EP3781269B1

EP3781269B1 - Brandbekämpfungseinrichtung

Info

Publication number: EP3781269B1
Application number: EP19707716.7A
Authority: EP
Inventors: Martin FRIESSNER
Original assignee: Fogtec Brandschutz GmbH and Co KG
Current assignee: Fogtec Brandschutz GmbH and Co KG
Priority date: 2018-04-19
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2024-07-24
Anticipated expiration: 2039-02-14
Also published as: WO2019201492A1; EP3781269A1; CN112041033B; US11786771B2; ES2988834T3; CN112041033A; US20210154507A1; EP3781269C0; DE102018109305A1; PL3781269T3

Description

Der Gegenstand betrifft eine Brandbekämpfungseinrichtung, ein System mit einer Brandbekämpfungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Systems.
Aus der EP 1 609 507 A1 ist ein Feuerlöschgerät zur Erzeugung von Inertgasen bekannt.
Aus der SU814370 ist eine Reihenschaltung zum sequentiellen Zünden von Zündpillen bekannt.
Aus der US 5,517,920 ist eine Vorrichtung zum sequentiellen Zünden von Zündpillen bekannt.
Zur Brandbekämpfung werden unterschiedlichste Technologien eingesetzt. Neben den klassischen Sprinklersystemen zur Brandbekämpfung existieren Systeme mit Hochdruckwassernebel als auch Systeme mit Aerosolen, welche zur Brandlöschung eingesetzt werden. In den letztgenannten Systemen wird das Aerosol, welches aus fein zerstäubten Feststoffen gebildet wird, durch sogenannte Generatoren ausgebracht. Generatoren werden elektrisch gezündet und bringen nach dem Zünden das Aerosol aus. Dies ist unproblematisch, solange nur ein Generator pro Steuereinrichtung zum Einsatz kommt. In Anwendungen, bei denen größere Bereiche abgesichert werden müssen, kann es aber sinnvoll sein, mehrere Generatoren entlang einer gleichen Steuerlinie in Reihe zueinander zu verschalten. Dann kann es jedoch dazu kommen, dass nicht alle Generatoren entlang dieser Reihe (Linie) gleichzeitig auslösen, so dass es im Brandfall, das heißt wenn die Steuerleitung aktiviert wird, nicht stets gewährleisten werden kann, dass auch alle an dieser Steuerleitung angeschlossenen Generatoren tatsächlich ausgelöst werden.
Aus diesem Grunde lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, eine Brandbekämpfungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welcher ein sicheres Auslösen aller Generatoren entlang einer gemeinsamen Steuerleitung gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Brandbekämpfungseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Dabei ist ein Generator vorgesehen, mit dem ein Brandbekämpfungsmittel ausgebracht werden kann. Ein Generator kann dabei beispielsweise eine Kartusche aufweisen, in der Brandbekämpfungsmittel gelagert ist. Über einen Zündimpuls kann die Kartusche aktiviert und das Brandbekämpfungsmittel ausgebracht werden. Insbesondere ist es möglich, dass durch eine exotherme Reaktion der Generator geöffnet und das Brandbekämpfungsmittel ausgebracht werden kann. Insbesondere kann ein Aerosol-Generator zum Einsatz kommen, der bei einem Zündvorgang ein Feststoff-Aerosol ausbringt. Solche Generatoren sind herkömmlich bekannt.
In dem Generator, insbesondere in der Kartusche des Generators, ist ein Zündmittel angeordnet. Dieses Zündmittel kann über einen elektrischen Zündimpuls, auch Zündstrom genannt, ausgelöst werden. In dem Moment in dem das Zündmittel ausgelöst wird, wird ein Gasdruck aufgebaut, über den das Brandbekämpfungsmittel ausgebracht wird.
Zum Zünden des Zündmittels ist dieses über einen zweipoligen Steueranschluss ansteuerbar. An dem Steueranschluss kann der Zündstrom sowie die Zündspannung angelegt werden. Überschreitet der Zündstrom einen Grenzwert, so kann das Zündmittel auslösen und den Generator aktivieren.
