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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sicherheitsverschluss,
der mit einem mit Druck beaufschlagbaren Behälter verbindbar ist, z. B.
einem Kessel bzw. Boiler, einem Tank, einem Radiator, Behältern von
Flüssigkeiten
oder Gasen im allgemeinen, und dergleichen. Sicherheitsverschlüsse nach dem
Stand der Technik entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind
beispielsweise aus der DE-U-299 05 980 bekannt.
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Es
ist wohlbekannt, dass, oftmals aus zufälligen Gründen, der Druck eines Arbeitsfluids,
z. B. eines Dampfes, eines Gases oder einer Flüssigkeit, innerhalb des Behälters, in
welchem das Arbeitsfluid gehalten ist, zu erhöhten Werten in einer unkontrollierbaren
Art und Weise ansteigen kann, ohne dass der Benutzer der Vorrichtung
dessen gewahr wird bzw. davon etwas merkt.
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Dies
kann bei den Kesseln bzw. Boilern einer Vielzahl von elektrischen
Haushaltseinrichtungen vorkommen, z. B. Kleider-Bügeleisen
vom professionellen Typ oder den Radiatoren der Kühlsysteme
von Fahrzeugen und dergleichen.
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Der
Verschluss dieser mit Druck beaufschlagbaren Behälter ist bei den meisten modernen Typen
mit ei nem Überdruck-
bzw. Entlastungs- bzw. Abblaseventil und manches Mal mit einer Sicherheitsvorrichtung
ausgerüstet.
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Die
Sicherheitsvorrichtung hindert insbesondere den Verschluss daran,
von dem mit Druck beaufschlagten Behälter abgeschraubt zu werden, wenn
der Druck des Arbeitsfluids einen vorbestimmten Sicherheitsdruck überschreitet,
d. h. einen Druckpegel überschreitet,
der für
den Benutzer gefährlich ist.
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Der
Sicherheitsdruck wird so gewählt,
dass er niedriger als ein Überdruck
ist, dass er dazu befähigt
ist, das Überdruckventil
zu aktivieren und es dem Arbeitsfluid erlaubt, zu entweichen.
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Es
ist beispielsweise ein Verschluss bekannt, der mit einem mit Gewinde
versehenen Körper bzw.
Gewindekörper
versehen ist, welcher an einem Ende auf den Behälter des Arbeitsfluids geschraubt wird
und innen hohl ist, so dass er einen inneren Gleitkolben unterbringt.
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Unterhalb
des Sicherheitsdrucks kommt der Kolben mit dem Gewindekörper und
mit den Rippen des Handknopfes bzw. -knaufs des Verschlusses in Eingriff,
während,
wenn der Druck sich erhöht,
der Kolben ansteigt, wobei seine Eingriffszähne zwischen den Rippen des
Knaufs gleiten bzw. sich verschieben, bis sie sich von dem Gewindekörper lösen bzw.
außer
Eingriff kommen.
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Infolgedessen
kann oberhalb des Sicherheitsdrucks, selbst wenn der Knauf gedreht
wird, der Gewindekörper
nicht von dem Sitz abgeschraubt werden, der an dem Behälter vorgesehen
ist.
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Ein
Beispiel einer Ausführungsform
eines Sicherheitsventils des obigen Typs ist in dem italienischen
Gebrauchsmuster Nr. ITBS97U000071 beschrieben, das OLAB s. r. l.
gehört.
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Jedoch
weisen Sicherheitsverschlüsse,
die in Übereinstimmung
mit dem Stand der Technik der Industrie hergestellt sind, den Nachteil
auf, dass der Gewindekörper
manches Mal von dem Sitz des mit Druck beaufschlagten Behälters abgeschraubt
wird, selbst wenn die Behälter
oberhalb des Sicherheitsdrucks sind, so dass die Sicherheitsvorrichtung
aktiv ist. Dies kann insbesondere dann geschehen, wenn der Gewindekörper nicht
fest in seinen Sitz an dem Behälter
geschraubt ist.
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Es
wird daher eine Notwendigkeit für
einen Sicherheitsverschluss empfunden, welcher, selbst wenn der
Gewindekörper
nur lose in den Behältersitz geschraubt
ist, diesen Gewindekörper
daran hindert, abgeschraubt zu werden, wenn der Druck oberhalb des
Sicherheitsdrucks ist.
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Das
durch die vorliegende Erfindung adressierte bzw. angesprochene Problem
besteht darin, einen Sicherheitsverschluss zu erfinden, dessen strukturellen
und funktionellen Eigenschaften derartig sind, um die oben erwähnten Notwendigkeiten
zu erfüllen
und um zu der gleichen Zeit die Nachteile zu überwinden, die unter Bezugnahme
auf den Stand der Technik erörtert
wurden.
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Dieses
Problem wird durch einen Sicherheitsverschluss in Übereinstimmung
mit Anspruch 1 gelöst.
