DE102004047093A1

DE102004047093A1 - Absperrvorrichtung zum Brandverschluss eines Rohres oder Kanals

Info

Publication number: DE102004047093A1
Application number: DE102004047093A
Authority: DE
Inventors: Günter Schulte
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2006-06-08

Abstract

Eine Absperrvorrichtung zum Brandverschluss eines Rohres oder Kanals besteht aus einer am Rohr oder Kanal einseitig schwenkbar gelagerten Verschlussklappe, die im Brandfall in die lichte Weite des Rohres oder des Kanals hinein verschwenkt und diesen mindestens überwiegend verschließt. DOLLAR A Um einen Schutz gegen kalte Rauchgase und die zeitlich danach entstehenden heißen Brandgase zu erreichen, ist vorgesehen, dass das Rohr oder der Kanal mindestens an einer Seite eine Öffnung aufweist, die von der Verschlussklappe in deren Ruhestellung verschlossen ist, und dass die Verschlussklappe an ihrem verschwenkbaren Teil von einem Antriebselement beaufschlagt ist und mindestens an einer Seite mit einem Intumeszenz-Material beschichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Absperrvorrichtung zum Brandverschluss eines Rohres oder Kanals nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Absperrvorrichtungen sind in der Form bekannt geworden, dass in einem Kanal innenseitig eine einseitig schwenkbar gelagerte Klappe angeordnet ist. Diese Klappe besteht in der Regel aus einem Kalzium-Silikat, ist also feuerfest.

Die Lagerung der einseitig schwenkbar gelagerten Klappen erfolgt entgegen der Kraft einer Feder, die in der Ruhestellung der Klappe vorgespannt ist. Die Ruhestellung dieser Klappe wird durch ein Schmelzlot gehalten, das im Brandfall auslöst und die Klappe unter der Kraft der Feder in die Verschlussstellung bringt. Nachteil bei dieser Anordnung ist jedoch, dass die Klappe selbst den vollständigen Verschluss – auch gegen Rauchgase – im Kanal erbringen soll, was nur ungenügend erfolgt.

In anderen Ausführungsformen ist es bekannt, die Druckfeder einzusparen und die Klappe lediglich aufgrund ihrer Schwerkraft in die Arbeitsstellung verschwenken zu lassen.

Eine dritte Ausführung bezieht sich darauf, dass die Klappe nicht innenseitig des Kanals schwenkbar gelagert ist, sondern dass der Kanal im Bereich der Klappe eine Ausnehmung aufweist, die radial nach außen und durchmesservergrößernd eine Lagerung für die Klappe im Außenbereich des Kanals bildet.

Diese Ausführungsformen haben jedoch den Nachteil, dass sie relativ kostenaufwändig herzustellen und schwierig einzubauen sind. Im Übrigen besteht der weitere Nachteil, dass aufgrund der Schwenkbewegung der Klappe kein absolut dichter Verschluss des Kanals erbracht werden kann, was mit dem Nachteil verbunden ist, dass auch in der Verschlussstellung noch Rauchgase hindurchtreten können. Derartige Klappen sind lediglich bei eckigen Kanälen im Einsatz, weil es besonders kostengünstig ist, die Formgebung der Klappe der Formgebung des Kanals anzupassen. Geht es jedoch darum, dass runde Kanäle oder Rohre möglichst rauchdicht abgeschlossen werden sollen, gibt es bisher keine gangbaren Lösungen.

Unter dem Begriff Rohr oder Kanal werden hierbei sämtliche bekannten gas- oder flüssigkeitsführenden Leitungen verstanden. Insbesondere wird unter dem Begriff Rohr nicht nur ein rundprofiliertes Rohr verstanden, sondern beliebig profilierte Rohre, die z. B. auch elliptisch, mehreckig oder in anderer Weise profiliert sein können.

Unter dem Begriff Kanal werden nicht nur rechteckige oder quadratische Kanalquerschnitte verstanden, sondern auch beliebige andere Querschnitte, die zur Luft- oder Medienführung in beliebigen Bereichen geeignet sind.

Als Materialien für die erfindungsgemäß zu verwendenden Rohre sind sämtliche Materialien vorgesehen, die nach dem Stand der Technik bekannt sind. Insbesondere kann als Rohrmaterial Metallrohr, ein Edelstahlrohr, ein Metall-Gussrohr, ein Kunststoffrohr, Metall-Kunststoff-Verbundrohre und dergleichen verwendet werden. Gleiches gilt auch für die Materialwahl von Kanälen.

Insbesondere soll die Erfindung für brennbare und nichtbrennbare Rohre und Kanäle eingesetzt werden.

Beim Brandverschluss von Rohren und Kanälen, die von der quadratischen Formgebung abweichen, besteht das Problem, die Verschlussklappe abdichtend in den Innenquerschnitt des Kanals so einzubringen, dass ein möglichst dichter Verschluss vorhanden ist.

