DE19601318C2 - Öffnungsmechanismus zum Öffnen und Schließen von Rauch- und Wärmeabzugsklappen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Öffnungsmechanismus zum Öffnen und Schlie­ ßen von scharnierförmig gelagerten Rauch- und Wärmeabzugsklappen oder dergleichen über einen Schwenkwinkel von im wesentlichen 180° mit Hilfe eines linear ausfahrbaren und zusammenziehbaren Antriebsgliedes.

Ein derartiger Öffnungsmechanismus ist aus der DE 89 12 132 U1 bekannt. Rauch- und Wärmeabzugsklappen werden in Flachdächern von Gebäuden vor­ gesehen, damit im Brandfalle ein Abzug des im Gebäude entstehenden Rau­ ches gewährleistet ist und die Feuerwehr das Gebäude betreten kann. Klap­ pen dieser Art können zumeist zusätzlich als Lüftungsklappen verwendet werden, und sie können aus durchsichtigem Material, beispielsweise Acryl­ glas, hergestellt sein und damit der Ausleuchtung des Hallenraumes dienen. Während es zunächst unter dem Gesichtspunkt des Brandschutzes als ausrei­ chend angesehen wurde, Klappen dieser Art senkrecht aufzurichten und da­ mit den Austrittsquerschnitt der zugehörigen Dachöffnung vollständig freizu­ geben, hat sich im Laufe der weiteren Entwicklung gezeigt, daß der Wir­ kungsgrad des Rauchsabzugs erheblich verbessert werden kann, wenn die Klappen über annähernd 180° geöffnet werden. In dieser Stellung können sie auf dem Dach abgelegt werden, so daß die Gefahr einer Beschädigung bei starkem Wind eingeschränkt wird.

Die DE 81 31 898 U1 beschreibt eine Rauch- und Wärmeabzugsvorrichtung, deren Klappe mit Hilfe nur einer Kolbenzylindereinheit über einen Schwenk­ winkel von etwa 180° geöffnet werden kann. Zu diesem Zweck ist der Zylin­ der schwenkbar an einem Schwenkhebel gelagert, der von dem Aufsatzkranz der Vorrichtung auf der Scharnierseite nach innen ausgeht und zwischen ei­ ner schräg abwärts und einer schräg aufwärts gerichteten Stellung ge­ schwenkt werden kann. Die Kolbenstange ist an der dem Scharnier gegen­ überliegenden Seite der Klappe befestigt. Beim Öffnen fährt der Kolben bis in die Endstellung aus, in der die Klappe die senkrecht aufgerichtete Stellung leicht überschritten hat. Aus dieser Stellung fällt die Klappe unter Schwer­ krafteinfluß in die vollständig geöffnete Stellung.

Diese Vorrichtung wird als reine Öffnungsvorrichtung dargestellt. Das Schlie­ ßen der Klappe muß von Hand erfolgen. Die Kolbenzylindereinheit und die Klappe bilden über den gesamten Schwenkweg einen relativ spitzen Winkel, so daß die Hebelverhältnisse bei der Übertragung der Antriebskraft des Zylin­ ders auf die Klappe sehr ungünstig sind und alle Teile entsprechend kräftiger dimensioniert werden müssen.

Während es technisch relativ einfach ist, einen Öffnungsmechanismus zu schaffen, der eine Klappe lediglich in der vollständig aufgeschwenkten Stel­ lung ablegt, erfordert es durchaus größeren Aufwand, den Mechanismus so zu gestalten, daß die Klappe aus der vollständig geöffneten Stellung automatisch wieder geschlossen werden kann, ohne daß dies mit Unterstützung von Hand vom Dach aus geschehen muß. Die Möglichkeit des automatischen Schließens wird aber zunehmend verlangt, damit der Öffnungsmechanismus auch für Lüf­ tungszwecke genutzt werden kann und die Klappe auch bei den regelmäßig erforderlichen Testläufen in einfacher Weise geöffnet und geschlossen wer­ den kann.

