DE19835375C2 - Gas-Absperrarmatur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gas-Absperrarmatur für eine Gasleitung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Beim Anschluß eines Gebäudes an das Gasversorgungsnetz wird von der Netzleitung eine Hausabzweigleitung bis zu einer Gebäudewand geführt. An die Hausabzweigleitung schließt sich eine Hauseinführung an, die die Gebäudewand durch­ dringt und innerhalb des Gebäudes an ein gebäudeseitiges Hausleitungssystem angeschlossen ist. Auf der Innen- oder Außenseite der Gebäudewand ist in der Gasleitung eine Ab­ sperrarmatur insbesondere in Form eines Kugelhahns vorgese­ hen, mittels dessen die Gasleitung bei Bedarf abgesperrt werden kann.

Der Kugelhahn weist ein Gehäuse auf, das über einen Einlaß sowie einen Auslaß mit der Gasleitung verbunden und somit von Gas durchströmt ist. Innerhalb des Gehäuses ist eine mit einer Bohrung versehene Kugel drehbar gelagert und ge­ genüber dem Gehäuse über Ringdichtungen abgedichtet. Mit der Kugel ist eine die Gehäusewandung durchdringende Stell­ welle verbunden, die außenseitig einen Handgriff trägt. Bei Drehung des Handgriffs und somit der Stellwelle kann die Kugel zwischen einer Öffnungsstellung, in der der Einlaß mit dem Auslaß des Gehäuses über die Bohrung in Fluidver­ bindung steht, und einer Schließstellung gedreht werden, in der die Fluidverbindung unterbrochen ist.

Um im Brandfall sicherzustellen, daß die Kugel in die Schließstellung gebracht wird, kann auf die Stellwelle au­ ßenseitig ein sogenannter Sicherheitsschlüssel aufgesetzt werden. Innerhalb des Sicherheitsschlüssels ist eine Dreh­ feder angeordnet, die über einen aus einem schmelzbaren Ma­ terial bestehenden Bolzen in einer vorgespannten Stellung gehalten wird und mit der Stellwelle gekoppelt ist. Im Brandfall versagt der Bolzen, so daß die Drehkraft der Drehfeder freigegeben ist und die Stellwelle dreht, wodurch die Kugel in die Sperrstellung gebracht wird.

Ein Kugelhahn gewährleistet zwar eine sichere Absperrung einer Gasleitung, jedoch ist er konstruktiv aufwendig und somit teuer. Die Kugel des Kugelhahns befinde sich sowohl in der Öffnungs- als auch der Schließstellung in stetiger Anlage an der Ringdichtung, wodurch das Problem auftritt, daß die Kugel im Laufe der Zeit an der Ringdichtung anhaf­ tet und bei der Verstellung im Brandfall zunächst von der Ringdichtung gelöst bzw. losgebrochen werden muß. Die dazu notwendige Losbrechkraft muß der Sicherheitsschlüssel zu­ verlässig bereitstellen, so daß er für eine relativ große Federkraft ausgelegt werden muß, was wiederum kostenmäßig ungünstig ist.

Aus der US 2 956 574 ist eine gattungsgemäße Gas-Absperr­ armatur bekannt, die ein Gehäuse mit einem inneren Ventil­ sitz umfaßt. An dem Gehäuse bzw. einem aufgeschraubten Deckel ist eine Stange oder Spindel axial verschieblich gela­ gert, die das Gehäuse durchdringt und an ihrem inneren Ende einen Ventilkörper trägt, der aufgrund einer axialen Ver­ stellung der Spindel linear zwischen einer auf dem Ventil­ sitz dicht aufsitzenden Schließstellung und einer von dem Ventilsitz abgehobenen Öffnungsstellung verstellt werden kann. Außerhalb des Gehäuses ist eine Betätigungseinrich­ tung angeordnet, mittels der die axiale Verstellung der Spindel bewirkt werden kann. Die Betätigungseinrichtung um­ faßt einen um eine horizontale Achse 64 schwenkbaren bzw. umlegbaren Exzenter-Hebel, der sich mit einer Exzenter- Fläche auf einer Stützfläche des Gehäuses abstützt und in seinen beiden Schwenkstellungen radial seitlich vom Gehäuse hervorragt. Die Spindel ist über einen Lagerblock mit dem Exzenter-Hebel verbunden. In den Lagerblock ist eine Si­ cherheitsvorrichtung für den Brandfall integriert, die eine Sollbruchstelle aus einem leicht schmelzbaren Material um­ faßt. Bei erhöhter Temperatur schmilzt das Material der Sollbruchstelle, wodurch die Verbindung zwischen der Spin­ del und dem Exzenter-Hebel freigegeben ist und die Spindel infolge der Kraft einer Feder axial so verstellt wird, daß der Ventilkörper mit dem Ventilsitz in Anlage kommt und den Gasdurchlaß schließt.