Zur Lösung des Problems, einen möglichst rauchdichten Abschluss einer Verschlussklappe im Kanal zu erreichen, ist es bekannt, im Kanalquerschnitt zentrisch eine Verschlussklappe zu lagern und diese mit einem Antriebselement vorzuspannen. In der Arbeitsstellung legt sich dann die Klappe randseitig an zugeordnete Anschläge im Kanal an, um so einen dichtenden Abschluss zu erreichen. Damit besteht der Nachteil, dass einen innenliegendes Schwenklager benötigt wird, welches nicht oder nur schwer zu warten ist und dessen Funktion nach dem Einbau nicht mehr zu überprüfen ist. Ferner wird durch das innenliegende Lager und der zwangsläufig erforderlichen Anschläge bzw. Widerlager der Durchgangsquerschnitt des Rohres vermindert.

Zum rauchdichten Verschluss von beliebigen Rohren oder Kanälen ist es im Übrigen aus der DE 297 12 909 U1 bekannt, ein sogenanntes Intumeszenz-Material (in einer Zusammensetzung beispielsweise nach der DE 33 02 417 A1 ) zu verwenden, das im Brandfall aufgrund von Temperatureinwirkung aufschäumt und sein Volumen vervielfacht.

Die in der genannten Druckschrift beschriebene Technik ist jedoch nicht geeignet, das Rohr oder den Kanal absolut dicht gegen Rauchgase abzudichten, weil das Aufschäumen des Intumeszenz-Materials ungesteuert und lückenhaft erfolgt und sich die Ausdehnung des Materials unter Wärmeeinwirkung nicht unbedingt zentrisch in den Mittelpunkt des Rohres hinein erstreckt. Aus diesem Grund kann es vorkommen, dass das Schaummaterial im Brandfall nicht dicht abschließt. Damit ist dann nur ein ungenügender Brandschutz, jedoch kein Kaltrauchschutz gegeben.

Das intumeszierende Material ist darüber hinaus nicht gegen kalte Rauchgase wirksam, die bei solch niedrigen Temperaturen entstehen, bei denen das intumeszierende Material noch nicht reagiert. Eine typische Auslösetemperatur für ein intumeszierendes Schaummaterial ist beispielsweise der Bereich von 150 bis 160°C, wobei Rauchgase im Kaltrauchbereich weit unterhalb dieser Temperaturen entstehen und deshalb nicht von einer solchen Anordnung zurückgehalten werden können.

Aus diesem Grund ist es bekannt, eine Vorrichtung nach dem Gegenstand der DE 297 12 909 U1 mit einer zusätzlichen Kaltrauchsperre zu versehen, um einen Schutz gegen Kaltrauch und gegen die Einwirkung der zeitlich später entstehenden Brandgase zu erhalten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Absperrvorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Auslösung der Absperrvorrichtung bereits schon bei niedrigen Temperaturen unterhalb der Reaktionstemperatur des Intumeszenz-Materials erfolgt und dass die genannte Absperrvorrichtung gegen kalte Rauchgase wirksam ist und darüber hinaus einen wirksamen Schutz gegen Brandgase und Feuer bietet.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass in der Wandung des Rohres oder des Kanals eine Öffnung eingebracht ist und dass in dieser Öffnung eine der Öffnung angepasste Verschlussklappe einseitig schwenkbar gelagert ist und dass die Verschlussklappe mindestens an einer Seite mit einem Intumeszenz-Material beschichtet ist.

Beim radialen Zuschäumen einer Öffnung dauert der Vorgang zu lange.

Für große Dimensionen ist er ungeeignet.

Je mehr der Rohrquerschnitt zuschäumt, desto enger wird der verbleibende Querschnitt.

Die durchströmende Luft bzw. Thermik erhöht sich zwangsläufig immens. Sie reißt Schaumpartikel des Intumeszenz-Schaumes mit sich. Es muss deshalb bei radialer Anbringung des Intumeszenz-Materials immer überdimensioniert werden.

Erst wenn der Intumeszenz-Schaum sich im Zentrum des Rohres verbindet, findet er Halt, ansonsten tropft viel Intumeszenz-Schaum nach innen in das Rohr ab, ohne irgendwelche Brandschutzfunktion auszufüllen.

Bei der vorliegenden Erfindung ist die Dimension des Rohres völlig bedeutungslos.

Bei radialer Bauweise: Je größer der Rohrdurchmesser, desto unwahrscheinlicher ist die Funktion.

Die Erfindung ist im Übrigen nicht auf die technische Lehre der Verwendung einer einzigen Verschlussklappe beschränkt. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in dem Rohr oder dem Kanal zwei oder mehr einander gegenüberliegende Verschlussklappen vorhanden sind und dass in jeder Öffnung eine solche Verschlussklappe gelagert ist.

Bei der Verwendung der Absperrvorrichtung mit zwei einseitig schwenkbar gelagerten Verschlussklappen gelten dann die gleichen Erläuterungen, wie sie nachstehend anhand einer einzigen Verschlussklappe gegeben werden.

Die Erfindung betrifft also ein oder mehrere, am Umfang eines Rohres oder Kanals verteilt angeordnete Verschlussklappen, die dort einseitig schwenkbar, jedoch achsenlos, gelagert sind und die aufgrund der Einwirkung von Brandgasen (insbesondere von Kaltrauch), deren Temperatur unterhalb der Reaktionstemperatur des Intumeszenz-Materials liegt, selbsttätig in den Querschnitt des Rohres oder Kanals einschwenken und das Rohr oder den Kanal weitgehend absperren.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist es hierbei vorgesehen, dass mindestens die eine Seite der Absperrvorrichtung (Verschlussklappe) mit dem intumeszierenden Material beschichtet ist.

