DE3814003A1 - Druckmittelbetaetigbarer hubzylinder fuer vorzugsweise entlueftungseinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen druckmittelbetätigbaren Hubzylinder zum Öffnen und Schließen von vorzugsweise Ent­ lüftungseinrichtungen wie z. B. Entlüftungsklappen in einer Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Druckmittelbetätigbare Hubzylinder der vorgenannten Art werden z. B. zum Schließen und Öffnen von im Dach- und Wandbereich von Hallen und dgl. angeordneten Entlüftungs­ vorrichtungen, Entlüftungsklappen, Lichtelementen und dgl. benutzt. Bei einem bekannten druckmittelbetätigbaren Hub­ zylinder der eingangs genannten Art (DE-OS 36 09 765) ist die Hubstange in zwei Hubendstellungen jeweils mittels eines druckmittelbetätigbaren Sperrgliedes zu arretieren. Der dazu erforderliche Bau- und Konstruktionsaufwand ist erheblich und verursacht eine Vielzahl von Einzelbauteilen. Die Verriegelung in den jeweiligen Endstellungen erfolgt bei diesem Zylinder auch während des Normalbetriebes zur Raumbelüftung, obgleich hier in aller Regel eine Verriege­ lung aus z. B. Sicherheitsgründen nicht notwendig ist.

Lüftungsvorrichtungen dienen darüber hinaus auch als Brand­ schutzelemente, so daß druckmittelbetätigbare Hubzylinder der eingangs genannten Art vielfach auch mit einer Vorrich­ tung zur Zwangsdruckauslösung im Brandfall gekoppelt sind, welche ein z. B. bei Überschreiten einer kritischen Be­ triebstemperatur zerberstende Glasflächen und eine ent­ ladbare Druckluftpatrone umfaßt, so daß die Entlüftungs­ klappen im Brandfall nach Entladung der Druckluftpatrone zwangsweise in die offene Stellung mittels des Hubzylinders überführt werden können. Hierbei ist es notwendig, die Hubzylinder in ihrer Endstellung zu verriegeln, um die Zwangsentlüftung bei einer etwaigen Zerstörung der Druck­ mittelzufuhr aufrechtzuerhalten. Neben Entlüftungsvorrich­ tungen haben jedoch auch in der Regel Brandmelder eine bedeutende und entscheidende Sicherungsaufgabe im Brandfall zu erfüllen. Bei Brandschutzentlüftungseinrichtungen, die mit Hubzylindern herkömmlicher Art betätigbar sind, kann es jedoch durch die sofortige Zwangsentlüftung im Brandfall dazu kommen, daß auf Rauch ansprechende Brandmelder kein Alarmsignal geben.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfach zu handhabenden und kostengünstigen druckmittelbetätigbaren Hubzylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sicher Entlüftungsklappen in ihre Offen- und Schließ­ stellung zu überführen sind, bei dem aber gleichfalls sichergestellt ist, daß im Katastrophenfall unter Berück­ sichtigung des Ansprechverhaltens z. B. eines Rauchmelders eine sicherungsoptimierte Steuerung der Klappen unter Bei­ behaltung einer Klappenverriegelungsmöglichkeit in ihrer Endstellung bewerkstelligt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich der druckmittelbe­ tätigbare Hubzylinder der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale aus. Hinsichtlich wesentlicher weiterer vorteil­ hafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Ansprüche 2 bis 13 verwiesen.

