EP4011458A1 - Thermische auslöseeinrichtung für ein selbsttätiges schliessen einer brandschutzklappe basierend auf einem auslösesignal oder nichtauslösesignal - Google Patents

Thermische auslöseeinrichtung für ein selbsttätiges schliessen einer brandschutzklappe basierend auf einem auslösesignal oder nichtauslösesignal Download PDF

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EP4011458A1
EP4011458A1 EP20212800.5A EP20212800A EP4011458A1 EP 4011458 A1 EP4011458 A1 EP 4011458A1 EP 20212800 A EP20212800 A EP 20212800A EP 4011458 A1 EP4011458 A1 EP 4011458A1
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EP
European Patent Office
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interface
control unit
thermal
triggering
actuator
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EP4011458B1 (de
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Lukas Buehler
Marco Marder
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Siemens Schweiz AG
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Siemens Schweiz AG
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C2/00—Fire prevention or containment
    • A62C2/06—Physical fire-barriers
    • A62C2/24—Operating or controlling mechanisms
    • A62C2/246—Operating or controlling mechanisms having non-mechanical actuators
    • A62C2/247—Operating or controlling mechanisms having non-mechanical actuators electric

Definitions

  • the invention relates to a thermal release device for triggering an automatic closing of a fire damper in an air duct.
  • the thermal triggering device is designed to be attached to the air duct. It can also be connected via a connecting cable comprising at least one first and second (electrical) line or wire to an actuator for closing the fire damper when a predeterminable duct air temperature limit value is exceeded inside the air duct.
  • Such an air duct is intended, for example, for air conditioning a building or for extracting smoke from a building in the event of a fire.
  • the duct air temperature limit lies in particular in a temperature range from 65°C to 120°C, preferably in a range from 72°C to 95°C.
  • Such an actuator is also referred to as a fire damper drive.
  • thermal tripping devices are set up to interrupt a power supply line of the actuator that is looped through via the thermal tripping device.
  • the power supply line that is looped through fulfills the function of a safety loop. Therefore, in the simplest case, the power supply to the actuator is interrupted by the tripping device.
  • Fire damper actuators according to EN standard 15650 require a thermal triggering device that triggers the closing of the fire damper in the air duct or outside the air duct when the temperature rises, typically in the event of a fire.
  • a thermal release device is tested according to the EN standard 10294-4 and in the future according to the international standard ISO 21925-1, Annex B, C, D. this will A thermal fuse in the form of a fuse or a "bimetal" is usually used, which interrupts the power supply to the actuator if the temperature rises.
  • the power supply for the actuator is routed via the known thermal release devices (see also FIG. 1 ).
  • the actuator then automatically moves the fire damper into the safe closed position, for example using mechanical energy stored in the actuator (spring accumulator) or using stored electrical energy (capacitor, accumulator).
  • thermal tripping devices have the following disadvantages:
  • a thermal tripping device implemented as a safety fuse a so-called thermal fuse, has the property that it interrupts the power supply to the actuator at a specified limit temperature.
  • Such a thermal fuse cannot be reset.
  • Two such thermal fuses are usually connected in series, with the first thermal fuse then being placed inside the air duct and the second thermal fuse being placed in the area outside the air duct. If one of the thermal fuses reaches its limit temperature, the power supply to the actuator is interrupted or, in other words, the safety loop is opened.
  • thermal fuses with different triggering limit temperatures must be kept available.
  • thermal fuses can already trigger during transport or storage when the limit temperature is reached. The storage temperature of the fuse is often limited by the manufacturer in the data sheet.
  • a thermal tripping device is designed as a safety fuse, production is in the SMD design not possible, as the safety fuse would already melt during soldering or during the soldering process (reflow soldering process, wave soldering process).
  • a thermal tripping device has a bimetal-based, manually resettable switch, then such a tripping device can be reset manually.
  • triggering devices can also trigger during transport or storage when the limit temperature is reached.
  • triggering devices are mechanically complex, extremely bulky and expensive as a component.
  • the triggering devices based on a bimetal can also trigger during the soldering process. A manual reset during production may even be necessary here.
  • thermo tripping device that can be used more flexibly.
  • the thermal triggering device comprises an electronic control unit and a first temperature sensor connected to the control unit for the continuous detection of a duct air temperature value inside the air duct.
  • the control unit has a first interface or is connected to one.
  • the first interface is connected to an interface line as the third line of the connection cable.
  • this interface is connected to a modulator unit for modulating a signal into the first or second line.
  • the control unit is set up to output a trigger signal at the first interface when the duct air temperature limit value is exceeded by the duct air temperature value.
  • the control unit is set up to stop the output of a non-triggering signal at the first interface when the duct air temperature limit value is exceeded by the duct air temperature value.
  • connection cable is an interface cable, in particular a serial interface cable, such as a USB or RS232 cable.
  • a serial interface cable such as a USB or RS232 cable.
  • Such an interface cable comprises at least two (signal) lines with a small line cross-section, in particular a first line for a reference potential (earth), a second line for a supply voltage and, if necessary, a (signal) line as a third line for the transmission of the triggering signal or .of the non-triggering signal at the first interface.
  • the trip signal or the non-trip signal can be modulated inductively, capacitively or resistively onto a current flowing through the reference potential line (first line) or a current flowing through the supply voltage line (second line).
  • the “electronics” of the thermal tripping device according to the invention are supplied via the lines for the reference potential and the supply voltage.
  • the aforementioned lines are therefore signal lines.
  • the supply voltage is preferably a (constant) DC voltage. In relation to the reference potential, it has voltage values in particular in the range from 3 V to 24 V, preferably at 3.3 V or 5 V.
  • the line cross-section is designed for a maximum permanent current-carrying capacity of 250 mA, preferably 100 mA.
  • the length of such Connection cable is in particular in the range of 1 m to 5 m.
  • the connection cable can also be unshielded.
  • the complex shielding is disadvantageously required in the sense of a ground or ground fault together with a corresponding ground or ground fault detection in order to detect a possible merging of the forward and return conductors in the event of a fire. Otherwise the safety loop would not be interrupted by such a short circuit. The fire damper would then fatally remain open.
  • the control unit is set up to output the triggering signal repeatedly, preferably cyclically, at the first interface, e.g. with a repetition frequency in a range from 0.1 Hz to 1 kHz, preferably in a range from 1 Hz to 100 Hz.
  • the control unit is set up to stop the output of a non-triggering signal at the first interface when the duct air temperature value exceeds the limit value of the duct air temperature, then an advantageously very reliable triggering of the automatic closing of the Fire damper possible through the actuator according to the dead man's principle.
  • Any absence of the non-triggering signal such as the control unit stopping output, unplugging or cutting through the connecting cable, or burning or melting of the connecting cable in the event of a fire, leads to safe triggering of the automatic closing of the fire damper.
  • control unit is set up to output the non-triggering signal repeatedly, preferably cyclically, at the first interface, e.g. with a repetition frequency in a range from 0.1 Hz to 1 kHz, preferably in a range from 1 Hz to 100 Hz.
  • the trigger signal as well as the non-trigger signal can be, for example, a sinusoidal or square-wave signal with a specified frequency or a constant voltage level with a specified voltage value applied to the first interface.
  • the first interface is a data interface, in particular a serial data interface
  • the trigger signal and the non-trigger signal can be a sufficiently secure or sufficiently non-manipulable data signal.
  • Such a data signal may include a predetermined sequence of data bits, such as 8 data bits such as "10011101" or 16 data bits such as "1001000101011100".
  • the data signal may comprise a deterministically changing sequence of data bits.
  • the serial data interface can be a UART/RS232 or USB data interface.
  • the first temperature sensor is in particular a thermistor, ie a temperature-dependent electrical resistance.
  • a thermistor preferably has a so-called PT100, PT500 or PT1000 as a platinum measuring resistor.
  • the platinum measuring resistors mentioned above advantageously have a linear resistance profile that is dependent on the temperature.
  • the thermistor can be a so-called NTC (for Negative Temperature Coefficient) or a PTC (for Positive Temperature Coefficient).
  • the first temperature sensor is consequently not a temperature switch, as is the case with thermal fuses or bimetallic switches in the prior art. Rather, it is designed to provide an electrical resistance value associated with the detected temperature.
  • the temperature sensor can be a digital temperature sensor that outputs a digital value associated with the recorded temperature as an electrical signal.
  • the control unit is preferably a microcontroller.
  • a microcontroller is a processor-based electronic processing unit. Suitable program steps that can be executed by the microcontroller or its processor are loaded or loadable on the microcontroller.
  • the microcontroller has a preferably non-volatile electronic memory, such as a flash memory, in which the executable program routines are stored.
  • the microcontroller typically has at least one of the following integrated hardware functional units: analog/digital converter, digital/analog converter, digital input/output unit, serial bus interface, timer, Signal processor, watch-dog and temperature sensor.
  • the duct air temperature limit value ie the triggering temperature
  • the duct air temperature limit value can be set variably.
  • the duct air temperature limit value can be stored in the electronic control unit in the form of a data byte, for example. This means that the same hardware can be configured for different applications, thereby reducing the variety of variants.
  • a further advantage lies in the fact that the tripping device according to the invention can be reset compared to the irreversible thermal fuses in the prior art.
  • the space required for the tripping device according to the invention is minimized.
  • the reset can be done with a small button or microswitch, for example.
  • inadvertent triggering during storage and transport is advantageously not possible with the thermal triggering device.
  • An automated, cost-effective soldering process can also be used to advantage in the manufacture of a triggering device.
  • the control unit is connected to a second temperature sensor for the continuous detection of an ambient air temperature value outside the air duct.
  • the control unit can have such a second temperature sensor.
  • the control unit is set up to output the trigger signal at the first interface or to stop the output of the non-trigger signal at the first interface when the ambient air temperature value exceeds a predefinable ambient air temperature limit value.
  • control unit can be set up to output the trigger signal at the first interface or to stop the output of the non-trigger signal at the first interface if a temperature rise rate of the respective detected temperature value exceeds an associated predefinable minimum temperature rise rate in the range of 10°/min, in particular of 20°/min.
  • the thermal tripping device has a housing and a circuit carrier arranged in the housing.
  • the housing has a sensor opening for leading out a section of the circuit carrier from the housing.
  • the first temperature sensor is arranged on the circuit carrier section.
  • the housing is preferably made of a temperature-resistant plastic, i.e. made of a plastic that is mechanically stable for temperatures of up to 150°C.
  • the circuit carrier is preferably a printed circuit board, such as a printed circuit board made of an FR4 material.
  • the housing essentially encloses the circuit carrier over a large area with a maximum housing depth of 4 cm, in particular 2.5 cm. This results in an extremely compact design of the triggering device according to the invention.
  • the housing encloses the circuit carrier hermetically.
  • the corresponding openings in the housing for the electrical connection of the tripping line, for leading out the section with the first temperature sensor and for the manually operable switch are preferably sealed or closed in a dust-tight and moisture-tight manner.
  • the sensor opening can in particular be sealed with a thermally conductive adhesive.
  • the temperature sensor can be cast in a thermally conductive cap.
  • two external, opposite snap-on elements are arranged or formed on the housing of the thermal triggering device.