Bevorzugt ist die Beschichtung an der Klappenaußenseite, d. h. also an der Seite, die in der Ruhestellung der Klappe an der Außenwand des Kanals liegt.

Mit dieser technischen Lehre ergibt sich der Vorteil, dass bereits schon unterhalb der Reaktionstemperaturen des Intumeszenz-Materials die Absperrvorrichtung auslöst. Dies erfolgt nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung dadurch, dass am freien, schwenkbaren Teil der Verschlussklappe eine Lagensicherung angeordnet ist, die bereits schon bei niedrigen Temperaturen auslöst und somit die Schwenkbewegung der Verschlussklappe freigibt. Eine solche Lagensicherung kann beispielsweise aus einem wärmeschmelzbaren Kunststoffniet bestehen, der das schwenkbare Ende der Verschlussklappe mit dem Rohr und dem Kanal verbindet, um so die Ruhestellung zu fixieren.

Anstatt eines wärmeschmelzbaren Nietes können jedoch auch andere Lagensicherungen verwendet werden, wie z. B. ein Klebstoff, ein Schmelzlot, ein Bimetall, eine Klebebeschichtung, ein Klettverschluss oder dergleichen Lagensicherungen mehr. Die Lagensicherung soll geeignet sein bei einer Temperatur von etwa größer als 50°C auszulösen, wenn sie mit einer derartigen Medientemperatur im Innenraum des Rohres oder des Kanals angeströmt wird.

Die Erfindung betrifft im Übrigen nicht nur eine Absperrvorrichtung für das Absperren von gas- oder luftführenden Rohren oder Kanälen, sondern genauso auch eine brandinduzierte Absperrung von flüssigkeitsführenden Rohren, z. B. Abwasserrohren.

Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass durch das Auslösen der Verschlussklappe bei relativ niedrigen Temperaturen bereits schon der Querschnitt im Rohr oder Kanal weitgehend durch die Verschlussklappe versperrt wird, um so ein Durchströmen von unerwünschten Rauchgasen (Kaltrauch) auf jeden Fall zu vermindern.

Das Verschließen des Querschnittes geschieht aufgrund des Umschlagens der Verschlussklappe schlagartig (schnell) und hat den Vorteil, dass die Thermik der heißen Rauchgase unterbunden wird. Der mit der technischen Lehre gegebene Schnellverschluss des Rohres unterbindet auch eine unerwünschte Erwärmung des Rohrquerschnittes jenseits des Brandherdes und insbesondere auch von Rohrquerschnitten, die an das abgesperrte Rohr anschließen.

Mit dem gegebenen Schnellverschluss ergibt sich ein guter Schutz gegen das Durchströmen von Rauchgasen, der jedoch noch nicht vollständig sein muss. Um diese Rauchgase nun vollständig abzusperren, sieht die Weiterbildung der Erfindung vor, dass auf der einen Seite der Verschlussklappe der intumeszierende Baustoff angebracht ist, was mit den nachstehenden Vorteilen verbunden ist:
Aufgrund dessen, dass die Verschlussklappe selbst mit dem intumeszierenden Baustoff beschichtet ist oder aus diesem besteht, ergibt sich der Vorteil, dass die Verschlussklappe in der Arbeitsstellung nun vollflächig im stark aufgeheizten Querschnitt des Rohres liegt und daher beispielsweise von der Unterseite her mit den heißen Rauchgasen angeströmt wird. Es ist damit eine ausgezeichnete Wärmeleitung der Rauchgase auf die Verschlussklappe gegeben.

Aufgrund dieser günstigen Wärmeleitung wird sich die Verschlussklappe aufheizen und schnell die Reaktionstemperatur des darauf aufgebrachten Intumeszenz-Baustoffes erreichen, wodurch dieser aufschäumt und mit großer Volumenvergrößerung den übrigen Querschnitt des Kanals oder des Rohres absperrt.

Damit ergibt sich der Vorteil, dass der auf der Verschlussklappe aufgebrachte intumeszierende Stoff zentrisch im Rohr liegt, damit großflächig erwärmt wird und der Querschnitt der Verschlussklappe, sozusagen den Heizungsteller für den Intumeszenz-Baustoff bildet, so dass dieser gleichmäßig über den gesamten Querschnitt erwärmt wird.

Bei der genannten Druckschrift DE 297 12 909 U1 bestand der Nachteil, dass der intumeszierende Baustoff lediglich von der Seite her angeströmt wurde, was zu einem ungleichmäßigen Aufschäumen und gegebenenfalls zur Bildung von Durchtrittskanälen im Schaumstoff führt. Dies sollte nach dem Gegenstand der genannten DE 297 12 909 U1 durch Verwendung eines sogenannten Inliners verhindert werden, was jedoch nur ungenügend funktioniert. Aus dem genannten Grund bietet die mit dem Intumeszenz-Baustoff beschichtete Verschlussklappe nach der Erfindung eine optimale Lösung, die für die Reaktion notwendige Wärmeenergie gleichmäßig über die gesamte Fläche des Baustoffes aufzubringen, um diesen gleichmäßig zum Aufschäumen zu bringen.

