DE19953509A1 - Sprinklervorrichtung - Google Patents

Abstract

Es wird eine Sprinklervorrichtung für Brandschutzzwecke unter Einsatz eines Löschmediums, wie Wasser, Gas oder Schaum, mit einem Einlaßabschnitt (1), mit einem Primärteil (2), mit einem Regelkolben (3), mit einem Sekundärteil (4), mit einem wärmecharakteristisch arbeitenden Steuerkolben (5) und mit einem Auslaßabschnitt (6), wobei der Primärteil (2) und der Sekundärteil (4) druckbeaufschlagbar sind, wobei der Steuerkolben (5) auf den Regelkolben (3) einwirkt und wobei der Regelkolben (3) mit dem Auslaßabschnitt (6) zusammenwirkt und Verschluß oder Auslaß des Löschmediums realisiert, angegeben, die die Aufgabe, eine Temperatureinstellbarkeit und eine Reversibilität der Offen- und Verschlußstellung zu ermöglichen und die Baugröße insgesamt zu reduzieren dadurch löst, daß der Steuerkolben (5) eine Formgedächtnisfeder (7) umfaßt und daß die Formgedächtnisfeder (7) auf eine vorgegebene Temperatur einstellbar ist und den Steuerkolben (5) wiederholbar aktiviert und deaktiviert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sprinklervorrichtung für Brandschutzzwecke unter Einsatz eines Löschmediums, wie Wasser, Gas oder Schaum, mit einem Einlaßabschnitt, mit einem Primärteil, mit einem Regelkolben, mit einem Sekundärteil, mit einem wärmecha­ rakteristisch arbeitenden Steuerkolben und mit einem Auslaßabschnitt, wobei der Primärteil und der Sekundärteil druckbeaufschlagbar sind, wobei der Steuerkolben auf den Regelkol­ ben einwirkt und wobei der Regelkolben mit dem Auslaßabschnitt zusammenwirkt und Ver­ schluß oder Auslaß des Löschmediums realisiert.

Sprinklervorrichtungen werden zur Brandverhütung offener Brände eingesetzt. Grundsätz­ lich wird bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur eine Wasserberieselung oder - bspw. bei Kunstwerken - ein Gasaustritt ausgelöst und so die Entstehung eines Brandes verhindert bzw. in gewissem Umfang ein bereits entstandener Brand gelöscht. In der Regel handelt es sich um automatische Sprinklervorrichtungen. Anwendungsgebiete der Sprinkler­ vorrichtungen sind beispielsweise Antriebsstationen von Förderbändern, Regallager, Wa­ renhäuser, Transportmittel, Industriegebäude oder Museumsgebäude.

Um Wasserschäden zu vermeiden, sind Bauformen einer Sprinklervorrichtung entwickelt worden, die sich auch automatisch ausschalten und hierzu ein wärmeempfindliches Bauteil aus Bimetall aufweisen. Aus der DE 195 81 416 T1 ist ein automatischer Ein/Aus- Feuerschutzsprinkler bekannt, der mit einer Bimetallscheibe ausgestattet ist. Über die Bime­ tallscheibe, welche einem Steuerkolben zugeordnet ist, wird bei Überschreiten einer charak­ teristischen Temperatur der Auslaß des Wasser realisiert. Bei Unterschreitung einer be­ stimmten Temperatur bewegt sich die Bimetallscheibe zurück und erreicht dadurch den Ver­ schluß des Wasserauslasses.

Bei der in Rede stehenden Sprinklervorrichtung ist besteht der Nachteil, daß die Offen- und Verschlußstellung nicht reversibel ist. Außerdem weist die bekannte Sprinklervorrichtung eine beträchtliche Baugröße auf. Schließlich läßt sich über die bekannte Sprinklervorrich­ tung nur eine einzige kritische Auslösetemperatur realisieren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sprinklervorrichtung der in Rede ste­ henden Art derart auszugestalten und weiterzubilden, daß eine Reversibilität der Offen- und Verschlußstellung ermöglicht wird und daß die Baugröße insgesamt reduziert wird. Außer­ dem soll eine Temperatureinstellbarkeit zumindest in geringem Umfang möglich sein. Die voranstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Da­ nach ist die Sprinklervorrichtung der in Rede stehenden Art dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben eine Formgedächtnisfeder umfaßt und daß die Formgedächtnisfeder auf eine vorgegebene Temperatur einstellbar ist und den Steuerkolben wiederholbar aktiviert und deaktiviert.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß die Baugröße der Vorrichtung dann reduziert werden kann, wenn anstelle einer Bimetallscheibe eine Formgedächtnisfeder als wärmecharakteristisch arbeitendes Bauteil verwendet wird. Das Temperaturverhalten eines Bimetallbauteils hängt von dessen Größe ab. Insbesondere muß eine Bimetallscheibe min­ destens 30 mm Durchmesser aufweisen, um das erforderliche Temperaturverhalten zu er­ möglichen. Dagegen arbeitet eine Formgedächtnis-Metall-Legierung völlig unabhängig von der Baugröße. Weiter ist erkannt worden, daß die Eigenschaften einer Formgedächtnis- Metall-Legierung bestens geeignet sind, um Aktivierungs- und Deaktivierungsprozesse in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur wiederholbar herbeizuführen. Konkret kommt hier ein Werkstoff zum Einsatz, dem ein sog. "Zweiwegeffekt" induziert ist, wobei die Legie­ rung je nach Temperatur von der martensitischen zur austhenitischen Kristallstruktur gelangt et vice versa. Außerdem ist erkannt worden, daß über jeweils eine Baueinheit aus einer Formgedächtnisfeder im Zusammenhang mit einem Gegendruckelement jeweils eine belie­ bige Auslösetemperatur vorgebbar ist, welche exakt eingestellt werden kann.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sprinkler­ vorrichtung könnten der Primärteil und der Sekundärteil strömungstechnisch voneinander getrennt werden. Hintergrund dieser Ausbildung ist die Ansteuerung des Regelkolbens über Druckerhöhung. Ein im Primärteil herrschende Überdruck, insbesondere in Höhe von maxi­ mal 4 bar, könnte - nach Herstellung der Strömungsverbindung zwischen Primär- und Se­ kundärteil - den Sekundärteil erfassen und den Regelkolben mit Unterstützung der Kraft einer Druckfeder in Richtung des Auslaßabschnittes bewegen.

