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EP1745231B1 - Kupplung für eine druckgasflasche - Google Patents

Kupplung für eine druckgasflasche Download PDF

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Publication number
EP1745231B1
EP1745231B1 EP05755933A EP05755933A EP1745231B1 EP 1745231 B1 EP1745231 B1 EP 1745231B1 EP 05755933 A EP05755933 A EP 05755933A EP 05755933 A EP05755933 A EP 05755933A EP 1745231 B1 EP1745231 B1 EP 1745231B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plug
compressed gas
gas cylinder
coupling
coupling part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP05755933A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1745231A1 (de
Inventor
Peter Kadow
Peter Kling
Thomas Kuba
Wolfgang Weber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MSA Auer GmbH
Original Assignee
MSA Auer GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MSA Auer GmbH filed Critical MSA Auer GmbH
Publication of EP1745231A1 publication Critical patent/EP1745231A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1745231B1 publication Critical patent/EP1745231B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • Y10T137/87925—Separable flow path section, valve or closure in each
    • Y10T137/87965—Valve- or closure-operated by coupling motion

Definitions

  • the invention relates to a compressed gas cylinder with a coupling for connection to a to a consumer, a distributor or a filling station, respectivelysch widerbaren connecting member, in particular for SCBA.
  • the associated compressed air cylinders in the area of the cylinder valve have a connection piece, which is usually arranged perpendicular to the longitudinal axis of the compressed air cylinder, with an internal thread.
  • the design of the compressed air cylinders with such a connection piece is determined by standardization and not changeable.
  • the connection of the compressed air cylinder for example, with a pressure reducer or a manifold of a SCBA, so far causes difficulties, as the connecting piece of the bottle or rotatable by handwheel male thread fitting on pressure reducer or manifold when creating the heavy filled bottle, especially during rapid bottle change during an insert, can easily tilt. The time required anyway for the production of the screw connection is thereby even greater.
  • the invention is based on the object, starting from the standardized internal thread connection of the compressed gas cylinder to develop a coupling for the simple, fast and secure connection of the compressed gas cylinder to a consumer and for their safe handling in a decoupled state, even under difficult operating conditions.
  • the object is achieved with a trained according to the features of claim 1 injection gas cylinder.
  • the basic idea of the invention consists in the arrangement of a closure ring held in a decoupled state in an annular gap between a closing mushroom and a closing ring so that a limited gas volume flow can flow out when the compressed gas cylinder is open.
  • the coupling comprises the arrangement of a separate, between the compressed gas cylinder and, for example, the pressure reducer of a compressed air breathing device connected coupling part, which is screwed to the standardized connection of the compressed gas cylinder and can be connected via connector means in a simple manner and quickly and safely to the pressure reducer exemplified here.
  • a coupling is extremely advantageous because the connection is made only by nesting two plug-in elements.
  • the connector is designed so that each spring-loaded closure elements are arranged on the open sides of the two connecting elements, which cover the connection side in the non-coupled state and thus prevent contamination and allow anytime secure coupling process.
  • the closure elements are axially displaced during mating by the respective other connector means to release the gas passage.
  • the closure element acts on the coupling part connected to the compressed gas cylinder at the same time as a discharge, in such a way that accidentally opening the cylinder valve in the uncoupled state, a small compressed air volume flow flows through the spring-loaded closure element and thus accidents due to the gas suddenly emerging at high speed can be prevented.
  • locking means for locking the connector are also provided on the mutual plug-in elements, wherein the latching can be solved only by a manually executed rotational and longitudinal movement of an actuator provided on the coupling part and thus an automatic release of the connector is excluded. Due to the design as a plug connection in combination with the locking and locking elements, the coupling according to the invention satisfies the demands placed on such a connection for a high level of safety and rapid production of the connection.
  • a compressed air cylinder 2 in the usual way with a connecting piece 3 with internal thread 4 is provided.
  • a plug-in nipple 8 In a threaded bore 5 of the pressure reducer 6 is formed with a plug-in nipple 8 connecting member 7 is screwed.
  • the plug-in nipple 8 has a standing under the action of a helical compression spring 9 cap 10 which protects in conjunction with a seal 11, the pressure reducer 6 in the not connected to the compressed air cylinder 2 state from contamination.
  • the coupling part 12, with which the connection between the connecting piece 3 and the plug-in nipple 8 is produced, comprises a threaded sleeve 13, which is screwed into the connecting piece 3 by means of a handwheel 14.
  • the sealing in the connection piece takes place by means of a seal 15.