Nachteilig bei dieser bekannten Gas-Absperrarmatur ist ins­ besondere, daß der Exzenter-Hebel sowohl in der Öffnungs­ stellung als auch in der Schließstellung des Ventilkörpers in ähnlicher Weise relativ zum Gehäuse ausgerichtet ist, nämlich seitlich von diesem hervorsteht. Für einen Benutzer oder Monteur ist es deshalb schwer erkennbar, ob der Gas­ durchlaß geöffnet oder geschlossen ist. Aus diesem Grunde ist der Exzenter-Hebel gemäß der US 2 956 574 mit einer Be­ schriftung (SHUT-OPEN) versehen, an der der Monteur ablesen kann, in welcher Stellung sich der Ventilkörper befindet. Dazu ist es jedoch notwendig, daß der Monteur nahe an die Gas-Absperrarmatur herantritt. Eine auch aus einiger Ent­ fernung deutlich sichtbare Anzeige bezüglich des Zustandes des Ventilkörpers ist auf diese Weise nicht gegeben.

Darüber hinaus ragt der Exzenter-Hebel in allen seinen Funktions- oder Schwenkstellungen relativ weit radial über das Gehäuse hinaus. Auf diese Weise ist die Gas-Absperr­ armatur nicht nur sperrig und benötigt einen großen Bau­ raum, sondern es besteht auch die Gefahr, daß eine Person an dem Exzenter-Hebel in unbeabsichtigter Weise hängen­ bleibt und dadurch den Ventilkörper verstellt, d. h. die Gas-Absperrarmatur ungewollt öffnet oder schließt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gas-Absperr­ armatur der genannten Art zu schaffen, die in konstruktiv einfacher Weise eine deutlich sichtbare Anzeige des Öff­ nungs- oder Schließzustandes liefert und kompakt aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gas-Absperr­ armatur mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ventilkörper an einem Ende einer im Gehäuse verschieblich gelagerten Spin­ del angeordnet ist, die das Gehäuse durchdringt und außen­ seitig mit der Betätigungseinrichtung verbunden ist. Die axiale Verschiebung der Spindel führt somit zu einer ent­ sprechenden axialen Verstellung des Ventilkörpers zwischen der Öffnungs- und der Schließstellung, wobei die Lagerung der Spindel im Gehäuse eine präzise, reproduzierbare Ver­ stellbewegung des Ventilkörpers sicherstellt.

Die lineare Verstellbewegung des Ventilkörpers ermöglicht es, diesen in der Öffnungsstellung abgehoben vom Ventilsitz zu halten, wodurch ein Anhaften des Ventilkörpers am Ven­ tilsitz auch nach langer Gebrauchsdauer vermieden ist. So­ mit muß die für den Brandfall vorgesehene Sicherheitsvor­ richtung keine zusätzlichen Losbrechkräfte überwinden, so daß insgesamt nur geringe Verstellkräfte aufzubringen sind, wodurch der konstruktive Aufwand verringert ist.

Eine lineare Verstellbewegung des Ventilkörpers ist insbe­ sondere bei sogenannten Eck-Absperrarmaturen vorteilhaft, bei denen der Einlaß und der Auslaß des Gehäuses unter ei­ nem Winkel von in der Regel 90° angeordnet sind.

Die Spindel ist außenseitig mit der Betätigungseinrichtung verbunden oder versehen. Da die Spindel axial verschoben werden muß, ist eine Betätigungsvorrichtung in Form eines drehbaren Handgriffs oder Handrads vorgesehen, deren Dreh­ bewegung über ein Getriebe in eine Axialverstellung der Spindel und somit des Ventilkörpers umgesetzt wird. Für die Ausgestaltung eines entsprechenden Getriebes wird eine am Gehäuse ausgebildete Rampe vorgesehen, mit der der drehbare Handgriff insbesondere über entsprechende Führungsflächen in Anlage steht. Wenn der Handgriff somit gedreht wird, laufen die Führungsflächen an der Rampe empor oder hinab, wodurch dem Handgriff zusätzlich zu seiner Drehung eine axiale Verstellung aufgezwungen wird. Vorzugsweise fällt die Drehachse des Handgriffs mit der Längsachse der Spindel zusammen, so daß bei Drehung des Handgriffs gleichzeitig auch die Spindel axial verstellt wird.

