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Title:
EMERGENCY RELEASE DEVICE FOR A FLUID LINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/096044
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates, inter alia, to an emergency release device (10) having a first and second sub-module (20, 30), a clasp device (40), which, in the closed state, holds the two sub-modules together (20, 30) and, in the open state, allows the sub-modules (20, 30) to be separated, and an actuation device (50). According to the invention, inter alia, a piston rod (53) of a hydraulic drive of the actuation device (50) is pushed out at least in part from a cylinder (52), the piston rod (53) is connected by means of a gearing (60) to a gear rack (61) which extends beyond the interface plane (SSE) between the sub-modules (20, 30) prior to the triggering of the hydraulic drive (51), and the gearing (60) converts the pushing movement (SB) of the piston rod (53) into a pulling movement (ZB) of the gear rack (61) and the portion of the gear rack (61) cooperating with the second sub-module (30) is pulled in the direction of the first sub-module (20) as a result of the piston rod (53) being pushed out from the cylinder (52).

Inventors:
GLINKA OLIVER (DE)
HOPFENSITZ CHRISTIAN (DE)
THEER MATTHIAS (DE)
DICKE-KÜNITZ MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/DE2020/200096
Publication Date:
May 12, 2022
Filing Date:
November 04, 2020
Export Citation:
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Assignee:
KOZ LOADING SOLUTIONS (RU)
International Classes:
F16L55/10; B63B27/25; B67D7/32; B67D9/02
Domestic Patent References:
WO2020056351A12020-03-19
WO1995018937A11995-07-13
WO2011124775A12011-10-13
WO2020056351A12020-03-19
Foreign References:
GB2162270A1986-01-29
KR20120001723U2012-03-09
Attorney, Agent or Firm:
FISCHER, Uwe (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Notlöseeinrichtung (10) für eine Fluidleitung (11) mit

- einem ersten Submodul (20) , das mit einem verstellbaren Absperrventil (21) ausgestattet ist, wobei das Absperrventil (21) des ersten Submoduls (20) in einer geschlossenen Stellung einen Fluidfluss durch das erste Submodul (20) verhindert und in einer geöffneten Stellung einen Fluidfluss durch das erste Submodul (20) erlaubt,

- einem zweiten Submodul (30) , das mit einem verstellbaren Absperrventil (31) ausgestattet ist, wobei das Absperrventil (31) des zweiten Submoduls (30) in einer geschlossenen Stellung einen Fluidfluss durch das zweite Submodul (30) verhindert und in einer geöffneten Stellung einen Fluidfluss durch das zweite Submodul (30) erlaubt,

- einer Klammereinrichtung (40) , die im geschlossenen Zustand die zwei Submodule (20, 30) zusammenhält und im geöffneten Zustand die Trennung der Submodule (20, 30) ermöglicht, und

- einer an dem ersten Submodul (20) angeordneten Betätigungseinrichtung (50) mit einem Hydraulikantrieb (51) , der eine in einem Zylinder (52) linear verfahrbare Kolbenstange (53) aufweist und nach einem Auslösen die Kolbenstange (53) bewegt und dadurch zunächst die Absperrventile (21, 31) schließt und anschließend die Klammereinrichtung (40) öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Betätigungseinrichtung (50) derart ausgebildet ist, dass die Kolbenstange (53) nach dem Auslösen des Hydraulikantriebs (51) zumindest abschnittsweise aus dem Zylinder (52) herausgeschoben wird,

- die Kolbenstange (53) über ein Getriebe (60) mit einer Zahnstange (61) in Verbindung steht, die vor dem Auslösen des Hydraulikantriebs (51) mit dem Absperrventil (21) des ersten Submoduls (20) und dem Absperrventil (31) des zweiten Submoduls (30) gekoppelt ist und sich über die Schnittstellenebene (SSE) zwischen den Submodulen (20, 30) hinübererstreckt, und

- das Getriebe (60) die Schiebebewegung (SB) der Kolbenstange (53) in eine Zugbewegung (ZB) der Zahnstange (61) wandelt und durch das Herausschieben der Kolbenstange (53) aus dem Zylinder (52) der mit dem zweiten Submodul (30) zusammenwirkende Abschnitt der Zahnstange (61) in Richtung des ersten Submoduls (20) gezogen wird.

2. Notlöseeinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzung des Getriebes (60) und die Länge der Zahnstange (61) derart aufeinander abgestimmt sind, dass beim Herausschieben der Kolbenstange (53) aus dem Zylinder (52) der vor dem Öffnen der Klammereinrichtung (40) mit dem zweiten Submodul (30) zusammenwirkende Abschnitt der Zahnstange (61) von dem zweiten Submodul (30) vollständig getrennt wird und die Schnittstellenebene (SSE) vollständig passiert.

3. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (61) und die Kolbenstange (53) winklig zueinander angeordnet sind und einen Winkel (ß) untereinander zwischen 70 und 110 Grad aufweisen.

4. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (61) winklig zur Schnittstellenebene (SSE) angeordnet ist, wobei der Winkel zwischen der Zahnstange (61) und der Flächennormalen (N) der Schnittstellenebene (SSE) zwischen 0,5 und 5 Grad beträgt.

5. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Getriebe (60) einen verschwenkbaren Hebel (62) , ein drehbares Zwischenrad (63) und ein erstes Absperrrad (64) , das mit dem Absperrventil (21) des ersten Submoduls (20) in Verbindung steht, umfasst,

- der Hebel (62) mittels eines ersten Hebelendes (62a) mit der Kolbenstange (53) gekoppelt ist und bei deren Bewegung verschwenkt wird,

- ein zweites Hebelende (62b) des Hebels (62) mit einer Verzahnung (62c) ausgestattet ist,

- die Verzahnung (62c) des zweiten Hebelendes (62b) mit dem Zwischenrad (63) in Eingriff steht und dieses bei einem Schwenken des Hebels (62) dreht,

- das Zwischenrad (63) mit dem Absperrrad (64) in Eingriff steht und dieses im Falle einer Drehung mitdreht und dadurch das Absperrventil (21) des ersten Submoduls (20) verstellt und

- das Absperrrad (64) außerdem mit der Zahnstange (61) in Eingriff steht und diese im Falle einer Drehung verschiebt .

6. Notlöseeinrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (60) zusätzlich zu dem genannten Zwischenrad

(63) ein weiteres Zwischenrad (63a) aufweist, - die Drehachsen der beiden Zwischenräder (63, 63a) parallel angeordnet sind,

- die Verzahnung (62c) des zweiten Hebelendes (62b) auch mit dem weiteren Zwischenrad (63a) in Eingriff steht und bei einem Schwenken des Hebels (62) auch das weitere Zwischenrad (63a) dreht und

- die beiden Zwischenräder (63, 63a) jeweils mit dem Absperrrad (64) in Eingriff stehen und dieses im Falle ihrer Drehung gemeinsam mitdrehen und dadurch das Absperrventil (21) des ersten Submoduls (20) gemeinsam verstellen.

7. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (61) mit einem zweiten Absperrrad (65) , das mit dem Absperrventil (31) des zweiten Submoduls (30) in Verbindung steht, in Eingriff steht und die Zahnstange (61) bei einer Bewegung das zweite Absperrrad (65) dreht und das Absperrventil (31) des zweiten Submoduls (30) verstellt.

8. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- das erste Absperrrad (64) und das Absperrventil (21) des ersten Submoduls (20) über einen ersten Scherpin (66) drehfest verbunden sind und der erste Scherpin (66) abgeschert wird, sobald beim Schließen des Absperrventils (21) dieses seine geschlossene Stellung erreicht, und

- das zweite Absperrrad (65) und das Absperrventil (31) des zweiten Submoduls (30) über einen zweiten Scherpin (67) drehfest verbunden sind und der zweite Scherpin (67) abgeschert wird, sobald beim Schließen des Absperrventils (31) dieses seine geschlossene Stellung erreicht.

9. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (61) derart bemessen ist, dass beim Herausschieben der Kolbenstange (53) aus dem Zylinder (52) noch vor dem Öffnen der Klammereinrichtung (40) der erste und zweite Scherpin (66, 67) abgeschert werden.

10. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- ein Ventilelement (22) des Absperrventils (21) des ersten Submoduls (20) um eine erste Schwenkachse (SA1) verschwenkbar ist und

- ein Ventilelement (32) des Absperrventils (31) des zweiten Submoduls (30) um eine zweite Schwenkachse (SA1) , die parallel zu der ersten Schwenkachse (SA1) angeordnet ist, verschwenkbar ist.

11. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Schwenkachsen (SAI, SA2 ) - betrachtet entlang der Flächennormalen (N) der Schnittstellenebene (SSE) - nicht übereinander liegen, sondern versetzt zueinander sind.

12. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Schwenkachsen (SAI, SA2 ) - betrachtet entlang der Flächennormalen (N) der Schnittstellenebene (SSE) - durch die durch den Flächenschwerpunkt (FSP) der Durchflussquer- Schnittsfläche (A) verlaufende Flächennormale (N) getrennt sind .

13. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden, entlang der Flächennormalen (N) der Schnittstellenebene (SSE) in die Schnittstellenebene (SSE) projizierten, Schwenkachsen (SAI, SA2 ) den Flächenschwerpunkt (FSP) der Durchflussquerschnittsfläche (A) mit demselben Abstand passieren, wobei der Flächenschwerpunkt (FSP) zwischen den beiden Schwenkachsen (SAI, SA2 ) liegt.

14. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenläufige Versatz zwischen den Schwenkachsen (SA1, SA2 ) an die winklige Anordnung der Zahnstange (61) angepasst ist, nämlich derart, dass gilt:

2V/Z = tan a wobei a den Winkel zwischen der Längsachse (L) der Zahnstange (61) und der Flächennormalen (N) der Schnittstellenebene (SSE) , 2V den Abstand zwischen den entlang der Flächennormalen (N) der Schnittstellenebene (SSE) in die Schnittstellenebene (SSE) projizierten Schwenkachsen (SAI, SA2 ) und Z den Abstand zwischen den Schwenkachsen (SAI, SA2 ) - entlang der Flächennormalen (N) der Schnittstellenebene (SSE) gesehen - bezeichnet .

15. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Klammereinrichtung (40) einen Totpunkthebel (42) , einen Gabelkopf (43) , der den Totpunkthebel (42) drehbar hält, und eine Verschlussplatte (44) mit einer Vertiefung (45) aufweist,

- wobei sich im geschlossenen Zustand der Klammereinrichtung (40) ein Totpunktnocken (42a) des Totpunkthebels (42) in der Vertiefung (45) der Verschlussplatte (44) abstützt und bei Vorliegen einer Schwenkkraft, die den Gabelkopf (43) von der Verschlussplatte (44) wegdrückt, der Totpunkthebel (42) gedreht und der Totpunktnocken (42a) über seinen Totpunkt (TP) hinaus gedreht wird, wodurch die Klammereinrichtung (40) im Totpunkt (TP) des Totpunktnockens (42a) unter Speicherung mechanischer Energie zusammengedrückt wird und mittels der mechanischen Energie schlagartig geöffnet wird, sobald der Totpunktnocken (42a) den Totpunkt (TP) passiert.

16. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Totpunkthebel (42) eine gabelschlüsselkompatible Formgestaltung aufweist.

17. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Totpunkthebel (42) zwei parallele Flächen aufweist, die ein Ansetzen eines Gabelschlüssels oder Drehmomentschlüssels zum Verdrehen des Totpunkthebels (42) erlaubt.

18. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kniegelenk (46) vorhanden ist, das bei einer Bewegung des mit dem zweiten Submodul (30) zusammenwirkenden Abschnitts der Zahnstange (61) von einem Anschlag der Zahnstange (61) aktiviert wird und dadurch eine mechanische Schwenkkraft erzeugt, durch die die Klammereinrichtung (40) geöffnet wird.

19. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kniegelenk (46) vorhanden ist, das bei einer Bewegung des mit dem zweiten Submodul (30) zusammenwirkenden Abschnitts der Zahnstange (61) von einem Anschlag der Zahnstange (61) aktiviert wird und dadurch eine mechanische Schwenkkraft erzeugt, die den Gabelkopf (43) der Klammereinrichtung (40) wegdrückt, den Totpunktnocken (42a) dabei über den Totpunkt (TP) dreht und die Öffnung der Klammereinrichtung (40) auslöst.

20. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Verzahnung (62c) des verschwenkbaren Hebels (62) aus einem ersten Material besteht,

- das Zwischenrad (63) aus einem zweiten Material, das sich von dem Material der Verzahnung (62c) unterscheidet, besteht,

- das Absperrrad (64) , das mit der Absperrventil (21) des ersten Submoduls (20) in Verbindung steht, aus einem anderen Material als das Zwischenrad (63) besteht, und

- die Zahnstange (61) aus einem anderem Material als jedes der beiden Absperrräder besteht.

21. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (62c) des verschwenkbaren Hebels (62) aus einem ersten Material, das Zwischenrad (63) aus einem zweiten Material, die Absperrräder aus dem ersten Material und die Zahnstange (61) aus dem zweiten Material besteht.

22. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material Edelstahl und das zweite Material Aluminium-Bronze ist oder umgekehrt das erste Material Aluminium- Bronze und das zweite Material Edelstahl ist.

23. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

Justagemittel (80) , die zur Justage der beiden Submodule

(20, 30) relativ zueinander beim Zusammensetzen der Submodule (20, 30) geeignet sind, lösbar an zumindest einem der Submodule (20, 30) befestigt sind.

24. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des verschwenkbaren Hebels (62) des Getriebes (60) durch zwei außenliegende Stützplatten (70) , die den Hebel (62) zwischen sich einschließen, mechanisch abgestützt ist.

Description:
Beschreibung

Notlöseeinrichtung für eine Fluidleitung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Notlöseeinrichtung für eine Fluidleitung .

Eine Notlöseeinrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegri f f des Patentanspruchs 1 ist aus der internationalen Patentanmeldung WO 2020/ 056351 Al bekannt . Die Patentanmeldung beschreibt eine Notlöseeinrichtung mit zwei Submodulen, einer Klammereinrichtung, die im geschlossenen Zustand die zwei Submodule zusammenhält und im geöf fneten Zustand die Trennung der Submodule ermöglicht , und einer an einem der Submodule angeordneten Betätigungseinrichtung mit einem Hydraulikantrieb, der eine in einem Zylinder linear verfahrbare Kolbenstange aufweist und nach einem Auslösen die Kolbenstange bewegt und dadurch zunächst die Absperrventile schließt und anschließend die Klammereinrichtung öf fnet .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , eine Notlöseeinrichtung anzugeben, die einen kompakten Aufbau aufweist und besonders funktionssicher ist .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Notlöseeinrich- tung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Notlöseeinrichtung sind in Unteransprüchen angegeben .

Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Betätigungseinrichtung derart ausgebildet ist , dass die Kolbenstange nach dem Auslösen des Hydraulikantriebs zumindest abschnittsweise aus dem Zylinder herausgeschoben wird, die Kolbenstange über ein Getriebe mit einer Zahnstange in Verbindung steht , die vor dem Auslösen des Hydraulikantriebs mit dem Absperrventil des ersten Submoduls und dem Absperrventil des zweiten Submoduls gekoppelt ist und sich über die Schnittstellenebene zwischen den Submodulen hinübererstreckt , und das Getriebe die Schiebebewegung der Kolbenstange in eine Zugbewegung der Zahnstange wandelt und durch das Herausschieben der Kolbenstange aus dem Zylinder der mit dem zweiten Submodul zusammenwirkende Abschnitt der Zahnstange in Richtung des ersten Submoduls gezogen wird .

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Notlöseeinrichtung besteht in der erfindungsgemäß vorgesehenen Umwandlung einer Schiebebewegung der Kolbenstange in eine Zugbewegung der Zahnstange : Das Auslösen der Notlöseeinrichtung durch eine Schiebebewegung der Kolbenstange stellt sicher, dass die Kolbenstange vor dem Auslösen in dem Zylinder des Hydraulikantriebs vor Umwelteinflüssen wie Verschmutzung oder Vereisung bestmöglich geschützt ist , sodass ein Versagen des Antriebs sehr unwahrscheinlich ist ; durch das nachfolgende Umwandeln der Schiebebewegung in die Zugbewegung lässt sich erreichen, dass die Zahnstange nach dem Auslösen des Hydraulikantriebs ganz oder zumindest im Wesentlichen räumlich von dem zweiten Submodul getrennt wird, wodurch nach der Trennung ein Zusammenstößen von Zahnstange und zweitem Submodul , beispielsweise durch ein Pendeln der Submodule relativ zueinander, vermieden wird oder die Gefahr einer Beschädigung von Teilen zumindest reduziert wird .