Durch einen Steuerkolben mit entsprechender Verschlußmimik für den Sekundärteil und einer vorzugsweise linearelastischen Druckfeder könnte eine Trennung der Strömungsver­ bindung zwischen Primärteil und Sekundärteil im Ruhezustand der Sprinklervorrichtung er­ reicht werden. Erst die Ausdehnung der Formgedächtnisfeder bei Überschreitung einer vor­ gegebenen Temperatur überwindet die Federkraft der Druckfeder, wodurch die Strömungs­ verbindung zwischen dem bis dahin geschlossenen und drucklosen Sekundärteil und dem Primärteil hergestellt wird. Je nach Belastung der Formgedächtnisfeder durch die Druckfe­ der könnte die Wegentfaltung verzögert und somit die Auslösetemperatur exakt eingestellt werden. Das Maß an zu überwindender Gegenkraft durch die Formgedächtnisfeder und damit die Auslösetemperatur wird zweckmäßigerweise über eine Einstellschraube festge­ legt. Bevorzugte kritische Temperaturen, bei denen die Sprinklervorrichtung ausgelöst wer­ den soll, liegen bei 68°C, 93°C und 141°C, bei einer Toleranz von plus minus 2%.

Während der Herstellung der Strömungsverbindung zwischen Primärteil und Sekundärteil steigt der Druck im Sekundärteil an und der Regelkolben bewegt sich in Richtung des Aus­ laßabschnitts und bewirkt, daß ein Verschlußteil in Offenstellung gelangt.

Der Verschlußteil könnte in vorteilhafter Weise einen Ventilteller mit einer großen Anzahl an Durchtrittsöffnungen aufweisen. Die Durchtrittsöffnungen könnten verschieden große Ab­ messungen aufweisen, was dazu führt, daß bei genügend kleineren Abmessungen der Durchtrittsöffnungen eine ausreichende Stabilität des Ventiltellers gegenüber dem Druck des anströmenden Löschmediums gewährleistet ist. Des weiteren könnte ein Ventilsitz vor­ gesehen sein, an den der Ventilteller in Verschlußstellung mittels einer Druckfeder ange­ drückt ist. Die Druckfeder stützt sich ihrerseits gegen einen mit dem Ventilsitz fest verbun­ denen Stützteil des Verschlußteils ab. Als erfindungswesentlich wird hervorgehoben, daß der Ventilteller zum Erreichen der Offenstellung in Richtung der Auslaßöffnung bewegt wird. Das Löschmedium strömt vom Primärteil in den Auslaßabschnitt und durch die Durchtritts­ öffnungen des Ventiltellers hindurch zur Auslaßöffnung.

Wenn der Brand gelöscht ist und die Umgebungstemperatur abgesunken ist auf einen be­ stimmten Wert, der der Einstellung der Formgedächtnisfeder entspricht, zieht sich diese zusammen. Hierdurch wird die Strömungsverbindung zwischen Primärteil und Sekundärteil wieder unterbrochen. In konstruktiver Hinsicht könnte zur Trennung des Primärteils vom Sekundärteil ebenfalls ein Ventilteller mit Ventilsitz verwendet werden, wobei der Ventilteller direkt am Steuerkolben angeordnet sein könnte und den Sekundärteil verschließt.

Während des Vorgangs des Trennens von Primär- und Sekundärteil bewegt sich der Regel­ kolben unter Entspannung der Druckfeder entgegengesetzt zur Auslaßöffnung und der Ver­ schlußteil gelangt durch Anlage des Ventiltellers an den Ventilsitz wieder in Verschlußstel­ lung. Der sich im Sekundärteil aufbauende Druck könnte in vorteilhafter Weise durch eine Entlüftungsöffnung in der Gehäusewandung der Sprinklervorrichtung, entweichen.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der in Rede stehenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sprinklervorrichtung sieht vor, daß der Querschnitt der Entlüftungsöff­ nung am Sekundärteil geringer ist als der Querschnitt der Durchgangsöffnung zwischen Primärteil und Sekundärteil. Hierdurch entsteht beim Verschließvorgang bzw. beim Trenn­ vorgang bezüglich der Kammern ein Staudruck im Sekundärteil. Die Entstehung des Stau­ druckes einerseits und die Hysterese der Formgedächtnis-Metall-Legierung, aus der die Formgedächtnisfeder gefertigt ist, andererseits sind von großer Bedeutung für die Schließ­ temperatur, welche vorzugsweise 40°C mit einer Toleranz von plus minus 4°C beträgt. Wird diese Temperatur überschritten, muß der Strom des Löschmediums wieder freigege­ ben werden.