Vorteil hierbei ist, dass der Baustoff in axialer Richtung zur Rohrlängsachse im Rohr zum Aufschäumen gebracht wird, während beim Stand der Technik lediglich immer ein radiales Aufschäumen von der Rohrwandung in Richtung zur Mittelachse des Rohres gegeben war.

Beim Stand der Technik dauerte es längere Zeit, bis der Baustein von seiner radialen Außenseite in die lichte Weite des Rohres hinein schäumte, was bei der vorliegenden Erfindung mit Sicherheit vermieden wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird bereits schon ein erster Abschluss des Rohrquerschnittes durch die erfindungsgemäße Verschlussklappe erreicht und der auf der Verschlussklappe aufgebrachte Intumeszenz-Baustoff muss dann nur noch in axialer Richtung expandieren.

Damit besteht der weitere Vorteil, dass nur geringe Mengen des aufschäumenden Baustoffes verloren gehen, was beim Stand der Technik nicht erreicht werden konnte. Wegen des Fehlens geeigneter Verschlussklappen bestand der Nachteil, dass der aufschäumende Baustoff ungenutzt in den offenen Querschnitt des abzuschließenden Rohres oder Kanals hineintropfte und seine Verschlusswirkung nicht entfalten konnte. Dies wird nach der Erfindung vermieden, denn bei der Erfindung wird der Baustoff durch die Verschlussklappe zurückgehalten, dort zentriert und gegen Abtropfen abgedichtet im Mittelpunkt des Kanals gehalten.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist als Verschwenkantrieb für die Verschlussklappe ein Antriebselement vorgesehen, das am freien schwenkbaren Teil der Verschlussklappe angeordnet ist und sich an einer rohrfesten Fläche abstützt.

In einer ersten Ausgestaltung kann das Antriebselement aus einer sogenannten Memory-Feder bestehen. Solche Federn haben die Eigenschaft, dass sie im kalten Zustand drucklos (= ohne Federkraft) sind und – bei der Verwendung als Schraubenfeder – ein nur geringes Volumen einnehmen. Die Federlänge ist deshalb im kalten Zustand gering.

Wird die Feder jedoch Temperaturen von mehr als 50°C oder einer anderen vorher bestimmten Temperatur ausgesetzt, dann verlängert sich die Federlänge unter Kraftausübung, so dass damit ein Vielfaches der vorher vorhandenen Federlänge erzeugt wird, wodurch sich die Feder wirksam von der gehäusefesten Fläche abstützt und die Verschlussklappe über die vorher definierte Kipp- oder Schwenkkante in den Querschnitt des Kanals hinein verschwenkt.

Ein solches Antriebselement muss jedoch nicht als Memory-Feder ausgebildet sein Es kommen hierbei beliebige andere Antriebselemente in Betracht, die alle unter einer vorbestimmten Temperatur ihr Volumen, ihre Länge oder andere geeignete Eigenschaften entwickeln. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, eine Bimetallfeder zu verwenden, ein Schmelzlot, oder einen expandierenden Körper, der eine Flüssigkeit oder ein Gas enthält.

In der vorstehenden Beschreibung wurde angegeben, dass die Verschlussklappe einseitig schwenkbar im Kanal gelagert ist. Es wird als wichtig angesehen, dass die Schwenkachse der Verschlussklappe keine Achse im eigentlichen Sinn ist, sondern dass lediglich eine (etwa senkrecht zur Rohr- oder Kanal-Längsachse gerichtete) Kippkante verwendet wird, so dass eine besonders kostengünstige Schwenklagerung der Verschlussklappe verwirklicht wird. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Die Erfindung kann auch die Verwendung einer Schwenkachse unter Verwendung eines Drehlagers bestehend aus einer Welle und deren Lagerung vorsehen.

Wird jedoch eine achsenlose Kippkante als Schwenkachse für die Verschlussklappe verwendet, ergibt sich der Vorteil eines besonders einfachen Aufbaus, niedriger Herstellungskosten und einer günstigen Funktion. Die Schwenklagerung der Verschlussklappe ist damit wartungsfrei und bedarf keiner besonderen Aufsicht.

Für das Verhältnis der Größe der Verschlussklappe in Bezug zu der Größe der Öffnung in dem Kanal oder Rohr gibt es mehrere Ausführungsbeispiele, die nachstehend beschrieben werden:
In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Verschlussklappe größer ist als die Öffnung im Rohr. Sie wird dann bevorzugt an der Innenseite des Rohres mit der vorher genannten Lagensicherung festgelegt und – bei einem senkrecht verlaufenden Rohr oder Kanal – ist die Kippkante im unteren Bereich der Verschlussklappe angeordnet und verläuft horizontal. Für diesen Fall ergibt sich der Vorteil, dass beim Einschwenken der Verschlussklappe sich diese in der lichten Weite des Rohres oder Kanals verkeilt und nicht hindurch fallen kann. Damit ergibt sich eine ausgezeichnete Lagensicherung der Verschlussklappe und es wird kein innerer Anschlag in der Rohrwandung gegenüberliegend der Verschlussklappe benötigt, weil diese sich selbsttätig beim Verschwenken in der lichten Weite des Rohres verkeilt.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Größe der Verschlussklappe etwa der Größe der Öffnung in der Rohr- oder Kanalwandung angepasst ist und diese Öffnung etwa dem Durchmesser des Rohres entspricht. Für diesen Fall wird es jedoch bevorzugt, wenn dann die Formgebung der Verschlussklappe so gewählt wird, dass sie sich beim Einschwenken in die lichte Weite des Rohres oder Kanals ebenfalls im Kanal verkeilt. Es werden insbesondere elliptische oder ovale Querschnitte bevorzugt, so dass auch in diesem Fall vermieden wird, dass die Verschlussklappe beim Verschwenken in die lichte Weite des Rohres oder Kanals durch den Kanal hindurchfällt.

