DE3305139A1 - Control device with integrated gas return spring for a closable flap arranged in an opening - Google Patents

Control device with integrated gas return spring for a closable flap arranged in an opening

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DE3305139A1
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Harald Dipl.-Ing. 8400 Regensburg Vetter
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Abstract

The flap is especially a dome light, sloping skylight, etc., the adjusting element being filled with an expansion medium and containing an integrated gas return spring. The control device according to the invention with integrated gas return spring is different from the known devices especially in that an adjustable restoring force can be integrated into the control device, without the known disadvantages e.g. of external or internal coil springs, arising. The further advantageous effect of the present invention is that the required fatigue strength of the device due to the integrated gas spring is of the same order of magnitude as the device without corresponding return springs.

Description

Steuereinrichtung mit integrierter Gasrückzugsfeder fürControl device with integrated gas return spring for

eine in einer Öffnung angeordnete verschließbare Klappe Die Erfindung betrifft eine Steuer- und Sicherheitsvorrichtung für eine in einer Öffnung angeordnete verschließbare Klappe, insbesondere eine Lichtkupoel, Schrägdachfenster usw., wobei das Stellglied mit einem Dehnmedium gefüllt ist und eine integrierte Gasrückzugsfeder enthält.a closable flap arranged in an opening. The invention relates to a control and safety device for an arranged in an opening closable flap, in particular a light dome, pitched roof window, etc., wherein the actuator is filled with an expansion medium and an integrated gas return spring contains.

Steuervorrichtungen dieser Art sind z.B. aus der US-Patentschrift 3298298,bekannt, bzw. der Deutschen Patentschrift 2138947. Diese Patenschriften zeigen eine Lüftungskla-e, die entweder durch einen Metallbalg mit Gasfüllung verstellbar sind, oder mit einem Dehnmedium gefüllt sind, die im Gegensatz zum gasförmigen Dehnmedium ausreichende Stellkräfte für Klappen, insbesondere für Llchtkunneln, erzeugen.Control devices of this type are for example from U.S. Patent 3298298, known, or the German patent specification 2138947. These patent documents show a ventilation hatch that can either be adjusted by means of a metal bellows with gas filling are, or are filled with an expansion medium, which in contrast to the gaseous expansion medium Generate sufficient actuating forces for flaps, especially for light tunnels.

Eine weitere Klappenbetätigung zeigt das DE-GBM 1898097.DE-GBM 1898097 shows another flap actuation.

Hier wird einetüftungsklappe mit Hilfe einer Bi-Metallfeder bewegt. Auch hier stehen Kräfte in der Größenordnung, wie sie bei Steuer- und Sicherheitsvorrichtungen, insbesondere für LichtkupPeln oder Schrägfenster benötigt werden, nicht zur Verfügung.Here a ventilation flap is moved with the help of a bi-metal spring. Here, too, forces are of the same order of magnitude as they are in control and safety devices, especially needed for domed skylights or sloping windows are not available.

Bei allen angegebenen Steuereinrichtungen wird insbesondere keine ausreichende Rückstellkraft gewährleistet. Im Falle der DE-Patentschrift 2138947 wird völlig auf Rückzugskräfte verzichtet, da der Erfinder offensichtlich davonausgegangen ist, daß das Eigengewicht der zu betätigenden Klappe, z.B. Lichtkunsel, völlig ausreicht, um als Rückzugsgewicht zu fungieren.In particular, none of the specified control devices is used sufficient restoring force guaranteed. In the case of DE patent specification 2138947 retraction forces are completely dispensed with, since the inventor obviously assumed them is that the dead weight of the flap to be operated, e.g. Lichtkunsel, is completely sufficient, to act as a withdrawal weight.

Gleichzeitig ist dieses Steuergerät für Lichtkuppeln mit einem relativ kurzen Hubzylinder ausgerüstet, so daß ein über den maximalen thermischen Lüfthub hinausgehenden Hubkolben keine Betätigunqsmöglichkeit besteht.At the same time, this control unit for skylights with a relative equipped with a short lifting cylinder, so that an over the maximum thermal release stroke there is no possibility of actuation.