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Andere
Eigenschaften und die Vorteile des Sicherheitsverschlusses entsprechend
der vorliegenden Erfindung werden in der unten gebrachten Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, die mittels einer nicht beschränkenden Angabe zur Verfügung gestellt
wird, unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren vorgefunden, in
welchen:
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1 ist
eine teilweise geschnittene, perspektivische Ansicht eines Sicherheitsverschlusses, welcher
einen Handknopf bzw. -knauf und einen Eingriffskörper in der unteren Position
aufweist;
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2 ist
eine teilweise geschnittene, perspektivische Ansicht des Sicherheitsverschlusses nach 1,
der mit dem Eingriffskörper
in der oberen Position ausgerüstet
ist;
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3 ist
eine teilweise geschnittene, perspektivische Ansicht des Handknaufs
nach 1;
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4 ist
eine Schnittansicht des Sicherheitsverschlusses nach 1 mit
dem Eingriffskörper
in der unteren Position;
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5 ist
eine Schnittansicht des Sicherheitsverschlusses nach 2 mit
dem Eingriffskörper
in der oberen Position;
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6 ist
eine Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines Sicherheitsverschlusses mit
einem Eingriffskörper
in der unteren Position; und
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7 ist
eine Schnittansicht des Sicherheitsverschlusses nach 6 mit
dem Eingriffskörper
in der oberen Position.
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Unter
Bezugnahme auf 1 bezeichnet die Ziffer 1 die
Gesamtheit eines Verschlusses, der um eine zentrale Symmetrieachse
X-X herum gebildet ist, der einen Körper 2, der vorzugsweise
an einem unteren Ende 2' mit
Gewinde versehen ist, einen Eingriffs/Lösekörper 4 und einen Handknopf
bzw. -knauf 6 aufweist, der mit dem Körper 2 verbunden ist.
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An
seinem mit Gewinde versehenen Ende 2' kann der Gewindekörper 2 in
einer angebrachten Konfiguration bzw. Ausgestaltung in einen Sitz
in einem (nicht gezeigten) Behälter
eines Arbeitsfluids bzw. -flüssigkeit
geschraubt werden.
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Der
Gewindekörper 2 ist
vorzugsweise innen hohl und in der Gestalt rohr- bzw. röhrenförmig, wobei
ein Hohlraum 8 mit einer ungefähr zylindrischen Form um die
Zentralachse X-X herum gebildet ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform weist
der Hohlraum 8 des Gewindekörpers 2 wenigstens
zwei Räume
in Aufeinanderfolge auf: einen Endraum 10' nahe zu dem mit Gewinde versehenen,
unteren Ende 2' des
Körpers 2,
und einen Gehäuseraum 10'', der mit dem Endraum 10' durch eine Öffnung 12 in
Verbindung steht und sich zu einem oberen Ende 2'' des Gewindekörpers 2 erstreckt,
wobei das obere Ende von dem unteren, mit Gewinde versehenen Ende 2' entfernt ist.
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In
der Öffnung 12 zwischen
dem Endraum 10' und
dem Gehäuseraum 10'' weist der Endraum 10' einen ringförmigen Anschlag 12' auf, der in
den Raum 10' radial
vorsteht.
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An
dem oberen Ende 2'' des Gewindekörpers 2 ist
der Gewindekörper
mit aneinander- bzw. zusammenpassenden Eingriffselementen bzw. Gegeneingriffselementen 16 versehen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
nehmen die Gegeneingriffselemente die Form eines ringförmigen Bandes
an, das den Abschlussbereich des Hohlkörpers 2 in Richtung
zu dem oberen Ende 2'' bildet. Dieses
ringförmige
Band ist vorzugsweise so geformt, um eine umfangsmäßige Folge
bzw. Aufeinanderfolge von Eingriffszähnen 18 und Eingriffsausnehmungen
bzw. -vertiefungen 20 zu erzeugen, die in einer im wesentlichen
axialen Richtung gebildet sind.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
befindet sich an der Außenseite
des Gewindekörpers 2 eine
ringförmige
Verbindungskante 22, die von der äußeren Fläche des Gewindekörpers vorsteht
und zusammenpassende bzw. Gegenelemente bildet, welche den Körper 2 mit
dem Knauf 6 verbinden.
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Der
Eingriffs/Lösekörper 4,
welcher Press- bzw. Druckflächen
aufweist, ist in Übereinstimmung mit
einer bevorzugten Ausführungsform
des Verschlusses 1 durch einen Kolben 24 gebildet,
der sich entlang der Richtung der zentralen Achse X-X des Verschlusses
erstreckt.
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Der
Kolben 24 weist vorzugsweise in Aufeinanderfolge einen
ersten oder Anti-Ausstoss- bzw. -Ausdrückbereich 24' und einen zweiten
oder Führungs-
und Abdichtungsbereich 24'' auf. Diese
Bereiche weisen im allgemeinen unterschiedliche Außendurchmesser
auf, wobei der Führungs-
und Abdichtungsbereich 24'' einen größeren Außendurchmesser
als der Außendurchmesser
des Anti-Ausdrückbereichs 24' aufweist.
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In Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
weist der Führungs-
und Abdichtungsbereich 24'' ein Abdichtungsmittel
bzw. -einrichtung 26 auf, welche vorzugsweise eine Aufeinanderfolge
von ringförmigen Vorsprüngen 28' und 28'' aufweist, die durch einen Dichtungssitz 30 axial
getrennt sind.
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Der
Eingriffs/Lösekörper 4 weist
ebenfalls zusammenpassende bzw. Gegenelemente 32 auf.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des Verschlusses 1 weisen die Gegenelemente eine Aufeinanderfolge
von radial vorstehenden, zusammenpassenden Vorsprüngen 34 auf,
die an dem äußersten
Ende des oberen Bereichs 24'' des Kolbens 24 angeordnet
sind. In diesem Beispiel gibt es vier derartige, zusammenpassende
Vorsprünge 34.
