DE102006018485B4

DE102006018485B4 - Gelenkanordnung zum Betätigen einer Klappe, insbesondere Rauchabzugsklappe

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Publication number: DE102006018485B4
Application number: DE102006018485A
Authority: DE
Inventors: Andreas Grasl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2026-04-20
Also published as: PL1847672T3; SI1847672T1; DE102006018485A1; EP1847672B1; EP1847672A2; EP1847672A3

Abstract

Eine Gelenkanordnung zur Betätigung einer Klappe oder Kuppel (1), die um eine ortsfeste, erste Drehachse (P0) über einem ortsfesten Aufsatz (15) schwenkbar ist, weist ein lineares Antriebselement (7) auf, dessen eines Ende an einer schwenkbaren Verbindungsstelle (P1) mit der Klappe in Verbindung steht und welches andererseits um eine erste Schwenkachse (P2) schwenkbar an einem Stützhebel (10) angebracht ist. Der Stützhebel (10) ist um eine ortsfeste, zweite Schwenkachse (P3) in einem Abstand zu der ersten Drehachse (P0) schwenkbar. Ein zusätzlicher Umlenkhebel (11) greift mit einem ersten Ende schwenkbar an dem linearen Antriebselement (7) entfernt von der schwenkbaren Verbindungsstelle (P1) an. Ein erstes Ende einer Zugfeder (14) steht mit dem Aufsatz (15) an einer Federanbringungsstelle (17) in fester Verbindung, die weiter von der ersten Drehachse (P0) der Klappe entfernt ist als die erste Schwenkachse (P2) des linearen Antriebselements (7). Um die Kräfte zu minimieren, welche die Klappe oder einen mit dieser verbundenen Lüfterrahmen verwinden, ist ein zweites Ende der Zugfeder (14) mit einem unteren Abschnitt (9) des linearen AntriebselemenP2) einschließt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkanordnung zur Betätigung einer Klappe, insbesondere Rauchabzugsklappe oder Kuppel, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer derartigen bekannten Gelenkanordnung zur Betätigung einer Rauchabzugsklappe gemäß FR 2 671 821 A1 ist das lineare Antriebselement zentral unter einem beweglichen Traversenteil angeordnet, welches zusammen mit der Rauchabzugsklappe schwenkbar ist. Das lineare Antriebselement in Form eines Zylinders dient im wesentlichen zur Betätigung einer Verriegelung der Rauchabzugsklappe an einer von deren erster Drehachse entfernten Stelle und steht hierzu mit der Verriegelung über eine Spindel bzw. Stange in Verbindung. Ein zweites Ende des linearen Antriebselements ist an ein bewegliches Traversenteil bzw. die mit ihm verbundene Klappe über eine erste Stange angelenkt, die als Umlenkhebel betrachtet werden kann. Weiterhin ist das zweite Ende des linearen Antriebselements über eine zweite Stange, die als Stützhebel angesehen werden kann, gelenkig mit einem unteren Abschnitt eines ortsfesten Aufsatzes bzw. Aufsatzkranzes verbunden, an dem oben drehbar der Lüftungsrahmen der Rauchabzugsklappe gelagert ist. Zwei Öffnungsmechanismen sind symmetrisch zu der vertikalen Mittelebene, in der das lineare Antriebselement angeordnet ist, in größtem Abstand zu diesem auf beiden parallelen Innenseiten des Aufsatzkranzes angeordnet. Sie greifen mit einem Ende etwa in der Mitte der Längserstreckung der Seiten des Aufsatzes an diesen an. Jeder der beiden Öffnungsmechanismen umfasst eine hydropneumatische Feder sowie eine Zugfeder aus Metall, die in zueinander parallelen vertikalen Ebenen angeordnet sind. Das der Befestigungsstelle an dem Aufsatz entgegengesetzte Ende der hydropneumatischen Feder ist mit dem beweglichen Lüftungsrahmen verbunden, so dass sie in geschlossener Stellung des Rahmens annähernd waagerecht liegt. Das der Befestigungsstelle entgegengesetzte Ende der metallischen Zugfeder ist demgegenüber in dieser Stellung des Lüftungsrahmens abgesenkt und steht über ein einseitig gelenkiges Gestänge mit dem beweglichen Lüftungsrahmen in Verbindung. Die beiden Öffnungsmechanismen sollen im wesentlichen die Betätigungskraft zum Öffnen der Rauchabzugsklappe zur Verfügung stellen, während die zentrale Betätigungseinrichtung, welche einen Betätigungszylinder bzw. ein lineares Antriebselement umfasst, die zum Schließen erforderliche Kraft zur Verfügung stellen soll und das Öffnen nur unterstützen soll, um dieses bei Überlast zuverlässig zu bewirken. Die Wirkung der Öffnungsmechanismen wird durch die Entriegelung mittels des zentralen Antriebselements ausgelöst. Beim Öffnen wird die Wirkung der hydropneumatischen Federn durch die Zugfedern infolge der Hebelwirkung des Gestänges unterstützt, über welches sie mit dem beweglichen Lüftungsrahmen in Verbindung stehen. Bevor der Lüftungsrahmen in seine Endstellung gelangt, kann seine Öffnungsbewegung durch die Zugfedern gedämpft werden. Beim Schließen der Rauchabzugsklappe bzw. des beweglichen Lüftungsrahmens durch das lineare Antriebselement werden die hydropneumatischen Federn wieder gespannt. Diese bekannte Gelenkanordnung ist wegen der verschiedenen Hebelsysteme, die einerseits an dem linearen Antriebselement und andererseits an den Öffnungsmechanismen vorgesehen sind, kompliziert. Die Anordnung der beiden Öffnungsmechanismen, welche jeweils die metallische Zugfeder und die hydropneumatische Feder umfassen, an den innen in dem Aufsatz einander gegenüberliegenden Seiten, ist sperrig und kann das Einleiten von Verwindungskräften in den Lüftungsrahmen verursachen, wenn die Rauchabzugsklappe betätigt wird.