  • the snap elements are designed such that they with the insertion of the thermal Snap the release device into a geometrically matched slot-shaped opening in the air duct with the slot-shaped opening.
  • the electronic control unit is a microcontroller which, when the triggering device is properly attached to the air duct, is located on a section of the circuit carrier lying outside of the air duct.
  • the second temperature sensor is integrated in the microcontroller, preferably on the chip plate (die) of the microcontroller.
  • the microcontroller is programmed to continuously sense an ambient air temperature value.
  • the microcontroller has a chip housing, preferably a plastic or ceramic housing.
  • the chip housing is thermally conductive, in particular thermally conductive by contact, connected to the housing of the thermal tripping device.
  • the chip housing can, for example, rest directly on the housing of the triggering device. For improved heat transfer, e.g.
  • the triggering device has a switch that can be actuated manually and is electrically connected to the control unit, in particular a button.
  • the control unit is set up to stop the preferably repeated output of the triggering signal at the first interface in the triggered state of the thermal triggering device and after actuation of the switch, or preferably the non-triggering signal at the first interface to issue repeatedly.
  • the binary switching state of the switch can then be read in by means of the control unit.
  • the switch can be actuated manually by a user, for example from the outside of the housing of the thermal tripping device. This makes it possible to reset the thermal triggering device in a particularly simple manner.
  • control unit can be set up to output the triggering signal preferably repeatedly at the first interface for (test) triggering of the automatic closing of the actuator in the non-triggered state of the thermal triggering device and after the switch has been actuated, or to output the non-triggering signal preferably repeatedly at the first interface stop interface.
  • control unit can additionally be set up to stop the preferably repeated output of the triggering signal at the first interface after a further actuation of the switch or to resume the preferably repeated output of the non-triggering signal at the first interface.
  • the triggering device has an optical display element, in particular an LED.
  • the optical display element can be controlled at least indirectly by the control unit.
  • the control unit is set up or programmed to control the optical display element in the triggered state of the thermal triggering device so that it lights up continuously or flashes.
  • the control unit can be set up to drive the optical display element to be continuously lit in the non-triggered state. This enables a direct status output to the thermal tripping device.
  • control unit is set up to output a current duct air temperature value and/or current ambient air temperature value and/or possibly the switching state of the switch connected to the control unit as data at the first interface or data interface.
  • control unit can be set up to receive data present at the first interface or at the first data interface and originating from a second interface or from a second data interface of the actuator, the data containing an updated duct air temperature limit value and/or an updated Ambient air temperature limit value and/or updated minimum temperature increase rates and/or optionally a lighting state to be output by the control unit to the visual display element.
  • control unit is set up to replace the duct air temperature limit value and/or ambient air temperature limit value and/or the minimum temperature rise rates stored in the control unit with the updated duct air temperature limit value and/or with the updated ambient air temperature limit value and/or with the updated minimum temperature rise rates.
  • the modulator unit connected between the first interface and between the first or second line of the connecting cable is set up to modulate the triggering signal or the non-triggering signal.
  • the modulator unit is at the same time a modulator/demodulator unit.
  • This modulator/demodulator unit is then additionally set up for demodulating data modulated onto the first or second line, originating from a second interface of the actuator, and for forwarding the demodulated data to the first data interface of the thermal tripping device.
  • the modulator and the demodulator can be separate units or a combined unit.
  • the modulator can be set up to couple electrical signals into the first or second line of the connection cable in a modulating manner in an inductive, capacitive or ohmic way, for example in the sense of a power line modem.
  • the demodulator can be set up to decouple and demodulate electrical signals from the first or second line of the connection cable in an inductive, capacitive or ohmic way.
  • the connecting cable provided for connecting the actuator to the thermal tripping device can comprise a (single) reference potential line as the first line and a (single) supply voltage line for the electrical power supply of the tripping device as the second line.
  • the first line can also be the shielding of the connection cable itself.
  • the connecting cable can thus also be a coaxial cable.
  • the object of the invention is further achieved by an arrangement of an actuator, set up for the automatic closing of a fire protection flap in an air duct, and of a thermal triggering device according to the invention.
  • the actuator is connected to the thermal release device via a connection cable.
  • the actuator also includes a control device and a downstream motor driver for an electric motor of the actuator.
  • the control device of the actuator is set up to output control commands to the motor driver at least for opening and for automatically closing the fire protection flap connected to the actuator.
  • the electronic control device has a second interface or is connected to one.
  • the electronic control device is set up to, upon receipt of a triggering signal at the second interface or in the absence of a non-triggering signal at the second Interface to output control commands for automatic closing of the fire damper connected to the actuator to the motor driver.
  • the first and second interfaces each comprise a mutually compatible data interface, in particular a serial data interface, preferably a UART/RS232 or USB data interface.
  • the actuator has a return spring for automatically closing the connected fire protection flap when the thermal release device is in the triggered state.
  • the control device of the actuator is set up to receive the trigger signal or the non-trigger signal and to switch off a power supply of the motor driver, i.e. the current or voltage supply of the motor driver, upon receipt of the trigger signal or in the absence of the non-trigger signal.
  • FIG 1 shows schematically the structure of a thermal tripping device with the structure of a known thermal tripping device 10 with two series-connected thermal fuses 6, 7 for interrupting the power supply of an actuator 1.
  • a connecting cable with a forward line HL and a return line RL for connecting the triggering device 10 to the actuator 1 via its electrical connection 3 is designated by the reference numeral 8 .
  • V IN An input voltage present there is denoted by V IN .
  • the actuator 1 acts in a known manner on a fire damper 4 in an air duct 5 in order to close it automatically after it has been triggered.
  • An ambient air temperature outside the air duct 5 is denoted by ⁇ a and a duct air temperature inside the air duct 5 shown is denoted by ⁇ i .
  • FIG 2 12 schematically shows the structure of an exemplary thermal tripping device 10 with an electronic control unit 14 (microcontroller) referred to as “logic” and with two temperature sensors 16, 17. The latter are connected to the control unit 14.
  • the first temperature sensor 16 such as an NTC or PTC, is provided for the continuous detection of a duct air temperature value ⁇ i inside the air duct 5 .
  • the triggering device 10 has an electrical connection 3 for connecting a connecting cable 8 .
  • the opposite end of the connection cable 8 is in turn provided for connection to an electrical connection 3 of an actuator 1 .
  • the actuator 1 is set up or provided for closing the fire protection flap 4 when a predefinable duct air temperature limit value ⁇ Gi inside the air duct 5 is exceeded.
  • the connection cable 8 can already be firmly routed through a housing of the triggering device 10 in a sealed manner.
  • the connecting cable 8 includes a first line M, typically a ground or reference potential line, and a second line VS, typically a supply voltage line. Between the two lines M, VS there is preferably a constant DC voltage for the electrical supply of the thermal tripping device 10 according to the invention.
  • the electronic control unit 14 has a first interface D1, in particular a serial data interface.
  • This first interface D1 is connected to a further line DL of the connecting cable 8, ie to an interface line DL as the third line of the connecting cable 8.
  • the connecting cable 8 typically also has a cable sheath enclosing them as mechanical protection.
  • the control unit 14 is set up or programmed to output a trigger signal SIG at the first interface D1 when the duct air temperature limit value ⁇ Gi is exceeded by the duct air temperature value ⁇ i or to stop outputting a non-trigger signal BEAT at the first interface D1.
  • control unit 14 is already set up to continuously detect an ambient air temperature value ⁇ a outside the air duct 5 detected by the second temperature sensor 17 .
  • the control unit 14 is then set up to output the trigger signal SIG at the first interface D1 or to stop the output of the non-trigger signal BEAT at the first interface D1 when the ambient air temperature value ⁇ a exceeds a predefinable ambient air temperature limit value ⁇ Ga .
  • the control unit 14 forms a series connection of the two temperature sensors 16, 17, as in FIG 1 described, logically.
  • control unit 14 can be set up to output the triggering signal SIG at the first interface D1 or to stop outputting the non-triggering signal BEAT at the first interface D1 if, for example, the sum of the two temperature values ⁇ i , ⁇ a exceeds a sum temperature limit value.
  • control unit 14 is additionally set up to output the triggering signal SIG at the first interface D1 or to stop the output of the non-triggering signal BEAT at the first interface D1, preferably independently of the absolute value of the detected temperature values ⁇ i , ⁇ a , if a predefinable minimum temperature rise rate ⁇ ' Gi , ⁇ ′ Ga of 10°/min, in particular 20°/min, of the respective recorded temperature value ⁇ i , ⁇ a is exceeded.
  • control unit 14 can be set up to transmit the trigger signal SIG at the first interface D1 to output or to stop the output of the non-triggering signal BEAT at the first interface D1 if the detected duct air temperature value ⁇ i exceeds the predeterminable duct air temperature limit value ⁇ Gi AND the predeterminable minimum temperature increase rate ⁇ ' Gi for the duct air temperature ⁇ i OR if the detected ambient air temperature ⁇ a exceeds the predeterminable ambient air temperature limit value ⁇ Ga AND the specifiable minimum temperature rise rate ⁇ ' Gi for the ambient air temperature ⁇ a .
  • OR here means Boolean OR or logical OR and "AND” means Boolean AND or logical AND.
  • Said temperature limit values ⁇ Gi , ⁇ Ga and minimum temperature rates ⁇ ′ Gi , ⁇ ′ Ga can be stored electronically in the microcontroller 14, for example as variables of the float data type.
  • the thermal release device 10 has a manually operable switch 15 which is electrically connected to the control unit 14 .
  • This is preferably a button.
  • the control unit 14 is also set up to stop the preferably repeated output of the triggering signal SIG at the first interface D1 or the non-triggering signal BEAT at the first interface when the thermal triggering device 10 is triggered, i.e. when the fire damper 4 is closed, and after the switch 15 has been actuated Preferably output D1 repeatedly.
  • control unit 14 is set up to, in the non-triggered state of the triggering device 10, i.e. when the fire damper 4 is open, and after the switch 15 has been actuated, the trigger signal SIG, preferably repeatedly at the first interface D1, for (test) triggering the automatic closing of the actuator 1 to output or to stop the preferably repeated output of the non-triggering signal BEAT at the first interface D1.
  • a light-emitting diode (LED) designated as an LED as a visual display unit can be controlled to be permanently lit or flashing in order to display the operating status of the tripping device 10 .
  • a sounder, a beeper or a vibrating element can be used.
  • the optical display unit LED and the switch 15 are combined to form a separate functional unit HMI.
  • This particularly simply implemented human-machine interface HMI communicates internally with the microcontroller 14. The detection of the switching state of the switch 15 and the electrical activation of the optical display unit LED thus take place indirectly with regard to the microcontroller 14.
  • FIG 3 shows an embodiment of the exemplary thermal tripping device 10 with a data transmission option between tripping device 10 and actuator 1 according to the invention.
  • the tripping device 10 has a modulator/demodulator unit MD connected between the first (data) interface D1 of the electronic control unit 14 and the first line M or, in this example, the second line VS of the connection cable 8, which is used to modulate the tripping signal SIG or the non-trigger signal BEAT is established.
  • the trigger signal SIG or the non-trigger signal BEAT is provided to the modulator/demodulator unit MD on the input side by the first data interface D1.