In einer anderen Ausgestaltung kann es auch vorgesehen sein, dass einander gegenüberliegende Verschlussklappen in einander gegenüberliegenden Öffnungen im Rohr oder Kanal angeordnet sind, wobei dann jede Verschlussklappe mit den vorher genannten Merkmalen ausgerüstet ist. In diesem Fall ergänzen sich die Verschlussklappen in ihrer Schwenkbewegung in das Rohr hinein gegenseitig, so dass es sich in der Arbeitsstellung in der lichten Weite des Rohres gegenseitig überlappen und so auch zu einem dichten Abschluss des Rohres führen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Anordnung von zwei einander gegenüberliegenden Verschlussklappen begrenzt; es können auch zwei oder mehr gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete Verschlussklappen nach der technischen Lehre der Erfindung verwendet werden.

Die technische Lehre nach der Erfindung führt im Übrigen zu dem Vorteil, dass die Innenwandung des abzusperrenden Rohres oder Kanals vollkommen eben ist und durch keinerlei Vorsprünge, Absätze oder dergleichen verändert werden muss. Dies ist ein wesentlicher Vorteil, wenn es darum geht, das Rohr von innen zu reinigen oder von Strömungshindernissen zu befreien.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
1: schematisiert einen Schnitt durch ein Rohr nach der Erfindung mit einer Verschlussklappe in Ruhestellung
2: die Seitenansicht der Anordnung nach 1
3: eine Einbausituation der Anordnung nach 1 und 2 in einer Decke oder einer Wand
4: eine gegenüber 1 bis 3 abgewandelte Ausführungsform
5: die Ausführungsform nach 4 in der Arbeitsstellung
6: eine gegenüber 1 und 2 abgewandelte Ausführungsform
7: eine gegenüber 6 abgewandelte Ausführungsform
8: eine weitere Ausführungsform für eine Absperrvorrichtung mit zwei einander gegenüberliegenden Verschlussklappen
In den 1 bis 3 ist eine erste Absperrvorrichtung 1 dargestellt, die zum Absperren der lichten Weite eines Rohres 2 dient. Das Rohr ist im Ausführungsbeispiel rund profiliert.
Das Rohr 2 bildet einen oberen und unteren Verbindungsflansch 3, 4 aus, der den Vorteil hat, dass das Rohr mit seinem runden Querschnitt auch im Brandfall formstabil bleibt.
Die Absperrvorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einer einseitig schwenkbar gelagerten Verschlussklappe 5, wobei die Schwenkachse 22 als freie Kippkante 12 ausgebildet ist. Die Kippkante hat eine geeignete Länge, um ein verkantungsfreies Verschwenken der Verschlussklappe zu gewährleisten. Es wird also in diesem Ausführungsbeispiel auf eine Schwenklagerung in einer Achse verzichtet.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist an der einen Seite des Rohres 2 eine Öffnung 7 eingeschnitten, die etwa rund profiliert ist und im Übrigen dem Durchmesser des Rohres 2 entspricht.
Die Verschlussklappe 5 ist größer als die Öffnung 7 ausgebildet und bildet somit einen Umriss 6, der die Öffnung 7 von der Innenseite des Rohres 2 her überlappt.
Der Schwenkachse 22 gegenüberliegend ist das freie schwenkbare Ende der Verschlussklappe 5 mit einer Lagensicherung 8 gesichert. Die Lagensicherung 8 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem wärmeschmelzbaren Niet, der in einer zugeordneten Bohrung im Rohr 2 eingesetzt ist und in eine zugeordnete Bohrung im oberen Ende der Verschlussklappe 5 eingreift.
Bei Einwirkung von entsprechend hohen Temperaturen schmilzt die Lagensicherung 8 ab, so dass die Verschlussklappe 5 in Pfeilrichtung 13 um ihre Kippkante 12 herum in den Innenraum des Rohres 2 hineinfällt.
Zum Antrieb für diese Schwenkbewegung sieht die Erfindung ein Antriebselement 9 vor, das im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Memory-Feder 10 besteht.
Diese Memory-Feder ist eine Schraubenfeder, die in kaltem Zustand eine Länge von beispielsweise 10 mm hat und sich bei Einwirkung einer vorbestimmten Temperatur auf ein Vielfaches dieser Länge verlängert.
Es ist nicht dargestellt, dass sich das Antriebselement 9 an einer gehäusefesten Fläche abstützt.
Im Ausführungsbeispiel nach 3 stützt sich das Antriebselement an der gehäusefesten Fläche einer Vergussmanschette 15 ab, in die das Rohr 2 mit der Absperrvorrichtung 1 eingegossen ist. Die Vergussmanschette 15 dient zur Durchführung des Rohres 2 durch eine Decke 14 oder durch eine Wand.
Im Ausführungsbeispiel nach 4 ist die Abstützungsfläche für das Antriebselement 9 gehäusefest ausgebildet und besteht aus einem Sattelstück 16, das oben und unten am Gehäuse befestigt ist, so dass sich das Antriebselement 9 an der Innenseite des Sattelstückes 16 abstützt.
