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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für den Rauch-
und Wärmeabzug aus
einem Gebäude
mit einem Sockelgehäuse
und einer daran schwenkbar befestigten Entlüftungsklappe, die mittels eines
mit der Entlüftungsklappe
wirkverbundenen Motors öffnenbar
und schließbar
ist.
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Eine
gattungsgemäße Vorrichtung
findet sich in der Offenlegungsschrift
DE 103 41 928 A1 . Um als auch
nach einschlägigen
technischen Normen anerkannter Rauchabzug für Gebäude gelten zu können, müssen die
betreffenden Stellmotoren feuerbeständig sein und auch bei einem
Stromausfall im herkömmlichen
Leitungsnetz noch in der Lage sein, den Rauchabzug durch ein Öffnen der
Entlüftungsklappe sicherzustellen.
Die Ausstattung der bekannten Vorrichtungen mit feuerbeständigen Stellmotoren
ist sehr aufwendig.
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Demgemäß ist es
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen,
bei der die Rauchabzugsfunktion auf kostengünstige Weise gewährleistet
ist.
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Die
Aufgabe wird für
eine gattungsgemäße Vorrichtung
gelöst,
indem als Motor für
den Öffnungsvorgang
eine Gasdruckfeder vorhanden ist, deren Gaspolster bei ganz oder
teilweise geschlossener Entlüftungsklappe
so weit vorgespannt ist, daß die Gasdruckfeder
mit dem darin gespeicherten Gasdruck die Entlüftungsklappe aus der gegebenen
Position zumindest annähernd
vollständig
aufzuschwenken vermag, und als Motor für den Schließvorgang
der Entlüftungsklappe
ein wahlweise einschaltbarer zweiter Motor vorhanden ist, mit dessen Betätigung in
Schließrichtung
die im Gaspolster der Gasdruckfeder gespeicherte Energie steigerbar
ist.
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Durch
die Verwendung einer Gasdruckfeder als Motor für den Öffnungsvorgang der Entlüftungsklappe
ist die für
den Öffnungsvorgang
der Entlüftungsklappe
erforderliche und erfindungsgemäß im Gaspolster
der Gasdruckfeder gespeicherte Energie unabhängig von der Stromversorgung
im Brandfall immer vorhanden. Damit weist der Öffnungsantrieb eine ausreichende
Brandsicherheit auf. Der für
den Schließvorgang
vorgesehene zweite Motor muß nicht
brandsicher und feuerbeständig
ausgelegt sein, da die Schließfunktion
im Brandfall nicht gefordert ist. Nach einem Öffnen der Entlüftungsklappe
durch die Gasdruckfeder – beispielsweise
zum täglichen
Lüften des
Gebäudes
oder zu Testzwecken -, ist sichergestellt, daß die für die erneute Öffnung der
Entlüftungsklappe
erforderliche Energie immer bei einem dazwischen liegenden Schließvorgang
der Entlüftungsklappe
wieder in die Gasdruckfeder eingebracht wird, da der zweite Motor
bei jedem Schließvorgang
direkt oder indirekt die Gasdruckfeder wieder zusammenschiebt und
dadurch den vorhandenen Druck im Gaspolster erhöht. Damit ist die Gasdruckfeder
jederzeit betriebsbereit. Sollte der zweite Motor einmal ausfallen,
so kann die Entlüftungsklappe
zwar nicht mehr damit geschlossen werden, für die Sicherungsfunktion im
Brandfall wäre
ein solcher Ausfall jedoch ohne Belang.
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Neben
der sicheren Öffnungsfunktion
ist der Einsatz einer Gasdruckfeder auch des halb vorteilhaft, weil
die Gasdruckfeder ein unerwünschtes
Zufallen der Entlüftungsklappe
insbesondere auch im Brandfall verhindert. Das in der Gasdruckfeder
vorhandene Gaspolster wirkt der Tendenz entgegen, daß sich die
Entlüftungsklappe
nach dem Öffnen
wieder in Richtung der Schließstellung
zurückbewegen kann.