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In Übereinstimmung
mit einer anderen Ausführungsform
ist der Kolben 24 innen hohl, wobei er einen durchgehenden
Hohlraum aufweist, der vorzugsweise durch die Aufeinanderfolge eines
einen Überdruck
anzeigenden Kanals 36, vorzugsweise entsprechend zu dem
unteren oder Anti-Ausdrückbereich 24' des Kolbens 24,
und eines Gehäuseraums 38 gebildet
ist, vorzugsweise entsprechend dem oberen oder Führungs- und Abdichtungsbereich 24'' des Kolbens.
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Der
einen Überdruck
anzeigende Kanal 36 steht in Verbindung mit dem Gehäuseraum
durch eine kalibrierte Öffnung 40,
die durch einen ringförmigen
Anschlag 42 begrenzt ist, der sich in einer im wesentlichen
axialen Richtung erstreckt und in Richtung zu dem Gehäuseraum 34 des
Kolbens 24 vorsteht.
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Der
Gehäuseraum 38 ist
durch eine zylindrische Wand identifiziert, die in einem Endbereich
ein Gewinde 44 entfernt von dem einen Überdruck anzeigenden Kanal 36 des
Kolbens 24 besitzt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
endet das Gewinde 44 in einem erweiterten bzw. trichterförmigen aufgeweiteten,
ringförmigen
Sitz 46 für ein
erstes rückstellfähiges bzw.
elastisches Element 48'.
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Der
Gehäuseraum 38 bildet
ein Gehäuse
für ein Überdruckventil
bzw. Abblaseventil 48, das ein mit einer Dichtung 52 versehenes
Verschlusselement 50, ein zweites rückstellfähiges bzw. elastisches Element 54 und
eine Vorspannringmutter 56 aufweist. Die Vorspannringmutter
weist ein Außengewinde 58 und
eine Durchgangsabblas- bzw. -entlastungsöffnung 60 auf, welche
zumindest teilweise so geformt ist, um dazu befähigt zu sein, ein Werkstatt-Werkzeug,
z. B. einen Sechskant- bzw. Inbusstiftschlüssel, aufzunehmen, um es der
Ringmutter 56 zu erlauben, hinein- oder herausgeschraubt
zu werden.
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Der
Gewindekörper 2 ist
mit dem Handknauf 6 verbindbar.
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Der
Knauf 6 weist einen äußeren Handgriff 62 auf,
der so ausgestaltet ist, um es dem Benutzer bzw. Anwender zu ermöglichen,
den Verschluss 1 auf den Sitz des Behälters zu schrauben und/oder
um ihn abzuschrauben.
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Der äußere Handgriff
nimmt vorzugsweise die Form einer Kappe 62' mit einer Mehr- bzw. Vielzahl
von einzelnen Rippen 64 an seiner äußeren Fläche an.
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Die
oben erwähnte
Kappe stellt nur ein bevorzugtes Beispiel einer Ausführungsform
des Handgriffs dar, wobei andere Ausführungsformen möglich sind,
z. B. eine über
den Umfang verlaufende Aufeinanderfolge von auswärts vorstehenden, radialen
Rippen.
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Der
Handgriff 62 umfasst bzw. umschließt eine Sicherheitswand 66,
die vorzugsweise zylindrisch und konzentrisch mit dem Handgriff 62 ist.
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Der
Handgriff 62 und die Sicherheitswand 66 konvergieren
an einem oberen Endbereich 66' der Sicherheitswand 66 in
Richtung zu einem Blindende 67, welches diese zusammen
verbindet.
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Der
Handgriff 62 und die Sicherheitswand 66 sind thermisch
isoliert, vorzugsweise durch einen Spalt 68 zwischen der
Sicherheitswand und dem Handgriff.
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In Übereinstimmung
mit einer anderen Ausführungsform
ist die Sicherheitswand von dem Handgriff durch ein thermisch isolierendes
Material thermisch isoliert, aus dem die Sicherheitswand oder der Handgriff
hergestellt sind.
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Der
Knauf 6 weist ebenfalls zusammenpassende bzw. Gegenelemente 70 für den Eingriff
des Knaufs 6 auf.
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Die
Gegeneingriffselemente 70 sind vorzugsweise durch eine über den
Umfang verlaufende Aufeinanderfolge von Zapfen 72 dargestellt,
welche von Verstärkungsrippen 74 an
der Innenseite der Sicherheitswand 66 in Richtung zu der
Zentralachse X-X des Verschlusses 1 vorstehen. In dem beschriebenen
Beispiel gibt es zwei solcher Zapfen 72, die axial in Bezug
auf die Sicherheitswand 66 in einer solchen Art und Weise
positioniert sind, dass ein Gleit- bzw. Verschieberaum 75 zwischen
den Zapfen und dem Blindende 67 des Handknaufs 6 gebildet
ist.
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Bei
einer Ausführungsform
weist der Handknauf 6 ein Verbindungsmittel bzw. -einrichtung 75' auf, welche
den Knauf 6 mit dem Körper 2 des
Verschlusses 1 verbindet.