Eine konkrete Bauausführung der in Rede stehenden Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Sprinklervorrichtung könnte insgesamt drei Kammern vorsehen, wobei der Sekun­ därteil eine durch den Steuerkolben verschließbare, zwischen der Außenwand des Regel­ kolbens und Innenwand des Gehäuses gebildete, quasi ringförmige erste Kammer umfaßt. Der Primärteil könnte eine sich innerhalb und unterhalb des Regelkolbens erstreckende zweite Kammer umfassen, wobei die erste und zweite Kammer voneinander getrennt sind. Über eine dritte, stets mit der zweiten Kammer strömungsverbundene Kammer des Primär­ teils könnte die erste Kammer des Sekundärteils mit der ersten Kammer des Primärteils strömungsverbindbar sein.

Die erste Kammer des Sekundärteils könnte in Verschlußstellung drucklos sein und wäh­ rend der Herstellung der Strömungsverbindung zum Sekundärteil mit Überdruck aus der dritten Kammer beaufschlagt werden, so daß eine Druckfeder die Bewegung des Regelkol­ bens unterstützt und diesen in Richtung der Auslaßöffnung zur Öffnung des Verschlußteils bewegt.

Alternativ zu der vorbeschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sprinklervor­ richtung mit voneinander getrenntem Primär- und Sekundärteil sieht eine andere Ausfüh­ rungsform vor, daß Primärteil und Sekundärteil stets strömungsverbunden sind. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel könnte auch hier ein Überdruck von maximal 4 bar herrschen. Es ist zu beachten, daß an der Sprinklervorrichtung, welche am weitesten von der Lösch­ mediumnachspeisung entfernt ist, ein vorgeschriebener Mindestdruck von 1 bar anliegen muß. Je nach Größe der Wirkfläche kann an der am nächsten zur Löschmediumnachspei­ sung gelegenen Sprinklervorrichtung ein Druck von 4 bar herrschen, dem die Sprinklervor­ richtung standhalten muß.

Bei der in Rede stehenden Ausführungsform könnte durch die Ausdehnung der Formge­ dächtnisfeder bei Überschreitung einer vorgegebenen Temperatur ein Unterdruck erzeugt werden, wodurch der Regelkolben entgegengesetzt zum Auslaßabschnitt bewegt wird.

Hierbei wird ein Verschlußteil in Offenstellung verbracht. Der Auslaßöffnung könnte ein Glasfaß vorgeordnet sein. In Offenstellung des Verschlußteils würde das Glasfaß zerstört werden und so der Löschmediumstrom freigegeben werden. Durch ein Glasfaß ist ein Mittel zur Verzögerung des Austritts des Löschmediums aus der Auslaßöffnung gegeben. Bei kurzzeitiger Erhöhung der Umgebungstemperatur, beispielsweise durch Anzünden eines Streichholzes, könnte somit die erfindungsgemäße Sprinklervorrichtung in Gang gesetzt worden sein, ohne daß das Löschmedium - wegen der schnell wieder abfallenden Umge­ bungstemperatur - tatsächlich nach außen gelangt ist.

Eine besonders bevorzugte Variante der zweiten Ausführungsform der Erfindung sieht an­ stelle eines Glasfasses einen separaten Regelkreis vor. Dieser Regelkreis könnte eine mit Überdruck beaufschlagte Kammer mit einer Formgedächtnisfeder, einem Kolben und einem zweiten Verschlußteil umfassen. Der separate Regelkreis könnte unterhalb des Auslaßab­ schnittes angeordnet sein und der zweite Verschlußteil könnte in der Austrittsöffnung des Auslaßabschnittes der Sprinklervorrichtung sitzen. Ein separater Regelkreis bietet den Vor­ teil, daß weitere Öffen- und Schließtemeperaturen einstellbar sind.

Die Formgedächtnisfeder des separaten Regelkreises könnte sich bei Überschreitung einer vorgegebenen Temperatur ebenfalls ausdehnen und hierdurch einen Unterdruck in der Kammer erzeugen, wodurch wiederum eine Druckfeder den Kolben vom Auslaß wegbe­ wegt, so daß der zweite Verschlußteil in Offenstellung gelangt und das Löschmedium aus­ strömt. Alternativ zu einer Formgedächtnisfeder wäre ein Bimetallelement denkbar, wobei dessen Anwendung von der gewünschten Baugröße der Gesamtvorrichtung bestimmt ist.

Der in Rede stehende Regelkreis könnte außerdem in vorteilhafter Weise mit einer Raster­ sperre ausgestattet sein, welche den zweiten Verschlußteil in Offenstellung hält. Nach dem Löschen des Brandes könnte die Rastersperre manuell gelöst und der zweite Verschlußteil wieder in Verschlußstellung verbracht werden.

Die erfindungsgemäße Sprinklervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform, wobei Primärteil und Sekundärteil stets miteinander verbunden sind, wird analog zum ersten Aus­ führungsbeispiel dadurch in Verschlußstellung gebracht, daß sich die Formgedächtnisfeder des Sekundärteils bei Unterschreitung einer vorgegebenen Temperatur zusammenzieht. In Abweichung von der ersten Ausführungsform wird der Regelkolben jedoch nicht entgegen­ gesetzt zum Auslaßabschnitt, sondern durch Beaufschlagung mit Übedruck in Richtung des Auslaßabschnittes bewegt, um den Verschlußteil in Verschlußstellung zu bringen.

