WO1997041357A1 - Pneumatic cylinder, in particular for actuating fume extraction valves in fume and heat extraction plants - Google Patents

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WO1997041357A1
WO1997041357A1 PCT/EP1997/002140 EP9702140W WO9741357A1 WO 1997041357 A1 WO1997041357 A1 WO 1997041357A1 EP 9702140 W EP9702140 W EP 9702140W WO 9741357 A1 WO9741357 A1 WO 9741357A1
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chamber
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Andreas Grasl
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Andreas Grasl
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    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/204—Control means for piston speed or actuating force without external control, e.g. control valve inside the piston
    • 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
    • A62C2/248—Operating or controlling mechanisms having non-mechanical actuators pneumatic
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    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
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    • E05F15/72—Power-operated mechanisms for wings with automatic actuation responsive to emergency conditions, e.g. fire
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    • E05Y2900/10—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof
    • E05Y2900/13—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof characterised by the type of wing
    • E05Y2900/148—Windows

Definitions

  • Compressed air cylinders in particular for actuating smoke flaps in smoke and heat exhaust systems
  • the invention relates to a compressed air cylinder, in particular for actuating smoke flaps in smoke and heat extraction systems according to the preamble of claim 1.
  • Compressed air containers with a piston which can be acted on from both sides and have at least one working surface, which can be displaced by compressed air in a cylinder with at least one working chamber are used, for example, in smoke and heat exhaust ventilation systems (abbreviated: RWA systems) in order to prevent fire automatically or remotely open the smoke and heat exhaust flaps by applying compressed air to a cylinder chamber or a cylinder chamber so that smoke can be drawn off, which would otherwise make rescue difficult or impossible, and thus create a central access for the rescue.
  • RWA systems smoke and heat exhaust ventilation systems
  • the formation of accumulation heat is to be prevented by opening the heat and smoke exhaust flaps.
  • the printing cylinders used must meet high safety requirements.
  • a particularly advantageous end position lock which is also suitable for locking an intermediate position of a piston rod of the compressed air cylinder, is characterized in that an additional locking rod is provided coaxially to the piston rod and displaceable relative to it up to a stop on the piston rod. which delimits a partial stroke of the piston rod and, in this partial stroke position, projects into an outer locking cylinder arranged on a locking piston (EP 0 363 575 B1).
  • An additional locking piston is displaceable in the locking cylinder, which surrounds balls with a sleeve-like section in the partial stroke position, which engage in an annular groove in the additional locking rod and are otherwise radially movable.
  • the radially outward moving Balls are released when the sleeve-like section has moved axially away.
  • the additional locking piston is connected to the next adjacent cylinder chamber via a pressure-controlled reversing valve when a predetermined pressure is exceeded.
  • One of the above-mentioned safety requirements of the compressed air cylinders used is that, in the event of a fire, they open the smoke flaps coupled to them practically fail-safe and hold them in the open position, for which purpose one of the end position locks mentioned can be used.
  • the pressure-carrying medium is fed via fire-protected lines in the case of pressure-operated RWA cylinders.
  • the use and installation of fire-protected cables represents a considerable additional effort.
  • the object of the present invention is therefore to provide a compressed air cylinder which is as compact as possible and which is initially called type as RWA cylinder to create, which manages without additional auxiliary energy (type) and without additional external, especially fire-proof lines, and which is easy to install, especially in RWA systems.
  • This compressed air cylinder does not require any additional type of auxiliary energy, since it is only controlled by the compressible pressure medium available for its normal operation, ie in particular compressed air.
  • this compressed air cylinder When this compressed air cylinder is actuated normally, in particular to close a smoke flap, closed air is automatically compressed in the storage chamber of the compressed air cylinder, which thus forms an air spring in connection with the piston.
  • To open a smoke flap in particular in the event of a fire, only the pressure prevailing on the working side of the piston needs to be reduced by venting the working chamber in order to move the piston under the action of the compressed air in the storage chamber in such a way that the smoke flap opens ⁇ net.
  • This mode of operation therefore presupposes that the storage chamber, which adjoins the compression side of the piston facing away from the working surface, is sufficiently pre-filled with air before the piston compresses the compressible air in the storage chamber sufficiently when pressure is exerted on its working surface can.
  • the pressure built up in the storage chamber depends on the ratio of the working surface of the piston to its compression surface, the working surface being in particular smaller, and on the stroke of the piston or its displacement volume when it moves from a first to a second end position.
  • This function presupposes that at least in the case of constant ambient conditions (temperature), in particular during the subsequent stroke movements, as little air loss as possible occurs in the storage chamber.
  • the pressure medium refill device in particular for the above-mentioned special SHEV systems, has a simple design in that it is designed as a pressure medium suction device in the form of a vacuum valve, preferably in a cylinder base or a cylinder wall, via which the cylinder space separated from the working chamber with the Outside atmosphere communicates. Via this vacuum valve, the filling of the storage chamber can be specifically maintained by sucking in air from the outside atmosphere, using the normal function of the compressed air cylinder. With this design of the compressed air cylinder, a compact design can also be achieved.
  • the working chamber and the cylinder space divided by it can be connected via a flow path in which a mechanically automatically controlled differential pressure limiter is arranged.
  • a mechanically automatically controlled differential pressure limiter is arranged in a position of the piston of maximum compression of the compressed air contained in the storage chamber, which is preferably predetermined by a stop.
  • the path to the working chamber is opened when the pressure difference between the working chamber and the storage chamber exceeds a value preset on the differential pressure limiter. there partial pressure equalization occurs, with which the pressure medium lost due to possible leakage is automatically replenished in the storage chamber.
  • this variant of the pressure refilling device is advantageously compact in the piston according to claim 8: a first valve spool and a check valve as differential pressure limiter are arranged in the piston in the piston such that a flow path in the piston between the working chamber and the partitioned by him can be opened.
  • the first valve slide can be actuated by a tappet arranged in the cylinder space that forms the storage chamber.
  • the flow path in the piston is opened when the piston strikes the first valve slide, in particular its tappet, against the stop or a corresponding solid surface and a pressure difference between the working chamber and the cylinder space exceeds a value preset on the check valve.
  • a preferred variant of the compressed air cylinder has the features that the check valve is designed as a second valve spool and that the second valve spool and the first valve spool with a plunger projecting therefrom are mounted coaxially one behind the other in a common bore in the piston, in one end of which an insert is inserted and that the first valve spool and the second valve spool are pressed outwards against sealing surfaces by a pressure spring arranged between them.
  • This variant can be produced with only a few parts in a way that is favorable to manufacture, in particular with regard to the design of the piston with only one bore for both valve spools.
  • Particularly good seals with maximum storage capacity can be achieved by using the first valve spool and the second valve spool as molded rubber parts with side are formed ring-shaped sealing bead.
  • the function of the first valve slide arranged in the piston presupposes that a stop or a corresponding fixed surface limits the piston movement.
  • This stop or the surface is arranged in the cylinder space separated from the working chamber, this cylinder space either completely forming the storage chamber, see claim 2, or can form part of this storage chamber, see claim 3.
  • the partial storage chamber in which a partial storage chamber communicates with the cylinder space, which at most forms part of the storage chamber, via a flow path, the partial storage chamber can be designed largely freely.
