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Title:
ACTUATING DEVICE FOR A SHUTOFF DEVICE, MORE PARTICULARLY FOR A HYDRANT, HYDRANT SYSTEM AND WATER WITHDRAWAL FITTING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/228990
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an actuating device (1) for a shutoff device, more particularly for a hydrant, more particularly for an underground hydrant (2), comprising: - an enabling unit (3), which is designed to enable or prevent the operation of a valve of the shutoff device, more particularly the hydrant, more particularly the underground hydrant (2); - a control unit, which is connected to the enabling unit (3) and is designed to trigger the enabling unit (3) to enable the valve operation only after a enabling code has been authenticated; wherein the enabling unit (3) acts on a valve spindle (5); wherein the enabling unit (3) has a wrench attachment point (6) and a switchable coupling (7); wherein, in a first switching position, the coupling (7) torque-transmittingly connects the wrench attachment point (6) to the valve spindle (5) and, in a second switching position, the coupling disables the torque-transmitting connection between the wrench attachment point (6) and the valve spindle (5) at least in the direction of rotation (8) which opens the valve. The invention also relates to a hydrant system (11), comprising an actuating device (1) of this type and a hydrant (2), and to a water withdrawal fitting for connecting to a fitting connection (12) of a hydrant system (11) of this type.

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Inventors:
LANGE MARTIN (DE)
KLIMPEL SEBASTIAN (DE)
UFERMANN HANS-DIETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/062709
Publication Date:
November 18, 2021
Filing Date:
May 12, 2021
Export Citation:
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Assignee:
SCHNEIDERS SERVATIUS (DE)
International Classes:
A62C35/20; E03B7/07; E03B9/02; E03B9/12; F16K31/04; F16K31/05; F16K35/06; G08B21/18; G08B25/08; G08C25/00; H04Q9/00
Attorney, Agent or Firm:
SCHNEIDERS & BEHRENDT BOCHUM et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Betätigungsvorrichtung (1) für eine Absperrvorrichtung, insbesondere für einen Hydranten, insbesondere für einen Unterflurhydranten (2), mit - einer Freigabeeinheit (3), die dazu ausgelegt ist, die Bedienung eines Ventils der Absperrvorrichtung, insbesondere des Hydranten, insbesondere des Unterflurhydranten (2) wahlweise freizugeben oder zu unterbinden, einer Steuereinheit, die mit der Freigabeeinheit (3) verbunden und dazu ausgelegt ist, die Freigabeeinheit (3) erst nach Authentifizierung eines Freigabecodes zur Freigabe der Ventilbedienung anzusteuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Freigabeeinheit (3) an einer Ventilspindel (5) angreift, wobei die Freigabeeinheit (3) einen Schlüsselansatz (6) und eine schaltbare Kupplung (7) aufweist, wobei die Kupplung (7) in einer ersten Schaltstellung den Schlüsselansatz (6) drehmomentübertragend mit der Ventilspindel (5) verbindet und in einer zweiten Schaltstellung die drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Schlüsselansatz (6) und der Ventilspindel (5) zumindest in der das Ventil öffnenden Drehrichtung (8) unterbindet.

2. Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (7) die drehmomentübertragende Verbindung des Schlüsselansatzes (6) mit der Ventilspindel (5) in der zweiten Schaltstellung in der das Ventil öffnenden Drehrichtung (8) unterbindet und den Schlüsselansatz (6) mit der Ventilspindel (5) in der das Ventil schließenden Drehrichtung (9) drehmomentübertragend verbindet. 3. Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Akkumulator zur Stromversorgung der Freigabeeinheit (3) und der Steuereinheit vorgesehen ist.

4. Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkumulator mit einem Generator (10) verbunden ist, der mechanische Energie der Drehbewegung des Schlüsselansatzes (6), der Kupplung (7) und/oder der Ventilspindel (5) in elektrische Energie zum Laden des Akkumulators umsetzt.

5. Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Stellmotor (10) der Freigabeeinheit (3), welcher mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei der Stellmotor (10) die schaltbare Kupplung (7) betätigt.

6. Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eine Kommunikationseinheit, z.B. eine Nahfeldkommunikationseinheit und/oder einen RFID-Leser, zum Einlesen des Freigabecodes aufweist.

7. Hydrantensystem (11) umfassend eine Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und einen Hydranten, insbesondere einen Unterflurhydranten (2), der einen Armaturanschluss (12) zum Anschluss einer Wasserentnahmearmatur an den Hydranten (2), und ein Ventil aufweist, an dessen Spindel (5) die Freigabeeinheit (3) der Betätigungsvorrichtung (1 ) angreift.

8. Hydrantensystem (11) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Hydrantenschlüssel, der an den Schlüsselansatz (6) ansetzbar ist und den Freigabecode in von der Steuereinheit einlesbarer Form enthält.

9. Hydrantensystem (11) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Hydrantenschlüssel ein Transponder angeordnet ist, wobei die

Transponderkennung den Freigabecode bildet.

10. Hydrantensystem (11) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Hydrantenschlüssel zugeordnete Freigabecode veränderbar ist. 11. Wasserentnahmearmatur zum Anschluss an den Armaturanschluss

(12) eines Hydrantensystems (11) nach Anspruch 7, wobei die Wasserentnahmearmatur den Freigabecode in von der Steuereinheit einlesbarer Form enthält.

