelkreises verbunden. Durch das Druckgas wird die Rauchabzugsklappe im Gefahrfall geöffnet. Umfangreiche Prüfungen ha­ ben die Funktionsfähigkeit des Aufsteckgeräts in vollem Umfang erwie­ sen, so daß das Gerät die Zulassung des Verbandes der Sachversicherer erhalten hat.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist eine Umschaltung des Steuerkolbens durch den Druck des ausströmenden Gases derart sicherge­ stellt, daß in der Entlastungsstellung des Steuerkolbens der Ein­ trittsdurchgang für die A-Seite des Druckmittelkreises abgesperrt ist.

Die B-Seite des Druckmittelkreises wird dadurch zwangsweise umge­ steuert, daß innerhalb der Kammer ein Austrittsdurchgang für die Öff­ nungsseite des Druckmittelkreises in der Sperrstellung des Steuerkol­ bens mit einem mit Druck beaufschlagbaren Eintrittsdurchgang und in der Entlastungsstellung des Steuerkolbens mit einem entlüftbaren Ein­ trittsdurchgang verbunden ist.

Zur Abdichtung des Kanals für die Aufstechnadel ist vorgesehen, daß der Schaft der Aufstechnadel durch eine Hülse mit Außengewinde und durch eine Schraubkappe hindurchgeführt ist, die in das Außenge­ winde eingreift. Diese Schraubkappe ermöglicht auch ein Zurückziehen der Aufstechnadel zum Austausch der Gasflasche.

Die Abdichtung des Kanals wird dadurch verbessert, daß die Schraubkappe sowohl gegenüber der Hülse als auch gegenüber dem Schaft der Aufstechnadel abgedichtet ist.

Eine Festlegung der Stellungen für die Aufstechnadel in der Be­ reitschaftstellung und in der Auswechselstellung ist dadurch gewähr­ leistet, daß die Aufstechnadel im Innern der Hülse mit einem Anschlag zusammenwirkt und außerdem einen stirnseitigen Anschlagbund für die Schraubkappe hat.

Zur Erhöhung der Schaltsicherheit bei Verwendung von mehreren Gasflaschen ist vorgesehen, daß an den zuerst genannten Körper ein weiterer Körper zur Aufnahme einer weiteren Gasfläche mit einer Auf­ stechnadel angesetzt ist, daß ein Verbindungskanal die Gasmündungsräu­ me der beiden Körper miteinander verbindet und daß eine Sperrstange mit zwei Kegelflächen mit je einer Kegelfläche des Schaftes jeder Aufstechnadel zusammenwirkt.

Eine Zwangsauslösung im Gefahrfalle ohne Erreichen der Bersttem­ peratur des Glasfasses ist dadurch sichergestellt, daß der Tragbügel ein Auslösegerät trägt, dessen Auslöseelement auf das Glasfaß gerich­ tet ist. Das Auslösegerät kann ein Pneumatikzylinder mit einem Auslö­ sekolben, ein Druckgasgenerator, ein Detonator oder dergleichen sein.

Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden unter Bezug­ nahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen darstellt:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Aufstechgerät nach der Erfindung mit zwei Gasflaschen,

Fig. 2 eine Ansicht eines Aufstechgeräts mit einer Gasflasche und

Fig. 3 einen Teilschnitt durch das Aufstechgerät in der Auswechselstellung für eine Gasflasche.

Ein Körper 1 eines Aufstechgeräts hat einen Gasmündungsraum 2, der eine Einschrauböffnung 3 für eine handelsübliche Gasflasche 4 aufweist, die in diese Einschrauböffnung 3 dicht einschraubbar ist und deren durchstoßbare Mündungswandung 5 in dem Gasmündungsraum 2 liegt.

In einem anschließenden Kanal 6 ist ein Schaft 7 mit einem Pro­ filring 8 und einer Aufstechnadel 9 für die Mündungswandung 5 ge­ führt. Der Profilring 8 hat zwei Kegelflächen 10 und 11, die als Pro­ filfläche dienen, was noch im folgenden erläutert wird. An den Profil­ ring 8 schließt sich ein Zylinderabschnit 55 an. Der Schaft 7 reicht durch eine Hülse 12 hindurch. Der Schaft 7 trägt einen Anschlagbund 13 für eine Anschlagfläche 14 der Hülse 12. Die Hülse 12 weist ein Außengewinde 15 auf, in das eine Schraubkappe 16 eingreift. Der Schaft 7 reicht durch einen Durchgang 17 der Schraubklappe 16 hin­ durch. Zwischen einem Abstützbund 18 des Schaftes 7 und der Innenwan­ dung der Schraubkappe 16 befindet sich eine Schraubendruckfeder 19. Außerdem ist innerhalb der Außenfläche der Hülse 12 eine Dichtung 20 und innerhalb des Durchgangs 17 der Schraubkappe 16 eine Dichtung 21 vorgesehen, damit ein luftdichter Abschluß des Innenraums innerhalb der Hülse 12 und des Körpers 1 gewährleistet ist. Auf dem Schaft 7 sitzt schließlich eine Ringscheibe, die einen Anschlagbund 22 bildet.