Auch bei den stets miteinander verbundenen Kammern des Primär- und Sekundärteils ge­ mäß der zweiten Ausführungsform kann die Schließtemperatur der Formgedächtnisfeder des Sekundärteils in Abhängigkeit von Druck und Hysterese der verwendeten Formge­ dächtnismetallegierung eingestellt werden.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Sprinklervorrichtung, nämlich nur eine einzige kritische Auslösetemperatur realisieren zu können, wird durch eine weitere Ausgestaltung der Erfin­ dung überwunden. Die weitere bevorzugte Ausgestaltung ist auf die beiden vorbeschriebe­ nen grundsätzlichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sprinklervorrichtung an­ wendbar und sieht den Einsatz verschiedener Baueinheiten aus einer Formgedächtnisfeder und einer Druckfeder vor, die auf verschiedene Auslösetemperaturen voreingestellt sind. Als Auslösetemperaturen können bspw. Temperaturen von 68°C, 93°C und 141°C voreinge­ stellt werden. Die Baueinheiten könnten verschiedene Farben oder sonstwelche Kennzeich­ nungen aufweisen, um eine Temperaturzuordnung zu ermöglichen. Hintergrund für die Be­ reitstellung verschiedener temperaturvoreingestellter Baueinheiten aus einer Formgedächt­ nisfeder und einer Druckfeder besteht in der begrenzten Kraftübertragung mittels Einstell­ schraube auf die Formgedächtnisfeder. Für jede individuelle Formfeder-Druckfeder- Baueinheit kann über die Einstellschraube die von der Formgedächtnisfeder zu überwin­ dende Gegenkraft im Hinblick auf die Verzögerung der Wegentfaltung vorgegeben und so eine exakte Auslösetemperatur eingestellt werden.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhaf­ ter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentan­ spruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgend Erläuterung von drei Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der angeführten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeich­ nung werden im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung, einen Längsschnitt eines ersten Aus­ führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sprinklervorrichtung in Verschlußstellung,

Fig. 2 in schematischer Darstellung, den Gegenstand aus Fig. 1 in Offen­ stellung,

Fig. 3 in schematischer Darstellung, vergrößert, den Steuerkolben aus Fig. 1,

Fig. 4 in schematischer Darstellung, vergrößert, den Verschlußteil aus Fig. 1,

Fig. 5 in schematischer Darstellung, vergrößert, eine Aufsicht auf den Ventil­ teller des Verschlußteils aus Fig. 1,

Fig. 6 in schematischer Darstellung, längsgeschnitten und verkleinert, den Regelkolben aus Fig. 1,
bei a) in Vorderansicht,
bei b) in Seitenansicht, um 90° gedreht zur Vorderansicht,

Fig. 7 in schematischer Darstellung, einen Längsschnitt eines zweiten Aus­ führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sprinklervorrichtung
bei a) in Verschlußstellung,
bei b) eine Detaildarstellung, vergrößert,
bei c) in Offenstellung und

Fig. 8 in schematischer Darstellung, einen Längsschnitt eines dritten Aus­ führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sprinklervorrichtung in Verschlußstellung.

In den Fig. 1, 2, 7 und 8 ist eine Sprinklervorrichtung für Brandschutzzwecke dargestellt, die geeignet ist für Löschmedien, wie Wasser oder andere Flüssigkeiten, Gas oder Schaum.

Die Sprinklervorrichtung besteht grundsätzlich aus einem nicht näher bezeichneten Gehäu­ se mit einem Einlaßabschnitt 1, einem Primärteil 2, einem Regelkolben 3, einem Sekundär­ teil 4, einem wärmecharakteristisch arbeitenden Steuerkolben 5 und einem Auslaßabschnitt 6. Der Primärteil 2 und der Sekundärteil 4 sind druckbeaufschlagbar. Der Steuerkolben 5 wirkt auf den Regelkolben 3 ein und der Regelkolben 3 wirkt mit dem Auslaßabschnitt 6 zu­ sammen und realisiert Verschluß oder Auslaß des Löschmediums.

Erfindungsgemäß umfaßt der Steuerkolben 5 eine Formgedächtnisfeder 7, welche auf eine vorgebbare Temperatur einstellbar ist und den Steuerkolben 5 wiederholbar aktiviert und deaktiviert.

In den Fig. 1 bis 6 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei der Primärteil 2 und der Sekundärteil 4 voneinander trennbar sind.

Aus den Fig. 1 und 2, besonders deutlich jedoch aus Fig. 3, ist erkennbar, daß der Steuer­ kolben 5 eine linearelastische Druckfeder 8 umfaßt. Die Federkraft der Druckfeder 8 bewirkt die Trennung der Strömungsverbindung zwischen Primärteil 2 und Sekundärteil 4. Aus Fig. 3 ist ein weiteres, nicht näher bezeichnetes Bauteil im Sinne eines Einsatzes in die Gehäu­ sewandung dargestellt, gegen das sich die Druckfeder 8 und die Formgedächtnisfeder 7 abstützen.

Die mit der Bezugsziffer 9 versehene Einstellschraube des Steuerkolbens 5 dient dazu, die Auslösetemperatur exakt einzustellen, bei der die Formgedächtnisfeder 7 eine Ausdehnung durchläuft. In diesem Zusammenhang ist die Eigenschaft der Linearelastizität der Druckfe­ der 8 hervorzuheben, die eine optimale Temperatureinstellung durch die Einstellschraube 9 erlaubt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Baueinheit aus Formgedächtnisfeder 7 und Druckfeder 8 ausgewählt, deren Auslösetemperatur auf 68°C voreingestellt ist. Wird die Auslösetemperatur überschritten, so dehnt sich die Formgedächtnisfeder 7 aus und überschreitet die Federkraft der linearelastischen Druckfeder 8. Auf diese Weise wird die Strömungsverbindung zwischen Primärteil 2 und Sekundärteil 4 hergestellt. Aufgrund der Strömungsverbindung zwischen Primär- und Sekundärteil 2, 4 steigt der Druck im Sekundär­ teil 4 an und der Regelkolben 3 bewegt sich in Richtung des Auslaßabschnittes 6 und ver­ bringt dort einen Verschlußteil 10 - wie besonders aus Fig. 2 ersichtlich - in Offenstellung.