12. Wasserentnahmearmatur nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Wasserentnahmearmatur ein Transponder angeordnet ist, wobei die Transponderkennung den Freigabecode bildet.

13. Wasserentnahmearmatur nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der der Wasserentnahmearmatur zugeordnete Freigabecode veränderbar.

- Zusammenfassung -

Description:
Betätiaunasvorrichtuna für eine Absperrvorrichtung insbesondere einen Hydranten. Hvdrantensvstem und Wasserentnahmearmatur

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Absperrvorrichtung, insbesondere einen Hydranten, insbesondere für einen Unterflurhydranten, mit einer Freigabeeinheit, die dazu ausgelegt ist, die Bedienung eines Ventils der Absperrvorrichtung, insbesondere des Hydranten, insbesondere des Unterflurhydranten wahlweise freizugeben oder zu unterbinden, einer Steuereinheit, die mit der Freigabeeinheit verbunden und dazu ausgelegt ist, die Freigabeeinheit erst nach Authentifizierung eines Freigabecodes zur Freigabe der Ventilbedienung anzusteuern. Außerdem betrifft die Erfindung ein Hydrantensystem umfassend eine solche Betätigungsvorrichtung, sowie eine Wasserentnahmearmatur zum Anschluss an einen Armaturanschluss eines solchen Hydrantensystems.

Für Wasserversorgungsunternehmen besteht häufig die Problematik, dass Wasserentnahmearmaturen (z. B. in Form von Hydrantenstandrohren) von Dritten ausgeliehen werden (z. B. zur Bereitstellung der Wasserversorgung an Baustellen) und unkontrolliert im Leitungsnetz eingesetzt werden können. Außerdem besteht das Risiko, dass fremde Wasserentnahmearmaturen eingesetzt werden und das Wasserversorgungsunternehmen nicht von einer Entnahme in Kenntnis gesetzt wird. Das bringt abrechnungstechnische Probleme mit sich. Außerdem besteht ein Risiko von Verunreinigungen und Manipulationen im Rohrnetz. So besteht insbesondere bei Unterflurhydranten ein permanentes Risiko von unberechtigten Zugriffen auf das Leitungsnetz, was auch eine potentielle Gefährdung beispielsweise durch Terrorangriffe mit sich bringt. Ein heutiger Unterflurhydrant lässt sich derzeit einfach mit Werkzeug aus dem Baumarkt (Vierkant) von jedem öffnen und manipulieren, sodass eine gezielte Verunreinigung oder Vergiftung des Trinkwassernetzes von Terroristen relativ leicht vorgenommen werden kann.

Zur Absicherung von Hydranten offenbart die WO 2008/099102 A2 eine Ver- und Entriegelungsvorrichtung für Hydranten, insbesondere von Unterflurhydranten. Dabei ist ein Verriegelungsmittel vorgesehen, das in einer verriegelten Position die Bewegung eines Ventils des Hydranten, das die Verbindung zum Versorgungsnetz herstellt, blockiert.

Neben der Absicherung von Hydranten ist auch eine wirksame Absicherung weiterer Absperrvorrichtungen bisher nur bedingt möglich. So können Ventile von Absperrvorrichtungen auch in anderen Anwendungsgebieten problemlos von Unbefugten manipuliert werden, was die Sicherheit von Kraftwerken, Produktionsanlagen und ähnlichen Systemen gefährdet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung anzugeben, die eine einfache und sichere Absicherung von Absperrvorrichtungen, insbesondere Hydranten, insbesondere Unterflurhydranten ermöglicht. Außerdem soll ein verbessertes Hydrantensystem mit einer solchen Vorrichtung und eine verbesserte Wasserentnahmearmatur zum Anschluss an ein solches Hydrantensystem angegeben werden. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Betätigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , ein Hydrantensystem nach Anspruch 7 und eine Wasserentnahmearmatur gemäß Anspruch 11.