An dem Körper 1 ist ein Ventilgehäuse 23 angesetzt, das eine Kam­ mer 24 enthält, die quer zur Achse des Schaftes 7 ausgerichtet ist. Innerhalb der Kammer 24 ist ein Steuerkolben 25 mit mehreren Ringflächen 26, 27, 28, 29 in axialer Richtung verschiebbar. Jede Ringfläche weist in der dargestellten Weise einen Dichtring auf, um die einzel­ nen Räume innerhalb des Ventilgehäuses 23 gegeneinander abzudichten. Ein Schenkel 30 eines Tragbügels 31 bildet auf der Innenseite der Kam­ mer 24 einen Anschlag für den Steuerkolben 25. Parallel zu der Kammer 24 ist innerhalb des Körpers 1 ein Durchgang 32 für einen Sperrbolzen 33 vorgesehen, der mit einer Kegelfläche 34, die als Profil dient, mit der Kegelfläche 10 in Eingriff ist. Ein Kanal 54 verbindet den Gasmündungsraum 2 mit der Kammer 24 und mündet vor der ersten Ring­ fläche 26 des Steuerkolbens 25.

Der Tragbügel 31 weist in einem weiteren Schenkel 35 eine Ein­ spannvorrichtung 36 auf, die in Längsrichtung schraubend verstellbar ist. Zwischen der Einspannvorrichtung 36 und dem Ende des Steuerkol­ bens 25 ist ein berstbares Glasfaß 37 eingespannt, das bei einer vor­ gegebenen Temperatur zum Bersten kommt. In dem Tragbügel 31 ist ein Gewindedurchgang 56 zur Aufnahme eines Auslösegeräts 57 vorgesehen, das als Pneumatikzylinder dargestellt ist. Ein Kolben oder Auslöseele­ ment 58 desselben ist auf das Glasfaß 37 ausgerichtet. Durch Beauf­ schlagung des Auslösegeräts 57 kann so das Glasfaß 37 zwangsweise zum Bersten gebracht werden, ohne daß dessen Bersttemperatur erreicht ist.

Das Ventilgehäuse 23 weist einen Austrittsdurchgang 38 auf, der zur A-Seite eines Druckmittelkreises führt. Über die A-Seite er­ folgt das Öffnen einer nicht dargestellten Rauchabzugsklappe. Ein wei­ terer Austrittsdurchgang 39 führt zur B-Seite oder Schließseite des genannten Druckmittelkreises. In der in Fig. 1 dargestellten Sperr­ stellung des Steuerkolbens 25 hat ein normalerweise mit Druck beauf­ schlagter Eintrittsdurchgang 40 oder Pumpenanschluß PA Verbindung mit dem Austrittsdurchgang 38 der A-Seite. In dieser Sperrstellung hat der Aus­ trittsdurchgang 39 der B-Seite Verbindung mit einem Eintrittsdurchgang 41 oder Pumpenanschluß PB, der mit Druck beaufschlagbar ist. Je nach der Druckbeaufschlagung eines der Eintrittsdurchgänge 40 oder 41 kann die Entlüftungshaube oder dergleichen geöffnet oder geschlossen werden. Ein weiterer Eintrittsdurchgang 42 ist mit einer Entlüftungsöffnung verbunden und hat in der Umschaltstellung des Steuerkolbens 25 mit dem Austrittsdurchgang 39 der B-Seite Verbindung.

Das bis hierher beschriebene Aufstechgerät ist mit einer Gasfla­ sche voll funktionsfähig. In manchen Fällen soll zur Erhöhung der Be­ triebssicherheit das Aufstechgerät zwei oder weitere Gasflaschen ent­ halten, damit eine ausreichende Gasmenge zur Betätigung des Öffnungs­ kreises bereitsteht und auch bei Ausfall einer Gasflasche 4 noch genü­ gend Druckgas zur Verfügung gestellt werden kann.