  • the coupling part 12 has a closing mushroom 17 which is formed in the air passage bore 16 and forms an annular gap 19 with a closing ring 18.
  • the annular gap 19 is closed by a locking ring 21 which is under the action of a helical compression spring 20 and thus reduces the risk of contamination.
  • This spring-loaded locking ring 21 forms together with the closing mushroom 17 but at the same time a discharge protection, which limits the amount of outflowing gas to about 5 l / min in uncoupled state inadvertent opening of the cylinder valve 1 and thereby limits the risk of accidents and which also allows that the coupling part 12th optionally can be separated from the pressurized compressed air cylinder 2.
  • Fig. 4 shows the coupling part 12 and the plug nipple 8 in coupled - nested - state.
  • Verrastkugeln 23 Only by two successive activities of the user, namely turning the movably mounted handwheel 14 and then pulling the handwheel 14 against a mounted on the coupling member 12 helical compression spring 24, the Verrastkugeln 23 are released to pull off the coupling part 12 of the connected to the pressure reducer 6 nipple 8 to be able to.
  • the small and handy coupling part 12 can be easily, quickly and safely connected to the compressed air cylinder 2 and remain at this.
  • the connection of the provided with the coupling part 12 compressed air cylinder 2 to the pressure reducer 6, a distributor element or the like., Which are formed with a corresponding plug-in nipple 8, is very simple and requires no time.
  • corresponding chamfers may be formed on both parts.
  • the nipple may also be connected to the compressed air cylinder while the coupling part is attached to the pressure reducer.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)
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  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Druckgasflasche mit einer Kupplung zur Verbindung mit einem an einen Verbraucher, einen Verteiler oder eine Füllstation, auschließbaren Anschlussorgan, insbesondere für Pressluftatemgeräte.
  • Bei Pressluftatmer-Gerätesystemen weisen die zugehörigen Druckluftflaschen im Bereich des Flaschenventils einen zumeist senkrecht zur Längsachse der Druckluftflasche angeordneten Anschlussstutzen mit einem Innengewinde auf. Die Ausbildung der Druckluftflaschen mit einem derartigen Anschlussstutzen ist durch Normung festgelegt und nicht veränderbar. Die Verbindung der Druckluftflasche, beispielsweise mit einem Druckminderer oder einem Verteilerstück eines Pressluftatemgerätes, bereitet insofern Schwierigkeiten, als der Anschlussstutzen der Flasche bzw. das mittels Handrad drehbare Außengewinde-Anschlussstück am Druckminderer bzw. Verteilerstück beim Anlegen der schweren gefüllten Flasche, insbesondere beim schnellen Flaschenwechsel während eines Einsatzes, leicht verkanten kann. Der ohnehin für die Herstellung der Schraubverbindung erforderliche Zeitaufwand wird dadurch noch größer. Andererseits ist ein sicherer gasdichter Anschluss unter den beispielsweise während eines Feuerwehreinsatzes herrschenden Bedingungen nicht gewährleistet. Abgesehen von dem Sicherheitsrisiko kann das durch einen nicht dichten Anschluss nach dem Öffnen des Flaschenventils unter hohem Druck entweichende Gas die Dichtung des Flaschenanschlusses beschädigen.
  • Aus der DE 41 14 465 A1 ist eine Hydraulik-Steckkupplung mit einem Anschlussorgan und einem Steckkupplungsteil und an diesen vorgesehenen, federbelastete Verschlusselemente und Rastelemente aufweisenden Steckverbindungsmitteln bekannt. Ähnliche Kupplungen werden auch in der DE 23 33 620 A1 und der US 6 341 803 B1 beschrieben. Der Nachteil der bekannten Kupplungen besteht darin, dass in entkoppeltem Zustand bei versehentlicher Druckzufuhr an das Kupplungsteil aufgrund des mit hoher Geschwindigkeit austretenden Gases Personen- und Sachschäden auftreten können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem genormten Innengewindeanschluss der Druckgasflasche eine Kupplung für den auch unter schwierigen Einsatzbedingungen einfachen, schnellen und sicheren Anschluss der Druckgasflasche an einen Verbraucher und für deren sichere Handhabung auch in entkoppeltem Zustand zu entwickeln.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildeten Drückgasflasche gelöst.
  • Der Grundgedanke der Erfindung besteht in der Anordnung eines in entkoppeltem Zustand so in einem Ringspalt zwischen einem Schließpilz und einem Schließring gehaltenen Vershlussringes, dass bei geöffneter Druckgasflasche ein begrenzter Gasvolumenstrom abströmen kann.