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Das
Verbindungsmittel 75' des
Knaufs 6 weist vorzugsweise einen ringförmigen Verbindungsraum 76 auf,
der an der Innenseite der Sicherheitswand 66 gebildet ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Verbindungsraum 76 durch eine über den Umfang verlaufende
Aufeinanderfolge von Anschlagelementen 76' definiert. Bei dem beschriebenen,
zur Veranschaulichung dienenden Knauf 6 gibt es vier derartiger
Anschlagelemente 76'.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind ausgesparte bzw. vertiefte Durchgänge 76'' zwischen den
Anschlagelementen 76' der
Sicherheitswand 66 des Knaufs 6 gebildet.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
besitzt der Verschluss 1 Mittel bzw. Einrichtungen 78 zum Vorspannen
der Sicherheitsvorrichtung. Diese weisen eine Scheibe 80 auf,
die an einem Vorsprung 82 angebracht ist, der axial von
dem Blindende 67 des Knaufs 6 vorsteht und in
Bezug auf das Blindende zentral ist.
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Bei
der zusammengefügten
bzw. -gebauten Konfiguration des Sicherheitsverschlusses 1 ist
der Kolben 24 in dem Hohlraum 8 des Gewindekörpers 2 in
einer solchen Art und Weise untergebracht, dass der untere oder
Anti-Ausdrückbereich 24' des Kolbens 24 in
den Endraum 10' des
Hohlraums 8 des Gewindekörpers 2 mit Spiel
eingesetzt ist, wobei er durch die Öffnung 12 zwischen
dem Endraum 10' und
dem Gehäuseraum 10'' hindurchgeht. Der obere Führungs-
und Abdichtungsbereich 24'' des Kolbens 24 ist
in dem Gehäuseraum 10'' des Gewindekörpers untergebracht.
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Der
untere Anti-Ausdrückbereich 24' des Kolbens 24 weist
einen mit Gewinde versehenen Abschnitt 84 auf, der eine
Anschlagmutter 86 trägt.
Unterhalb dieser Mutter ist der Anti-Ausdrückbereich 24' des Kolbens 24 verstemmt,
um die Möglichkeit
der Anschlagnut 86 zu verhindern, abgeschraubt zu werden
und herauszukommen.
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Der
Führungs-
und Abdichtungsbereich 24'' des Kolbens 24 besitzt
in dem durch die äußeren ringförmigen Vorsprünge 28' und 28'' definierten Dichtungssitz 30 einen
rückstellfähigen bzw.
nachgiebig fe dernden Ring 88, der so ausgeführt ist,
um in den Dichtungssitz 30 gedrückt zu werden, und der derartige
Nennabmessungen aufweist, um eine abdichtende Berührung mit
der inneren Fläche
des Gehäuseraums 10'' des Gewindekörpers 2 zu ergeben.
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Infolgedessen
bildet eine Scheibe mit einem Durchmesser gleich zu dem Durchmesser
des Gehäuseraums 10'' des Körpers 2 den mit Druck
beaufschlagbaren Flächenbereich
Sp der Sicherheitsvorrichtung des Verschlusses 1. Insbesondere
kann der mit Druck beaufschlagbare Flächenbereich Sp an dem rückstellfähigen Ring 88 angeordnet
werden, der in dem Sitz 30 des Kolbens 24 untergebracht
ist.
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Die
Anschlagmutter 86 weist derartige Nenn-Außenabmessungen
auf, um in den Endraum 10' des
Körpers 2 mit
radialem Spielraum zu passen. Radialer Spielraum ist ebenfalls zwischen
dem unteren Anti-Ausdrückbereich 24' des Kolbens 24 und
der Öffnung 12 des
Körpers 2 und
zwischen dem Führungs- und Abdichtungsbereich 24'' des Kolbens 24 und dem
Gehäuseraum 10'' des Körpers 2 vorgesehen.
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Die
radialen Spielräume
erzeugen durch ihre Aufeinanderfolge einen ringförmigen Sicherheitsdruck-Warnkanal 90,
der den Druck des Arbeitsfluids anzeigt, der innerhalb des mit Druck
beaufschlagbaren Behälters
an dem mit Druck beaufschlagbaren Flächenbereich Sp der Sicherheitsvorrichtung
an der Stelle des rückstellfähigen Rings 88 vorhanden
ist.
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Der
Gehäuseraum 38 des
Kolbens 24 bildet ein Gehäuse für das Überdruckventil 48.
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Insbesondere
ruht das Verschlusselement 50 an dem ringförmigen Anschlag 42 durch
die in ihm angebrachte Dichtung 52. Das Verschlusselement wird
in Position gegen den ringförmigen
Anschlag 42 durch das zweite elastische Element 54 erhalten, welches
durch die Vorspannringmutter 56 vorgespannt ist, die in
den Gehäuseraum 38 des
Kolbens 24 geschraubt ist.
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Es
ist eindeutig, dass die durch die Vorspannringmutter 56 eingenommene
Position die Vorspannkraft des zweiten elastischen Elements 54 und daher
die Kraft bestimmt, die das Verschlusselement 50 an den
ringförmigen
Anschlag 42 presst bzw. drückt.
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Die
Fläche
der Dichtung 52, wobei diese Fläche in Richtung zu dem einen Überdruck
anzeigenden Kanal 36 des Kolbens 24 gerichtet
ist, bildet den mit Druck beaufschlagbaren Flächenbereich Sv des Sicherheitsventils.
Daher ist die Öffnung 40,
die zwischen dem Kanal und dem Gehäuseraum 38 des Kolbens 24 positioniert
ist, eine genau bemessene Öffnung.