  • the partial storage chamber is advantageously an annular chamber which is arranged around the cylinder. This results in a relatively short construction of the cylinder, which, however, has a relatively large outer circumference. It can also be advantageous to constructively separate the partial storage chamber from the cylinder or the cylinder unit as an external storage chamber.
  • the displaceability of the piston is generally limited by a stop in the cylinder chambers, which is separated from the working space and forms a storage chamber or a part thereof.
  • the stop can also be arranged outside the cylinder space and, for example, engage a piston rod.
  • the compressible pressure medium here air or compressed air.
  • the final pressure is chosen so high that the force-stroke curve of the compressed air cylinder is always above the load curve which is determined by the actuation of the smoke vent flap.
  • the cylinder chamber separated from the working chamber is preferably connected to the outside atmosphere via an overpressure relief valve preferably arranged in a cylinder bottom or a cylinder wall.
  • the compressed air cylinder can advantageously be equipped with an end position locking device which engages the piston rod, through which the piston at least
  • the memory chamber is prefilled with air, which can also be branched off from the compressed air for actuating the compressed air cylinder.
  • FIG. 1 shows a first variant with a pressure medium suction
  • FIG 3 shows a second variant with pressure medium refilling device and pressure relief valve in a position which corresponds to an open position of the smoke extraction flap (not shown);
  • FIG. 5 shows a third variant similar to the second variant, but with a partial storage chamber, which is arranged as an annular chamber around the cylinder, in a position assigned to the open position of the smoke flap (not shown);
  • FIG. 6 shows the third variant according to FIG. 5, but in a position which is assigned to the closed position of the smoke vent flap;
  • Fig. 7 shows a fourth variant similar to the first variant supplemented with a thermal valve and any three / two-way valve and one
  • FIG. 8 shows a cross section through the fourth variant according to FIG. 7;
  • FIG. 10 shows a fifth variant in a position that corresponds to a closed position of the smoke extraction flap, with a thermal valve and an end position lock of a smoke extraction flap, not shown;
  • FIG. 11 shows a detail of the fifth variant, namely the piston in a position according to FIG. 10;
  • FIG. 12 shows the detail according to FIG. Li, but in an intermediate position between the positions, which corresponds to a closed or open position of the smoke flap, and
  • FIG. 13 shows a sixth variant similar to the fifth variant according to FIG. 10, but with a separate compressed air reservoir.
  • a compressed air cylinder is generally designated 1, which has a piston 2 with a piston rod 3 that can be acted upon on both sides.
  • the piston 2 separates a working chamber 4 from a cylinder chamber 5, which is designed as a storage chamber storing air or compressed air as a compressible pressure medium.
  • a stop 8 is mounted centrally on a cylinder base 9 in the cylinder chamber 5.
  • a vacuum valve 10 is embedded in the cylinder bottom, specifically in a flow channel 11 connecting the cylinder chamber 5 with an external atmosphere (not specified).
  • the vacuum valve comprises in particular a spring-loaded ball which is pressed inwards to the cylinder chamber by the external atmospheric pressure is and opens the flow channel 11 when the pressure in the cylinder space falls below the external pressure in the position of the piston shown in Fig. 1 by a predetermined value. In this case, air is replenished into the cylinder space under atmospheric pressure.
  • the overpressure limiting valve 12, likewise recessed in the cylinder base, is constructed similarly to the described vacuum valve 10, but in reverse is oriented in a flow channel 13, so that it opens it to the outside atmosphere when the piston 2 is shown in FIG. 2 Position and in this case there is an overpressure in the cylinder space 5 which exceeds a value preset on the overpressure limiting valve 12.
  • the 10th compressed air cylinder 1 is as follows, it again being assumed that the piston rod 3 is connected to a pivotable smoke flap in an RWA system via connecting elements (not shown):
  • the working chamber 4 is supplied with compressed air via a connection bore 14 and a flow channel 15 by means not shown, in particular controlled valves provided.
  • the compressed air acts on the piston via a working surface 6, which is shifted to the right in FIG. 1, since in the starting position shown there is a low pressure in the cylinder space 5 as a largely closed storage chamber.
  • valve arrangement (not shown) which is connected to the connection bore 5 and which can be, for example, a solenoid valve or
  • the pressure in the working chamber 4 is practically equal to the pressure of the outside atmosphere, so that under the pressure of the air biased in the cylinder space 5, the piston 2 returns from the end position shown in FIG. 2 to the position shown in FIG 1 end position shown forward
  • the smoke flap 20 can move and the smoke flap can open. If a predetermined opening angle of, for example, 90 ° is exceeded when the smoke flaps roll over, the flap automatically drops into its open end position of, for example, 140 ° and pulls the piston rod 3 with the piston 2 along with it,
  • the vacuum valve 10 opens as described until
  • the second variant shown in FIGS. 3 and 4 differs from the first variant discussed in that instead of the vacuum valve 10 in the cylinder bottom there is a pressure
  • middle refill device is arranged in the piston 16.
  • the pressure medium refill device in the piston 16 essentially consists of a first valve slide 17 with a plunger 19 protruding from a compression surface 18 of the piston and a spring-loaded and thus presettable check valve 20.
  • the first valve slide and the check valve are arranged in bores which are not designated , which form a flow path from the working chamber 4 via the pre-adjustable check valve 20 and the valve slide 17 to the cylinder chamber 5.
  • the second variant is also designed differently than the first variant, in which, in the second variant, a stop 22 in the form of a hollow cylinder is formed in one piece with the cylinder base 21, in such a way that the plunger 19 of the first Valve spool 17 can encounter an end face 23 of the stop.
  • the pressure relief valve 12 is here arranged centrally to the longitudinal axis 24 of the compressed air cylinder, indicated by a dash-dotted line, the flow channel 13 of the pressure relief valve 12 reaching into the interior of the stop 22.
  • the function of the pressure relief valve which guarantees the final pressure even in the event of temperature changes, in particular temperature increases in the environment, is the same as in the first variant according to FIGS. 1 and 2.
  • the third variant shown in FIGS. 5 and 6 differs from the second variant discussed above in that the storage chamber, in which the pre-filled air is compressed by the piston 16, is not completely formed by a cylinder space 25. but that in addition a partial storage chamber is arranged as an annular chamber 26 around the cylinder 24.
  • the annular chamber 26 is connected to the cylinder space 25 via at least one bore 27 in a cylinder wall 28.
  • the storage volume is thus larger than the storage volume by the volume of the annular chamber 26
  • the same volumes of the cylinder spaces 25 and 5 are assumed. In other words, if the same total storage volume is to be achieved, the compressed air cylinder 24 can be short
  • the fourth variant of the compressed air cylinder 29 shown in FIGS. 7 to 9 corresponds primarily in the area of the
  • a piston 30 is connected to a piston rod 32 which protrudes from a working surface 31 of the piston.
  • the work surface 31 is limited again
  • a cylinder head 34 receives in its front outer area a generally designated 35 end position lock, which is suitable for the piston rod 32 in the position shown in FIG. 7, the open position of a smoke extraction flap connected to the piston rod 32 (not shown) ) corresponds to lock.
