DE19922810C1 - Öffnungsmechanismus für Klappen - Google Patents

Abstract

Ein Öffnungsmechanismus zum Öffnen und Schließen einer Klappe (14), insbesondere Rauch- oder Wärmeabzugsklappe, die an einem Rand einer Öffnung über einen Winkel von etwa 180 DEG schwenkbar gelagert ist, umfaßt ein lineares Antriebsorgan (34), das an einem Ende in dem der Klappen-Achse (20) gegenüberliegenden Bereich der Klappe (14) und am anderen Ende am freien Endbereich eines Schwenkhebels (28) angebracht ist, der seinerseits am Öffnungsrand schwenkbar gelagert ist, und eine Zugstange (46), die mit ihrem ersten Ende schwenkbar mit dem freien Endbereich des Schwenkhebels (28) und mit ihrem zweiten Ende schwenkbar mit der Klappe (14) in der Nähe der Klappen-Achse (20) verbunden ist. Der Schwenkhebel (28) ist am Öffnungsrand gegenüber der Klappen-Achse gelagert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Öffnungsmechanismus zum Öffnen und Schließen einer Klappe, insbesondere Rauch- oder Wärmeabzugsklappe, die an einem Rand einer Öffnung über einen Winkel von etwa 180° schwenkbar gelagert ist, mit einem linearen Antriebsorgan, das an einem Ende in dem der Klappen-Achse gegenüberliegenden Bereich der Klappe und am anderen Ende am freien Endbe­ reich eines Schwenkhebels angebracht ist, der seinerseits am Öffnungsrand schwenkbar gelagert ist, und mit einer Zugstange, die mit ihrem ersten Ende schwenkbar mit dem freien Endbereich des Schwenkhebels und mit ihrem zwei­ ten Ende schwenkbar mit der Klappe in der Nähe der Klappen-Achse verbunden ist.

Ein Öffnungsmechanismus dieser Art ist unter anderem aus der EP 0 443 050 A2 bekannt.

Als Beispiel für eine hier beschriebene Klappe können die üblicherweise auf Flachdächern vorgesehenen Rauchabzugsklappen dienen. Die vorliegende Erfin­ dung ist jedoch nicht auf Klappen beschränkt, die in gleicher Weise waagerecht eingebaut werden und zum Öffnen senkrecht hochgeschwenkt werden. Trotzdem sollen im folgenden gelegentlich verwendete Griffe wie oben und unten auf die Einbauposition von Klappen in Flachdächern bezogen werden.

In Flachdächern dienen Klappen der erwähnten Art dazu, im Brandfalle einen Abzug des Rauchs aus dem Gebäude zu gewährleisten und der Feuerwehr den Zugang zu ermöglichen. Sie können in der Regel auch als Lüftungsklappen bei hohen Temperaturen verwendet werden, und darüber hinaus können sie Licht in das Gebäudeinnere eintreten lassen, sofern sie aus durchsichtigem Material, insbesondere Acrylglas bestehen.

Während es zunächst als ausreichend angesehen wurde, Klappen dieser Art senkrecht aufzurichten und damit den Durchtrittsquerschnitt der Dachöffnung vollständig freizulegen, hat sich im Laufe der weiteren Entwicklung gezeigt, daß der Wirkungsgrad des Rauchabzugs erheblich verbessert werden kann, wenn die Klappen über annähernd 180° geöffnet werden.

Die DE 81 31 898 U1 beschreibt einen Öffnungsmechanismus, der bei Verwendung von nur einem Zylinder einen Öffnungswinkel von 170°-180° ermöglicht. Es handelt sich jedoch um einen reinen Öffnungsmechanismus, während die Klap­ pen nach dem Öffnen nur manuell wieder geschlossen werden können. Da gera­ de Rauchabzugsklappen verhältnismäßig häufig zu Testzwecken geöffnet und geschlossen werden müssen, werden seit längerer Zeit nur Lösungen akzeptiert, deren Antrieb auch das Schließen der Klappen ermöglicht und die im Übrigen aus Kostengründen mit nur einem Zylinder auskommen.

