DE10240039A1

DE10240039A1 - Öffenbare Klappe, insbesondere Rauchgas-Abzugsklappe und Öffnungs-Mechanismus hierfür

Info

Publication number: DE10240039A1
Application number: DE10240039A
Authority: DE
Inventors: Stefan Richter
Original assignee: Suspa Holding GmbH
Current assignee: Suspa Holding GmbH
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-03-04
Also published as: US20040043722A1; EP1398446B1; US6766616B2; EP1398446A1; DE50306477D1

Abstract

Eine öffenbare Klappe weist einen Rahmen (1) und eine hieran angelenkte Klappe (5) auf. Es ist ein Hubarm (10) vorgesehen, an dem eine Haupt-Gasfeder (12) angreift. Zwischen dem Hubarm (10) und der Klappe (5) ist eine Neben-Gasfeder (15) angelenkt. Die Haupt-Gasfeder (12) bewirkt die Öffnungsbewegung der Klappe (5) bis vor deren Totpunkt-Stellung. Die anschließende Öffnungs-Bewegung bewirkt die deutlich schwächer ausgebildete Neben-Gasfeder (15).

Description

Die Erfindung betrifft eine öffenbare Klappe, insbesondere Rauchgas-Klappe, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und einen Öffnungs-Mechanismus hierfür.
Derartige Klappen werden überwiegend aus Sicherheitsgründen in Industriegebäuden eingesetzt. Sie sollen einerseits zum Einlass von Frischluft und gegebenenfalls Licht geöffnet werden können, sollen andererseits aber automatisch öffnen, wenn beispielsweise ein Brand ausbricht o.dgl. Die Klappen werden üblicherweise mittels eines Seils gehalten, mittels dessen sie auch wieder geschlossen werden können. Wird das Seil aus seiner Halterung an einer zugänglichen Stelle gelöst, so wird die Klappe automatisch mittels eines Öffnungs-Mechanismus geöffnet. Mittels des Seiles kann sie gegen die Kraft des Öffnungsmechanismus wieder geschlossen werden. Das Seil ist mittels einer Halte-Einrichtung, beispielsweise eines Schlosses mit einer Schmelzsicherung, an der Klappe gehalten. Im Falle eines Brandes öffnet diese Halte-Einrichtung, so dass dann automatisch ein Öffnen der Klappe eintritt. Für kleine Klappen werden Gasfedern als Öffnungs-Mechanismus eingesetzt, die einerseits am Rahmen und andererseits an der Klappe angelenkt sind. Für größere Klappen haben sich die Gasfedern als nicht geeignet herausgestellt. Der Grund liegt unter anderem darin, dass der Öffnungs-Mechanismus nicht nur das Eigengewicht der Klappe überwinden muss, sondern dass solche Öffnungs-Mechanismen auch noch in der Lage sein müssen, verhältnismäßig große, auf der Klappe liegende Schneelasten mit anzuheben und beim Überschwenken über den oberen Totpunkt zur Seite zu pressen. Es hat sich deshalb eingebürgert, dass bei größeren Klappen als Öffnungs-Mechanismus anstelle von Gasfedern pneumatisch beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Antriebe eingesetzt werden, die zum Öffnen von einer Druckgas-Quelle, beispielsweise eine CO₂-Druckgas-Flasche, versorgt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine öffenbare Klappe der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, dass mit einfachen Mitteln auch große und schwere Klappen geöffnet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, dass die Haupt-Gasfeder zu Beginn des Öffnungsvorganges, wenn also die größte Last zu überwinden ist, ausschließlich oder mindest ganz überwiegend die Öffnungsarbeit leistet und die Neben-Gasfeder nur als Druckstange zur Übertragung der Öffnungskräfte vom Hubarm auf die Klappe dient. Erst wenn die Klappe so weit geöffnet ist, dass eine eventuell auf ihr liegende Schneelast abgerutscht ist und gegebenenfalls Windkräfte überwunden sind, ist die Haupt-Gasfeder vollständig ausgefahren. Dann übernimmt die Neben-Gasfeder das vollständige Öffnen der Klappe bis zu einem Winkel von etwa 140° gegenüber der geschlossenen Stellung der Klappe.