Der druckmittelbetätigbare Hubzylinder nach der Erfindung ist ein kostengünstiges und einfach zu handhabendes Gerät, das mit nur einer geringen Anzahl von insgesamt verschleiß­ unanfälligen Bauteilen in der Lage ist, z. B. die Entlüf­ tungsklappen sicher in ihre Offen- und Schließstellung zu bringen, wobei die Zwischenhublage als Hubstangenendhub­ lage während des Normalbetriebes zur täglichen Belüftung bzw. Entlüftung von Räumen genutzt werden kann. Gleichfalls kann diese Zwischenhublage dazu genutzt werden, z. B. bei Auftreten eines Brandes, daß zunächst für einen gewissen Zeitraum oder aber auch durch eine entsprechende steuerungs­ technische Verknüpfung bis zu einem Zeitpunkt, zu dem Brand­ melder Alarmsignal gegeben haben, die Klappen nur z. B. zu einem oder zwei Dritteln aufzusteuern, und erst danach z. B. durch Entladung einer weiteren Druckmittelpatrone mit einem höheren Betriebsdruck die Hubstange in die End­ stellung zu bringen und dort zu verriegeln. Aufwendig und insbesondere im Katastrophenfall außerordentlich anfällige gesonderte Druckluftanschlüsse zur Entriegelung des Sperr­ gliedes sind in vorteilhafter Weise nicht notwendig, wozu zweckmäßigerweise an der Hubstange ein Mitnehmer vorgesehen ist, mit dem durch die Endhubbewegung der Hubstange ein das Sperrglied in seiner Sperrstellung blockierendes Halte­ element in eine das Sperrglied freigebende Betriebsstellung oder das Sperrglied in eine die Hubstangenarretierung ermög­ lichende Auslösestellung überführbar ist.

Der Hubzylinder nach der Erfindung kann Gehäuseteile haben, die insgesamt einen oder aber auch bevorzugterweise zwei Arbeitsdruckräume von Arbeitskolben sowie innere Führungs­ räume umgrenzen. Innerhalb des Gehäuses ist dabei die Hub­ stange längsbeweglich geführt, deren vorderes Ende mit einem Gestänge oder dgl. von zu öffnenden bzw. zu schließen­ den Lüftungsklappen zu verbinden ist. Zumindest ein Arbeits­ kolben ist zweckmäßigerweise an dem rückseitigen Ende der Hubstange befestigt, der eine Druckangriffsfläche hat, die über den vorzugsweise im hinteren Gehäuseteil ausgebil­ deten Druckmittelanschluß mit vorzugsweise Druckluft als Druckmittel zu beaufschlagen ist, so daß die Hubstange pneumatisch bewegt werden kann. Sind zwei Arbeitskolben vorgesehen, ist bevorzugtermaßen der an dem rückwärtigen Ende der Hubstange vorgesehene Arbeitskolben derjenige, der für eine Entriegelung des Sperrgliedes und auch Ver­ riegelung der Sperrstange Sorge trägt, wohingegen der diesem Arbeitskolben vorgeordnete weitere Arbeitskolben in der Zwischenhublage an dem Anschlag anliegt.

An der der Druckangriffsfläche gegenüberliegenden Fläche eines Arbeitskolbens kann eine Druckfeder abgestützt sein, so daß der Arbeitskolben bzw. die Hubstange nach Entlastung mittels Federkraft in die Hubendstellung zu überführen ist, in der die Lüftungsklappen geschlossen sein sollen. Zur Verriegelung der Hubstange kann ein Sperrglied vorge­ sehen sein, das senkrecht zur Hubstangenlängsachse längs­ beweglich ausgerichtet ist und lediglich manuell mittels z. B. eines Ringes in eine Entriegelungsstellung entgegen der Kraft einer Feder zu bewegen ist. Zur Halterung des Sperrgliedes in dieser Entriegelungsstellung kann ein die Hubstange umgebendes, vorzugsweise scheibenförmiges Halte­ teil mit einem kragenförmigen Randansatz vorgesehen sein, das mit seinen vorderen Enden in eine am Sperrglied ausge­ bildete Randausnehmung zur Halterung des Sperrgliedes in seiner Sperrstellung eingreift. Die Hubstange ist dabei zweckmäßigerweise relativbeweglich zum Halteelement ausge­ bildet, welches rückseitig von einer Feder mit auf den Betriebsdruck im Katastrophenfall angepaßter Federkraft ausgebildet ist, so daß bei Vorliegen z. B. des Entladungs­ druckes einer Druckluftpatrone mittels des Mitnehmers das Halteelement entgegen der Kraft der Feder bewegt wird und dabei durch diese Hubstangenbewegung in eine Lage überführt wird, in der die vorderen Enden nicht mehr in die Randaus­ nehmung des Sperrgliedes eingreifen, so daß das Sperrglied entriegelt ist und hinter dem Mitnehmer einrasten kann. Dazu ist das Halteelement mit einem inneren Aufnahmeraum versehen, der im wesentlichen den Abmessungen des Mitnehmers angepaßt ist, so daß dieser in den Aufnahmeraum angeordnet ist.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Zeichnung sowie die nachfolgende Beschreibung verwiesen. In der Zeichnung zeigen in jeweils schematischer Ansicht:

Fig. 1 in einem Längsmittelschnitt ein erstes Ausfüh­ rungsbeispiel des Hubzylinders nach der Erfindung mit einem Arbeitskolben, und

Fig. 2 in einem Längsmittelschnitt ein Ausführungsbei­ spiel des Hubzylinders nach der Erfindung mit zwei Arbeitskolben.