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Das
Verschlusselement 50 ist mit radialem Spiel in dem Gehäuseraum 38 angebracht,
während die
Vorspannringmutter 56 die Abblasöffnung 60 enthält. Infolgedessen
erzeugen das radiale Spiel des Verschlusselements 50, der
Bereich des Gehäuseraums 38 zwischen
dem Verschlusselement und der Vorspannringmutter 56 und
die Abblasöffnung 60 der Ringmutter
einen Fluid-Austreibungskanal für
das Überdruckventil 48.
Der Austreibungskanal steht mit der äußeren Umgebung durch einen
Austreibungskanal innerhalb des Handknaufs 6 in Verbindung,
der durch den Gleitraum 75 des Handknaufs und das radiale
Spiel zwischen der Sicherheitswand 66 des Knaufs und der äußeren Fläche des
Gewindekörpers vorgesehen
ist.
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Wenn
sich der Verschluss 1 in der zusammengebauten Konfiguration
befindet, sitzt der Handknauf 6 an der Oberseite des Gewindekörpers 2.
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Der
Knauf ist mit dem Gewindekörper 2 mittels
der ringförmigen
Kante 22 des Körpers 2 axial verbunden,
die in dem ringförmigen
Verbindungsraum 76 des Knaufs 6 sitzt.
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Die
mit dem Knauf 6 integrale Scheibe 80 wirkt als
eine Trag- bzw. Stützplatte
für das
erste elastische Element 48',
von welchem ein Ende mit der Scheibe in Eingriff ist und das andere
in dem Sitz 46 des Kolbens 24 untergebracht ist.
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Das
Vorspannmittel 78 der Sicherheitsvorrichtung, welches die
Scheibe 80, das erste elastische Element 48' und den Sitz 46 des
Kolbens für das
erste elastische Element aufweist, führen zu einer auf den Kolben 24 einwirkenden
Vorspannkraft und zu der gleichen Zeit zu einer zu der letzteren
gleichen und entgegengesetzten, auf den Handknauf 6 einwirkenden
Kraft, wodurch die Position des letzteren in Bezug auf den Gewindekörper 2 mit
Hilfe des Anschlags zwischen den Anschlagelementen 76', welche den
ringförmigen
Verbindungsraum 76 definieren, und der ringförmigen Kante 22 des
Gewindekörpers 2 stabilisiert
wird.
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Insbesondere
weist die ringförmige
Kante 22 des Gewindekörpers 2 einen
derartigen Durchmesser auf, dass er sich, wenn der Knauf 6 an
dem Gewindekörper 2 zusammengebaut
wird, beinahe in Berührung
mit der inneren Fläche
der Sicherheitswand 66 des Knaufs 6 erstreckt.
Die vertieften Durchgänge 76'', die in der Sicherheitswand 66 des
Knaufs 6 gebildet sind, definieren daher, wenn der Knauf 6 an dem
Gewindekörper 2 zusammengebaut
ist, Durchgänge
der Verbindung zwischen dem inneren Raum des Knaufs und der äußeren Umgebung.
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Darüber hinaus
ist das Positionieren des Knaufs 6 in Bezug auf den Gewindekörper 2 derart, dass
die Zapfen 72 des Knaufs mit ihrer unteren Fläche oberhalb
der oberen Fläche
der Eingriffszähne 18 des
Gewindekörpers
angeordnet sind. Auf diese Art und Weise gibt es keine Rotationsstörung zwischen
dem Knauf 6 und dem Gewindekörper 2.
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Bei
einer ersten Ausgestaltung der Ruhe für den Sicherheitsverschluss 1 ist
der Druck des Arbeitsfluids innerhalb des Behälters unterhalb eines Sicherheitsdrucks.
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Der
Kolben 24 befindet sich in einer unteren Position innerhalb
des Hohlraums 8 des Gewindekörpers 2, wobei die
Eingriffsvorsprünge 34 in
den Eingriffsvertiefungen 20 des Gewindekörpers 2 sitzen.
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Der
Kolben wird in dieser Position nicht nur durch sein eigenes Gewicht
gehalten (was nur auf Fälle
zutrifft, in welchen die auf den Kolben wirkende Schwerkraft diesen
Kolben gegen die Eingriffsvertiefungen 20 zieht), sondern
auch durch die durch das erste elastische Element 48' ausgeübte Vorspannkraft.
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In
der unteren Position kommen die Eingriffselemente 32 des
Kolbens 24 mit den Gegeneingriffselementen 16 des
Gewindekörpers 2 und
mit den Gegeneingriffselementen 70 des Knaufs 6 in
Eingriff.
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Wie
zuvor beschrieben, ist es vorzuziehen, dass die Eingriffselemente 32 des
Kolbens 24 durch die Eingriffsvorsprünge 34, die Gegeneingriffselemente 16 des
Gewindekörpers 2 durch
die Zähne 18 und
die Gegeneingriffselemente 70 des Knaufs 6 durch
die Zapfen 72 gebildet sind.
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Die
Eingriffsvorsprünge 34 des
Kolbens 24 in der unteren Position des Kolbens 24,
wobei sie in den Eingriffsvertiefungen 20 zwischen en Zähnen 18 des Gewindekörpers 2 eingepasst
bzw. eingefügt
sind, stehen aufgrund ihrer axialen Dicke oberhalb der Eingriffszähne 18 des
Körpers 2 vor.
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Zu
der gleichen Zeit, wenn der Knauf 6 in Bezug auf den Gewindekörper 2 in
der oben beschriebenen Art und Weise positioniert ist, greifen die
Zapfen 72 des Knaufs rotations- bzw. drehmäßig an den Eingriffsvorsprüngen 34 des
Kolbens 24 störend
an.