  • the electronic control unit 14 can be set up to send (first) data DAT, which are stored in the control unit 14 of the triggering device 10 or can be read in externally by the latter, by means of modulation by the modulator of the modulator/demodulator unit MD via the triggering line 8 to be transmitted to the actuator 1.
  • the data to be transmitted to the actuator 1 DAT can a current duct air temperature value ⁇ i and/or a current ambient air temperature value ⁇ a and/or possibly a switching state of the switch 15 connected to the control unit 14.
  • the electronic control unit 14 can be set up to receive data DAT present at the first (data) interface D1 and originating from a second (data) interface D2 of the actuator 1 .
  • This (second) data DAT can include an updated duct air temperature limit value ⁇ Gi , an updated ambient air temperature limit value ⁇ Ga , updated minimum temperature rise rates ⁇ ' i , ⁇ ' a and/or optionally a lighting state to be output by the control unit 14 to the optical display element LED.
  • the electronic control unit 14 is then set up to replace the duct air temperature limit ⁇ Gi , ambient air temperature limit ⁇ Ga and/or the minimum temperature rise rates ⁇ ' i , ⁇ ' a previously stored in the control unit 14 with the respectively updated duct air temperature limit ⁇ Gi , ambient air temperature limit ⁇ Ga and/or minimum temperature rise rates ⁇ ' i , ⁇ ' a to replace.
  • the received (first) data DAT can be evaluated by the control direction SE of the actuator 1 for the parameterization of the actuator 1 and, if necessary, forwarded via a network interface (not shown) to a higher-level control unit, for example.
  • a network interface not shown
  • the same also applies to the reverse route, i.e. from the higher-level control device or from the control device SE of the actuator 1 to the control unit 14 of the thermal tripping device 10 according to the invention.
  • FIG 4 shows a sectional view through an exemplary thermal release device 10 according to the invention transversely to the direction of flow in an air duct 5.
  • the tripping device 10 has a housing 12 which encloses a circuit carrier 11 (see also 5 ).
  • a first temperature sensor 16 in particular a PT1000, is applied to the “lower” section 19 of the circuit carrier 11 shown.
  • This circuit carrier section 19 protrudes from an opening OF in the housing 12 and the duct air in the air duct 5 thus flows directly around it.
  • a microcontroller as an electronic control unit 14, a switch 15 designed as a button, an optical display unit designed as a light-emitting diode LED and a second temperature sensor 17 are arranged on the circuit carrier 11. The latter can also already be integrated in the microcontroller 14 shown.
  • the last-mentioned components 15, LED, 17 are electrically connected to the microcontroller 14.
  • a cable grommet KT is formed onto the housing 12 by way of example.
  • the connection cable 8 is passed through this cable grommet KT through a further housing opening KO or cable grommet opening.
  • Their individual electrical lines M, VS, DL each make contact with a contacting surface 13 on the circuit carrier 11.
  • a housing width is denoted by B, but without the cable grommet KT shown.
  • the housing width B is preferably in the range of 4 to 8 cm.
  • L designates a housing length
  • T designates a housing depth.
  • the housing length L is preferably in the range of 8 to 15 cm.
  • the housing depth T is preferably in the range of 1.5 to 4 cm.
  • a sensor length labeled SL describes the length of the circuit carrier section 19 led out of the housing 12 with the first temperature sensor 16 applied thereto.
  • the sensor length SL is in particular in the range from 0.2 to 5 cm, preferably in the range from 0.3 to 1.5 cm.
  • the light-emitting diode LED shines through a transparent window in the housing 12 .
  • the button 15 can be actuated manually from the outside of the housing 12 .
  • the entire housing 12 preferably encloses the circuit carrier 11 in a dust-tight and moisture-tight manner, in particular hermetically tight.

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  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine thermische Auslöseeinrichtung (10) zum selbsttätigen Schliessens einer Brandschutzklappe (4) in einem Luftkanal (5), wobei die Auslöseeinrichtung über ein zumindest eine erste und zweite Leitung (M, VS) umfassendes Anschlusskabel (8) mit einem Stellantrieb (1) zum Schliessen der Brandschutzklappe bei Überschreiten eines Kanallufttemperaturgrenzwerts (θGi) verbindbar ist. In kennzeichnender Weise umfasst die Auslöseeinrichtung eine elektronische Steuereinheit sowie einen damit verbundenen ersten Temperatursensor (16) zur fortlaufenden Erfassung eines Kanallufttemperaturwerts (θi). Die Steuereinheit weist eine erste Schnittstelle (D1) auf oder ist mit einer solchen verbunden. Letztere ist mit einer Schnittstellenleitung (DL) als dritte Leitung des Anschlusskabels verbunden. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, bei Überschreiten des Kanallufttemperaturgrenzwerts ein Auslösesignal (SIG) an der ersten Schnittstelle auszugeben oder die Ausgabe eines Nichtauslösesignals (BEAT) an der ersten Schnittstelle zu stoppen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine thermische Auslöseeinrichtung zum Auslösen eines selbsttätigen Schliessens einer Brandschutzklappe in einem Luftkanal. Die thermische Auslöseeinrichtung ist zur Anbringung an dem Luftkanal ausgebildet. Sie ist zudem über ein zumindest eine erste und zweite (elektrische) Leitung oder Ader umfassendes Anschlusskabel mit einem Stellantrieb zum Schliessen der Brandschutzklappe bei Überschreiten eines vorgebbaren Kanallufttemperaturgrenzwerts im Inneren des Luftkanals verbindbar bzw. verbunden.
  • Ein solcher Luftkanal ist z.B. für die Klimatisierung eines Gebäudes oder zur Entrauchung eines Gebäudes im Brandfall vorgesehen. Der Kanallufttemperaturgrenzwert liegt insbesondere in einem Temperaturbereich von 65°C bis 120°C, vorzugsweise in einem Bereich von 72°C bis 95°C. Ein solcher Stellantrieb wird auch als Brandschutzklappenantrieb bezeichnet.
  • Bekannte thermische Auslöseeinrichtungen sind zur Unterbrechung einer über die thermische Auslöseeinrichtung durchgeschleiften Stromversorgungsleitung des Stellantriebs eingerichtet. Die durchgeschleifte Stromversorgungsleitung erfüllt dabei die Funktion einer Sicherheitsschleife. Es wird daher im einfachsten Fall die Stromversorgung des Stellantriebs durch die Auslöseeinrichtung unterbrochen.
  • Brandschutzklappenantriebe nach der EN-Norm 15650 benötigen eine thermische Auslöseeinrichtung, die bei erhöhter Temperatur, typischerweise in einem Brandfall, im Luftkanal oder ausserhalb des Luftkanals die Schliessung der Brandschutzklappe auslöst. Eine solche thermische Auslöseeinrichtung wird nach der EN-Norm 10294-4 und zukünftig nach der internationalen Norm ISO 21925-1, Annex B, C, D geprüft. Dazu wird üblicherweise eine Thermosicherung in der Ausführung als Schmelzsicherung oder ein «Bimetall» eingesetzt, welche bei erhöhter Temperatur die Stromversorgung des Stellantriebs unterbricht. Es wird folglich die Stromversorgung für den Stellantrieb über die bekannten thermischen Auslöseeinrichtungen geführt (siehe auch FIG. 1). Der Stellantrieb fährt dann die Brandschutzklappe selbsttätig, wie z.B. mithilfe im Stellantrieb gespeicherter mechanischer Energie (Federspeicher) oder mithilfe gespeicherter elektrischer Energie (Kondensator, Akkumulator), in die sichere Geschlossen-Position.
  • Die bekannten thermischen Auslöseeinrichtungen haben folgende Nachteile:
    Eine als Schmelzsicherung realisierte thermische Auslöseeinrichtung, eine sogenannte Thermosicherung, hat die Eigenschaft, dass sie die Stromversorgung des Stellantriebs bei einer vorgegebenen Grenztemperatur unterbricht. Eine solche Thermosicherung ist nicht rücksetzbar. Üblicherweise werden zwei derartige Thermosicherungen in Reihe geschaltet, wobei dann die erste Thermosicherung im Inneren des Luftkanals und die zweite Thermosicherung in der Umgebung ausserhalb des Luftkanals platziert ist. Erreicht eine der Thermosicherungen ihre jeweilige Grenztemperatur, so wird dadurch die Stromversorgung des Stellantriebs unterbrochen oder mit anderen Worten die Sicherheitsschleife geöffnet.
  • Ein weiterer Nachteil ist, dass für unterschiedliche Einsatzgebiete und/oder nationalen Normerfordernissen entsprechend Thermosicherungen mit unterschiedlichen auslösenden Grenztemperaturen vorgehalten werden müssen. Ein weiterer Nachteil ist, dass Thermosicherungen bereits beim Transport oder bei der Lagerung bei Erreichen der Grenztemperatur auslösen können. Oftmals wird die Lagertemperatur der Sicherung vom Hersteller im Datenblatt eingeschränkt.
  • Zudem ist bei der Ausführung einer thermischen Auslöseeinrichtung als Schmelzsicherung die Produktion in SMD-Ausführung nicht möglich, da die Schmelzsicherung bereits beim Auflöten bzw. während des Lötprozesses (Reflow-Lötprozess, Schwall-Lötprozess) durchschmelzen würde.
  • Weist eine thermische Auslöseeinrichtung einen auf einem Bimetall basierenden, manuell rücksetzbaren Schalter auf, so ist eine solche Auslöseeinrichtung manuell rücksetzbar.
  • Allerdings können auch diese Auslöseeinrichtungen beim Transport oder bei der Lagerung bei Erreichen der Grenztemperatur auslösen. Zudem sind solche Auslöseeinrichtungen mechanisch aufwändig, als Bauteil überaus raumgreifend und teuer. Auch können die auf einem Bimetall basierenden Auslöseeinrichtungen während des Lötprozesses auslösen. Hier kann sogar ein manuelles Rücksetzen im Rahmen der Fertigung notwendig sein.
  • Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine robustere thermische Auslöseeinrichtung anzugeben.
  • Zudem ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine thermische Auslöseeinrichtung anzugeben, die flexibler einsetzbar ist.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen genannt.
  • Erfindungsgemäss umfasst die thermische Auslöseeinrichtung eine elektronische Steuereinheit sowie einen mit der Steuereinheit verbundenen ersten Temperatursensor zur fortlaufenden Erfassung eines Kanallufttemperaturwerts im Inneren des Luftkanals. Die Steuereinheit weist eine erste Schnittstelle auf oder ist mit einer solchen verbunden. Die erste Schnittstelle ist mit einer Schnittstellenleitung als dritte Leitung des Anschlusskabels verbunden. Alternativ ist diese Schnittstelle mit einer Modulatoreinheit zur Aufmodulierung eines Signals in die erste oder zweite Leitung verbunden.
  • Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, bei Überschreiten des Kanallufttemperaturgrenzwerts durch den Kanallufttemperaturwert ein Auslösesignal an der ersten Schnittstelle auszugeben. Alternativ ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, bei Überschreiten des Kanallufttemperaturgrenzwerts durch den Kanallufttemperaturwert die Ausgabe eines Nichtauslösesignals an der ersten Schnittstelle zu stoppen.
  • Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, dass ein einfaches Anschlusskabel zur Verbindung der thermischen Auslöseeinrichtung mit dem Stellantrieb verwendet werden kann. Im einfachsten Fall ist das Anschlusskabel ein Schnittstellenkabel, insbesondere ein serielles Schnittstellenkabel, wie z.B. ein USB- oder RS232-Kabel. Ein solches Schnittstellenkabel umfasst zumindest zwei (Signal-)Leitungen mit einem kleinen Leitungsquerschnitt, insbesondere eine erste Leitung für ein Bezugspotenzial (Masse), eine zweite Leitung für eine Versorgungsspannung und gegebenenfalls eine (Signal-)Leitung als dritte Leitung für die Übertragung des Auslösesignals bzw. des Nichtauslösesignals an der ersten Schnittstelle.
  • Das Auslösesignal bzw. das Nichtauslösesignals kann alternativ zur Schnittstellenleitung induktiv, kapazitiv oder resistiv einem durch die Leitung des Bezugspotenzial (erste Leitung) fliessenden Strom oder einem durch die Leitung der Versorgungsspannung (zweite Leitung) fliessenden Strom aufmoduliert werden.
  • Über die Leitungen des Bezugspotenzials und der Versorgungsspannung wird die «Elektronik» der erfindungsgemässen thermischen Auslöseeinrichtung versorgt. Bei den vorgenannten Leitungen handelt es sich somit um Signalleitungen. Die Versorgungsspannung ist vorzugsweise eine (konstante) Gleichspannung. Sie weist bezogen auf das Bezugspotenzial Spannungswerte insbesondere im Bereich von 3 V bis 24 V, vorzugsweise bei 3.3 V oder 5 V, auf. Insbesondere ist der Leitungsquerschnitt für eine maximale dauerhafte Stromtragefähigkeit von 250 mA, vorzugsweise von 100 mA, ausgelegt. Die Länge eines solchen Anschlusskabels liegt insbesondere im Bereich von 1 m bis 5 m. Das Anschlusskabel kann auch ungeschirmt sein.
  • Im Vergleich dazu ist bei bekannten Lösungen ein speziell geschirmtes, teures Anschlusskabel erforderlich, dessen Leitungen hinsichtlich der zulässigen Strombelastungen den gesamten Hinstrom als auch den gesamten Rückstrom über die Sicherheitsschleife ausgelegt sein müssen. Da über die Leitungen des Hin- und Rückstroms der Motorstrom für den Stellbetrieb des Stellantriebs geführt wird, weisen diese einen Leitungsquerschnitt für eine maximale Stromtragefähigkeit von 0,5 A bis 2A auf.
  • Die aufwändige Schirmung ist im Sinne eines Masse- oder Erdschlusses zusammen mit einer entsprechenden Masse- bzw. Erdschlusserfassung nachteilig erforderlich, um ein mögliches Verschmelzen des Hin- und Rückleiters in einem Brandfall zu detektieren. Anderenfalls würde die Sicherheitsschleife durch einen solchen Kurzschluss nicht unterbrochen werden. Die Brandschutzklappe würde dann fatalerweise geöffnet bleiben.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass durch die Übertragung eines geeigneten, d.h. eines hinreichend sicheren bzw. hinreichend nichtmanipulierbaren Auslösesignals von der thermischen Auslöseeinrichtung über das Anschlusskabel zum Stellantrieb eine sichere Auslösung des selbsttätigen Schliessens der Brandschutzklappe durch den Stellantrieb möglich ist. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, das Auslösesignal wiederholt, vorzugsweise zyklisch an der ersten Schnittstelle auszugeben, wie z.B. mit einer Wiederholfrequenz in einem Bereich von 0.1 Hz bis 1 kHz, vorzugsweise in einem Bereich von 1 Hz bis 100 Hz.
  • Ist dagegen die Steuereinheit dazu eingerichtet, bei Überschreiten des Kanallufttemperaturgrenzwerts durch den Kanallufttemperaturwert die Ausgabe eines Nichtauslösesignals an der ersten Schnittstelle zu stoppen, so ist eine vorteilhaft sehr sichere Auslösung des selbsttätigen Schliessens der Brandschutzklappe durch den Stellantrieb nach dem Totmann-Prinzip möglich. So führt jegliches Ausbleiben des Nichtauslösesignals, wie z.B. ein Stopp der Ausgabe durch die Steuereinheit, ein Ausstecken oder Durchtrennen des Anschlusskabels oder ein Verbrennen oder Schmelzen des Anschlusskabels im Brandfall, zum sicheren Auslösen des selbsttätigen Schliessens der Brandschutzklappe.
  • Insbesondere ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, das Nichtauslösesignal wiederholt, vorzugsweise zyklisch an der ersten Schnittstelle auszugeben, wie z.B. mit einer Wiederholfrequenz in einem Bereich von 0.1 Hz bis 1 kHz, vorzugsweise in einem Bereich von 1 Hz bis 100 Hz.
  • Das Auslösesignal wie auch das Nichtauslösesignal kann z.B. ein Sinus- oder Rechtecksignal mit vorgegebener Frequenz oder ein an der ersten Schnittstelle angelegter konstanter Spannungspegel mit vorgegebenem Spannungswert sein. Ist die erste Schnittstelle eine Datenschnittstelle, insbesondere eine serielle Datenschnittstelle, so kann das Auslösesignal und das Nichtauslösesignal ein hinreichend sicheres bzw. hinreichend nichtmanipulierbares Datensignal sein. Ein solches Datensignal kann eine vorgegebene Folge von Datenbits, wie z.B. von 8 Datenbits wie beispielsweise «10011101» oder 16 Datenbits wie beispielsweise «1001000101011100» umfassen. Das Datensignal kann alternativ eine sich deterministisch ändernde Folge von Datenbits umfassen. Die serielle Datenschnittstelle kann eine UART/RS232- oder USB-Datenschnittstelle sein.
  • Der erste Temperatursensor ist insbesondere ein Thermistor, also ein temperaturabhängiger elektrischer Widerstand. Vorzugsweise weist ein solcher Thermistor einen sogenannten PT100, PT500 oder PT1000 als Platin-Messwiderstand auf. Die zuvor genannten Platin-Messwiderstände weisen dabei vorteilhaft einen von der Temperatur abhängigen linearen Widerstandsverlauf auf. Alternativ kann der Thermistor ein sogenannter NTC (für Negative Temperature Coefficient) oder ein PTC (für Positive Temperature Coefficient) sein.
  • Der erste Temperatursensor ist folglich kein Temperaturschalter, wie dies bei Thermosicherungen oder Bimetall-Schaltern im Stand der Technik der Fall ist. Er ist vielmehr dazu ausgebildet, einen der erfassten Temperatur zugeordneten elektrischen Widerstandswert bereitzustellen. Alternativ kann der Temperatursensor ein digitaler Temperatursensor sein, der einen der erfassten Temperatur zugeordneten Digitalwert als elektrisches Signal ausgibt.
  • Die Steuereinheit ist vorzugsweise ein Mikrocontroller. Bei einem solchen Mikrocontroller handelt es sich um eine prozessorgestützte elektronische Verarbeitungseinheit. Auf dem Mikrocontroller sind geeignete Programmschritte geladen bzw. ladbar, die durch den Mikrocontroller bzw. durch dessen Prozessor ausführbar sind. Der Mikrocontroller weist einen vorzugsweise nichtflüchtigen elektronischen Speicher auf, wie z.B. ein Flash-Speicher, in dem die ausführbaren Programmroutinen gespeichert sind. Der Mikrocontroller weist typischerweise neben dem elektronischen Speicher, dem Prozessor und einem RAM-Speicher zumindest eine der nachfolgend genannten integrierten Hardware-Funktionseinheit auf: Analog-/DigitalUmsetzer, Digital-/Analog-Umsetzer, digitale Ein-/AusgabeEinheit, serielle Busschnittstelle, Timer, Signalprozessor, Watch-Dog und Temperatursensor.
  • Damit ist im Vergleich zum Stand der Technik der Vorteil verbunden, dass der Kanallufttemperaturgrenzwert, also die Auslösetemperatur, variabel eingestellt werden kann. Der Kanallufttemperaturgrenzwert kann z.B. in Form eines Datenbytes in der elektronischen Steuereinheit hinterlegt sein. Dadurch kann die gleiche Hardware für unterschiedliche Anwendungen konfiguriert werden und somit die Variantenvielfalt reduziert werden.
  • Ein weiterer Vorteil liegt in der Rücksetzbarkeit der erfindungsgemässen Auslöseeinrichtung im Vergleich zu den irreversiblen Thermosicherungen beim Stand der Technik.
  • Im Vergleich zu den raumgreifenden Bimetall-Schaltern ist der Platzbedarf bei der erfindungsgemässen Auslöseeinrichtung minimiert. Die Rücksetzung kann z.B. mittels eines kleinen Tasters oder Mikroschalters erfolgen.
  • Zudem ist bei der thermischen Auslöseeinrichtung vorteilhaft keine versehentlich Auslösung bei der Lagerung und beim Transport möglich. Auch kann mit Vorteil bei der Herstellung einer Auslöseeinrichtung ein automatisiertes, kostengünstiges Lötverfahren angewandt werden.
  • Nach einer Ausführungsform der thermischen Auslöseeinrichtung ist die Steuereinheit mit einem zweiten Temperatursensor zur fortlaufenden Erfassung eines Umgebungslufttemperaturwerts ausserhalb des Luftkanals verbunden. Alternativ kann die Steuereinheit einen solchen zweiten Temperatursensor aufweisen. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, bei Überschreiten eines vorgebbaren Umgebungslufttemperaturgrenzwerts durch den Umgebungslufttemperaturwert das Auslösesignal an der ersten Schnittstelle auszugeben oder die Ausgabe des Nichtauslösesignals an der ersten Schnittstelle zu stoppen.
  • Insbesondere kann die Steuereinheit nach einer weiteren Ausführungsform dazu eingerichtet sein, das Auslösesignal an der ersten Schnittstelle auszugeben oder die Ausgabe des Nichtauslösesignals an der ersten Schnittstelle zu stoppen, falls eine Temperaturanstiegsrate des jeweiligen erfassten Temperaturwerts eine zugehörige vorgebbare Mindesttemperaturanstiegsrate im Bereich von 10°/min, insbesondere von 20°/min, überschreitet.
  • Durch das Auswerten des jeweiligen zeitlichen Temperaturanstiegs ist vorteilhaft eine schnellere Auslösung möglich, da dann erwartungsgemäss mit dem baldigen Überschreiten des Kanallufttemperaturgrenzwerts bzw. des Umgebungslufttemperaturgrenzwerts gerechnet werden kann. Dies ermöglicht eine Prognose über den weiteren Temperaturverlauf und eine frühzeitige Auslösung bei stark ansteigender Temperatur im Brandfall.
  • Einer weiteren Ausführungsform zufolge weist die thermische Auslöseeinrichtung ein Gehäuse sowie einen im Gehäuse angeordneten Schaltungsträger auf. Das Gehäuse weist eine Sensoröffnung zum Herausführen eines Abschnitts des Schaltungsträgers aus dem Gehäuse auf. Der erste Temperatursensor ist auf dem Schaltungsträgerabschnitt angeordnet.