In der Zeichnung sind gleichwirkende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Der in der Zeichnung nach Fig. 1 allgemein mit 1 bezifferte Hubzylinder hat Gehäuseteile 2, 3, 4, die insgesamt einen Arbeitsdruckraum 5 sowie einen inneren Führungsraum 7 umgrenzen. Innerhalb des Gehäuses ist eine Hubstange 8 mit Längsmittelachsen 9 längsbeweglich geführt, deren vorderes Ende mit einem Gestänge oder dgl. von zu öffnenden bzw. zu schließenden Lüftungsklappen zu verbinden ist. An dem rückseitigen Ende der Hubstange 8 ist der Arbeitskolben 6 befestigt, der an seiner Druckan­ griffsfläche 10 über den im hinteren Gehäuseteil 4 ausge­ bildeten, in der Zeichnung im einzelnen nicht ersichtlichen Druckmittelanschluß mit vorzugsweise Druckluft als Druck­ mittel zu beaufschlagen ist, so daß die Hubstange 8 pneu­ matisch in eine Hubstellung zu überführen ist, in der die Lüftungsklappen geöffnet sind. An der der Druckangriffs­ fläche 10 gegenüberliegenden Fläche 11 soll eine im einzel­ nen nicht dargestellte Druckfeder abgestützt sein, so daß der Arbeitskolben 6 bzw. die Hubstange 8 nach Entlastung des Arbeitsdruckraumes mittels Federkraft in die veran­ schaulichte Hubstellung zu überführen sind, in der die Lüftungsklappen geschlossen sind.