Ein Öffnungsmechanismus dieser Art, der einen Schwenkwinkel von annähernd 180° bei Verwendung von nur einem Zylinder ermöglicht, ist in der eingangs ge­ nannten EP 0 443 050 A2 beschrieben worden. Das Funktionsprinzip derartiger An­ triebe beruht im wesentlichen darauf, daß die Basis, an der sich der Antriebszy­ linder der Klappe abstützt, bei der Öffnung der Klappe mit reduzierter Ge­ schwindigkeit mitgenommen wird und dabei nach oben wandert. Der Zylinder hebt also nicht nur die Klappe an, sondern nimmt zugleich seine Basis mit, so daß er schließlich in der Lage ist, die Klappe weit über die 90°-Stellung hinweg zu öffnen. Es liegt auf der Hand, daß bei diesem Vorgang die von dem Zylinder ausgeübte Kraft aufgeteilt werden muß zwischen dem Anteil, der zum Anheben der Klappe erforderlich ist, und demjenigen, der zum Anheben des Zylinders be­ nötigt wird.

Bei der Ausführungsform nach der EP 0 443 050 A2 wird die Basis des Zylinders, also der Schwenkhebel, schon zu Beginn der Öffnung der Klappe relativ rasch mitgezogen, was mit der Schwenkbewe­ gung eine rasche Verschiebung der Basis des Zylinders zur Folge hat, da der Schwenkhebel und der Zylinder im wesentlichen senkrecht zueinander stehen. Es wird daher gerade zu Beginn der Öffnungsbewegung ein relativ großer Anteil der Zylinderkraft zum Schwenken des Schwenkhebels als der Basis des Zylin­ ders benötigt. Das ist besonders deshalb ungünstig, weil bei starkem Winddruck oder Schneelast gerade in der Anfangsphase ohnehin die größten Belastungen auftreten. Das bedeutet, daß verhältnismäßig kräftig dimensionierte Zylinder verwendet werden müssen, die entsprechende Kosten und einen entsprechenden Energiebedarf verursachen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Öffnungsmechanismus zu schaffen, der es gestattet, die erforderlichen Antriebskräfte insbesondere in der Anfangsphase des Öffnungsvorgangs gegenüber den bekannten Lösungen erheblich zu reduzieren, so daß ein relativ kleiner Zylinder verwendet werden.

Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemäßen Öffnungsmechanismus der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Schwenkhebel am Öffnungs­ rand gegenüber der Klappen-Achse gelagert ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei einer derartigen Anordnung liegen der Schwenkhebel und das Antriebsor­ gan, zumeist ein Luftzylinder, in der geschlossenen Stellung der Klappe und in der Anfangsphase der Öffnung im wesentlichen parallel zueinander. Bei der be­ kannten Lösung bilden sie dagegen einen rechten Winkel. Das bedeutet, daß die Schwenkung des Schwenkhebels bei der Erfindung in der Anfangsphase der Öff­ nung keine nennenswerten Einfluß auf die Vorschubbewegung des Antriebsor­ gans hat, während bei der bekannten Lösung die Schwenkung des Schwenkhe­ bels gerade in der Anfangsphase die Vorschubwirkung des Antriebsorgans er­ heblich steigert. Daher kann in der Anfangsphase der Öffnung nach der vorlie­ genden Erfindung die Antriebskraft des Antriebsorgans nahezu vollständig um­ gesetzt werden in die Öffnung der Klappe und nur zu einem sehr geringen Anteil in die Schwenkung des Schwenkhebels, die benötigt wird, um eine Öffnung von annähernd 180° mit nur einem Zylinder zu erreichen. Erfindungsgemäß kann daher ein erheblich kleinerer und preiswerterer Zylinder verwendet werden als bei der bekannten Lösung.

Vorzugsweise ist die Zugstange mit einem ihrer Enden schwenkbar mit einem Ausleger verbunden, der von dem achsseitigen Randbereich der Klappe in das Rauminnere, bei Flachdachklappen also nach unten vorspringt. Auch diese An­ ordnung wirkt im Sinne der Verringerung der anfänglich notwendigen Antriebs­ kräfte, da der durch die Zugstange mitgenommene Schwenkhebel in der An­ fangsphase der Öffnung der Klappe nur geringfügig bewegt wird.

Der Schwenkhebel kann beispielsweise als Halbschale ausgebildet sein, die das Antriebsorgan in der geschlossenen Stellung der Klappe umgreift und aufnimmt. Dieses Antriebsorgan ist vorzugsweise ein Luftzylinder, kann aber auch ein Hy­ draulikzylinder, ein Spindelantrieb und im Grunde jeder beliebige Linearantrieb sein.