Öffnungsmechanismen, die diese Möglichkeiten boten, waren zunächst äu­ ßerst aufwendig, und sie wiesen neben einem umfangreichen Gestänge- und Gelenksystem zumindest zwei getrennte Antriebsorgane, zumeist in der Form von Pneumatikzylindern auf. Der Mechanismus nach der eingangs genannten Gebrauchsmusterschrift stellt insoweit eine interessante Weiterentwicklung dar, als er das Öffnen und Schließen mit nur einem Pneumatikzylinder ge­ stattet. Diese bekannte Lösung ist jedoch insoweit verbesserungsfähig, als der Pneumatikzylinder nicht ortsfest gelagert ist, sondern zusammen mit einem mit der Klappe verbundenen Hebelgestänge und der Klappe während der Öffnungsbewegung in eine außerhalb der Austrittsöffnung des Daches liegen­ de Stellung geschwenkt wird. Die notwendigen Versorgungs- und Steuerlei­ tungen müssen daher über einen relativ großen Weg mitgeführt werden, ohne daß die Gefahr bestehen darf, daß sie sich in den verschiedenen Gestängen und Gelenken verfangen. Dadurch wird die Konstruktion insgesamt verhält­ nismäßig aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Öffnungsmechanismus der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der unter Beibehaltung der Möglichkeit, die vollständige Öffnung der Klappe mit einem einzigen Antriebsglied durch­ zuführen, verhältnismäßig einfach aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Öffnungsmechanismus der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß das Antriebsglied an seinem einen Ende im Bereich unterhalb des scharnierfernen Randes der Klappe in einer ortsfesten Position schwenkbar gelagert und an seinem anderen Ende schwenkbar mit einem Ausleger verbunden ist, der von der Unterseite der Klappe im Bereich des Scharniers herabragt, und daß eine Steuerung vorgesehen ist, die das An­ triebsglied sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen der Klappe zunächst zusammenzieht und sodann wieder ausfährt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei geeigneter Dimensionierung des von der Unterseite der Klappe auf deren Scharnierseite herabragenden Auslegers kann erreicht werden, daß das am gegenüberliegenden Rand der abzudeckenden Öffnung befestigte Antriebs­ glied durch Heranziehen des Auslegers die Klappe in eine im wesentlichen senkrechte Stellung bringen kann. Von dieser Stellung aus kann durch er­ neutes Ausfahren des Antriebsgliedes die Klappe vollständig geöffnet werden.

Obgleich durch geeignete Dimensionierung der Teile, die im einzelnen eine Frage der Erprobung ist, und ggfs. unter Ausnutzung der Bewegungsenergie der Klappe erreicht werden kann, daß instabile Zustände beim Wechsel des Antriebsgliedes zwischen Einziehen und Ausfahren, also in der im wesentli­ chen senkrechten Stellung der Klappe, vermieden werden, ist im Interesse einer zuverlässigen Wirkungsweise die Verwendung einer Zusatzeinrichtung vorzuziehen, die beim Öffnungsvorgang das vollständige Öffnen der Klappe und beim Schließvorgang das Schließen der Klappe sicherstellt, wenn das Antriebsglied aus dem Zugbetrieb in den Schubbetrieb umschaltet. Eine der­ artige Zusatzeinrichtung kann in einer Vorspanneinrichtung bestehen, die das Antriebsglied während der Öffnungsbewegung aufwärts und während der Schließungsbewegung abwärts vorspannt, wie anhand der Schilderung von Ausführungsbeispielen genauer erläutert werden soll. Eine derartige Vor­ spanneinrichtung kann eine Druckfeder, insbesondere Gasdruckfeder umfas­ sen, die mit ihren Enden einerseits schwenkbar mit dem Antriebsglied und andererseits mit dem freien Endbereich eines Hebels verbunden ist, der an einer ortsfesten Position unterhalb der Scharnierseite der Klappe zwischen einer nach unten und einer nach oben geneigten Position zwischen Endan­ schlägen schwenkbar ist. Dieser Hebel bildet zusammen mit der Feder eine Vorspanneinrichtung, die während des Öffnungsvorganges nach oben und während des Schließvorganges nach unten auf das Antriebsglied einwirkt, wie später genauer erläutert werden soll.

Vorzugsweise ist zwischen dem freien Endbereich des Hebels und dem Aus­ leger ein Zugglied zur Begrenzung des Abstandes zwischen beiden angeord­ net. Durch dieses Zugglied wird gewährleistet, daß der Hebel beim Öffnen der Klappe in eine über 90° hinausgehende Position in die obere Stellung ge­ schwenkt wird. Auch dies wird im Zusammenhang mit der Schilderung von Ausführungsbeispielen besser verständlich werden.