  • the end position locking comprises a locking piston 36, the springs in the spring chamber 37 in the drawing to the right in the direction of balls 42 as locking elements.
  • the locking piston 36 delimits a locking pressure chamber 38 in the interior of the cylinder head, which is in a pressure-conducting connection with the working chamber via a through bore 39 (not shown in FIG. 9).
  • the bolt pressure chamber and the working chamber can be opened via further holes 40 - which are shown in
  • the pressure medium 15 9 are also not shown - are supplied via valves with the pressure medium under working pressure or are vented.
  • the pressure medium is preferably compressed air.
  • the locking piston 36 further has a sleeve-like section 41, which is suitable for covering the balls 42 when the balls are in an annular groove 43 in the piston rod, see FIG. 7, or to release them, so that the Balls by moving the piston
  • Variant 4 is controlled by a three / two-way thermostatic valve 44, which automatically ventilates the bolt pressure chamber 38 and the working chamber 33 when heated above a predetermined limit value.
  • the thermal valve can be connected to a further three / two-way valve 45, which can be of any size, e.g. can be operated manually or magnetically (as a solenoid valve). This three / two-way valve is connected to a compressed air source.
  • FIG. 8 shows a section through the thermal valve 44 of conventional construction, which therefore does not need to be described in detail.
  • This thermal valve is, as also indicated in FIG. 7, connected to further bores 40 which lead to the locking pressure chamber 38.
  • the preferred fifth variant of the compressed air cylinder 45 shown in FIGS. 10 to 12 corresponds in its left end section with an end position lock 46 and a thermal valve 47 to the fourth variant according to FIG. 7 and in the area of the piston 48 partially to the second variant
  • a second valve slide 50 which forms the check valve 50
  • a first valve slide 51 are arranged in a single bore 49 in the axial direction of the piston 48.
  • Both valve slides 50, 51 are designed in the form of a molded rubber part with an annular sealing bead 52 and 53 on the end face thereof.
  • the sealing bead 52, 53 seals well in connection with a flat surface, where he comes to the plant.
  • the second valve spool 50 replaces the ball of the pre-adjustable check valve 20 in FIGS. 3 and 4.
  • the sealing bead 53 of the second valve spool 50 seals under spring force a pressure spring, not shown in the drawing, which is attached to a collar 58 or 59 supports the first or second valve slide 51 or 50, against an annular flat end face 54 of an insert 55 with a passage
  • the first valve slide 51 is actuated by a plunger 63 when the plunger abuts a stop 64 on a cylinder bottom 65.
  • the cylinder base 65 has an overpressure limiting valve 66 which is connected via a bore 57 to a cylinder space 68 which is essentially separate from the working chamber 57.
  • an overpressure limiting valve 66 which is connected via a bore 57 to a cylinder space 68 which is essentially separate from the working chamber 57.
  • slide 50 in the piston 48 between the working chamber 57 and the cylinder chamber 68 opened until a differential pressure between the working chamber 57 and the cylinder chamber 68 reaches a value preset on the second valve slide 50.
  • the piston 48 When the working chamber 57 and the locking pressure chamber 70 are vented, the piston 48 is pushed to the left by the pressure prevailing in the cylinder space 68 to open the smoke extraction flap connected to the piston rod 71, the second and the first valve slide 50, 51 sealing, see FIG 12. Otherwise, the second valve slide 50 has the same function as the adjustable check valve 20 of the second variant.
  • the sixth variant of the compressed air cylinder 72 shown in FIG. 13 differs from the fifth variant essentially in that an external storage chamber 73 is provided which is connected to the cylinder base 75 via a line 74. In it it is connected via bores 76, 77 to a cylinder chamber 78, the volume of which in the position of the piston 48 shown is reduced to practically zero, because the piston 48 is pressed with a working surface onto a corresponding end face of the cylinder base 75 and one of the latter outstanding stop is missing.
  • the entire volume delimited by the cylinder 48 in the cylinder 72 is thus available as the working chamber 79, while the external storage chamber 73 can be accommodated spatially separate from the compressed air cylinder 72.
  • the working stroke of the piston 48 and the piston rod 89 are maximized.

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Abstract

A pneumatic cylinder for actuating fume extraction valves in fume and heat extraction plants has a piston (2) that may be actuated from both sides with at least one working surface and that can be made to slide by pressurised air in a cylinder (1) with at least one working chamber (4), as well as an energy accumulator with regulating means. The regulating means can be controlled by control means to open or keep open the fume extraction valves. In order to obtain a compact pneumatic cylinder for a fume and heat extraction plant which is easy to install, a storage chamber in which air or pressurised air is stored as compressible pressure medium is provided as energy accumulator. The storage chamber is in communication with a compression surface (7) of the piston (2), at its side opposite to the working surface (7), so that pressure medium may flow between the storage chamber and the compression surface (7). The controller actuates a venting valve in communication with the working chamber (4) so that pressurised air may flow between the venting valve and the working chamber (4).

Description

Druckluftzylinder, insbesondere zur Betätigung von Rauchab¬ zugsklappen in Rauch- und WärmeabzugsanlagenCompressed air cylinders, in particular for actuating smoke flaps in smoke and heat exhaust systems
Die Erfindung betrifft einen Druckluftzylinder, insbesondere zur Betätigung von Rauchabzugsklappen in Rauch- und Wärmeab¬ zugsanlagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a compressed air cylinder, in particular for actuating smoke flaps in smoke and heat extraction systems according to the preamble of claim 1.
