DE2509496A1

DE2509496A1 - Druckgaspatrone fuer brandschutzzwecke

Info

Publication number: DE2509496A1
Application number: DE19752509496
Authority: DE
Inventors: Hellmut Bendler; Anton Bretfeld
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1975-03-05
Filing date: 1975-03-05
Publication date: 1976-09-09
Also published as: GB1534917A; US4043128A; JPS51119199A; FR2332768A1; FR2332768B1

Description

OZ-Nr.: 75020

DYNAMIT NOBDL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf Bez. Köln

Druckgaspatrone für Brandschutzswecke

Die Erfindung bezieht sich auf den irn Oberbegriff des Anspruchs 1 festgelegten Gegenstand.

Zum Öffnen von Rauchabzugsklsqypen, Oberlichtern od.dgl.·, vorzugr»-- velce in Dächern von großen Hallen, sind Einrichtungen bekannt, bei denen in einem Stellzylinder ein Kolben pneumatisch verschoben v.^rirdj dessen Kolbenstange direkt ?.uf die zu öffnende Klappe, Tür, Fenster od.dgl. wirkt. Die Druckluft für die Betätigung des Kolbens ist in einer Druckflasche gespeichert, deren Öffnung im Bedarfsfall mechanisch oder pyrotechnisch erfolgt. Es ist auch ■möglich, diene Einrichtungen mit rauch- oder tftö'peraturempfindli-· eben Sensoren zu verbinden und die öffnung automatisch auszulösen. So verwendet man kleine Glasgefäße oder Glasampullen, die mit Alkohol oder einer ähnlichen Flüssigkeit gefüllt sind und bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur von z.B. 60, 70 oder 80 C durch Ausdehnung der Flüssigkeit zerspringen, beispielsvreise sogenannte ESTI*¹ '-Patronen, und daraufhin, über einen elektrischen Schaltsr einen Stromkreis schließen, der wiederum das öffnen des Druckflaschenventils bewirkt* Diese automatisch auslösbaren Einrichtungen sind jedoch im Hinblick auf den besonderen elektrischen Stromkreis, das elektrisch zu betätigende Ventil, die Energieversorgung usw. verhältnismäßig aufwendig. Auch kann die einwandfreie Funktion der elektrischen Anlagenteile nicht ohne weiteres von Zeit zu Zeit überprüft werden, da der¹ Stromkreis durch die zwischengeschalteten Glasampulle;! unterbrochen ist.

Ps r Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend angeführtem Kachteile ζυ. vermeiden und eins Druckgaspr:trone für BrandiichircZXWecKe so auszubilden, dcß sie Beglichst einfach aufgebautist, einen geringen Montage- und Betrisosaufwatid erfordert sowio

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gegen Störungen aus der Umgebung möglichst unempfindlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend dem Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst. Die Druckgaspatrone kann dabei grundsätzlich als Druckgasflasche, beispielsweise mit Druckluft gefüllt, ausgebildet sein, deren Öffnung direkt durch den Schlagbolzen bewirkt wird, indem dieser z.B. eine Verschlußmembran aus Metall durchschlagt. Vorzugsweise ist die Druckgaspatrone jedoch als Druckgasgenerator ausgebildet, in welchem das Druckgas erst im Bedarfsfall erzeugt wird, so daß die Druckgaspatrone vorher, d.h. im - Ruhezustand nicht unter Druck steht und Leckverluste während des Ruhezustandes vermieden werden. Ein derartiger Druckgasgenerator ist beispielsweise in der DT-OS ; 17 71 644 beschrieben, bei dem ein Festtreibstoff mittels eines vom Solilagbolzen mechanisch ausgelösten Zündelementes im Bedarfsfall gezündet wird und das Druckgas erzeugt. Der formschlüssige. Eingriff des einen Endes des Verriegelungselementes in den Schlagbolzen während des Ruhezustandes kann z.B. in der Weise erfolgen, daß das stiftförmige Verriegelungselement in eine Querbohrung öes Schlagbolzens hineinragt. Vorzugsweise wird hierzu der Schlagbolzen aber mit einer ringförmigen Nut versehen, in welche das Verriegelungselement mit seinem einen Ende hineinragt, so daß sich der Schlagbolzen unter der Kraft der gespannten Feder mit der von dieser abgeuandten Nutflanke am Verriegelungselement abstützt. Letzteres ist in einem Gehäuse so geführt, daß es dabei die vom Schlagbolzen auf es ausgeübte \ Querkrsi't einwandfrei aufnehmen kann. Im allgemeinen ist das Verriegelungselement mit seiner Längsachse senkrecht zu der des Schlagbolzens angeordnet, kann aber grundsätzlich auch in einem von 90° abweichenden Winkel zum Schlagbolzen angeordnet werden, wobei der Verschiebeweg des Verriegelungselementes je- ' doch immer so bemessen sein muß, daß es bei seiner seitlichen Bewegung vom Schlagbolzen weg diesen, freigibt, d.h. außer Ein·-- _: griff mit dem Schlagbolzen kommt. . ' , .