Die Gasdruckfeder muß dazu
so ausgelegt sein, daß der
verbleibende Druck im Druckraum der Gasdruckfeder in der gewünschten
Offenstellung der Entlüftungsklappe
ein Kräftegleichgewicht
schafft zum Gewicht der Entlüftungsklappe
sowie eventueller gebrauchsüblicher
Zusatzlasten, wie beispielsweise witterungsbedingt Eis und Schnee.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu
sehen, daß die
Entlüftungsklappe
nicht nur im Brandfall, sondern jederzeit nach Belieben zur Entlüftung des
Gebäudes
geöffnet
und geschlossen werden kann. Trotz der kostengünstig realisierten Brandsicherheit
des Öffnungsantriebes kann
die Vorrichtung für
tägliche
Lüftungen
genutzt werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden gegenständlichen
Beschreibung eines Ausführungsbeispieles,
den Merkmalen der Unteransprüche
und der beigefügten Zeichnung.
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In
der beigefügten
Figur ist eine beispielhafte Ausführung einer Vorrichtung 2 für den Rauch-
und Wärmeabzug
aus einem Gebäude
dargestellt. Die Vorrichtung 2 verfügt über ein Sockelgehäuse 4 und eine
Entlüftungsklappe 6.
Diese Bauteile sind in vielfältigen
Formen und Bauausführungen
vorbekannt und können
dem jeweiligen Einsatzzweck entsprechend gestaltet sein. Im Ausführungsbeispiel
ist die Vorrichtung 2 für
eine Dachentlüftung
gestaltet, sie kann jedoch auch als Modell für die Wandentlüftung in
einer annähernd
vertikalen Einbaulage ausgebildet sein. Die Entlüftungsklappe 6 ist über ein
Scharnier 8 mit dem Sockelgehäuse 4 verbunden.
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An
Stelle eines Scharniers 8 können auch andere Verbindungselemente
zur Verbindung der Entlüftungsklappe 6 mit
dem Sockelgehäuse 4 vorgesehen
sein. Schließlich
verfügt
die Vorrichtung 2 im Bereich des Sockelgehäuses 4 und
der Entlüftungsklappe 6 jeweils über eine
Dämmung 10,
die für die
beanspruchte Erfindung jedoch nicht weiter von Bedeutung ist.
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Im
Innenraum des Sockelgehäuses 4 ist
eine Gasdruckfeder 12 angeordnet, die einends über eine Lasche 14 mit
der Entlüftungsklappe 6 und
anderenends mit einem Bolzen 20 mit dem Sockelgehäuse 4 verbunden
ist. Die Gasdruckfeder 12 verfügt über eine Kolbenstange 16 und
einen Druckraum 18. Im Druckraum 18 befindet sich
ein Gaspolster, dessen Kräfte
auf die Kolbenstange 16 wirken. Befindet sich die Kolbenstange 16 in
einer ausgefahrenen Position, ist das im Druckraum 18 befindliche
Gaspolster einem vergleichsweise niedrigen Druck ausgesetzt. Wird
die Kolbenstange 16 in den Druckraum 18 eingefahren,
wird das Gaspolster zusammengedrückt, und
mit dem Druck im Druckraum 18 steigt auch die im Druckraum 18 gespeicherte
Energie an. Ist die Kolbenstange 16 bis zum Anschlag in
den Druckraum 18 eingefahren, steht das Gaspolster im Druckraum 18 unter
einem größtmöglichen
Druck. Ist die Bewegbarkeit der Kolbenstange 16 nicht eingeschränkt, schiebt
der im Druckraum 18 vorhandene Druck die Kolbenstange 16 aus
dem Druckraum 18 heraus. Durch die Ausschubbewegung der
Kolbenstange 16 verlängert
sich die Baulänge
der Gasdruckfeder 12. Um diese größere Länge zu kompensieren, muß die Entlüftungsklappe 6,
an der Kolbenstange 16 befestigt ist, aufschwenken. Die
von der Gasdruckfeder 12 bewirkte Aufschwenkbewegung der
Entlüftungsklappe 6 setzt
sich solange fort, wie der im Druckraum 18 vorhandene Druck
größer ist als
das Gewicht der Entlüftungsklappe 6 sowie
eventuell vorhandener Zusatzlasten, wie beispielsweise Eis oder
Schnee, die auf der Entlüftungsklappe 6 liegen
können.