Zur Verriegelung der Hubstange 8 ist ein allgemein mit 13 beziffertes Sperrglied vorgesehen, das senkrecht zur Hubstangenlängsachse 9 längsbeweglich ausgerichtet ist und nach Arretierung der Hubstange 8 lediglich manuell mittels des Ringes 14 entriegelt werden kann. Das Sperrglied weist ein Stangenteil 15 auf, das über eine Feder 16 abge­ stützt ist. Am rückseitigen Endbereich der Hubstange 8 des veranschaulichten Ausführungsbeispiels sind ein Anlage­ teil 17 sowie ein Mitnehmer 19 vorgesehen, der seinerseits einen schräg nach außen zulaufenden kragenförmigen Blockier­ randansatz 18 aufweist. Das Anlageteil 17 ist über eine Feder 22 an dem Mitnehmer 19 abgestützt. Bei normalem Be­ triebsdruck vom z. B. 3 oder 6 bar kann sich die Hubstange über das vordere Ende des Anlageteils 17 an der den Anschlag bildenden Anlagefläche 21 des Gehäuseteils 2 in einer Zwischenhublage anlegen bzw. abstützen, ohne daß die Hub­ stange verriegelt ist. Durch die entsprechend geometrischen Abmessungen des Abstandes zwischen Anlagefläche 21 einer­ seits und Sperrglied andererseits des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 bzw. des Abstandes des Anlageteils 17 zum vor­ deren Ende des Mitnehmers 19 ist diese Zwischenhublage - in Relation zum Endhubweg - zu variieren. In dem Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 1 beträgt der Endhubweg nur wenige Millimeter, kann aber gleichfalls derart ausgebildet sein, daß die Lüftungsklappen z. B. zum sicheren Ansprechen eines Brandmelders im Brandfall nur zu einem oder z. B. zwei Dritteln aufgefahren werden. Im dargestellten Ausführungs­ beispiel nach Fig. 1 ist in der Zwischenhublage mittels des Blockierrandansatzes der Sperrstift 15 des Sperrgliedes entgegen der Kraft der Feder ein wenig nach unten bewegt. Die Feder 22 ist dabei derart ausgelegt, daß die Hubstange bei diesem Betriebsdruck noch keine weitere Bewegung relativ zu dem Anlageteil 17 durchmachen kann. Diese Relativbewegung und damit das Zusammendrücken der Feder 22 ist erst dann möglich, wenn der vorgegebene Betriebsdruck vorherrscht, wie er z. B. beim Entladen der Druckluftpatrone im Kata­ strophenfall auf den Arbeitskolben 6 wirkt, so daß die Hubstange ihre Endhubbewegung durchmachen kann und ihre Hubendstellung einnimmt. Im Verlaufe dieser Endhubbewegung bewegt sich der Blockierrandansatz 18 des Mitnehmers 19 über die Sperre hinweg, so daß die Sperre bzw. der Sperr­ stift 15 unter Einfluß der Kraft der Feder 16 hinter dem Blockierrandansatz 18 verrasten kann.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 umgrenzen die Ge­ häuseteile 2, 3.1, 3.2, 3.3 sowie 4 insgesamt zwei Arbeits­ druckräume 5.1 und 5.2 bzw. Führungsräume 7.1, 7.2, in denen jeweils ein vorderer Arbeitskolben 6.1 bzw. ein hin­ terer Arbeitskolben 6.2 druckmittelbeaufschlagbar längsbe­ weglich geführt ist. Die Arbeitsdruckräume 5.1 und 5.2 sind an eine gemeinsame, allgemein mit 23 bezifferte Druck­ mittelzufuhr angeschlossen. Von der Druckmittelzufuhr 23 ist der Arbeitsdruckraum 5.2 über seinen Druckmittelanschluß 24 mit Druckmittel zu beaufschlagen und der Arbeitsdruckraum 5.1 über die Verbindungsleitungen 25, 26, 27 mit Druckmittel zu versorgen. Der Druckmittelanschluß 24 des Arbeitsdruck­ raumes 5.2 ist mit einem Rückschlagventil 28 versehen. Weiterhin hat dieser Arbeitsdruckraum 5.2 noch eine eben­ falls von einem Rückschlagventil 29 beherrschte Anschluß­ verbindungsleitung 30, so daß bei freigegebenem Druckmittel­ anschluß 24 der Arbeitsdruckraum 5.1 über die Anschlußlei­ tung 30, die Verbindungsleitungen 26 sowie 27 mit dem Ar­ beitsdruckraum 5.2 verbunden werden kann.

Die Druckmittelzufuhr 23 kann in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel an eine Druckmittelversorgung und an z. B. zwei Druckmittelpatronen angeschlossen sein, in denen ein Druckmittel mit unterschiedlichem Druckniveau jeweils bevorratet ist. Zur täglichen Normalsteuerung der Lüftungs­ klappen mit z. B. einem Betriebsdruck von 3 bar erfolgt die Steuerung dann alleinig über den Arbeitsdruckraum 5.1 bzw. den Arbeitskolben 6.1, da die Rückschlagventile derart ausgelegt sind, daß sie nur auf einen höheren Betriebsdruck von z. B. 10 bar ansprechen. Bei dem Normalbetriebsdruck wird die Hubendstellung durch die Zwischenhublage gebildet, in der - wie in der Zeichnung veranschaulicht - sich der Arbeitskolben 6.1 an dem z. B. federnd oder als Teleskop­ glied mit einem den Betriebsdrücken angepaßtem Ansprechver­ halten ausgelegten Anschlagelement 21 anliegt.

Im Brandfall ist z. B. eine erste Druckmittelpatrone über Auslöseelemente, z. B. über zerberstende Glaskolben und dgl. freigebbare Anstecheinheiten, zu entladen. Der Entla­ dungsdruck dieser ersten Patrone ist dabei so gewählt, daß der Arbeitskolben 6.1 in die veranschaulichte Stellung und damit die Hubstange in die Zwischenhublage überführt wird, in der die Klappen nur zum Teil, z. B. in definierter Drittelstellung, geöffnet sind, um sicherzustellen, daß Rauchmelder Signal geben können. Nach z. B. einer bestimmten Zeit, z. B. durch steuerungstechnische Verknüpfung einer Auslöseeinrichtung einer zweiten Druckmittelpatrone mit dem Signalgeber eines Rauchmelders, ist dann ein Druck­ medium unter z. B. 10 bar freizugeben, so daß über die Rückschlagventile 28 das Druckmedium in den Arbeitsdruckraum 5.2 und über die Anschlußleitungen 30, 26, 27 auch in den Arbeitsdruckraum 5.1 gelangen kann, so daß unter Zusam­ mendrückung des Anschlagelementes 21 und gegebenenfalls der Feder 22 die Hubstange 8 in ihre Endhubstellung überführt werden kann, wobei in analoger Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mittels des Sperr­ gliedes 13 die Hubstange automatisch verriegelt wird.