Ansonsten sind vollständig selbsttätig betätigbare Gelenkanordnungen von RWA-Geräten bekannt, welche ein Öffnen und Schließen einer Klappe über einen großen Schwenkbereich mit nur einem linearen Antriebselement bewerkstelligen. Hierzu ist bei einer solchen bekannten Gelenkanordnung mit einem linearen Antriebselement an dessen erster Schwenkachse außer einem Stützhebel ein zusätzlicher Umlenkhebel mit einem ersten Ende schwenkbar angeordnet. Das zweite Ende des Umlenkhebels greift schwenkbar an einem oberen Traversenteil der Klappe im Abstand zu deren Drehachse und zu der Anbringungsstelle des ersten Endes des Antriebselements an ( EP 0 443 050 A2 ). In einer solchen Anordnung muss das lineare Antriebselement auch in extremen Situationen, beispielsweise wenn die Klappe vereist ist, allein die Öffnungskraft aufbringen. Andererseits kann die Klappe bei sehr weiter Öffnung unter Schwerkrafteinwirkung heftig in eine Endstellung schlagen. Auch das Schließen der Rauchabzugsklappe kann nahe der Endstellung unerwünscht heftig erfolgen.
Diese Unzulänglichkeit hat auch eine andere Gelenkanordnung zur Betätigung einer Klappe, insbesondere Rauchabzugsklappe, mit nur einem zentralen linearen Antriebselement, bei der nicht nur der Stützhebel, sondern auch der Umlenkhebel im Abstand zu einem Endabschnitt des Antriebselements, in dem sie schwenkbar gelagert sind, jeweils um eine ortsfeste Drehachse bzw. Schwenkachse schwenkbar sind ( EP 0 971 091 B1 ). Da diese Achsen kurz sein können, werden Reaktionskräfte des linearen Antriebselements über den Umlenkhebel und den Stützhebel quasi nur in ortsfeste Drehpunkte des Umlenkhebels bzw. des Stützhebels eingeleitet. Traversenteile sind daher nicht unbedingt erforderlich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine unkomplizierte, kompakte Gelenkanordnung zu schaffen, welche Nachteile der obigen bekannten Gelenkanordnungen vermeidet, bei der insbesondere die Klappe und den beweglichen Lüftungsrahmen verwindende Kräfte auch dann minimiert sind, wenn zur Unterstützung des Öffnens sowie zum Dämpfen der Öffnungsbewegung in der Endstellung und beim Schließen wenigstens eine Zugfeder zusätzlich zu dem linearen Antriebselement vorgesehen ist.
Diese Aufgabe wird für eine Gelenkanordnung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht also in einer einzigartigen Integration der mindestens einen Zugfeder in die Gelenkanordnung mit dem linearen Antriebselement, wobei die Gelenkanordnung im wesentlichen den an einem unteren Abschnitt des linearen Antriebselements um eine erste Schwenkachse schwenkbaren Stützhebel sowie einen ebenfalls an dem unteren Abschnitt angelenkten zusätzlichen Umlenkhebel umfasst, und wobei der Stützhebel mit einem unteren Aufsatzabschnitt des Aufsatzes verbunden ist und der Umlenkhebel darüber ebenfalls mit dem Aufsatz verbunden sein kann oder statt dessen mit der beweglichen Klappe.
Im einzelnen zeichnet sich die Gelenkanordnung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch aus, dass das zweite Ende der Zugfeder mit einem unteren Abschnitt des linearen Antriebselements verbunden ist, der die erste Schwenkachse einschließt, um die das lineare Antriebselement schwenkbar ist. Dabei steht das erste Ende der Zugfeder an einer Federverbindungsstelle mit dem Aufsatz fest in Verbindung, die weiter von der ersten Drehachse der Klappe entfernt ist als die erste Schwenkachse des linearen Antriebselements.
Bei dieser Anordnung der Zugfeder erfolgt die Kraftübertragung der Zugfeder auf die Klappe und den Aufsatz über den gleichen Stützhebel und den gleichen Umlenkhebel, die für das lineare Antriebselement vorgesehen sind. Es entfallen somit zusätzliche Hebel für die Zugfeder. Diese Vereinheitlichung hat sich als funktionell brauchbar bzw. günstig herausgestellt, obwohl die Federkraft nicht in gleicher Richtung an dem Stützhebel und an dem Umlenkhebel anzugreifen braucht wie die von dem linearen Antriebselement hervorgerufene Kraft.
Da die Federkraft an den gleichen Stellen in die Klappe bzw. deren Rahmen eingeleitet wird, wie die Kraft des linearen Antriebselements, und da die Krafteinleitung für das lineare Antriebselement und die Zugfeder auch an dem Aufsatz die gleiche ist, werden in die Klappe und den zugehörigen Lüftungsrahmen praktisch keine Verwindungskräfte eingebracht.
