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Lungengesteuertes Atemgaszuführungsventil für Druckgasatemschutzgeräte,
insbesondere zum Tauchen Die Erfindung betrifft ein lungengesteuertes Atemgaszuführungsventil
für Druckgasatemschutzgeräte, insbesondere zum Tauchen, das an einer Stirnseite
der länglich ausgebildeten Steuerkammer angeordnet ist. Der federbelastete Ventilverschlußkörper
dieses Ventils wird durch eine sich im Kammerlängsrichtung erstreckende Kipphebelanordnung
gesteuert, die durch ein mit einer mit dem Ausatemventil versehenen, an der anderen
Stirnseite angeordneten Steuermembran od. dgl. verbundenes Ansatzstück betätigt
wird. Weiter ist an der Steuerkammer zwischen den Ventilen ein Mundstück angeschlossen.
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Bei bekannten Druckgasatemschutzgeräten weist das an der Einatemleitung
angeordnete Atemgaszuführungsventil eine verformbare Wand oder eine Membran auf,
deren Außenfläche dem Druck des umgebenden Mediums ausgesetzt ist. Ein mit der Membran
gekuppelter Ventilverschlußkörper steuert den Zutritt des Druckgases in die Steuerkammer
und wird geschlossen, wenn die Membran sich in ihrer Gleichgewichtsstellung befindet,
d. h. wenn die Drücke auf ihren beiden Flächen ungefähr gleich sind. Wenn der Gerätbenutzer
Druckgas aus der Kammer ansaugt, biegt sich die Membran nach innen durch und öffnet
das Ventil, das sich wieder schließt, wenn die Einatmung aufhört. Das Ausatmen erfolgt
über ein Ventil, das an einer mit der Steuerkammer nicht verbundenen Ausatemleitung
angeordnet ist. Dabei müssen Vorsichtsmaßnahmen getroffen sein, um das selbsttätige
Ausströmen von Luft in die Umgebung, insbesondere in das Wasser, zu verhindern.
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Es ist beispielsweise bekannt, zu diesem Zweck die Ausaternluft durch
eine besondere Leitung an eine Stelle nahe der Membran zurückzuführen. Bei anderen
Geräten öffnet sich der Ventilverschlußkörper des Ausatemventils nur bei überschreiten
einer bestimmten Druckdifferenz. Bei der ersten Lösung ist das Gerät sperrig und
durch die Leitung zum Zurückführen der Ausatemluft umständlich aufgebaut. Außerdem
ist das Einbauen des Ausatemventils schwierig. Im zweiten Fall ist der Gegendruck
beim Ausatmen in gewissen Lagen beträchtlich und ermüdet den Gerätbenutzer.
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Um diese Mängel zu beheben, ist der Vorschlag bekanntgeworden, die
Ausatemluft durch die Steuerkammer zu leiten, während das Atemgas in der Einatemphase
unmittelbar von dem Atemgaszuführungsventil zum Mundstück strömt, ohne größere Teile
der Kammer zu berühren. Bei dem bekannten Gerät ist die Membran mit dem Ventilverschlußkörper
durch einen einzigen Hebel über ein an ihr befestigtes Rohr gekoppelt, das die Verschiebungen
überträgt, welche die etwa parallel zu dem Hebel angeordnete Membran beim Einatmen
erfährt.
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Es ist auch eine durch die Lunge betätigte Steuerung für die Sauerstoffzufuhr
von Atemschutzgeräten bekannt, bei der das Ventil durch schwenkbar gelagerte, durch
die Bewegungen einer Steuermembran oder eines Steueratembeutels gesteuerte Hebel
betätig wird, die jedoch nicht zum Steuern des Ausatemventils dienen.
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Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung des durch eine Kipphebelanordnung
betätigten Atemgaszuführungsventils hinsichtlich der Kraftübertragung auf den Ventilverschlußkörper
und hinsichtlich der hierfür erforderlichen Bauteile.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß das
Ansatzstück mit der Steuermembran od. dgl. koaxial zu dem Ventilverschlußkörper
des Atemgaszuführungsventils angeordnet und als sich nach dem Gehäuseinnern zu verjüngender
Nocken ausgebildet ist, der zwischen die freien Enden mehrerer die Kipphebelanordnung
bildender Hebel greift, durch deren Spreizung der Ventilverschlußkörper geöffnet
wird. Die Membran kann einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser und große Ausschläge
haben und beispielsweise ringförmig ausgebildet sein. Bei ringförmiger Ausbildung
ist der Außenrand der Membran an dem Gehäuse befestigt, während am Innenrand der
Ventilsitz für das Ausatemventil angeordnet ist.