Um die Entlüftungsklappe 6 mit
der Gasdruckfeder 12 in die äußerste Offenstellung aufschwenken
zu können,
muß im
Druckraum 18 der Gasdruckfeder 12 in dieser äußersten
Offenstellung der Entlüftungsklappe 6 noch
ein so großer
Druck vorhanden sein, daß die
Entlüftungsklappe
dadurch in die äußerste Offenstellung
bewegbar ist und in dieser Stellung auch dauerhaft gehalten werden
kann.
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Aus
geometrischen Gründen
ist es vorteilhaft, ein Ende der Gasdruckfeder 12 in der
dem Scharnier 8 zugeordneten Hälfte des Sockelgehäuses 4 zu
befestigen, während
das andere Ende an der gegenüberliegenden
Hälfte
der Lüftungsklappe 6 befestigt
ist. Bei einer solchen Anordnung ergeben sich insbesondere im letzten
Abschnitt der Öffnungsbewegung
Bewegungsrichtungen der Kolbenstange 16, die nahe am Drehpunkt
des Scharniers 8 liegen. Bei einer solchen Anordnung bleiben
die Hebelkräfte insbesondere
im letzten Drittel der Schwenkbewegung, in dem der im Druckraum 18 vorhandene Druck
nachläßt, vergleichsweise
gering.
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Um
die Entlüftungsklappe 6 wieder
zu schließen,
ist im Sockelgehäuse 4 ein
wahlweise einschaltbarer zweiter Motor 22 vorhanden, der
beispielsweise als Elektromotor ausgebildet sein kann. Der Elektromotor
kann als ein Schneckengetriebemotor ausgebildet sein, dessen Drehbewegung
auf ein Zugglied 24 übertragen
wird, das wiederum an seinem dem Motor 22 abgewandten Ende
an der Entlüftungsklappe 6 befestigt
ist. Mit dem Motor 22 kann eine Trommel 26 rotierend
angetrieben sein, wodurch sich das auf die Trommel 26 aufgewickelte Zugglied 24 je
nach Drehrichtung verlängert
oder verkürzt.
Da die Gasdruckfeder 12 durch das Gaspolster die Entlüftungsklappe 6 dauernd
in Richtung der maximalen Offenstellung drückt, wird durch die Länge des
Zuggliedes 24 bestimmt, in welcher Schwenkstellung die
Entlüftungsklappen 6 jeweils
stehenbleibt. Wird das Zugglied 24 von der Trommel 26 abgerollt,
schwenkt die Entlüftungsklappe 6 in
eine weitere Offenstellung. Wird das Zugglied 24 auf die Trommel 26 aufgewickelt,
wird dadurch die Entlüftungsklappe 6 gegen
den Druck der Gasdruckfeder 12 in Richtung der Schließstellung
bewegt. Bei dieser Bewegung wird die Kolbenstange 16 in
den Druckraum 18 eingefahren, wodurch sich der Druck des Gaspolsters
im Druckraum 18 erhöht.
Auf diese Weise wird beim Zufahren der Entlüftungsklappe 6 der
in der Gasdruckfe der 12 gespeicherte Druck aufgebaut, der
erforderlich ist, um die Entlüftungsklappe 6 später wieder öffnen zu
können.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das Zugglied 24 über
eine Lasche mit der Entlüftungsklappe 6 verbunden,
es ist jedoch auch möglich,
das Zugglied 24 an der Kolbenstange 16 zu befestigen.
Das Zugglied 24 kann so weit auf die Trommel 26 aufgerollt
werden, bis sich die Entlüftungsklappe 6 schließlich in
ihrer Schließstellung
befindet.
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Um
die Entlüftungsklappe 6 in
ihrer Schließstellung
zu halten, kann eine gesonderte Verriegelung vorgesehen sein. Die
Verriegelung kann beispielsweise über einen Elektromagneten,
einen Schnappverschluß und
dergleichen erfolgen. Die Entlüftungsklappe 6 kann
auch vom Motor 22 zugehalten werden. Durch die Verriegelung
wird verhindert, daß unbefugte
Personen durch das Sockelgehäuse 4 hindurch
in das Innere des Gebäudes
gelangen können.
