DE19911530C2 - Sicherheitsvorrichtung für einen Druckgasbehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für einen Druck­ gasbehälter, dargelegt in den einteiligen Patentansprüchen 1 und 2.

Druckgasbehälter müssen so beschaffen sein, dass sie den beim Betrieb zu erwartenden Beanspruchungen sicher widerstehen. Darüberhinaus sind Si­ cherheitseinrichtungen erforderlich wie Durchflussmengenbegrenzer und Sicherungen gegen Drucküberschreitung im Brandfall. Nach den Techni­ schen Regeln für Druckgase TTRG 381, müssen Druckgasbehälter zur Ver­ meidung von Drucküberschreitungen im Brandfall mit einer Schmelzsiche­ rung oder einer gleichwirkenden Sicherung ausgerüstet sein, die das Bersten des Behälters im Brandfall sicher verhindert. Bei größeren Behälter­ anlagen sind sogar mehreren thermische Auslöseeinheiten anzubringen, um eine ausreichende Druckentlastung sicherzustellen.

Nachteilig bei Schmelzsicherungen ist, dass die eingesetzten Schmelzlote zum einen relativ teuer sind und zum anderen unter dem Einfluss anhalten­ der Belastung einer zeitabhängigen fortschreitenden plastischen Verformung unterliegen. Dieses sogenannte Kriechen hat zur Folge, dass sich das An­ sprechverhalten der Sicherheitsvorrichtung verändert. Der Zustand der Schmelzsicherung kann dabei von außen nicht beurteilt werden.

Aus der dem Gegenstand der Anmeldung am nächsten kommenden DE-OS 28 13 219 ist eine Auslösearmatur bekannt mit einem durch Wärmeeinwirkung leicht zerstörbaren Berstkörper, vorzugsweise einem Glaskörper mit einer Füllung mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten. Diese Anordnung kommt bei Rauch- und Wärmeabzugssystemen zum Ein­ satz, die durch von der Auslösearmatur aktivierte Pneumatikzylinder betätigt werden. Diese Anordnung hat ein relativ hohes Gewicht, wodurch sie sich z. B. nicht zum Einsatz an Druckgasbehältern in Straßenfahrzeugen eignet. Insbesondere im Fahrzeugbau kommt es auf eine gewichtssparende Bau­ weise an, um den mit dem Fahrzeuggewicht steigenden Kraftstoffverbrauch und die einhergehende Umweltbelastung zu begrenzen.

Durch die DE 298 09 230 U1 zählt eine temperaturgesteuerte Sicherheits­ vorrichtung für Hochdruckgasbehälter zum Stand der Technik, bei welcher die Druckbohrung des Druckgasbehälters durch eine Berstscheibe ver­ schließbar ist. Die Berstscheibe ist durch ein thermisches Auslöseelement, d. h. eine flüssigkeitsgefüllte Glasampulle, gehalten, zwischen dem und der Berstscheibe ein Stützkörper begrenzt verschieblich gehalten ist. Wird die Glasampulle bei Überschreiten eines bestimmten Innendrucks zerstört, reißt die Berstscheibe durch den anstehenden Gashochdruck, wobei das Gas den Stützkörper aus seiner Führungsbohrung heraus in den Bereich der Aus­ blasbohrung drückt und entweicht. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die Stirnfläche des Stützkörpers ohne Kraftausübung an der Berstscheibe anlie­ gen muss. Hierzu müssen bestimmte Bauteile vorgesetzt und die Berst­ scheibe mit einem gewissen Spielraum eingesetzt werden, um thermisch bedingte Bewegungen des Stützkörpers zuzulassen.

Ein ähnliches Prinzip ist von Sprinkleranlagen her bekannt, bei welchen ein bei einer bestimmten Auslösetemperatur zerplatzendes Gasfässchen einen Anschluss an ein wassergefülltes Rohrnetz freigibt (DE 38 19 749 C2). Um Wärmebrüche zu dem Sprinklergehäuse und zu dem Wasser zu vermeiden, werden dabei vollflächige Dichtungen zwischen dem Verschlusskörper und dem Sprinklergehäuse vorgeschlagen.

Weiterhin zählt es durch die DE 297 17 707 U1 zum Stand der Technik, Einwegdruckgasflaschen, wie sie bei selbsttätig auslösenden Rauch- und Wärmeabzugsgeräten zum Einsatz kommen, durch eine einen Sicherheits­ einsatz durchstechende Nadel zu öffnen.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsvorrichtung für einen Druckgasbehälter mit einer thermischen Auslöseeinheit zu schaffen, die ein verbessertes Ansprechver­ halten bei gleichzeitig kompakter Bauweise aufweist.