Es ist zweckmäßig, die Zugstange nicht am freien Ende des Schwenkhebels an­ zubringen, sondern in einer Position, die vom freien Ende her etwa um 1/3 in Richtung des anderen Endes der Schwenkachse versetzt ist und im Übrigen den Anlenkpunkt der Zugstange auf einem Ansatz vorzusehen, der von dem Schwenkhebel nach unten ausgeht, also senkrecht zur Längsachse des Schwenkhebels gerichtet ist. Auf diese Weise wird vor allem ein sicheres Einfal­ ten des Öffnungsmechanismus zu Beginn des Schließvorganges gewährleistet.

Bei Rauchabzugsklappen auf Flachdächern ist es üblich, einen vom Flachdach aufragenden Aufsatzkranz vorzusehen, der die Öffnung begrenzt und an seinem oberen Rand durch die Klappe verschlossen wird. Der Schwenkhebel ist vor­ zugsweise an diesem Aufsatzkranz auf der Innenseite im oberen Randbereich ge­ lagert.

Im Allgemeinen ist es auch üblich, Rauchabzugsklappen auf Dächern nach au­ ßen auszuwölben und eine Traverse vorzusehen, die unterhalb der auf diese Weise gebildeten Kuppel von der Seite der Klappen-Achse zur gegenüberliegen­ den Seite verläuft. An dieser Traverse greift bei vielen Ausführungsformen der Öffnungsmechanismus in geeigneter Weise an. Bei der vorliegenden Erfindung ist der Ausleger, der in das Rauminnere oder nach unten vorspringt, an der ge­ nannten Traverse befestigt.

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

Fig. 1 zeigt schematisch in einer teilweise geschnittenen Seitenan­ sicht einen Aufsatzkranz mit einer Rauchabzugsklappe und ei­ nem Öffnungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 2 zeigt die Teile der Fig. 1 in der vollständig geöffneten Stellung der Klappe;

In Fig. 1 ist mit 10 die Oberfläche eines Flachdachs und mit 12 ein auf dem Flachdach angebrachter, üblicher Aufsatzkranz bezeichnet, der eine nicht be­ zeichnete Dachöffnung umgibt und an der oberen offenen Seite durch eine Klap­ pe 14, hier in der Form einer Acryl-Lichtkuppel geschlossen ist. Die Klappe 14 besitzt einen umlaufenden, zumeist rechteckigen oder quadratischen Rahmen 16, der auf der rechts in Fig. 1 liegenden Seite über geeignete Scharniere 18 am Aufsatzkranz 12 schwenkbar gelagert ist. Diese Scharniere 18 bilden die mit 20 bezeichnete Achse der Klappe 14, die im vorliegenden Zusammenhang auch als Klappen-Achse bezeichnet wird.

Der Rahmen 16 wird durch eine Traverse 22 überbrückt, die senkrecht zur Ach­ se 20 im wesentlichen in der Klappenmitte verläuft. Parallel zu der Position, die diese Traverse 22 in der geschlossenen Stellung der Klappe 14 einnimmt, sind beiderseits der Traverse 22 Streben 24 vorgesehen, die den Aufsatzkranz 12 überbrücken und über Winkel 26 an dessen Innenseiten befestigt sind.

Da sich die Achse 20 der Klappe 14 auf der rechten Seite in Fig. 1 befindet, wird die linke Seite in Fig. 1 auch als Öffnungsseite bezeichnet. An dieser Öffnungs­ seite ist an dem Aufsatzkranz bzw. an der den Aufsatzkranz 12 überbrückenden Strebe 24 ein Schwenkhebel 28 in einer waagerechten Achse 30 schwenkbar ge­ lagert. Dieser Schwenkhebel 28 verläuft gemäß Fig. 1 schräg abwärts nach rechts, also in das Innere der Öffnung hinein. Am rechten Ende des Schwenkhe­ bels befindet sich eine weitere Achse 32, in der ein Ende eines Antriebsorgans 34, hier verkörpert durch einen Luftzylinder, schwenkbar gelagert ist.

Der Schwenkhebel 28 ist beispielsweise als Halbschale ausgebildet und ist daher in der Lage, in der geschlossenen Stellung der Klappe, die in Fig. 1 gezeigt ist, das Antriebsorgan 34 fast vollständig zu umgreifen und aufzunehmen, so daß beide in der geschlossenen Stellung im wesentlichen in einer Linie verlaufen.