Dadurch, dass die Freigabeeinheit an einer Ventilspindel angreift, wobei die Freigabeeinheit einen Schlüsselansatz und eine schaltbare Kupplung aufweist, wobei die Kupplung in einer ersten Schaltstellung den Schlüsselansatz drehmomentübertragend mit der Ventilspindel verbindet und in einer zweiten Schaltstellung die drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Schlüsselansatz und der Ventilspindel zumindest in der das Ventil öffnenden Drehrichtung unterbindet, kann ein mit der Betätigungsvorrichtung ausgerüstete Absperrvorrichtung, insbesondere ein mit der Betätigungsvorrichtung ausgerüsteter Hydrant, insbesondere ein mit der Betätigungsvorrichtung ausgerüsteter Unterflurhydrant, auf einfache und praktikable Weise abgesichert werden. Über die Betätigungsvorrichtung kann die Bedienung des Ventils lediglich Personen Vorbehalten bleiben, die über den Freigabecode zum Zugriff auf die Absperrvorrichtung, insbesondere den Hydranten, insbesondere den Unterflurhydranten, verfügen. Wird der Freigabecode von der Steuereinheit nicht authentifiziert, so unterbindet die Freigabeeinheit die Bedienung des Ventils der mit der Betätigungsvorrichtung abgesicherten Absperrvorrichtung, insbesondere des Hydranten, insbesondere des Unterflurhydranten, und zwar in der Weise, dass die Ventilspindel zumindest in der Öffnungsrichtung nicht gedreht werden kann. Nach erfolgreicher Authentifizierung des Freigabecodes hingegen steuert die Steuereinheit die Freigabeeinheit an, um die Ventilbedienung zur Bedienung des Ventils an der abgesicherten Absperrvorrichtung, insbesondere am Hydranten, insbesondere am Unterflurhydranten, freizugeben. Der Schlüsselansatz (z.B. ein herkömmlicher Vierkant), der zum Ansatz beispielsweise eines Hydrantenschlüssels dient, wird über die schaltbare Kupplung nach Authentifizierung, d.h. in der ersten Schaltstellung, drehmomentübertragend mit der Ventilspindel verbunden, sodass das Ventil durch Drehung des Hydrantenschlüssels in normaler Art und Weise geöffnet werden kann. In der zweiten Schaltstellung der Kupplung unterbindet die Freigabeeinheit die drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Schlüsselansatz und der Ventilspindel, und zwar zumindest in der das Ventil öffnenden Drehrichtung, um eine Bedienung des Ventils zu verhindern, wenn keine erfolgreiche Authentifizierung eines Freigabecodes vorliegt. Damit kann das Ventil in der zweiten Schaltstellung nicht geöffnet werden. Der Zugriff auf die Absperrvorrichtung, insbesondere den Hydranten, ist blockiert. Die Steuereinheit steuert die Freigabeeinheit so an, dass die schaltbare Kupplung sich in der ersten Schaltstellung befindet, wenn ein gültiger Freigabecode vorliegt. Ansonsten wird die schaltbare Kupplung in die zweite Schaltstellung geschaltet oder verbleibt in der zweiten Schaltstellung, um die Öffnung des Ventils wirksam zu unterbinden. Hierdurch können Manipulationen an Absperrvorrichtungen, insbesondere an Hydranten, wirksam und einfach verhindert werden. Außerdem kann die Entnahme von Wasser über erfindungsgemäß mit der Betätigungsvorrichtung abgesicherte Hydranten besser kontrolliert werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplung die drehmomentübertragende Verbindung des Schlüsselansatzes mit der Ventilspindel in der zweiten Schaltstellung in der das Ventil öffnenden Drehrichtung unterbindet und den Schlüsselansatz mit der Ventilspindel in der das Ventil schließenden Drehrichtung drehmomentübertragend verbindet. Durch die Drehmomentübertragung der Kupplung in der zweiten Schaltstellung zumindest in der das Ventil schließenden Drehrichtung kann über den Schlüsselansatz auch bei fehlender Authentifizierung, d.h. ohne gültigen Freigabecode, das Ventil, der so abgesicherten Absperrvorrichtung, insbesondere des so abgesicherten Hydranten, zumindest geschlossen werden. Die Wasserentnahme über den Hydranten kann somit jederzeit gestoppt werden, auch wenn kein gültiger Freigabecode vorliegt. Die Unterbindung nur der Öffnung des Ventils in der zweiten Schaltstellung trägt der Tatsache Rechnung, dass die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung das Ventil des Hydranten nicht aktiv schließt, sobald kein gültiger Freigabecode vorliegt. Dies wäre auch unerwünscht. Nach einmaliger Öffnung soll der Wasserbezug dauerhaft möglich bleiben. Allerdings stellt die Aufhebung der Drehmomentübertragung in der Öffnungsrichtung des Ventils sicher, dass das Ventil in der zweiten Schaltstellung keinesfalls unbefugt geöffnet werden kann. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass ein

Akkumulator zur Stromversorgung der Freigabeeinheit und der Steuereinheit vorgesehen ist. Mit der Stromversorgung der Freigabeeinheit und der Steuereinheit ist die Betätigungsvorrichtung autark einsetzbar, sodass kein Netzanschluss erforderlich ist. Insbesondere bei schlecht zugänglichen Unterflurhydranten wäre ein Netzanschluss nur mit erhöhtem Aufwand realisierbar. Außerdem sorgt die autarke Stromversorgung über den Akkumulator dafür, dass Manipulationen der Betätigungsvorrichtung an bzw. über einen Netzanschluss unmöglich sind. Als Akkumulator kann ein Lithium-Ionen-Akku, eine Batterie oder auch ein Kondensator eingesetzt werden. Elektrische Energie ist immer nur kurzzeitig im Moment des Öffnens des Ventils für den Betrieb der Steuereinheit und für den Umschaltvorgang der Kupplung erforderlich. Die eigentliche Öffnungsbewegung des Ventils wird, wie herkömmlich, durch die Körperkraft bewirkt. Entsprechend wird nur wenig elektrische Energie benötigt. Hierfür genügt vorteilhaft ein Akkumulator mit vergleichsweise geringer Kapazität.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung bezieht sich darauf, dass der Akkumulator mit einem Generator verbunden ist, der mechanische Energie der Drehbewegung des Schlüsselansatzes, der Kupplung und/oder der Ventilspindel in elektrische Energie zum Laden des Akkumulators umsetzt. Diese Ausgestaltung sorgt für eine weitgehend autarke und dauerhafte Funktion der Betätigungsvorrichtung. Der Wartungsaufwand ist entsprechend gering. Bevor die Freigabe der Ventilbedienung durch Authentifizierung eines Freigabecodes erfolgen kann, lässt sich der Akkumulator einfach durch die Drehbewegung des Schlüsselansatzes ausreichend aufladen, um die Freigabeeinheit entsprechend mit der Steuereinheit anzusteuern.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Stellmotor der Freigabeeinheit, welcher mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei der Stellmotor die schaltbare Kupplung betätigt. Der elektrische Stellmotor bewirkt die erforderliche mechanische Bewegung, um die Kupplung zwischen den Schaltstellungen hin und her zu schalten.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Steuereinheit eine Kommunikationseinheit, z.B. eine Nahfeld kommunikationseinheit und/oder einen RFID-Leser, zum Einlesen des Freigabecodes aufweist. Über eine solche Kommunikationseinheit kann ein Freigabecode zur Freigabe der Ventilbedienung sehr bequem und schnell eingelesen werden, um eine intuitive Bedienung des Ventils zu ermöglichen. Der in der Nähe (z.B. auf einem RFID-Tag gespeicherte) Freigabecode wird hierzu einfach von der Kommunikationseinheit der Steuereinheit eingelesen, um im Anschluss authentifiziert zu werden. Das Einlesen des Freigabecodes per Nahfeldkommunikation oder RFID ist ohne besondere Mensch/Maschine- Schnittstelle (z.B. in Form eines Tastenfeldes) berührungslos möglich. Die Eingabe des Freigabecodes funktioniert zuverlässig auch in der oft schmutzigen Umgebung von Absperrvorrichtungen oder Hydranten.

Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Hydrantensystem, umfassend eine zuvor und im Folgenden näher beschriebene Betätigungsvorrichtung und einen Hydranten, insbesondere einen Unterflurhydranten, der einen Armaturanschluss zum Anschluss einer Wasserentnahmearmatur an den Hydranten, und ein Ventil aufweist, an dessen Spindel die Freigabeeinheit der Betätigungsvorrichtung angreift. Ein solches Hydrantensystem umfasst einen hervorragend gegen Manipulationen und unberechtigte Wasserentnahme abgesicherten Hydranten.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des Hydrantensystems, die gekennzeichnet ist durch einen Hydrantenschlüssel, der an den Schlüsselansatz ansetzbar ist und den Freigabecode in von der Steuereinheit einlesbarer Form enthält. Mit einem solchen Hydrantenschlüssel kann das Ventil des abgesicherten Hydranten sehr einfach, wie gewohnt, bedient werden. Hierzu wird der Hydrantenschlüssel einfach an dem Schlüsselansatz der Betätigungsvorrichtung angesetzt, und die Ventilspindel über die Kupplung der Freigabeeinheit gedreht, indem der Hydrantenschlüssel gedreht wird. Für den Bediener ist kein Unterschied zwischen der Bedienung von Hydranten mit oder ohne erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung bemerkbar.

Ein solcher Freigabecode in von der Steuereinheit einlesbarer Form kann auch an einem Schlüssel zur Bedienung einer anderen Absperreinrichtung angeordnet sein.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Hydrantensystems sieht vor, dass an dem Hydrantenschlüssel ein Transponder angeordnet ist, wobei die Transponderkennung, d.h. die auf dem Transponder gespeicherten und drahtlos auslesbaren digitalen Daten, den Freigabecode bildet. Über den Transponder kann der Freigabecode sehr einfach von der Kommunikationseinheit der Steuereinheit ausgelesen werden, indem die auslesbare Transponderkennung als Freigabecode dient. Sobald der Hydrantenschlüssel an dem Schlüsselansatz angesetzt wird, kommt der daran angebrachte Transponder in ausreichende Nähe zu der Kommunikationseinheit der Steuereinheit, so dass der Freigabecode ausgelesen und authentifiziert werden kann.

Ein entsprechender Transponder, wobei die Transponderkennung, d.h. die auf dem Transponder gespeicherten und drahtlos auslesbaren digitalen Daten, den Freigabecode bildet kann auch an einem Schlüssel zur Bedienung einer anderen Absperreinrichtung angeordnet sein.

In der Steuereinheit sind zweckmäßig ein oder mehrere gültige Freigabecodes hinterlegt, so dass die Authentifizierung sehr einfach durch Vergleich des eingelesenen/eingegebenen Freigabecodes mit den hinterlegten Freigabecodes erfolgen kann. Die Flinterlegung der gültigen Freigabecodes kann einmalig bei Fierstellung der Betätigungsvorrichtung erfolgen, oder nachträglich durch entsprechende Programmierung der Steuereinheit durch das Versorgungsunternehmen, in dessen Wasserversorgungsnetz sich der Flydrant befindet. Die in der Steuereinheit hinterlegten Freigabecodes können verschlüsselt sein, z.B. durch eine Einwegverschlüsselung, so dass die Freigabecodes nicht unbefugt durch Zugriff auf die Steuereinheit ausgelesen werden können. Auch ist denkbar, dass die Steuereinheit einen Algorithmus verwendet, durch welchen jeweils nur einmalig verwendbare Freigabecodes implementiert werden. Bei dieser Ausgestaltung kann der Flydrant mit einem (z.B. vom Versorger zur Verfügung gestellten) Freigabecode nur einmalig geöffnet werden. Nach der durchgeführten Öffnung verliert der Freigabecode seine Gültigkeit und kann nicht mehr zur Öffnung des Flydranten verwendet werden.