Als Zugglied 24 kann ein Seil, insbesondere Drahtseil oder
eine Kette Verwendung finden. Als Motor 22 kann aber auch
beispielsweise ein Hydraulikzylinder Verwendung finden, dessen Kolbenstange
an der Entlüftungsklappe 6 angreift.
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Um
sicherzustellen, daß die
Entlüftungsklappe 6 im
Brandfall in jedem Fall öffnet,
kann zwischen dem Motor 22 und dem Zugglied 24 und/oder
zwischen dem Zugglied 24 und der Entlüftungsklappe 6 zumindest
ein Schmelzlot 28 angeordnet sein, daß bei Erreichen eines definierten
Temperaturwertes die jeweilige Verbindung trennt. Das Schmelzlot 28 kann beispielsweise
so ausgelegt sein, daß es
seinen Aggregatzustand bei einer Temperatur von 93°C von fest
auf flüssig
wechselt und dadurch nicht mehr in der Lage ist, die von der Gasdruckfeder 12 erzeugten Druckkräfte auf
den Motor 22 bzw. das Zugglied 24 zu übertragen.
Im Bereich des Schmelzlotes löst
sich die Verbindung im Beispielsfall bei dem voreingestellten Temperaturwert
auf, und die Gasdruckfeder 12 kann die Entlüftungsklappe 6 in
eine Offenstellung drücken.
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Für den Fall,
daß die
Gasdruckfeder 12 bei hohen und gegebenenfalls weiter steigenden
Abgastemperaturen ebenfalls versagen sollte, kann vorgesehen sein,
daß die
Entlüftungsklappe 6 nach
der Trennung der Verbindung durch das Schmelzlot 28 von
der Gasdruckfeder 12 in eine Offenstellung schwenkbar ist,
in der sie durch eine mechanische Verriegelung arretierbar ist.
Als mechanische Verriegelung könnte
beispielsweise ein rastbarer Hebel oder eine Sperrklinke vorgesehen
sein, die in einer maximalen Offenstellung der Lüftungsklappe 6 in eine
Sperrlage einrasten. Sollte das Gaspolster beispielsweise wegen Überdruck
aus dem Druckraum 18 entweichen, so kann die Entlüftungsklappe 6 von den
Rasthebeln oder Sperrklinken in ihrer ausgefahrenen Position gehalten
werden. Selbst wenn der Druckraum 18 also durch die Hitze
eines Feuers beschädigt
werden sollte, kann die Gasdruckfeder 12 auf diese Weise
die Entlüftungsklappe
noch in einer Offenstellung halten.
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Damit
die Entlüftungsklappe 6 nicht
während des
normalen Lüftungsbetriebes
in die arretierte Stellung schwenken kann, sollte das Zugglied 24 bzw. der
Motor 22 so ausgelegt sein, daß diese die Aufschwenkbewegung
der Entlüftungsklappe 6 spätestens
kurz vor Erreichen der verriegelten Offenstellung stoppen. Um zu
erkennen, daß sich
die Entlüftungsklappe 6 der
verriegelten Offenstellung nähert,
kann ein erster Endlagenschalter 32 vorgesehen sein, der von
der Entlüftungsklappe 6 und/oder
der Gasdruckfeder 12 betätigt wird, wenn die Entlüftungsklappe 6 eine
Sollposition erreicht hat. Die Kontaktmeldung des ersten Endlagenschalters 32 kann
von einer Steuerung des Motors 22 als Stoppsignal ausgewertet
werden. Bei einer solchen Ausgestaltung des Antriebs und der Steuerung
ist sichergestellt, daß die Entlüftungsklappe
nur dann in die verriegelte Offenstellung schwenken kann, wenn die
Verbindung zwischen der Entlüftungsklappe 6 und
dem Motor 22 durch ein geschmolzenes Schmelzlot 28 getrennt
ist. Die Offenstellung kann auch über eine definierte Fahrzeit
des Stellmotors 26 aus der Zustellung erfolgen, ohne das
Eingreifen des Endschalters 32.
