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Die
Erfindung betrifft eine Armatur für ein Lüftungssystem
nach dem Anspruch 1 und ein Positionsanzeigesystem und ein Verfahren
zur Anzeige der Position einer Armatur nach den nebengeordneten
Ansprüchen.
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Stand der Technik
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Bei
Armaturen von Lüftungssystemen ist regelmässig
ein Endschalter vorgesehen, um die Position beisoielsweise eines
Absperrorgans der Armatur zu erfassen. So ist es beispielsweise
bei Brandschutzklappen, welche ein Lüftungsrohr brandsicher verschliessen
können, in einigen Ländern gesetzlich vorgeschrieben,
regelmässig eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit
der Brandschutzklappe vorzunehmen. Bei einer solchen Überprüfung
wird die Brandschutzklappe zum Test ausgelöst. Dabei muss
nun erfasst werden, ob das Absperrorgan der Brandschutzklappe, also
beispielsweise ein Klappenblatt der Brandschutzklappe, in einen
geschlossenen Zustand übergeht. Für dieses Erfassen
sind aus dem Stand der Technik Endschalter bekannt, welche durch
das Absperrorgan, also beispielsweise das Klappenblatt oder ein
an dem Klappenblatt angeordnetes Bauteil betätigt werden.
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Nachteilig
ist bei bekannten Lösungen zur Erfassung der Position des
Absperrorgangs oder des Klappenblatts beispielsweise, dass der Endschalter verkabelt
werden muss, wodurch ein grosser Installationsaufwand bedient wird.
Zwar sind aus dem Stand der Technik auch funktechnische Lösungen
zur Übertragung von Endschaltersignalen bekannt, allerdings benötigen
diese Funkeinheiten eine Stromversorgung, sodass wiederum eine Verkabelung
notwendig ist. Eine Alternative mittels Batteriebetrieb bedeutet einen
erhöhten Wartungsaufwand.
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Aufgabe
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein
Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen die Nachteile
des bekannten Standes der Technik überwunden werden können.
Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine Armatur anzugeben,
bei welcher eine Erfassung einer Position eines Absperrorgans ohne
aufwendige Verkabelung oder ohne die Notwendigkeit eines Batteriebetriebs
möglich ist.
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Lösung der Aufgabe
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Diese
Aufgabe wird durch die Armatur gemäss Anspruch 1 und das
Positionsanzeigesystem und das Verfahren zur Anzeige der Position
einer Armatur gemäss den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Die
Erfindung sieht vor, eine Bewegungsenergie des Absperrorgans auszunutzen,
um diese in elektrische Energie zur Energieversorgung des Endschalters
umzuwandeln. Die Vorteile einer solchen Lösung sind, dass
keine externe Energieversorgung des Endschalters und damit keine
Verkabelung oder kein Batteriebetrieb des Endschalters notwendig sind.
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Weitere
Vorteile sind geringe Unterhalts- oder Betriebskosten, da für
den Betrieb des Endschalters oder allgemein der Positionsanzeige
keine oder wenig elektrische Energie zur Verfügung gestellt werden
muss. Durch die Einsparung der Batterien wird ausserdem eine höhere
Umweltverträglichkeit erreicht, da eine Entsorgung der
in regelmässigen Abständen auszutauschenden Batterien überflüssig wird.
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Die
Armatur ist gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung eine
Brandschutzklappe, welche einen Querschnitt eines Lüftungssystems
brandsicher und im Brandfalle automatisch absperrt. Eine weitere
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind allgemein Feuerschutz-technische
Anlagen, die regelmässig überprüft werden
müssen und bei denen die Erfassung eines geschlossenen
Zustands zur Überprüfung erforderlich ist. Dies
können beispielsweise Brandschutz-vorhänge oder
-jalousien sein. Weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung betreffen
Drossel-Klappen.
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Vorzugsweise
ist der Energiewandler ein elektromagnetischer Energiewandler. Ein
vorteilhafte einsetzbarer Energiewandler ist beispielsweise aus der
Anmeldeschrift
WO 98/36395 bekannt.
Ein solcher Energiewandler bietet den Vorteil, dass er der mechanischen
Bewegungsenergie, beispielsweise beim Schliessen des Absperrorgans,
eine geringe Menge Energie entzieht und diese Energie in elektrische
Energie zur Energieversorgung des Endschalters umwandelt. Im Rahmen
der Erfindung hat sich herausgestellt, dass der Nachteil, dass das
Absperrorgan dadurch abgebremst wird, vernachlässigbar ist.