Druckluftbehälter mit einem doppelseitig beaufschlagbaren Kolben mit mindestens einer Arbeitsfläche, der in einem Zy¬ linder mit mindestens einer Arbeitskammer durch Druckluft verschiebbar ist, werden zum Beispiel in Rauch- und Wärmeab¬ zugsanlagen (abgekürzt: RWA-Anlagen) eingesetzt, um im Falle eines Brandes durch Beaufschlagen eines Zylinderraums bzw. einer Zylinderkammer mit Druckluft Rauch- und Wärmeabzugsklap¬ pen selbstätig oder ferngesteuert zu öffnen, damit entstehen¬ der Rauch abziehen kann, der sonst eine Rettung erschwert oder verhindert, und damit ein zentraler Zugang für die Rettung geschaffen wird. Außerdem soll durch das Öffnen der Wärme- und Rauchabzugsklappen die Bildung von Stauhitzen verhindert wer¬ den. Die eingesetzten Druckzylinder müssen hohen Sicherheits- anforderungen genügen. In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt, Druckluftzylinder mit Endlageverriegelungen zu ver¬ sehen, welche unter anderem eine weitgehende Einbruchssicher¬ heit gewährleisten sollen. Eine besonders vorteilhafte Endla¬ genverriegelung, die außerdem geeignet ist, eine Zwischenstel- lung einer Kolbenstange des Druckluftzylinders zu arretieren, zeichnet sich dadurch aus, daß koaxial zu der Kolbenstange und gegenüber dieser bis zu einem Anschlag an der Kolbenstange verschiebbar, eine Zusatzriegelstange vorgesehen ist, die einen Teilhub der Kolbenstange begrenzt und in dieser Teilhub¬ stellung in einen äußeren an einem Riegelkolben angeordneten Riegelzylinder ragt (EP 0 363 575 Bl) . In dem Riegelzylinder ist ein Zusatzriegelkolben verschiebbar, der mit einem hülsen¬ artigen Abschnitt in Teilhubstellung Kugeln umgreift, die in eine ringförmige Nut in der Zusatzriegelstange eingreifen und sonst radial beweglich sind. Die radial nach außen beweglichen Kugeln werden freigegeben, wenn der hülsenartige Abschnitt axial weggerückt ist. Der Zusatzriegelkolben steht über ein druckgesteuertes Umsteuerventil bei Überschreiten eines vor¬ bestimmten Drucks mit dem an nächsten benachbarten Zylinder¬ raum in Verbindung. Diese Arretierung einer Zwischenstellung ist kombiniert mit als Kugeln ausgebildeten Verriegelungsele¬ menten der Endlagenverriegelungen, die über federbelastete Riegelkolben in Nuten der Kolbenstange gehalten werden.Compressed air containers with a piston which can be acted on from both sides and have at least one working surface, which can be displaced by compressed air in a cylinder with at least one working chamber, are used, for example, in smoke and heat exhaust ventilation systems (abbreviated: RWA systems) in order to prevent fire automatically or remotely open the smoke and heat exhaust flaps by applying compressed air to a cylinder chamber or a cylinder chamber so that smoke can be drawn off, which would otherwise make rescue difficult or impossible, and thus create a central access for the rescue. In addition, the formation of accumulation heat is to be prevented by opening the heat and smoke exhaust flaps. The printing cylinders used must meet high safety requirements. In this context, it is also known to provide compressed air cylinders with end position locks, which, inter alia, are intended to ensure extensive security against break-ins. A particularly advantageous end position lock, which is also suitable for locking an intermediate position of a piston rod of the compressed air cylinder, is characterized in that an additional locking rod is provided coaxially to the piston rod and displaceable relative to it up to a stop on the piston rod. which delimits a partial stroke of the piston rod and, in this partial stroke position, projects into an outer locking cylinder arranged on a locking piston (EP 0 363 575 B1). An additional locking piston is displaceable in the locking cylinder, which surrounds balls with a sleeve-like section in the partial stroke position, which engage in an annular groove in the additional locking rod and are otherwise radially movable. The radially outward moving Balls are released when the sleeve-like section has moved axially away. The additional locking piston is connected to the next adjacent cylinder chamber via a pressure-controlled reversing valve when a predetermined pressure is exceeded. This locking of an intermediate position is combined with locking elements of the end position locks designed as balls, which are held in grooves of the piston rod via spring-loaded locking pistons.
Zu den oben erwähnten Sicherheitsanforderungen der eingesetz¬ ten Druckluftzylinder gehört, daß diese im Brandfall praktisch fehlersicher die mit ihnen gekoppelten Rauchabzugsklappen öffnen und in der geöffneten Stellung halten, wozu eine der genannten Endlageverriegelungen dienen kann. Damit das Öffnen der Rauchabzugsklappe auch im Brandfalle zuverlässig erfolgt, wird bei druckmittelbetätigten RWA-Zylindern das den Druck führende Medium über brandgeschützte Leitungen zugeführt. Die Verwendung und die Montage brandgeschützter Leitungen stellt jedoch einen erheblichen Zusatzaufwand dar.One of the above-mentioned safety requirements of the compressed air cylinders used is that, in the event of a fire, they open the smoke flaps coupled to them practically fail-safe and hold them in the open position, for which purpose one of the end position locks mentioned can be used. To ensure that the smoke flap can be opened reliably even in the event of a fire, the pressure-carrying medium is fed via fire-protected lines in the case of pressure-operated RWA cylinders. However, the use and installation of fire-protected cables represents a considerable additional effort.
Eine andere bekannte Möglichkeit der brandgeschützten Ausfüh¬ rung einer mit einem RWA-Zylinder aufgebauten RWA-Anlage be¬ steht darin, daß der RWA-Zylinder mit einer Gasdruckfeder ausgerüstet ist . Diese Gasdruckfeder ist aber - abgesehen von dem hierfür bedingten Aufwand - unter Umständen noch nicht zuverlässig genug.Another known possibility of fire-protected design of an SHEV system constructed with an SHE cylinder is that the SHE cylinder is equipped with a gas pressure spring. However, apart from the effort required for this, this gas pressure spring may not yet be reliable enough.
Weiterhin ist es bekannt, den RWA-Zylinder mit einer mechani¬ schen Feder zu verbinden, die so viel Federenergie speichtert, daß eine Rauchabzugεklappe zusammen mit den beweglichen Teilen des RWA-Zylinders im Brandfall in ihre geöffnete Stellung geschwenkt werden kann. Infolge dieser zusätzlichen Feder ist jedoch der damit ausgerüstete RWA-Zylinder voluminös, insbe¬ sondere unhandlich lang.Furthermore, it is known to connect the RWA cylinder to a mechanical spring which stores so much spring energy that a smoke flap can be pivoted into its open position together with the moving parts of the RWA cylinder in the event of a fire. As a result of this additional spring, however, the RWA cylinder equipped with it is voluminous, particularly bulky in length.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen möglichst kompakten Druckluftzylinder der eingangs ge- nannten Gattung als RWA-Zylinder zu schaffen, der ohne zusätz¬ liche Hilfsenergie(art) und ohne zusätzliche externe, insbe¬ sondere brandgesicherte Leitungen, auskommt und der unkompli¬ ziert insbesondere in RWA-Anlagen installierbar ist.The object of the present invention is therefore to provide a compressed air cylinder which is as compact as possible and which is initially called type as RWA cylinder to create, which manages without additional auxiliary energy (type) and without additional external, especially fire-proof lines, and which is easy to install, especially in RWA systems.
Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung eines Druckluftzylin¬ ders der eingangs genannten Gattung mit den in dem kennzeich¬ nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved by the formation of a compressed air cylinder of the type mentioned at the outset with the features specified in the characterizing part of claim 1.