Als Antriebsglied kommt in erster Linie ein Pneumatikzylinder in Betracht, dessen Kolbenstange ausfahrbar und einziehbar ist. Der Pneumatikzylinder ist mit Hilfe einer geeigneten Steuerung sowohl während des Öffnungsvorganges als auch während des Schließvorganges der Klappe in der ersten Phase aus­ fahrbar und anschließend einziehbar. Anstelle des Pneumatikzylinders, oder, allgemeiner ausgedrückt, eines Fluidzylinders, kann beispielsweise auch ein Spindeltrieb verwendet werden.

Das Zugglied kann durch ein Seil oder eine Kette gebildet werden. Bei den später erläuterten Ausführungsformen wird als Zugglied ein Knickgestänge verwendet.

Der erfindungsgemäße Öffnungsmechanismus ist auch für Öffnungsvorgänge anderer Art einsetzbar, und er ist in seiner Anwendung auch nicht be­ schränkt auf Klappen mit im wesentlichen waagerechter Schließstellung.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische, teilweise geschnittene Seiten­ ansicht einer Rauchabzugsklappe mit Öffnungsmecha­ nismus in der geschlossenen Stellung;

Fig. 2 ist eine entsprechende Darstellung, bei der die Klappe in der um ca. 90° geöffneten Stellung steht;

Fig. 3 ist eine entsprechende Darstellung für die vollständig geöffnete Stellung:

Fig. 4 veranschaulicht die Klappe während des Schließvor­ ganges in der aufgerichteten Position.

In Fig. 1 ist ein Flachdach 10 mit einer Dachöffnung 12 angedeutet, die von einem auf dem Dach montierten Aufsatzkranz 14 umgeben ist. Die Wände des Aufsatzkranzes 14 sind leicht schräg nach innen angestellt. Am unteren Rand befindet sich ein nach außen vorspringender Flansch 16, der in nicht gezeig­ ter Weise in die Dachabdeckungsbahn eingearbeitet wird. In Fig. 1 ist auf dem Aufsatzkranz 14 eine Rauchabzugsklappe gezeigt, die im folgenden kurz als Klappe 18 bezeichnet wird. Diese Klappe 18 umfaßt im einzelnen eine nach oben gewölbte Kuppel 20, beispielsweise aus Acrylglas, die durch einen um­ laufenden Rahmen 22 eingefaßt ist. An dem Rahmen 22 einerseits und dem rechts in der Zeichnung liegenden oberen Rand des Aufsatzkranzes 14 ande­ rerseits sind Scharniere 24 vorgesehen, die es gestatten, die Klappe 18 im Sinne des in Fig. 1 gezeigten Pfeiles 26 nach rechts aufzuklappen. Etwa im Mittelbereich der rechts und links in der Zeichnung gezeigten Rahmenele­ mente, bezogen auf die zur Zeichenebene senkrechte Richtung, sind die Rah­ menelemente durch eine Traverse 28 verbunden. Die Traverse 28 dient zur Stabilisierung des Rahmens und der Klappe 18 insgesamt und im übrigen zur Anbringung des im folgenden dargestellten Öffnungsmechanismus.

Der Öffnungsmechanismus umfaßt einen Pneumatikzylinder 30, dessen Zylin­ der 32 an seinem links in der Zeichnung liegenden Ende in einer senkrecht zur Zeichenebene gerichteten Achse 36 an einem Ansatz 38 schwenkbar ge­ lagert ist, der an der Innenseite der links in der Zeichnung gezeigten Wand des Aufsatzkranzes 14 so befestigt ist, daß die Achse 36 unmittelbar unter­ halb des oberen Randes des Aufsatzkranzes liegt.