Die Erfahrungen mit dem nach P 2138947 erzeugten technischen Gerät zur Betätigung von Lichtkuppeln und Treibhausfenstern etc. haben gezeigt, daß das Fehlen einer nennenswerten, insbesondere an die Einsatzfälle annassbaren Rückzugskraft besonders ungünstige Auswirkungen gezeigt haben (z.B. keine R.ückzugskraft bei Sturm oder kein sicheres Schließen bei senkrechten Fenstern). In vielen Anwendungsfällen konnte deshalb das Steuergerät grundsätzlich nicht eingesetzt werden. Diese Nachteile wurden durch das Anbringen einer äußeren Schraubenfeder, die auf den Hubkolben wirkt, versucht zu begegnen. Hier hat sich aber gezeigt, daß nebeneiner äußerst ungünstigen technischen Optik die Rückzugsfeder den Hubkolben einseitig belastet und somit zu Langzeitausfällen führt. Gleichzeitig wird der Hubkolben stellungsabhängig stark unterschiedlich belastet (Federkennlinie).The experience with the technical device produced according to P 2138947 for the operation of skylights and greenhouse windows etc. have shown that the Lack of a noteworthy retraction force that can be assumed in particular for the particular application have shown particularly unfavorable effects (e.g. no retraction force in the event of a storm or no safe closing with vertical windows). In many use cases therefore the control unit could not be used in principle. These disadvantages were made by attaching an external helical spring that acts on the reciprocating piston, tries to counter. But here it has been shown that next to one extremely unfavorable technical optics the return spring loads the reciprocating piston on one side and thus closes Long-term failures. At the same time, the piston becomes strong depending on its position differently loaded (spring characteristic).

Weiterhin ist versuchtworden, Federn innerhalb dieser Steuergeräte einzubauen (Druckfeder). Die Druckfedern werden entweder durch das Dehnmedium an der einwandfreien Funktion gehindert, oder bei entsprechender Auslegung kann eine mechanische Schädigung der notwendigerweise sehr glatten Oberfläche der Hubkolben nicht verhindert werden, was ebenfalls zu Lanazeitausfällen führt.Attempts have also been made to incorporate springs within these control devices to be installed (compression spring). The compression springs are either attached to the expansion medium prevented from functioning properly, or if appropriately designed, a mechanical damage to the necessarily very smooth surface of the reciprocating piston cannot be prevented, which also leads to lana time failures.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lüftungssystem bzw. ein Steuer- undSicherheitsgerät zu finden, das mit einer einstellbaren integrierten Rückzugskraft versehen ist und o.g.The invention is based on the object of providing a ventilation system or to find a control and safety device with an adjustable integrated Retraction force is provided and the o.g.

Nachteile vermeidet. Es soll insbesondere eine ontimal kostengünstige Lösung aufgezeigt werden, die in der gleichen Größenordnung langzeitstabil ist wie das Steuergerät selbst und mit einer Hubkolbenstange auskommt.Avoids disadvantages. In particular, it is intended to be ontimally inexpensive Solution are shown, which is long-term stable in the same order of magnitude as the control unit itself and gets by with a reciprocating piston rod.

Die äußeren Kräfte auf die Lüftungsklan pe sollen hierbei genauso wie die inneren Kräfte der Rückzugsfeder keinen wesentlichen Einfluß auf die jeweilige STellung der Klanpe haben, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dasStellglied als Druckgefäß ausgebildet ist, daß das Dehnmedium eine Dehnflüssigkeit oder pastös ist und daß in das Dehngefäß ein weiteres druckdichtes aber in der Ausdehnung kleineres Gefäß, ragt, welches gegen das Dehnmedium druckdicht abgeschlossen ist.The external forces on the Lüftungsklan pe should be the same here like the internal forces of the return spring have no significant influence on the respective Position of Klanpe, This object is achieved according to the invention in that the actuator is designed as a pressure vessel that the expansion medium is an expansion fluid or pasty and that in the expansion vessel another pressure-tight but in the expansion smaller vessel, protrudes, which is sealed pressure-tight against the expansion medium.

Beide ineinandergreifende Dehngefäße sind an einer Stelle (Oberseite-des Druckgefäßes) druckdicht miteinander verbunden. Der durch beide Druckdichtungen hindurchragende bewegliche Kolben berührt einerseits den Dehnstoff, und wird an einer zweiten Stelle über eine im zweiten Druckgefäß befindliche Dichtung mit einem Druckgas z.B. Stickstoff, beaufschlagt.Both interlocking dilatation vessels are in one place (upper side of the Pressure vessel) connected to one another in a pressure-tight manner. The one through both pressure seals Moving piston protruding through touches on the one hand the expansion material, and is on a second point via a seal located in the second pressure vessel with a Pressurized gas, e.g. nitrogen, is applied.