Von dieser Verbindung der Zugfeder mit dem linearen Antriebselement ausgehend kann das Öffnungssystem umfassend das lineare Antriebselement und die Zugfeder weiter optimiert werden, indem die vertikale Ebene, in der die Zugfeder liegt, nahe der vertikalen Mittelebene angeordnet wird, in der das Antriebselement liegt. Damit ist das gesamte Öffnungssystem sehr kompakt ausgebildet.
Vorteilhaft ist das zweite Ende der Zugfeder an der ersten Schwenkachse des linearen Antriebselements angebracht. Hierbei ist die Belastung eines Gehäuses des Antriebselements durch Kräfte und Momente minimiert.
Die erfindungsgemäße Gelenkanordnung kann universell eingesetzt werden, z.B. in Verbindung mit einer Klappe, die kein in einen beweglichen Lüftungsrahmen eingesetztes, somit ebenfalls bewegliches Traversenteil aufweist und die auch in dem ortsfesten Aufsatz bzw. Aufsatzkranz, über dem die Klappe schwenkbar ist, kein unteres, mit dem Aufsatz fest verbundenes Traversenteil umfasst.
Eine kompakte Einheit zum Einbau in einen Aufsatz bzw. Aufsatzkranz, die auch die Zugfeder umfasst, kann jedoch gemäß Anspruch 3 vorteilhaft unter Verwendung eines ortsfesten Traversenteils hergestellt sein, welches in dem Aufsatz angebracht wird und über dem nach Montage die Klappe um die erste Drehachse gedreht werden kann. Bei dieser Ausbildung der Baugruppe mit dem ortsfesten Traversenteil und dem linearen Antriebselement ist die Zugfeder in dem Öffnungssystem mit den Traversenteilen integriert. Dadurch verringert sich der bauseitige Montageaufwand.
Die Einheit ist besonders kompakt, indem das ortsfeste Traversenteil schmaler als der Aufsatz bemessen ist, in dem es montiert wird, wobei die Zugfeder innerhalb des ortsfesten Traversenteils angeordnet ist.
Mit dem ersten, ortsfesten Traversenteil kann weiterhin gemäß Anspruch 5 ein zweites, bewegliches Traversenteil um die erste Drehachse drehbar verbunden sein, womit der Integrationsgrad weiter erhöht und der bauseitige Montageaufwand minimiert wird. In diesem Fall ist die von der ersten Drehachse entfernte schwenkbare Verbindungsstelle des linearen Antriebsele ments für die Klappe an dem beweglichen Traversenteil angeordnet, an dem die Klappe angebracht wird. Die Gelenkanordnung nach Anspruch 5 weist die Merkmale auf, dass über dem ortsfesten Traversenteil ein zusammen mit der Klappe bewegliches Traversenteil drehbar ist, an dem die von der ersten Drehachse entfernte schwenkbare Verbindungsstelle des linearen Antriebselements angeordnet ist, dass das erste Ende des Umlenkhebels um die erste Schwenkachse des linearen Antriebselements schwenkbar ist, wobei ein zweites Ende des Umlenkhebels schwenkbar an dem beweglichen Traversenteil im Abstand zu deren erster Drehachse und zu der schwenkbaren Verbindungsstelle des linearen Antriebselements angeordnet ist. Bei dieser Gelenkanordnung kann das einzige lineare Antriebselement die Klappe an dem beweglichen Traversenteil über eine normale Öffnungsstellung 120° hinaus in eine Alarmstellung geschwenkt werden, in der der Öffnungswinkel um 165° betragen kann.
Wie oben erwähnt ist insbesondere bei der voranstehenden Gelenkanordnung das zweite Ende der Zugfeder vorteilhaft an der ersten Schwenkachse des linearen Antriebselements angebracht. Ansonsten wird das zweite Ende der Zugfeder jedenfalls möglichst nahe an der ersten Schwenkachse des linearen Antriebselements angeordnet.
Es ist aber auch möglich, die Zugfeder in eine Ausführungsform der Gelenkanordnung zu integrieren, die so ausgebildet ist, dass diese an der Klappe, an der das lineare Antriebselement angreift, keine zusätzlichen Querkräfte einleitet, so dass eine Traverse bzw. ein Traversenunterteil nicht erforderlich ist, womit eine leichte materialsparende Bauweise ermöglicht wird. Diese Ausführungsform ist gemäß Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Ende des Umlenkhebels, dessen erstes Ende um eine dritte Schwenkachse an dem linearen Antriebselement schwenkbar ist, an einem ortsfesten Drehpunkt gelagert ist, dergestalt, dass die erste Schwenkachse des linearen Antriebselements an dem Stützhebel sowie die dritte Schwenkachse, um welche der Umlenkhebel an dem linearen Antriebselement schwenkbar ist, bei Betätigung des linearen Antriebselements kreisförmige Bewegungsbahnen beschreiben, die sich kreuzen und eine resultierende Drehung des linearen Antriebselements hervorrufen.
Insbesondere bei der letztgenannten Ausführungsform kann das zweite Ende der Zugfeder zur Kraftübertragung auf den Stützhebel und den Umlenkhebel gemäß Anspruch 7 an dem unteren Abschnitt des linearen Antriebselements angebracht sein, der die erste Schwenkachse an dem Stützhebel und die dritte Schwenkachse an dem Umlenkhebel einschließt.