  • Die Kupplung umfasst die Anordnung eines separaten, zwischen die Druckgasflasche und beispielsweise den Druckminderer eines Pressluftatemgerätes geschalteten Kupplungsteils, das mit dem genormten Anschluss des Druckgasflasche verschraubbar ist und das über Steckverbindungsmittel auf einfache Weise sowie schnell und sicher an den hier beispielhaft erwähnten Druckminderer anschließbar ist. Insbesondere beim Wechseln der Druckgasflaschen für Pressluftatemgeräte unter Einsatzbedingungen ist eine derartige Kupplung äußerst vorteilhaft, da der Anschluss lediglich durch Ineinanderstecken zweier Steckelemente erfolgt. Die Steckverbindung ist so ausgebildet, dass an den offenen Seiten der beiden Verbindungselemente jeweils federbelastete Verschlusselemente angeordnet sind, die in nicht gekoppeltem Zustand die Anschlussseite abdecken und somit Verschmutzungen verhindern und einen jederzeit sicheren Kopplungsvorgang gestatten. In gekoppeltem Zustand werden die Verschlusselemente beim Zusammenstecken durch das jeweils andere Steckverbindungsmittel axial verschoben, um den Gasdurchgang freizugeben. Das Verschlusselement an dem mit der Druckgasflasche verbundenen Kupplungsteil fungiert gleichzeitig als Abströmsicherung, und zwar derart, dass bei versehentlichem Öffnen des Flaschenventils in nicht gekuppeltem Zustand ein kleiner Druckluftvolumenstrom über das federbelastete Verschlusselement abströmt und somit Unfälle aufgrund des plötzlich mit hoher Geschwindigkeit austretenden Gases verhindert werden. Schließlich sind an den beiderseitigen Steckelementen auch noch Rastmittel zur Verriegelung der Steckverbindung vorgesehen, wobei die Verrastung nur durch eine manuell ausgeführte Dreh- und Längsbewegung eines am Kupplungsteil vorgesehenen Betätigungselements gelöst werden kann und ein selbsttätiges Lösen der Steckverbindung mithin ausgeschlossen ist. Aufgrund der Ausbildung als Steckverbindung in Kombination mit den Verschluss- und Rastelementen wird die erfindungsgemäße Kupplung den an einen derartigen Anschluss gestellten Anforderungen an eine hohe Sicherheit und eine schnelle Herstellung der Verbindung gerecht.
  • Aus den Unteransprüchen ergeben sich weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht der Kupplung zwischen einer Druckluftflasche (Druckgasflasche) und einem Druckminderer eines Pressluftatemgerätes in auseinandergezogener Lage der einzelnen Teile;
    Fig. 2
    die Kupplung zwischen Druckluftflasche und Druckminderer nach Fig. 1 in montiertem, jedoch nicht gekuppeltem Zustand;
    Fig. 3
    eine Schnittansicht der Kupplungselemente in nicht gekuppeltem Zustand; und
    Fig. 4
    eine Schnittansicht der Kupplungselemente im Betriebszustand.
  • Gemäß Fig. 1 und 2 ist das Flaschenventil 1 einer Druckluftflasche 2 in üblicher Weise mit einem Anschlussstutzen 3 mit Innengewinde 4 versehen. In einer Gewindebohrung 5 des Druckminderers 6 ist ein mit einem Stecknippel 8 ausgebildetes Anschlussorgan 7 verschraubt. Der Stecknippel 8 weist eine unter der Wirkung einer Schraubendruckfeder 9 stehende Verschlusskappe 10 auf, die in Verbindung mit einer Dichtung 11 den Druckminderer 6 in dem nicht an die Druckluftflasche 2 angeschlossenen Zustand vor Verschmutzung schützt. Das Kupplungsteil 12, mit dem die Verbindung zwischen dem Anschlussstutzen 3 und dem Stecknippel 8 herstellt wird, umfasst eine Gewindehülse 13, die in dem Anschlussstutzen 3 mittels eines Handrades 14 verschraubbar ist. Die Abdichtung im Anschlussstutzen erfolgt mittels einer Dichtung 15. Das Kupplungsteil 12 weist einen in der Luftdurchgangsbohrung 16 ausgebildeten Schließpilz 17 auf, der mit einem Schließring 18 einen Ringspalt 19 bildet. In dem nicht mit dem Stecknippel 8 gekoppelten Zustand ist der