Wie bereits erläutert, kann nicht stets gewährleistet werden, dass bei einer elektrischen Reihenschaltung mehrere Brandbekämpfungseinrichtungen die Generatoren aller Brandbekämpfungseinrichtungen gleichzeitig auslösen. Ist das Zündmittel so gebildet, dass im Fall des Zündens eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Polen des Steueranschlusses unterbrochen oder gestört wird, kann beim Auslösen einer Brandbekämpfungseinrichtung der Stromfluss entlang der Reihenschaltung unterbrochen werden und somit vor- bzw. nachgelagerte Brandbekämpfungseinrichtungen in der Reihe können nicht mehr mit ausreichendem Zündstrom versorgt werden. Es ist nun erkannt worden, dass eine Überbrückungsschaltung an den Polen des Steueranschlusses angeordnet werden kann, mit der diese Unterbrechung des Stromflusses auch im Falle einer Auslösung des Zündmittels und einer damit einhergehenden Unterbrechung der elektrischen Verbindung verhindert werden kann. Mit Hilfe der Überbrückungsschaltung ist ein Auslösen des Zündmittels detektierbar. Die Überbrückungsschaltung ist dergestalt, dass sie bei einem ausgelösten Zündmittel einen Schalter schließt und dadurch die beiden Pole des Steueranschlusses kurzschließt bzw. niederohmig miteinander verbindet. Das bedeutet, dass im Falle des Zündens der Zündmittel der Schalter das Zündmittel überbrückt und der Zündstrom nach wie vor zwischen den Polen des Steueranschlusses fließen kann.
Der Schalter ist insbesondere derart, dass er bei einer anliegenden Zündspannung nach einmaliger Aktivierung geschlossen ist. Ein Aktivierungskriterium zur Aktivierung der Überbrückungsschaltung kann ein Widerstand über das Zündmittel sein. Insbesondere kann bei einem hochohmigen Zündmittel, das heißt, wenn das Zündmittel gezündet hat und gegebenenfalls eine Leitung unterbrochen ist oder gestört ist, das Kriterium erfüllt sein, so dass der Schalter dann geschlossen ist. Danach wird über den Schalter das Zündmittel überbrückt und der Zündstrom fließt somit durch die Brandbekämpfungseinrichtung zu vor- und/oder nachgelagerten Brandbekämpfungseinrichtungen und kann dort für ein zuverlässiges Zünden der Zündmittel sorgen. Somit wird sichergestellt, dass auch solche Brandbekämpfungseinrichtungen auslösen können, bei denen das Zündmittel gegebenenfalls träge ist und/oder einen Zündstrom erfordern, der über eine längere Dauer anliegt, um sicher auszulösen.
Zum Überbrücken des Zündmittels durch den Schalter wird vorgeschlagen, dass die Überbrückungsschaltung elektrisch parallel zu dem Steueranschluss geschaltet ist. Somit liegt die Überbrückungsschaltung an den Polen des Steueranschlusses parallel zu dem Zündmittel an.
Durch die Überbrückungsschaltung kann ein ohmscher Widerstand über dem Zündmittel überwacht werden. Im nicht ausgelösten Zustand fließt ein Strom nahezu ungehindert über das Zündmittel. Der ohmsche Widerstand ist nahe 0 Ω, insbesondere nicht mehr als 3 Ω, insbesondere zwischen 1 und 4 Ω. Mit der Überbrückungsschaltung wird somit ein sehr geringer Widerstand über dem Zündmittel detektiert. Unmittelbar nach dem Zünden des Zündmittels kann jedoch ein hoher Widerstand, insbesondere größer 3 Ω, bevorzugt größer 10 Ω über dem Zündmittel gemessen werden. Ein solch hoher Widerstand kann dazu führen, dass die Überbrückungsschaltung aktiviert wird und den Schalter schließt.
Die Überbrückungsschaltung weist bevorzugt einen Stromspiegel auf. Der Stromspiegel ist dabei gemäß einem Ausführungsbeispiel asymmetrisch zwischen den Polen des Steueranschlusses angeschlossen. Das bedeutet, dass der erste Pfad (Referenzpfad) des Stromspiegels über einen Widerstanden von nahe 0 Ω an einen Pol des Steueranschlusses angeschlossen ist und der zweite Pfad (Folgepfad) des Stromspiegels direkt mit diesem Pol des Steueranschlusses verbunden ist. Hierdurch lässt in Anhängigkeit vom Stromfluss über das Zündmittel, der auch über den Widerstand fließt, der erste Pfad des Stromspiegels beeinflussen. Infolge der Beeinflussung des ersten Pfades des Stromspiegels lässt sich aufgrund der Anhängigkeit des zweiten Pfades des Stromspiegels zu dessen ersten Pfad über den zweiten Pfad des Stromspiegels ein Schalter schalten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Schalter ein elektronischer Schalter ist. Der elektronische Schalter ist dabei bevorzugt ein TRIAC oder Thyristor. Dieser Schalter ist bevorzugt über den zweiten Pfad des Stromspiegels geschaltet. Im Falle eines gezündeten Zündmittels, wenn dieses hochohmig wird, steigt die Spannung am Gate-Anschluss des Schalters, sodass dieser leitend wird. Dies ist bedingt durch die Asymmetrie der beiden Pfade des Stromspiegels.