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Typischerweise
ist bei erfindungsgemässen Ausführungsformen eine
drahtlose Übertragung der erfassten Position des Absperrorgans
vorgesehen. Hierzu wird vorzugsweise eine Funkeinheit zur Übertragung
eines Funksignals verwendet. Eine Funkeinheit bietet den Vorteil,
dass mit der drahtlosen Übertragung eine aufwendige Verkabelung überflüssig wird.
Bevorzugte Funkeinheiten senden lediglich sehr kurze Funksignale
aus, das heisst sie verzichten auf eine dauerhafte Funkverbindung.
Diese kurzzeitigen Funksignale werden allgemein auch als Bursts bezeichnet.
Vorteilhafterweise sendet die Funkeinheit diese Bursts in zufälligen
Zeitabständen, sodass es nicht zu einer wiederholten Kollision
mit Rücksignalen kommt, die zur Überprüfung
einer korrekten Übertragung eingesetzt werden können.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist der Energiewandler
dazu eingerichtet, die Funkeinheit bei einer Positionsänderung
des Absperrorgans zu aktivieren. Weitere Vorteile bietet eine Deaktivierung
der Funkeinheit nach erfolgter Positionsänderung des Absperrorgans,
bzw. eine bestimmte Zeitspanne nach der erfolgten Positionsänderung.
Die Zeitspanne wird dabei vorzugsweise so gewählt, dass
innerhalb der Zeitspanne eine Funkübertragung der Signale
des Endschalters erfolgt. Die Aktivierung lediglich bei einer Positionsänderung
des Absperrorgans bietet den Vorteil, dass ansonsten keine Energie
für die Funkeinheit benötigt wird. Besonders bevorzugt
wird, dass die Funkeinheit lediglich dann aktiviert wird, falls
das Absperrorgan bzw. ein Klappenblatt eine Branschutzklappe in
einen geschlossenen Zustand übergeht. Vorzugsweise umfasst
das Absperrorgan ein Klappenblatt, typischerweise zumindest einseitig
mit einer brandhemmenden Beschichtung versehen, und einen mit dem
Klappenblatt fest verbundenen Hebel. Im Rahmen der Erfindung ist
es ebenso möglich, die Bewegungsenergie des Hebels oder
die Bewegungsenergie des Klappenblatts auszunutzen. Hierzu umfasst
der Hebel oder das Klappenblatt vorzugsweise ein Metall, mit dem
die elektromagnetische Energieumwandlung durch den Energiewandler
vollzogen werden kann.
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Bei
typischen Ausführungsformen wird der Hebel bei einer geöffneten
Position des Klappenblatts oder allgemein des Absperrorgans durch
eine Sicherung vorgespannt gehalten, sodass das Klappenblatt oder
allgemein das Absperrorgan durch die Sicherungen in der geöffneten
Position gehalten wird. Eine solche Anordnung bietet den Vorteil,
dass sie einen zuverlässigen Brandschutz ermöglicht,
da die Sicherung bei Brandeinwirkung vorzugsweise selbstauslösend
ist, sodass durch die Vorspannung ein selbsttätiges Schliessen
des Absperrorgans oder des Klappenblatts erfolgt. Eine mögliche
vorteilhafte Ausführungsform der Sicherung umfasst ein Schmelzlot.
Das Schmelzlot bietet den Vorteil, dass es leicht zu montieren ist
und eine zuverlässige Auslösung im Brandfall ermöglicht.
Hierzu wird vorzugsweise ein Schmelzlot mit einem Schmelzpunkt zwischen
40°C und 120°C eingesetzt, noch bevorzugter zwischen
50°C und 80°C. Es ist aber auch möglich, andere
Sicherungsmechanismen, wie beispielsweise ein Streifen aus einem
nicht hitzebeständigen Material, wie beispielsweise Papier
oder Kunststoff zu verwenden.
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Vorteilhafterweise
wird der Hebel durch eine Feder vorgespannt. Eine Feder, insbesondere
eine Metallfeder, bietet den Vorteil, dass sie auch bei einem Anstieg
der Temperatur noch funktionsfähig bleibt, insbesondere
bleibt die Feder bis zu einer Temperatur funktionstüchtig,
bei welcher die Sicherung auslöst. Andere Vorspannmechanismen
umfassen Gummis oder vergleichbare Materialien.