Die Aufgabe wird durch dei Merkmale der beiden neben­ geordneten, einteiligen Patentansprüche 1 und 2 gelöst.

Eine erste Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merk­ malen des Anspruchs 1.

Danach umfasst die Sicherheitsvorrichtung eine thermische Auslöseeinheit, die einen in einem Gehäse von einer Bereitschaftsposition in eine Freigabe­ position verlagerbaren Verschlusskörper mit einem Führungsschaft aufweist, wobei der Führungsschaft in der Bereitschaftsposition in einem den Druck­ gasbehälter mit einem Auslasskanal verbindenden Überströmkanal positio­ niert ist. Der Führungsschaft ist umfangsseitig gegenüber dem Überströmka­ nal abgedichtet.

Der Berstkörper weist ein schnelles Ansprechverhalten bei Wärmeentwick­ lung auf und unterliegt keinen alterungsbedingten plastischen Verformungen. Dadurch wird sichergestellt, dass der den Überströmkanal abdichtende Ver­ schlusskörper sicher gehalten und Kriechen, wie es bei Schmelzloten auf­ treten kann, unterbunden ist. Dadurch wird ein im wesentlichen alterungsbedingt unab­ hängiges Ansprechverhalten der Sicherheitsvorrichtung gewährleistet.

Für die umfangsseitige Abdichtung des Führungsschafts des Verschlusskör­ pers eignen sich insbesondere Dichtungselemente in Form von O-Ringen.

In vorteilhafter Weiterbildung weist der Verschlusskörper zur axialen Lage­ fixierung eine gegenüber dem Führungsschaft verbreiterte Anschlagscheibe auf, wodurch der Verschlusskörper im Querschnitt im wesentlichen T-förmig konfiguriert ist (Anspruch 3). Die Anschlagscheibe wird dabei gegen das Ge­ häuse gedrückt, wobei unter Eingliederung eines Dichtungselements der Überströmkanal fluiddicht verschlossen ist. Selbstverständlich kann das Dichtungselement auch im Übergangsbereich zwischen dem Führungsschaft und der Anschlagscheibe angeordnet sein. Das Dichtungselement kann so­ wohl im Gehäuse als auch in dem Verschlusskörper gelagert sein.

Bei thermischer Einwirkung zerbricht der Berstkörper, und der Verschluss­ körper wird infolge des an der Stirnfläche des Führungsschafts angreifenden Behälterinnendrucks aus dem Überströmkanal gedrängt, wodurch das Gas durch den Überströmkanal und einen nunmehr freigeschalteten Auslasska­ nal aus dem Druckgasbehälter entweichen kann.

Eine Weiterentwicklung der Erfindung wird in den Merkmalen des Anspruchs 4 gesehen. Hierbei wirkt der Verschlusskörper mit dem Berstkörper und min­ destens einem Halteelement zusammen. Dadurch wird erreicht, dass die an der Stirnfläche des Verschlusskörpers durch den Behälterinnendruck anlie­ gende Druckkraft nicht allein von dem Berstkörper aufgenommen werden muss, sondern auf mindestens ein weiteres Halteelement übertragbar ist.

Hierzu ist nach Anspruch 5 vorgesehen, den Berstkörper und die Halteele­ mente auf der dem Führungsschaft abgewandten Seite von einer Widerla­ gerscheibe zu fixieren. Als besonders vorteilhaft wird eine kreisförmige An­ ordnung von einem Berstkörper und zwei Halteelementen im Winkelabstand von 120° gesehen. Bei Zerstörung des Berstkörpers durch thermische Ein­ flüsse wirken nur noch die Halteelemente mit dem Verschlusskörper zu­ sammen. Dieser kann durch den im Überströmkanal herrschenden Behäl­ terinnendruck aus dem Überströmkanal gedrängt werden, wodurch die Ver­ bindung zu einem Auslasskanal hergestellt ist. Durch Reduzierung der am Berstkörper angreifenden Kraft können kleinere und schneller ansprechende Berstkörper zum Einsatz gelangen.

Dass die zwischen der Widerlagerscheibe und dem Verschlusskörper ange­ ordneten Halteelemente eine klemmfreie Verlagerung des Führungsschafts aus dem Überströmkanal gestatten, ist durch Anspruch 6 ermöglicht. Hierzu ist die Widerlagerscheibe im Gehäuse kippbeweglich gelagert.