Der Verschlußteil 10 ist in Fig. 4 gezeigt und umfaßt einen Ventilteller 11 mit Durchtrittsöff­ nungen 12 und einen Ventilsitz 13, an den der Ventilteller 11 in Verschlußstellung mittels einer Druckfeder 14 angedrückt ist. Die Druckfeder 14 stützt sich gegen einen mit dem Ventilsitz 13 fest verbundenen Stützteil 15 des Verschlußteils 10 ab.

Aus Fig. 5 ist erkennbar, daß die Durchtrittsöffnungen 12 des Ventiltellers 11 verschiedene Abmessungen aufweisen. Hierdurch soll sichergestellt werden, daß eine ausreichende Stabilität des Ventiltellers 11 bei einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen erhalten bleibt.

Zum Erreichen der Offenstellung der erfindungsgemäßen Sprinklervorrichtung bewegt sich der Regelkolben 2 in Richtung der Auslaßöffnung 16. Auf diese Weise kann das Löschme­ dium in den Auslaßabschnitt 6 hinein, durch die Durchtrittsöffnungen 12 des Ventiltellers 11 hindurch zur Auslaßöffnung 16 strömen. Die Auslaßöffnung 16 liegt bei dem in Rede ste­ henden ersten Ausführungsbeispiel in Form einer Düse vor.

Wenn sich die Umgebungstemperatur abkühlt, zieht sich die Formgedächtnisfeder 7 zu­ sammen und die Strömungsverbindung zwischen Primärteil 2 und Sekundärteil 4 wird un­ terbrochen. Am Steuerkolben 5 ist hierzu ein Ventilteller 17 mit einem nicht näher bezeich­ neten Dichteinsatz vorgesehen, welcher an einem Ventilsitz 18 an der an den Sekundärteil 4 anschließenden Gehäusewandung zur Anlage kommt. Während des Unterbrechens der Strömungsverbindung zwischen dem Primärteil 2 und dem Sekundärteil 4 bewegt sich der Regelkolben 3 entgegengesetzt zur Auslaßöffnung 16, nämlich nach oben, und verschließt den Auslaßabschnitt 6 mit dem Verschlußteil 10. Hierbei kommt der Ventilteller 11 des Ver­ schlußteils 10 an dem Ventilsitz 13 zur Anlage.

In der an den Sekundärteil 4 anschließenden Gehäusewandung ist außerdem eine Entlüf­ tungsöffnung 19 vorgesehen, durch die der Druck bei Erreichen der Verschlußstellung bzw. der Unterbrechung der Strömungsverbindung zwischen Primärteil 2 und Sekundärteil 4 ent­ weichen kann.

Von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung sind die unterschiedlichen Querschnittsab­ messungen der Entlüftungsöffnung 19 und der Durchgangsöffnung 20 zwischen Primärteil 2 und Sekundärteil 4. Der Querschnitt der Entlüftungsöffnung 19 ist wesentlich geringer als der Querschnitt der Durchgangsöffnung 20, wodurch beim Verschließvorgang ein Staudruck im Sekundärteil 4 entsteht. Über den Staudruck im Sekundärteil 4 und die Hysterese der Formgedächtnisfeder 7 kann die Schließtemperatur, die im vorliegenden Ausführungsbei­ spiel auf 40°C plus minus 4°C festgelegt ist, eingestellt werden.

In Fig. 1 ist gezeigt, daß der Primärteil 2 und der Sekundärteil 4 durch den Verschluß der Durchgangsöffnung 20 per Steuerkolben 5 voneinander getrennt sind. Der Sekundärteil 4 umfaßt die erste Kammer 21 zwischen Außenwandung des Regelkolbens 3 und der Ge­ häuseinnenwandung. Der Primärteil 2 umfaßt zunächst eine zweite Kammer 22, welche sich innerhalb und unterhalb des Regelkolbens 3 erstreckt.

Die erste Kammer 21 und die zweite Kammer 22 sind gegeneinander abgedichtet und un­ verbindbar. Der O-Ring 23 verhindert ein Überströmen von der zweiten Kammer 22 in die erste Kammer 21 und der O-Ring 24 verhindert umgekehrt ein Überströmen von der ersten Kammer 21 in die zweite Kammer 22.

Des weiteren umfaßt der Primärteil 2 eine dritte Kammer 25, welche unterhalb des sich senkrecht zum Regelkolben 3 erstreckenden Steuerkolbens 5 angeordnet ist und die über eine nicht näher bezeichnete Durchgangsöffnung in Strömungsverbindung mit der zweiten Kammer 22 steht.

Die erste Kammer 21 des Sekundärteils 4 ist in Verschlußstellung drucklos und wird wäh­ rend der Herstellung der Strömungsverbindung zum Primärteil 2 mit Überdruck aus der dritten Kammer 25 des Primärteils 2 beaufschlagt, so daß eine Druckfeder 26 des Regelkol­ bens 3 zusammengedrückt wird und diesen in Richtung der Auslaßöffnung 16 bewegt.

Aus den Fig. 1 bis 6, die sich allesamt auf das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsge­ mäßen Sprinklervorrichtung mit voneinander trennbarem Primär- und Sekundärteil 2, 4 be­ ziehen, sind weitere nicht näher bezeichnete Dichtmittel und entsprechende, ebenfalls nicht näher bezeichnete Aufnahmen für diese vorgesehen, welche unterschiedliche Abmessun­ gen aufweisen und der Abdichtung gegen das Gehäuse, nach außen oder gegen andere Bauteile dienen.