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Generator ein Aerosol-Generator ist. Insbesondere ist dies ein Feststoff-Aerosol-Generator. Ein solcher Generator hat eine Feststoffmenge von in etwa 30g bis 500g, welche Menge im Falle des Zündens des Zündmittels ausgebracht wird. Das Aerosol ist geeignet, freie Radikale des Brandes zu binden und somit einen Brand zu löschen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Zündmittel ein pyrotechnisches Zündmittel ist. Ein pyrotechnisches Zündmittel wird über einen elektrischen Impuls gezündet, wonach eine exotherme, pyrotechnische Reaktion stattfindet. Durch diese Reaktion wird ein Gasdruck innerhalb des Generators aufgebaut, der dazu führt, dass das Aerosol aus dem Generator ausgebracht werden kann.
Insbesondere ist das Zündmittel ein Widerstandsdraht. Dieser Widerstandsdraht hat einen definierten elektrischen Widerstand. Wird ein Zündstrom an dem Widerstandsdraht angelegt, so heizt sich dieser auf. Der Widerstandsdraht ist bevorzugt zwischen den Polen des Steueranschlusses angeschlossen. Durch das Aufheizen des Widerstandsdrahts wird das Zündmittel gezündet und der Generator ausgelöst. Wie bereits erläutert, kann das Zünden des Zündmittels über den Widerstandsdraht unterschiedlich lange dauern. Bei anliegendem Zündstrom über in Reihe geschalteten Brandbekämpfungseinrichtungen kann dies aber dazu führen, dass der Zündzeitpunkt der jeweiligen Zündmittel unterschiedlich ist. Löst ein Zündmittel aus, so kann der Zündstrom unterbrochen sein. Ist dies der Fall, kann dies dazu führen, dass entlang der Reihenschaltung von mehreren Brandbekämpfungseinrichtungen die weitern Zündmittel nicht mehr zuverlässig auslösen. Aus diesem Grunde wird die gegenständliche Überbrückungsschaltung mit Überbrückung des Zündmittels im Falle des Zündens vorgeschlagen.
Das oben genannte Problem tritt verstärkt in Umgebungen auf, in denen die Eingangsspannung am Steueranschluss variabel ist. Durch die vorgeschlagene Überbrückungsschaltung lässt sich ein sicheres Zünden insbesondere bei Spannungsbändern zwischen 10V und 40V realisieren. Das bedeutet, dass gegenständlich nicht eine definierte Spannung für einen definierten Zündstrom sorgen muss, sondern auch unterschiedlich hohe Spannungen zu einem sicheren Auslösen aller Zündmittel entlang einer Reihenschaltung mehrerer Brandbekämpfungseinrichtungen sorgen können. Das Spannungsband ist insbesondere zwischen 16,8V und 30V gebildet. Hierbei sei erwähnt, dass das Spannungsband bevorzugt zwischen 10V und 40V insbesondere zwischen 15V und 35V, besonders bevorzugt zwischen 16V und 31V, insbesondere zwischen 16,8V und 30V gebildet ist.
Andere Spannungsbänder sind ebenso möglich. Es ist erkannt worden, dass die Brandbekämpfungseinrichtung auch dann noch sicher betrieben werden kann, wenn unterschiedlich hohe Spannungen am Steueranschluss anliegen. Durch eine entsprechende Dimensionierung der Überbrückungsschaltung lässt sich ein sicheres Auslösen der Zündmittel auch über ein Spannungsband von mehreren 10V realisieren. Die minimales Zündspannung kann dabei ggf. pro Brandbekämpfungseinrichtung bei ca. 4 V liegen. Daraus ergibt sich bei vier Brandbekämpfungseinrichtungen eine Spannung über die gesamte Reihe von 16V. Ist die Spannung dann ggf. über die Reihe bei 30V, liegt an jeder Brandbekämpfungseinrichtung eine Spannung von 7,5 V an. In diesem Spannungsband zwischen 4V und 7,5 V muss ein sicheres Zünden gewährleistet werden.