Als Widerlager ist ein zwischen der Widerlagerscheibe und einem Ver­ schlussdeckel eingegliedertes zentrales Kopplungsglied vorgesehen (An­ spruch 7). Das Kopplungsglied ist bevorzugt mit kugeliger Oberfläche aus­ geführt, die eine Punktlagerung der Widerlagerscheibe im Gehäuse ermög­ licht. Hierdurch ist die Widerlagerscheibe innerhalb des Gehäuses frei verschwenkbar. Über den Verschlussdeckel ist die thermische Auslöseein­ heit im Gehäuse gehalten. Der Verschlussdeckel kann vorzugsweise als Schraubdeckel ausgeführt sein, wobei es von Vorteil ist, das Kopplungsglied aufgrund der Drehbewegung beim Einschrauben zentrisch anzuordnen. Das Kopplungsglied kann unterschiedlich konfiguriert sein, wobei insbesondere eine Punktberührung mit der Widerlagerscheibe als besonders vorteilhaft angesehen wird. Neben einer im wesentlichen kugel- oder kegelartigen Kon­ figuration eignen sich selbstverständlich auch zylinderförmige Kopplungs­ glieder.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform wird in den Merkmalen des Anspruchs 8 erblickt. Bei dieser Ausführungsform ist der Überströmkanal in drei im Durchmesser unterschiedliche Längenabschnitte eingeteilt. In einem ersten dem Druckgasbehälter abgewandten Längenabschnitt ist der Füh­ rungsschaft des Verschlusskörpers gelagert. Dieser Längenabschnitt weist den kleinsten Durchmesser auf, wodurch an dem den Verschlusskörper fixie­ renden Berstkörper nur geringe Kräfte angreifen.

Der sich anschließende mittlere Längenabschnitt besitzt den größten Durchmesser und führt einen in Richtung auf den Druckgasbehälter feder­ belasteten längskanalisierten Differentialkolben. Mit einem Dichtstutzen greift der Differentialkolben in den dem Druckgasbehälter benachbarten Längen­ abschnitt und ist sowohl in diesem als auch in dem mittleren Längenab­ schnitt dicht geführt.

Bei einer Zerstörung des Berstkörpers gibt der Verschlusskörper den oberen Längenabschnitt des Überströmkanals frei. Gas kann aus dem mittleren Längenabschnitt des Überströmkanals durch den oberen Längenabschnitt ausströmen, wobei durch den längskanalisierten Differentialkolben keine den Druckabfall ausgleichende Gasmenge nachströmen kann. Der Differential­ kolben ist dabei so bemessen, dass an dem dem Druckgasbehälter zuge­ wandten Dichtstutzen ein entsprechend hoher statischer und dynamischer Druck anliegt, der den Differentialkolben entgegen der Federkraft in Richtung zum ersten Längenabschnitt des Überströmkanals verlagert. Hierdurch wird ein mit dem mittleren Längenabschnitt verbundener Auslasskanal freigege­ ben, durch den das Gas abströmen kann. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass die am Berstkörper angreifende Kraft infolge des geringen Durchmes­ sers des dem Druckbehälter abgewandten Längenabschnitts des Über­ strömkanals unabhängig von dem Querschnitt der anderen Längenab­ schnitte ist. Es ist somit möglich, kleine und schnell ansprechende Berstkör­ per zu verwenden und gleichzeitig hohe Durchflussmengen an der Sicher­ heitsvorrichtung zu realisieren.

Diese Bauart wirkt sich besonders vorteilhaft aus, wenn das Gehäuse lösbar quergeteilt ist (Anspruch 9). Hierbei ist die thermische Auslöseeinheit in einem dem Druckgasbehälter abgewandten Gehäuseoberteil und der Diffe­ rentialkolben in einem dem Druckgasbehälter zugewandten Gehäuseunter­ teil aufgenommen. Die thermische Auslöseeinheit ist als separate Bau­ gruppe ausgeführt und kann beispielsweise über eine Schraubverbindung mit dem Gehäuseunterteil gekoppelt werden. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass vorkonfektionierte Auslöseeinheiten in fertigungstechnischer Hinsicht besonders einfach mit verschiedensten Gehäuseunterteilen gekop­ pelt werden können. Damit ist eine besonders rationelle Montage, ein schnelles Reagieren auf Kundenwünsche bei gleichzeitiger Reduzierung der Lagerhaltung möglich.

