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Gegenstand der Neuerung ist ein Brandschutzventil
mit Kaltrauchsperre nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Nach dem Stand der Technik sind eine
Vielzahl von Brandschutzventilen bekannt geworden, die den Zweck
haben, einen Lüftungsdurchlass
im Brandfall dauerhaft zu verschließen. Eine erste Gruppe von
Brandschutzventilen sieht eine thermische Auslösung eines Ventiltellers vor,
der beispielsweise unter Federlast in eine Offenstellung gehalten
wird und die Offenstellung durch ein Schmelzlot fixiert ist. Bei
Einwirkung höherer
Temperaturen auf das Schmelzlot wird dieses abgeschmolzen, löst die Feder
aus und bringt den Ventilteller in Schließstellung.
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Eine zweite Gruppe von Brandschutzventilen enthält aufschäumbare Baustoffe
(Intumeszenz-Baustoffe) die bei Einwirkung von etwa 150° Celsius
und mehr aufschäumen
und dargestalt ebenfalls den Lüftungsdurchlass
verschließen.
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Derartige Brandschutzventile haben
sich bewährt.
Es ist jedoch nicht bekannt, zusätzliche
Vorkehrungen gegen Kaltrauch zu treffen. Hierfür werden eigene, sogenannte
Kaltrauchsperre verwendet. Eine solche Kaltrauchsperre besteht aus
einer biegbaren Membrane, die aufgrund eines Luftdurchsatzes in
der Offenstellung gehalten wird. Wird die Membrane von der anderen
Seite her angeströmt,
schließt sie
und lässt
einen an dieser Seite anstehenden Kaltrauch nicht hindurch. Vorteil
einer Kaltrauchsperre ist die Unabhängigkeit von Fremdenergie und
die schnelle Verschlussgeschwindigkeit im Vergleich zu einer motorisch
angetriebenen Kaltrauchsperre.
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Solche Kaltrauchsperren wirken nur
auf Wechsel der Luftrichtung und sind – wegen des Fehlens von Fremdenergie – wartungsfrei.
Sie wirken allgemein auf einen Wechsel unterschiedlicher Druckdifferenzen.
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Eine Kombination der beiden Komponenten waren
nur in der Weise bisher bekannt, dass die beiden Komponenten (Kaltrauchsperre
und Brandschutzventil) hintereinanderliegend in einem zugeordneten
Lüftungsdurchlass
eingebaut waren. Damit musste jedoch eine große Einbautiefe in Kauf genommen
werden.
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Weiterer Nachteil der bisher bekannten
Konstruktionen war, dass die Funktion der Kaltrauchsperre nicht
die Funktion eines aufschäumbaren
Brandschutzventils ergänzte
und förderte.
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Der Neuerung liegt deshalb die Aufgabe
zugrunde die Kombination eines Brandschutzventils mit einer Kaltrauchsperre
dergestalt weiterzubilden, dass bei einer geringeren Einbautiefe
die Funktion der Kaltrauchsperre die Funktion des aufschäumbaren
Brandschutzventils fördert
und verbessert.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe
ist die Neuerung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet
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Wesentliches Merkmal der Erfindung
ist, dass die Kaltrauchsperre einen wärmeleitfähigen Halterahmen aufweist,
der in wärmeleitfähigen Kontakt
mit dem aufschäumbaren
Schaum des Brandschutzventils verbunden ist.
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Mit der gegebenen technischen Lehre
ergibt sich nun der Vorteil, dass durch die Zusammenführung der
beiden Elemente (Kaltrauchsperre (KRS) und Brandschutzventil) eine
sehr geringe Einbautiefe erreicht wird, weil die beiden Elemente
unmittelbar aneinander angrenzend und in wärmeleitfähigem Kontakt miteinander verbunden
sind. Damit können diese
beiden Elemente den Kontakt hergestellt und mit geringer Einbautiefe
in einen Luftdurchlass eingebaut werden.
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Es ist in der heutigen Trockenbauweise durchaus üblich, Schachtwanddicken
von 40 mm bis 80 mm zu verwirklichen und dementsprechend muss die
Einbautiefe der verwendeten Elemente angepasst sein.
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Es wird neuerungsgemäß dadurch
erreicht, dass die beiden Elemente (Kaltrauchsperre und aufschäumbares
Brandschutzventil) unmittelbar in wärmeleitendem Kontakt miteinander
verbunden in eine derart geringe Einbautiefe eingebaut werden.