Die Kolbenstange 34 des Pneumatikzylinders 30 ist an ihrem freien Ende in einer weiteren, senkrecht zur Zeichenebene gerichteten Achse 40 an einem Ausleger 42 befestigt, der von der zuvor erwähnten Traverse 28 der Klappe herabragt und somit mit der Klappe 18 eine zusammenhängende, starre Ein­ heit bildet. Der Ausleger 42 umfaßt im einzelnen eine senkrechte Strebe, die in einer Position unmittelbar an die Innenseite der rechts in der Zeichnung gezeigten Wand des Aufsatzkranzes 14 von der Traverse ausgeht und sich senkrecht nach unten erstreckt, und eine Diagonalstrebe 46, die sich vom unteren Ende der Strebe 44 unter etwa 45° senkrecht aufwärts zur Traverse 28 erstreckt und mit dieser fest verbunden ist. Die Diagonalstrebe 46 geht an ihrem unteren Ende um einen kurzen Abschnitt über den Verbindungspunkt mit der senkrechten Strebe 44 hinaus und nimmt hier die Achse 40 der Kol­ benstange 34 auf. Diese Achse 40 befindet sich somit in unmittelbarer Nach­ barschaft zur nicht bezeichneten Innenfläche der Dachöffnung 12.

Wird nunmehr die Kolbenstange 34 in den Zylinder 32 hineingezogen, so wird der Ausleger 42 nach links in der Zeichnung geschwenkt und die Klap­ pe 18 dementsprechend aufgerichtet, bis sie die Position der Fig. 2 erreicht hat. In dieser Stellung wird der Pneumatikzylinder 30 umgeschaltet von Ein­ ziehen auf Ausfahren. Die Klappe 18 bewegt sich daher weiter entsprechend dem Pfeil 48 bis in die Position der Fig. 3, in der die Klappe beispielsweise auf dem Dach oder auf einem nicht gezeigten Puffer aufliegt.

Anhand von Fig. 2 ist erkennbar, daß sich beim Übergang zwischen Einziehen und Ausfahren der Kolbenstange 34 unter Umständen ein instabiler Zustand einstellen kann, insbesondere dann, wenn die Klappe 18 nicht kalkulierba­ ren Windkräften ausgesetzt ist. Insbesondere in der Position, in der die drei Achsen 24 der Klappe 18, 36, die den Pneumatikzylinder 30 mit dem Auf­ satzkranz 14 verbindet, und 40, die zur Verbindung der Kolbenstange 34 mit dem Ausleger 42 dient, in einer gemeinsamen, im wesentlichen waagerech­ ten Ebene liegt. Dieser instabile Zustand kann dadurch beseitigt werden, daß der Pneumatikzylinder während des Öffnungshubes um die Achse 36 des Zy­ linders aufwärts vorgespannt und während des Schließhubes umgekehrt ab­ wärts vorgespannt wird. Durch eine entsprechende Vorspannkraft wird ge­ wissermaßen die theoretisch durch die drei erwähnten Achsen 24, 36 und 40 gebildete Ebene nach oben bzw. nach unten eingeknickt, so daß beim an­ schließenden Ausfahren der Kolbenstange 34 diese eindeutig zumindest leicht nach oben bzw. leicht nach unten gerichtet ist und in die entsprechen­ de Richtung ausfährt.

Grundsätzlich kommt jede Vorspanneinrichtung in Betracht, deren Vor­ spannrichtung zwischen aufwärts und abwärts umgeschaltet werden kann. Dieses Umschalten kann steuerungstechnisch elektronisch oder pneuma­ tisch erfolgen. Bei der dargestellten Ausführungsform erfolgt die Umschal­ tung der Vorspannrichtung mechanisch durch Ausbildung des Gestänges, wie anschließend erläutert werden soll.

An der Innenseite der Wand des Aufsatzkranzes ist auf der rechten Seite in Fig. 1 im oberen Bereich und nahezu auf gleicher Höhe mit dem Scharnier 24 ein aufwärts und abwärts schwenkbarer Hebel 50 über einen Ansatz 52 in ei­ ner senkrecht zur Zeichenebene gerichteten Achse 54 gelagert. An dem An­ satz sind obere und untere Anschläge 56, 58 vorgesehen, die den Schwenk­ winkel des Hebels 50 etwa auf den Bereich zwischen einer unter 45° auf­ wärts und einer unter 45° abwärts gerichteten Position begrenzen.

Am freien Ende des Hebels 50 ist in einer weiteren waagerechten Achse 60 ein Ende der Kolbenstange einer Gasdruckfeder 62 angebracht, deren kol­ benseitiges Ende in einer weiteren Achse 64 am kolbenstangenseitigen End­ bereich des Zylinders 32 gelagert ist. Die Gasdruckfeder 62 ist als Druckfe­ der ausgelegt. Da der Hebel 50 in der in Fig. 2 gezeigten Stellung gegen den unteren Anschlag 58 anliegt, bewirkt die Gasdruckfeder 62 bei geeigneter Dimensionierung eine aufwärts gerichtete Vorspannung für den Zylinder 30.