Das obere Ende des Antriebsorgans 34, hier verkörpert durch eine Kolbenstange 36, die aus dem zugehörigen Zylinder 38 ausgefahren werden kann, ist mit der Traverse 22 der Klappe in einer weiteren waagerechten Achse 40 schwenkbar verbunden. Diese Achse 40 liegt nicht unmittelbar auf der Traverse, sondern auf einem kleinen Ansatz 42, der leicht nach unten versetzt ist.

An dem Schwenkhebel 28 befindet sich auf der unteren Seite ein Ansatz 44, bei dem dargestellten Beispiel verkörpert durch eine dreieckige Platte, an dem ein Ende einer Zugstange 46 in einer weiteren waagerechten Achse 48 schwenkbar gelagert ist. Diese Achse 48 ist daher gegenüber dem Verlauf des Schwenkhebels 28 nach unten oder in das Gebäudeinnere versetzt. Diese Anordnung der Achse 48 hat eine Reihe von Vorteilen, die sich insbesondere in der Anfangsphase der Schließbewegung auswirken, wie später näher erläutert werden soll.

Die Zugstange 46 ist am anderen, in Fig. 1 oben liegenden Ende an einem nach unten gerichteten Ausleger 50 der Traverse 22 in einer weiteren waagerechten Schwenkachse 52 schwenkbar gelagert. Der Ausleger 50 befindet sich auf der Seite der Klappen-Achse 20, ist jedoch vom Rand des Aufsatzkranzes 12 auf der Traverse 22 zumindest um eine kurze Strecke nach innen versetzt.

Die Verlagerung der Achse 52 der Zugstange 46 auf dem Ausleger 50 nach un­ ten in bezug auf die Traverse 22 hat gegenüber einer Anbringung der Zugstange 46 unmittelbar an der Traverse 22 erhebliche Vorteile, auf die anschließend ein­ gegangen werden soll. Wenn die Klappe 14 aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung geöffnet werden soll, wird der Zylinder 38 mit Luft gefüllt, so daß die Kolben­ stange 36 ausgetrieben wird. Dadurch beginnt die Öffnungsbewegung der Klap­ pe 14. Die Möglichkeit der Öffnung der Klappe auf annähernd 180° mit nur ei­ nem Zylinder beruht im wesentlichen, wie bei den anderen vergleichbaren Lö­ sungen darauf, daß der Schwenkhebel 28 mit zunehmender Öffnungsstellung nach oben geschwenkt wird, so daß sich der Anlenkpunkt des Zylinders, näm­ lich die Achse 32, nach und nach über die Öffnungsebene des Aufsatzkranzes bewegt. Da der Schwenkhebel über die Öffnung der Klappe und die Bewegung der Klappe und der Zugstange 46 bei dieser Schwenkbewegung nach oben mit­ genommen wird und diese Schwenkbewegung durch den Zylinder hervorgerufen wird, muß die Antriebskraft des Zylinders somit zwischen dem Öffnen der Klap­ pe und dem Mitschwenken des Schwenkhebels 28 aufgeteilt werden.

Die vorliegende Erfindung bietet den besonderen Vorteil, daß die Schwenkbewe­ gung des Schwenkhebels 28 in der Anfangsphase der Öffnung relativ gering ist und sich nur verhältnismäßig gering auf die Position des Antriebsorgans 34 aus­ wirkt, so daß die Kraft des Antriebsorgans nahezu vollständig auf die ersten Ab­ schnitte der Öffnung der Klappe angewandt werden kann. Dieser Vorteil beruht zum einen darauf, daß der Schwenkhebel 28 an der Öffnungsseite gelagert ist, so daß der Schwenkhebel und das Antriebsorgan in der Anfangsphase parallel oder sogar nahezu deckungsgleich liegen und eine Schwenkung des Schwenkhe­ bels 28 kaum Einfluß auf den Vorschub der Kolbenstange 36 des Zylinders 38 hat. Es beruht zum anderen darauf, daß die Zugstange 46 nicht unmittelbar an der Traverse 22, sondern an dem nach unten gerichteten Ausleger 50 der Tra­ verse 22 gelagert ist. Das bedeutet, daß in der Anfangsphase der Öffnung die entsprechende Achse 52 der Zugstange zur geringfügig bei der Öffnungsbewe­ gung der Klappe mitgenommen wird, da sich die Achse 52 der Zugstange zu­ nächst auf einer Kreisbahn bewegt, die im wesentlichen senkrecht zur Zugstan­ ge 46 im Bereich der Achse 52 verläuft. Die Hebelverhältnisse sind bei der erfin­ dungsgemäßen Lösung besonders vorteilhaft.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Klappe in geöffneter Stellung. Die verwendeten Bezugsziffern stimmen mit denjenigen der Fig. 1 überein. Fig. 2 erfordert daher keine wesentlichen weiteren Erläuterungen.