Während bei dem
bekannten Ventil die Membran parallel zur Längsachse des Atemgaszuführungsventils
liegt, ist sie bei dem Ventil nach der Erfindung koaxial angeordnet, was den Vorteil
bietet, daß die Membran erheblich näher an das Mundstück herangerückt werden kann.
Durch diese Verringerung der Sperrigkeit des Ventils wird die Bewegungsfreiheit
des Gerätbenutzers vergrößert. Außerdem ist das Herstellen des Gehäuses mit dem
Ein- und Ausatemventil vereinfacht und erleichtert, weil die Membran, das Ausatem-
und Einaternventil sich auf derselben Symmetrieachse befinden und die an dem Nocken
auf mehreren Seiten anliegenden Steuerhebel einfacher sind als der beim bekannten
Gerät benutzte einzige Hebel, der eine um 90° gegenüber der Ebene des Haupthebelteils
versetzte Gabel aufweist. Durch geeignete Wahl der Verjüngung des Nockens ist es
möglich, die öffnungsbewegung des Atemgaszuführungsventils auch nichtlinear zu steuern.
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Das Atemgaszuführungsventil ist wie üblich in einem Ventilgehäuse
angeordnet. Sein Verschlußkörper ist mit einem Schaft versehen, der über das Gehäuse
vorsteht und mit dem die kippbar gelagerten Enden der Hebel im Eingriff stehen.
Die entgegengesetzten Enden der Hebel liegen an den Seitenflächen des Nockens an.
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Bei dieser Anordnung bewirken die Verschiebungen der Membran gegen
das Innere der Steuerkammer beim Einatmen ein Spreizen der äußeren Hebelenden, eine
Kippbewegung der entgegengesetzten Enden an dem Schaft des Ventilverschlußkörpers
des Atemgaszuführungsventils und das Öffnen des Ventils entgegen der Wirkung einer
üblichen Rückstellfeder. Durch die sich verjüngende Form des Nockens sind die beim
Betätigen des Ventils zu überwindenden Widerstände gering.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der sich verjüngende
Nocken annähernd Kegelform; außerdem weist er an der Spitze einen in Richtung seiner
Längsachse verlaufenden Ansatz auf.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 3 bis
5.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig: 1 einen Axialschnitt durch ein Ventil nach der Erfindung in
der Mittelebene des Mundstückes, Fig. 2 einen Querschnitt in der Ebene 2-2 der Fig.
1 und Fig. 3 einen Teilschnitt entsprechend dem linken Teil der Fig. 1 durch eine
andere Ausführung des Ventils.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weist das Gerät ein rohrförmiges
Ventilgehäuse 10 auf; das an seinem einen Ende mit einer trichterförmigen Erweiterung
12 versehen ist und in eine Manschette 14 an dem Mundstück 16 eingeschoben ist,
das mit dem Gehäuseinnern durch eine Öffnung 18 in Verbindung steht, die
in der Wandung des Gehäuses angebracht ist. Vorzugsweise bestehen das Gehäuse
10 und die Manschette 14
aus irgendeinem geeigneten plastischen Stoff,
Die Steuermembran 22 schließt die trichterförmige Erweiterung 12 des
Gehäuses ab und ist ringartig ausgebildet. An ihrem Innenrand ist der Nocken
24 befestigt, an dem das Ausatemventil36 angeordnet ist. Die Membran
22 ist auf dem Rand 11 der Erweiterung 12 durch den Flansch 25 eines
Schutzdeckels 26 gehalten. Der Deckel 26 ist seinerseits auf der Erweiterung 12
durch einen Klemmring 28 gehalten, der aus Gummi oder entsprechendem Material besteht
und beim Aufsetzen gedehnt wird, damit er den Flansch 25 des Deckels gegen den Rand
30 der Erweiterung 12
preßt. Man kann hierzu aber auch z. B. eine geschlitzte
und durch Schrauben oder Bolzen verriegelte Metallschelle verwenden oder den Deckel
unmittelbar auf dem Gehäuse verbolzen. Der Deckel 26 ist mit Löchern 29 versehen,
um die Außenseite der Membran 22 dem Druck des umgebenden Mediums, z. B.
dem Wasser bei einem Tauchgerät, auszusetzen.
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Die Membran 22, die die Form eines Ringes hat, ist gefaltet,
um Änderungen der Größe der Durchbiegung zu gestatten. Der Innenrand der Membran
ist z. B. durch Leimung mit dem Außenrand des Nockens 24
verbunden und greift
so weit über den Außenrand des Nockens 24 nach innen, daß er den Sitz des
Ausatemventils 36 bildet.