Vorteilhaft ist es , wenn die Übersetzung des Getriebes und die Länge der Zahnstange derart aufeinander abgestimmt sind, dass beim Herausschieben der Kolbenstange aus dem Zylinder der vor dem Öf fnen der Klammereinrichtung mit dem zweiten Submodul zusammenwirkende Abschnitt der Zahnstange von dem zweiten Submodul vollständig getrennt wird und die Schnittstellenebene vollständig passiert . Bei einer solchen Ausgestaltung lässt sich erreichen, dass die Zahnstange nach dem Auslösen des Hydraulikantriebs vollständig von dem zweiten Submodul getrennt bleibt , wodurch ein Zusammenstößen von Zahnstange und zweitem Submodul , beispielsweise durch ein Pendeln der Submodule relativ zueinander, sicher vermieden wird .

Die Zahnstange und die Kolbenstange sind mit Blick auf einen kompakten Aufbau vorzugsweise winklig zueinander angeordnet . Bevorzugt weisen sie einen Winkel untereinander zwischen 70 und 110 Grad auf .

Auch ist es vorteilhaft , wenn die Zahnstange winklig zur Schnittstellenebene angeordnet ist , wobei der Winkel zwischen der Zahnstange und der Flächennormalen der Schnittstellenebene zwischen 0 , 5 und 5 Grad beträgt .

Das Getriebe umfasst vorzugsweise einen verschwenkbaren Hebel , ein drehbares Zwischenrad und ein erstes Absperrrad, das mit dem Absperrventil des ersten Submoduls in Verbindung steht .

Der Hebel ist vorzugsweise mittels eines ersten Hebelendes mit der Kolbenstange gekoppelt und wird bei deren Bewegung verschwenkt . Ein zweites Hebelende des Hebels ist vorzugsweise mit einer Verzahnung ausgestattet .

Vorteilhaft ist es , wenn die Verzahnung des zweiten Hebelendes mit dem Zwischenrad in Eingri f f steht und dieses bei einem Schwenken des Hebels dreht . Das Zwischenrad steht vorzugsweise mit dem Absperrrad in Eingri f f und dreht dieses im Falle einer Drehung mit und verstellt dadurch das Absperrventil des ersten Submoduls .

Vorzugsweise steht das Absperrrad außerdem mit der Zahnstange in Eingri f f und verschiebt diese im Falle einer Drehung .

Mit Blick auf die großen Kräfte , die beim Öf fnen der Notlöseeinrichtung benötigt werden, ist es vorteilhaft , wenn das Getriebe zusätzlich zu dem genannten Zwischenrad ein weiteres Zwischenrad aufweist , die Drehachsen der beiden Zwischenräder parallel angeordnet sind, die Verzahnung des zweiten Hebelendes auch mit dem weiteren Zwischenrad in Eingri f f steht und bei einem Schwenken des Hebels auch das weitere Zwischenrad dreht und die beiden Zwischenräder j eweils mit dem Absperrrad in Eingri f f stehen und dieses im Falle ihrer Drehung gemeinsam mitdrehen und dadurch das Absperrventil des ersten Submoduls gemeinsam verstellen .

Die Zahnstange steht vorzugsweise außerdem mit einem zweiten Absperrrad, das mit dem Absperrventil des zweiten Submoduls in Verbindung steht , in Eingri f f , dreht bei einer Bewegung das zweite Absperrrad und verstellt dadurch das Absperrventil des zweiten Submoduls .

Das erste Absperrrad und das Absperrventil des ersten Submoduls sind vorzugsweise über einen ersten Scherpin drehfest verbunden; der erste Scherpin wird vorzugsweise abgeschert , sobald beim Schließen des Absperrventils dieses seine geschlossene Stellung erreicht . Das zweite Absperrrad und das Absperrventil des zweiten Submoduls sind vorzugsweise über einen zweiten Scherpin drehtest verbunden; der zweite Scherpin wird vorzugsweise abgeschert , sobald beim Schließen des Absperrventils dieses seine geschlossene Stellung erreicht .

Die Zahnstange ist vorzugsweise derart bemessen, dass beim Herausschieben der Kolbenstange aus dem Zylinder noch vor dem Öf fnen der Klammereinrichtung der erste und zweite Scherpin abgeschert werden . Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass die Absperrventile geschlossen sind, wenn die Klammereinrichtung gelöst wird .

Ein Ventilelement des Absperrventils des ersten Submoduls ist vorzugsweise um eine erste Schwenkachse verschwenkbar und ein Ventilelement des Absperrventils des zweiten Submoduls ist vorzugsweise um eine zweite Schwenkachse , die parallel zu der ersten Schwenkachse angeordnet ist , verschwenkbar .

Die zwei Schwenkachsen liegen - betrachtet entlang der Flächennormalen der Schnittstellenebene - vorzugsweise nicht übereinander, sondern sind versetzt zueinander .

Auch ist es von Vorteil , wenn die zwei Schwenkachsen - betrachtet entlang der Flächennormalen der Schnittstellenebene - durch die durch den Flächenschwerpunkt der Durchflussquerschnitts fläche verlaufende Flächennormale getrennt sind .

Die beiden, entlang der Flächennormalen der Schnittstellenebene in die Schnittstellenebene proj i zierten Schwenkachsen passieren den Flächenschwerpunkt der Durchflussquerschnittsfläche vorzugsweise mit demselben Abstand, wobei der Flächenschwerpunkt zwischen den beiden Schwenkachsen liegt . Der gegenläufige Versatz zwischen den Schwenkachsen ist bevorzugt an die winklige Anordnung der Zahnstange angepasst , nämlich derart , dass gilt :

2-V/ Z = tan a wobei a den Winkel zwischen der Längsachse der Zahnstange und der Flächennormalen der Schnittstellenebene , 2-V den Abstand zwischen den entlang der Flächennormalen der Schnittstellenebene in die Schnittstellenebene proj i zierten Schwenkachsen und Z den Abstand zwischen den Schwenkachsen - entlang der Flächennormalen der Schnittstellenebene gesehen - bezeichnet .