Eine zuverlässige, konstruktiv einfache Anbringung des zweiten Endes der Zugfeder an dem linearen Antriebselement wird gemäß Anspruch 8 mit einem bolzenförmigen Ansatz erreicht, der von dem linearen Antriebselement seitlich absteht und an dem das zweite Ende der Zugfeder angreift. Der bolzenförmige Ansatz kann in das lineare Antriebselement einschraubbar ausgebildet sein.
In dem Falle, in dem das zweite Ende der Zugfeder an der ersten Schwenkachse des linearen Antriebselements angebracht werden soll, erstreckt sich der bolzenförmige Ansatz in Verlängerung der ersten Schwenkachse von dem linearen Antriebselement weg, d.h. der bolzenförmige Ansatz und die erste Schwenkachse sind konzentrisch.
Um die Funktionssicherheit der Gelenkanordnung zu erhöhen und um auf das lineare Antriebselement keine seitliche Kippkraft auszuüben, die versuchen könnte, das Antriebselement aus der vertikalen Ebene herauszu schwenken, sind gemäß Anspruch 10 bevorzugt zwei Zugfedern beidseitig des linearen Antriebselements symmetrisch zu diesem angeordnet und an diesem angebracht.
In dem Fall, in dem die Gelenkanordnung an einem ortsfesten Traversenteil angebracht ist, welches zwei parallel zueinander und zu der vertikalen Mittelebene des linearen Antriebselements verlaufende Streben umfasst, sind die beiden Zugfedern kompakt zwischen den beiden Streben so angeordnet, dass sie die vertikale Ebene des linearen Antriebselements einschließen.
Bei der Ausführungsform der Gelenkanordnung mit einem ortsfesten Traversenteil ist auf diesem besonders vorteilhaft gemäß Anspruch 12 eine Auflage angeordnet, und zwar in geschlossener Stellung der Klappe zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Zugfeder, so dass die Zugfeder in dieser Stellung der Klappe auf der Auflage aufliegt und von dieser zu der ersten Schwenkachse des linearen Antriebselements abgewinkelt ist, die sich in geschlossener Stellung der Klappe unterhalb des zweiten ortsfesten Traversenteils befindet. Damit wird erreicht, dass die Federkraft in einem Winkel an dem linearen Antriebselement angreift, unter dem die Zugfeder in der ersten Öffnungsphase der Klappe das Öffnen besonders wirksam unterstützt. Dies kann insbesondere bei Vereisung der Klappe erforderlich bzw. wünschenswert sein.
Gemäß Anspruch 13 kann sich jedenfalls das zweite Ende der Zugfeder geschützt und ästhetisch ansprechend in geschlossener Stellung der Klappe innerhalb des Aufsatzes befinden, der auch das lineare Antriebselement, den Stützhebel und den Umlenkhebel einschließt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand zweiter Ausführungsbeispiele erläutert, die in der Zeichnung mit sieben Figuren dargestellt sind. Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Gelenkanordnung zur Betätigung einer Kuppel in einer Rauch- und Wärmeabzugsanlage (RWA-Anlage) in geschlossener Stellung der Kuppel in einem Längsschnitt durch eine vertikale Mittelebene der Gelenkanordnung, wobei die Gelenkanordnung an einem ersten oberen beweglichen Traversenteil angreift, das mit der Kuppel in Verbindung steht, sowie an einem unteren ortsfesten Traversenteil angreift, welches in einem Aufsatzkranz befestigt ist,
2 die Gelenkanordnung in der gleichen Ansicht wie in Figur 1, jedoch in voll geöffneter Stellung der Kuppel,
3 eine Draufsicht auf den Öffnungsbeschlag gemäß den 1 und 2, der mit dem unteren ortsfesten Traversenteil und dem oberen beweglichen Traversenteil gebildet ist, mit einem Aufsatzkranz, in dem das untere ortsfeste Traversenteil befestigt ist, und einem Lüfterrahmen, der an dem oberen beweglichen Traversenteil angebracht ist,
4 eine detailliertere Draufsicht auf einen Ausschnitt des Öffnungsbeschlags gemäß 3,
5 eine Draufsicht auf Anbringungsstellen von Zugfedern an dem unteren ortsfesten Traversenteil in einem Ausschnitt,
6 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Gelenkanordnung zur Betätigung einer Klappe, ebenfalls in einem Schnitt in einer vertikalen Mittelebene der Gelenkanordnung bei geschlossener Stellung der Klappe und
7 die zweite Ausführungsform gemäß 6, jedoch in voll geöffneter Stellung der Klappe.
Die Gelenkanordnung gemäß den 1-4 bzw. 5 dient zur Betätigung einer Kuppel 1, die zusammen mit einem beweglichen Traversenteil 2 um eine erste Drehachse (P₀) drehbar ist. Das bewegliche Traversenteil 2 ist, wie 3 zeigt, zentral in einem beweglichen Lüfterrahmen 4 angebracht, der seinerseits die Kuppel 1 trägt.