Neben dem sicheren Auslösen kann es darüber hinaus sinnvoll sein, mit Hilfe eines Messstroms überwachen zu können, ob eine Brandbekämpfungseinrichtung entlang der Reihenschaltung ausgelöst hat oder nicht. Gemäß eines weiteren Aspekts, der eigenständig erfinderisch ist und mit allen hier beschriebenen Merkmalen kombinierbar ist, wird vorgeschlagen, dass elektrisch in Reihe mit den Zündmitteln eine Schaltung zum Speichern eines Zündvorgangs angeordnet ist.
Im Moment des Zündens fließt ein hoher Strom über das Zündmittel, insbesondere über die Reihenschaltung der Zündmittel. Vorgeschlagen wird, dass die Schaltung zumindest eine bei einem Zündvorgang auslösende Sicherung und einen die Sicherung überbrückenden Schalter aufweist. Die Sicherung wird insbesondere durch eine Schmelzsicherung realisiert. Im Falle des Zündstroms kann die Sicherung auslösen. Der Schalter kann so gestaltet sein, dass er bei anliegender Zündspannung geschlossen ist, bei anliegenden geringeren Spannungen jedoch geöffnet ist. So ist es möglich, dass die Schaltung zum Speichern des Zündvorgangs bei einem geringen Messstrom, der zu einer geringen anliegenden Spannung führt, eine Unterbrechung des Stromkreises oder zumindest einen definierten Widerstand, darstellt und kein oder nur ein geringerer Messstrom als bei intakter Sicherung fließt. Somit kann detektiert werden, ob zumindest eine Brandbekämpfungseinrichtung ausgelöst hat.
Im Falle eines nachfolgenden Zündens kann jedoch die Spannung und der Strom so hoch sein, dass der Schalter in der Schaltung zum Speichern des Zündvorgangs geschlossen wird und der Zündstrom anstelle der Sicherung über den Schalter fließen kann. Dann kann ein Zünden an weiteren Zündmitteln stattfinden. Dies ist insbesondere auch aus dem Grunde relevant, als das die Sicherung bei einer ersten Zündung eines Zündmittels bereits auslöst. Um zu verhindern, dass die Schaltung zum Speichern des Zündvorgangs den Zündstrom über die weiteren Brandbekämpfungsmittel entlang der Reihenschaltung unterdrückt, wird der Schalter bei anliegender Zündspannung und anliegendem Zündstrom geschlossen.
Im Brandfall, das heißt, wenn eine Brandmeldeanlage einen Brandfall meldet und der Brand gelöscht werden soll, wird die Brandbekämpfungseinrichtung in einen Zündbetrieb versetzt. Im Zündbetrieb liegt Zündspannung und Zündstrom an den Eingängen des Steueranschlusses an. Im Falle einer Reihenschaltung mehrerer Brandbekämpfungseinrichtungen liegt an allen Brandbekämpfungseinrichtungen derselbe Zündstrom an. Dieser Zündstrom ist so dimensioniert, dass er normalerweise zum Auslösen der Zündmittel geeignet groß ist.
Neben dem Brandfall gibt es noch den Überwachungsfall. In diesem Fall ist kein Brand gemeldet, sondern es soll lediglich überwacht werden, ob die Brandbekämpfungseinrichtungen nach wie vor über ihre Steueranschlüsse auch ordnungsgemäß an der Steuerschaltung, z.B. Brandmeldeanlage oder Brandbekämpfungsanlage angeschlossen sind. In diesem Überwachungsfall wird ein geringer Messstrom, der geringer ist als ein Zündstrom, insbesondere eine Größenordnung geringer ist als ein Zündstrom an die Pole des Steueranschlusses angelegt. Dieser Messstrom führt nicht zu einem Zünden der Zündmittel und fließt über die Zündmittel. Die Schaltung zum Speichern des Zündvorgangs ist so eingerichtet, dass sie im Falle des Messstroms sperrt oder einen definierten Widerstand darstellt. Dann kann mit Hilfe dieser Schaltung festgestellt werden, dass zumindest eine Brandbekämpfungseinrichtung entlang einer Reihe gezündet hat.
Im Brandfall hingegen bleibt der Schalter geschlossen und überbrückt die geöffnete Sicherung, so dass der Zündstrom weiterhin über die Schaltung zum Speichern des Zündvorgangs fließen kann.