Bezüglich der Klammereinrichtung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn diese einen Totpunkthebel , einen Gabelkopf , der den Totpunkthebel drehbar hält , und eine Verschlussplatte mit einer Vertiefung aufweist .

Bei der letztgenannten Aus führungs form ist es vorteilhaft , wenn sich im geschlossenen Zustand der Klammereinrichtung ein Totpunktnocken des Totpunkthebels in der Vertiefung der Verschlussplatte abstützt und bei Vorliegen einer Schwenkkraft , die den Gabelkopf von der Verschlussplatte wegdrückt , der Totpunkthebel gedreht und der Totpunktnocken über seinen Totpunkt hinaus gedreht wird, wodurch die Klammereinrichtung im Totpunkt des Totpunktnocken unter Speicherung mechanischer Energie zusammengedrückt wird und mittels der mechanischen Energie schlagartig geöf fnet wird, sobald der Totpunktnocken den Totpunkt passiert . Der Totpunkthebel weist vorzugsweise eine gabelschlüsselkompatible Formgestaltung auf .

Besonders vorteilhaft ist es , wenn der Totpunkthebel zwei parallele Flächen aufweist , die ein Ansetzen eines Gabelschlüssels oder Drehmomentschlüssels zum Verdrehen des Totpunkthebels erlauben .

Mit Blick auf das Öf fnen der Klammereinrichtung ist es vorteilhaft , wenn ein Kniegelenk vorhanden ist , das bei einer Bewegung des mit dem zweiten Submodul zusammenwirkenden Abschnitts der Zahnstange von einem Anschlag der Zahnstange aktiviert wird und dadurch eine mechanische Schwenkkraft erzeugt , durch die die Klammereinrichtung geöf fnet wird .

Besonders bevorzugt ist das Kniegelenk ein solches , das bei einer Bewegung des mit dem zweiten Submodul zusammenwirkenden Abschnitts der Zahnstange von einem Anschlag der Zahnstange aktiviert wird und dadurch eine mechanische Schwenkkraft erzeugt , die den Gabelkopf der Klammereinrichtung radial nach außen wegdrückt , den Totpunktnocken dabei über den Totpunkt dreht und die Öf fnung der Klammereinrichtung auslöst .

Bezüglich der Materialien wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Verzahnung des verschwenkbaren Hebels aus einem ersten Material besteht , das Zwischenrad aus einem zweiten Material , das sich von dem Material der Verzahnung unterscheidet , besteht , das Absperrrad, das mit dem Absperrventil des ersten Submoduls in Verbindung steht , aus einem anderen Material als das Zwischenrad besteht , und die Zahnstange aus einem anderem Material als j edes der beiden Absperrräder besteht . Die Verzahnung des verschwenkbaren Hebels besteht vorzugsweise aus einem ersten Material , das Zwischenrad aus einem zweiten Material , die Absperrräder aus dem ersten Material und die Zahnstange aus dem zweiten Material .

Das erste Material ist vorzugsweise Edelstahl und das zweite Material Aluminium-Bronze oder umgekehrt das erste Material Aluminium-Bronze und das zweite Material Edelstahl .

Bezüglich eines späteren Zusammensetzens der Submodule nach einem vorherigen Lösen der Notlöseeinrichtung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn Justagemittel , die zur Justage der beiden Submodule relativ zueinander beim Zusammensetzen der Submodule geeignet sind, lösbar an zumindest einem der Submodule befestigt sind . Eine solche Ausgestaltung stellt sicher, dass die Justagemittel gri f fbereit zur Verfügung stehen, wenn sie im späteren Einsatz der Notlöseeinrichtung, beispielsweise in einem Hafen oder an einer sonstigen Verladestelle , auch vorhanden sind bzw . zur Verfügung stehen .

Die Achse des verschwenkbaren Hebels des Getriebes ist - mit Blick auf die auftretenden Kräfte - bevorzugt durch zwei außenliegende Stützplatten, die den Hebel zwischen sich einschließen, mechanisch abgestützt .

Die Notlöseeinrichtung kann für beliebige Fluidleitungen bzw . beliebige Fluide eingesetzt werden, also Flüssigkeiten oder Gase , insbesondere petrochemische Stof fe wie beispielsweise Erdöl .

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Aus führungsbeispielen näher erläutert ; dabei zeigen beispielhaft Fig . 1- 12 ein erstes Aus führungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Notlöseeinrichtung,

Figur 13 eine Aus führungsvariante der Notlöseeinrichtung gemäß den Figuren 1 bis 12 , und

Figur 14 eine bevorzugte Anordnung von Schwenkachsen bei den Absperrventilen der Notlöseeinrichtungen gemäß den Figuren 1 bis 12 sowie 13 .

In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugs zeichen verwendet .

Die Figur 1 zeigt ein Aus führungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Notlöseeinrichtung 10 für eine Fluidleitung 11 . Die Fluidleitung 11 kann zum Leiten beliebiger Fluide , also Flüssigkeiten oder Gase , eingesetzt werden, insbesondere zum Leiten petrochemischer Stof fe wie beispielsweise Erdöl .

Die Notlöseeinrichtung 10 umfasst ein erstes , in der Figur 1 oberes Submodul 20 , das mit einem verstellbaren Absperrventil 21 ( s . Figur 5 ) ausgestattet ist . Das Absperrventil 21 kann als Ventilelement 22 eine verschwenkbare Ventilklappe , wie sie beispielhaft in den Figuren 5 und 12 gezeigt ist , umfassen . Das Absperrventil 21 des ersten Submoduls 20 verhindert in seiner geschlossenen Stellung einen Fluidfluss durch das erste Submodul 20 und erlaubt den Fluidfluss in seiner geöf fneten Stellung .