In der in den 1 und 3 dargestellten geschlossenen Stellung des Lüfterrahmens 3 liegt das bewegliche Traversenteil auf einem unteren, ortsfesten Traversenteil 4, welches zwei fest miteinander verbundene Streben 4', 4'' umfasst, die symmetrisch zu der nicht dargestellten vertikalen Mittelebene angeordnet sind. Von der in den 1-4 linken Seite des ortsfesten Traversenteils 4 erstreckt sich eine Tragkonsole 5 senkrecht nach unten. Das bewegliche Traversenteil hat in diesem Bereich eine weniger hohe Konsole, die in den 1 und 4 mit 6 bezeichnet ist.
Zum Öffnen und Schließen der Kuppel dient nur ein lineares Antriebselement 7, welches eine Stange 8 betätigt. Das lineare Antriebselement kann als elektrischer Motor oder als pneumatischer oder hydraulischer Zylinder realisiert sein. Mit dem einzigen linearen Antriebselement ist in der Ausführungsform gemäß den 1-5 die Kuppel in einem sehr weiten Drehbereich drehbar, der sich über etwa 165° erstrecken kann.
Zum Drehen der Kuppel 1 mit dem Lüfterrahmen 3 über das obere bewegliche Traversenteil 2 ist die Stange 8 auf der der ersten Drehachse P₀ entgegengesetzten Seite an dem beweglichen Traversenteil 2 angelenkt, und zwar an der schwenkbaren Verbindungsstelle P₁.
Ein unterer Abschnitt des linearen Antriebselements 7 ist an einer ersten Schwenkachse P₂ gelagert, die nicht ortsfest ist, vgl. 1 und 2, und an der ein Ende eines Stützhebels 9 angreift, dessen entgegengesetztes Ende an einer zweiten Schwenkachse P₃ unten in der Tragkonsole 5 gelagert ist.
Ein zusätzlicher Umlenkhebel 11 ist einerseits ebenfalls mit der ersten Schwenkachse P₂ an dem linearen Antriebselement verbunden und andererseits in einer Drehachse P₄ gelagert, die an der Konsole 6 des oberen beweglichen Traversenteils 2 nahe der ersten Drehachse P₀ angeordnet ist. Die Drehachse P₄ befindet sich jedenfalls näher zur ersten Drehachse P₀ als die Mitte des Traversenoberteils.
Die erste Drehachse P₀, die erste und die zweite Schwenkachse P₂, P₃ und die Drehachse P₄ bilden ein Viergelenk bzw. zusammen mit der ersten schwenkbaren Verbindungsstelle P₁ ein Fünfgelenk, welches den genannten großen Öffnungswinkel in eine Alarmstellung der Kuppel mit dem einzigen aktiven linearen Antriebselement 7 ermöglicht.
Eine Verriegelungseinrichtung 12 am Ende der Stange 8, bei deren schwenkbarer Verbindungsstelle P₁ kann durch eine Anfangsbewegung des linearen Antriebselements entriegelt werden, um ein Hochschwenken des oberen beweglichen Traversenteils 2 mit der Kuppel 1 zu gestatten, sie hat jedoch keinen weiteren Einfluss auf die Kuppelbewegung.
Zum Schwenken des beweglichen Traversenteils 2 bzw. der Kuppel 1 stützt sich das lineare Antriebselement auf den Stützhebel 10 an der ersten Schwenkachse P₂ ab, der wegen des Umlenkhebels 11 nicht nach unten im Uhrzeigersinn ausweichen kann. Deswegen werden mit der ersten Schwenkachse P₂ die mit ihr verbundenen Elemente entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt, insbesondere in die in 2 ersichtliche weit geöffnete Stellung.
Um insbesondere das anfängliche Öffnen bei großer Belastung des linearen Antriebselements, z.B. durch Schneelast oder festgefrorener Kuppel, zu erleichtern und andererseits die Kuppel in der weit geöffneten Stellung nicht durch deren Gewicht beschleunigt in deren Endstellung schlagen zu lassen, sind in der beschriebenen Gelenkanordnung zwei Zugfedern 13, 14 integriert, die in Ebenen parallel zu der vertikalen Mittelebene und zwischen dem oberen beweglichen Traversenteil 2 und den Streben 4', 4'' des unteren ortsfesten Traversenteils 4 angeordnet sind, siehe insbesondere 3 und 4.
Jeweils ein erstes Ende jeder der Zugfedern 13, 14 ist an einer Federanbringungsstelle 16, 17, die durch ein Profilstück realisiert sein kann, mit je einer der Streben 4', 4'' des ortsfesten Traversenteils 4 verbunden, siehe 1, 2 und 3. Die Federanbringungsstelle ist von der ersten Drehachse P₀ weiter entfernt als die erste Schwenkachse P₂ an dem linearen Antriebselement, was insbesondere in geschlossener Stellung der Kuppel aus 1 ersichtlich ist.
Das jeweils zweite Ende der Zugfeder 13 bzw. 14 ist an der ersten Schwenkachse P₂ des linearen Antriebselements angebracht, die sich in geschlossener Stellung der Klappe zwischen der Federanbringungsstelle 16 bzw. 17 und der ersten Drehachse P₀, auch der zweiten Schwenkachse P₃ und der Drehachse P₄, befindet.