Dieser Druckluftzylinder kommt ohne zusätzliche Hilfsenergie- art aus, da er nur durch das für seinen normalen Betrieb vor¬ handene kompressible Druckmittel, d.h. insbesondere Druckluft, gesteuert wird. Bei einer normalen Betätigung dieses Druck- luftzylinders insbesondere zum Schließen einer Rauchabzugs¬ klappe wird selbsttätig in der Speicherkammer des Druckluft¬ zylinders abgeschlossene Luft komprimiert, die somit in Ver¬ bindung mit dem Kolben eine Luftfeder bildet. Zum Öffnen einer Rauchabzugsklappe, also insbesondere im Brandfalle, braucht nur der auf der Arbeitsseite des Kolbens herrschende Druck durch Entlüftung der Arbeitskammer abgebaut zu werden, um den Kolben unter der Wirkung der komprimierten Luft in der Spei¬ cherkammer so zu verschieben, daß die Rauchabzugsklappe geöff¬ net wird. - Diese Arbeitsweise setzt also voraus, daß die Speicherkammer, die an die der Arbeitsfläche abgewandten Kom¬ pressionsseite des Kolbens angrenzt, mit Luft genügend vor¬ gefüllt ist, bevor der Kolben bei Druck auf seine Arbeitsflä¬ che die kompressible Luft in der Speicherkammer ausreichend komprimieren kann. Der in der Speicherkammer aufgebaute Druck hängt von dem Verhältnis der Arbeitsfläche des Kolbens zu dessen Kompressionsfläche ab, wobei die Arbeitsfläche insbe¬ sondere kleiner ist, sowie von dem Hub des Kolbens bzw. dessen Verdrängungsvolumen bei dessen Bewegung von einer ersten in eine zweite Endstellung. Diese Funktion setzt voraus, daß jedenfalls bei gleichbleibenden Umgebungsbedingungen (Tempera¬ tur) insbesondere während der folgenden Hubbewegungen mög¬ lichst kein Luftverlust in der Speicherkammer eintritt. In dem Fall, in dem der Druckluftzylinder in einer RWA-Anlage eingesetzt wird, bei der die Rauchgasklappe über einen vor¬ gegebenen Öffnungswinkel hinaus, in der Regel 90°, unter dem Einfluß ihrer Schwerkraft weiter in einen größeren Öffnungs- winkel von beispielsweise 140° schwenkt und dabei die Kol¬ benstange des Druckluftzylinders über die üblichen mechani¬ schen Verbindungseiemente zwangsläufig mitnimmt, wird Luft in die Speieherkämmer nachgesaugt, wodurch ein vorausgehender Druckmittelverlust wenigstens teilweise ausgeglichen werden kann. Eine geeignete konstruktive Maßnahme, um diesen Ansaug- effekt in den letztgenannten bestimmten RWA-Anlagen mit großen Öffnungswinkel gezielt zu nutzen, ist in Anspruch 11 angege¬ ben.This compressed air cylinder does not require any additional type of auxiliary energy, since it is only controlled by the compressible pressure medium available for its normal operation, ie in particular compressed air. When this compressed air cylinder is actuated normally, in particular to close a smoke flap, closed air is automatically compressed in the storage chamber of the compressed air cylinder, which thus forms an air spring in connection with the piston. To open a smoke flap, in particular in the event of a fire, only the pressure prevailing on the working side of the piston needs to be reduced by venting the working chamber in order to move the piston under the action of the compressed air in the storage chamber in such a way that the smoke flap opens ¬ net. This mode of operation therefore presupposes that the storage chamber, which adjoins the compression side of the piston facing away from the working surface, is sufficiently pre-filled with air before the piston compresses the compressible air in the storage chamber sufficiently when pressure is exerted on its working surface can. The pressure built up in the storage chamber depends on the ratio of the working surface of the piston to its compression surface, the working surface being in particular smaller, and on the stroke of the piston or its displacement volume when it moves from a first to a second end position. This function presupposes that at least in the case of constant ambient conditions (temperature), in particular during the subsequent stroke movements, as little air loss as possible occurs in the storage chamber. In the case in which the compressed air cylinder is used in an RWA system, in which the flue gas flap extends beyond a predetermined opening angle, usually 90 °, under the influence of its gravity into a larger opening angle of, for example, 140 ° pivots and thereby inevitably entrains the piston rod of the compressed air cylinder via the usual mechanical connecting elements, air is sucked into the feeder chambers, whereby a preceding loss of pressure medium can be at least partially compensated for. A suitable constructive measure to specifically use this suction effect in the latter specific SHEV systems with a large opening angle is specified in claim 11.
Demgemäß besteht die Druckmittelnachfülleinrichtung insbeson¬ dere für die genannten speziellen RWA-Anlagen in konstruktiv einfacher Weise darin, daß sie als Druckmittelansaugeinrich¬ tung in Form eines Unterdruckventils vorzugsweise in einem Zylinderboden oder einer Zylinderwand ausgebildet ist, über welches der von der Arbeitskammer abgeteilte Zylinderraum mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht. Über dieses Unter¬ druckventil kann durch Ansaugen von Luft aus der Außenatmo¬ sphäre die Füllung der Speicherkammer unter Nutzung der norma¬ len Funktion des Druckluftzylinders gezielt aufrechterhalten werden. Mit dieser Ausbildung des Druckluftzylinders ist au¬ ßerdem eine kompakte Bauweise erreichbar.Accordingly, the pressure medium refill device, in particular for the above-mentioned special SHEV systems, has a simple design in that it is designed as a pressure medium suction device in the form of a vacuum valve, preferably in a cylinder base or a cylinder wall, via which the cylinder space separated from the working chamber with the Outside atmosphere communicates. Via this vacuum valve, the filling of the storage chamber can be specifically maintained by sucking in air from the outside atmosphere, using the normal function of the compressed air cylinder. With this design of the compressed air cylinder, a compact design can also be achieved.
Alternativ kann als Drucknachfülleinrichtung gemäß Anspruch 7 die Arbeitskammer und der von ihm abgeteilte Zylinderraum über einen Strömungsweg in Verbindung stehen, in dem ein mechanisch selbstätig gesteuerter Differenzdruckbegrenzer angeordnet ist. In diesem Fall wird in einer vorzugsweise durch einen Anschlag vorgegebenen Stellung des Kolbens maximaler Kompression der in der in der Speicherkammer enthaltenen komprimierten Luft der Weg zu der Arbeitskammer geöffnet, wenn die Druckdifferenz zwischen Arbeitskammer und Speicherkammer einen an dem Diffe¬ renzdruckbegrenzer voreingestellten Wert überschreitet. Dabei tritt ein partieller Druckausgleich ein, womit das durch even¬ tuelle Leckage verlorene Druckmittel in der Speicherkammer selbstätig aufgefüllt wird-.Alternatively, as a pressure refill device, the working chamber and the cylinder space divided by it can be connected via a flow path in which a mechanically automatically controlled differential pressure limiter is arranged. In this case, in a position of the piston of maximum compression of the compressed air contained in the storage chamber, which is preferably predetermined by a stop, the path to the working chamber is opened when the pressure difference between the working chamber and the storage chamber exceeds a value preset on the differential pressure limiter. there partial pressure equalization occurs, with which the pressure medium lost due to possible leakage is automatically replenished in the storage chamber.
Im einzelnen iεt diese Variante der Drucknachfülleinrichtung vorteilhaft kompakt in dem Kolben gemäß Anspruch 8 ausgebil¬ det: In dem Kolben sind in dem Kolben ein erster Ventilschie¬ ber sowie ein Rückschlagventil als Differenzdruckbegrenzer dergestalt angeordnet, daß ein Strömungsweg in dem Kolben zwischen der Arbeitskammer und dem von ihm abgeteilten Zylin¬ derraum geöffnet werden kann. Hierzu ist der erste Ventil- Schieber durch einen in dem Zylinderraum, der die Speicherkam¬ mer bildet, angeordneten Stößel betätigbar. Der Strömungsweg in dem Kolben ist geöffnet, wenn mit dem Kolben der erste Ventilschieber, insbesondere dessen Stößel, an den Anschlag oder eine entsprechende feste Fläche anstößt und eine Druck¬ differenz zwischen der Arbeitskammer und dem Zylinderraum einen an dem Rückschlagventil voreingestellten Wert über¬ schreitet.In particular, this variant of the pressure refilling device is advantageously compact in the piston according to claim 8: a first valve spool and a check valve as differential pressure limiter are arranged in the piston in the piston such that a flow path in the piston between the working chamber and the partitioned by him can be opened. For this purpose, the first valve slide can be actuated by a tappet arranged in the cylinder space that forms the storage chamber. The flow path in the piston is opened when the piston strikes the first valve slide, in particular its tappet, against the stop or a corresponding solid surface and a pressure difference between the working chamber and the cylinder space exceeds a value preset on the check valve.