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In
der Regel wird der Energiewandler so angeordnet, dass er durch eine
Bewegung des Hebels in eine Lage, die der erfassten Position des
Absperrorgans entspricht, zur Erzeugung von elektrischer Energie
angeregt wird. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass der Energiewandler
bzw. eine elektromagnetische Spule des Energiewandlers so angeordnet
wird, dass er oder sie bei einer Bewegung des Hebels in die Endlage,
das heisst entsprechend der bevorzugten erfassten Position des Absperrorgans, aktiviert
wird. Die bevorzugte erfasste Position des Absperrorgans entspricht vorteilhafter
Weise einer geschlossenen Position oder einer geschlossenen Lage
des Absperrorgans bzw. des Klappenblatts.
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Ein
weiterer unabhängiger Gegenstand der Erfindung betrifft
ein Positionsanzeigesystem zur Anzeige einer Position einer Armatur
in einer der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen, wobei
das Positionsanzeigesystem einen Empfänger zum Empfang
des Funksignals, das durch die Funkeinheit ausgesendet wird, umfasst.
Weiterhin umfasst das Positionsanzeigesystem vorzugsweise eine Interface-Einheit
zur Verbindung des Empfängers mit einem Bus-System, sodass
die Position der Armatur auch an einem entfernten Ort oder an einem
zentralen Rechner erfasst werden kann. Auf diese Weise ist auch
eine Überwachung von mehreren Armaturen in dem Bus-System
möglich.
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Ein
weiterer unabhängiger Gegenstand der Erfindung ist ein
Verfahren zur Anzeige der Position einer Armatur für ein
Lüftungssystem, insbesondere einer Armatur nach einer der
oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen. Bevorzugt
erfolgt bei einem solchen Verfahren das Übermitteln einer erfassten
Position eines Absperrorgans drahtlos. Besonders bevorzugt wird,
dass eine Aktivierung der Funkeinheit zur drahtlosen Übermittlung
nur dann erfolgt, falls das Absperrorgan geschlossen wird oder dass
eine Deaktivierung der Funkeinheit nach einer drahtlosen Übermittlung
erfolgt. Dies bietet den Vorteil eines geringen Stromverbrauchs.
So kann beispielsweise der Energiewandler erst durch eine Bewegung
des Hebels oder des Absperrorgans in einen Zustand versetzt werden,
bei dem er elektrische Energie produziert, sodass durch die dann
an der Funkeinheit anliegenden Spannung diese Funkeinheit aufgeweckt
wird und anschliessend abfragt, ob der Endschalter betätigt
wird und bei einem positiven Ergebnis dieser Anfrage Funksignale,
bevorzugt Bursts, aussendet.
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Figurenbeschreibung
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1 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemässen
Armatur;
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2 ist
ein Querschnitt in einer anderen Ebene durch Teile der erfindungsgemässen
Armatur der 1 und
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3 ist
eine Skizze eines Empfängers eines erfindungsgemässen
Positionsanzeigesystems.
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Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Dabei werden für gleiche oder ähnliche Teile in
den verschiedenen Zeichnungen gleiche Bezugszeichen verwendet und
die in den Zeichnungen dargestellten Teile im Zusammenhang beschrieben.
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In
der 1 ist eine erfindungsgemässe Armatur 1 schematisch
dargestellt. Die Armatur 1 ist eine Brandschutzklappe mit
einem Absperrorgan, das ein Klappenblatt 3 umfasst. Weiterhin
umfasst das Absperrorgan einen mit dem Klappenblatt 3 fest verbundenen
Hebel 5. Der Hebel 5 und das Klappenblatt 3 sind
in einem geöffneten Zustand oder einer geöffneten
Position des Absperrorgans bzw. des Klappenblatts 3 durch
eine Feder 7 vorgespannt. Bei dem geöffneten Zustand
des Klappenblatts 3 ist dabei der Hebel 5 über
ein Schmelzlot 10, das in der 2 dargestellt
ist, gesichert. Das Schmelzlot 10 ist in der 2 in
einem ausgelösten Zustand gezeigt, das heisst, dass das
Schmelzlot 10 durch Wärmeinwirkung so welch wurde,
dass es den Hebel 5 nicht mehr gegen die Vorspannung der
Feder 7 gehalten hat. Das Schmelzlot 10 stellt
somit eine Sicherung dar, welche das Absperrorgan in einem geöffneten Zustand
hält, solange die Sicherung nicht durch Wärmeeinwirkung
ausgelöst wird.