Ringspalt 19 durch einen unter der Wirkung einer Schraubendruckfeder 20 stehenden Verschlussring 21 verschlossen und verringert somit die Verschmutzungsgefahr. Dieser federbelastete Verschlussring 21 bildet zusammen mit dem Schließpilz 17 aber gleichzeitig eine Abströmsicherung, die in nicht gekoppeltem Zustand bei unbeabsichtigtem Öffnen des Flaschenventils 1 die Menge des abströmenden Gases auf ca. 5 l/min begrenzt und dadurch die Unfallgefahr einschränkt und die es außerdem ermöglicht, dass das Kupplungsteil 12 gegebenenfalls von der unter Druck stehenden Druckluftflasche 2 getrennt werden kann. Fig. 4 zeigt das Kupplungsteil 12 und den Stecknippel 8 in gekoppeltem - ineinander gestecktem - Zustand. Dabei ist die Verschlusskappe 10 durch den Schließpilz 17 entgegen der Wirkung der Schraubendruckfeder 9 in der Luftdurchgangsbohrung 22 des Stecknippels 8 zurückgedrückt, während der Verschlussring 21 durch den Stecknippel 8 in entgegengesetzter Richtung entgegen der Wirkung der Schraubendruckfeder 20 zurückgedrückt ist. Dadurch ist bei geöffnetem Flaschenventil 1 der Weg für die Druckluft von der Druckluftflasche 2 zum Druckminderer 6 frei. Aus Fig. 4 ist erkennbar, dass der Stecknippel 8 mittels am Innenumfang des Handrades 14 gehaltener Verrastkugeln 23 und einer am Außenumfang des Stecknippels 8 verlaufenden Rastnut 25 in dem Kupplungsteil 12 arretiert ist. Erst durch zwei aufeinanderfolgende Tätigkeiten des Benutzers, nämlich Drehen des beweglich gelagerten Handrades 14 und anschließendes Ziehen des Handrades 14 entgegen einer auf dem Kupplungsteil 12 angebrachten Schraubendruckfeder 24 werden die Verrastkugeln 23 freigegeben, um das Kupplungsteil 12 von dem mit dem Druckminderer 6 verbundenen Stecknippel 8 abziehen zu können.
  • Das kleine und handliche Kupplungsteil 12 kann einfach, schnell und sicher mit der Druckluftflasche 2 verbunden werden und an dieser verbleiben. Das Anschließen der mit dem Kupplungsteil 12 versehenen Druckluftflasche 2 an den Druckminderer 6, ein Verteilerelement oder dgl., die mit einem entsprechenden Stecknippel 8 ausgebildet sind, ist denkbar einfach und erfordert keinen Zeitaufwand. Um das ohnehin einfache Zusammenstecken von Kupplungsteil 12 und Stecknippel 8 weiter zu erleichtern, können an beiden Teilen entsprechende Einführschrägen ausgebildet sein.
  • Zudem ist eine Drehbewegung zwischen Druckluftflasche 2 und Druckminderer 6, genauer gesagt zwischen Kupplungsteil 12 und Stecknippel 8 möglich. Ein selbsttätiges Lösen der Steckverbindung ist aufgrund der Arretierung mittels Verrastkugeln 23 und von zwei manuell - mit einer Hand - durchführbaren Aktionen des Benutzers zum Entrasten, d. h. der Dreh- und Längsbewegung des Handrades 14 zur Freigabe der Verrastung, nicht möglich. Sowohl der Stecknippel 8 als auch das Kupplungsteil 12 sind durch den Verschlussring 21 bzw. die Verschlusskappe 10 vor Verschmutzung geschützt. Andererseits ermöglicht der federbelastete Verschlussring 21 in nicht gekoppeltem Zustand bei geöffnetem Flaschenventil 1 nur ein langsames Abströmen von Luft, so dass beim versehentlichen Öffnen des Flaschenventils 1 in ungekoppeltem Zustand keine Unfallgefahr besteht und schließlich auch die Möglichkeit der Demontage des Kupplungsteils 12 bei einer zunächst noch mit Druckluft gefüllten Druckluftflasche gegeben ist.
  • Die Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann der Stecknippel auch mit der Druckluftflasche verbunden sein, während das Kupplungsteil an dem Druckminderer angebracht ist.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Flaschenventil
    2
    Druckluftflasche
    3
    Anschlussstutzen v. 2
    4
    Innengewinde v. 3
    5
    Gewindebohrung v. 6
    6
    Druckminderer, Verteilerstück oder dgl.