Der Druck kann bei der Montage des Steuergeräts in weiten Bereichen eingestellt werden, so daß die daraus resultierende Rückzugskraft, die auf dem Hubkolben wirkt, somit eingestellt werden kann. Der daraus zu erzielende nositive Effekt der Rückzugskraft des Druckgases besteht darin, daß keinerlei mechanische Schäden durch die alternativ denkbare Feder erzeugt werden können, gleichzeitig ist sichergestellt, daß die Rückzugskraft völlig zentrisch auf den Hubkolben wirkt.The pressure can vary over a wide range when the control unit is installed be adjusted so that the resulting retraction force acting on the reciprocating piston acts, so it can be adjusted. The resulting positive effect of the Retraction force of the compressed gas consists in that no mechanical damage the alternatively conceivable spring can be produced, at the same time it is ensured that the retraction force acts completely centrally on the reciprocating piston.

Besonders vorteilhaft hat sich die Möglichkeit ergeben, die Kolbendurchmesser innerhalb der Gasrückzugsfeder und innerhalb des Dehnstoffes mit unterschiedlichen Durchmesser zu gestalten. Bei dieser Ausführungsform genau so wie bei gleichen Durchmessern muß die integrierte Rückzugsfeder allerdings um etwa 25-30 % länger gestaltet werden, als der zu erwartende Nennhub des Steuergeräts, um unzulässige Rückzugskräfte zu vermeiden.The possibility has been found to be particularly advantageous to change the piston diameter within the gas return spring and within the expansion material with different Shape diameter. In this embodiment exactly as with the same diameters However, the integrated return spring must be made about 25-30% longer, than the expected nominal stroke of the control unit in order to avoid impermissible retraction forces avoid.

Diese ggf. nachteilige Auswirkung kann aber dadurch vermiedenwerden, daß das in das Druckgefäß des Dehnmediums hineinragende zweite Druckgefäß für das Druckgas so ausgebildet ist, daß sich innerhalb dieses Druckgefäßes ein Kolben mit unterschiedlichen Durchmessern relativ zum Dehnmediumskolben bewegt.However, this possibly negative effect can be avoided by that the protruding into the pressure vessel of the expansion medium second pressure vessel for the Compressed gas is designed so that a piston with within this pressure vessel different diameters moved relative to the expansion medium piston.

Dadurch wird erreicht, daß nur eine-geringe Gasvolumenverdrängung pro Längenänderung des Hubkolbens wirksam wird und somit keine unzulässig hohen Innendrücke im Druckgefäß des Gasvolumens resultieren.It is thereby achieved that only a slight displacement of gas volume per change in length of the reciprocating piston becomes effective and therefore no impermissibly high Internal pressures result in the pressure vessel of the gas volume.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuergeräts näher erläutert.The following is an exemplary embodiment of the control device according to the invention explained in more detail.

Figur 1 Dort wird das Druckgefäß(4)entsprechend P 2138947 mit gut wärmeleitfähigen Einlagen versehen (z.B.Figure 1 There the pressure vessel (4) according to P 2138947 with good thermally conductive inserts (e.g.

Ripnenrohr) - Das Druckgefäß ist mit Dehnmedium (2) gefüllt. Ein weiteres Druckgefäß (3) ist über eine gemeinsame Dichtung (4) druckdicht verschlossen.Ripnenrohr) - The pressure vessel is filled with expansion medium (2). Another one The pressure vessel (3) is closed in a pressure-tight manner via a common seal (4).

Ein Hubkolben (5) ragt einerseits in das Dehnmedium (2) und arbeitet mit einer Dichtung (6) innerhalb des Druckgefäßes (3), das mit Druckgas (7), z.B. Stickstoff, gefüllt ist. Die Dichtung(6)innerhalb des Druckgefäßes (3) ist auf dem Kolben (5) festsitzend montiert. Dadurch wird der Kolben (5) infolge des Innendrucks des Druckgases (7) gegen das Dehnmedium (2) dauerhaft gepresst.A reciprocating piston (5) protrudes into the expansion medium (2) and works with a seal (6) inside the pressure vessel (3) which is filled with pressurized gas (7), e.g. Nitrogen, is filled. The seal (6) inside the pressure vessel (3) is on the Piston (5) mounted tightly. This causes the piston (5) to become due to the internal pressure of the compressed gas (7) is pressed permanently against the expansion medium (2).