Ein weiterer Aspekt ist ein System mit einer Steuerschaltung, insbesondere einem Ausgang einer Brandmeldeanlage oder Brandbekämpfungsanlage und zumindest zwei elektrisch in Reihe an der Steuerschaltung angeschlossenen Brandbekämpfungseinrichtungen. Bei diesem System wird im Brandfall ein Zündstrom an die Reihenschaltung der Brandbekämpfungseinrichtungen angelegt. Der Zündstrom ist so dimensioniert, dass die Zündmittel zünden können. Im Überwachungsfall wird lediglich ein Messstrom angelegt, der über die Zündmittel nahezu ungehindert fließen kann, ohne diese auszulösen.
Es kann vorkommen, dass ein Zündmittel zündet und während der Zündung einen Kurzschluss bildet. Ein solcher Auslösefall kann mit der gegenständlichen Schaltung zum Speichern des Zündvorgangs ebenfalls detektiert werden. Trotz Kurschluss über dem gezündeten Zündmittel wird sichergestellt, dass im Falle des Messstroms die Schaltung zum Speichern des Zündvorgangs geöffnet bleibt und somit kein Messstrom oder ein Messstrom über einen definierten Widerstand fließen kann.
Ein weiterer Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Systems. In einem Überwachungsbetrieb wird durch die Steuerschaltung ein Messstrom bereitgestellt, der geringer ist als der Zündstrom zum Zünden der Zündmittel. In einem Zündbetrieb, d. h. im Brandfall wird durch die Steuerschaltung ein Zündstrom bereitgestellt. Durch den Zündstrom wird zumindest ein Zündmittel einer Brandbekämpfungseinrichtung gezündet. Bevorzugt werden alle Brandbekämpfungseinrichtungen durch den Zündstrom gleichzeitig gezündet. Dies kann jedoch nicht sichergestellt sein. Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, dass eine Überbrückungsschaltung durch die Zündung des der Überbrückungsschaltung zugeordneten Zündmittels aktiviert wird. Bei der Aktivierung der Überbrückungsschaltung wird deren Schalter geschlossen, so dass das Zündmittel kurzgeschlossen wird und der Zündstrom unabhängig vom Zustand des Zündmittels über den Schalter fließen kann.
Das heißt, wenn das Zündmittel zündet und öffnet, fließt der Zündstrom weiterhin ungehindert über den dann geschlossenen Schalter und kann dafür sorgen, dass zumindest ein zweites der Zündmittel der Brandbekämpfungseinrichtungen durch den Zündstrom gezündet wird. Diese Überbrückungsschaltung stellt sicher, dass der Zündstrom so lange über die Zündmittel der in Reihe geschalteten Brandbekämpfungseinrichtungen fließen kann, bis mehrere oder alle Brandbekämpfungseinrichtungen gezündet haben.
Auf der anderen Seite wird unmittelbar nach dem ein Zündstrom geflossen ist, die Schaltung zum Speichern des Zündvorgangs aktiviert. Hierbei wird ein Schalter so angesteuert, dass er bei einem Messstrom geöffnet ist oder einen geringen Widerstand bildet, bei einem Zündstrom jedoch geschlossen ist. Über diese Schaltung kann somit der Zündstrom nach wie vor ungehindert fließen, im Überwachungsbetrieb der Messstrom jedoch nicht oder über einen definierten Widerstand, so dass festgestellt werden kann, dass zumindest eine Zündung erfolgt ist.
Wie bereits erläutert, eignet sich das gegenständliche System insbesondere in Umgebungen, in denen keine konstante Spannung zur Verfügung gestellt werden kann. Dies ist insbesondere bei einem Schienenfahrzeugs der Fall, bei dem Spannungen zwischen 10V und 40V durch das Bordnetz zur Verfügung gestellt werden können. Alle diese Spannungen müssen für ein sicheres Zünden aller Brandbekämpfungseinrichtungen im Brandfall gewährleisten Durch die gegenständliche Überbrückungsschaltung ist dies sichergestellt, obwohl unterschiedlich hohe Spannungsniveaus zum Schalten bzw. Zünden zur Verfügung stehen.
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: ein System mit einer Steuerschaltung und einer Reihe von Brandbekämpfungseinrichtungen;
Fig. 2: ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung an einem Steueranschluss einer Brandbekämpfungseinrichtung.