Die Notlöseeinrichtung 10 umfasst außerdem ein zweites , in der Figur 1 unteres Submodul 30 , das - genauso wie das erste Submodul 20 - mit einem verstellbaren Absperrventil 31 aus- gestattet ist . Das Absperrventil 31 des zweiten Submoduls 30 kann als Ventilelement 32 ebenfalls eine verschwenkbare Ventilklappe umfassen, wie sie beispielhaft in den Figuren 5 und 12 gezeigt ist . Das Absperrventil 31 des zweiten Submoduls 30 verhindert in seiner geschlossenen Stellung einen Fluidfluss durch das zweite Submodul 30 und erlaubt diesen in seiner geöf fneten Stellung .

Die Absperrventile 21 und 31 können, wie gezeigt , als Ventilelemente verschwenkbare Ventilklappen aufweisen; alternativ können die Absperrventile auch in Form von Absperrgliedern wie beispielsweise Kugelventilen oder Kugelhähnen ausgestaltet sein .

Die Notlöseeinrichtung 10 weist darüber hinaus eine Klammereinrichtung 40 auf , die im geschlossenen Zustand die zwei Submodule 20 und 30 zusammenhält und im geöf fneten Zustand die Trennung der Submodule 20 und 30 ermöglicht .

Zum Auslösen der Notlöseeinrichtung 10 ist an dem ersten Submodul 20 eine Betätigungseinrichtung 50 mit einem Hydraulikantrieb 51 angeordnet , der eine in einem Zylinder 52 linear verfahrbare Kolbenstange 53 aufweist . Im Ausgangs zustand vor dem Auslösen der Notlöseeinrichtung 10 - wie in der Figur 1 gezeigt - ist die Kolbenstange 53 in dem Zylinder 52 untergebracht und somit vor Umwelteinflüssen wie Verschmutzung oder Vereisung geschützt . Nach dem Auslösen des Hydraulikantriebs 51 wird die Kolbenstange 53 aus dem Zylinder 52 herausbewegt , wodurch zunächst die Absperrventile 21 und 31 geschlossen werden und erst danach die Klammereinrichtung 40 geöf fnet wird . Die Kolbenstange 53 steht zu diesem Zwecke über ein Getriebe

60 mit einer Zahnstange 61 in Verbindung, die vor dem Auslösen des Hydraulikantriebs 51 mit dem Absperrventil 21 des ersten Submoduls 20 und dem Absperrventil 31 des zweiten Submoduls 30 gekoppelt ist und sich über die Schnittstellenebene SSE zwischen den Submodulen 20 und 30 hinübererstreckt . Das Getriebe 60 wandelt die Schiebebewegung SB der Kolbenstange 53 in eine Zugbewegung ZB der Zahnstange 61 um, sodass durch das Herausschieben der Kolbenstange 53 aus dem Zylinder 52 der mit dem zweiten Submodul 30 zusammenwirkende Abschnitt der Zahnstange 61 in Richtung des ersten Submoduls 20 gezogen wird .

Die Übersetzung des Getriebes 60 und die Länge der Zahnstange

61 sind vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt , dass beim Herausschieben der Kolbenstange 53 aus dem Zylinder 52 der vor dem Öf fnen der Klammereinrichtung 40 mit dem zweiten Submodul 30 zusammenwirkende Abschnitt der Zahnstange 61 von dem zweiten Submodul 30 vollständig getrennt wird und die Schnittstellenebene SSE vollständig passiert .

Die Figur 2 zeigt das erste Submodul 20 , nachdem die Zahnstange 61 die Schnittstellenebene SSE vollständig passiert hat und somit mit dem zweiten Submodul 30 ( siehe Figur 3 ) nicht mehr Zusammenstößen bzw . kollidieren kann .

Die Ventilelemente 22 und 32 ( siehe Figuren 5 , 12 und 14 ) der beiden Submodule 20 und 30 sind j eweils um eine eigene Schwenkachse SA1 und SA2 verschwenkbar . Die Schwenkachsen SA1 und SA2 sind parallel zueinander angeordnet , j edoch liegen sie - betrachtet entlang der Flächennormalen N der Schnittstellenebene SSE - nicht übereinander, sondern versetzt zueinander, wobei sie durch die durch den Flächenschwerpunkt FSP der Durchflussquerschnitts fläche A verlaufende Flächennormale N getrennt sind . Durch diese Anordnung der Schwenkachsen SA1 und SA2 wird sichergestellt , dass die Ventilelemente 22 und 32 bei Fluidfluss selbsttätig schließen, sofern sie nicht gezielt of fengehalten werden .

Vorteilhaft ist es , wenn die beiden, entlang der Flächennormalen N der Schnittstellenebene SSE in die Schnittstellenebene SSE proj i zierten Schwenkachsen SA1 ' und SA2 ' den Flächenschwerpunkt FSP der Durchflussquerschnitts fläche A mit demselben Abstand bzw . Versatz V passieren, wobei der Flächenschwerpunkt FSP zwischen den beiden Schwenkachsen SA1 und SA2 liegt .

Mit Blick auf den Versatz V der Schwenkachsen SA1 und SA2 ist vorgesehen, dass die Zahnstange 61 bzw . deren Längsachse L nicht senkrecht zur Schnittstellenebene SSE angeordnet ist (vgl . Figur 4 ) , sondern winklig, wobei der Winkel a zwischen der Zahnstange 61 und der Flächennormalen N der Schnittstellenebene SSE vorzugsweise zwischen 0 , 5 und 5 Grad beträgt .

Der gegenläufige Versatz V zwischen den Schwenkachsen SA1 und SA2 ist - wie beispielhaft in den Figuren 4 und 14 ski z ziert ist - an die winklige Anordnung der Zahnstange 61 angepasst , nämlich vorzugsweise derart , dass gilt :

2V/ Z = tan a wobei a den Winkel zwischen der Längsachse L der Zahnstange 61 und der Flächennormalen N der Schnittstellenebene SSE , V den Versatz zwischen den entlang der Flächennormalen N der Schnittstellenebene SSE in die Schnittstellenebene SSE proj izierten Schwenkachsen SA1 ' und SA2 ' und Z den Abstand zwi- sehen den Schwenkachsen - entlang der Flächennormalen der Schnittstellenebene SSE gesehen - bezeichnet .