Ein weiteres Beispiel zeigt Figur 2. Hier ist das Druckgefäß (1) ebenfalls dargestellt, genauso das Dehnmedium (2), das zweite Druckgefäß (3), eine Doppeldichtung (4) gegenüber Dehnmedium und Gas, ein Kolben (5) ist hier im Gegensatz zu Figur 1 mit unterschiedlichen Durchmessern ausgeführt und gegen eine weitere Dichtung (1o) abgedichtet. Im Gasraum (11) befindet sich Normaldruck. Im Gasraum (12) befindet sich Überdruck. Das gesamte System ist z.B. beweglich im Dehngefäß (1) gelagert.Another example is shown in FIG. 2. The pressure vessel (1) is also here shown, as well as the expansion medium (2), the second pressure vessel (3), a double seal (4) versus expansion medium and gas, a piston (5) is here in contrast to figure 1 executed with different diameters and against another seal (1o) sealed. There is normal pressure in the gas space (11). Located in the gas space (12) overpressure. The entire system is, for example, movably mounted in the expansion vessel (1).

Claims (5)

Patentansprüche: Steuereinrichtung mit integrierter Gasrückzugsfeder für eine in einer öffnung angeordneten verschließbaren Klappe, insbesondere für Lichtkupneln, die zum Be- und Entlüften und im Brandfalle mit Hilfe eines Stellgliedes selbsttätig öffnet, wobei das Stellglied mit einem Dehnmedium gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied als Druckgefäß (1) ausgebildet ist, daß das Dehnmedium (2) als Flüssigkeit oder pastös ist und das an mindestens einer Stelle des Druckgefäßes ein weiteres Druckgefäß, das unter Gasdruck steht, druckdicht verbunden ist und dafür sorgt, daß das Druckgas im Druckgefäß den Stellkolben gegen das Dehnmedium dauerhaft presse.Claims: Control device with integrated gas return spring for a closable flap arranged in an opening, in particular for Light domes for ventilation and in the event of a fire with the help of an actuator opens automatically, whereby the actuator is filled with an expansion medium, thereby characterized in that the actuator is designed as a pressure vessel (1) that the expansion medium (2) is in the form of a liquid or pasty and that at at least one point on the pressure vessel Another pressure vessel, which is under gas pressure, is connected in a pressure-tight manner and ensures that the pressurized gas in the pressure vessel pushes the actuating piston against the expansion medium permanent press. 2) Steuer- und Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubkolben aus einem Durchmesser besteht und auf dem Hubkolben eine Dichtung festsitzend montiert ist, die das Druckgas gegen ein weiteres Druckgefäß abdichtet.2) control and safety device according to claim 1, characterized in that that the reciprocating piston consists of a diameter and a seal on the reciprocating piston is firmly mounted, which seals the compressed gas against another pressure vessel. 3) Steuer- und Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch -1,2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehngefäß für das Druckgas aus innen hochglanzpoliertem Stahlrohr besteht und gegenüber dem.Dehnmedium mit Dichtringen druckdicht verschlossen wird und als Druckgas sauerstofffreie Gase, wie z.B. Stickstoff oder SF 6 verwendet werden 3) control and safety device according to claim -1,2, characterized characterized in that the expansion vessel for the compressed gas from the inside is highly polished Steel pipe and sealed against the expansion medium with sealing rings in a pressure-tight manner and oxygen-free gases such as nitrogen or SF 6 are used as the compressed gas will 4) Steuer- und Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in das Druckgefäß eingebaute zweite Druckgefäß für das Druckgas beweglich eingebaut wird (Verstellkolbenfunktion).4) control and safety device according to claim 3, characterized in that that the second pressure vessel built into the pressure vessel for the pressurized gas is movable installed (adjusting piston function). 5) Steuer- und Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben mit unterschiedlichen Durchmessern innerhalb des Druckgefäßes für das Druckgas und dem Dehnstoff ausgeführt ist.5) control and safety device according to claim 4, characterized in that that the actuating piston with different diameters within the pressure vessel is designed for the compressed gas and the expansion material.
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DE19953115A1 (en) * 1999-11-04 2001-08-09 Nikolaj Witt Air temperature regulator consists of plastic and oil filled container, oil-filled cylinder, metal rod, tubing, holder and groove.

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