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Für die Steuerung
des Motors 22 kann ein zweiter Endlagenschalter 32 vorhanden
sein, durch den der Motor 22 abgeschaltet wird, wenn die
Entlüftungsklappe 6 ihre
Schließstellung
erreicht hat. Auf diese Weise kann vermieden werden, daß der Motor 22 im
Dauerbetrieb läuft,
obwohl die Entlüftungsklappe 6 schon
längst
ihre Schließstellung
eingenommen hat. Das Abschalten des Stellmotors 26 kann
auch über
eine elektronische Lastabschaltung erfolgen, ohne das Eingreifen
des Endschalters 34. Hierbei wird die Stromaufnahme des
Stellmotors 26 gemessen. Erreicht diese eine einstellbare
Schwelle, wird diese abgeschaltet. Auf diese Weise wird eine eventuelle
Verletzungsgefahr durch eingeklemmte Körperteile vermindert. Außerdem wird
die Entlüftungsklappe 6 immer
gegen die Dichtung gezogen. Ein falsch eingestellter Endschalter 34 läßt entweder
einen Spalt oder führt
zur Überlastung
des Stellmotors 26. Die Steuerung des Stellmotors 26 über die
Messung der Stromaufnahme vermeidet solche Funktionsrisiken und
Einstellfehler, außerdem
wird der Aufwand für
einen separaten Endschalter 34 und die dafür erforderliche
Verkabelung eingespart.
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In
der Vorrichtung 2 kann ein motorisch angetriebener Ventilator 30 vorhanden
sein, mit dem Raumluft und/oder Rauchgas aus dem Gebäude beförderbar
ist. Es ist möglich,
die Schaltung des Ventilators 30 mit der Schaltstellung
für den
Motor 22 zu kombinieren. Ein Betrieb des Ventilators 30 ist
im Normalfall nur dann sinnvoll, wenn auch die Entlüftungsklappe 6 zumindest
teilweise geöffnet
ist. Deshalb ist es vorteilhaft, mit dem Ventilator 30 den
Motor 22 einzuschalten, damit dieser die Entlüftungsklappe 6 durch
ein Verlängern
des Zuggliedes 24 entsprechend freigibt. Genauso ist es
denkbar, den Ventilator 30 bei einem Kontaktsignal des
zweiten Endlagenschalters 34 auszuschalten. Eine solche
funktionelle Koppelung des Ventilators 30 mit der Entlüftungsklappe 6 ist
insbesondere im Brandfall vorteilhaft, weil dort vergessen werden
könnte,
in Panik zwei statt nur eines einzigen Schalters zu betätigen. Auch für den Bedienkomfort
ist es vorteilhaft, mit nur einem Schalter zwei Funktionen steuern
zu können.
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Durch
das Schmelzlot 28 wird sichergestellt, daß bei größerer Hitze
der Motor 22 von der Entlüftungsklappe getrennt wird,
so daß sich
die Entlüftungsklappe 6 von
der Gasdruckfeder 12 angetrieben immer und auch unabhängig von
einer ausreichenden Stromversorgung in eine Offenstellung bewegen kann.
Andererseits ist es möglich,
bei Temperaturen, die unterhalb des Schmelzpunktes des Schmelzlotes 28 liegen,
die Entlüftungsklappe 6 täglich für die Gebäudelüftung zu
gebrauchen. Durch das Abwickeln des Zuggliedes 24 schwingt
die Entlüftungsklappe 6 von
der Gasdruckfeder 12 getrieben auf. Der erste Endlagenschalter 32 kann
die Aufschwenkbewegung in einem gegenüber der Schließstellung
gegeben Öffnungswinkel
von etwa 85° stoppen.
Von dieser noch nicht arretierten Offenstellung kann die Entlüftungsklappe 6 jederzeit
vom Motor 22 wieder in eine Zwischen- oder Schließstellung
zurückverlagert
werden.
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Die
vorstehend beschriebene Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel
beschränkt,
sondern kann vom Fachmann in einer ihm als geeignet erscheinenden
Weise abgewandelt werden.