Claims (13)

1. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder (1) zum Öffnen und Schließen von vorzugsweise Entlüftungseinrichtungen wie z. B. Entlüftungsklappen mit einem an einer längsbeweg­ lichen Hubstange (8) angeordneten, in einem einen Druckmit­ telanschluß (24, 27) aufweisenden Arbeitsdruckraum (5, 5.1, 5.2) beweglich geführten Arbeitskolben (6, 6.1, 6.2) und mit einem vorzugsweise senkrecht zur Hubstangenlängs­ achse (9) ausgerichteten, federbelastbaren Sperrglied (13) zur Hubstangenarretierung in der Endhubstellung, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstange (8) an einem Anschlag (21) in einer Zwischenhublage abstützbar und bei Über­ schreiten eines vorgebbaren Betriebsdruckes durch eine Endhubbewegung in ihre Endhubstellung überführbar ist.

2. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubstange (8) ein Mit­ nehmer (19) zugeordnet ist, mit dem durch die Endhubbewegung der Hubstange (8) ein das Sperrglied (13) in seiner Sperr­ stellung blockierendes Halteelement in eine das Sperrglied (13) freigebende Betriebsstellung oder das Sperrglied in eine die Hubstangenarretierung ermöglichende Auslösestellung überführbar ist.

3. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstange (8) zwei mit Abstand voneinander angeordnete Arbeitskolben (6.1, 6.2) hat, wobei zumindest einem Arheitskolben (6.1) ein Anschlag (17, 21) zur Hubstangenabstützung in der Zwischenhublage und einem Arbeitskolben (6.2) der Mitnehmer (19) zur Sperrgliedfreigabe bzw. -entriegelung zugeordnet ist.

4. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arbeitsdruckräume (5.1, 5.2) an eine gemeinsame Druckmittelzufuhr (23) an­ schließbar sind und der Arbeitsdruckraum (5.2) des den Mitnehmer (19) aufweisenden Arbeitskolbens (6.2) einen erst bei Überschreiten des vorgebbaren Betriebsdruckes freigebbaren Druckmittelanschluß (24) hat.

5. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelanschluß (24) über ein federbelastetes Rückschlagventil (28) frei­ gebbar und absperrbar ist.

6. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (17, 21) als Feder- oder Teleskopteil mit wählbarem An­ sprechverhalten ausgebildet ist.

7. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halte­ element über eine Feder am Hubzylinder (1) abgestützt und die Feder derart ausgelegt ist, daß das Halteelement erst bei Überschreiten des vorgebbaren Betriebsdruckes mittels des Mitnehmers (19) aus der Sperrstellung bewegbar ist.

8. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Halte­ element als die Hubstange (8) umgebendes Scheibenteil ausge­ bildet ist und das Sperrglied (13) an seinem oberen Ende eine Randausnehmung aufweist, in die ein vorderer Endbereich des Halteelementes zur Sperrgliedarretierung einführbar ist.

9. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstange (8) über den Mitnehmer (19) verriegelbar ist.

10. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement einen im wesentlichen den Abmessungen des Mitnehmers (19) angepaßten Aufnahmeraum hat.

11. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mitnehmer (19) ein Anlageteil (17) vorgeordnet ist, das an dem Mitnehmer (19) über eine Feder abgestützt ist.

12. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (19) einen kragenförmigen, schräg nach außen zulaufenden Blockierrand­ ansatz (18) hat, hinter dem das lediglich manuell entriegel­ bare Sperrglied (13) verrastbar ist.

13. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumin­ dest ein Arbeitskolben (6, 6.1, 6.2) von einer Rückholfeder beaufschlagbar ist.