Eine zweite Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe besteht nach Anspruch 2 in einer Sicherheitsvorrichtung, die eine thermische Auslöseeinheit mit einem Stützkörper umfasst, der einerseits von einem Berstkörper und ande­ rerseits durch eine Schraubendruckfeder in der Bereitschaftsposition gehal­ ten ist, wobei sich die Schraubendruckfeder einerseits an dem scheibenför­ migen Stützkörper und andererseits an einer an dem Gehäuse fixierbaren Schraubkappe abstützt. Dem Stützkörper ist ein Stößel zugeordnet, der in einem den Druckgasbehälter mit einem Auslasskanal verbindenden Über­ strömkanal angeordnet ist. Bei einer Auslösung wird der Stützkörper in eine Freigabeposition verlagert, wobei der Stößel eine den Überströmkanal ver­ schließende Dichtfolie zerstört. Bei dieser Anordnung kann auf eine Abdich­ tung des Stützkörpers bzw. des Stößels im Überströmkanal verzichtet wer­ den. Die am Berstkörper angreifende Kraft ist unabhängig vom Behälterin­ nendruck, wodurch sich Lastwechsel infolge von Druckschwankungen nicht auf den Berstkörper auswirken. Die Dichtfolie kann auch als Berstscheibe ausgeführt sein, die bei Überschreiten eines bestimmten Behälterin­ nendrucks den Überströmkanal freigibt. Hierdurch wird bei besonders kom­ pakter Bauweise eine Sicherheitseinrichtung gegen Drucküberschreitungen im Brandfall realisiert.

Dass sich die Schraubendruckfeder einerseits an dem scheibenförmigen Stützkörper und andererseits an einer an dem Gehäuse fixierbaren Schraubkappe abstützt, ermöglicht eine einfache Montage der Auslöseein­ heit. Stützkörper, Berstkörper und Schraubendruckfeder können durch einfa­ ches Abnehmen der Schraubkappe ausgetauscht werden. Die modulare Bauweise ermöglicht eine flexible Anpassung an verschiedenste Einsatzbe­ dingungen. Insbesondere kann durch die Schraubkappe die durch die Schraubendruckfeder aufgebrachte Federkraft variiert und an unterschied­ liche Berstkörper bzw. Dichtfolien verschiedener Dicke angepasst werden.

Nach Anspruch 10 ist der Stößel als längsgeschlitzte Hülse mit abgeschräg­ ter Stirnseite ausgebildet. Das hat zum Vorteil, dass die Dichtfolie besonders leicht durchstochen werden kann. Die zum Zerstören der Dichtscheibe erfor­ derliche Federkraft kann geringer bemessen sein. Die Schraubendruckfeder kann dadurch kleiner und leichter ausfallen. Der Berstkörper wäre folglich ebenfalls geringeren Belastungen unterworfen.

Die Hülse ist vorzugsweise längsgeschlitzt, um nach dem Durchstoßen der Dichtfolie den Austritt des Druckgases aus der Hülse in den Auslasskanal zu ermöglichen. Es ist im Rahmen der Erfindung auch denkbar, statt einer ge­ schlitzten Hülse lediglich eine Öffnung in Höhe des Auslasskanals in einer Hülse vorzusehen.

Die erfindungsgemäße Weiterbildung nach Anspruch 11 sieht vor, dass der Stützkörper mit Führungsbolzen einerseits in der Schraubkappe und ande­ rerseits in dem Überströmkanal geführt ist. Der Stützkörper kann dadurch exakt in Stoßrichtung des mit dem Stützkörper verbundenen Stößels geführt sein, wodurch die von der Schraubendruckfeder aufgebrachte Federkraft optimal zur Zerstörung der Dichtfolie genutzt wird.

Nach Anspruch 12 ist vorgesehen, den Berstkörper in einer seitlich neben dem Überströmkanal angeordneten Vertiefung im Gehäuse zu platzieren.

Als Berstkörper sind nach Anspruch 13 Hohlkörper mit einer unter Wärme­ einwirkung expandierenden Füllung vorgesehen. Insbesondere eignen sich Glasbehälter, die mit einer Flüssigkeit mit hohem Wärmeausdehnungskoeffi­ zienten gefüllt sind. Als Füllung können aber auch aufschäumende Materia­ lien oder andere thermosensible Stoffe vorgesehen sein, die eine Zerstörung des Berstkörpers gewährleisten.

Für die Praxis bieten sich Berstkörper an mit einer birnenförmigen Gestalt (Anspruch 14), die einen Kugelabschnitt und einen Halsabschnitt aufweisen, wobei der Halsabschnitt bei den vorgenannten Ausführungsformen in eine Hülse greift, die eine an den Kugelabschnitt angepasste umlaufende Anla­ geschulter aufweist. Eine derartig gestaltete Anlageschulter optimiert die Spannungsverteilung im Glaskörper und ermöglicht den Einsatz von Glas­ körpern mit geringer Wanddicke. Im Gegensatz zu Glaskörpern mit hohen Wanddicken können dadurch Glaskörper mit geringen Wanddicken schneller auf thermische Einflüsse reagieren, da zu ihrer Zerstörung nur geringe Kräfte notwendig sind. Selbstverständlich können auch Glaskörper anderer Quer­ schnittskonfigurationen zum Einsatz kommen.

Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen be­ schrieben, in denen jeweils eine Sicherheitsvorrichtung für einen Druckgas­ behälter mit einer thermischen Auslöseeinheit im Vertikalschnitt dargestellt ist.

Mit 1 ist in der Fig. 1 eine Sicherheitsvorrichtung für einen nicht näher dar­ gestellten Druckgasbehälter bezeichnet. Die Sicherheitsvorrichtung 1 um­ fasst eine thermische Auslöseeinheit 2, die in einem Gehäuse 3 angeordnet ist. Das Gehäuse 3 weist einen Anschlussstutzen 4 mit einem Außenge­ winde 5 auf zur dichten Befestigung an einer Ventilarmatur oder einem Druckgasbehälter. Der Anschlussstutzen 4 ist mittig von einem Überström­ kanal 6 durchsetzt, der auf seinem dem Druckbehälter abgelegenen Ende von einem Verschlusskörper 7 verschlossen ist. Hierbei fasst ein Führungs­ schaft 8 in den Überströmkanal 6 ein. Ein im Gehäuse 3 gelagertes Dich­ tungselement 9 in Form eines O-Rings dichtet den Führungsschaft 8 im Überströmkanal 6 ab. Der Verschlusskörper 7 umfasst ferner eine gegen­ über dem Führungsschaft 8 verbreiterte Anschlagscheibe 10, die durch einen Berstkörper 11 in Richtung des Druckgasbehälters gegen eine Anla­ gefläche 12 des Gehäuses 3 gedrückt ist.

Der Berstkörper 11 ist ein flüssigkeitsgefüllter Hohlkörper aus Glas, wobei die Flüssigkeit einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist und den Hohlkörper bei bestimmten Umgebungstemperaturen sprengt. Der Berstkörper 11 weist eine birnenförmige Gestalt auf mit einem Kugelab­ schnitt 13 und einem Halsabschnitt 14. Eine in das Gehäuse 3 einge­ schraubte Hülse 15 umfasst den Halsabschnitt 14 des Berstkörpers 11 und weist an ihrem dem Kugelabschnitt 13 zugewandten Ende eine an die Kon­ tur des Kugelabschnitts 13 angepasste trichterförmig erweiterte umlaufende Anlageschulter 16 auf.

In einer Bereitschaftsposition BP wird der Berstkörper 11 durch die Hülse 15 gegen den Verschlusskörper 7 gedrückt, der sich über die Anschlagscheibe 10 gegen das Gehäuse 3 abstützt. Die Hülse 15, der Berstkörper 11 und der Verschlusskörper 7 sind fluchtend zum Überströmkanal 6 angeordnet. Quer zum Überstörmkanal 6 ist im Bereich des Kugelabschnitts 13 des Berstkör­ pers 11 seitlich je ein Auslasskanal 17 angeordnet. Bei einer thermischen Auslösung drückt der an der dem Druckgasbehälter zugewandten Stirnfläche 18 des Führungsschafts 8 angreifende Behälterinnendruck den Verschluss­ körper 7 aus dem Überströmkanal 8 in eine Freigabeposition FP. Aus dem Druckgasbehälter kann Gas durch den Überströmkanal 6 und den Auslass­ kanal 17 entweichen.

Die in Fig. 2 veranschaulichte Variante einer Sicherheitsvorrichtung 1a weist ein ähnlich konfiguriertes Gehäuse 3a wie bei der in Fig. 1 darge­ stellten Ausführungsform auf, wobei jedoch der dem Druckbehälter abge­ wandte Längenabschnitt des Gehäuses 3a gegenüber dem Anschlussstut­ zen 4a radial verbreitert ist. Auch der Durchmesser der Anschlagscheibe 10a des Verschlusskörpers 7a ist gegenüber der ersten Ausführungsform ver­ größert. Der Verschlusskörper 7a wird außermittig von dem Berstkörper 11 und einem Halteelement 19 gegen eine Anlagefläche 12a neben dem Über­ strömkanal 6a des Gehäuses 3a gedrückt.

Das Halteelement 19 ist stiftförmig konfiguriert und greift endseitig in eine Vertiefung 20 in der Anschlagscheibe 10a ein. Der Berstkörper 11 und das Halteelement 19 sind auf der dem Führungsschaft 8a abgewandten Seite von einer Widerlagerscheibe 21 fixiert. Hierzu greift das Halteelement 19 mit seinem zweiten Ende in eine Vertiefung 22 in der Widerlagerscheibe 21 ein und ist achsparallel zur Mittellängsachse MLA der Sicherheitsvorrichtung 1a positioniert.

Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Berstkörper 11 durch eine sich einerseits am Kugelabschnitt 13 und andererseits an der Widerlager­ scheibe 21 abstützende Hülse 23 gehalten. Die Hülse 23 umgibt den Hals­ abschnitt 14 des Berstkörpers 11, wobei der Halsabschnitt weiterhin eine mit der Hülse 23 fluchtende Bohrung 24 in der Widerlagerscheibe 21 durchsetzt. Die in Richtung des Halsabschnitts 14 gerichtete Längsachse LA des Berst­ körpers 11 verläuft parallel zur Mittellängsachse MLA der Sicherheitsvor­ richtung und parallel zum Halteelement 19.

Die Widerlagerscheibe 21 ist parallel zu der Anschlagscheibe 10a des Ver­ schlusskörpers 7a angeordnet und auf der dem Verschlusskörper abge­ wandten Seite über ein zentrales kugelförmiges Kopplungsglied 25 gehalten. Ein in das Gehäuse 3a eingeschraubter Verschlussdeckel 26 fixiert das Kopplungsglied 25 über einen stiftartig aus der dem Überströmkanal 6a zu­ gewandten Seite 27 des Verschlussdeckels 26 her vorstehenden Haltesteg 28 gegen die Widerlagerscheibe 21. Bei einer Zerstörung des Berstkörpers 11 ist die Widerlagerscheibe 21 aufgrund einer Punktberührung mit dem ku­ gelförmig konfigurierten Kopplungsglied 25 innerhalb des Gehäuses 3a in alle Richtungen frei verschwenkbar. Der Verschlusskörper 7a gibt dann die Verbindung zwischen dem Überströmkanal 6a und seitlichen Auslasskanälen 17 frei.

Fig. 3 veranschaulicht eine Weiterbildung der Variante nach Fig. 1. Hier­ bei ist das Gehäuse 3b lösbar quergeteilt, wobei die im wesentlichen der Fig. 1 entsprechende thermische Auslöseeinheit 2b in einem dem Druck­ gasbehälter abgewandten Gehäuseoberteil 29 aufgenommen ist, das über eine Schraubverbindung mit einem Gehäuseunterteil 30 gekoppelt ist. Über einen Anschlussstutzen 4b des Gehäuseunterteils 30 kann die Sicherheits­ vorrichtung 1b mit einem Druckgasbehälter verbunden werden.

Der Überströmkanal 6b ist in drei im Durchmesser unterschiedliche Längen­ abschnitte gegliedert. Ein erster im Durchmesser kleinster Längenabschnitt 31 nimmt im Gehäuseoberteil 29 den Führungsschaft 8b des Verschlusskör­ pers 7b auf. Der erste Längenabschnitt 31 steht mit einem mittleren im Durchmesser größten Längenabschnitt 32 in Verbindung, der im Gehäuse­ unterteil 30 ausgebildet ist. Im Anschlussstutzen 4b befindet sich ein dritter dem Druckgasbehälter benachbarter Längenabschnitt 33.

In dem mittleren Längenabschnitt 32 ist ein in Richtung auf den Druckgas­ behälter federbelasteter längskanalisierter Differentialkolben 34 dicht geführt. Ein Dichtstutzen 35 greift dabei in den dem Druckgasbehälter benachbarten Längenabschnitt 33 ein. Über einen Längskanal 36 sind der mittlere Län­ genabschnitt 32 und der Längenabschnitt 33 im Behälterstutzen 4a fluidlei­ tend verbunden. Umfangsseitig ist der Dichtstutzen durch integrierte Dicht­ elemente 37 gegenüber dem Längenabschnitt 33 des Überströmkanals 6b abgedichtet. Ein weiteres Dichtungselement 38 ist umfangsseitig in den Dif­ ferentialkolben 34 integriert. Ferner sind Dichtungselemente 39, 40 zwischen dem Gehäuseobertiel 29 und dem Gehäuseunterteil 30 eingegliedert sowie umfangsseitig des Führungsschafts 8b des Verschlusskörpers 7b.

Eine in einer Ausnehmung 42 des Differentialkolbens 34 geführte Schrau­ bendruckfeder 41 ist einerseits gegen den Differentialkolben 34 und ande­ rerseits gegen die dem Druckgasbehälter zugewandte Seite des Gehäuse­ oberteils 29 widergelagert. Der Differentialkolben 34 ist dadurch gegen eine Radialfläche 43 des mittleren Längenabschnitts 32 im Gehäuseunterteil 30 gedrückt und verschließt einen quer zum Überströmkanal 6b angeordneten Auslasskanal 17a. Die Schraubendruckfeder 41 ist so bemessen, dass bei einer thermischen Auslösung der Sicherheitsvorrichtung 1b der an der dem Druckgasbehälter zugewandten Stirnfläche 44 des Dichtstutzens 35 angrei­ fende Behälterinnendruck den Differentialkolben 34 entgegen der Federkraft verlagert.