Eine bevorzugte Variante des Druckluftzylinders hat die Merk¬ male, daß das Rückschlagventil als zweiteer Ventilschieber ausgebildet ist und daß der zweite Ventilschieber sowie der erste Ventilschieber mit einem von diesem abstehenden Stößel koaxial hintereinander in einer gemeinsamen Bohrung in dem Kolben gelagert sind, in deren einem Ende ein Einsatz einge¬ setzt ist, und daß der erste Ventilschieber und der zweite VentilSchieber durch eine zwischen ihnen angeordnete Druckfe¬ der nach außen gegen abdichtende Flächen gedrückt werden. Diese Variante kann insbesondere im Hinblick auf die Ausbil¬ dung des Kolbens mit nur einer Bohrung für beide Ventilschie¬ ber mit nur wenigen Teilen fertigungsgünstig hergestellt wer¬ den.A preferred variant of the compressed air cylinder has the features that the check valve is designed as a second valve spool and that the second valve spool and the first valve spool with a plunger projecting therefrom are mounted coaxially one behind the other in a common bore in the piston, in one end of which an insert is inserted and that the first valve spool and the second valve spool are pressed outwards against sealing surfaces by a pressure spring arranged between them. This variant can be produced with only a few parts in a way that is favorable to manufacture, in particular with regard to the design of the piston with only one bore for both valve spools.
Besonders gute Abdichtungen mit maximaler Speichermöglichkeit werden erzielt, indem der erste Ventilschieber und der zweite Ventilschieber als Gummiformteile mit auf ihrer äußeren Stirn- seite ringförmig ausgeformten Dichtungswulst ausgebildet sind.Particularly good seals with maximum storage capacity can be achieved by using the first valve spool and the second valve spool as molded rubber parts with side are formed ring-shaped sealing bead.
Die Funktion des in dem Kolben angeordneten ersten Ventil- Schiebers setzt voraus, daß ein Anschlag oder eine entspre¬ chende feste Fläche die Kolbenbewegung begrenzt. Dieser An¬ schlag bzw. die Fläche ist in dem von der Arbeitskammer abge¬ teilten Zylinderraum angeordnet, wobei dieser Zylinderraum entweder die Speicherkammer vollständig bildet, siehe Anspruch 2, oder einen Teil dieser Speicherkammer darstellen kann, siehe Anspruch 3.The function of the first valve slide arranged in the piston presupposes that a stop or a corresponding fixed surface limits the piston movement. This stop or the surface is arranged in the cylinder space separated from the working chamber, this cylinder space either completely forming the storage chamber, see claim 2, or can form part of this storage chamber, see claim 3.
In dem erstgenannten Fall nach Anspruch 2, in dem die Spei¬ cherkammer vollständig durch einen im wesentlichen geschlos¬ senen Zylinderraum gebildet ist, der in dem Zylinder von der Arbeitskammer durch den Kolben abgeteilt ist, handelt es sich um eine äußerst unkomplizierte Bauweise verhältnismäßig schmalen Durchmessers.In the former case according to claim 2, in which the storage chamber is completely formed by an essentially closed cylinder space, which is divided in the cylinder from the working chamber by the piston, it is an extremely uncomplicated construction of relatively narrow diameter .
In der Ausbildung gemäß Anspruch 3, bei der eine mit dem Zy¬ linderraum, welcher allenfalls einen Teil der Speicherkammer bildet, eine Teilspeicherkammer über einen Strömungsweg in Verbindung steht, kann die Teilspeicherkammer weitgehend frei¬ zügig ausgebildet werden. Vorteilhaft ist die Teilspeicher¬ kammer eine Ringkammer, die um den Zylinder angeordnet ist. Hieraus ergibt sich eine verhältnismäßig kurze Bauweise des Zylinders, der jedoch einen verhältnismäßig großen Außenumfang aufweist. Auch kann es vorteilhaft sein, die Teilspeicherkam¬ mer als externe Speicherkammer konstruktiv von dem Zylinder bzw. der Zylindereinheit zu trennen.In the embodiment according to claim 3, in which a partial storage chamber communicates with the cylinder space, which at most forms part of the storage chamber, via a flow path, the partial storage chamber can be designed largely freely. The partial storage chamber is advantageously an annular chamber which is arranged around the cylinder. This results in a relatively short construction of the cylinder, which, however, has a relatively large outer circumference. It can also be advantageous to constructively separate the partial storage chamber from the cylinder or the cylinder unit as an external storage chamber.
Nach Anspruch 5 wird generell die Verschiebbarkeit des Kolbens durch einen Anschlag in die Zylinderkämmer begrenzt, der von dem Arbeitsraum abgeteilt ist und eine Speicherkammer bzw. einen Teil hiervon bildet. Der Anschlag kann in diesem Fall auch außerhalb des Zylinderraums angeordnet sein und bei¬ spielsweise an eine Kolbenstange angreifen. Durch den Anschlag wird der Enddruck in der Speicherkammer durch Kompression des kompressiblen Druckmittels, hier Luft oder Druckluft, mitbe¬ stimmt. Der Enddruck wird so groß gewählt, daß die Kraft-Hub¬ kurve des DruckluftZylinders stets über der Belastungskurve liegt, die durch die Betätigung der Rauchabzugsklappe bestimmt ist.According to claim 5, the displaceability of the piston is generally limited by a stop in the cylinder chambers, which is separated from the working space and forms a storage chamber or a part thereof. In this case, the stop can also be arranged outside the cylinder space and, for example, engage a piston rod. By the stop, the final pressure in the storage chamber is compressed by the compressible pressure medium, here air or compressed air. The final pressure is chosen so high that the force-stroke curve of the compressed air cylinder is always above the load curve which is determined by the actuation of the smoke vent flap.
Weiterhin steht nach Anspruch 12 bevorzugt der von der Ar¬ beitskammer abgeteilte Zylinderraum über einen vorzugsweise in einem Zylinderboden oder einer Zylinderwand angeordnetes Über¬ druckbegrenzungsventil mit der Außenatmosphäre in Verbindung.Furthermore, according to claim 12, the cylinder chamber separated from the working chamber is preferably connected to the outside atmosphere via an overpressure relief valve preferably arranged in a cylinder bottom or a cylinder wall.
10 Damit wird erreicht, daß auch bei einer Erhöhung der Umge¬ bungstemperatur der Enddruck in der Speicherkammer einen vor¬ gegebenen Wert nicht überschreitet, um eine normale Funktion des Druckluftzylinders zu gewährleisten und Überbeanspruchun¬ gen der Wärmeabzugsklappe und der mit ihr verbundenen Verbin¬10 This ensures that, even when the ambient temperature rises, the final pressure in the storage chamber does not exceed a predetermined value in order to ensure normal functioning of the compressed air cylinder and overstressing the heat exhaust flap and the connections connected to it
15 dungselemente zu vermeiden.15 elements to avoid.