Das Verriegelungselement stutzt sich im Ruhezustand über das ' Sperrelenient am Gegenlager ab» Das Sperrelement ist als tempera- '

turempfindlicher Sensor ausgebildet. Beispielsweise kann es dazu als stabförmiges Element definierter Abmessungen aus einem bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur schmelzenden Metall bzw. einer entsprechenden Metalllegierung, z.B. Woodsches Metall, hergestellt werden. Die temperaturabhängige Auslösung der erfindungsgemäßen Druckgaspatrone erfolgt dann dadurch, daß dieses Sperrelement bei Überschreiten der Grenztemperatur anschmilzt bzw. wegschniilzt und dadurch unter der Federkraft des Verriegelungselementes seine Form so verändert bzw. aus der Sperrstellung entfernt wird, daß sich das Verriegelungselement unter der Kraft der ihm zugeordneten gespannten Feder so weit seitlich vom Schlagbolzen weg bewegen kann, daß dieser freigegeben wird.

Die erfindungsgemäße Druckgaspatrone mit dem integrierten thermischen Sensor stellt ein kompaktes Bauelement dar, das einfach aufgebaut, unempfindlich und aus sich heraus funktionsfähig ist, d.h. keiner weiteren Zusatzelemente bedarf, um beispielsweise das Öffnen von Rauchabzugseinrichtungen, Inbetriebsetzen von Löscheinrichtungen oder die Auslösung anderer temperaturabbängiger Vorgänge zu bewirken.

Um mit der erfindungsgemäßen Druckgaspatrone auch bei Umgebungstemperaturen unterhalb der vorgegebenen Grenztemperaturen eine gewollte Auslösung erreichen zu können, ist in zweckmäßige?:· Y.eiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 vorgesehen, das Gegenlager des Sperrelementes nicht fest, sondern als unter der Druckwirkung eines elektrisch auslösbaren Anzündaatzes verschiebbarer Kolben auszubilden, der bei seiner Verschiebung gleichfalls die Form des Sperrgliedes so verändert bzw. dieses beispielsweise zerstört und dadurch aus der Sperrstellung entfernt, daß das Verriegelungselement -sich vom Schlagbolzen so weit seitlich wsgbewegen kann, daß dieser freigegeben wird. DaKit hat man z.B. die Möglichkeit, "bei einera Brand in den unteren Etag-an eines Hochhauses die in den oberen Etagen oder im Dach befindlich^?:· RuuchabEugseinrichtungen völlig unabhängig von der dort herrschenden Temperatur durch elektrische Fern-

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steuerung gewollt auszulösen. Diese zusätzliche wahlweise elektrische Auslösung ist mit geringem Aufwand erreichbar und in vorteilhafter V/eise mit dem thermischen Sensor in einem Bauteil kleiner Größe kombiniert. Für die Auslösung wird nur eine vergleichsweise geringe elektrische Energie benötigt, da nur das elektrische Zündelement zur Funktion zu bringen ist, nicht aber ein elektrisches Ventil od.dgl. der Druckgaspatrone. Zudem kann auch die Funktionsbereitschaft des elektrischen Auslösesystems ohne Schwierigkeiten kontrolliert werden, da im Stromkreis kein© erst durch die tatsächliche Auslösung sich schließenden Kontakte angeordnet sind. Die überprüfung geschieht in einfacher Weise durch die Bestimmung des elektrischen Widerstandes des Stromkreises, wobei die Stromstärke des' Mess- oder Ruhestromes so klein zu wählen ist, daß die elektrischen Zündelemente mit Sicherheit nicht ausgelöst werden. :