Die Schließstellung ist dadurch definiert, daß der Ven­ tilkörper sich am Ventilsitz anlegt. Für die Öffnungs­ stellung, in der der Ventilkörper vom Ventilsitz abgeho­ ben und frei über diesem gehalten ist, sollte ein diese Stellung definierender Anschlag vorgesehen sein. Um den drehbaren Handgriff sicher in der Öffnungsstellung zu halten, ist vorzugsweise am oberen Ende der Rampe eine ebene, im wesentlichen senkrecht zur axialen Verstellbe­ wegung des Handgriffs ausgerichtete Stützfläche vorgese­ hen, auf die der Handgriff in der Öffnungsstellung mit seinen Führungsflächen aufgelagert ist. Beim Drehen des Handgriffs erfährt dieser über die Rampe zunächst auch eine Axialverschiebung, bis seine Führungsflächen die ebene Stützfläche erreichen. Der Handgriff kann dann noch um ein geringes Maß weitergedreht werden, ohne daß eine weitere Axialverschiebung erfolgt. Auf diese Weise ist eine Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Herabrutschen des Handgriffs entlang der Rampe gebildet.

Vorzugsweise ist der Handgriff direkt mit der Spindel verbunden, wobei diese über den Handgriff am Gehäuse abgestützt ist. Dabei kann in Weiterbildung der Erfindung die Sollbruchstelle von einer im Handgriff ausgebildeten Nut gebildet sein. Wenn die Temperatur im Brandfall ansteigt und der Temperatur-Grenzwert überschritten wird, schmilzt der aus Kunststoff bestehende Handgriff im Bereich der Nut ab, wodurch die Spindel von den an der Rampe abgestützten Führungsflächen des Handgriffs freikommt und infolge der Kraft der Feder soweit verschoben wird, bis der Ventilkörper am Ventilsitz anliegt. Um ein zuverlässiges Lösen der Spindel vom Handgriff zu gewähr­ leisten, sollte die Nut um die Drehachse des Handgriffs und somit die Längsachse der Spindel umlaufen.

Eine gute Dichtwirkung zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz ist gewährleistet, wenn der Ventilkörper konisch ausgebildet ist und zumindest eine Ringdichtung trägt. Bei normalem Betrieb wird die Dichtwirkung zwi­ schen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz über die Anlage der Ringdichtung am Ventilsitz erreicht. Wenn im Brand­ fall die Ringdichtung schmelzen oder wegbrennen sollte, kommt der Ventilkörper direkt mit dem Ventilsitz in Anlage, wobei auch in diesem Fall aufgrund der konischen Ausgestaltung des Ventilkörpers eine sichere Dichtwirkung gewährleistet ist.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist der Ventilkörper fest an einem Ende der Spindel gehalten und nur mit dieser zusammen bewegbar. In Weiterbildung der Erfindung kann jedoch vorgesehen sein, daß der Ventilkör­ per unter Zwischenschaltung eines Schmelzteils an der Spindel gehalten ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß der Ventilkörper auch dann eine axiale Verschiebung erfahren kann, wenn die Spindel festsitzen sollte, da dann bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur das Schmelzteil wegschmilzt und den Ventilkörper von der Spindel freigibt. In diesem Fall sollte die Feder einer­ seits am Gehäuse und andererseits am Ventilkörper abge­ stützt sein, um den Ventilkörper auch ohne Spindel in Richtung des Ventilsitzes vorzuspannen.

Die Schmelztemperatur des Schmelzteils kann der Temperatur entsprechen, bei der die im Handgriff ausgebildete Sollbruchstelle wegschmilzt, alternativ ist es jedoch auch möglich, für das Schmelzteil einen höheren Tempera­ tur-Grenzwert vorzusehen.