Fig. 1 zeigt in einem schematischen Blockschaltbild ein System mit einer Steuerschaltung 2, beispielsweise eine Brandmeldeanlage oder Brandbekämpfungsanlage, an die mehrere Brandbekämpfungseinrichtungen 4 mit jeweils zumindest einer eine Überbrückungsschaltung aufweisenden Schaltung 6 und einem Generator 8. Die Steuerschaltung 2 hat einen digitalen Steuerausgang mit zwei Polen 2a, 2b. An die Steuerschaltung 2 sind elektrisch in Reihe die Brandbekämpfungseinrichtungen 4 angeschlossen.
Im Brandfall, wenn ein Brand bekämpft oder gelöscht werden soll, ist es notwendig, dass möglichst alle entlang einer Linie, also elektrisch in Reihe geschalteten Generatoren 8 der Steuerschaltung 2 tatsächlich auslösen. Da die Generatoren 8 in Reihe geschaltet sind, ist dies jedoch bei herkömmlichen Anlagen nicht immer der Fall.
In einem Generator 8, der ein Aerosol-Generator sein kann, kann ein Zündmittel beispielsweise ein Zünddraht angeordnet sein, der über einen Stromfluss erhitzt wird und eine pyrotechnische Zündung auslöst.
Der Stromfluss ist bedingt durch den Zündstrom zwischen den Polen 2a, 2b.
In dem Moment, in dem ein Zündmittel eines Generators 8 auslöst, kann es dazu kommen, dass in dem Zündmittel, beispielsweise in dem Zünddraht, eine elektrische Unterbrechung auftritt. Dies führt jedoch dazu, dass der Stromfluss zwischen den Polen 2a, 2b unterbrochen ist.
Sind in diesem Fall die Zündmittel der anderen Generator 8 entlang der Linie noch nicht ausreichend erhitzt und zum Zünden aktiviert, kann diese Unterbrechung dazu führen, dass der Zündvorgang in den anderen Generatoren 8 unterbrochen wird und diese nicht mehr zünden.
Dieses Problem tritt verstärkt dann auf, wenn die Spannung an den Polen 2a, 2b variabel ist, beispielsweise im Falle von Anwendungen in Schienenfahrzeugen. Dort ist die Steuerschaltung 2 an die interne Spannungsversorgung des Schienenfahrzeugs angeschlossen, welche eine relativ hohe Schwankungsbreite, von beispielsweise zumindest 10 V aufweist. Diese Schwankungsbreite der Spannung führt zu unterschiedlichen Strömen in den Zündmitteln der Generatoren 8, so dass die Dauer des Stromflusses für eine effektive Zündung unterschiedlich sein kann. Gerade dies führt dazu, dass nicht alle Generatoren 8 entlang einer Linie gleichzeitig auslösen und somit gegebenenfalls Generatoren 8 überhaupt nicht ausgelöst werden, wie oben beschrieben.
Zur Vermeidung dieser nicht ausgelösten Generatoren 8 wird eine Schaltung 6 vorgeschlagen, wie sie in der Fig. 2 beispielhaft näher erläutert ist.
In der Fig. 2 ist die Schaltung 6 mit einem Zündmittel 10 innerhalb eines Generators 8 dargestellt. Das Zündmittel 10 weit beispielsweise einen Zünddraht mit einer pyrotechnischen Ladung auf. Die Schaltung 6 kann über die Anschlüsse 12a, 12b und 12c angeschlossen sein. In der Regel wird eine der Schaltungen 6 entlang einer Reihe wie sie in der Fig. 1 gezeigt wird mit den Anschlüssen 12a, 12c an die Steuerschaltung 2 angeschlossen, alle anderen Schaltungen 6 werden mit den Anschlüssen 12a, 12b an die Steuerschaltung 2 angeschlossen. Die Schaltung 6 weist eine
Überbrückungsschaltung 6a sowie eine Schaltung 6b zum Speicher eines Zündvorgangs auf. Die Schaltung 6b wird nachfolgend auch Speicherschaltung 6b genannt.
Die Überbrückungsschaltung 6a weist einen Stromspiegel 14 auf, der über einen Widerstand 16 asymmetrisch an den Anschlüssen 12a, 12b angeschlossen ist. Ausgangsseitig des Stromspiegels 14 kann ein Thyristor oder TRIAC 18 vorgesehen sein, der bei einer ausreichend hohen Spannung zwischen Kathode 18c und Gate 18b durchschaltet und die Anode 18a mit der Kathode 18c leitend verbindet.
In einem Überwachungsbetrieb wird ein Messstrom von bis zu 5mA durch die Reihenschaltung gemäß der Fig. 1 geleitet. Der Messstrom fließt dabei von dem Anschluss 12a über das Zündmittel 10 zu dem Anschluss 12b und von dort zu der nächsten Brandbekämpfungseinrichtung 4. Dies ist der Normalbetrieb, in dem noch keine Zündung erfolgt ist. Mit dem Messstrom über das Zündmittel ist der Spannungsabfall über das Zündmittel, der aufgrund des Stromflusses hervorgerufen wird so klein, dass der Stromspiegel nicht seine erforderliche Mindestbetriebsspannung erhält und somit der Thyristor 18 sperrt.
Im Brandfall soll eine Zündung der Generatoren 8 erfolgen. Hierzu wird im Brandfall ein Zündstrom an die Schaltung 6 angelegt.