Da in der Regel in der Endphase der Öffnungsbewegung die Klappe unter Schwerkraft-Einfluss steht, ist die Ausgestaltung nach Anspruch 2 in der Regel von besonderem Vorteil.
Weiterhin ist die Weiterbildung nach Anspruch 3 in der Regel von großem Vorteil, da durch sie die geschilderte Kraftaufteilung vorteilhaft unterstützt wird.
Anspruch 4 gibt eine besonders einfache Ausgestaltung wieder.
Dagegen gibt Anspruch 5 eine zwar konstruktiv aufwendigere Ausgestaltung wieder; sie ist aber gerade zum Heben schwerer Klappen besonders geeignet, da durch den gemäß Anspruch 6 weitergebildeten Öffnungs-Mechanismus eine Art Getriebe geschaffen wird, durch das am Anfang der Öffnungsbewegung, wenn besonders große Öffnungskräfte erforderlich sind, eine gewisse Untersetzung geschaffen wird, während bei fortschreitender Öffnungsbewegung, wenn die erforderlichen Kräfte abnehmen, eine gewisse Übersetzung geschaffen wird.
Durch die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 7 wird sichergestellt, dass der Ausschubweg der Haupt-Gasfeder beschränkt wird, und dass der getriebeartige Öffnungs-Mechanismus nicht überschlagen kann.
Anspruch 8 gibt wieder, dass auch der Öffnungs-Mechanismus mit den erfindungsgemäßen Merkmalen unter Schutz gestellt wird.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigt
1 bis 4 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Rauchgas-Klappe in verschiedenen Stellungen von einer geschlossenen bis zu einer vollständig geöffneten Stellung und
5 bis 9 ein zweites Ausfiihrungsbeispiel einer Rauchgas-Klappe in verschiedenen Stellungen der Klappe von einer geschlossenen bis zu einer vollständig geöffneten Stellung.
Das in der Zeichnung dargestellte Dachflächen-Fenster hat die Funktion einer sogenannten Rauchgas-Abzugs-Klappe, wie sie hauptsächlich in Dächern von Industrie-Hallen eingesetzt wird. Sie weist einen nur angedeuteten quaderförmigen, unten und oben offenen Rahmen 1 auf, der eine Vorderwand 2, zwei Seitenwände, von denen nur eine Seitenwand 3 dargestellt ist, und eine Rückwand 4 auf. Am oberen Rand der Rückwand 4 ist die eigentliche Klappe 5, die fensterartig ausgebildet sein kann, mittels eines Gelenks 6 in der Weise angelenkt, dass sie aus einer auf dem Rahmen 1 aufliegenden Position in eine um deutlich mehr als 90°, beispielsweise etwa 140°, aufgeklappte Position verschwenkt werden kann, wie sie beispielsweise in 4 dargestellt ist. Die Klappe 5 wird mittels eines nur angedeuteten Seils 7 in ihrer geschlossenen Position gehalten, wobei in einer Halte-Einrichtung 8, mittels deren das Sei17 an der Klappe 5 im Bereich der Vorderwand 2 des Rahmens 1 befestigt ist, eine übliche Schmelz-Sicherung o. dgl. eingeschlossen ist, die die Verbindung zwischen Seil 7 und Klappe 5 in einem Brandfall selbsttätig löst. Derartige Halte-Einrichtungen 8 mit derartigen Sicherungen sind in der Praxis allgemein üblich.