Zu diesem Zweck ist an dem Körper 1 ein weiterer Körper 43 ange­ setzt, der in entsprechender Weise eine weitere Gasflasche 44 mit einer Aufstechnadel 45 enthält. Die Anordnung und Funktion der Auf­ stechnadel 45 sowie der Gasflasche 44 entspricht genau der vorigen Beschreibung. Der Schaft 53 der Aufstechnadel 45 hat in diesem Fall nur eine Kegelfläche 46. Innerhalb der Körper 1 und 44 ist eine Füh­ rung 47 ausgebildet, die die Achsen der Schäfte 7 und 53 schneidet und eine Sperrstange 48 mit zwei Kegelflächen 49, 50 aufnimmt, die in der dargestellten Weise mit den Kegelflächen 11 und 46 zusammenwir­ ken. Ein Verbindungskanal 51 verbindet den Gasmündungsraum 2 mit dem Gasmündungsraum 52.

Die Funktionsweise des Aufstechgerätes ist folgende: Zunächst befindet sich kein Glasfaß 37 innerhalb des Tragbügels 31. Infolgedes­ sen kann der Steuerkolben 25 bis zum Anschlag zurückgezogen werden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Auch der Sperrbolzen 33 ist in den Durchgang 32 zurückgezogen. Der Schaft 7 kann durch Herausdrehen der Schraubkappe 16 herausgezogen werden, wobei die Schraubendruckfe­ der 19 entlastet und der Schaft 7 an dem Anschlagbund 22 mitgenommen wird. Die Aufstechnadel 9 ist in den Kanal 6 zurückgezogen. Ein Glas­ faß 37 wird eingelegt und durch die Einspannvorrichtung 36 von Hand festgespannt, so daß eine ausreichende Vorspannung gewährleistet ist. Dabei legt sich der Sperrbolzen 33 an den Zylinderabschnitt 55 des Schaftes 7 an. In diesem Zustand kann eine Gasflasche 4 eingeschraubt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Mündungswandung 5 beschä­ digt wird. Die Schraubkappe 16 wird bis zum Anschlag eingeschraubt, so daß die Aufstechnadel 9 nunmehr die Stellung nach Fig. 1 einimmt. Der Sperrbolzen 33 ist jetzt gegen die Kegelfläche 10 gespannt, so daß die Aufstechnadel 9 nicht in die Gasflasche eingedrückt werden kann. Die Spannung der Schraubendruckfeder 19 wird dadurch aufgenom­ men.

Entsprechend wird auch die zweite Gasflasche 44 eingeschraubt, so daß nunmehr das Gerät funktionsbereit ist.

In der Einbaustellung hat die A-Seite des Druckmittelkreises von dem Austrittsdurchgang 38 eine Verbindung zum Pumpenanschluß PA 40. Die B-Seite des Druckmittelkreises hat von dem Austrittsdurchgang 39 eine Verbindung zum Pumpenanschluß PB 41. Infolgedessen kann ent­ sprechend der Druckbeaufschlagung der Pumpenanschlüsse die Rauchab­ zugsklappe eingestellt werden.

In der Einbaustellung ist das Glasfaß 37 der Luftströmung und Um­ gebungstemperatur ausgesetzt. Sobald in einem Gefahrfalle die Berst­ temperatur des Glasfasses 37 erreicht ist, zerspringt dasselbe, so daß die Schraubendruckfeder 19 wirksam wird und die Aufstechnadel 9 in die Mündungswandung 5 der Gasflasche 4 eindrückt. Dabei wird gleichzeitig der Sperrbolzen 33 und der Steuerkolben 25 zurückgescho­ ben. Die Sperrstange 48 kann sich unter der Wirkung der auf den Schaft 53 wirkenden Schraubendruckfeder nach rechts bewegen, so daß auch der Schaft 53 der Aufstechnadel 45 vorgeschoben wird. Die Auf­ stechnadel 45 sticht die Gasflasche 44 auf. Das Gas strömt jeweils in den Gasmündungsraum 2 bzw. 52 und durch den Verbindungskanal 51 sowie den Kanal 54 gegen die Ringfläche 26 in die Kammer 24. Dadurch wird der Steuerkolben 25 bis zum Anschlag nach rechts in Fig. 1 verschoben.

Die Pumpenanschlüsse PA und PB und der Eintrittsdurchgang 40 und 41 werden abgesperrt. Das Gas der Gasflasche 44 hat einen Strömungsweg durch den Austrittsdurchgang 38 in die A-Seite des Druckmittelkreises und bewirkt so die Öffnungsbewegung der Rauchabzugsklappe. Der Aus­ trittsdurchgang 39 der B-Seite ist außerdem mit dem Eintrittsdurchgang 42 ver­ bunden, der für eine Entlüftung des Öffnungskreises sorgt.