Der Zündstrom fließt zunächst über das Zündmittel 10. Dadurch heizt der Zünddraht in dem Zündmittel 10 auf und führt letztendlich zu einer Aktivierung der pyrotechnischen Ladung in dem Zündmittel 10 und einer Aktivierung des Generators 8 zur Ausbringung des Aerosols.
In dem Moment, in dem das Zündmittel 10 auslöst, kann es zu einem Bruch der elektrischen Verbindung über das Zündmittel 10 kommen und das Zündmittel 10 kann eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 12a, 12b sperren. Durch den fehlenden Stromfluss durch den Widerstand 16 verringert sich die asymmetrische Anbindung des Stromspiegels 14, so dass die Spannung zwischen dem Kollektor des Stromspiegels 14 und dem Widerstand 17 steigt.. Dies führt dazu, dass der Zündstrom eine ausreichend hohe Spannung zwischen der Kathode 18c und dem Gate 18b des Thyristors 18 bewirkt und dieser durchschaltet.
Der Zündstrom fließt dann, trotz unterbrochener Leitung im Zündmittel 10 über den Thyristor 18 zwischen den Polen 12a und 12b. Dies führt dazu, dass alle in Reihe geschalteten Brandbekämpfungseinrichtungen 4 gemäß der Fig. 1 dauerhaft mit dem Zündstrom versorgt werden, auch wenn einzelne Brandbekämpfungseinrichtungen 4 respektive deren Zündmittel 10 bereits gezündet haben und eine elektrische Trennung bewirken. Somit bewirkt die Überbrückungsschaltung 6a einen sicheren Betrieb aller Generatoren 8 entlang einer Linie von in Reihe geschalteten Brandbekämpfungseinrichtungen 4 an einer Steuerschaltung 2.
In dem Moment des Zündens kann der Draht in dem Zündmittel 10 aufbrechen. Es ist jedoch auch möglich, dass der Draht verschmilzt oder in sonstiger Weise eine elektrische Verbindung über das Zündmittel 10 auch nach dem Zünden bestehen bleibt. Um überwachen zu können, ob zumindest ein Zündmittel 10 der Brandbekämpfungseinrichtung 4 entlang einer Linie gezündet haben, kann eine Brandbekämpfungseinrichtung 4 mit den Anschlüssen 12a und 12c an der Linie gemäß Fig. 1 angeschlossen sein.
In einem solchen Fall ist die Speicherschaltung 6b an der Linie angeschlossen. In der Speicherschaltung 6b ist eine Sicherung 20 vorgesehen, welche so ausgelegt ist, dass diese bei einem Zündstrom von einer Dauer, die in etwa oder etwas kürzer als die Mindestdauer zum Zünden eines Zündmittels 10 ist, aufschmilzt. Im Falle des Zündstroms schmilzt die Sicherung 20 auf und die Zenerdiode 22 wird aufgrund des Spannungsabfalls über den Widerstand 24 leitend und bricht durch. In diesem Fall liegt über den Widerstand 27 eine ausreichend große Spannung zwischen der Kathode 28c und dem Gate 28b des Thyristors 28 an und dieser wird leitend.
Das bedeutet, dass ein Zündstrom auch bei einer geschmolzenen Sicherung 20 nach wie vor über die Schaltung 6 zwischen den Anschlüssen 12a und 12c fließen kann, nämlich über den Thyristor 28.
Andererseits wird regelmäßig ein Messstrom in die Schaltung eingeleitet, um zu überprüfen, ob diese noch funktionstüchtig ist. Sind alle Zündmittel 10 noch leitend, fließt der Messstrom über diese Zündmittel 10. Dies kann auch der Fall sein, wenn ein Zündmittel 10 bereits gezündet hat, jedoch eine elektrische Verbindung bestehen geblieben ist. Dann könnte durch den Messstrom nicht festgestellt werden, ob eine Zündung zumindest einer Brandbekämpfungseinrichtung 4 erfolgt ist oder nicht.
Da eine Brandbekämpfungsvorrichtung 4 über die Anschlüsse 12a und 12c in der Reihe angeschlossen ist, ist die Speicherschaltung 6b jedoch ebenfalls aktiv. Wie bereits beschrieben, schmilzt die Sicherung 20 im Falle eines Zündstroms. Ein Messstrom fließt dann über den Widerstand 24. Dieser Messstrom ist jedoch zu gering, als dass die Zenerdiode 22 leitend wird und der Thyristor 28 bleibt geschlossen. Das heißt, das bei einer Messung über die Reihenschaltung der Brandbekämpfungseinrichtungen 4 entlang der Linie gemäß Fig. 1 ein Messstrom zumindest über den Widerstand 24 geleitet wird. Dies bewirkt einen Spannungsabfall zwischen den Polen 2a, 2b der messbar ist und ab einer gewissen Größe darauf schließen lässt, dass die Speicherschaltung 6b aktiviert ist und der Messstrom über den Widerstand 24 und nicht über eine intakte Sicherung 20 fließt. Hierdurch ist es möglich, festzustellen, dass die Speicherschaltung 6b aktiviert wurde.
Mit Hilfe der gegenständlichen Brandbekämpfungseinrichtung ist es möglich, eine sichere Zündung von in Reihe geschalteten Brandbekämpfungseinrichtungen an einer Steuerschaltung zu gewährleisten.