Wie erwähnt kann der Druckluftzylinder gemäß Anspruch 13 vor¬ teilhaft mit einer an die Kolbenstange angreifende Endlagen¬ verriegelung ausgestattet sein, durch die der Kolben zumindestAs mentioned, the compressed air cylinder can advantageously be equipped with an end position locking device which engages the piston rod, through which the piston at least
20 in der einen Endstellung bei entlüfteter Arbeitskammer ver¬ riegelbar ist, um die Rauchabzugsklappe geöffnet zu halten. In einer Weiterbildung nach Anspruch 14 ist eine beidseitige Endlagenverriegelung der Kolbenstange vorgesehen.20 can be locked in one end position when the working chamber is vented in order to keep the smoke flap open. In a development according to claim 14, a locking of the piston rod on both sides is provided.
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In Anspruch 15 ist hervorgehoben, daß die Speieherkämmer mit Luft, die auch von der Druckluft zur Betätigung des Druckluft- zylinders abgezweigt sein kann, vorgefüllt ist.In claim 15 it is emphasized that the memory chamber is prefilled with air, which can also be branched off from the compressed air for actuating the compressed air cylinder.
Sechs Varianten des erfindungsgemäßen Druckluftzylinders mitSix variants of the air cylinder according to the invention with
30 erfinderischen Merkmalen werden im folgenden anhand einer Zeichnung mit dreizehn Figuren beschrieben, in denen jede Variante in einem Längsschnitt dargestellt ist. Es zeigen:30 inventive features are described below with reference to a drawing with thirteen figures, in which each variant is shown in a longitudinal section. Show it:
Fig. l eine erste Variante mit einer Druckmittelnachsaug-1 shows a first variant with a pressure medium suction
35. einrichtung und einem Überdruckbegrenzungsventil in einer geöffneten Stellung der mit einer Kolbenstange in Verbindung stehenden, nicht dargestellten Rauch¬ abzugsklappe; Fig. 2 die erste Variante in einer Position, die einer geschlossenen Stellung der Rauchabzugsklappe ent¬ spricht;35. device and a pressure relief valve in an open position with a piston rod related smoke flap, not shown; 2 shows the first variant in a position which corresponds to a closed position of the smoke flap;
Fig. 3 eine zweite Variante mit Druckmittelnachfülleinrich¬ tung und Überdruckbegrenzungsventil in einer Posi¬ tion, die einer geöffneten Stellung der nicht darge¬ stellten Rauchabzugsklappe entspricht;3 shows a second variant with pressure medium refilling device and pressure relief valve in a position which corresponds to an open position of the smoke extraction flap (not shown);
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Fig. 4 die zweite Variante in einer Stellung, die der ge¬ schlossenen Stellung der Rauchabzugsklappe ent¬ spricht;4 shows the second variant in a position which corresponds to the closed position of the smoke flap;
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Fig. 5 eine dritte Variante ähnlich der zweiten Variante, jedoch mit einer TeilSpeicherkammer, die als Ring¬ kammer um den Zylinder angeordnet ist, in einer der geöffneten Stellung der nicht dargestellten Rauch¬ abzugsklappe zugeordneten Position;5 shows a third variant similar to the second variant, but with a partial storage chamber, which is arranged as an annular chamber around the cylinder, in a position assigned to the open position of the smoke flap (not shown);
Fig. 6 die dritte Variante gemäß Fig. 5, jedoch in einer Position, die der geschlossenen Stellung der Rauch¬ abzugsklappe zugeordnet ist;6 shows the third variant according to FIG. 5, but in a position which is assigned to the closed position of the smoke vent flap;
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Fig. 7 eine vierte Variante ähnlich der ersten Variante ergänzt mit einem Thermoventil sowie einem beliebig betätigbaren Drei/Zweiwegeventil sowie mit einerFig. 7 shows a fourth variant similar to the first variant supplemented with a thermal valve and any three / two-way valve and one
Endlagenverriegelung in einer geöffneten Stellung der mit einer Kolbenstange in Verbindung stehenden, 30 nicht dargestellten Rauchabzugsklappe;End position locking in an open position of the smoke extraction flap, not shown, connected to a piston rod;
Fig. 8 einen Querschnitt durch die vierte Variante nach Fig. 7;8 shows a cross section through the fourth variant according to FIG. 7;
35. . . . . . .35. . . . . .
Fig. 9 die vierte Variante in einer Position, die einer geschlossenen Stellung der Rauchabzugsklappe ent- spricht, jedoch ohne Thermoventil und sonstiges Drei/Zweiwegeventil;9 shows the fourth variant in a position which corresponds to a closed position of the smoke flap. speaks, but without thermal valve and other three / two-way valve;
Fig. 10 eine fünfte Variante in einer Position, die einer geschlossenen Stellung der Rauchabszugsklappe ent¬ spricht, mit einem Thermoventil sowie einer Endla¬ genverriegelung einer nicht dargestellten Rauchab¬ zugsklappe;10 shows a fifth variant in a position that corresponds to a closed position of the smoke extraction flap, with a thermal valve and an end position lock of a smoke extraction flap, not shown;
Fig. 11 eine Einzelheit der fünften Variante, nämlich den Kolben in einer Position gemäß Fig. 10;11 shows a detail of the fifth variant, namely the piston in a position according to FIG. 10;
Fig. 12 die Einzelheit gemäß Fig. li, jedoch in einer Zwi¬ schenposition zwischen den Positionen, welche einer geschlossenen bzw. geöffneten Stellung der Rauch¬ abzugsklappe entspricht, undFIG. 12 shows the detail according to FIG. Li, but in an intermediate position between the positions, which corresponds to a closed or open position of the smoke flap, and
Figl 13 eine sechste Variante ähnlich der fünften Variante gemäß Fig. 10, jedoch mit einem separaten Druckluft- Speicher.13 shows a sixth variant similar to the fifth variant according to FIG. 10, but with a separate compressed air reservoir.
In Fig. l ist allgemein mit 1 ein Druckluftzylinder bezeich¬ net, der einen doppelseitig beaufschlagbaren Kolben 2 mit einer Kolbenstange 3 aufweist. Der Kolben 2 trennt eine Ar¬ beitskammer 4 von einer Zylinderkammer 5, die als eine Luft bzw. Druckluft als kompressibles Druckmittel speichernde Spei- cherkammer ausgebildet ist. In der Zylinderkammer 5 ist zen¬ trisch ein Anschlag 8 an einem Zylinderboden 9 angebracht.In FIG. 1, a compressed air cylinder is generally designated 1, which has a piston 2 with a piston rod 3 that can be acted upon on both sides. The piston 2 separates a working chamber 4 from a cylinder chamber 5, which is designed as a storage chamber storing air or compressed air as a compressible pressure medium. A stop 8 is mounted centrally on a cylinder base 9 in the cylinder chamber 5.