Wird die Kolbenstange 34 aus der in Fig. 2 gezeigten Position ausgefahren, so bewegt sich das Ende des Auslegers 42 mit der Achse 40 nach rechts in ei­ nem Kreisbogen um die Achse des Scharniers 24. Auf diese Weise wird der Pneumatikzylinder 32 zunehmend um seine Achse 36 aufwärts geschwenkt. Dabei nimmt er über die Gasfeder 62 auch den Hebel 50 in Aufwärtsrichtung mit. Zur Vermeidung einer instabilen Lage bei Annäherung der Anordnung aus dem Hebel 50 und der Gasdruckfeder 62 in die gestreckte Stellung ist ein Zugglied 64 vorgesehen, das zwischen der Achse 40 am Ende des Ausle­ gers 42 und dem Endbereich des Hebels 50 gelagert ist. Dieses Zugglied 64 wird veranschaulicht durch ein Knickgestänge, bestehend aus zwei gelenkig miteinander verbundenen, nicht im einzelnen bezeichneten Stangen. Anstel­ le eines derartigen Zuggliedes kann auch eine Kette oder ein Seil vorgesehen sein. Das Zugglied hat vor allem im Bereich der Stellung der Fig. 3 die Wir­ kung, daß der Hebel 50 nach oben in eine stabile Stellung gezogen wird, in der er gegen den oberen Anschlag 56 anliegt.

In dieser aufgerichteten Stellung des Hebels 50 stützt sich die Gasdruckfeder 62 zunächst von links (Fig. 3) und bei der weiteren Schließbewegung zuneh­ mend von links unten an dem Hebel 50 ab. Der Hebel 50 wird also in der nach oben gerichteten Stellung gehalten. Die Gasfeder 62 drückt daher stets in Abwärtsrichtung gegen den Pneumatikzylinder. Erst wenn sich die Klappe 18 der geschlossenen Stellung nähert, bewirkt das Zugglied 64, daß der He­ bel 50 nach unten in die abwärts geneigte Stellung gegen den Anschlag 58 gezogen wird. Schließlich befinden sich die einzelnen Elemente wieder in der Ausgangsstellung der Fig. 1.

Claims (6)

1. Öffnungsmechanismus zum Öffnen und Schließen von scharnierförmig gelagerten Rauch- und Wärmeabzugsklappen oder dergleichen über einen Schwenkwinkel von im wesentlichen 180° mit Hilfe eines linear ausfahrbaren und zusammenziehbaren Antriebsgliedes (32), dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (32) an seinem einen Ende im Bereich unterhalb des scharnierfernen Randes der Klappe in einer ortsfesten Position (Achse 36) schwenkbar gelagert und an seinem anderen Ende schwenkbar mit einem Ausleger (42) verbunden ist, der von der Unterseite der Klappe im Bereich des Scharniers (24) herabragt, und daß eine Steuerung vorgesehen ist, die das Antriebsglied (32) sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen der Klap­ pe zunächst zusammenzieht und sodann wieder ausfährt.

2. Öffnungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorspanneinrichtung (50, 62, 64) vorgesehen ist, die das Antriebsglied (32) bei der Öffnungsbewegung der Klappe (18) um sein ortsfestes Lager (Achse 36) aufwärts und bei der Schließbewegung abwärts vorspannt.

3. Öffnungsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung (50, 62, 64) eine Druckfeder, insbesondere Gas­ druckfeder (62) umfaßt, die mit ihren Enden einerseits schwenkbar mit dem Antriebsglied (32) und andererseits mit dem freien Endbereich eines Hebels (50) verbunden ist, der in einer ortsfesten Position (Achse 54) unterhalb der Scharnierseite der Klappe (18) zwischen einer nach unten und einer nach oben geneigten Position zwischen Endanschlägen (56, 58) schwenkbar ist.

4. Öffnungsmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem freien Endbereich des Hebels (50) und dem Ausleger (42) ein Zugglied (64) zur Begrenzung des Abstandes zwischen beiden angeordnet ist.

5. Öffnungsmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied ein Pneumatikzylinder (32) ist.

6. Öffnungsmechanismus nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Zugglied (64) ein Knickgestänge ist.