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In
der Ruheposition des Kolbens 24 verursacht eine Drehung
des Knaufs 24 aufgrund der Störung des letzteren bei den
Eingriffsvorsprüngen 34 des
Kolbens 24 eine Drehung des Kolbens 24 und daher
wegen des Eingriffs zwischen den gleichen Eingriffsvorsprüngen 34 des
Kolbens 24 und den Eingriffszähnen 18 des Gewindekörpers 2 eine
Drehung des Gewindekörpers 2.
Es ist daher möglich,
den Sicherheitsverschluss 1 in den oder aus dem Sitz zu schrauben,
der in dem Behälter
des Arbeitsfluids vorgesehen ist.
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Wenn
der Knauf 6 an dem Körper 2 zusammengebaut
ist, ist die Berührung
zwischen dem Körper 2 und
dem an dessen Oberseite sitzenden Knauf 6 auf die Berührung zwischen
den Anschlagelementen 76' der
Sicherheitswand 66 und der ringförmigen Kante 22 des
Körpers 2 begrenzt.
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Der
Teil des Handknaufs 6, der durch den Benutzer ergriffen
wird, ist der Handgriff 62, welcher an der Sicherheitswand 66 durch
das Blindende 67 angebracht ist.
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Der
Körper 2,
welcher wegen der Berührung mit
dem Behälter
des Arbeitsfluids, auf den er üblicherweise
geschraubt ist, im allgemeinen warm bzw. heiß ist, überträgt Wärme zu dem Knauf 6 durch
eine begrenzte Berührung
zwischen den Anschlagelementen 76' des Knaufs und der ringförmigen Kante 22 des
Körpers 2.
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Zusätzlich ist
der Körper 2 innerhalb
der Sicherheitswand 66 eingeschlossen, welche an dem Handgriff 62 nur
durch das Blindende 67 angebracht ist, und der Handgriff 62 weist
keine Berührung
mit der Sicherheitswand 66 mit Ausnahme durch das Blindende 67 wegen
des Vorhandenseins des Spalts 68 auf.
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Was
noch mehr ist, wenn der Benutzer den Knauf 6 ergreift,
berührt
er die Rippen 64, die an der Außenseite des Handgriffs 62 gebildet
sind, was ebenfalls die Berührung
zwischen dem Benutzer und dem Handgriff 62 begrenzt.
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Das
Vorspannmittel 78 hält
nicht nur den Kolben 24 gegen den Körper 2 des Verschlusses 1 mit Hilfe
der rückstellfähigen bzw.
elastischen Wirkung des ersten elastischen Elements 48' gedrückt, sondern
stützt
bzw. trägt
ebenfalls mit Hilfe einer gleichen und entgegengesetzten Wirkung
den Knauf 6 in Position in Bezug auf den Körper 2.
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Insbesondere
hält das
Vorspannmittel 78 die Anschlagelemente 76' des ringförmigen Raums 76 gegen
die ringförmige
Kante 22 des Körpers 2 gedrückt.
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Wenn
der Druck des Arbeitsfluids in dem Behälter gleich zu oder oberhalb
eines Sicherheitsdrucks ist, geht der Verschluss 1 von
der Ruhekonfiguration zu einer Sicherheitskonfiguration.
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Der
Druck des Arbeitsfluids, wenn gleich zu dem oder größer als
der Sicherheitsdruck, welcher zu dem mit Druck beaufschlagbaren
Flächenbereich
Sp der Sicherheitsvorrichtung übertragen
wird, ist ausreichend, um eine Kraft zu erzeugen, welche den Kolben 24 anheben
wird, wobei sie ihn in einer oberen Position arretiert bzw. feststellt,
die durch die Position der Anschlagmutter 86 an dem unteren
Anti-Ausdrückbereich 24' des Kolbens 24 bestimmt
ist, welcher auf den ringförmigen
Anschlag 12' nächst zu
der Öffnung 12 des
Hohlraums 8 des Gewindekörpers 2 trifft.
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In
der oberen Position des Kolbens 24 sind die Eingriffsvorsprünge 34 axial
in einer solchen Art und Weise positioniert, dass sich ihre untere
Fläche oberhalb
der oberen Fläche
der Zapfen 72 des Knaufs 6 befindet, mit dem Ergebnis,
dass es keine Rotationsstörung
zwischen dem Kolben 24 und dem Gewindekörper 2 oder zwischen
dem Kolben 24 und dem Knauf 6 gibt.
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Daher
entspricht in der Sicherheitskonfiguration die Drehung des Knaufs
den Zapfen 72 des Knaufs 6, die sich über die
bzw. auf den Oberseiten der Eingriffszähne 18 des Gewindekörpers 2 und
unterhalb der Eingriffsvorsprünge 34 des
Kolbens 24 mit keiner Störung bewegen.
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Mit
anderen Worten, in der Sicherheitskonfiguration des Verschlusses 1 hat
ein Drehen des Knaufs keine Wirkung auf den Kolben oder auf den Gewindekörper, was
es unmöglich
macht, den Gewindekörper 2 auf
den oder von dem durch den Behälter
vorgesehenen Sitz zu schrauben.
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Insbesondere
hat ein Drehen des Knaufs keine Wirkung auf den Kolben und daher
gibt es keinen Eingriff zwischen dem Kolben und dem Gewindekörper aufgrund
des rückstellfähigen Rings 88.