Zum Öffnen der Klappe 5, sei es durch Lösen des Seils 7 oder das erwähnte Öffnen der Halte-Einrichtung 8 ist ein Öffnungs-Mechanismus 9 vorgesehen, der im Bereich der Seitenwand 3 vorgesehen ist. Selbstverständlich kann insbesondere bei schweren Klappen 5 aus Symmetriegründen ein solcher Mechanismus 9 jeder Seitenwand 3 zugeordnet sein. Weiterhin ist es selbstverständlich auch möglich, mehrere derartige Öffnungs-Mechanismen 9 der Rückwand 4 zuzuordnen.
Der Mechanismus 9 weist einen Hubarm 10 auf, der benachbart zur Rückwand 4 an der Seitenwand 3 mittels eines Schwenk-Gelenks 11 angelenkt ist. Der Hubarm 10 erstreckt sich über einen wesentlichen Teil der Länge der Seitenwand 3. An seinem der Vorderwand 2 benachbarten Ende ist eine als Druckgasfeder ausgebildete Haupt-Gasfeder 12 mittels eines Schwenk-Gelenks 13 angelenkt. Das andere Ende der Gasfeder 12 ist mittels eines weiteren Schwenk-Gelenks 14 unterhalb des Hubarms 10 an der Seitenwand 3 angelenkt.
Etwa in der Längsmitte des Hubarms 10 ist eine ebenfalls als Druckgasfeder ausgebildete Neben-Gasfeder 15 mittels eines Schwenkgelenks 16 angelenkt, deren anderes Ende mittels eines Schwenk-Gelenks 17 an der Klappe 5 angelenkt ist. Die Ausschubkraft F₁₂ der Haupt-Gasfeder 12 ist deutlich größer als die Ausschubkraft F₁₅ der Neben-Gasfeder 15. Es gilt: F₁₂ > F₁₅ und insbesondere 6 F₁₅ ≤ F₁₂ ≤ 2 F₁₅. Die konkrete Dimensionierung hängt von der genauen Anordnung der Gasfedern 12, 15, der Länge und der Anlenkung des Hubarms 10, dem Gewicht der Klappe 5 und weiteren Einflussgrößen ab.
Die Funktion ergibt sich aus den 1 bis 4. Wenn – wie bereits angesprochen – das Seil 7 gelöst wird, dann wird die Klappe 5 mittels des Öffnungs-Mechanismus 9 geöffnet. Zuerst wird nur die Kolbenstange 18 der Haupt-Gasfeder 12 aus deren Gehäuse 19 ausgefahren und schwenkt den Hubarm 10 aus der angenähert zur Seitenwand 3 parallelen Position in eine angenähert senkrecht hierzu stehende Position hoch. Die Neben-Gasfeder 15 wirkt beim Hochschwenken der Klappe 5 aus ihrer geschlossenen Position gemäß 1 um 80° – 90° in ihre etwa senkrecht zum Rahmen 1 hochgeschwenkte Position, wie sie in 3 dargestellt ist, nur als Übertragungsstange, also als Druckstange. Nunmehr ist die Haupt-Gasfeder 12 vollständig ausgefahren. Anschließend wird die Klappe 5 durch Ausfahren der Kolbenstange 20 aus dem Gehäuse 21 der Neben-Gasfeder 15 bis in ihre weit über den oberen Totpunkt hinausgehende, in 4 dargestellte Position geöffnet. Da dieser Teil der Öffnungsbewegung der Klappe 5 nicht – wie derjenige bis zur Position gemäß 3 – gegen die Schwerkraft, sondern unter dem Einfluss der Schwerkraft erfolgt, kann es ausreichend sein, wenn die Neben-Gasfeder 15 primär oder ausschließlich die Funktion eines Gasdruck-Dämpfers, also einer Gasfeder mit hoher Dämpfungswirkung in Ausschubrichtung, erfüllt. Derartige Gasfedern sind handelsüblich. Wenn dagegen die Klappe 5 bei der Öffnungsbewegung aus der Position gemäß 3 in die Position gemäß 4 beispielsweise noch Schnee zur Seite schieben bzw. komprimieren muss, oder gegen eine Windkraft gedrückt werden muss, dann kann es auch sinnvoll sein, wenn die Neben-Gasfeder 15 eine größere Ausschubkraft aufweist. Die Dämpfungs-Funktion kann aber in jedem Fall nützlich sein.