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Nachdem neuerungsgemäß die beiden
Elemente in wärmeleitendem
Kontakt miteinander verbunden sind, ergibt sich der Vorteil, dass
zunächst ein
Brandangriff auf die Kaltrauchsperre mit niedrigen Temperaturen
auch zu einer entsprechenden Wärmeeinleitung
auf den aufschäumbaren
Baustoff des Brandschutzventils führt.
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Kaltrauchsperren wirken in einem
Temperaturbereich von etwa Zimmertemperatur bis maximal 250 °Celsius.
Bei dieser Endtemperatur verwirft sich dann die Membrane der Kaltrauchsperre,
so dass sie funktionsunfähig
wird.
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Im Temperaturbereich von Zimmertemperatur
bis 250 ° Celsius
wirkt demzufolge die Kaltrauchsperre und wird mit dieser Temperatur
beaufschlagt. Die bis dahin geschlossene Kaltrauchsperre bildet
einen Temperaturstau vor dem aufschäumbaren Baustoff, so dass dessen
Auslösung
damit beschleunigt wird.
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Der aufschäumbare Baustoff des Brandschutzventils
beginnt ab einer Temperatur von etwa 150 °Celsius aufzuschäumen.
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Um nun den Beginn des Aufschäumens dieses
Baustoffes zu beschleunigen sieht die Neuerung vor, dass der aus
Metall bestehende Halterahmen der Kaltrauchsperre in wärmeleitendem
Kontakt mit dem aufschäumenden
Baustoff des Brandschutzventils verbunden ist.
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Demzufolge erfolgt eine Temperatureinleitung
ab Zimmertemperatur bis maximal 250 ° Celsius von Seiten der Kaltrauchsperre
auf dem aufschäumbaren
Baustoff, der damit sehr viel schneller aufschäumt.
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Es wird damit das Aufschäumverhalten
des Baustoffes in dem Brandschutzventil verbessert. Die noch anfänglich dem
Brandangriff standhaltende Membrane der Kaltrauchsperre verhindert
ein Verkleckern und einen damit unerwünschten Verlust des aufschäumbaren
Baustoffes.
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Zur Herstellung eines wärmeleitenden
Kontaktes des wärmeleitfähigen Halterahmens
der Kaltrauchsperre gibt es mehrere verschiedene Ausführungsbeispiele.
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Zunächst wird darauf hingewiesen,
dass der aufschäumbare
Baustoff in Form eines Formkörpers vorhanden
sein kann, der als gegossener Körper
(z. B. als Ringkörper)
im Brandschutzventil eingesetzt ist.
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Andere Ausführungsbeispiele setzen keine gegossenen
Formkörper
voraus, sondern der aufschäumbare
Baustoff kann in jeder beliebigen Weise im Brandschutzventil verankert
sein, wobei nur wesentlich ist, dass der metallische Halterahmen
der Kaltrauchsperrein wärmeleitfähigem Kontakt
mit diesem Baustoff gelangt.
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Ebenso ist es in einer Weiterbildung
der Neuerung vorgesehen, dass insgesamt der Halterahmen der Kaltrauchsperre
aus einem aufschäumbaren Baustoff
besteht, der mit dem aufschäumbaren
Baustoff des Brandschutzventils zusammenwirkt.
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Dergestalt kann der Halterahmen der
Kaltrauchsperre aus einem aufschäumbaren
Baustoff bestehen und das Brandschutzventil kann einen davon getrennten,
ebenfalls aufschäumbaren
Baustoff enthalten.
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In einer anderen Ausgestaltung kann
es vorgesehen sein, dass der aufschäumbare Baustoff der Kaltrauchsperre
gleichzeitig der Baustoff des Brandschutzventils ist. In diesem
Falle führt
das Aufschäumen
dieses Bäustoffes
zu einem Verlust der Funktion der Kaltrauchsperre, aber gleichzeitig
zu einem Verschluss des Brandschutzventils. Bei allen gezeigten Beispielen
ist wichtig, dass die Funktion des Brandschutzventils immer mit
dem aufschäumbaren
Baustoff sichergestellt ist, unabhängig von der Stellung des Ventilkegels.