Aus Fig. 4 ergibt sich als besondere Ausgestaltung des Verschlußteils 10 ein Dichteinsatz 27 aus vulkanisiertem Werkstoff, der unlösbar mit dem Ventilteller 11 verbunden ist. Der Dichteinsatz 27 ist auf dem Mittelteil des Ventiltellers 11 aufgebracht, wobei der Mittelteil eine gegenüber dem Bereich der Durchtrittsöffnungen 12 des Ventiltellers 11 erhöhte Mate­ rialstärke aufweist. Auf den Mittelteil mit dem Dichteinsatz 27 wirkt der in Fig. 6 bei a) und b) gezeigte Fortsatz 28 des Regelkolbens 3. Die Kontaktfläche 29 des Fortsatzes 28 entspricht in etwa der Querschnittsabmessung des mit dem Dichteinsatz 27 kombinierten Mittelteils des Ventiltellers 11. Durch die vorbeschriebene Ausbildung des Ventiltellers 11 ist im Be­ reich des Mittelteils eine hohe Stabilität gegeben, welche dem Druck durch den Regelkolben 3 bzw. dessen Fortsatz 28 standhält. Sowohl im geschlossenen als auch im offenen Zustand des Verschlußteils 10 durchgreift der Fortsatz 28 des Regelkolbens 3 eine Durchgangsöff­ nung 30 des Ventilsitzes 13 des Verschlußteils 10. Im verschlossenen Zustand befindet sich der Dichteinsatz 27 des Ventiltellers 11 in Anlage an der Durchgangsöffnung 30 des Ventil­ sitzes 13.

Zu dem in Fig. 6a) und b) gezeigten Regelkolben 3 wird ausgeführt, daß die Anordnung des Fortsatzes 28 über dargestellte zwei diametral zueinander geordnete Befestigungsstege 31 am Regelkolben 3 festgelegt ist. Durch die geringe Anzahl der Befestigungsstege 31 wird der Widerstand gegen das anströmende Löschmedium weitgehend gering gehalten.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sprinklervorrichtung ist in Fig. 7, gezeigt. Wie aus den Fig. 7a) und 7c) ersichtlich, sind Primärteil 2 und Sekundärteil 4 stets strömungsverbunden. Es herrscht ebenfalls ein Überdruck von maximal 4 bar. Der Steuer­ kolbens 5 ist parallel zum Regelkolben 3 ausgerichtet, im Gegensatz zum ersten Ausfüh­ rungsbeispiel, wo der Steuerkolben 5 sich senkrecht zum Regelkolben 3 erstreckt.

Die Formgedächtnisfeder 7 dehnt sich bei Überschreitung einer vorgegebenen Temperatur auch hier aus, erzeugt jedoch einen Unterdruck und betätigt eine Druckfeder 32 des Regel­ kolbens 3, die diesen entgegengesetzt zum Auslaßabschnitt 6 bewegt, so daß der Ver­ schlußteil 10 nach oben bewegt wird und in Offenstellung gelangt. Der Verschlußteil 10 ist bei dem in Rede stehenden Ausführungsbeispiel integraler Bestandteil des Regelkolbens 3 und paßt in eine entsprechende nicht näher bezeichnete Durchgangsöffnung der Gehäuse­ wandung im Auslaßabschnitt 6. Der Auslaßöffnung 16 ist ein Glasfaß 33 vorgeordnet, wel­ ches in Offenstellung des Verschlußteils 10 durch das anströmende Löschmedium zerstört wird, so daß der Löschmediumstrom zum Austritt aus der ebenfalls als Düse ausgebildeten Ausgangsöffnung 16 freigegeben ist.

Aus Fig. 7c) ist die Offenstellung der voranstehend beschriebenen Sprinklervorrichtung er­ sichtlich, wobei das Glasfaß 33 bereits aus dem Bereich des Auslaßabschnittes 6 entfernt ist. Die Detaildarstellung 7b) zeigt vergrößert Öffnungen 34 in der Wandung des Regelkol­ bens 3.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sprinklervorrichtung ist in Fig. 8 dargestellt. Der Öffnungsvorgang erfolgt im wesentlichen wie bei Fig. 7. Auch der Regelkol­ ben 3 gemäß Fig. 8 weist Öffnungen 34 auf.

Das dritte Ausführungsbeispiel sieht anstelle eines Glasfasses einen separaten Regelkreis im Bereich, konkret unterhalb, des Auslaßabschnittes 6 vor. Der separate Regelkreis umfaßt eine mit Überdruck beaufschlagte Kammer 35, eine zweite Formgedächtnisfeder 36, einen Kolben 37 und einen zweiten Verschlußteil 38. Der zweite Verschlußteil 38 wirkt von unten an der Auslaßöffnung 16 des Primärteils 2.

Auch die zweite Formgedächtnisfeder 36 des separaten Regelkreises dehnt sich bei Über­ schreitung einer vorgegebenen Temperatur aus. Auch hier kann eine Einstellschraube vor­ gesehen sein, um die Auslösetemperatur exakt einzustellen. Wenn sich die zweite Formge­ dächtnisfeder 36 ausdehnt, bewegt sich der Kolben 37 von der Kammer 35 weg und es wird in der Kammer 35 ein Unterdruck erzeugt. Hierdurch wird eine Druckfeder 39 betätigt bzw. zusammengedrückt. Die Druckfeder 39 ist mit dem zweiten Verschlußteil 38 verbunden und bewegt den Verschlußteil 38 nach unten, so daß die Offenstellung erreicht wird und das Löschmedium aus der Auslaßöffnung 16 ausströmt. Eine nicht dargestellte Sperre hält den zweiten Verschlußteil 38 in Offenstellung.