Damit der Kolben im Ruhezustand als festes Gegenlager für das Sperrelement dienen kann, ist es möglich, ihn über radiale Abscherstifte od.dgl. im Gehäuse zu halten, die erst nach Auslösung des Zündelementes durchtrennt werden. Vorteilhafter ist es jedoch* gemäß dem in Anspruch 3 angegebenen v/eiteren Vor- · schlag der Erfindung zu verfahren. ;

Eine besonders günstige Ausbildung des Sperrelementes ist im Anspruch 4 angegeben. Diese bekannten, im Handel beispielsweise unter der Bezeichnung "ESTI^ '-Patrone·¹ erhältlichen Glasampullen sind mit geringem Aufwand herstellbar und reagieren relativ schnell auch auf kleine Überschreitungen der vorgegebenen Grenztemperatur. Dabei muß durch die konstruktive Ausgestaltung des sie aufnehmenden Gehäuses dafür gesorgt sein, daß die bei ihrer Auslösung entstehenden Glassplitter nicht die seitliche ; Verschiebung des Verriegelungselementes unzulässig behindern.

Die erfindungsgemäße Druckgaspatrone ist insbesondere für das öffnen von Rauchabsugseinrichtungen vorgesehen. Eine vorteilhafte Verbindung der dafür bekannten Stellzylinder mit Kolben und Kolbenstange, die direkt auf das zu öffnende Oberlicht.

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Klappe od.dgl. einwirkt, ist im Anspruch 5 angegeben.

. Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel

■ gezeigt und wird anhand dieses nachstehend noch näher erläutert.

■ Es zeigen

'. Figur 1 die Druckgaspatrone mit Auslösevorrichtung im Längsschnitt und

Figur 2 den Anbau eines Systems mit Druckgaspatrone ah einem Oberlicht.

Gemäß Figur 1 ist im zylindrischen Patronengehäuse 1 aus Metall, ' beispielsweise Stahl, Messing oder Aluminium, die in der Ansicht gezeigte Druckgaspatrone 2 eingesetzt, deren pyrotechnische Mischung mittels des schlagempfindlichen Zündelementes 3 entzündet wird. Der Druckgaspatrone 2 vorgelagert ist das freie Vor- - volumen 4, das vorzugsweise 20 bis 50 % des Patronenvoluniens

über
ausmacht unavtlie Reduzierbohrung 5 mit dem Stellzylinder 6 aus beispielsweise Stahl bzw. dem Flaum unterhalb des Kolbens 7 mit Kolbenstange 8, beide z.B. aus Aluminium, verbunden ist. Durch entsprechende Wahl des lichten Querschnitts der Reduzierbohr-ung 5 kann die Kolbengeschwindigkeit beim Ausfahren geregelt werden, und zwar ist die Geschwindigkeit um so kleiner, je enger der Bohrungsquerschnitt ist. Das Patronengehäuse 1 ist in axialer Verlängerung des Stellzylinders 6 angeordnet und mit diesem bei- ^! spielsweise über die Schraubverbindung 9 gasdicht verbunden.

: Der Kolben 7 kann gegebenenfalls noch mit wenigstens einem ringförmigen an der Innenwandung des Stellzylinders 6 anliegenden nicht gezeigten Dichtungselement versehen werden.

Am hinteren Ende ist das Patronengehäuse 1 mit dem Schlagbolzen \ gehäuse 10 verbunden, vorzugsv^eise über das Schraubgewinde 11, : wobei zwischen beiden die Haltescheibe 12 mit der zentralen Öffnung 13 eingespannt ist, die einerseits das Zündelement 3 in der Ausnshiitv-ng der Druckgaspatrone 2 festhält und andererseits öen axialen V/eg des in der Ansicht gezeigten Schlagbolzens 14 begrenzt. Das Schlagbolzangehäuse 10 aus vorzugsweise Metall, z.B. Stabil KessJBg oder AJU^iuium, dichtet mittels äor Halte-