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In einer weiteren Ausgestaltung der
Neuerung kann es vorgesehen sein, dass das Brandschutzventil einen
aufschäumbaren
Ventilkegel aufweist, der ebenfalls in wärmeleitfähigem Kontakt mit der damit
verbundenen Kaltrauchsperre ist. Auch hier wird bei einem Wärmeangriff
auf den metallischen Halterahmen der Kaltrauchsperre das Aufschäumen dieses
Ventilkegels im Brandschutzventil begünstigt und beschleunigt.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Neuerung
ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Schutzansprüche, sondern
auch aus der Kombination der einzelnen Schutzansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der
Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die
in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden
als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in
Kombination gegenüber
dem Stand der Technik neu sind.
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Im Folgenden wird die Neuerung anhand
von mehreren Ausführungswege
darstellenden Zeichnungen näher
erläutert.
Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere
erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Neuerung hervor.
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Es zeigen:
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1:
ein Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Kombination
eines Brandschutzventils mit einer Kaltrauchsperre;
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2:
die Ansicht der Anordnung nach 1 in
Pfeilrichtung II;
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3:
ein Schnitt durch eine zweite Ausführungsform im Vergleich zu 1;
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4:
ein Schnitt durch eine dritte Ausführungsform im Vergleich zu 1;
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5:
die Ansicht der Kaltrauchsperre in Pfeilrichtung II bei entfernter
Membrane;
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6:
die Kombination einer Kaltrauchsperre und eines Brandschutzventils
mit einem herkömmlichen
Lüftungsventil;
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7:
eine Kaltrauchsperre mit einem Brandschutzventil und aufschäumbarem
Ventilkegel.
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Die 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel
der Kombination einer Kaltrauchsperre mit einem Brandschutzventil.
Hierbei ist das Brandschutzventil als aufschäumbarer Formkörper 2 ausgebildet,
der in einen etwa zylindrischen Einbaurahmen 4 lösbar eingeschoben
ist. Der Einbaurahmen 4 weist einen radial auswärtsgerichteten
Flansch auf, mit der er an einer Wand oder Decke festgelegt wird.
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Wichtig ist, dass der Formkörper 2 aus
einem aufschäumbaren
Baustoff besteht und dass dieser etwa ringförmige Formkörper in den Einbaurahmen 4 eingeschoben
ist, so dass er sowohl von der einen als auch von der anderen Seite
her eingeschoben werden kann.
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Der Formkörper 2 trägt an seiner
hinteren Stirnseite 24 in wärmeleitenden Kontakt ein metallischen
Halterahmen 1 einer: Kaltrauchsperre (15), der
in 5 näher dargestellt
ist.
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Die Kaltrauchsperre besteht gemäß 1 und 5 aus dem einzelne, sternförmig zusammenlaufende
Stege 9 aufweisenden Halterahmen 1, wobei auch
verkürzte,
gegen einen Mittelpunkt gerichtete Stege 10 vorhanden sind.
Im Mittenbereich ist hierbei eine Mittenbohrung 11 angeordnet,
in der eine Befestigung 6 für eine Membrane 3 vorgesehen
ist.
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Gemäß 2 wird die Membrane 3 durch ein
vertikal verlaufendes Stützblech 5 gehalten,
welches die biegbare Membrane in zwei spiegelsymmetrisch zueinander
angeordnete Membranehälften
unterteilt. Um ein Verdrehen des Stützbleches 5 zu verhindern,
kann dieses noch zusätzlich
gegen Verdrehen gesichert sein.
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Im Betriebszustand strömt somit
die Luft in Pfeilrichtung 8 durch das kombinierte Brandschutzventil
hindurch und die beiden Membranehälften klappen auf, wie dies
in 1 bei 3' dargestellt
ist.
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Im Falle eines Brandangriffes in
Pfeilrichtung 8 wird der Formkörper 2 in den Pfeilrichtungen 32 aufschäumen und
sich in die lichte Weite des Durchgangs des Ventils erstecken.
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Wichtig ist nun, dass ein beschleunigtes
Aufschäumen
und eine verbesserte Wärmeeinleitung durch
den metallischen Halterahmen 1 der Kaltrauchsperre erfolgt.