Um den Angriffswinkel des zweiten Endes jeder der Zugfedern 13, 14 von oben an dem linearen Antriebselement 7 in geschlossener Stellung der Kuppel zu verbessern, d.h. steiler zu gestalten, ist auf den Streben 4', 4'' des ortsfesten Traversenteils 4 je eine Auflage 18, 19 aus einem Profilstück so angebracht, dass eine der Zugfedern, etwa in ihrer Mitte, auf der Auflage bei geschlossener Stellung der Kuppel liegt, wodurch jede Feder, ausgehend von ihrem annähernd waagerechten Abschnitt an der Federanbringungsstelle 16 bzw. 17 ab der Auflage 18 bzw. 19 nach unten zu dem zweiten Federende abgewinkelt ist, welches mit der ersten Schwenkachse P₂ in Verbindung steht. Dadurch greift das zweite Ende der Zugfeder 13 bzw. 14 so steil an den unteren Abschnitt 9 des linearen Antriebselements an, dass die Feder wirkungsvoll versucht, das lineare Antriebselement anzuheben bzw. dieses anhebt, wenn die Verriegelungseinrichtung 12 zu Beginn des Hochfahrens der Klappe gelöst ist. In dieser Weise unterstützen die Federn 13, 14 das Öffnen der Kuppel, bis die erste Schwenkachse P₂ an dem linearen Antriebselement etwa die Stellung P'₂ in 1 erreicht hat, also in der besonders kritischen Anfangsphase der Öffnung.
Wenn hingegen die Kuppel in die Nähe der weit geöffneten Endstellung bewegt ist, siehe 2, versuchen die Zugfedern 13, 14 das lineare Antriebselement 7 zurückzuziehen, wobei sich die Zugfedern 13, 14 annähernd in Verlängerung des linearen Antriebselements 7 erstrecken, und dämpfen die Öffnungsbewegung der Kuppel 1 wirksam. In dem letztgenann ten Bereich wird dann auch die Schließbewegung der Kuppel durch die Zugfedern 13, 14 unterstützt, wenn die Stange 8 durch das lineare Antriebselement 7 eingezogen wird.
Insbesondere aus 5 kann ersehen werden, wie die auf den Streben 4', 4'' angebrachten Auflagen 18, 19, von den Streben seitlich in deren Zwischenraum vorstehen und ausgebildet sind, damit die in dem Zwischenraum angeordneten Zugfedern 13, 14, siehe 3, auf den Auflagen 18, 19 sicher aufliegen können.
In 4 ist die Anbringung des zweiten Endes jeder der Federn 13, 14 jeweils an einem der bolzenförmigen Ansätze 20, 21 dargestellt, die koaxial zu der ersten Schwenkachse P₂ angeordnet sind bzw. äußeren Abschnitte dieser Schwenkachse bilden können. Die bolzenförmigen Ansätze 20, 21 stehen quer von dem linearen Antriebselement 7 ab. Weiterhin ist aus 4 die Anordnung des Stützhebels 10 und des Umlenkhebels 11, die als U-Profile ausgeführt sind, symmetrisch zu der nicht dargestellten vertikalen Mittelebene ersichtlich.
Ein besonderer Vorteil der Gelenkanordnung besteht darin, dass die beiden Zugfedern 13, 14 an der gleichen ersten Schwenkachse P₂ an dem linearen Antriebselement 7 angreifen wie der Stützhebel 10 und der Umlenkhebel 11, so dass die Zugkräfte der beiden Zugfedern 13, 14 ohne zusätzliche Hebel- oder Getriebeelemente mit großer Wirkung in die Gelenkanordnung eingeleitet werden.
Aus den 3 und 4 ergeben sich weiterhin Einzelheiten der kompakten Anordnung der beiden Zugfedern 13, 14, die in ein unteres ortsfestes Traversenteil üblicher Abmessungen integriert sein können und sich im wesent lichen innerhalb der mit dem linearen Antriebselement, dem Stützhebel und dem Umlenkhebel sowie den Traversenteilen gebildeten Öffnungsbeschlag befinden.
Der in den 1-4 erkennbare Aufsatz 15 dient zur Integration der Gelenkanordnung mit der Kuppel in ein Gebäude. Er hat jedoch zumindest dann keine weitere wesentliche Funktion für die Gelenkanordnung, wenn diese das untere ortsfeste Traversenteil 4 umfasst. Ansonsten kann in anderen Ausführungsformen der Aufsatz, wenn er genügend steif ausgebildet ist, die Funktion des unteren ortsfesten Traversenteils übernehmen.
Nachfolgend wird als weiterem Beispiel für die universelle Anwendbarkeit der besonderen Federanordnung in Gelenkanordnungen von RWA-Anlagen die zweite Ausführungsform gemäß den 6 und 7 besprochen.
Die Bezeichnung der Achsen der zweiten Ausführungsform sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten weiter oben besprochenen ersten Ausführungsform u.a. dadurch, dass in der zweiten Ausführungsform kein unteres ortsfestes Traversenteil und kein oberes bewegliches Traversenteil vorgesehen sind. Bei der zweiten Ausführungsform werden an einer Klappe 22, an der ein lineares Antriebselement 23 angreift, keine zusätzlichen Querkräfte eingeleitet. Es werden lediglich Kräfte in die Klappe 22 an deren erster Drehachse P₀ sowie an der schwenkbaren Verbindungsstelle P₁ des linearen Antriebselements 23 an der Klappe 22 eingeleitet. Dies gilt auch für die aus der Zugkraft der Zugfeder 24 abgeleiteten Kraftkomponenten.