Die Erfindung ermöglicht es vorteilhaft, jeder Absperrvorrichtung oder jedem Flydranten einen individuellen Freigabecode zuzuordnen. Damit kann der Versorger beispielsweise sehr einfach kontrollieren, wer auf welchen Flydranten Zugriff erhält. Außerdem kann so auch der Zugriff auf Absperrvorrichtungen, z,B, in Kraftwerken, Produktionsanlagen oder Trinkwasseranlagen einfach kontrolliert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Hydrantensystems ist vorgesehen, dass der dem Hydrantenschlüssel zugeordnete Freigabecode veränderbar ist. Mit der Veränderung des zugeordneten Freigabecodes können Freigabecodes in einem Codierungssystem hinterlegt werden, wobei der dem Hydrantenschlüssel zugeordnete Freigabecode zur Freigabe von einzelnen Hydranten in einem Hydrantensystem und/oder einer oder mehrerer Gruppen von Hydranten in verschiedenen Hydrantensystemen dienen kann. Die zur Freigabe der Ventilbedienung berechtigenden Freigabecodes können hierzu einfach in der Steuereinheit der Betätigungsvorrichtungen hinterlegt werden.

Ein zugeordneter Freigabecode an einem Schlüssel zur Bedienung einer anderen Absperreinrichtung kann auch veränderbar sein. Mit der Veränderung des zugeordneten Freigabecodes können Freigabecodes in einem Codierungssystem hinterlegt werden, wobei der dem Schlüssel zugeordnete Freigabecode zur Freigabe von einzelnen Absperrvorrichtungen und/oder einer oder mehrerer Gruppen von Absperrvorrichtungen beispielsweise in Trinkwasser- oder Abwasseranlagen, Kraftwerken oder Produktionsanlagen dienen kann.

Ferner ist Gegenstand der Erfindung eine Wasserentnahmearmatur zum Anschluss an den Armaturanschluss eines zuvor und im Folgenden näher beschriebenen Hydrantensystems, wobei die Wasserentnahmearmatur den Freigabecode in von der Steuereinheit einlesbarer Form enthält. Mit einer solchen Wasserentnahmearmatur kann über den Armaturanschluss des abgesicherten Hydranten sehr einfach, wie gewohnt, Wasser entnommen werden. Hierzu wird ein herkömmlicher Hydrantenschlüssel einfach auf den Schlüsselansatz der Betätigungsvorrichtung aufgesetzt, und die Ventilspindel über die Kupplung der Freigabeeinheit gedreht, indem der Hydrantenschlüssel gedreht wird. Der einlesbare Freigabecode wird von der Wasserentnahmearmatur ausgelesen und authentifiziert, wenn die Wasserentnahmearmatur an dem Armaturanschluss des abgesicherten Hydranten angeschlossen wird. Die erfindungsgemäße Wasser entnahmearmatur kann als Standrohr für einen Unterflurhydranten ausgebildet sein.

Durch Freigabe des Hydranten nur dann, wenn die „richtige“

Wasserentnahmearmatur, d.h. eine mit einem gültigen Freigabecode ausgestattete Wasserentnahmearmatur, an den Hydranten angeschlossen wird, wird auch Betrug beim Wasserbezug vorgebeugt. Die mit dem erforderlichen Freigabecode versehene Wasserentnahmearmatur kann hierzu mit einem (verplombten) Wasserzähler ausgestattet sein. Es ist dann sichergestellt, dass der Wasserbezug von dem Wasserzähler erfasst wird.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Wasserentnahmearmatur, die vorsieht, dass an der Wasserentnahmearmatur ein Transponder angeordnet ist, wobei die Transponderkennung den Freigabecode bildet. Über den Transponder kann der Freigabecode an der Wasserentnahmearmatur sehr einfach von der Kommunikationseinheit der Steuereinheit ausgelesen werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Wasserentnahmearmatur sieht vor, dass der der Wasserentnahmearmatur zugeordnete Freigabecode veränderbar ist. Mit der Veränderung des zugeordneten Freigabecodes können Freigabecodes in einem Codierungssystem hinterlegt werden, wobei der der Wasserentnahmearmatur zugeordnete Freigabecode zur Freigabe von einzelnen Flydranten in einem Hydrantensystem und/oder einer oder mehrerer Gruppen von Hydranten in verschiedenen Hydrantensystemen dienen kann. Die zur Freigabe der Ventilbedienung berechtigenden Freigabecodes können hierzu einfach in der Steuereinheit der Betätigungsvorrichtungen hinterlegt werden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Figur 1 erfindungsgemäßes Hydrantensystem, Figur 2 Seitenansicht, Figur 3 Draufsicht, Figur 4 Betätigungsvorrichtung, Figur 5 Schnittansicht, und Figur 6 Detailansicht.