Bezugszeichenliste

2: Steuerschaltung
2a, b: Pole
4: Brandbekämpfungseinrichtungen
6: Schaltung
6a: Überbrückungsschaltung
6b: Speicherschaltung
8: Generator
10: Zündmittel
12a-c: Anschluss
14: Stromspiegel
16: Widerstand
17: Widerstand
18: Thyristor
19: Widerstand
20: Sicherung
22: Zenerdiode
24, 26, 27: Widerstand
28: Thyristor

Claims

Brandbekämpfungseinrichtung (4) mit
- zumindest einem Brandbekämpfungsmittel ausgebenden Generator (8),

- einem elektrisch auslösbaren, in dem Generator (8) angeordneten Zündmittel (10),

- wobei das Zündmittel (10) einen zumindest zweipoligen Steueranschluss aufweist, und wobei das Zündmittel (10) bei einem über einem Grenzwert liegendem Zündstrom auslöst und den Generator aktiviert,

- einer elektrisch an Polen (2a, 2b) des Steueranschluss angeordneten Überbrückungsschaltung (6a) und

- einem elektronischen Schalter (18),

- dadurch gekennzeichnet,

- dass die Überbrückungsschaltung (6a) einen ohmschen Widerstand über das Zündmittel (10) überwacht und abhängig von dem Widerstand über das Zündmittel (10) den Schalter (18) schließt und der Schalter (18) die Pole (2a, 2b) des Steueranschlusses kurzschließt oder niederohmig miteinander verbindet, derart, dass im Falle eines Zündens des Zündmittels (10) durch den Zündstrom der Schalter (18) das Zündmittel (10) überbrückt, so dass der Zündstrom nach wie vor zwischen den Polen (2a, b) des Steueranschlusses fließen kann, und

- dass die Überbrückungsschaltung (6a) elektrisch parallel zu dem Steueranschluss geschaltet ist.
Brandbekämpfungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Überbrückungsschaltung (6a) einen Strom durch das Zündmittel (10) überwacht und dass die Überbrückungsschaltung (6a) bei einem detektierten Strom unter einem Grenzwert den Schalter (18) schließt.
Brandbekämpfungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Überbrückungsschaltung (6a) einen asymmetrisch angebundenen Stromspiegel aufweist.
Brandbekämpfungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- dass der Generator (8) ein Aerosolgenerator ist, insbesondere ein Feststoffaerosolgenerator ist.
Brandbekämpfungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- dass das Zündmittel (10) ein pyrotechnisches Zündmittel ist, insbesondere ein elektrisch über einen Widerstandsdraht zündbares Zündmittel.
Brandbekämpfungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
- dass der Steueranschluss für eine Eingangsspannung zwischen 10 und 40V, insbesondere zwischen 16,8 V und 30 V gebildet ist.
Brandbekämpfungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
- dass elektrisch in Reihe mit dem Zündmittel (10) eine Schaltung (6b) zum Speichern eines Zündvorgangs angeordnet ist, wobei die Schaltung (6b) zumindest eine bei einem Zündvorgang auslösende Sicherung und einen die Sicherung überbrückenden Schalter aufweist.
Brandbekämpfungseinrichtung nach Anspruch 7
dadurch gekennzeichnet,
- dass der die Sicherung überbrückenden Schalter bei einem Überwachungsbetrieb geöffnet ist.
System mit einer Steuerschaltung (2) und zumindest zwei elektrisch in Reihe an der Steuerschaltung (2) angeschlossenen Brandbekämpfungseinrichtungen (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Verfahren zum Betreiben eines Systems mit einer Steuerschaltung (2) und zumindest zwei elektrisch in Reihe an der Steuerschaltung (2) angeschlossenen Brandbekämpfungseinrichtungen (4), bei dem
- in einem Überwachungsbetrieb durch die Steuerschaltung (2) ein Messstrom bereitgestellt wird, wobei der Messstrom geringer ist als ein Zündstrom zum Zünden der Zündmittel (10),

- in einem Zündbetrieb durch die Steuerschaltung (2) ein Zündstrom bereitgestellt wird,

- zumindest ein Zündmittel (10) einer ersten der Brandbekämpfungseinrichtungen (4) durch den Zündstrom gezündet wird,

- durch die Zündung die dem gezündeten Zündmittel (10) zugeordnete Überbrückungsschaltung (6a) abhängig von einem Widerstand über das Zündmittel (10) aktiviert wird, so dass der Schalter (18) geschlossen wird, derart, dass im Falle des Zündens des Zündmittels (10) durch den Zündstrom der Schalter (18) das Zündmittel (10) elektrisch parallel überbrückt, so dass der Zündstrom nach wie vor zwischen den Polen (2a, b) des Steueranschlusses fließen kann, und dadurch der Zündstrom durch zumindest eine zweite der Brandbekämpfungseinrichtungen (4) nach der Zündung des Zündmittels (10) der ersten der Brandbekämpfungseinrichtungen (4) fließt.
Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
- dass durch den Zündstrom die Schaltung (6b) zum Speichern eines Zündvorgang derart aktiviert ist, dass ein Schalter der Schaltung (6b) zum Speichern des Zündvorgangs bei einem Messstrom geöffnet ist und dass der Schalter bei einem Zündstrom der größer ist als der Messstrom geschlossen ist.
Verwendung eines Systems nach Anspruch 9 in einem Schienenfahrzeug.
Verwendung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Steuerschaltung (2) durch eine Spannungsquelle des Schienenfahrzeugs gespeist ist, wobei ein Spannungsband der Spannungsquelle größer 10 V beträgt, insbesondere dass das Spannungsband zwischen 16,8 V und 30 V liegt.