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Wenn
der Druck des Arbeitsfluids einem vorbestimmten Überdruck gleicht, nimmt der
Verschluss eine Überdruckkonfiguration
an.
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Für Arbeitsfluiddrücke geringer
als der Überdruck
hält das Überdruckventil 48 eine
geschlossene Konfiguration, wobei es den Austreibungsweg des Arbeitsfluids
absperrt.
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In
seiner geschlossenen Konfiguration wird die Dichtung 52,
die in dem Verschlusselement 50 des Überdruckventils 48 untergebracht
ist, gegen den ringförmigen
Anschlag 42 des Gehäuseraums 38 des
Kolbens 24 gedrückt.
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Die
Dichtung 52 wird in dieser Position durch die Vorspannkraft
des zweiten elastischen Elements 54 gehalten, welches durch
die Vorspannringmutter 56 vorgespannt ist.
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Wenn
der Druck des Arbeitsfluids gleich zu dem oder oberhalb des Sicherheitsdrucks,
jedoch unterhalb des Überdrucks
ist, wird der Kolben 24 angehoben, jedoch bleibt das Überdruckventil
in seiner geschlossenen Konfiguration.
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Wenn
der Druck des Arbeitsfluids zu dem Überdruck gleich ist, bewegt
sich das Überdruckventil 48 in
eine offene Konfiguration, in welcher die Dichtung von dem ringförmigen Sitz 42 durch
die Kraft angehoben wird, die aus dem Überdruck resultiert, welcher
durch den den Überdruck
anzeigenden Kanal 36 auf die Dichtung 52 in der
genau bemessenen Öffnung 42 wirkt,
welche sich an dem mit Druck beaufschlagbaren Flächenbereich Sv befindet.
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In
der offenen Konfiguration des Überdruckventils 48 entweicht
das Arbeitsfluid in die äußere Umgebung
durch den Sicherheitsverschluss.
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Insbesondere
entweicht in der Überdruckkonfiguration
des Verschlusses 1 das mit Druck beaufschlagte Arbeitsfluid
von dem Kolben 24 durch den Austreibungskanal in den Gleitraum 75 des Knaufs 6 und
von dem Gleitraum 75 des Knaufs 6 entweicht es
zu der Außenseite,
wobei es auf die äußere Fläche des
Gewindekörpers 2 und
die innere Fläche
der Sicherheitswand 66 des Knaufs 6 auftrifft bzw.
aufprallt, und geht in die äußere Umgebung durch
die vertieften Durchgänge 76'' der Sicherheitswand 66.
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Da
das mit Druck beaufschlagte Arbeitsfluid im allgemeinen warm bzw.
heiß ist,
erwärmt
es, wenn es auf die Sicherheitswand 66 des Knaufs 6 auftrifft, diese
Wand.
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Der
Handgriff 62 des Knaufs 6 ist von der Sicherheitswand 66 des
Knaufs vorzugsweise durch den Spalt 68 zwischen der Sicherheitswand 66 und dem
Handgriff 62 thermisch isoliert, so dass eine zufällige Berührung durch
den Benutzer mit dem Knauf 6, selbst wenn das Fluid auf
dem Überdruck
ist, nicht durch Überhitzung
des Handgriffs 62 gefährlich
gemacht wird.
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Es
folgt nunmehr eine Beschreibung einer alternativen Ausführungsform
eines Sicherheitsverschlusses unter besonderer Bezugnahme auf jene Teile,
welche diese Ausführungsform
von der oben beschriebenen unterscheiden.
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Der
Eingriffs/Lösekörper 4,
welcher vorzugsweise ein Kolben 24 ist, weist Eingriffselemente 32 auf,
welche die Form einer Aufeinanderfolge von Eingriffsvorsprüngen 100 annehmen,
die von dem Kolben 24 an dem Abschlussende des oberen Bereichs 24'' des Kolbens radial vorstehen.
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Die
Eingriffsvorsprünge 100 weisen
eine radiale Länge
derart auf, dass sie, wenn der Kolben 24 innerhalb des
Gewindekörpers 2 eingebracht
ist, von dem Gewindekörper
vorstehen.
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Der
Handgriff 62 des Knaufs 6 umschließt eine
Sicherheitswand 66, welche vorzugsweise zylindrisch und
mit dem Handgriff 62 konzentrisch ist.
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Die
Sicherheitswand 66 enthält
innen einen Gleitraum 102, welcher die Kontinuität von Verstärkungsrippen 104 unterbricht,
die an der Innenseite bzw. im Inneren des Knaufs 6 gebildet
sind.
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In
der Ruhekonfiguration des Sicherheitsverschlusses 1 befindet
sich der Kolben 24 in einer unteren Position innerhalb
des Hohlraums 8 des Gewindekörpers 2, mit den Eingriffsvorsprüngen 100 an dem
Boden der Eingriffsvertiefungen 20 des Gewindekörpers in
Rotationsstörung
mit den Eingriffszähnen 18 des
Gewindekörpers 2.
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Zu
der gleichen Zeit erstrecken sich die Eingriffsvorsprünge 100 des
Kolbens 24, weil diese radial von dem Gewindekörper 2 vorstehen,
zwischen den Verstärkungsrippen 104 des
Knaufs 6 und ergeben eine Rotationsstörung mit dem Knauf.