Fig. 4 zeigt eine Sicherheitsvorrichtung 1c mit einem Anschlussstutzen 4c, bei dem der ihn durchsetzende Überströmkanal 6c von einer stirnseitig an­ geordneten Dichtfolie 45 verschlossen ist. Die thermische Auslöseeinheit 2c umfasst einen im Gehäuse 3c verlagerbaren Stützkörper 46, der einerseits von einem Berstkörper 11 und andererseits von einer Schraubendruckfeder 47 in der Bereitschaftsposition BP gehalten ist. Der Berstkörper 11 ist in einer seitlich neben dem Überströmkanal 6c angeordneten Vertiefung 48 im Gehäuse 3c gehalten, wobei der Halsabschnitt 14 in die Vertiefung 48 ragt. Die Schraubendruckfeder 47 ist als Schraubenfeder ausgeführt und stützt sich einerseits gegen den scheibenförmigen Stützkörper 46 und andererseits an einer das Gehäuse endseitig umgreifenden Schraubkappe 49 ab.

Der Stützkörper 46 weist einen zentralen Führungsbolzen 50 auf, der sich auf der dem Druckgasbehälter abgelegenen Seite in einer Führungsbohrung 51 in der Schraubkappe 49 erstreckt. Auf der dem Überströmkanal 6c zuge­ wandten Seite des Stützkörpers 46 ist in einem zweiten Führungsbolzen 52 ein im Überströmkanal 6c aufgenommener Stößel 53 fixiert. Oberhalb des Anschlussstutzens 4c ist ein Auslasskanal 17b radial in das Gehäuse 3c eingebracht und steht mit dem Überströmkanal 6c in Verbindung. Auf der dem Auslasskanal 17b zugewandten Seite ist der als Hülse ausgebildete Stößel 53 längsgeschlitzt, um den Auslasskanal 17b und den Überströmka­ nal 6c fluidleitend zu verbinden. Der Stößel weist eine abgeschrägte Stirn­ seite 54 auf, wodurch er endseitig spitz zuläuft und die Dichtfolie 45 leicht durchstochen werden kann.

Bezugszeichenaufstellung

1

Sicherheitsvorrichtung

1

a Sicherheitsvorrichtung

1

b Sicherheitsvorrichtung

1

c Sicherheitsvorrichtung

2

thermische Auslöseeinheit

2

a thermische Auslöseeinheit v.

1

a

2

b thermische Auslöseeinheit v.

1

b

2

c thermische Auslöseeinheit v.

1

c

3

Gehäuse

3

a Gehäuse v.

1

a

3

b Gehäuse v.

1

b

3

c Gehäuse v.

1

c

4

Anschlussstutzen

4

a Anschlussstutzen v.

3

a

4

b Anschlussstutzen v.

3

b

4

c Anschlussstutzen v.

3

c

5

Außengewinde

6

Überströmkanal

6

a Überströmkanal v.

1

a

6

b Überströmkanal v.

1

b

6

c Überströmkanal v.

1

c

7

Verschlusskörper

7

a Verschlusskörper

7

b Verschlusskörper

8

Führungsschaft v.

7

8

a Führungsschaft v.

7

a

8

b Führungsschaft v.

7

b

9

Dichtungselement

10

Anschlagscheibe v.

7

10

a Anschlagscheibe v.

7

a

11

Berstkörper

12

Anlagefläche v.

3

13

Kugelabschnitt v.

11

14

Halsabschnitt v.

11

15

Hülse

16

Anlageschulter v.

15

17

Auslasskanal

17

a Auslasskanal v.

1

b

17

b Auslasskanal v.

1

c

18

Stirnfläche v.

8

19

Halteelement

20

Vertiefung

21

Widerlagerscheibe

22

Vertiefung in

21

23

Hülse

24

Bohrung in

21

25

Kopplungsglied

26

Verschlussdeckel

27

Seite v.

26

28

Haltesteg

29

Gehäuseoberteil

30

Gehäuseunterteil

31

erster Längenabschnitt v.

6

b

32

mittlerer Längenabschnitt v.

6

b

33

dritter Längenabschnitt v.

6

b

34

Differentialkolben

35

Dichtstutzen

36

Längskanal

37

Dichtungselement

38

Dichtungselement

39

Dichtungselement

40

Dichtungselement

41

Schraubendruckfeder

42

Ausnehmung

43

Radialfläche

44

Stirnfläche v.

35

45

Dichtfolie

46

Stützkörper

47

Schraubendruckfeder

48

Vertiefung

49

Schraubkappe

50

Führungsbolzen

51

Führungsbohrung

52

Führungsbolzen

53

Stößel

54

Stirnseite v.