  • Das Gehäuse ist vorzugsweise aus einem temperaturbeständigen Kunststoff, d.h. aus einem Kunststoff hergestellt, der für Temperaturen bis 150°C mechanisch stabil ist. Der Schaltungsträger ist vorzugsweise eine Leiterplatte, wie z.B. eine Leiterplatte aus einem FR4-Material.
  • Durch das Herausführen des ersten Temperatursensors aus dem Gehäuse ist ein konstruktiv besonders einfacher Aufbau einer Auslöseeinrichtung möglich. Zugleich ist ein schnelles Ansprechen des ersten Temperatursensors auf Temperaturänderungen im Luftkanal sichergestellt.
  • Insbesondere umschliesst das Gehäuse den Schaltungsträger im Wesentlichen flächig mit einer maximalen Gehäusetiefe von 4 cm, insbesondere von 2.5 cm. Dadurch resultiert eine äusserst kompakte Bauweise der erfindungsgemässen Auslöseeinrichtung. Insbesondere umschliesst das Gehäuse den Schaltungsträger hermetisch. Die entsprechenden Öffnungen im Gehäuse für den elektrischen Anschluss der Auslöseleitung, für das Herausführen des Abschnitts mit dem ersten Temperatursensor sowie für den manuell betätigbaren Schalter sind vorzugsweise staub- und feuchtigkeitsdicht abgedichtet bzw. verschlossen. Die Sensoröffnung kann insbesondere mit einem Wärmeleitenden Kleber verschlossen werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Temperatursensor in ein thermisch leitendes Käppchen vergossen werden.
  • Insbesondere sind am Gehäuse der thermischen Auslöseeinrichtung zwei aussenliegende, sich gegenüberliegende Schnappelemente angeordnet oder angeformt. Die Schnappelemente sind derart ausgestaltet, dass diese mit dem Einschieben der thermischen Auslöseeinrichtung in eine geometrisch darauf abgestimmte schlitzförmige Öffnung im Luftkanal mit der schlitzförmigen Öffnung verrasten. Dadurch ist eine besonders einfache und zugleich mechanisch stabile Befestigung der erfindungsgemässen Auslöseeinrichtung am Luftkanal, d.h. an einer Wandung des Luftkanals, möglich.
  • Nach einer Ausführungsform ist die elektronische Steuereinheit ein Mikrocontroller, der sich bei ordnungsgemässer Anbringung der Auslöseeinrichtung am Luftkanal auf einem ausserhalb des Luftkanals liegenden Abschnitt des Schaltungsträgers befindet. Der zweite Temperatursensor ist im Mikrocontroller integriert, vorzugsweise auf dem Chipplättchen (Die) des Mikrocontrollers. Der Mikrocontroller ist programmiert, fortlaufend einen Umgebungslufttemperaturwert zu erfassen.
  • Der besondere Vorteil liegt hier darin, dass auf einen separaten Temperatursensor als Bauelement verzichtet werden kann. Dadurch vereinfacht sich der Schaltungsaufbau der erfindungsgemässen Auslöseeinrichtung. Insbesondere weist der Mikrocontroller ein Chipgehäuse, vorzugsweise ein Kunststoff- oder Keramikgehäuse, auf. Das Chipgehäuse ist wärmleitend, insbesondere kontaktbehaftet wärmeleitend, mit dem Gehäuse der thermischen Auslöseeinrichtung verbunden. Das Chipgehäuse kann z.B. direkt am Gehäuse der Auslöseeinrichtung anliegen. Es kann zur verbesserten Wärmeübertragung z.B. eine Wärmeleitpaste zwischen dem Chipgehäuse und dem Gehäuse der Auslöseeinrichtung, analog zur verbesserten Wärmeabfuhr bei einem Kühlkörper, eingebracht sein.
  • Einer weiteren Ausführungsform zufolge weist die Auslöseeinrichtung einen manuell betätigbaren, mit der Steuereinheit elektrisch verbundenen Schalter, insbesondere einen Taster, auf. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, im ausgelösten Zustand der thermischen Auslöseeinrichtung und nach Betätigung des Schalters die vorzugsweise wiederholte Ausgabe des Auslösesignals an der ersten Schnittstelle zu stoppen oder das Nichtauslösesignal an der ersten Schnittstelle vorzugsweise wiederholt auszugeben. Mittels der Steuereinheit ist dann der binäre Schaltzustand des Schalters einlesbar. Der Schalter ist z.B. von der Aussenseite des Gehäuses der thermischen Auslöseeinrichtung her manuell durch einen Benutzer betätigbar. Dadurch ist auf besonders einfache Weise ein Rücksetzen der thermischen Auslöseeinrichtung möglich.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, im nichtausgelösten Zustand der thermischen Auslöseeinrichtung und nach Betätigung des Schalters das Auslösesignal vorzugsweise wiederholt an der ersten Schnittstelle zum (testweisen) Auslösen des selbsttätigen Schliessens des Stellantriebs auszugeben oder die vorzugsweise wiederholte Ausgabe des Nichtauslösesignals an der ersten Schnittstelle zu stoppen.
  • Die Steuereinheit kann schliesslich zusätzlich dazu eingerichtet sein, nach einer weiteren Betätigung des Schalters die vorzugsweise wiederholte Ausgabe des Auslösesignals an der ersten Schnittstelle wieder zu stoppen oder die vorzugsweise wiederholte Ausgabe des Nichtauslösesignals an der ersten Schnittstelle wieder aufzunehmen.
  • Dadurch ist auf einfache Weise ein Test der thermischen Auslöseeinrichtung auf ihre Funktionsfähigkeit hin möglich.
  • Einer weiteren Ausführungsform zufolge weist die Auslöseeinrichtung ein optisches Anzeigeelement auf, insbesondere eine LED. Das optische Anzeigeelement ist zumindest mittelbar durch die Steuereinheit ansteuerbar. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet bzw. programmiert, das optische Anzeigeelement im ausgelösten Zustand der thermischen Auslöseeinrichtung dauerleuchtend oder blinkend anzusteuern. Alternativ kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, das optische Anzeigeelement im nichtausgelösten Zustand dauerleuchtend anzusteuern. Dadurch ist eine direkte Statusausgabe an der thermischen Auslöseeinrichtung möglich.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, einen aktuellen Kanallufttemperaturwert und/oder aktuellen Umgebungslufttemperaturwert und/oder gegebenenfalls den Schaltzustand des mit der Steuereinheit verbundenen Schalters als Daten an der ersten Schnittstelle bzw. Datenschnittstelle auszugeben.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, an der ersten Schnittstelle bzw. an der ersten Datenschnittstelle anliegende, von einer zweiten Schnittstelle bzw. von einer zweiten Datenschnittstelle des Stellantriebs stammende Daten zu empfangen, wobei die Daten einen aktualisierten Kanallufttemperaturgrenzwert und/oder einen aktualisierten Umgebungslufttemperaturgrenzwert und/oder aktualisierte Mindesttemperaturanstiegsraten und/oder gegebenenfalls einen mittels der Steuereinheit an das optische Anzeigeelement auszugebenden Leuchtzustand umfassen. Zudem ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den in der Steuereinheit gespeicherten Kanallufttemperaturgrenzwert und/oder Umgebungslufttemperaturgrenzwert und/oder die Mindesttemperaturanstiegsraten durch den aktualisierten Kanallufttemperaturgrenzwert, und/oder durch den aktualisierten Umgebungslufttemperaturgrenzwert und/oder durch die aktualisierten Mindesttemperaturanstiegsraten zu ersetzen.
  • Nach einer Ausführungsform ist die zwischen der ersten Schnittstelle und zwischen der ersten oder zweiten Leitung des Anschlusskabels geschaltete Modulatoreinheit zur Aufmodulierung des Auslösesignals oder des Nichtauslösesignals eingerichtet. Dabei ist die Modulatoreinheit zugleich eine Modulator/Demodulator-Einheit. Diese Modulator/Demodulator-Einheit ist dann zusätzlich zur Demodulierung von auf der ersten oder zweiten Leitung aufmodulierten, von einer zweiten Schnittstelle des Stellantriebs stammenden Daten sowie zur Weiterleitung der demodulierten Daten an die erste Datenschnittstelle der thermischen Auslöseeinrichtung eingerichtet.
  • Der Modulator und der Demodulator können separate Baueinheiten oder eine kombinierte Baueinheit sein. Der Modulator kann dazu eingerichtet sein, auf induktivem, kapazitiven oder ohmschen Wege elektrische Signale in die erste oder zweite Leitung des Anschlusskabels modulierend einzukoppeln, wie z.B. im Sinne eines Powerline-Modems. In entsprechender Weise kann der Demodulator dazu eingerichtet sein, auf induktivem, kapazitiven oder ohmschen Wege elektrische Signale aus der ersten oder zweiten Leitung des Anschlusskabels auszukoppeln und zu demodulieren.
  • Für den Fall der Signalaufmodulierung in die erste oder zweite Leitung kann das zum Anschluss des Stellantriebs an die thermische Auslöseeinrichtung vorgesehene Anschlusskabel als erste Leitung eine (einzige) Bezugspotenzialleitung und als zweite Leitung eine (einzige) Versorgungsspannungsleitung zur elektrischen Stromversorgung der Auslöseeinrichtung umfassen. Die erste Leitung kann auch die Schirmung des Anschlusskabels selbst ein. Das Anschlusskabel kann somit auch ein Koaxialkabel sein.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird weiter durch eine Anordnung aus einem Stellantrieb, eingerichtet zum selbsttätigen Schliessen einer Brandschutzklappe in einem Luftkanal, und aus einer erfindungsgemässen thermischen Auslöseeinrichtung gelöst. Der Stellantrieb ist dabei über ein Anschlusskabel mit der thermischen Auslöseeinrichtung verbunden. Weiter umfasst der Stellantrieb eine Steuereinrichtung sowie einen nachgeschalteten Motortreiber für einen Elektromotor des Stellantriebs. Die Steuereinrichtung des Stellantriebs ist eingerichtet, Steuerbefehle an den Motortreiber zumindest zum Öffnen und zum selbsttätigen Schliessen der an dem Stellantrieb angeschlossenen Brandschutzklappe auszugeben. Die elektronische Steuereinrichtung weist eine zweite Schnittstelle auf oder ist mit einer solchen verbunden. Zudem ist die elektronische Steuereinrichtung dazu eingerichtet, bei Empfang eines Auslösesignals an der zweiten Schnittstelle oder bei Ausbleiben eines Nichtauslösesignals an der zweiten Schnittstelle Steuerbefehle zum selbsttätigen Schliessen der an dem Stellantrieb angeschlossenen Brandschutzklappe an den Motortreiber auszugeben.
  • Nach einer Ausführungsform der Anordnung umfassen die erste und zweite Schnittstelle je eine zueinander kompatible Datenschnittstelle, insbesondere eine serielle Datenschnittstelle, vorzugsweise eine UART/RS232- oder USB-Datenschnittstelle.