Es ist erkennbar, daß der Schwenkhebel 28 und das Antriebsorgan 38 in der vollständig geöffneten Stellung der Klappe 14 im wesentlichen in die gestreckte Stellung gehen. Die Zugstange 46 verläuft von dem Ausleger 50 an der Traverse schräg abwärts in das Innere des Aufsatzkranzes 12 hinein zu der Achse 48 am äußeren Ende des Ansatzes 44. Wenn daher die Kolbenstange 36 aus der in Fig. 2 gezeigten Stellung eingezogen wird und die Klappe 14 damit in Gegenuhr­ zeigerrichtung geschwenkt wird, drückt die Zugstange 46 nach links gegen den Ansatz 44, so daß das Gestänge, bestehend aus dem Schwenkhebel 28 und dem Antriebsorgan 34, zuverlässig um die Achse 32 zwischen beiden einknickt.

Claims (12)

1. Öffnungsmechanismus zum Öffnen und Schließen einer Klappe (14), insbe­ sondere Rauch- oder Wärmeabzugsklappe, die an einem Rand einer Öffnung über einen Winkel von etwa 180° schwenkbar gelagert ist, mit einem linea­ ren Antriebsorgan (34), das an einem Ende in dem der Klappen-Achse (20) gegenüberliegenden Bereich der Klappe (14) und am anderen Ende am freien Endbereich eines Schwenkhebels (28) angebracht ist, der seinerseits am Öff­ nungsrand schwenkbar gelagert ist, und mit einer Zugstange (46), die mit ihrem ersten Ende schwenkbar mit dem freien Endbereich des Schwenkhe­ bels (28) und mit ihrem zweiten Ende schwenkbar mit der Klappe (14) in der Nähe der Klappen-Achse (20) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (28) am Öffnungsrand gegenüber der Klappen-Achse gela­ gert ist.

2. Öffnungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (46) an ihrem zweiten Ende schwenkbar mit einem Ausleger (50) verbunden ist, der von dem achsseitigen Randbereich der Klappe (14) in das Rauminnere vorspringt.

3. Öffnungsmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (28) als Halbschale ausgebildet ist, die das Antrieb­ sorgan (34) in der geschlossenen Stellung der Klappe (14) wenigstens teilwei­ se umgibt.

4. Öffnungsmechanismus nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsorgan (34) ein Fluid-Zylinder ist.

5. Öffnungsmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsorgan (34) ein Hydraulik-Zylinder ist.

6. Öffnungsmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsorgan (34) ein Luft-Zylinder ist.

7. Öffnungsmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsorgan (34) ein elektrischer Spindelantrieb ist.

8. Öffnungsmechanismus nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (46) mit dem Schwenkhebel (28) über einen in das Rauminnere gerichteten Ansatz (44) des Schwenkhebels verbunden ist, der gegenüber der Schwenkachse (48), die den Schwenkhebel (28) und den Line­ arantrieb (34) verbindet, zur Schwenkachse (30) des Schwenkhebels (28) am Öffnungsrand versetzt ist.

9. Öffnungsmechanismus nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (44) um etwa 1/3 der Länge des Schwenkhebels (28) zu dessen Achse (30) am Öffnungsrand versetzt ist.

10. Öffnungsmechanismus nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung von einem aufragenden Aufsatzkranz (12) umgeben ist und daß der Schwenkhebel (28) am oberen Rand des Aufsatzkranzes gelagert ist.

11. Öffnungsmechanismus nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (14) zur Gebäudeaußenseite hin ausgewölbt ist, daß eine Traverse (22) vorgesehen ist, die direkt zwischen gegenüberliegenden Rän­ dern der Klappe senkrecht zur Klappen-Achse (20) verläuft und daß der Li­ nearantrieb (34) an dem öffnungsseitigen Endbereich der Traverse (22) ange­ bracht ist.

12. Öffnungsmechanismus nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (50) von der Traverse (22) ausgeht.