In der Figur 1 mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung dargestellt. Ein Rohr 4 eines Flydranten 2 verbindet diesen mit dem Wasserversorgungsnetz. Der Hydrant 2 ist an seiner Oberseite von einem Aufsatz mit einer Durchführung für eine Ventilspindel 5 (Figur 2) verschlossen. Darauf sitzt die Betätigungsvorrichtung 1 und bildet zusammen mit dem Hydranten 2 ein erfindungsgemäßes Hydrantensystem 11. Der als Unterflurhydrant 2 ausgebildete Hydrant 2 weist einen Armaturanschluss 12 zum Anschluss einer Wasserentnahmearmatur auf, wie z.B. ein Standrohr. Über den Armaturanschluss 12 kann Wasser aus dem an den Hydranten 2 angeschlossenen Wasserversorgungsnetz entnommen werden. Zur Entnahme des Wassers muss das Ventil des Hydranten 2 geöffnet werden, indem die Ventilspindel 5 (Fig. 2) gedreht wird. Zum Öffnen des Ventils muss an der Ventilspindel 5 (Fig. 2) in Öffnungsdrehrichtung 8 (Fig. 3) gedreht werden. Das Schließen des Ventils erfolgt durch Drehen der Ventilspindel 5 (Fig. 2) in einer der Öffnungsdrehrichtung 8 (Fig. 3) entgegengesetzten Schließdrehrichtung 9 (Fig. 3). Um den Hydranten 2 gegen Manipulation und unberechtigte Wasserentnahme abzusichern ist die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung 1 unlösbar mit dem Hydranten 2 gekoppelt. Das heißt die Betätigungsvorrichtung 1 lässt sich vorteilhafterweise nur mit Spezialwerkzeug von dem Hydranten 2 lösen. Die Betätigungsvorrichtung 1 verfügt über eine Freigabeeinheit 3, die dazu ausgelegt ist, die Bedienung des Ventils des Hydranten 2 wahlweise freizugeben oder zu unterbinden. Die Freigabeeinheit 3 greift an der Ventilspindel 5 (Fig. 2) des Hydranten 2 an und überdeckt diese vorteilhafterweise. Hierdurch ist die Bedienung des Ventils am Hydranten 2 nur noch über die Betätigungseinrichtung 1 möglich. Weiterhin verfügt die Betätigungseinrichtung 1 über eine Steuereinheit, die mit der Freigabeeinheit 3 verbunden und dazu ausgelegt ist, die Freigabeeinheit 3 erst nach Authentifizierung eines Freigabecodes zur Freigabe der Ventilsteuerung anzusteuern. Zur Bedienung des Hydrantenventils berechtigte Personen erhalten einen solchen Freigabecode, der von der Steuereinheit geprüft wird, bevor die Ventilbedienung bei gültigem Freigabecode durch Ansteuerung der Freigabeeinheit 3 freigegeben wird. Die gültigen Freigabecodes können in der Steuereinheit der Betätigungsvorrichtung 1 hinterlegt werden und vorteilhafterweise vom Hersteller oder dem Wasserversorgungsunternehmen festgelegt werden. So können die Freigabecodes in einem Codierungssystem hinterlegt werden, wobei einzelne Freigabecodes zur Freigabe von einzelnen Flydranten 2 in einem Hydrantensystem 11 vorgesehen sein können und/oder weitere Freigabecodes zur Freigabe einer oder mehrerer Gruppen von Hydranten 2 in verschiedenen Hydrantensystemen 11 berechtigen können. Die Steuereinheit der Betätigungsvorrichtung 1 kann eine Kommunikationseinheit aufweisen, z.B. eine Nahfeldkommunikationseinheit und/oder einen RFID-Leser, zum Einlesen der Freigabecodes. Der einlesbare Freigabecode kann an einem Hydrantenschlüssel zur Bedienung des Ventils über die Betätigungsvorrichtung 1 oder an einer Wasserentnahmearmatur angeordnet sein. Bevorzugt ist der Freigabecode durch eine Transponderkennung eines an dem Hydrantenschlüssel oder der Wasserentnahmearmatur angeordneten Transponders gebildet. Vorteilhafterweise kann dieser Freigabecode verändert werden, sodass der Hydrantenschlüssel oder die Wasserentnahmearmatur zur Verwendung an unterschiedlichen Hydrantensystemen 11 konfiguriert werden kann. Mit der Veränderung der Freigabecodes an dem Hydrantenschlüssel oder der Wasserentnahmearmatur kann ein Wasserversorgungsunternehmen bei Ausgabe der Freigabecodes den Zugang zur Wasserversorgung für einzelne Hydranten 2 oder bestimmte Hydrantengruppen freigeben. Damit kann die Zugriffsberechtigung für Hydranten 2 mit der Betätigungsvorrichtung 1 genau gesteuert werden. So kann bei Ausgabe einer Wasserentnahmearmatur durch den Wasserversorger der Freigabecode der Armatur als Transponderkennung zugeordnet werden, der zur Bedienung eines bestimmten Hydranten 2 berechtigt. Die Transponderkennung wird bevorzugt vor Benutzung über eine Software und ein RFID/NFC-Schreibegerät geschrieben. In der Software sind die Hydrantenstandorte hinterlegt. Vor Benutzung wird darüber der zu benutzende Hydrant ausgewählt und die passende Kennung für das Standrohr festgelegt und auf den Transponder geschrieben. Dieser Zugang kann danach auch wieder gesperrt werden. Diese Lösung ermöglicht außerdem den permanenten Zugriff der Feuerwehr und Rettungskräfte auf die Hydranten, da hierzu Wasserentnahmearmaturen ausgegeben werden können, die beispielsweise für alle Hydranten 2 einer Kommune freigeschaltet werden können. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, genau nachverfolgen zu können, welche Hydranten 2 von wem benutzt wurden. Dies bringt dem Wasserversorgungsunternehmen eine Transparenz über den Verbrauch und die Handlungen im Rohrnetz. Außerdem kann bei zukünftigen Planungen und Auslegungen auf ein Nutzungsprofil zurückgegriffen werden und so eine optimale Netzstruktur und/oder eine Wasserentnahmearmatur-Anzahl berechnet werden. In Figur 2 ist zu erkennen, dass die Freigabeeinheit 3 auf die Ventilspindel 5 des mit der Betätigungsvorrichtung 1 abgesicherten Hydranten 2 aufgesetzt ist. Das Ventil des Hydranten 2 lässt sich über die Ventilspindel 5 nur an dem Schlüsselansatz 6 der Freigabeeinheit 3 öffnen. Der Schlüsselansatz 6 bildet einen einfachen, konischen Vierkant, an dem der passende Hydrantenschlüssel zum Öffnen des Ventils angesetzt wird. Die Freigabeeinheit 3 umfasst eine schaltbare Kupplung 7, welche die Verbindung zwischen dem Schlüsselansatz 6 und der Ventilspindel 5 wahlweise herstellt oder trennt. Hierfür verfügt die Kupplung 7 über mindestens zwei Schaltstellungen, wobei die Kupplung 7 in einer ersten Schaltstellung den Schlüsselansatz 6 drehmomentübertragend mit der Ventilspindel 5 verbindet und in einer zweiten Schaltstellung die drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Schlüsselansatz 6 und der Ventilspindel 5 zumindest in der das Ventil öffnenden Drehrichtung 8 (Fig. 3) unterbindet. Hierdurch kann der Hydrant 2 auf einfache Weise über die Betätigungsvorrichtung 1 abgesichert werden. Mit der Ansteuerung der Kupplung 7 durch die Steuereinheit kann die Bedienung des Hydrantenventils lediglich