Nach Löschen des Brandes kann der zweite Verschlußteil 38 manuell wieder in Verschluß­ stellung gebracht werden.

Das Verschließen der erfindungsgemäßen Sprinklervorrichtung gemäß dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel, wobei der Primärteil 2 und der Sekundärteil 4 stets verbunden sind, erfolgt dadurch, daß sich die Formgedächtnisfeder 7 des Sekundärteils 4 bei Unter­ schreitung einer vorgegebenen Temperatur zusammenzieht. Hierdurch wird die Druckfeder 32 des Regelkolbens 3 in Richtung des Auslaßabschnittes 6 bewegt, so daß der Verschluß­ teil 10 in Verschlußstellung gelangt. Die Einstellung der Schließtemperatur erfolgt beim zweiten und dritten Ausführungsbeispiel über den im Primärteil 2 und Sekundärteil 4 herr­ schenden Gesamtdruck und die Hysterese der Formgedächtnisfeder 7.

Die aus den Formgedächnisfedern 7, 36 und den Druckfedern 8, 32, 39 bestehenden Bau­ einheiten sind bei allen Ausführungsbeispielen für eine Auslösetemperatur von 68°C vorge­ sehen und weisen eine für diese Temperatur festgelegte Färbung auf.

Hinsichtlich weiterer, in den Figur nicht gezeigter Merkmale, wird auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Lehre nicht auf die vor­ anstehend erörterten Ausführungsbeispiele eingeschränkt ist. Vielmehr sind die unter­ schiedlichsten Ausführungsformen der einzelnen Kolben und Kammern, verschiedene Bauformen, insbesondere im Hinblick auf die Ausrichtung der Kolben zueinander und der doppelten Verschlußmöglichkeit der Auslaßöffnung denkbar.

Bezugszeichenliste

1

Einlaßabschnitt

2

Primärteil

3

Regelkolben

4

Sekundärteil

5

Steuerkolben

6

Auslaßabschnitt

7

Formgedächtnisfeder von

5

8

Druckfeder von

5

9

Einstellschraube

10

Verschlußteil von

6

11

Ventilteller von

10

12

Durchtrittsöffnungen von

11

13

Ventilsitz von

10

14

Druckfeder von

10

15

Stützteil von

10

16

Auslaßöffnung

17

Ventilteller von

5

18

Ventilsitz von

4

19

Entlüftungsöffnung von

2

20

Durchgangsöffnung zwischen

2

und

4

21

erste Kammer von

4

22

zweite Kammer von

2

23

O-Ring zwischen

21

und

22

24

O-Ring zwischen

21

und

22

25

dritte Kammer von

2

26

Druckfeder von

3

27

Dichteinsatz an

11

28

Fortsatz von

3

29

Kontaktfläche von

28

30

Durchgangsöffnung von

13

31

Befestigungsstege

32

Druckfeder von

3

33

Glasfaß

34

Öffnungen in

3

35

Kammer des separaten Regelkreises

36

zweite Formgedächtnisfeder

37

Kolben in

35

38

zweiter Verschlußteil

39

Druckfeder an

38

Claims (25)

1. Sprinklervorrichtung für Brandschutzzwecke unter Einsatz eines Löschmediums, wie Wasser, Gas oder Schaum, mit einem Einlaßabschnitt (1), mit einem Primärteil (2), mit ei­ nem Regelkolben (3), mit einem Sekundärteil (4), mit einem wärmecharakteristisch arbei­ tenden Steuerkolben (5) und mit einem Auslaßabschnitt (6), wobei der Primärteil (2) und der Sekundärteil (4) druckbeaufschlagbar sind, wobei der Steuerkolben (5) auf den Regelkolben (3) einwirkt und wobei der Regelkolben (3) mit dem Auslaßabschnitt (6) zusammenwirkt und Verschluß oder Auslaß des Löschmediums realisiert, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (5) eine Formgedächtnisfeder (7) umfaßt und daß die Formgedächtnisfeder (7) auf eine vorgegebene Temperatur exakt einstellbar ist und den Steuerkolben (5) wiederholbar aktiviert und deaktiviert.

2. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärteil (2) und der Sekundärteil (4) strömungstechnisch voneinander trennbar sind.

3. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkol­ ben (5) eine vorzugsweise linearelastische Druckfeder (8) umfaßt, deren Federkraft eine Trennung der Strömungsverbindung zwischen Primärteil (2) und Sekundärteil (4) bewirkt.

4. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Form­ gedächtnisfeder (7) bei Überschreitung einer über eine Einstellschraube (9) eingestellten Temperatur ausdehnt, die Federkraft der Druckfeder (8) übersteigt und so eine Strömungs­ verbindung zwischen Primärteil (2) und Sekundärteil (4) herstellbar ist.

5. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen der Strömungsverbindung zwischen Primär- und Sekundärteil (2, 4) der Druck im Sekundär­ teil (2) ansteigt und der Regelkolben (3) sich in Richtung des Auslaßabschnitts (6) bewegt und dort einen Verschlußteil (10) in Offenstellung verbringt.

6. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluβ­ teil (10) einen Ventilteller (11) mit Durchtrittsöffnungen (12) und einen Ventilsitz (13) umfaßt und daß der Ventilteller (11) in Verschlußstellung mittels einer Druckfeder (14) an den Ven­ tilsitz (13) angedrückt ist.

7. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Druckfeder (14) gegen einen mit dem Ventilsitz (13) fest verbundenen Stützteil (15) des Verschlußteils (10) abstützt.

8. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Re­ gelkolben (2) den Ventilteller (11) zum Erreichen der Offenstellung in Richtung der Auslaβ­ öffnung (16) bewegt, so daß das Löschmedium in den Auslaßabschnitt (6) hinein, durch die Durchtrittsöffnungen (12) des Ventiltellers (11) hindurch zur Auslaßöffnung (16) strömt.

9. Sprinklervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Formgedächtnisfeder (7) bei Unterschreitung einer vorgegebenen Temperatur zusammenzieht und die Strömungsverbindung zwischen Primärteil (2) und Sekundärteil (4), insbesondere mittels Ventilteller (17) am Steuerkolben (5) und Ventilsitz (18), unterbricht.

10. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkol­ ben (3) sich während des Unterbrechens der Strömungsverbindung zwischen Primärteil (2) und Sekundärteil (4) entgegengesetzt zur Auslaßöffnung (16) bewegt und den Verschlußteil (10), insbesondere durch die Anlage des Ventiltellers (11) an den Ventilsitz (13), in Ver­ schlußstellung verbringt.

11. Sprinklervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärteil (2) eine Entlüftungsöffnung (19) aufweist, durch die der Druck bei Er­ reichen der Verschlußstellung bzw. der Unterbrechung der Strömungsverbindung zwischen Primärteil (2) und Sekundärteil (4) entweicht.

12. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Quer­ schnitt der Entlüftungsöffnung (19) geringer ist als der Querschnitt einer Durchgangsöffnung (20) zwischen Primärteil (2) und Sekundärteil (4), wodurch beim Verschließvorgang ein Staudruck im Sekundärteil (2) entsteht.

13. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließ­ temperatur über den Staudruck im Sekundärteil (2) und die Hysterese der Formgedächtnis­ feder (7) einstellbar ist.

14. Sprinklervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärteil (4) eine durch den Steuerkolben (5) verschließbare erste Kammer (21) und der Primärteil (2) eine zweite Kammer (22) umfaßt, wobei die Kammer (21) und die Kammer (22) gegeneinander abgedichtet und unverbindbar sind.

15. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärteil (2) eine an die erste Kammer (21) des Sekundärteils (4) angrenzende und mit dieser strö­ mungsverbindbare dritte Kammer (25) umfaßt, welche stets in Strömungsverbindung mit der zweiten Kammer (22) des Primärteils (2) steht.

16. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in den strö­ mungsverbundenen Kammern (22, 25) des Primärteils (2) Überdruck herrscht, daß die Kammer (21) des Sekundärteils (4) in Verschlußstellung drucklos ist und während der Her­ stellung der Strömungsverbindung zwischen der Kammer (21) und dem Sekundärteil (4) bzw. der Kammer (25) mit Überdruck beaufschlagt wird, so daß eine Druckfeder (27) des Regelkolbens (3) zusammengedrückt wird und diesen in Richtung der Auslaßöffnung (16) bewegt.

17. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärteil (2) und der Sekundärteil (4) stets vollständig strömungsverbunden sind und daß Überdruck herrscht.

18. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 1 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Formgedächtnisfeder (7) bei Überschreitung einer insbesondere über eine Einstell­ schraube vorgegebenen Temperatur ausdehnt, hierdurch einen Unterdruck erzeugt und hierdurch eine Druckfeder (32) den Regelkolben (3) entgegengesetzt zum Auslaßabschnitt (6) bewegt, so daß ein Verschlußteil (10) in Offenstellung gelangt.

19. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß­ öffnung (16) ein Glasfaß (33) vorgeordnet ist, welches in Offenstellung des Verschlußteils (10) durch das anströmende Löschmedium zerstörbar ist und so der Löschmediumstrom freigegeben wird.

20. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Auslaßabschnittes (6) ein separater Regelkreis mit einer mit Überdruck beaufschlagten Kammer (35), mit einer zweiten Formgedächtnisfeder (36), einem Kolben (37) und einem zweiten Verschlußteil (38) vorgesehen ist.

21. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Formgedächtnisfeder (36) bei Überschreitung einer insbesondere über eine Einstellschrau­ be vorgegebenen Temperatur ausdehnt, hierdurch in der Kammer (35) einen Unterdruck erzeugt und hierdurch eine Druckfeder (39) den Kolben (37) bewegt, so daß der zweite Ver­ schlußteil (38) in Offenstellung gelangt und das Löschmedium ausströmt.

22. Sprinklervorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rastersperre vorgesehen ist, welche den zweiten Verschlußteil in Offenstellung hält und nach dem Löschen des Brandes manuell betätigbar ist, damit der zweite Verschlußteil wie­ der in Verschlußstellung gelangt.

23. Sprinklervorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Formgedächtnisfeder (7) des Sekundärteils (2) bei Unterschreitung einer vor­ gegebenen Temperatur zusammenzieht und hierdurch die Druckfeder (32) den Regelkolben (3) in Richtung des Auslaßabschnitts (6) bewegt, so daß der Verschlußteil (10) in Ver­ schlußstellung gelangt.

24. Sprinklervorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließtemperatur über den in Primär- und Sekundärteil (2, 4) herrschenden Ge­ samtdruck und die Hysterese der Formgedächtnisfeder (7) einstellbar ist.

25. Sprinklervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß für verschiedene Auslösetemperaturen, insbesondere von 68°C, 93°C und 141°C, verschiedene Baueinheiten aus einer Formgedächtnisfeder (7, 36) und einer Druckfeder (8, 32, 39) einsetzbar sind.