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scheibe 12 außerdem die Druckgaspatrone 2 nach hinten ab. Innerhalb des zylindrischen Schlagbolzengehäuses 10 ist in der in
Längsrichtung sich erstreckenden Ausnehmung 15 der Schlagbolzen 14 geführt, zwischen dessen Flansch 16 und dem ringförmigen Absatz 17 der Ausnehmung 15 die gespannte Feder 18 angeordnet ist, Am hinteren Ende weist der Schlagbolzen 14 die ringförmige Nut 19 auf, in welche das eine Ende 20 des in der Ansicht gezeigten Verriegelungselementes 21 formschlüssig eingreift.. Der Schlagbolzen 14 liegt dabei mit der von der Feder 18 abgewandten Nutflanke 22 am Ende 20 des Verriegelungselementes 21 an. Während des Transportes und der Montage ist der Schlagbolzen 14 zusätzlich mit dem quer zu ihm angeordneten Sicherungsstift 23 gehalten, der nach erfolgtem Anbau an die Rauchabzugseinrichtung
od.dgl. von Hand seitlich herausgezogen wird, so daß der Schlagbolzen 14 nur noch mittels des Verriegelungselementes 21 gehalten ist.

Das Verriegelungselement 21 ist längsverschieblich im Sensorgehäuse 24 aus beispielsweise Stahl, Messing oder Aluminium angeordnet, das von· der Seite her in das Schlagbolzengehäuse 10
eingesetzt, vorzugsweise eingeschraubt ist. Die Längsachsen des Schlagbolzens 14 und des Verriegelungselementes 21 stehen dabei senkrecht aufeinander. Mit seinem anderen kolbenartig verdickt ausgebildeten Ende 25 wird das Verriegelungselement 21 unter
der Kraft der gespannten Feder 26 gegen das Sperrelement 27 gedrückt, das seinerseits am Gegenlager 28 anliegt. Das als zum
Verriegelungselement 21 hin verschiebbarer Kolben ausgebildete " Gegenlager 28 weist an seiner Mantelfläche den ringförmigen Absatz 29 auf, mit dem es sich an einer Gegenfläche des Sensorgehäuses 24 nach der vom Sperrelement 27 abgewandten Seite hin ab~_; stützt. Auf der vom Sperrelement 27 abgewandten Seite des Gegen-, lagere 28 ist der Anzündsatz 30 zusammen mit dem elektrischen
Zündelement, beispielsweise einer bekannten Zündpille mit Glühdrahtj angeordnet, dem die Zünclenergie über die beiden elektri- _; sehen Zuleitungen 31 zugeführt wird. Das Sensorgehäuse 24 ist ; vorzugsweise quergeteilt und mittels der Schraubverbindung 32
im Bereich der Gegenflache für den Absatz 29 des Gegenlagers 28 .;

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- 7 verbunden.

Das Sperrelement 27 ist als ESTI-Patrone ausgebildet, die mit ihrem halsförmigen Ansatz 33 in eine entsprechende sacklochartige Ausnehmung 34 des Gegenlagers 28 hineinragt. Nach Überschreiten der Grenztemperatur, für welche die ESTI-Patrone ausgelegt ist, wird die Glasampulle durch Ausdehnung der in ihr enthaltenen Flüssigkeit zerstört. Die Glassplitter kennen mehr oder weniger vollständig durch die seitlichen Öffnungen 35 des Sen- ; Borgehäuses 24 hinausfallen, so daß sich das Verriegelungselement 21 unter der Kraft der Feder 26 ungehindert in Richtung auf das Gegenlager 28 verschieben kann.und damit den Schlagbolzen 14 freigibt, der gegen das Zündelement 3 vorschnellt und durch dessen Auslösung die Entzündung der pyrotechnischen Mischung der Druckgaspatrone 2 bewirkt.