  • Schliesslich weist nach einer weiteren Ausführungsform der Stellantrieb eine Rückstellfeder zum selbsttätigen Schliessen der angeschlossenen Brandschutzklappe im ausgelösten Zustand der thermischen Auslöseeinrichtung auf. Die Steuereinrichtung des Stellantriebs ist dazu eingerichtet, das Auslösesignal oder das Nichtauslösesignal zu empfangen und eine Energieversorgung des Motortreibers, d.h. die Strom- oder Spannungsversorgung des Motortreibers, bei Empfang des Auslösesignals oder bei Ausbleiben des Nichtauslösesignals abzuschalten.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
    • FIG 1
    schematisch den Aufbau einer thermischen Auslöseeinrichtung mit zwei in Reihe geschalteter Thermosicherungen nach dem Stand der Technik zur Unterbrechung der Stromversorgung eines Stellantriebs,
    FIG 2
    schematisch den Aufbau einer beispielhaften thermischen Auslöseeinrichtung mit einer elektronischen Steuereinheit und mit zwei Temperatursensoren sowie eine Anordnung gemäss der Erfindung,
    FIG 3
    eine Ausführungsform der beispielhaften thermischen Auslöseeinrichtung mit einer Datenübertragungsmöglichkeit zwischen Auslöseeinrichtung und Stellantrieb gemäss der Erfindung,
    FIG 4
    eine Schnittdarstellung durch eine beispielhafte thermische Auslöseeinrichtung gemäss der Erfindung quer zur Strömungsrichtung in einem Luftkanal, und
    FIG 5
    eine Schnittdarstellung durch die thermische Auslöseeinrichtung gemäss FIG 4 entlang der in FIG 4 eingetragenen Blickrichtung V.
  • FIG 1 zeigt schematisch den Aufbau einer thermischen Auslöseeinrichtung mit Aufbau einer bekannten thermischen Auslöseeinrichtung 10 mit zwei in Reihe geschalteter Thermosicherungen 6, 7 zur Unterbrechung der Stromversorgung eines Stellantriebs 1.
  • Mit dem Bezugszeichen 8 ist ein Anschlusskabel mit einer Hinleitung HL und mit einer Rückleitung RL zur Verbindung der Auslöseeinrichtung 10 mit dem Stellantrieb 1 über dessen elektrischen Anschluss 3 bezeichnet. Aus der FIG 1 ist ersichtlich, dass bei Auslösen einer der Thermosicherungen 6, 7 die Stromversorgung des Stellantriebs 1 entlang des Pfads Stromversorgungsanschluss 2, Steuereinheit SE des Stellantriebs 1, Hinleitung HL, beide Thermosicherungen 6, 7, Rückleitung RL, Elektromotor des Stellantriebs 1, Steuereinheit SE und zurück zum Stromversorgungsanschluss 2 unterbrochen wird. Mit VIN ist eine dort anliegende Eingangsspannung bezeichnet. Der Stellantrieb 1 wirkt in bekannter Weise auf eine Brandschutzklappe 4 in einem Luftkanal 5 ein, um diese nach Auslösung selbsttätig zu schliessen. Mit ϑa ist dabei eine Umgebungslufttemperatur ausserhalb des Luftkanals 5 bezeichnet und mit ϑi eine Kanallufttemperatur im Inneren des gezeigten Luftkanals 5.
  • FIG 2 zeigt schematisch den Aufbau einer beispielhaften thermischen Auslöseeinrichtung 10 mit einer als «Logik» bezeichneten elektronischen Steuereinheit 14 (Mikrocontroller) und mit zwei Temperatursensoren 16, 17. Letztere sind mit der Steuereinheit 14 verbunden. Der erste Temperatursensor 16, wie z.B. ein NTC oder PTC, ist dabei zur fortlaufenden Erfassung eines Kanallufttemperaturwerts θi im Inneren des Luftkanals 5 vorgesehen.
  • Die Auslöseeinrichtung 10 weist einen elektrischen Anschluss 3 zum Anschliessen eines Anschlusskabels 8 auf. Das gegenüberliegende Ende des Anschlusskabels 8 ist seinerseits zum Anschliessen an einem elektrischen Anschluss 3 eines Stellantriebs 1 vorgesehen. Der Stellantrieb 1 ist zum Schliessen der Brandschutzklappe 4 bei Überschreiten eines vorgebbaren Kanallufttemperaturgrenzwerts θGi im Inneren des Luftkanals 5 eingerichtet bzw. vorgesehen. Alternativ kann das Anschlusskabel 8 bereits abgedichtet fest durch ein Gehäuse der Auslöseeinrichtung 10 hindurch geführt sein. Das Anschlusskabel 8 umfasst eine erste Leitung M, typischerweise eine Masse- oder Bezugspotenzialleitung, und eine zweite Leitung VS, typischerweise eine Versorgungsspannungsleitung. Zwischen beiden Leitungen M, VS liegt vorzugsweise eine konstante Gleichspannung zur elektrischen Versorgung der erfindungsgemässen thermischen Auslöseeinrichtung 10 an.
  • Weiter gemäss der Erfindung weist die elektronische Steuereinheit 14 eine erste Schnittstelle D1, insbesondere eine serielle Datenschnittstelle auf. Diese erste Schnittstelle D1 ist mit einer weiteren Leitung DL des Anschlusskabels 8, d.h. mit einer Schnittstellenleitung DL als dritte Leitung des Anschlusskabels 8 verbunden. Typischerweise umfasst das Anschlusskabel 8 neben der ersten, zweiten und dritten Leitung M, VS, DL noch einen diese umschliessenden Kabelmantel als mechanischen Schutz auf. Die Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet bzw. programmiert, bei Überschreiten des Kanallufttemperaturgrenzwerts θGi durch den Kanallufttemperaturwert θi ein Auslösesignal SIG an der ersten Schnittstelle D1 auszugeben oder die Ausgabe eines Nichtauslösesignals BEAT an der ersten Schnittstelle D1 zu stoppen.
  • Im Beispiel der FIG 2 ist die Steuereinheit 14 bereits zudem dazu eingerichtet, fortlaufend einen durch den zweiten Temperatursensor 17 erfassten Umgebungslufttemperaturwert θa ausserhalb des Luftkanals 5 zu erfassen. Die Steuereinheit 14 ist dann dazu eingerichtet, bei Überschreiten eines vorgebbaren Umgebungslufttemperaturgrenzwerts θGa durch den Umgebungslufttemperaturwert θa das Auslösesignal SIG an der ersten Schnittstelle D1 auszugeben oder die Ausgabe des Nichtauslösesignals BEAT an der ersten Schnittstelle D1 zu stoppen. Im einfachsten Fall bildet die Steuereinheit 14 eine Serienschaltung der beiden Temperatursensoren 16, 17, wie in FIG 1 beschrieben, logisch nach. Es wird somit ausgelöst, wenn der erfasste Kanallufttemperaturwert θi den vorgebbaren Kanallufttemperaturgrenzwert θGi überschreitet ODER wenn der erfasste Umgebungslufttemperaturwert θa den vorgebbaren Umgebungslufttemperaturgrenzwert θGa überschreitet.
  • Alternativ kann die Steuereinheit 14 dazu eingerichtet sein, das Auslösesignal SIG an der ersten Schnittstelle D1 auszugeben oder die Ausgabe des Nichtauslösesignals BEAT an der ersten Schnittstelle D1 zu stoppen, wenn z.B. die Summe der beiden Temperaturwerte θi, θa einen Summentemperaturgrenzwert überschreitet.
  • Im Beispiel der FIG 2 ist die Steuereinheit 14 zusätzlich dazu eingerichtet, vorzugsweise unabhängig vom Betrag der erfassten Temperaturwerte θi, θa, das Auslösesignal SIG an der ersten Schnittstelle D1 auszugeben oder die Ausgabe des Nichtauslösesignals BEAT an der ersten Schnittstelle D1 zu stoppen, wenn eine vorgebbare Mindesttemperaturanstiegsrate θ'Gi, θ'Ga von 10°/min, insbesondere von 20°/min, des jeweiligen erfassten Temperaturwerts θi, θa überschritten wird.
  • Weiter alternativ kann die Steuereinheit 14 dazu eingerichtet sein, das Auslösesignal SIG an der ersten Schnittstelle D1 auszugeben oder die Ausgabe des Nichtauslösesignals BEAT an der ersten Schnittstelle D1 zu stoppen, wenn der erfasste Kanallufttemperaturwert θi den vorgebbaren Kanallufttemperaturgrenzwert θGi UND die vorgebbare Mindesttemperaturanstiegsrate θ'Gi für die Kanallufttemperatur ϑi überschreitet ODER wenn die erfasste Umgebungslufttemperatur θa den vorgebbaren Umgebungslufttemperaturgrenzwert θGa UND die vorgebbare Mindesttemperaturanstiegsrate θ'Gi für die Umgebungslufttemperatur ϑa überschreitet.
  • Mit "ODER" sind hier das Boolean-ODER bzw. das logisch ODER und mit "UND" das Boolean-UND bzw. das logische UND gemeint.
  • Die genannten Temperaturgrenzwerte θGi, θGa und Mindesttemperaturraten θ'Gi, θ'Ga können elektronisch im Mikrocontroller 14 z.B. als Variable vom Datentyp Float hinterlegt sein.
  • Weiter gemäss der Erfindung weist die thermische Auslöseeinrichtung 10 einen manuell betätigbaren, mit der Steuereinheit 14 elektrisch verbundenen Schalter 15 auf. Dieser ist vorzugsweise ein Taster. Die Steuereinheit 14 ist zudem dazu eingerichtet, im ausgelösten Zustand der thermischen Auslöseeinrichtung 10, also bei geschlossener Brandschutzklappe 4, und nach Betätigung des Schalters 15 die vorzugsweise wiederholte Ausgabe des Auslösesignals SIG an der ersten Schnittstelle D1 zu stoppen oder das Nichtauslösesignal BEAT an der ersten Schnittstelle D1 vorzugsweise wiederholt auszugeben.
  • Weiter gemäss der Erfindung ist die Steuereinheit 14 dazu eingerichtet, im nichtausgelösten Zustand der Auslöseeinrichtung 10, also bei geöffneter Brandschutzklappe 4, und nach Betätigung des Schalters 15 das Auslösesignal SIG vorzugsweise wiederholt an der ersten Schnittstelle D1 zum (testweise) Auslösen des selbsttätigen Schliessens des Stellantriebs 1 auszugeben oder die vorzugsweise wiederholte Ausgabe des Nichtauslösesignals BEAT an der ersten Schnittstelle D1 zu stoppen.
  • Auf diese Weise ist ein Funktionstest der erfindungsgemässen thermischen Auslöseeinrichtung 10 möglich. Eine mit LED bezeichnete Leuchtdiode (LED) als optische Anzeigeeinheit kann entsprechend dauerleuchtend oder blinkend angesteuert werden, um den Betriebsstatus der Auslöseeinrichtung 10 anzuzeigen. Alternativ kann ein Sounder, ein Piepser oder ein Vibrierelement eingesetzt werden. Im vorliegenden Beispiel sind die optische Anzeigeeinheit LED und der Schalter 15 zu einer eigenen Funktionseinheit HMI zusammengefasst. Diese besonders einfach realisierte Mensch-Maschinen-Schnittstelle HMI kommuniziert intern mit dem Mikrocontroller 14. Die Erfassung des Schaltzustands des Schalters 15 sowie die elektrische Ansteuerung der optischen Anzeigeeinheit LED erfolgen in Hinblick auf den Mikrocontroller 14 somit indirekt.