Die Längsachse L der Zahnstange 61 und die Längsachse LK der Kolbenstange 53 sind - mit Blick auf einen kompakten Aufbau - vorzugsweise ebenfalls winklig zueinander angeordnet . Der Winkel ß (vgl . Figur 2 ) zwischen diesen liegt vorzugsweise zwischen 70 und 110 Grad .

Bezüglich der Ausgestaltung des Getriebes 60 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 12 vorgesehen, dass das Getriebe 60 einen verschwenkbaren Hebel 62 , ein drehbares Zwischenrad 63 und ein erstes Absperrrad 64 , das mit dem Absperrventil 21 des ersten Submoduls 20 in Verbindung steht , umfasst . Ein erstes Hebelende 62a des Hebels 62 ist über ein Scharnier mit der Kolbenstange 53 gekoppelt und wird bei deren Bewegung verschwenkt .

Ein zweites Hebelende 62b des Hebels 62 ist mit einer Verzahnung 62c ausgestattet , die mit dem Zwischenrad 63 in Eingri f f steht und dieses bei einem Schwenken des Hebels 62 dreht . Das Zwischenrad 63 wiederum steht mit dem Absperrrad 64 in Eingri f f und dreht dieses im Falle einer Drehung mit und verschwenkt dadurch das Ventilelement 22 des Absperrventils 21 des ersten Submoduls 20 .

Das Absperrrad 64 steht außerdem mit der Zahnstange 61 in Eingri f f und verschiebt diese im Falle einer Drehung .

Die Zahnstange 61 steht - vor dem Auslösen des Hydraulikantriebs 51 - außerdem mit einem zweiten Absperrrad 65 , das mit dem Absperrventil 31 des zweiten Submoduls 30 in Verbindung steht , in Eingri f f . Die Zahnstange 61 dreht bei einer Bewe- gung das zweite Absperrrad 65 und verschwenkt dadurch das Ventilelement 32 des Absperrventils 31 des zweiten Submoduls 30 .

Die Figuren 1 bis 3 lassen außerdem erkennen, dass das erste Absperrrad 64 und das Absperrventil 21 des ersten Submoduls

20 über einen ersten Scherpin 66 drehtest verbunden sind . Der erste Scherpin 66 wird abgeschert , sobald beim Schließen des Absperrventils 21 das Ventilelement 22 seine geschlossene Endstellung erreicht .

Das zweite Absperrrad 65 und das Absperrventil 31 des zweiten Submoduls 30 sind über einen zweiten Scherpin 67 drehtest verbunden; der zweite Scherpin 67 wird abgeschert , sobald beim Schließen des Absperrventils 31 das Ventilelement 32 seine geschlossene Endstellung erreicht . Durch die Scherpins 66 und 67 wird es ermöglicht , dass die Absperrräder 64 und 65 weiter drehen können, wenn die Absperrventile 21 und 31 geschlossen sind und ihre Endlage einnehmen, und ein Weiterbewegen der Zahnstange 61 in Richtung des ersten Submoduls 20 möglich bleibt bzw . nicht durch die Absperrventile 21 und 31 blockiert wird .

Die Zahnstange 61 ist derart bemessen, dass beim Herausschieben der Kolbenstange 53 aus dem Zylinder 52 noch vor dem Öf fnen der Klammereinrichtung 40 der erste und zweite Scherpin 66 und 67 abgeschert werden, also die beiden Absperrventile

21 und 31 sicher geschlossen sind, bevor die Submodule 20 und 30 voneinander getrennt werden .

Die Figur 5 zeigt den Aufbau der Klammereinrichtung 40 näher im Detail . Die Klammereinrichtung 40 umfasst Klemmbacken 41 , die von einem Totpunkthebel 42 , einem Gabelkopf 43 , der den Totpunkthebel 42 drehbar hält , und einer Verschlussplatte 44 , die eine Vertiefung 45 aufweist , auf die Submodule 20 und 30 gedrückt werden .

Im geschlossenen Zustand der Klammereinrichtung 40 , wie er in den Figuren 5 und 6 gezeigt ist , stützt sich ein Totpunktnocken 42a des Totpunkthebels 42 in der Vertiefung 45 der Verschlussplatte 44 ab . Bei Vorliegen einer Schwenkkraft , die in den Figuren 5 und 6 durch einen Pfeil mit dem Bezugs zeichen PI gekennzeichnet ist und den Gabelkopf 43 von der Verschlussplatte 44 wegdrückt , wird der Totpunkthebel 42 entgegen dem Uhrzeigersinn, also in Figur 6 entlang der Pfeilrichtung P2 gedreht , wodurch der Totpunktnocken 42a über seinen Totpunkt TP hinaus gedreht wird . Im Totpunkt TP des Totpunktnockens 42a wird die Klammereinrichtung 40 unter Speicherung mechanischer Energie noch weiter als im Ausgangs zustand zusammengedrückt ; mittels der gespeicherten mechanischen Energie wird die Klammereinrichtung 40 schlagartig geöf fnet , sobald der Totpunktnocken 42a den Totpunkt TP passiert .