Die Bewegungen der verschiedenen Elemente sind genau aufeinander abgestimmt und stellen so nicht nur eine sichere Öffnung der Gasfla­ schen, sondern auch eine genaue Verstellung des Steuerventils sicher.

Nach dem Bersten des Glasfasses und der Auslösung des Aufstechge­ räts kann man dasselbe wieder durch Einsetzen neuer Gasflaschen 4 und 44 bereitmachen. Hierzu werden die Schraubkappen 16 beider Gasfla­ schen herausgeschraubt. Ein neues Glasfaß wird eingesetzt. Im übrigen werden die zuvor beschriebenen Arbeitsgänge wiederholt.

Eine Zwangsauslösung des Aufstechgerätes ist durch Beaufschla­ gung des Auslösegerätes 57 möglich. In diesem Fall wird das Glasfaß 37 zum Bersten gebracht. Diese Zwangsauslösung ist unabhängig von der Temperatur möglich.

Claims (8)

1. Aufstechgerät für mindestens eine in einen Gasmündungsraum eines Körpers einsetzbare Gasflasche mit je einer federgespannten Aufstechnadel für jede Gasflasche und mit einem quer zur Längsachse der Aufstechnadel in einer Kammer verschiebbar angeordneten Sperrbol­ zen, der in der Sperrstellung mit einem Profil in eine Kegelfläche der Aufstechnadel eingreift und sich an einem berstbaren Glasfaß ab­ stützt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) das Profil ist eine Kegelfläche des Sperrbolzens (33);
• b) die genannte Kammer (24) nimmt außerdem zwischen dem Sperrbolzen (33) und dem Glasfaß (37) einen Steuerkolben (25) auf;
• c) die Kammer (24) besitzt mehrere Strömungsmitteldurchgänge (38, 39, 40, 41, 42), die mit Ringflächen (26, 27, 28, 29 ) des Steuerkol­ bens (25) zusammenwirken;
• d) innerhalb der Kammer (24) ist ein Anschlag für die Entlastungs­ stellung des Steuerkolbens (25) vorgesehen;
• e) ein an den Gasmündungsraum (2) angeschlossener Kanal (54) mündet vor der ersten Ringfläche (26) des Steuerkolbens (25);
• f) diese erste Ringfläche (26) des Steuerkolbens (25) gibt in der Entla­ stungsstellung einen Strömungsmitteldurchgang (38) der als Austrittsdurchgang ausgebildet ist in die A-Seite eines Druckmittelkreises frei.

2. Aufstechgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Entlastungsstellung des Steuerkolbens (25) der als Eintrittsdurchgang ausgebildete Strömungsmitteldurchgang (40) für die A-Seite des Druckmittelkreises abgesperrt ist.

3. Aufstechgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in­ nerhalb der Kammer (24) ein Austrittsdurchgang (39) für die B-Seite des Druckmittelkreises in der Sperrstellung des Steuerkolbens (25) mit einem mit Druck beaufschlagbaren Eintrittsdurchgang (41) und in der Entlastungsstellung des Steuerkolbens mit einem entlüftbaren Ein­ trittsdurchgang (42) verbunden ist.

4. Aufstechgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schaft (7) der Aufstechnadel (9) durch eine Hülse (12) mit Außengewinde (15) und durch eine Schraubkappe (16) hindurchgeführt ist, die in das Außengewinde (15) eingreift.

5. Aufstechgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubkappe (16) sowohl gegenüber der Hülse (12) als auch gegen­ über dem Schaft (7) der Aufstechnadel (9) abgedichtet ist.

6. Aufstechgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Aufstechnadel (9) im Innern der Hülse (12) mit einer Anschlagfläche (14) zusammenwirkt und außerdem einen stirnsei­ tigen Anschlagbund (22) für die Schraubkappe (16) hat.

7. Aufstechgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an den zuerst genannten Körper (1) ein weiterer Kör­ per (43) zur Aufnahme einer weiteren Gasflasche (44) mit einer Auf­ stechnadel (45) angesetzt ist, daß ein Verbindungskanal (51) die Gas­ mündungsräume (2, 52) der beiden Körper (1, 43) miteinander verbindet und daß eine Sperrstange (48) mit zwei Kegelflächen (49, 50) mit je einer Kegelflä­ che (11 bzw. 46) des Schaftes (7 bzw. 53) jeder Aufstechnadel (9 bzw. 45) zusammenwirkt.

8. Aufstechgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Tragbügel (31) ein Auslösegerät (57) trägt, des­ sen Auslöseelement (58) auf das Glasfaß (37) gerichtet ist.