Selbstverständlich kann das Sattelstück 16 auch eine umlaufende Manschette oder eine andere gehäusefeste Verbindung sein, um so ein Gegenlager für das Antriebselement 9 zu bilden.
Wichtig ist nun, dass die Außenseite der Verschlussklappe 5 gemäß 1 mit einem Intumeszenz-Material 11 beschichtet ist. Dieses Material kann durch Gießen, durch Formfräsen oder durch andere Bearbeitungsschritte auf der Verschlussklappe 5 aufgebracht werden.
Ebenso kann es vorgesehen sein, dass die Verschlussklappe 5 selbst aus dem Intumeszenz-Material besteht.
In einer dritten Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Verschlussklappe 5 aus einem anderen Material als dem des Rohres 2 besteht. Es wird zwar bevorzugt, wenn durch Ausschneiden der Öffnung 7 das hier sich ergebende Material (Abfallstück) als Verschlussklappe 5 verwendet wird. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.
Es können beliebige Materialien für die Verschlussklappe 5 verwendet werden, die insbesondere von dem Material des Rohres 2 oder dem Kanal abweichen. Die Erfindung ist auch nicht darauf beschränkt, dass das Intumeszenz-Material nur allein auf der Außenseite der Verschlussklappe 5 aufgebracht ist.
In einer anderen Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass an der Innenseite der Verschlussklappe 5 noch zusätzlich Intumeszenz-Material aufgebracht ist oder dass die Verschlussklappe 5 doppelwandig ausgebildet ist und beispielsweise im Innenraum (Hohlraum) der Verschlussklappe das genannte Intumeszenz-Material angeordnet ist.
Die beidseitige Beschichtung der Verschlussklappe mit einem Intumeszenz-Material ist vor allem dann sinnvoll, wenn das Rohr oder der Kanal nicht senkrecht, sondern horizontal oder schräg verläuft.
Im Ausführungsbeispiel nach 1 bis 4 wird angenommen, dass die Brandgase in Pfeilrichtung 23 von unten nach oben gehend strömen und zunächst die Lagensicherung 8 aufheben.
Gleichzeitig wird die Verschlussklappe 5 durch die Brandgase von der Innenseite her beströmt, wodurch sich das Antriebselement 9 aufheizt und in seiner Länge ausdehnt. Diese Längenausdehnung ist in 5 dargestellt. Aufgrund der Abstützung des freien äußeren Endes des Antriebselementes 9 an einer gehäusefesten Wandung wird somit die Verschlussklappe 5 in Pfeilrichtung 13 in den Innenraum des Rohres 2 hineinverschwenkt und verlegt nun den Querschnitt des Rohres, wie es in 5 dargestellt ist. Dies erfolgt auch dann, wenn die Lagensicherung noch anhaftet und ein freies Verschwenken der Verschlussklappe verhindern sollte.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Verschlussklappe:
Die Verschlussklappe löst schon bei relativ niedrigen Temperaturen aus, weil nur die Lagensicherung durch die einwirkenden, niedrigen Temperaturen auslöst und das Antriebselement 9 bei diesen niedrigen Temperaturen die Verschwenkung der Verschlusskappe in die lichte Weite des Rohres hinein bewirkt.
Damit ergibt sich der Vorteil, dass ein vorläufiger Verschluss gegen Kaltrauch gegeben ist, was bei den übrigen, bekannten Absperrvorrichtungen nicht gewährleistet werden konnte.
Ist beispielsweise eine solche Absperrvorrichtung diesseits und jenseits eines Brandherdes angeordnet, dann wird die oberhalb des Brandherdes sitzende Absperrvorrichtung sehr schnell auslösen, weil in diesem Bereich sehr hohe Temperaturen entstehen und es wird die Lagensicherung 8 schnell aufgehoben, gleichzeitig wird das Antriebselement 9 schnell aufgeheizt, vergrößert sich temperaturabhängig und bringt die Verschlussklappe 5 schlagartig zum Einfallen in die lichte Weite des Rohres. Damit ist der Brandherd in Richtung nach oben abgesperrt. Gleichzeitig wird nun die Verschlussklappe von ihrer Unterseite über den gesamten Querschnitt etwa senkrecht zur deren Oberfläche in Pfeilrichtung 23 mit hochtemperierten Brandgasen beaufschlagt, wodurch eine ausgezeichnete Wärmeverteilung über den gesamten Querschnitt der Verschlussklappe gemäß 5 erfolgt und das darauf gelagerte Intumeszenz-Material wird sich gleichmäßig in axialer Richtung ausdehnend im Rohr 2 verteilen und das Rohr vollständig abschließen.
Ein weiterer, wichtiger Vorteil ist jedoch bei der unterhalb des Brandherdes angeordneten Absperrvorrichtung gegeben.
Diese löst nun aufgrund der dort wirkenden relativ niedrigen Temperaturen ebenfalls aus und verschwenkt selbsttätig in den lichten Querschnitt des Rohres hinein, wodurch es aber nicht unbedingt zu einem Aufschäumen des Intumeszenz-Materials kommt.