Vorteilhaft ist es , wenn der Totpunkthebel 42 eine gabelschlüsselkompatible Formgestaltung aufweist , wie beispielhaft in der Figur 7 gezeigt ist . Der Totpunkthebel 42 weist zwei parallele Flächen auf , die ein Ansetzen eines Gabelschlüssels oder Drehmomentschlüssels zum Verdrehen des Totpunkthebels 42 erlauben; die gezeigte Form ermöglicht es , die Klammereinrichtung 40 mit dem Gabelschlüssel oder Drehmomentschlüssel zu schließen . Dadurch kann nach j edem Öf fnungsvorgang zum einen die Klammereinrichtung 40 mit einfachen Mitteln wieder geschlossen werden, zum anderen kann unter Verwendung eines Drehmomentschlüssels die für einen sicheren Zusammenhalt der Submodule 20 und 30 bzw . die für ein problemloses Öf fnen der Klammereinrichtung 40 erforderliche Verschlusskraft kontrolliert werden .

Um im geschlossenen Zustand der Klammereinrichtung 40 die Schwenkkraft zum Öf fnen der Klammereinrichtung 40 zu erzeugen, ist bei dem Aus führungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 12 ein Kniegelenk 46 ( siehe Figuren 6a und 8 ) vorhanden, das bei einer Bewegung des mit dem zweiten Submodul 30 zusammenwirkenden Abschnitts der Zahnstange 61 von einem Anschlag 61a der Zahnstange 61 aktiviert wird und dadurch eine radial nach außen wirkende mechanische Schwenkkraft entlang der Pfeilrichtung PI in Figur 5 erzeugt , durch die die Klammereinrichtung 40 geöf fnet wird . Das Kniegelenk 46 umfasst bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 6a und 8 zwei Kniehebel 46a und 46b, die über einen Bol zen 46c gelenkig miteinander verbunden sind . Der Bol zen 46c wird von dem Anschlag 61a der Zahnstange 61 bei Aktivierung entlang der Längsrichtung der Zahnstange 61 bewegt , wodurch die zwei Kniehebel 46a und 46b senkecht zur Längsrichtung der Zahnstange 61 auseinander gedrückt werden und dadurch die Schwenkkraft PI erzeugen .

Sobald die Zahnstange 61 mit dem Anschlag 61a auf das Kniegelenk 46 aufschlägt , drückt das Kniegelenk 46 den Gabelkopf 43 von der Klammereinrichtung 40 weg, dreht dadurch den Totpunktnocken 42a über den Totpunkt TP und löst damit die Öf fnung der Klammereinrichtung 40 aus .

Um die auftretenden Kräfte aufnehmen zu können, wird die Drehachse D62 des verschwenkbaren Hebels 62 des Getriebes 60 vorzugsweise durch zwei außenliegende Stützplatten 70 , die den Hebel 62 zwischen sich einschließen, mechanisch abgestützt ; dies zeigt beispielhaft die Figur 9 . Um die Submodule 20 und 30 gemäß den Figuren 2 und 3 einfach zusammensetzen zu können, sind - wie in den Figuren 10 und 11 gezeigt - vorzugsweise Justagemittel 80 vorgesehen, die zur Justage der beiden Submodule 20 und 30 relativ zueinander geeignet sind; diese sind bei dem Aus führungsbeispiel gemäß den Figuren 10 und 11 lösbar an beiden Submodulen 20 und 30 befestigt . Hierbei dienen die Justagemittel 80 zur axialen Ausrichtung, und die rotatorische Feinj ustierung kann über die Anschläge 81 , die j eweils an den Submodulen 20 und 30 befestigt sind, vermittels der Einstellschraube 82 vorgenommen werden .

Die Figur 13 zeigt eine andere bevorzugte Ausgestaltung des Getriebes 60 . Bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Figur 13 weist das Getriebe 60 zusätzlich zu dem Zwischenrad 63 ein weiteres Zwischenrad 63a auf . Die Drehachsen der beiden Zwischenräder 63 und 63a sind parallel angeordnet und die Verzahnung 62c des zweiten Hebelendes steht mit beiden Zwischenrädern 63 und 63a unmittelbar in Eingri f f . Bei einem Schwenken des Hebels 62 werden somit beide Zwischenräder 63 und 63a synchron gedreht . Die beiden Zwischenräder 63 und 63a stehen j eweils beide mit dem Absperrrad 64 in Eingri f f und drehen dieses im Falle ihrer eigenen Drehung gemeinsam mit , wodurch sie das Absperrventil 21 des ersten Submoduls 20 gemeinsam verstellen .

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Aus führungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde , so ist die Erfindung nicht durch die of fenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . Be zugs Zeichen

10 Notlöseeinrichtung

11 Fluidleitung

20 Submodul

21 Absperrventil

22 Ventilelement

30 Submodul

31 Absperrventil

32 Ventilelement

40 Klammereinrichtung

41 Klemmbacken

42 Totpunkthebel

42a Totpunktnocken

43 Gabelkopf

44 Verschlussplatte

45 Vertiefung

46 Kniegelenk

46a Kniehebel

46b Kniehebel

46c Bol zen

50 Betätigungseinrichtung

51 Hydraulikantrieb

52 Zylinder

53 Kolbenstange

60 Getriebe

61 Zahnstange

61a Zahnstangenanschlag

62 Hebel

62a erste Hebelende

62b zweites Hebelende

62c Verzahnung

63 Zwischenrad 63a Zwischenrad

64 Absperrrad

65 Absperrrad

66 Scherpin

67 Scherpin

70 Stützplatte

80 Justagemittel

81 Justieranschlag

82 Justierschraube

A Durchflussquerschnitts fläche

D62 Drehachse des Hebels

FSP Flächenschwerpunkt

L Längsachse

LK Längsachse

N Flächennormale

PI Schwenkkraft

P2 Drehrichtung

SA1 Schwenkachse

SA2 Schwenkachse

SA1 ' proj i zierte Schwenkachse

SA2 ' proj i zierte Schwenkachse

SB Schiebebewegung

SSE Schnittstellenebene

TP Totpunkt

V Versatz

Z Abstand

ZB Zugbewegung a Winkel ß Winkel