Im übrigen ist auch in der zweiten Ausführungsform an dem entgegengesetzten Ende zu der ersten Drehachse P₀ der Klappe 22 ein Verriegelungselement 25 vorgesehen, an dem eine Stange 26 des linearen Antriebselements 23 angreift, welches hier als Doppelhubzylinder ausgebildet ist. Das Ende der Stange 26 ist an der schwenkbaren Verbindungsstelle P₁ angeordnet. Das Verriegelungselement wirkt mit einer Konsole zusammen, die innen an einem Aufsatz 28 fest angebracht ist, so dass bei Betätigung der Stange 26 eine Entriegelung erfolgt.
An der zu der schwenkbaren Verbindungsstelle P₁ gegenüberliegenden Seite in der Nähe der ersten Drehachse P₀ ist innen an dem Aufsatz eine weitere Konsole 29 befestigt, die annähernd vertikal nach unten abstehen kann. Die weitere Konsole 29 dient hier nicht nur zur Lagerung eines an einer ersten Schwenkachse P₂ des linearen Antriebselements schwenkbar angebrachten Stützhebels 30, sondern auch eines zusätzlichen Umlenkhebels 31 an einer ortsfesten Drehachse P₄'. Die ortsfeste Drehachse P₄' des Umlenkhebels befindet sich näher an der ortsfesten ersten Drehachse P₀ der Klappe als die zweite ortsfeste Schwenkachse P₃ des Stützhebels. Die zweite Schwenkachse P₃ und die ortsfeste Drehachse P₄' können längs einer lotrechten Linie angeordnet sein. Der Umlenkhebel 31 ist um eine dritte bewegliche Schwenkachse P₅ an dem linearen Antriebselement 23 angelenkt, und zwar in dessen unterem Abschnitt 32, der die dritte Schwenkachse P₅ und die erste Schwenkachse P₂ einschließt. Die erste Schwenkachse P₂ und die dritte Schwenkachse P₅ liegen bevorzugt in einer Mittelachse 23a des linearen Antriebselements 23.
Die Zugfeder 24, deren erstes Ende an einer ersten Federanbringungsstelle 33 an der Konsole 27 angebracht ist, die als Verriegelungskonsole angesehen werden kann, greift an einer zweiten Federanbringungsstelle an dem unteren Abschnitt 32 des linearen Antriebselements 33 an, und zwar zwischen der ersten Schwenkachse P₂ des linearen Antriebselements und der dritten Schwenkachse P₅ des linearen Antriebselements. Die Feder verläuft somit bei geschlossener Klappe, wie in 6 dargestellt, unterhalb des linearen Antriebselements 23.
Bei Betätigung des linearen Antriebselements 23 entriegelt das Verriegelungselement 25 und die Klappe 22 wird, unterstützt durch die Zugfeder 24, mit großer Kraft geöffnet. Reaktionskräfte der Feder und des linearen Antriebselements 23 werden dabei über den Stützhebel 30 und den Umlenkhebel 31 auf die Konsole 29 an dem Aufsatz 28 übertragen.
Nähert sich die Klappe 22 der in 7 dargestellten weit geöffneten Endstellung, so wird die Bewegung der Klappe 22 durch die Zugfeder 24 abgebremst. In dieser Stellung übt die Zugfeder eine das Schließen der Klappe unterstützende Kraft auf diese auf.
Die zweite Ausführungsform gemäß den 6 und 7 zeichnet sich durch unkomplizierten Aufbau einschließlich der Zugfeder aus.

1: Kuppel
2: oberes bewegliches Traversenteil
3: Lüfterrahmen
4: unteres ortsfestes Traversenteil
4', 4'': Streben
5: Tragkonsole
6: Konsole
7: lineares Antriebselement
8: Stange
9: Abschnitt
10: Stützhebel
11: Umlenkhebel
12: Verriegelungseinrichtung
13: Zugfeder
14: Zugfeder
15: Aufsatz
16: Federanbringungsstelle (Profilstück)
17: Federanbringungsstelle (Profilstück)
18: Auflage
19: Auflage
20: Ansatz
21: Ansatz
22: Klappe
23: lineares Antriebselement
23a: Mittelachse
24: Zugfeder
25: Verriegelungselement
26: Stange
27: Konsole
28: Aufsatz
29: weitere Konsole
30: Stützhebel
31: Umlenkhebel
32: unterer Abschnitt
33: erster Federanbringungsstelle
34: zweite Federanbringungsstelle
P₀: erste Drehachse
P₁: schwenkbare Verbindungsstelle
P₂: erste Schwenkachse (des linearen Antriebselements)
P₃: zweite Schwenkachse
P₄: Drehachse des Umlenkhebels
P₄': ortsfeste Drehachse (zweite Ausführung)
P₅: dritte Schwenkachse

Claims

Gelenkanordnung zur Betätigung einer Klappe (22), insbesondere Rauchabzugsklappe oder Kuppel (1), die um eine ortsfeste, erste Drehachse (P₀) aus einer geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung über einem ortsfesten Aufsatz (15, 28) sowie zurück schwenkbar ist, mit einem linearen Antriebselement (7, 23), dessen eines Ende an einer von der ersten Drehachse (P₀) entfernten schwenkbaren Verbindungsstelle (P₁) mit der Klappe (22) in Verbindung steht und welches andererseits um eine erste Schwenkachse (P₂) schwenkbar an einem Stützhebel (10, 30) angebracht ist, der um eine ortsfeste, zweite Schwenkachse (P₃) in einem Abstand zu, insbesondere annähernd unterhalb der ersten Drehachse (P₀) der Klappe (22) schwenkbar ist, wobei wenigstens ein zusätzlicher Umlenkhebel (11, 31) mit einem ersten Ende schwenkbar an dem linearen Antriebselement (7, 23) entfernt von der schwenkbaren Verbindungsstelle (P₁) angreift, wobei wenigstens eine Zugfeder (13, 14, 24) in einer Ebene angeordnet ist, die parallel zu einer vertikalen Mittelebene verläuft, in der das Antriebselement (7, 23) liegt, wobei ein erstes Ende der Zugfeder (13, 14, 24) mit dem Aufsatz (15, 28) an einer Federanbringungsstelle (16, 17, 33) in fester Verbindung steht, die weiter von der ersten Drehachse (P₀) der Klappe (22) entfernt ist als die erste Schwenkachse (P₂) des linearen Antriebselements (7, 23) und wobei ein zweites Ende der Zugfeder (13, 14, 24) mit der Klappe (22) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende der Zugfeder (13, 14, 24) mit einem unteren Abschnitt (9, 32) des linearen Antriebselements (7, 23) verbunden ist, der die erste Schwenkachse (P₂) einschließt.
Gelenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende der Zugfeder an der ersten Schwenkachse (P₂) des linearen Antriebselements (7, 23) angebracht ist.
Gelenkanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Aufsatz (15) ein ortsfestes Traversenteil (4) angebracht ist, über dem die Klappe (22) um die erste Drehachse (P₀) drehbar ist, und dass das erste Ende der Zugfeder (13, 14) mit dem ortsfesten Traversenteil (4) an der Federanbringungsstelle (16, 17) verbunden ist.
Gelenkanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das ortsfeste Traversenteil (4) schmaler als der Aufsatz (15) ist.
Gelenkanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass über dem ortsfesten Traversenteil (4) ein zusammen mit der Klappe (22) bewegliches Traversenteil (2) drehbar ist, an dem die von der ersten Drehachse (P₀) entfernte, schwenkbare Verbindungsstelle (P₁) des linearen Antriebselements angeordnet ist, dass das erste Ende des Umlenkhebels (11) um die erste Schwenkachse (P₅) des linearen Antriebselements (7) schwenkbar ist, und dass ein zweites Ende des Umlenkhebels (11) schwenkbar an dem beweglichen Traversenteil (2) im Abstand zu deren erster Drehachse (P₀) und zu der schwenkbaren Verbindungsstelle (P₁) des linearen Antriebselements (7) angeordnet ist.
Gelenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende des Umlenkhebels (31) um eine dritte Schwenkachse (P₅) an dem linearen Antriebselement (23) schwenkbar ist, dass ein zweites Ende des Umlenkhebels (31) an einer ortsfesten Drehachse (P₄) gelagert ist, dergestalt, dass die erste Schwenkachse (P₂) des linearen Antriebselements an dem Stützhebel (30) sowie die dritte Schwenkachse (P₅), um welche der Umlenkhebel (31) an dem linearen Antriebselement (23) schwenkbar ist, bei Betätigung des linearen Antriebselements (23) kreisförmige Bewegungsbahnen beschreiben, die sich kreuzen und eine resultierende Drehung des linearen Antriebselements hervorrufen.
Gelenkanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Abschnitt (9, 32) des linearen Antriebselements (7, 23), an dem das zweite Ende der Zugfeder (24) angebracht ist, die erste Schwenkachse (P₂) und die dritte Schwenkachse (P₅) einschließt.
Gelenkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende der Zugfeder (13, 14) mit einem bolzenförmigen Ansatz (20, 21) verbunden ist, der von dem linearen Antriebselement (7) seitlich absteht.
Gelenkanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der bolzenförmige Ansatz (20, 21) und die erste Schwenkachse (P₂) konzentrisch sind.
Gelenkanordnung nach einem der Ansprüche 2-9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Zugfedern (13, 14) beidseitig des linearen Antriebselements (7) symmetrisch zu diesem angeordnet sind.
Gelenkanordnung nach Anspruch 10 und wenigstens einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zugfedern (13, 14) zwischen zwei parallel zueinander verlaufenden Streben (4', 4'') des ortsfesten Traversenteils (4) angeordnet sind.
Gelenkanordnung nach einem der Ansprüche 3-11, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem ortsfesten Traversenteil (4) wenigstens eine Auflage (18, 19) angeordnet ist, und zwar in geschlossener Stellung der Klappe (22) zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Zugfeder (13, 14), dergestalt, dass die Zugfeder in dieser Stellung der Klappe auf der Auflage (18, 19) aufliegt und von der die Zugfeder zu der ersten Schwenkachse (P₂) des linearen Antriebselements (7) abge winkelt ist, die sich in geschlossener Stellung der Klappe (22) unterhalb des zweiten, ortsfesten Traversenteils (4) befindet.
Gelenkanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in geschlossener Stellung der Klappe (22) sich das lineare Antriebselement (7, 23), der Stützhebel (10, 30), der Umlenkhebel (11, 31) und das zweite Ende der Zugfeder (13, 14, 24) innerhalb des Aufsatzes befinden.