Personen Vorbehalten bleiben, die einen Freigabecode zur Authentifizierung erhalten haben, der zur Freigabe der Ventilbedienung berechtigt. Die Freigabeeinheit 3 unterbindet die Bedienung des abgesicherten Hydrantenventils solange kein gültiger Freigabecode von der Steuereinheit authentifiziert wurde. Bei erfolgreicher Authentifizierung eines gültigen Freigabecodes hingegen steuert die Steuereinheit die Freigabeeinheit 3 an, um die Ventilbedienung zur Betätigung des Ventils am abgesicherten Hydranten 2 freizugeben. Zur Betätigung des Ventils kann dann der Hydrantenschlüssel auf dem Schlüsselansatz 6 gedreht werden. Für die Betätigung des Ventils greift die Freigabeeinheit 3 an der Ventilspindel 5 (Fig. 2) des Ventils an, wie beispielsweise aus Figur 5 ersichtlich. Das Ventil lässt sich, sofern die Bedienung von der Freigabeeinheit 3 freigegen ist, durch Drehung der Spindel 5 (Fig. 2) in der gemäß Figur 3 eingezeichneten Öffnungsdrehrichtung 8 zum Öffnen des Ventils drehen. Hierzu kann der Hydrantenschlüssel an den Schlüsselansatz 6 der Freigabeeinheit 3 angesetzt werden, und der Schlüsselansatz 6 in Öffnungsdrehrichtung 8 gedreht werden. In der gemäß Figur 3 eingezeichneten Schließdrehrichtung 9 kann die Ventilspindel 5 über mit dem Hydrantenschlüssel an dem Schlüsselansatz 6 zum Schließen des Ventils zurück gedreht werden.

Die Figur 4 stellt eine Seitenansicht auf die Betätigungsvorrichtung 1 dar. Hier ist eine Schnittebene A-A eingezeichnet zu der mit Figur 5 eine Schnittansicht gegeben ist. In der Figur 5 ist zu erkennen, dass die Freigabeeinheit 3 einen Dom 13 aufweist, der auf die Ventilspindel 5 aufgesetzt ist und fest mit dieser verbunden ist. Über diesem Dom 13 ist eine Glocke 14 der Freigabeeinheit 3 angeordnet, welche den Schlüsselansatz 6 für den Hydrantenschlüssel umfasst. Die Glocke 14 ist so über dem Dom 13 angeordnet, dass sie nicht abgezogen werden kann. Die Betätigungsvorrichtung 1 kann zusätzlich seitlich gekapselt sein, sodass Manipulationen an der Freigabeeinheit 3 verhindert werden können.

Über die in Figur 6 genauer gezeigte Kupplung 7 kann die Verbindung zwischen dem Schlüsselansatz 6 der Glocke 14 und dem Dom 13 auf der Ventilspindel 5 (Fig. 5) hergestellt werden. Der Dom 13 ist außen mit Einkerbungen 15 versehen, die in Figur 6, gut zu erkennen sind. In diese Einkerbungen 15 greifen Sperrklinken 16 ein, um den Dom 13 mechanisch mit der Glocke 14 zu verbinden. Über einen Sperrring 17 der Kupplung 7, werden die an der Glocke 14 angelenkten Sperrklinken 16 der Kupplung 7 in die Einkerbungen 15 im Dom 13 bewegt, um die Kupplung 7 in die in Figur 6 gezeigte erste Schaltstellung zu bringen. Hierdurch wird die drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Schlüsselansatz 6 (Fig. 5) und der Ventilspindel 5 (Fig. 5) zur Bedienung des Ventils durch die gezeigte Kupplung 7 geschlossen, sodass die Bedienung des Ventils von der Freigabeeinheit 3 freigegen ist. Über den Sperrring 17 können die Sperrklinken 16 in der ersten Schaltstellung der Kupplung 7 fixiert werden. In der zweiten Schaltstellung der Kupplung 7 kann die Freigabeeinheit 3 die drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Schlüsselansatz 6 (Fig. 5) und der Ventilspindel 5 (Fig. 5) zumindest in der das Ventil öffnenden Drehrichtung 8 (Fig. 3) unterbinden, um eine Öffnung des Ventils zu verhindern, wenn keine erfolgreiche Authentifizierung eines Freigabecodes vorliegt. In dieser zweiten Schaltstellung dreht die Glocke 14 beim Drehen des Schlüsselansatzes 6 (Fig. 5) in Öffnungsdrehrichtung 8 (Fig. 3) frei auf dem Dom 13 der