Vorteil hierbei ist, dass das Entweichen von Kaltrauch im Rohr oder Kanal in Richtung nach unten auf jeden Fall wirksam verhindert wird, was zu einer völlig neuartigen Brandschutzeinrichtung führt.
Das unerwünschte Entweichen von Kaltrauch in belüftete Räume führte zu Todesfällen von Personen, die nicht durch die hoch-temperierten Brandgase, sondern durch Vergiftung mit Kaltrauch umkamen. Man verwendete deshalb neben den üblichen Brandsperren mit intumeszierenden Baustoffen zusätzlich membrangesteuerte Kaltrauchsperren, die jedoch bei ungünstigen Druckverhältnissen nicht zuverlässig arbeiteten und im übrigen auch große Einbaulängen (Brandsperre + Kaltrauchsperre) erforderten.
Die erfindungsgemäße Absperrvorrichtung ergibt demgegenüber einen Schnellverschluss für ein Rohr oder einen Kanal als Schutz gegen Kaltrauch, der zunächst bei niedrigen Temperaturen den Kanal vorläufig verschließt und erst bei höheren Temperaturen das Intumeszenz-Material zum Einsatz bringt, was das Rohr oder den Kanal dann vollständig verschließt.
Der Schnellverschluss verhindert zunächst die Rauchausbreitung nach oben und nach unten und der aufschäumende Baustoff bewirkt den brandsicheren Abschluss des Rohres.
Die schnelle Verschwenkung der Verschlussklappe dient zunächst der Absperrung des Rauches und die nachfolgende Aufschäumung des Intumeszenz-Materials dient dem endgültigen, brandsicheren Abschluss.
In dem Ausführungsbeispiel nach 6 ist dargestellt, dass der Umriss der Verschlussklappe 5 kleiner ist als der Umriss der Öffnung 7 in dem Rohr 2. Für diesen Fall wird etwa H-förmiges Dichtungsprofil 17 zu verwendet, das in den Zwischenraum zwischen der Öffnung 7 und dem äußeren Umfang der Verschlussklappe 5 eingebaut ist. Das Dichtungsprofil 17 besteht vorzugsweise aus Gummi oder einem Kunststoff-Gummi-Material oder dergleichen. Es kann im übrigen jedes beliebige elastische Material verwendet werden, das zum luftdichten bzw. wasserdichten Abschluss des Übergangs zwischen der Verschlussklappe 5 und der Öffnung 7 geeignet ist.
Vorteilhaft wird der nächst der Kippkante außenliegende Schenkel 19 des Dichtungsprofils länger ausgebildet, um ein Einschwenken der Verschlussklappe 5 in Pfeilrichtung 13 zu ermöglichen, ohne dass die Kippkante 12 „aushängt".
Gleichfalls wird es bevorzugt, wenn im oberen Bereich des Dichtungsprofils 17 innenliegend ein längerer Schenkel 18 vorgesehen ist, um zu gewährleisten, dass die Verschlusskappe 5 nach innen in Pfeilrichtung 13 hineinfällt.
Vorzugsweise bleibt das Dichtungsprofil 17 an der Verschlussklappe 5 hängen, wobei eine konusförmige Freisparung 20 zwischen dem Außenumfang der Verschlussklappe 5 und der Öffnung 7 im Rohr 2 hilft. Die Verschlussklappe 5 nimmt in Pfeilrichtung 13 beim Einschwenken in die lichte Weite des Rohres 2 das Dichtungsprofil 17 mit, was sich dann bevorzugt an der Innenseiten des Rohres 2 dichtend anlegt und einen noch besseren Abschluss gegen aufsteigende Rauchgase erzielt.
Es wurde bereits schon im allgemeinen Beschreibungsteil darauf hingewiesen, dass das Antriebselement 9 aus verschiedenen wärmeausdehnbaren Stoffen bestehen kann.
Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass ein Antriebselement 9 vollständig entfällt und dass stattdessen an der Innenseite der Verschlussklappe 5 ein entsprechendes Gewicht an dem oberen schwenkbaren Teil der Verschlussklappe 5 angeordnet ist, was die Verschlussklappe gewichtsbelastet in Schwenkrichtung vorspannt. Allgemein kann gesagt werden, dass die Klappe oben schwerer sein muss als an der unteren Kippkante, wodurch ein selbsttätiges Einschwenken aufgrund von Einwirken der Schwerkraft erreicht wird.
Die 7 zeigt im Übrigen auch die Ausbildung einer Kippkante in der Weise, dass man das Intumeszenz-Material 11 mit einem Überstand 21 versehen kann, der über die untere Kippkante 12 hinaus reicht. Damit wird ebenfalls sichergestellt, dass im Brandfall die Verschlusskappe 5 nicht nach außen vom Rohr abfällt.
Die 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das lediglich halbrund profilierte Verschlussklappen 5a, 5b vorhanden sind, die diametral im Rohr gegenüber liegen und bei denen jede Verschlussklappe 5a, 5b in Pfeilrichtung 13 einschwenkt und somit die lichte Weite des Rohres verlegt. Auch hier gelten für diese Verschlussklappen 5a, 5b alle vorher genannten Merkmale und Vorteile.