Mit dieser Ausgestaltung ist sichergestellt, daß die Gas-Absperrarmatur auch dann zuverlässig geschlossen wird, falls die Sollbruchstelle des Handgriffs unerwarte­ terweise nicht wegschmelzen sollte.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zei­ gen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Gas-Absperrarmatur;

Fig. 2 eine Außenansicht der Absperrarmatur gemäß Fig. 1 in geschlossenem Zustand und

Fig. 3 den Handgriff der Absperrarmatur gemäß Fig. 2 in geöffnetem Zustand.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Gas-Absperrarmatur 10 besitzt ein Gehäuse 11 mit einem Innenraum 29, der einen Einlaß 11a besitzt, an den im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel ein Gasführungsrohr 25 angeschlossen ist. Darüber hinaus besitzt der Innenraum 29 des Gehäuses 11 einen Auslaß 11b, der in einem Winkel von 90° zum Einlaß 11a verläuft und an den ein nicht dargestelltes, weiterfüh­ rendes Gasrohr anschließbar ist. In dem Auslaß 11b ist ein rohrförmiger Ventilsitz 24 montiert.

An dem dem Auslaß 11b gegenüberliegenden Ende des Gehäu­ ses 11 ist eine Montageöffnung ausgebildet, die mittels eines Deckels 12 verschlossen ist, der über eine Schweiß­ naht 13 am Gehäuse 11 festgelegt ist. Der Deckel 12 ist von einer Spindel 14 durchdrungen, die in dem Deckel 12 vertikal verschiebbar gelagert ist und mittels Dichtungs­ elementen 16 und 17 gegenüber dem Deckel 12 abgedichtet ist. Am unteren, dem Ventilsitz 24 zugewandten Ende der Spindel 14 ist ein kegelstumpfförmiger Ventilkörper 21 unter Zwischenschaltung einer als Schmelzteil dienenden Buchse 23 montiert. Der Ventilkörper 21 trägt eine Ring­ dichtung 22, die mit dem Ventilsitz 24 in dichtende Anlage treten kann.

Entlang der Spindel 14 erstreckt sich eine Spiralfeder 15, die sich an ihrem unteren Ende an dem Ventilkörper 21 abstützt und am oberen Ende an der Unterseite des Deckels 12 anliegt. Die Spiralfeder 15 spannt den Ventilkörper 21 in Richtung des Ventilsitzes 24 vor.

Am oberen, außerhalb des Gehäuses 11 angeordneten Ende der Spindel 14 ist mittels einer Mutter 19 ein Handgriff 18 aus Kunststoff montiert, der zusammen mit der Spindel 14 drehbar ist, wobei die Dreh- und Mittelachse des Handgriffs 18 mit der Längsachse der Spindel 14 zusammen­ fällt.

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, sind an dem Handgriff 18 nach unten weisende Finger 18a angeformt, die mit einer auf der Oberseite des Deckels 12 ausgebildeten Rampe 26 in Anlage treten. Am oberen Ende der Rampe 26 ist eine ebene, im wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Hand­ griffs 18 verlaufende Stützfläche 27 vorgesehen, auf der die Finger 18a in einer Endstellung aufgelagert sind.

In seinem nahe der Spindel 14 angeordneten Bereich ist der Handgriff 18 mit einer um die Drehachse umlaufenden Nut oder Vertiefung 20 versehen, die eine Sollbruchstelle definiert.

In der Schließstellung, die auf der linken Seite der Schnittdarstellung gemäß Fig. 1 sowie in Fig. 2 gezeigt ist, liegt die Ringdichtung 22 des Ventilkörpers 21 am Ventilsitz 24 an, wobei diese Anlage durch die Kraft der Spiralfeder 15 bewirkt wird. Der Handgriff 18 übernimmt in dieser Stellung keine Abstützfunktion des Ventilkör­ pers 21, was auch durch den zwischen dem Finger 18a und der Oberfläche des Deckels 12 gebildeten Spalt 28 deut­ lich wird (Fig. 2).

Wenn die Gas-Absperrarmatur 10 geöffnet werden soll, muß ein Benutzer den Handgriff 18 drehen. Dabei kommen die Finger 18a des Handgriffs 18 mit den Rampen 26 in Anlage und laufen an diesen hoch, wodurch dem Handgriff 18 neben einer Drehung auch eine axiale Verschiebung aufgezwungen wird. Diese axiale Verschiebung des Handgriffs 18 führt gleichermaßen zu einer Verschiebung bzw. einem Anheben der Spindel 14 sowie des daran angebrachten Ventilkörpers 21, wodurch dieser vom Ventilsitz 24 abgehoben wird und in seine in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 1 auf der rechten Seite dargestellte Öffnungsstellung kommt. Am Ende der Drehbewegung des Handgriffs 18 erreichen die Finger 18a die ebene Stützfläche 27 und laufen bei einer weiteren Drehung des Handgriffs 18 auf dieser eine kurze Strecke entlang, ohne daß der Handgriff 18 weiter angeho­ ben wird. Die ebene Stützfläche 27 soll ein unbeabsich­ tigtes Herunterrutschen der Finger 18a entlang der Rampe 26 und somit ein Schließen der Absperrarmatur verhindern.