Freigabeeinheit 3. So kann die Kupplung 7 die drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Schlüsselansatz 6 (Fig. 5) und der Ventilspindel 5 (Fig. 5) mit der zweiten Schaltstellung in der das Ventil öffnenden Drehrichtung 8 (Fig. 3) unterbinden. Bevorzugt kann die Kupplung 7 aber die drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Schlüsselansatz 6 (Fig. 5) und der Ventilspindel 5 (Fig. 5) in der zweiten Schaltstellung zumindest in der das Ventil schließenden Drehrichtung 9 (Fig. 3) auch bei fehlender Authentifizierung hersteilen, damit das Ventil des abgesicherten Flydranten 2 (Fig. 1) auch ohne gültigen Freigabecode zumindest geschlossen werden kann. Die in der zweiten Schaltstellung ohne Authentifizierung eines Freigabecodes mögliche Bedienung des Ventils beschränkt sich nur auf das Schließen des Ventils. Die Kupplung 7 stellt hierzu eine Verbindung zwischen dem Schlüsselansatz 6 (Fig. 1) und der Ventilspindel 5 nur bei einer Drehung in der das Ventil schließenden Drehrichtung 9 (Fig. 3) her oder hält diese in dieser Drehrichtung 9 (Fig. 3) aufrecht (nach Art eines Freilaufs). Beim Drehen des Schlüsselansatzes 6 in der das Ventil schließenden Drehrichtung 9 (Fig. 3) greifen die Sperrklinken 16 hierzu in die Einkerbungen 15 im Dom 13, so dass das Ventil immer zugedreht werden kann.

Bei einer Drehung des Schlüsselansatzes 6 (Fig. 3) in der das Ventil öffnenden Drehrichtung 8 (Fig. 3) unterbindet die Kupplung 7 bei fehlender Authentifizierung die Verbindung des Schlüsselansatzes 6 (Fig. 3) mit der Ventilspindel 5 (Fig. 2), indem die Verbindung über die Sperrklinken 16 nicht hergestellt wird oder diese Verbindung getrennt wird. Hierdurch kann über die Kupplung 7 der Freigabeeinheit 3 die Bedienung des Ventils ohne entsprechende Autorisierung durch einen Freigabecode wirksam unterbunden werden.

Die Freigabeeinheit 3 wird von der Steuereinheit bevorzugt über einen Stellmotor 10 (Fig. 1) angesteuert, der die schaltbare Kupplung 7 der Freigabeeinheit 3 betätigt. Hierzu verstellt der Stellmotor 10 (Fig. 2) die Stellung des Sperrrings 17 zur Glocke 14, sodass die an der Glocke 14 gelenkig festgelegten Sperrklinken 16 in die Einkerbungen 15 des Doms 13 verlagert werden können, um die erste Schaltstellung der Kupplung 7 herzustellen. Der Stellmotor 10 (Fig. 3) kann durch Verlagerung bzw. Verdrehung des Sperrrings 17 relativ zur Glocke 14 der Freigabeeinheit 3 die Sperrklinken 16 auch aus den Einkerbungen 15 im Dom 13 herausbewegen, um die Kupplung 7 in die zweite Schaltstellung zu schalten. Vorteilhafterweise dient der Stellmotor 10 (Fig. 1 ) zusätzlich als Generator 10 (Fig. 1) der mechanische Energie der Drehbewegung des Schlüsselansatzes 6 (Fig. 3), der Kupplung 7 und/oder der Ventilspindel 5 (Fig. 2) in elektrische Energie umwandelt. Diese elektrische Energie kann in einem Akkumulator gespeichert werden und dient zur Versorgung der Freigabeeinheit 3 und der Steuereinheit. Alternativ hierzu kann der Akkumulator auch über einen ganz anderen Generator geladen werden. Hierzu kann beispielsweise in dem Dom 13 der Freigabeeinheit 3 ein Permanentmagnet angeordnet sein und in der Glocke 14 eine korrespondierende Spule, so dass beim freien Drehen der Glocke 14 auf dem Dom 13 über diesen Generator elektrische Energie erzeugt wird, um den Akkumulator zu laden.

- Bezugszeichenliste -

Bezuaszeichenliste

1 Betätigungsvorrichtung

2 Hydrant

3 Freigabeeinheit 4 Rohr

5 Ventilspindel

6 Schlüsselansatz

7 Kupplung

8 öffnende Drehrichtung 9 schließende Drehrichtung

10 Generator/Stellmotor

11 Hydrantensystem

12 Armaturanschluss

13 Dom 14 Glocke

15 Einkerbungen

16 Sperrklinken

17 Sperrring

- Patentansprüche -