Soweit bei dem Ausführungsbeispiel nach den 5 bis 9 mit dem Ausfiihrungsbeispiel nach den 1 bis 4 gleiche Teile vorhanden sind, werden dieselben Bezugsziffern verwendet. Der Öffnungs-Mechanismus 22 des zweiten Ausführungsbeispiels weist eine Grundplatte 23 auf, die an der Seitenwand 3 des Rahmens 1 angebracht ist. Der Hubarm 10 ist an der Grundplatte 23 angelenkt. Die Haupt-Gasfeder 12 ist einerseits am Hubarm 10, andererseits aber an der Grundplatte 23 angelenkt.
Der wesentliche Unterschied der beiden Öffnungs-Mechanismen 9, 22 liegt darin, dass die Neben-Gasfeder 15 mit dem Hubarm 10 über einen doppelarmigen Hebel 24 verbunden ist, der mittels eines in seiner Mitte angebrachten Schwenk-Gelenks 25 am Hubarm 10 angelenkt ist. Die Neben-Gasfeder 15 ist an einem, und zwar dem bei geschlossener Klappe 5 unten liegenden Ende des Hebels 24 angelenkt. Am entgegengesetzten Ende des Hebels 24 greift ein als Zugstange oder Zugseil ausgebildetes Zugglied 26 über ein Gelenk 27 an. Das Zugglied 26 ist wiederum über ein Gelenk 28 an der Grundplatte 23 befestigt. Am Hubarm 10 ist ein ortsfester Anschlag 29 vorgesehen, an den der doppelarmige Hebel 24 benachbart zum Gelenk 16 zur Anlage kommt, kurz bevor die Haupt-Gasfeder 12 vollständig ausgefahren ist. Es sei klargestellt, dass die Neben-Gasfeder 15, der zweiarmige Hebe124 und das Zugglied 26 sich zwischen der Grundplatte 23 und dem Hubarm 10 befinden. Lediglich aus Gründen der größeren Anschaulichkeit sind diese Teile auch im Bereich des Hubarms 10 ausgezogen dargestellt.
Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass der durch das Schwenk-Gelenk 16 gebildete Anlenkpunkt der Neben-Gasfeder 15 am Beginn der Öffnungsbewegung der Klappe 5, etwa bis in die Stellung nach 6 relativ zum Hubarm 10 zurückverlagert wird, also im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird. Beim Ausfahren der Kolbenstange 18 der Haupt-Gasfeder 12 erfolgt also eine Zurückverlegung der bei diesem Teil der Öffnungsbewegung nur als Druckstange dienenden Neben-Gasfeder 15. Für die gleiche Ausfahrstrecke der Kolbenstange 18 aus dem Gehäuse 19 der Haupt-Gasfeder 12 wird also nur ein kleinerer Öffnungsweg der Klappe 5 erreicht. Dies ist in dem Öffnungs-Bereich gegeben, in dem die Haupt-Gasfeder 12 die größte Öffnungskraft aufzubringen hat. Im weiteren Verlauf der Öffnungsbewegung dreht sich dann die Verschwenkbewegung des doppelarmigen Hebels 24 um; er wird relativ zum Hubarm 10 im Uhrzeigersinn verschwenkt mit der Konsequenz, dass, obwohl die Neben-Gasfeder 15 immer noch lediglich als Druckstange arbeitet, deren Anlenkpunkt am Hebel 24 zusätzlich in Öffnungsrichtung verlagert wird. Dies liegt daran, dass beim Hochschwenken des Hubarms 10 der Abstand des Gelenks 25 vom Gelenk 28 vergrößert wird mit der Konsequenz, dass das Zugglied 26 den doppelarmigen Hebel in der Weise verschwenkt, dass der durch das Gelenk 16 gebildete Anlenkpunkt zur Klappe 5 hin verlagert wird. Die Ausfahrbewegung der Haupt-Gasfeder 12 wird beendet, wenn der doppelarmige Hebe124 zur Anlage am Anschlag 29 kommt. Damit wird auch sichergestellt, dass das Zugglied 26 nicht plötzlich Druckkräften ausgesetzt wird. Die Neben-Gasfeder 15 und der doppelarmige Hebel 24 schließen auf der Seite der Klappe 5 einen Winkel ein, der kleiner 180° ist. Damit wird auch sichergestellt, dass die geschilderte Getriebefunktion erhalten bleibt.