53

LA Längsachse v.

11

MLA Mittellängsachse v.

1

a

Claims (14)

1. Sicherheitsvorrichtung für einen Druckgasbehälter mit einer thermischen Auslöseeinheit, welche einen in einem Gehäuse (3, 3a, 3b) von einer Bereitschaftsposition (BP) in eine Freigabeposition (FP) verlagerbaren Verschlusskörper (7, 7a, 7b) mit einem Führungsschaft (8, 8a, 8b) aufweist, der in der Bereitschaftsposition durch einen Berstkörper (11) in einem den Druckgasbehälter mit einem Auslasskanal (17) verbindenden Überströmkanal (6, 6a, 6b) positioniert und umfangsseitig gegenüber dem Überströmkanal (6, 6a, 6b) abgedichtet ist.

2. Sicherheitsvorrichtung für einen Druckgasbehälter mit einer thermischen Auslöseeinheit, welche mindestens einem mit einem Gehäuse (3c) von einer Bereitschaftsposition (BP) in eine Freigabeposition verlagerbaren Stützkörper (46) umfasst, der einerseits von einem Berstkörper (11) und andererseits von einer Schraubendruckfeder (47) in der Bereitschaftsposition (BP) gehalten ist, wobei sich die Schraubendruckfeder (47) einerseits an dem scheibenförmigen Stützkörper (46) und andererseits an einer an dem Gehäuse (3c) fixierbaren Schraubkappe (49) abstützt und wobei dem Stützkörper (46) ein Stößel (53) zugeordnet ist, der in einem den Druckgasbehälter mit einem Auslasskanal (17b) verbindenden zum Druckgasbehälter durch eine Dichtfolie (45) verschlossenen Überströmkanal (6c) angeordnet ist.

3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Verschlusskörper (7a) eine gegenüber dem Führungsschaft (8a) verbreiterte Anschlagscheibe (10a) aufweist, die neben dem Überströmkanal (6a) dicht gegen das Gehäuse (3a) gedrückt ist.

4. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, bei welcher der Verschlusskörper (7a) mit dem Berstkörper (11) und mindestens einem Halteelement (19) zusammenwirkt.

5. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher der Berstkörper (11) und das Halteelement (19) auf der dem Führungsschaft (8a) abgewandten Seite von einer Widerlagerscheibe (21) fixiert sind.

6. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher die Widerlagerscheibe (21) im Gehäuse (3a) kippbeweglich gelagert ist.

7. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei welcher zwischen der Widerlagerscheibe (21) und einem Verschlussdeckel (26) ein zentrales Kopplungsglied (25) vorgesehen ist.

8. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, bei welcher der Überströmkanal (6b) drei im Durchmesser unterschiedliche Längenabschnitte (31, 32, 33) aufweist, von denen der dem Druckgasbehälter abgewandte im Durchmesser kleinste Längenabschnitt(31) den Führungsschaft (8b) des Verschlusskörpers (7b) aufnimmt und im mittleren, den größten Durchmesser besitzenden Längenabschnitt (32) ein in Richtung auf den Druckgasbehälter federbelasteter längskanalisierter Differentialkolben(42) dicht geführt ist, der mit einem Dichtstutzen (35) in den dem Druckgasbehälter benachbarten Längenabschnitt (33) fasst, wobei der mittlere Längenabschnitt (32) an den Auslasskanal (17a) anschließbar ist.

9. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher das Gehäuse (3b) lösbar quergeteilt ist, und eine thermische Auslöseeinheit (2b) in einem dem Druckgasbehälter abgewandten Gehäuseoberteil (29) und der Differentialkolben (34) in einem dem Druckgasbehälter zugewandten Gehäuseunterteil (39 aufgenommen sind.

10. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher der Stößel (53) als längsgeschlitzte Hülse mit abgeschrägter Stirnseite (54) ausgebildet ist.

11. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher der Stützkörper (46) mit einem dem Führungsbolzen (50, 52) in der Schraubkappe (49) und dem Überströmkanal (6c) geführt ist.

12. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 10 oder 11, bei welcher der Berstkörper (11) in einer seitlich neben dem Überströmkanal (6c) angeordneten Vertiefung (48) im Gehäuse (3c) gehalten ist.

13. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welcher der Berstkörper (11) ein Hohlkörper mit einer unter Wärmeeinwirkung expandierenden Füllung ist.

14. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welcher der Berstkörper (11) eine birnenförmige Gestalt aufweist mit einem Kugelanschnitt (13) und einem Halsabschnitt (14), wobei der Halsabschnitt (14) in eine Hülse (15) greift, die eine an den Kugelabschnitt (13) angepasste Anlageschulter (16) aufweist.