1: Absperrvorrichtung
2: Rohr
3: Verbindungsflansch
4: Verbindungsflansch
5: Verschlussklappe 5a, 5b
6: Umriss
7: Öffnung
8: Lagensicherung
9: Antriebselement
10: Memory-Feder
11: Intumeszenz-Material
12: Kippkante
13: Pfeilrichtung
14: Decke
15: Vergussmanschette
16: Sattelstück
17: Dichtungsprofil
18: Schenkel (oben)
19: Schenkel (unten)
20: konusförmige Freisparung
21: Überstand
22: Schwenkachse
23: Pfeilrichtung

Claims

Absperrvorrichtung zum Brandverschluss eines Rohres oder Kanals, mit einer am Rohr oder Kanal einseitig schwenkbar gelagerten Verschlussklappe (5), die im Brandfall in die lichte Weite des Rohres (2) oder des Kanals hinein verschwenkt und diesen mindestens überwiegend verschließt, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (2) oder der Kanal mindestens an einer Seite eine Öffnung (7) aufweist, die von der Verschlussklappe (5, 5a, 5b) in deren Ruhestellung verschlossen ist, und dass die Verschlussklappe (5, 5a, 5b) an ihrem verschwenkbaren Teil von einem Antriebselement (9) beaufschlagt ist und mindestens an einer Seite mit einem Intumeszenz-Material (11) beschichtet ist.
Absperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Verschlussklappen (5a, 5b) in zugeordneten, auf einem gleichen Rohrkreis sitzenden Öffnungen (7) einseitig schwenkbar gelagert sind.
Absperrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussklappe (5, 5a, 5b) ein achsenloses Schwenklager an der Öffnung (7) aufweist.
Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich eine Seite der Verschlussklappe (5, 5a, 5b) mit dem intumeszierenden Material beschichtet ist.
Absperrvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem erwarteten Brandangriff entfernt liegende Seite der Verschlussklappe (5, 5a, 5b) mit dem intumeszierenden Material beschichtet ist.
Absperrvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide Seiten der Verschlussklappe (5, 5a, 5b) mit dem intumeszierenden Material beschichtet sind.
Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am freien, schwenkbaren Teil der Verschlussklappe (5) eine Lagensicherung (8) angeordnet ist, die bei niedrigen Temperaturen als die Reaktionstemperatur des Intumeszenz-Materials (11) auslöst und somit die Schwenkbewegung der Verschlussklappe freigibt.
Absperrvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagensicherung (8) aus einem wärmeschmelzbaren Niet oder einem Schmelzlot oder einer wärmeschmelzbaren Haftverbindung oder einer anderen unter Einwirkung von Wärme sich öffnenden Verbindung (z.B. Bi-Metall-Feder oder Klettverschluss oder dgl.) zwischen dem Rohr (2) und der Verschlussklappe (5) besteht.
Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Verschwenkantrieb für die Verschlussklappe (5) ein Antriebselement (9) vorgesehen, das am freien schwenkbaren Teil der Verschlussklappe (5) angeordnet ist und sich an einer rohrfesten Fläche abstützt.
Absperrvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (9) eine Memory-Feder ist.
Absperrvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (9) eine Bimetallfeder oder ein Schmelzlot, oder ein expandierender Körper ist, der unter Temperatureinwirkung seine Länge oder sein Volumen vergrößert.
Absperrvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (9) ein Gewicht ist, welches exzentrisch zur Schwenkachse der Verschlussklappe am freien, verschwenkbaren Teil angeordnet ist.
Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussklappe (5, 5a, 5b) größer als die Öffnung (7) im Rohr (2) ist
Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussklappe (5, 5a, 5b) etwa gleich groß wie die Öffnung (7) im Rohr (2) ist und der sich zwischen Öffnung (7) und Umfang der Verschlussklappe ergebende Spalt mit einer Dichtung (17) abgedichtet ist.
Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Verschlussklappe (5, 5a, 5b) Verschwenksicherungen (18, 19, 21) angeordnet sind.
Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussklappe (5, 5a, 5b) beim Einschwenken in das Rohr oder den Kanal sich im Rohr- oder Kanalquerschnitt in einer etwa senkrechten Ebene zur Kanallängsachse verkeilt.
Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussklappe selbstverkeilend ausgebildet ist und somit keinerlei Anschläge oder Widerlager bedarf.
Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussklappe ein Teil der Rohrwandung ist.
Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrvorrichtung für alle gasförmigen, flüssigen und festen Medien, wie z. B. Luft, Gas, Wasser, Sägemehl etc. geeignet ist.
Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussklappe selbst aus einem feuerbeständigen Material ist, welches kein Intumeszenz-Material enthält (z. B. Calzium-Silikat).