  • FIG 3 zeigt eine Ausführungsform der beispielhaften thermischen Auslöseeinrichtung 10 mit einer Datenübertragungsmöglichkeit zwischen Auslöseeinrichtung 10 und Stellantrieb 1 gemäss der Erfindung.
  • Im Vergleich zur vorherigen FIG 2 weist die Auslöseeinrichtung 10 eine zwischen der ersten (Daten-)Schnittstelle D1 der elektronischen Steuereinheit 14 und der ersten Leitung M oder hier im vorliegenden Beispiel der zweiten Leitung VS des Anschlusskabels 8 geschaltete Modulator/Demodulator-Einheit MD auf, die zur Aufmodulierung des Auslösesignals SIG oder des Nichtauslösesignals BEAT eingerichtet ist. Das Auslösesignal SIG bzw. das Nichtauslösesignal BEAT wird dabei der Modulator/Demodulator-Einheit MD eingangsseitig von der ersten Datenschnittstelle D1 bereitgestellt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die elektronische Steuereinheit 14 eingerichtet sein, (erste) Daten DAT, die in der Steuereinheit 14 der Auslöseeinrichtung 10 gespeichert sind oder durch diese extern einlesbar sind, mittels Aufmodulierung durch den Modulator der Modulator/Demodulator-Einheit MD über die Auslöseleitung 8 an den Stellantrieb 1 zu übertragen. Die an den Stellantrieb 1 zu übertragende Daten DAT können einen aktuellen Kanallufttemperaturwert θi und/oder einen aktuellen Umgebungslufttemperaturwert θa und/oder gegebenenfalls einen Schaltzustand des mit der Steuereinheit 14 verbundenen Schalters 15 umfassen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die elektronische Steuereinheit 14 eingerichtet sein, an der ersten (Daten-)Schnittstelle D1 anliegende, von einer zweiten (Daten-)Schnittstelle D2 des Stellantriebs 1 stammende Daten DAT zu empfangen. Diese (zweite) Daten DAT können einen aktualisierten Kanallufttemperaturgrenzwert θGi, einen aktualisierten Umgebungslufttemperaturgrenzwert θGa, aktualisierte Mindesttemperaturanstiegsraten θ'i, θ'a und/oder gegebenenfalls einen mittels der Steuereinheit 14 an das optische Anzeigeelement LED auszugebenden Leuchtzustand umfassen. Die elektronische Steuereinheit 14 ist dann dazu eingerichtet, den bisher in der Steuereinheit 14 gespeicherten Kanallufttemperaturgrenzwert θGi, Umgebungslufttemperaturgrenzwert θGa und/oder die Mindesttemperaturanstiegsraten θ'i, θ'a durch den jeweils aktualisierten Kanallufttemperaturgrenzwert θGi, Umgebungslufttemperaturgrenzwert θGa und/oder Mindesttemperaturanstiegsraten θ'i, θ'a zu ersetzen.
  • Die empfangenen (ersten) Daten DAT können durch die Steuerrichtung SE des Stellantriebs 1 zur Parametrierung des Stellantriebs 1 ausgewertet und gegebenenfalls über eine nicht weiter dargestellte Netzschnittstelle z.B. an ein übergeordnetes Steuergerät weitergeleitet werden. Dasselbe gilt auch für den umgekehrten Weg, d.h. vom übergeordneten Steuergerät oder von der Steuereinrichtung SE des Stellantriebs 1 zur Steuereinheit 14 der erfindungsgemässen thermischen Auslöseeinrichtung 10.
  • FIG 4 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine beispielhafte thermische Auslöseeinrichtung 10 gemäss der Erfindung quer zur Strömungsrichtung in einem Luftkanal 5. Wie die FIG 4 zeigt, weist die Auslöseeinrichtung 10 ein Gehäuse 12 auf, das einen Schaltungsträger 11 umschliesst (siehe auch FIG 5).
  • Am Gehäuse 12 sind zwei Schnappelemente 18 eingeformt, so dass im gezeigten ordnungsgemäss eingeschobenen Zustand der thermischen Auslöseeinrichtung 10 das Gehäuse 12 mit einer geometrisch darauf abgestimmten schlitzförmigen Öffnung SL in einer Wandung des Luftkanals 5 mechanisch stabil verrasten kann. Auf dem gezeigten "unteren" Abschnitt 19 des Schaltungsträgers 11 ist ein erster Temperatursensor 16, insbesondere ein PT1000, appliziert. Dieser Schaltungsträgerabschnitt 19 ragt aus einer Öffnung OF im Gehäuse 12 heraus und wird somit direkt von der Kanalluft im Luftkanal 5 umströmt. Auf dem Schaltungsträger 11 sind ein Mikrocontroller als elektronische Steuereinheit 14, ein als Taster ausgeführter Schalter 15, eine als Leuchtdiode LED realisierte optische Anzeigeeinheit sowie ein zweiter Temperatursensor 17 angeordnet. Letzterer kann auch im gezeigten Mikrocontroller 14 bereits integriert sein. Die zuletzt genannten Bauelemente 15, LED, 17 sind elektrisch mit dem Mikrocontroller 14 verbunden.
  • Im linken Teil der FIG 3 ist beispielhaft eine Kabeltülle KT an das Gehäuse 12 angeformt. Durch diese Kabeltülle KT ist das Anschlusskabel 8 durch eine weitere Gehäuseöffnung KO oder Kabeltüllenöffnung hindurchgeführt. Deren elektrische Einzelleitungen M, VS, DL kontaktieren jeweils eine Kontaktierungsfläche 13 auf dem Schaltungsträger 11.
  • Mit B ist eine Gehäusebreite bezeichnet, jedoch ohne die gezeigte Kabeltülle KT. Die Gehäusebreite B liegt vorzugsweise im Bereich von 4 bis 8 cm.
  • FIG 5 zeigt eine Schnittdarstellung durch die thermische Auslöseeinrichtung 10 gemäss FIG 4 entlang der in FIG 4 eingetragenen Blickrichtung V. In dieser Darstellung ist die besonders kompakte Bauart der erfindungsgemässen thermischen Auslöseeinrichtung 10 erkennbar. Mit L ist dabei eine Gehäuselänge und mit T eine Gehäusetiefe bezeichnet. Die Gehäuselänge L liegt vorzugsweise im Bereich 8 bis 15 cm. Die Gehäusetiefe T liegt vorzugsweise im Bereich von 1.5 bis 4 cm. Eine mit SL bezeichnete Sensorlänge beschreibt die Länge des aus dem Gehäuse 12 herausgeführten Schaltungsträgerabschnitts 19 mit dem darauf applizierten ersten Temperatursensor 16. Die Sensorlänge SL liegt insbesondere im Bereich von 0.2 bis 5 cm, vorzugsweise im Bereich von 0.3 bis 1.5 cm.
  • Wie die FIG 4 weiter zeigt, leuchtet die Leuchtdiode LED durch ein transparentes Fenster im Gehäuse 12 hindurch. Der Taster 15 ist von der Aussenseite des Gehäuses 12 her manuell betätigbar. Das gesamte Gehäuse 12 schliesst vorzugsweise den Schaltungsträger 11 staub- und feuchtigkeitsdicht, insbesondere hermetisch dicht, ein.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Stellantrieb, Aktor
    2
    Stromversorgungsanschluss, Spannungsversorgungsanschluss
    3
    elektrischer Anschluss, Buchse
    4
    Klappe, Brandschutzklappe
    5
    Luftkanal, Entrauchungskanal
    6
    erste thermische Sicherung
    7
    erste thermische Sicherung
    8
    Anschlusskabel, Leitungskabel
    10
    Thermische Auslöseeinrichtung
    11
    Schaltungsträger, Leiterplatte
    12
    Gehäuse
    13
    Kontaktierungsflächen
    14
    Steuereinheit, Mikrocontroller
    15
    Taster, Schaltelement
    16
    erster Temperatursensor, Thermistor, NTC
    17
    zweiter Temperatursensor, Thermistor, NTC
    18
    Schnapphaken, Rasthaken
    19
    Schaltungsträgerabschnitt
    B
    Gehäusebreite
    BEAT
    Nichtauslösesignal
    DAT
    Daten
    DL
    Schnittstellenleitung, Datenleitung, Signalleitung
    D1
    erste Schnittstelle, Datenschnittstelle, SPI, UART
    D2
    zweite Schnittstelle, Datenschnittstelle, SPI, UART
    DM
    Demodulatoreinheit, Demodulator/Modulator-Einheit
    CTR
    Steuerdaten
    HL
    Hinleitung, Hinleitung zum Stellantrieb bzw. Elektromotor
    HMI
    Mensch-Maschinen-Schnittstelle
    KO
    Gehäuseöffnung
    KT
    Kabeltülle
    L
    Gehäuselänge
    LED
    optische Anzeigeeinheit, LED
    LS
    Sensorlänge
    M
    Bezugspotenzial, Masse
    MD
    Modulatoreinheit, Modulator/Demodulator-Einheit
    MT
    Motortreiber
    OF
    Gehäuseöffnung
    RL
    Rückleitung, Rückleitung zum Stellantrieb bzw. Elektromotor
    SE
    Steuereinrichtung
    SIG
    Auslösesignal
    SL
    Schlitz, Schlitzöffnung, Öffnung im Luftkanal
    SM
    Motorsteuereinheit, Mikrocontroller
    SR
    Spannungsregler
    T
    Gehäusetiefe
    VIN
    Eingangsspannung
    VS
    Versorgungsspannung, Versorgungsgleichspannung
    θGa
    Umgebungslufttemperaturgrenzwert
    θGi
    Kanallufttemperaturgrenzwert
    θ'Ga
    erste Mindesttemperaturanstiegsrate
    θ'Gi
    zweite Mindesttemperaturanstiegsrate
    θa
    Kanallufttemperaturwert
    θi
    Umgebungslufttemperaturwert
    ϑa
    Umgebungslufttemperatur
    ϑi
    Kanallufttemperatur

Claims (15)

  1. Thermische Auslöseeinrichtung zum Auslösen eines selbsttätigen Schliessens einer Brandschutzklappe (4) in einem Luftkanal (5), wobei die thermische Auslöseeinrichtung (10) zur Anbringung an dem Luftkanal (5) ausgebildet und über ein zumindest eine erste und zweite Leitung (M, VS) umfassendes Anschlusskabel (8) mit einem Stellantrieb (1) zum Schliessen der Brandschutzklappe (4) bei Überschreiten eines vorgebbaren Kanallufttemperaturgrenzwerts (θGi) im Inneren des Luftkanals (5) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet,
    - dass die thermische Auslöseeinrichtung (10) eine elektronische Steuereinheit (14) sowie einen mit der Steuereinheit (14) verbundenen ersten Temperatursensor (16) zur fortlaufenden Erfassung eines Kanallufttemperaturwerts (θi) im Inneren des Luftkanals (5) aufweist,
    - dass die Steuereinheit (14) eine erste Schnittstelle (D1) aufweist oder mit einer solchen verbunden ist,
    - dass die erste Schnittstelle (D1) mit einer Schnittstellenleitung (DL) als dritte Leitung des Anschlusskabels (8) verbunden ist oder dass diese Schnittstelle (D1) mit einer Modulatoreinheit (MD) zur Aufmodulierung eines Signals in die erste oder zweite Leitung (M, VS) verbunden ist, und
    - dass die Steuereinheit (14) dazu eingerichtet ist, bei Überschreiten des Kanallufttemperaturgrenzwerts (θGi) durch den Kanallufttemperaturwert (θi) ein Auslösesignal (SIG) an der ersten Schnittstelle (D1) auszugeben oder die Ausgabe eines Nichtauslösesignals (BEAT) an der ersten Schnittstelle (D1) zu stoppen.