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Nachdem der metallische Halterahmen 1 an der
Stirnseite 24 des Formkörpers 2 befestigt
ist, wird sich der gesamte Halterahmen 1 sehr schnell auf
die Lufttemperatur erhitzen und diese Temperatur wird großflächig auf
die Stirnseite 24 des Formkörpers 2 eingeleitet.
Somit wird der Formkörper 2 nicht
nur von seiner vorderen Konusfläche 12 mit
Temperatur beaufschlagt, sondern auch noch an seine Rückseite über die
Wärmeleitung
des Halterahmens 1 an der Stirnseite 24. Das Aufschäumen des
Formkörpers 2 wird
damit verbessert und beschleunigt.
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Die 3 zeigt,
dass der Halterahmen 1 nicht nur an der Stirnseite 24 befestigt
sein kann, sondern er kann auch im Bereich einer Ringnut 25 in das
Material des Formkörpers 2 eingelassen
sein. Auf diese Weise wird der Formkörper 2 sogar ausgehend
von seinem Mittenbereich mit einer sehr hohen Temperatur beaufschlagt,
was das Aufschäumen
des Formkörpers 2 stark
begünstigt.
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Eine weitere Kombinationswirkung
zwischen der Kaltrauchsperre und dem aufschäumbaren Brandschutzventil ergibt
sich bei einem Brandangriff in Pfeilrichtung 34 gemäß 3.
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Dieser Brandangriff wird zunächst die
Membrane 3 der Kaltrauchsperre in ihre Schließrichtung bringen
und zusätzlich
aber auch den Halterahmen 1 sehr stark aufheizen.
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Während
der Aufheizung hält
die Membrane 3 den Brandangriff noch Stand, gleichzeitig
fängt aber
auch die vordere Stirnseite des Formkörpers 2 an aufzuschäumen und
sich in Pfeilrichtung 33 radial einwärts auszudehnen. Damit wird
der Fassungsbereich der Membrane 3 an dem Halterahmen 1 wirksam
durch das dort aufschäumende
Material zusätzlich
abgedichtet, wodurch eine längere
Standzeit der Membrane 3 gegen den Brandangriff erreicht
wird. Die Membrane wird sozusagen durch das aufschäumende Material
noch zusätzlich
verklebt und verschlossen, so dass sie insbesondere nicht in den Randbereichen
ausfranst oder sich dort wölbt.
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Sie wird sozusagen noch im Umfangsbereich
an den Halterahmen 1 angeklebt.
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Die 4 zeigt,
dass der Einbaurahmen 4 nicht notwendigerweise ein buchsenförmiges Teil sein
muss, sondern dass der Einbaurahmen auch ein plattenförmiges Teil
sein kann, welches mit Hilfe von Schweißbolzen 7 an der vorderen
Stirnseite des aufschäumbaren
Formkörpers 2 verankert
ist.
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Auch hier ist der metallische Halterahmen der
KRS in eine Ringnut 25 des Formkörpers 2 vertieft eingelassen.
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Die 6 zeigt,
dass die beiden Elemente einer KRS und eines Brandschutzventils
auch mit einem herkömmlichen
Lüftungsventil 14 kombiniert sein
können.
Dieses Lüftungsventil 14 weist
einen über
einen Gewindebolzen 22 verstellbaren Ventilkörper 13 auf.
Wichtig ist, dass auch dieses Lüftungsventil 14 über eine
Art einer Bajonettverriegelung in dem vorher genannten Einbaurahmen 4 festgelegt werden
kann.
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Hierbei sind an der Innenseite des
Einbaurahmens 4 schräg
verlaufende Halterippen 28 angeordnet, hinter welche schraubenförmig zugeordnete Haltekanten 29 von
Haltestegen 27 des Lüftungsventils 14 festgelegt
sind.
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Im Übrigen legt sich das Lüftungsventil 14 mit
Hilfe eines umlaufenden Schaumstoffes 26 im Umgebungsbereich
des Lüftungskanals
beziehungsweise Wand- oder Deckenbereichs abdichtend an.
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Die 7 zeigt
die Kombination einer KRS mit einem aufschäumbaren Ventilteller eines
Brandschutzventils.
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Das dort gezeigte Brandschutzventil 30 weist einen
als Hohlkörper
ausgebildeten Ventilteller 18 auf, der mit dem aufschäumbaren
Baustoff 21 gefüllt ist.