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In
der Ruheposition des Kolbens 24 weist ein Drehen des Knaufs 6 aufgrund
der Störung
seiner Verstärkungsrippen 104 mit
den Eingriffsvorsprüngen 100 des
Kolbens 24 die Wirkung des Drehens des Kolbens 24 und
daher, aufgrund des Eingriffs zwischen den gleichen Eingriffsvorsprüngen 100 des Kolbens 24 und
den Eingriffszähnen 18 des
Gewindekörpers 2,
ebenfalls des Drehens des Gewindekörpers 2 auf. Es ist
daher möglich,
den Sicherheitsverschluss 1 auf den und von dem Sitz zu
schrauben, der in dem Behälter
des Arbeitsfluids vorgesehen ist.
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Wenn
sich der Kolben 24 in der oberen Position befindet, d.
h., wenn sich der Verschluss 1 in der Sicherheitskonfiguration
befindet, sind die Eingriffsvorsprünge 100 axial so positioniert,
dass sie in dem Gleitraum 102 des Knaufs sitzen, und aufgrund
des Hubs des Kolbens, in einer solchen Art und Weise, dass sich
die untere Fläche
der Eingriffsvorsprünge 100 oberhalb
der oberen Fläche
der Eingriffszähne 18 des
Kolbens befindet. Es gibt daher keine Rotationsstörung zwischen
dem Kolben 24 und dem Gewindekörper 2 oder zwischen
dem Kolben 24 und dem Knauf 6.
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Daher
bewegen sich in der Sicherheitskonfiguration, wenn der Knauf gedreht
wird, jene Teile der Eingriffsvorsprünge 100, welche von
dem Gewindekörper 2 vorstehen,
innerhalb des Gleitraums 102 des Knaufs 6, so
dass keine Wirkung auf den Kolben oder auf den Gewindekörper vorhanden
ist.
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In
außergewöhnlicher
Weise hindert, selbst wenn der Gewindekörper auf den Sitz des Behälters lose
geschraubt ist und der Druck des Arbeitsfluids gleich zu oder oberhalb
eines vorbestimmten Sicherheitsdrucks ist, der Sicherheitsverschluss
entsprechend der vorliegenden Erfindung diesen Gewindekörper daran,
von dem Sitz an dem Behälter
abgeschraubt zu werden, an welchem er angebracht ist.
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Insbesondere
hindert der Verschluss entsprechend der Erfindung diesen Gewindekörper daran,
von dem Sitz abgeschraubt zu werden, der an dem Behälter vorgesehen
ist, dadurch, dass der Kolben daran gehindert wird, gedreht zu werden,
und daher durch Verhindern von Reibungskräften zwischen dem Kolben und
dem Gewindekörper
am Abschrauben dieses Körpers,
wenn er lose aufgeschraubt worden ist.
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In Übereinstimmung
mit einem anderen vorteilhaften Gesichtspunkt weist der Sicherheitsverschluss
entsprechend der Erfindung den Vorteil auf, dazu befähigt zu
sein, auf unterschiedliche Anwendungen zugeschnitten bzw. passend
gemacht zu werden, um dem Sicherheitsdruck und/oder dem Überdruck
angepasst zu werden.
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Mit
anderen Worten, der Verschluss kann für unterschiedliche Sicherheits-
oder Überdrücke entsprechend
der Anwendung passend gemacht werden, für welche er vorgesehen ist.
Insbesondere dadurch, dass geeignete Einstellungen bei den auf den Kolben
einwirkenden Vorspannmitteln gemacht werden, kann die Sicherheitsvorrichtung
eingestellt werden, und durch Einstellen der Vorspannringmutter des
zweiten elastischen Elements ist es möglich, das Überdruckventil einzustellen.
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Weiterhin
ist der Verschluss entsprechend der Erfindung zur Verwendung mit
einem Knauf geeignet, der dazu befähigt ist, Verbrennungen oder eine
andere Verletzung bei einem Benutzer zu verhindern, welcher den
Knauf ergreifen kann, wenn das Arbeitsfluid heiß ist.
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Mit
anderen Worten, der Verschluss arbeitet in vorteilhafter Weise mit
einem Knauf, der mit einer Sicherheitswand innerhalb des Handgriffs
versehen ist und mit dem Körper
durch begrenzte Berührungsflächen verbunden
ist, die in dieser Sicherheitswand gebildet sind. Darüber hinaus
ist die Sicherheitswand mit dem Handgriff nur an dem Blindende des
Knaufs verbunden, wobei der übrige
Teil von ihr von dem Knauf durch den Spalt getrennt ist.
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Schließlich weist
in Übereinstimmung
mit einem anderen vorteilhaften Gesichtspunkt des Sicherheitsverschlusses
dieser Verschluss eine kompakte Struktur bzw. Ausgestaltung auf,
wobei in einer eingeschränkten
Anzahl von Komponenten die Funktionen eines herkömmlichen Verschlusses, einer
Sicherheitsvorrichtung und eines Überdruckventils integriert
werden.
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Ein
Fachmann wird eindeutig dazu befähigt sein,
zahlreiche Modifikationen bzw. Änderungen und
Abwandlungen bei dem Sicherheitsverschluss auszuführen, der
oben beschrieben und unter Bezugnahme auf die Figuren veranschaulicht
ist, um besondere und spezifische Anforderungen zu erfüllen, wobei
alle derartigen Modifikationen und Abwandlungen innerhalb des Schutzumfanges
des der Erfindung liegen, wie durch die folgenden Ansprüche definiert.