Wenn der Benutzer der Gas-Absperrarmatur schließen möch­ te, dreht er den Handgriff entsprechend in die Gegenrich­ tung, wobei die Finger 18a die Rampe 26 hinabgleiten, wodurch der Handgriff 18, die Spindel 14 und der Ventil­ körper 21 abgesenkt werden, bis die Ringdichtung 22 mit dem Ventilsitz 24 in dichtende Anlage kommt.

Wenn sich die Gas-Absperrarmatur 10 in der Öffnungsstel­ lung befindet und der Brandfall eintritt, schmilzt der aus Kunststoff bestehende Handgriff 18 insbesondere im Bereich der umlaufenden Nut 20 ab, wodurch die Spindel 14 von den abstützenden Fingern 18a freikommt und infolge der Kraft der Spiralfeder 15 nach unten gegen den Ventil­ sitz 24 gedrückt wird. Falls die Temperatur soweit an­ steigt, daß die Ringdichtung 22 wegschmilzt, ist die Dichtwirkung aufgrund der direkten Anlage des konischen Ventilkörpers 21 am Ventilsitz 24 sichergestellt.

Falls aus irgendwelchen, unvorhersehbaren Gründen die Spindel 14 sich im Brandfall nicht vom Handgriff 18 lösen sollte, ist die Dichtung trotzdem dadurch sichergestellt, daß die Schmelzbuchse 23 wegschmilzt und somit die Ver­ bindung zwischen dem Ventilkörper 21 und der Spindel 14 aufgehoben ist. In diesem Fall wird der Ventilkörper 21 durch die Kraft der Spiralfeder 15 relativ zur Spindel 14 nach unten gegen den Ventilsitz 24 gedrückt.

Claims (8)

1. Gas-Absperrarmatur für eine Gasleitung, mit einem Ge­ häuse (11, 12), das einen Einlaß (11a) und einen Auslaß (11b) aufweist, einem Ventilkörper (21), der an einem Ende einer im Gehäuse (11, 12) verschieblich gelagerten Spindel (14) angeordnet ist, die das Gehäuse (11, 12) durchdringt und außenseitig mit einer Betätigungsein­ richtung verbunden ist, mittels der der Ventilkörper (21) zwischen einer die Verbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß freigebenden Öffnungsstellung und einer die Verbindung unterbrechenden Schließstellung linear verstellbar ist, wobei der Ventilkörper (21) mittels einer Feder (15) gegen den Ventilsitz (24) vorgespannt ist, und mit einer Sicherheitsvorrichtung für den Brandfall, die den Ventilkörper (21) bei Überschreiten eines vorbestimmten Temperatur-Grenzwertes in die Schließstellung bringt und eine bei Erreichen des vor­ bestimmten Temperatur-Grenzwertes versagende Soll­ bruchstelle (20) an der Betätigungsrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung einen um die Längsachse der Spindel (14) drehbaren Handgriff (18) umfaßt, der mit einer am Gehäuse (11, 12) ausgebildeten Rampe (26) in Anlage steht und bei seiner Drehung die Rampe (26) entlangläuft und da­ durch axial verstellbar ist.

2. Gas-Absperrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am oberen Ende der Rampe (26) eine ebene Stützfläche (27) anschließt, auf die der Handgriff (18) in der Öffnungsstellung aufgelagert ist.

3. Gas-Absperrarmatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sollbruchstelle von einer im Handgriff (18) ausgebildeten Nut (20) gebildet ist.

4. Gas-Absperrarmatur nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nut (20) um die Drehachse des Hand­ griffs (18) umläuft.

5. Gas-Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (21) ko­ nisch ausgebildet ist und eine Ringdichtung (22) trägt.

6. Gas-Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (21) un­ ter Zwischenschaltung eines Schmelzteils (23) an der Spindel (14) gehalten ist.

7. Gas-Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (15) einerseits am Gehäuse (11, 12) und andererseits am Ventilkörper (21) abgestützt ist.

8. Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Einlaß (11a) und der Auslaß (11b) des Gehäuses (11) unter einem Winkel von 90° angeordnet sind.