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Der Ventilteller 18 ist
mindestens zweiteilig ausgebildet und besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel
aus einem vorderen Gehäuseteil 19,
welches fest mit einem feststehenden Gewindebolzen 22 verbunden
ist und aus einem auf dem Gewindebolzen 22 verschiebbaren,
zweiten Gehäuseteil 20.
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Kaltrauchsperre 15 weist
einen umlaufenden, metallischen Halterahmen 1, der über eine
Dichtung 17 abdichtend in dem Einbaurahmen 4 festgelegt
ist.
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Der Halterahmen befindet sich in
wärmeleitendem
Kontakt mit dem Gewindebolzen 22 und einer dort angeordneten
Mutter 16.
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Auf diese Weise wird bei einem Brandangriff zunächst auch
der metallische Halterahmen 1 der Kaltrauchsperre 15 mit
einer hohen Temperatur beaufschlagt, die auf den Gewindebolzen 22 eingeleitet wird
und so auch den aufschäumbaren
Ventilteller 18 von innen her beaufschlagt. Damit wird
nicht nur die Außenseite
des Ventiltellers 18 mit den beiden metallischen Gehäuseteilen 19, 20 von
Wärme beaufschlagt,
sondern darüber
hinaus wird auch noch von der Innenseite her der aufschäumbare Baustoff 21 über den
Gewindebolzen 22 mit entsprechender Wärme beaufschlagt.
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Daher kommt es zu einer schnellen
Aufschäumung
des aufschäumbaren
Baustoffes 21, der als Gegenlager sich von dem feststehenden
Gehäuseteil 19 abdrückt und
in Pfeilrichtung 23 den verschiebbaren Gehäuseteil 20 auf
dem Gewindebolzen 22 verschiebt, so dass sich der verschiebbare
Gehäuseteil 20 in
den Durchlass des Brandschutzventils 30 festlegt und dieses
verschließt.
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Der Verschluss kann hierbei entweder
alleine durch den verschiebbaren Gehäuseteil 20 erreicht werden
oder in Kombination mit dem austretenden aufschäumenden Baustoff 21,
der die Ränder
des Gehäuseteils 20 umgibt
und einen zusätzlichen
Dichtungsabschluss ergibt.
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Es ist im Übrigen nicht lösungsnotwendig, dass
der Ventilkörper 31 nach 7 konisch ausgebildet ist.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass
dieser Ventilkörper 31 zylindrisch
ausgebildet ist und sich der verschiebbare Gehäuseteil 20 in dieses
zylindrische Teil hineinbewegt.
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Die Abdichtung wird dann durch den
radial nach Außen
gerichtet austretenden Baustoff erreicht, der sich zwischen dem
Umfangsrand des Gehäuseteils 20 und
dem Innenumfang des Ventilkörpers 31 anlegt
und so den Dichtungsabschluss ergibt.
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Allen Ausführungsbeispielen ist gemelnsam, dass
durch die wärmeleitende
Verbindung zwischen der Kaltrauchsperre und dem aufschäumbaren
Baustoff eines Brandschutzventils eine wesentliche Verringerung
der Einbautiefe bei gleichzeitig verbessertem Aufschäumverhalten
des Brandschutzventils erreicht wird.
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- 1
- Halterahmen
- 2
- Formkörper (aufschäumbar)
- 3
- Membrane 3'
- 4
- Einbaurahmen
- 5
- Stützblech
- 6
- Befestigung
- 7
- Schweißbolzen
- 8
- Pfeilrichtung
- 9
- Stege
- 10
- Stege
- 11
- Mittenbohrung
- 12
- Konusfläche
- 13
- Ventilkörper
- 14
- Lüftungsventil
- 15
- Kaltrauchsperre
- 16
- Mutter
- 17
- Dichtung
- 18
- Ventilteller
- 19
- Gehäuseteil
- 20
- Gehäuseteil
- 21
- Aufschäumbarer
Baustoff
- 22
- Gewindebolzen
- 23
- Pfeilrichtung
- 24
- Stirnseite
- 25
- Ringnut
- 26
- Schaumstoff
- 27
- Haltesteg
- 28
- Halterippen
- 29
- Haltekante
- 30
- Brandschutzventil
- 31
- Ventilkörper
- 32
- Pfeilrichtung
- 33
- Pfeilrichtung
- 34
- Pfeilrichtung