  2. Thermische Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1, wobei das zum Anschluss des Stellantriebs (1) vorgesehene Anschlusskabel (8) als erste Leitung eine Bezugspotenzialleitung (M) und als zweite Leitung eine Versorgungsspannungsleitung (VS) zur elektrischen Stromversorgung der Auslöseeinrichtung (10) umfasst.
  3. Thermische Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit (14) mit einem zweiten Temperatursensor (17) zur fortlaufenden Erfassung eines Umgebungslufttemperaturwerts (θa) ausserhalb des Luftkanals (5) verbunden ist oder einen solchen (17) aufweist, und wobei die Steuereinheit (14) dazu eingerichtet ist, bei Überschreiten eines vorgebbaren Umgebungslufttemperaturgrenzwerts (θGa) durch den Umgebungslufttemperaturwert (θa) das Auslösesignal (SIG) an der ersten Schnittstelle (D1) auszugeben oder die Ausgabe des Nichtauslösesignals (BEAT) an der ersten Schnittstelle (D1) zu stoppen.
  4. Thermische Auslöseeinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuereinheit (14) dazu eingerichtet ist, das Auslösesignal (SIG) an der ersten Schnittstelle (D1) auszugeben oder die Ausgabe des Nichtauslösesignals (BEAT) an der ersten Schnittstelle (D1) zu stoppen, falls eine Temperaturanstiegsrate des jeweiligen erfassten Temperaturwerts (θi, θa) eine zugehörige vorgebbare Mindesttemperaturanstiegsrate (θ'Gi, θ'Ga) im Bereich von 10°/min, insbesondere von 20°/min, überschreitet.
  5. Thermische Auslöseeinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die thermische Auslöseeinrichtung (10) ein Gehäuse (12) sowie einen im Gehäuse (12) angeordneten Schaltungsträger (11) aufweist, wobei das Gehäuse (12) eine Sensoröffnung (OF) zum Herausführen eines Abschnitts (19) des Schaltungsträgers (11) aus dem Gehäuse (12) aufweist und wobei der erste Temperatursensor (16) auf dem Schaltungsträgerabschnitt (19) angeordnet ist.
  6. Thermische Auslöseeinrichtung nach Anspruch 5, wobei am Gehäuse (12) der thermischen Auslöseeinrichtung (10) zwei aussenliegende, sich gegenüberliegende Schnappelemente (18) angeordnet oder angeformt sind, wobei die Schnappelemente (18) derart ausgestaltet sind, dass diese mit dem Einschieben der thermischen Auslöseeinrichtung (10) in eine geometrisch darauf abgestimmte schlitzförmige Öffnung (SL) im Luftkanal (5) mit der schlitzförmigen Öffnung (SL) verrasten.
  7. Thermische Auslöseeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die elektronische Steuereinheit (14) ein Mikrocontroller ist, wobei sich der Mikrocontroller (14) bei ordnungsgemässer Anbringung der Auslöseeinrichtung (10) am Luftkanal (5) auf einem ausserhalb des Luftkanals (5) liegenden Abschnitt des Schaltungsträgers (11) befindet, wobei der zweite Temperatursensor (17) im Mikrocontroller (14) integriert ist und wobei der Mikrocontroller (14) programmiert ist, fortlaufend einen Umgebungslufttemperaturwert (θa) zu erfassen.
  8. Thermische Auslöseeinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Auslöseeinrichtung (10) einen manuell betätigbaren, mit der Steuereinheit (14) elektrisch verbundenen Schalter (15), insbesondere einen Taster, aufweist,
    - wobei die Steuereinheit (14) dazu eingerichtet ist, im ausgelösten Zustand der Auslöseeinrichtung (10) und nach Betätigung des Schalters (15) die vorzugsweise wiederholte Ausgabe des Auslösesignals (SIG) an der ersten Schnittstelle (D1) zu stoppen oder das Nichtauslösesignal (BEAT) an der ersten Schnittstelle (D1) vorzugsweise wiederholt auszugeben, und/oder
    - wobei die Steuereinheit (14) dazu eingerichtet ist, im nichtausgelösten Zustand der Auslöseeinrichtung (10) und nach Betätigung des Schalters (15) das Auslösesignal (SIG) vorzugsweise wiederholt an der ersten Schnittstelle (D1) zum Auslösen des selbsttätigen Schliessens des Stellantriebs (1) auszugeben oder die vorzugsweise wiederholte Ausgabe des Nichtauslösesignals (BEAT) an der ersten Schnittstelle (D1) zu stoppen.
  9. Thermische Auslöseeinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Auslöseeinrichtung (10) ein optisches Anzeigeelement (LED), insbesondere eine LED, aufweist, wobei das optische Anzeigeelement (LED) zumindest mittelbar durch die Steuereinheit (14) ansteuerbar ist, und wobei die Steuereinheit (14) dazu eingerichtet ist, das optische Anzeigeelement (LED) im ausgelösten Zustand der thermischen Auslöseeinrichtung (10) dauerleuchtend oder blinkend anzusteuern oder dazu eingerichtet ist, das optische Anzeigeelement (LED) im nichtausgelösten Zustand der thermischen Auslöseeinrichtung (10) dauerleuchtend anzusteuern.
  10. Thermische Auslöseeinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
    - wobei die Steuereinheit (14) dazu eingerichtet ist, einen aktuellen Kanallufttemperaturwert (θi) und/oder aktuellen Umgebungslufttemperaturwert (θa) und/oder gegebenenfalls den Schaltzustand des mit der Steuereinheit (14) verbundenen Schalters (15) als Daten (DAT) an der ersten Schnittstelle (D1) auszugeben, und/oder
    - wobei die Steuereinheit (14) dazu eingerichtet ist,
    - an der ersten Schnittstelle (D1) anliegende, von einer zweiten Schnittstelle (D2) des Stellantriebs (1) stammende Daten (DAT) zu empfangen, wobei die Daten (DAT) einen aktualisierten Kanallufttemperaturgrenzwert (θGi), einen aktualisierten Umgebungslufttemperaturgrenzwert (θGa), aktualisierte Mindesttemperaturanstiegsraten (θ'i, θ'a) und/oder gegebenenfalls einen mittels der Steuereinheit (14) an das optische Anzeigeelement (LED) auszugebenden Leuchtzustand umfassen, und
    - den in der Steuereinheit (10) gespeicherten Kanallufttemperaturgrenzwert (θGi), Umgebungslufttemperaturgrenzwert (θGa) und/oder die Mindesttemperaturanstiegsraten (θ'i, θ'a) durch den aktualisierten Kanallufttemperaturgrenzwert (θGi), durch den aktualisierten Umgebungslufttemperaturgrenzwert (θGa) und/oder durch die aktualisierten Mindesttemperaturanstiegsraten (θ'i, θ'a) zu ersetzen.
  11. Thermische Auslöseeinrichtung nach Anspruch 10, wobei die zwischen der ersten Schnittstelle (D1) und der ersten oder zweiten Leitung (M, VS) des Anschlusskabels (8) geschaltete Modulatoreinheit (MD) zur Aufmodulierung des Auslösesignals (SIG) oder des Nichtauslösesignals (BEAT) eingerichtet ist, wobei die Modulatoreinheit (MD) zugleich eine Modulator/Demodulator-Einheit ist und wobei die Modulator/Demodulator-Einheit (MD) zusätzlich zur Demodulierung von auf der ersten oder zweiten Leitung (M, VS) aufmodulierten, von einer zweiten Schnittstelle (D2) des Stellantriebs (1) stammenden Daten (DAT) eingerichtet ist und wobei die Modulator/DemodulatorEinheit (MD) zur Weiterleitung der demodulierten Daten (DAT) an die erste Datenschnittstelle (D1) der thermischen Auslöseeinrichtung (10) eingerichtet ist.
  12. Thermische Auslöseeinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Schnittstelle (D1) eine Datenschnittstelle, insbesondere eine serielle Datenschnittstelle, vorzugsweise eine UART/RS232- oder USB-Datenschnittstelle, umfasst.
  13. Anordnung aus einem Stellantrieb (1), eingerichtet zum selbsttätigen Schliessen einer Brandschutzklappe (4) in einem Luftkanal (5), und aus einer thermischen Auslöseeinrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
    - wobei der Stellantrieb (1) über ein Anschlusskabel (8) mit der thermischen Auslöseeinrichtung (10) verbunden ist,
    - wobei der Stellantrieb (1) eine Steuereinrichtung (SM) sowie einen nachgeschalteten Motortreiber (MT) für einen Elektromotor des Stellantriebs (1) umfasst,
    - wobei die Steuereinrichtung (SM) eingerichtet ist, Steuerbefehle (CTR) an den Motortreiber (MT) zumindest zum Öffnen und zum selbsttätigen Schliessen der an dem Stellantrieb (1) angeschlossenen Brandschutzklappe (4) auszugeben und
    - wobei die elektronische Steuereinrichtung (SM) eine zweite Schnittstelle (D2) aufweist oder mit einer solchen verbunden ist und zudem dazu eingerichtet ist, bei Empfang eines Auslösesignals (SIG) an der zweiten Schnittstelle (D2) oder bei Ausbleiben eines Nichtauslösesignals (BEAT) an der zweiten Schnittstelle (D2) Steuerbefehle (CRT) zum selbsttätigen Schliessen der an dem Stellantrieb (1) angeschlossenen Brandschutzklappe (4) an den Motortreiber (MT) auszugeben.
  14. Anordnung nach Anspruch 13, wobei die erste und zweite Schnittstelle (D1, D2) je eine zueinander kompatible Datenschnittstelle, insbesondere eine serielle Datenschnittstelle, vorzugsweise eine UART/RS232- oder USB-Datenschnittstelle, umfassen.
  15. Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Stellantrieb (1) eine Rückstellfeder zum selbsttätigen Schliessen der angeschlossenen Brandschutzklappe (4) im ausgelösten Zustand der thermischen Auslöseeinrichtung (10) aufweist und wobei die Steuereinrichtung (SM) des Stellantriebs (1) dazu eingerichtet ist, das Auslösesignal (SIG) oder das Nichtauslösesignal (BEAT) zu empfangen und eine Energieversorgung des Motortreibers (MT) bei Empfang des Auslösesignals (SIG) oder bei Ausbleiben des Nichtauslösesignals (BEAT) abzuschalten.
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