Claims

Öffenbare Klappe, insbesondere Rauchgas-Abzugs-Klappe, – mit einem Rahmen (1), – mit einer am Rahmen (1) angelenkten Klappe (5), – mit einer Halte-Einrichtung (8) zum Halten der Klappe (5) in einer geschlossenen Stellung und – mit mindestens einer zwischen Rahmen (1) und Klappe (5) wirkenden Gasfeder zum selbsttätigen Öffnen der Klappe (5) in eine gegenüber der geschlossenen Stellung um mehr als 90° verschwenkte geöffnete Stellung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hubarm (10) vorgesehen ist, der um ein relativ zum Rahmen (1) ortsfestes erstes Gelenk (11) schwenkbar gelagert ist, dass eine Haupt-Gasfeder (12) mit einem ersten Ende an einem relativ zum Rahmen (1) ortsfestes zweites Gelenk (14) und mit einem zweiten Ende mittels eines dritten Gelenks (13) im Abstand zum ersten Gelenk (11) am Hubarm (10) angelenkt ist und dass eine Neben-Gasfeder (15) mit einem ersten Ende zwischen dem ersten und dem zweiten Gelenk (11, 13) mit dem Hubarm (10) gelenkig verbunden und mit einem zweiten Ende an der Klappe (5) angelenkt ist.
Klappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Neben-Gasfeder (15) als in Ausschubrichtung gedämpfte Gasfeder ausgebildet ist.
Klappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ausschubkraft (F₁₂) der Haupt-Gasfeder (12) im Verhältnis zur Ausschubkraft (F₁₅) der Neben-Gasfeder (15) gilt: F₁₂ ≥ F₁₅ und insbesondere 6 F₁₅ ≥ F₁₂ ≥ 2 F₁₅.
Klappe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Neben-Gasfeder (15) mit ihrem ersten Ende mittels eines Gelenks (16) direkt am Hubarm (10) angelenkt ist.
Klappe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Hubarm (10) ein doppelarmiger Hebel (24) mittels eines Schwenk-Gelenks (25) angelenkt ist, an dessen einem, der Haupt-Gasfeder (12) zugesandten ersten Ende die Neben-Gasfeder (15) mit ihrem ersten Ende angelenkt ist, und an dessen der Klappe (5) zugewandten zweiten Ende ein Zugglied (26) mit einem ersten Ende und mit seinem zweiten Ende relativ zum Rahmen (1) ortsfest angelenkt ist.
Klappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der doppelarmige Hebel (24) und das Zugglied (26) derartig angeordnet und ausgebildet sind, dass zu Beginn der Öffnungsbewegung der Klappe (5) unter Verschwenken des doppelarmigen Hebels (24) das erste Ende der Neben-Gasfeder (15) entgegen der Richtung der Neben-Gasfeder (15) bewegt wird, und dass im Verlauf der Öffnungsbewegung der Klappe (5) die Verschwenk-Bewegung des doppelarmigen Hebels (24) umgekehrt wird.
Klappe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Schwenkweg des doppelarmigen Hebels (24) am Hubarin (10) ein Anschlag (29) vorgesehen ist.
Öffnungs-Mechanismus für eine öffenbare Klappe mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils von einem der Ansprüche 1 bis 7.