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Der Nocken 24 ist nach dem Gehäuseinnern zu verjüngt und durch
einen Ansatz 39 verlängert. Der Verschlußkörper des Ausatemventils 36 besteht aus
einer biegsamen Scheibe, vorzugsweise aus Kautschuk, die mit einem Stift 40 versehen
ist, der in der Endwand 42 des Nockens 24 geführt ist. Der Kopf dieses Stiftes
begrenzt die Ventilverschlußkörperverschiebung, wenn der Verschlußkörper sich von
seinem Sitz abhebt.
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Das der Erweiterung 12 entgegengesetzte Ende des Ventilgehäuses
10 ist mit einem Gewinde 50 versehen, in welches das Ventilgehäuse 52 des Atemgaszuführungsventils
68 eingeschraubt ist. Das Gehäuse 52 ist durch einen Ansatz 60 an dem Gehäuse
10 abgestützt und an seinem äußeren Ende mit einem konischen Gewinde 57 versehen,
das zum Anschließen an die Atemgasquelle dient. An seinem vorderen Ende 56 weist
es ein Gewinde 62 und eine Bohrung 66 auf. Die Bohrung 66 ist durch
ein axiales Loch 64 von kleinerem Durchmesser mit dem Gewinde 57 und durch Löcher
65 mit dem Inneren des Gehäuses 10 verbunden. Rings um die Austrittsöffnung
des Loches 64 ist der Sitz für das Atemgaszuführungsventil 68 angeordnet, dessen
Verschlußkörper 72 mit dem Schaft 70 in einer Hülse 74 geführt ist,
die in das Gewinde 62 des Gehäuses 52 eingeschraubt ist. In der Hülse ist eine Schraubenfeder
78 gelagert, die den Ventilverschlußkörper 72 auf seinen Sitz drückt.
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Die Steuereinrichtung des Atemgaszuführungsventils ist zwischen dem
Nocken 24 und dem Schaft 70
des Ventilverschlußkörpers angeordnet und
besteht aus zwei Hebeln 80, vors denen jeder ein rechtwinklig abgekröpftes
Ende 82 aufweist, das mit einer Einkerbung versehen ist, die an dem Schaft
70 anliegt. Das freie Ende 84 jedes Hebels ist so weit abgebogen,
daß es dem Profil der Außenfläche des Nockens 24 angepaßt ist: Die Enden
82 sind zwischen einer Schale 90, die auf dem Schaft 70 angeordnet ist, und einem
Ansatz 92 gehalten, der seinerseits auf denn Schaft 70 durch ein geschlitztes Rohrstück
94 gehalten ist.
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Wenn der Gerätbenutzer einatmet, biegt sich die Membran zum Gehäuseinnern
durch, Dabei wird der Nocken 24 axial in derselben Richtung zwischen die
freien Enden 84 der Hebel 80 geschoben, Infolge seines sich gegen
das Gehäuseinnere verjüngenden Profils wirkt er wie ein Daumen und spreizt die Hebelenden
84 auseinander. Durch das Spreizen der freien Enden 84 werden die Enden
82 gegen die Schale 90
geschwenkt. Dadurch wird der Verschlußkörper
72
von seinem Sitz abgehoben, wobei die Feder 78 zusammengedrückt wird, Wenn
der Benutzer ausatmet, verschieben sich die Membran und der Nocken 24 im entgegengesetzten
Sinn. Dadurch wird die Spreizung
der Hebel verringert, und die Feder
78 kann den Verschlußkörper 72 auf seinen Sitz drücken, wodurch die Atemgaszufuhr
unterbrochen wird. Die ausgeatmete Luft strömt durch die Öffnungen 91 in den Nocken
24, öffnet das Ausatemventil 36 und gelangt so ins Freie.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist
an Stelle der Membran 22 ein Balg 122
und an Stelle des Nockens 24
ein aus einem Y-förmigen Blechstreifen bestehender Nocken 124 angeordnet. Die beiden
Schenkel laufen nach dem Gehäuseinnern zusammen. An ihnen liegen die freien Hebelenden
84 an. Das Fußstück 126 hat dieselbe Aufgabe wie der Ansatz 39 bei der Ausführungsform
nach Fig. 1 und 2. Das Ausatemventil 136 ist an dem starren Boden 130 des Balges
122 angeordnet. Der Nocken 124 ist ebenfalls auf dem Boden befestigt,
der für den Austritt der Ausatemluft gelocht ist.