    7
    Anschlussorgan v. 6
    8
    Stecknippel
    9
    Schraubendruckfeder v. 8
    10
    Verschlusskappe v. 8
    11
    Dichtung v. 8
    12
    Kupplungsteil
    13
    Gewindehülse v. 12
    14
    Handrad
    15
    Dichtung v. 13
    16
    Luftdurchgangsbohrung v. 12
    17
    Schließpilz v. 12
    18
    Schließring v. 12
    19
    Ringspalt zw. 17/18
    20
    Schraubendruckfeder in 16
    21
    Verschlussring
    22
    Luftdurchgangsbohrung v. 8
    23
    Verrastkugeln
    24
    Schraubendruckfeder v. 14
    25
    Rastnut

Claims (7)

  1. Druckgasflasche mit einer Kupplung zur Verbindung mit einem an einen Verbraucher (6), einen Verteiler oder eine Füllstation anschließbaren Anschlussorgan (7), insbesondere für Pressluftatemgeräte, wobei die Druckgasflasche (2) ein Flaschenventil (1) mit einem genormten Anschlussstutzen (3) aufweist, und ein separates, in oder auf dem Anschlussstutzen (3) der Druckgasflasche (2) verschraubbares Kupplungsteil (12) über an dem Kupplungsteil (12) und dem Anschlussorgan (7) ausgebildete Steckverbindungsmittel (17, 18; 8), die für den entkoppelten Zustand am Kupplungsteil (12) federbelastete Verschlussmittel (20, 21) zur Abströmsicherung und zum Schutz vor Verschmutzung und im Anschlussorgan (7) federbelastete Verschlusselemente (9, 10) aufweisen sowie Mittel (23, 25) zum gegenseitigen Verrasten der Steckverbindung im gekoppelten Zustand umfassen, an den Verbraucher (6), den Verteiler oder die Füllstation anschließbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steckverbindungsmittel (17, 18; 8) des Kupplungsteils (12) einen in einem Schließring (18) unter Freilassung eines Ringspaltes (19) angeordneten Schließpilz (17) umfassen, und in dem Ringspalt (19) ein Verschlussring (21) angeordnet ist, der in entkoppeltem Zustand so in dem Ringspalt zwischen Schließpilz (17) und Schließring (18) gehalten ist, dass bei geöffneter Druckgasflasche (2) ein begrenzter Gasvolumenstrom abströmen kann.
  2. Druckgasflasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussorgan (7) als Steckverbindungsmittel einen hohlen Stecknippel (8) aufweist, dessen Außenwand in gekoppeltem Zustand zwischen den Steckverbindungsmitteln (17, 18) im Kupplungsteil (12) geführt ist und in einer Rastnut (25) an Verrastkugeln (23) im Kupplungsteil (12) arretierbar ist.
  3. Druchgasflasche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrastkugeln (23) mit einem am Umfang des Kupplungsteils (12) angeordneten Handrad (14) in Wirkverbindung stehen, das entgegen der Wirkung einer Schraubendruckfeder (24) axial verschiebbar und drehbar ist, um durch Drehen und Verschieben des Handrades (14) die Verrastkugeln (23) freizugeben.
  4. Druchgasflasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusselemente im Stecknippel (8) eine in nicht gekoppeltem Zustand an dessen offenem Ende unter der Wirkung einer Schraubendruckfeder (9) an einer Dichtung (11) gehaltene Verschlusskappe (10) umfassen, die in gekoppeltem Zustand unter der Wirkung des Steckverbindungsmittels (18) im Kupplungsteil (12) in das Innere des Stecknippels (8) verschoben ist und den Gasdurchgang freigibt.
  5. Druckgasflasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ringspalt (19) zur Abströmsicherung und zum Schutz vor Verschmutzung in entkoppeltem Zustand der unter der Wirkung einer Schraubendruckfeder (20) gehaltene Verschlussring (21) angeordnet ist, der in gekoppeltem Zustand unter der Wirkung des Steckverbindungsmittels (8) des Anschlussorgans (7) aus dem Ringspalt verschoben ist und den Gasdurchlass vollständig freigibt.
  6. Druckgasflasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussorgan (7) als separates Bauteil ausgebildet und mit dem Verbraucher oder Verteiler verschraubbar ist.
  7. Druckgasflasche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Stecknippel (8) versehene Anschlussorgan (7) und das Kupplungsteil (12) jeweils sowohl an die Druckgasflasche (1) als auch an den Verbraucher (6), den Verteiler oder eine Füllstation anschließbar sind.
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