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Unter
Fortsetzung der Beschreibung der 1 ist in
der 1 ausserdem ein Endschalter 12 mit integrierter
Funkeinheit 13 gezeigt. An die Funkeinheit 13 ist
eine Antenne 14 zur Übermittlung von drahtlosen
Signalen angeschlossen. Der Endschalter 12 erfasst eine
Position des Hebels 5, die einer geschlossenen Position
oder einer geschlossenen Lage des Klappenblatts 3 und damit
des Absperrorgans der Armatur 1 entspricht. Sobald der
Hebel 5 den Endschalter 12 betätigt,
sendet dieser über die Funkeinheit 13 und die
Antenne 14 kurze Funksignale, so genannte Bursts aus, um
anzuzeigen, dass der Hebel 5 in der Endlage angelangt ist.
Die Endlage entspricht dabei dem geschlossenen Zustand des Klappenblatts 3.
Auf diese Weise wird ein drahtloses Signal ausgesendet, welches
die Position des Klappenblatts 3 anzeigt.
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Außerdem
ist in der 1 ein Energiewandler 16 dargestellt,
welcher eine Bewegungsenergie des Hebels 5 und damit des
Absperrorgans in elektrische Energie zur Versorgung des Endschalters 12 umwandelt.
Der Energiewandler 16 arbeitet nach dem elektromagnetischen
Prinzip. Sobald der Hebel 5 in die Nähe des Energiewandlers 16 gelangt,
wird in dem Energiewandler 16 elektrische Energie erzeugt
unter einem geringfügigen Abbremsen des Hebels 5.
Diese Abbremswirkung ist allerdings angesichts der Federkraft der
Feder 7 zu vernachlässigen. Dadurch wird der Endschalter 12 mit
elektrischer Energie versorgt und dadurch aufgeweckt, sodass er nunmehr überprüft,
ob der Hebel 5 in seiner Endlage angekommen ist. Sobald
der Hebel 5 in seiner Endlage angekommen ist, sendet der
Endschalter 12 die drahtlosen Signale aus.
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In
der 2 sind Teile, welche im Zusammenhang mit der 1 bereits
erläutert wurden, nochmals dargestellt. Ausserdem ist in
der 2 das Schmelzlot 10 genauer dargestellt.
Das Schmelzlot 10 ist in der 2 in einem
ausgelösten Zustand gezeigt, wobei sich der Hebel 5 gerade
in einer Bewegung in Richtung des Pfeils A befindet. Angetrieben wird
diese Bewegung durch die Feder 7 (1).
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In
der 3 ist ein Empfänger 20 eines
erfindungsgemässes Positionsanzeigesystem angezeigt. Das
Positionsanzeigesystem umfasst außerdem eine Armatur entsprechend
der Beschreibung im Zusammenhang mit den 1 und 2.
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Der
Empfänger 20 des Positionsanzeigesystems der 3 verfügt über
eine Antenne 22 zum Empfang der durch die Funkeinheit 13 ausgesendeten
Funksignale. Der Empfänger 20 umfasst ausserdem
ein Leuchtmittel 24 zum Anzeigen des Empfangs eines entsprechenden
Funksignals von dem Endschalter 12 und der Funkeinheit 13.
Der Empfänger 20 ist an ein Bus-System 26 angeschlossen, über das
Informationen über die erfasste Position auch an einen
entfernten Zentralrechner übertragen werden können.
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Die
Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel
beschränkt. Vielmehr wird der Umfang der Erfindung durch
die Ansprüche bestimmt. Bezugszeichenliste
| 1 | Armatur |
| 2 | Klappenblatt |
| 3 | |
| 4 | |
| 5 | Hebel |
| 6 | |
| 7 | Feder |
| 8 | |
| 9 | |
| 10 | Schmelzlot |
| 11 | |
| 12 | Endschalter |
| 13 | Funkeinheit |
| 14 | Antenne |
| 15 | |
| 16 | Energiewandler |
| 17 | |
| 18 | |
| 19 | |
| 20 | Empfänger |
| 21 | |
| 22 | Antenne |
| 23 | |
| 24 | Leuchtmittel |
| 25 | |
| 26 | Bus-System |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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