Die Zerstörung der Glasampulle kann unterhalb der vorgegebenen Grenztemperatur wahlweise auch elektrisch erfolgen, indem das elektrisch ausgelöste Zündelement mit Anzündsatz 30 eine solche Menge Druckgas erzeugt, daß das Gegenlager 28 gegen das Verriegelungselement 21 beschleunigt wird und dadurch die Glasampulle gewollt zerstört. Das Zündelement ist vorzugsweise als herkömmliches Brückenzündelement mit einem Innenwiderstand von vorzugsweise 1 bis 2ß ausgebildet, das durch einen elektrischen Strom von etwa 0,8 A auslösbar ist und seinerseits den ihm nachgeordneten herkömmlichen die geringe Menge Druckgas erzeugenden Anzündsatz 30 zündet. Grundsätzlich könnte aber auch beispielsweise eines der bekannten Spalt- oder Schichtzündmittel verwendet werden.

Mt der erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, bei Anwendung im Brandschutzfall eine selbsttätige Auslösung bei entsprechend erhöhter Temperatur zu erreichen sowie über beispielsweise Rauchmelder oder von Hand gesteuert noch nicht gezündete Druckgaspatronen gewollt zur Entzündung zu bringen. Die elektrische Auslösung hat den Vorteil, daß durch eine sogenannte Ruhe-Stromüberwachung mit einem Meßstrom von beispielsweise 10 mA die Bereitschaft der elektrischen Anlageteile kontrolliert wer-

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den kann.

Gemäß Figur 2 ist die erfindungsgemäße Druckgaseinheit 36 mit seitlich angeordnetem Sensorgehäuse 24 mit Zuleitungen 31 in axialer Verlängerung des Stellzylinders 6 mit Kolben 7 und KoI- ! benstange 8 angeordnet, die direkt auf das um das Lager 37 auf-, klappbare Oberlicht 38 einwirkt. Der Stellzylinder 6 ist um das Lager 39 verschwenkbar. Seine Lage und die des Oberlichtes 38 ' am Ende des Öffnungsvorgangs sind gestrichelt angedeutet. Der das Oberlicht 38 begrenzende Rand des Daches ist mit 40 bezeichnet.

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Claims

Patentansprüche

1. !Druckgaspatrone für Brandschutzzwecke, vorzugsweise zum V^/Öffnen von Rauchabzugseinrichtungen, mit einer thermischen Auslösevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösevorrichtung einen durch Federkraft (18) gegen die Druckgaspatrone (2) vortreibbaren Schlagbolzen (14) aufweist, der im Abstand von der Druckgaspatrone (2) mittels eines gegenüber den Schlagbolzen (14) seitlich verschiebbaren Verriegeiungselementes (21) gehalten ist, das mit seinem einen Ende (20) formschlüssig'in den Schlagbolzen (14) eingreift und seinerseits in dieser den Schlagbolzen (14) verriegelnden Stellung gegen die Kraft einer gespannten Feder (2.6) mittels eines zwischen seinem anderen Ende (25) und einem

ι .Gegenlager (28) angeordneten Sperrelementes (27) gehalten ist, das bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur seine Form derart ändert bzw. aus der Sperrstellung entfernbar ist, daß das Verriegelungselement (21) unter der Wirkung der Feder (26) seitlich verschiebbar ist und außer Eingriff mit dem

: Schlagbolzen (14) kommt.

2. Druckgaspatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenlager (28) des Sperrelementes (27) als in einem Gehäuses (24) in Richtung auf das Verriegelungselement (21) zu verschiebbarer und dabei die Form des Sperrelementes (27) verändernder bzw. dieses aus der Sperrstellung entfernender Kolben ausgebildet ist, und daß auf der vom Sperrelement (27) abgewandten Seite des Kolbens ein elektrisch auslösbares Zündelement mit druckgaserzeugendem Anzündsatz (30) angeordnet

XSt. :

^;

3. Druckgaspatrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben an seiner Mantelfläche einen ringförmigen Absatz (29) aufweist;, mit dem er sich an einer korrespondierenden Gegenflächo des Gehäuses (24) in Richtung auf den Ansündsats (yS) abstützt... ... . .

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4. Druckgaspatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (27) ein Glasgefäß mit einer es bei überschreiten einer vorgegebenen Temperatur zerstörenden Flüssigkeitsfüllung ist.

5. Druckgaspatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie in axialer Verlängerung eines Stellzylinders (6) angeordnet und mit dessen Kolbenraum über eine Reduzierbohrung (5) verbunden ist.

Troisdorf, den 27. Febr. 1975
Sc/Rl. OZ-Nr.; 75020

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