In dem Zylinderboden ist ein Unterdruckventil 10 eingelassen, und zwar in einem den Zylinderraum 5 mit einer nicht bezeich- neten Außenatmosphäre verbindenden Strömungskanal 11. Das Unterdruckventil umfaßt im einzelnen eine federbelastete Ku¬ gel, die durch den äußeren atmosphärischen Druck nach innen zu dem Zylinderraum gedrückt wird und den Strömungskanal 11 damit öffnet, wenn der Druck in dem Zylinderraum den Außendruck in der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Kolbens um einen vorgebenen Wert unterschreitet. In diesem Fall wird Luft unter atmosphärischen Druck in den Zylinderraum nachgefüllt. Das ebenfalls in dem Zylinderboden eingelassene Überdruckbe¬ grenzungsventil 12 ist ähnlich wie das beschriebene Unter¬ druckventil 10 aufgebaut, jedoch umgekehrt in einem Strö¬ mungskanal 13 orientiert, so daß es diesen zur Außenatmosphäre öffnet, wenn der Kolben 2 in der in Fig. 2 gezeigten Position ist und in diesem Fall in dem Zylinderraum 5 ein Überdruck herrscht, der einen an dem Überdruckbegrenzungsventil 12 vor¬ eingestellten Wert überschreitet.A vacuum valve 10 is embedded in the cylinder bottom, specifically in a flow channel 11 connecting the cylinder chamber 5 with an external atmosphere (not specified). The vacuum valve comprises in particular a spring-loaded ball which is pressed inwards to the cylinder chamber by the external atmospheric pressure is and opens the flow channel 11 when the pressure in the cylinder space falls below the external pressure in the position of the piston shown in Fig. 1 by a predetermined value. In this case, air is replenished into the cylinder space under atmospheric pressure. The overpressure limiting valve 12, likewise recessed in the cylinder base, is constructed similarly to the described vacuum valve 10, but in reverse is oriented in a flow channel 13, so that it opens it to the outside atmosphere when the piston 2 is shown in FIG. 2 Position and in this case there is an overpressure in the cylinder space 5 which exceeds a value preset on the overpressure limiting valve 12.
Die grundlegende Funktion des in den Fig. 1 und 2 dargestell¬The basic function of the shown in FIGS. 1 and 2
10 ten DruckluftZylinders 1 ist folgende, wobei wiederum anzu¬ nehmen ist, daß die Kolbenstange 3 über nicht dargestellte Verbindungselemente mit einer schwenkbaren Rauchabzugsklappe in einer RWA-Anlage verbunden ist:The 10th compressed air cylinder 1 is as follows, it again being assumed that the piston rod 3 is connected to a pivotable smoke flap in an RWA system via connecting elements (not shown):
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Um den in der Position des Kolbens 2 und der Kolbenstange 3 gemäß Fig. 1 offene Abzugsklappe in eine geschlossene Stellung zu bewegen, wird die Arbeitskammer 4 über eine Anschlußbohrung 14 und einen Strömungskanal 15 durch nicht dargestellte Mit¬ tel, insbesondere gesteuerte Ventile, mit Druckluft versorgt.In order to move the trigger flap open in the position of the piston 2 and the piston rod 3 according to FIG. 1 into a closed position, the working chamber 4 is supplied with compressed air via a connection bore 14 and a flow channel 15 by means not shown, in particular controlled valves provided.
20 Die Druckluft wirkt über eine Arbeitsfläche 6 des Kolbens auf diesen ein, der in Fig. 1 nach rechts verschoben wird, da in der dargestellten Ausgangslage ein geringer Druck in dem Zy¬ linderraum 5 als weitgehend abgeschlossene Speicherkammer herrscht. Bei der Verschiebung des Kolbens in Richtung auf denThe compressed air acts on the piston via a working surface 6, which is shifted to the right in FIG. 1, since in the starting position shown there is a low pressure in the cylinder space 5 as a largely closed storage chamber. When moving the piston towards the
25 Zylinderraum 5 wird die in ihm vorgefüllte Luft durch die Kompressionsfläche 7 des Kolbens komprimiert, die sich also auf den Zylinderboden 9 zu bewegt. Dabei entsteht in dem Zy¬ linderraum 5 ein geringerer Überdruck als der Druck der Druck¬ luft in der Arbeitskammer 4, entsprechend dem Verhältnis der25 cylinder space 5, the air pre-filled in it is compressed by the compression surface 7 of the piston, which thus moves towards the cylinder bottom 9. This creates a lower overpressure in the cylinder space 5 than the pressure of the compressed air in the working chamber 4, corresponding to the ratio of the
30 Arbeitsfläche 6 zu der Kompressionsfläche 7 und dem Kolbenver¬ drängungsvolumen, welches der Kolben 2 in dem Zylinderraum 5 verdrängt, wenn er von der in Fig. 1 dargestellten Endposition in die in Fig. 2 gezeigte Endposition unter Einwirkung des Drucks der Druckluft in der Arbeitskammer 4 verschoben wird.30 work surface 6 to the compression surface 7 and the piston displacement volume, which displaces the piston 2 in the cylinder space 5 when it moves from the end position shown in FIG. 1 to the end position shown in FIG. 2 under the action of the pressure of the compressed air in the working chamber 4 is moved.
35. Wenn der Druck der in dem Zylinderraum somit komprimierten Luft einen vorgegebenen Wert insbesondere bei späterer- Erhö¬ hung der Umgebungstemperatur überschreitet, öffnet das Über¬ druckbegrenzungsventil 12.35th W hen the pressure of the thus compressed air in the cylinder space a predetermined value particularly in späterer- Erhö¬ h d ung he ambient temperature exceeds the pressure relief valve opens Über¬ 12th
In der in Fig. 2 gezeigten Endposition ist somit der Kolben 5 unter dem Druck der kompressiblen Luft in dem Zylinderraum 5 als Speicherraum vorgespannt.In the end position shown in FIG. 2, the piston 5 is thus biased under the pressure of the compressible air in the cylinder space 5 as a storage space.
Wenn die nicht dargestellte Rauchabzugsklappe beispielsweiseIf the smoke flap, not shown, for example
10 im Brandfall geöffnet werden soll, ist es nicht notwendig, daß dem Druckluftzylinder weitere Energie zugeführt wird, vielmehr genügt es, den Arbeitsraum durch eine an die Anschlußbohrung 5 angeschlossene, nicht dargestellte Ventilanordnung zu ent¬ lüften, welche beispielsweise ein Magnetventil sein kann oder10 is to be opened in the event of a fire, it is not necessary for the compressed air cylinder to be supplied with additional energy, rather it is sufficient to vent the work space through a valve arrangement (not shown) which is connected to the connection bore 5 and which can be, for example, a solenoid valve or
15 Drei/Zweiwegeventile. In diesem Fall ist also der Druck in der Arbeitskammer 4 praktisch gleich dem Druck der Außenatmosphä¬ re, so daß unter dem Druck der in dem Zylinderraum 5 vorge¬ spannten Luft der Kolben 2 aus der in Fig. 2 dargestellten Endposition wieder in die in Fig. 1 gezeigte Endposition vor¬15 three / two-way valves. In this case, the pressure in the working chamber 4 is practically equal to the pressure of the outside atmosphere, so that under the pressure of the air biased in the cylinder space 5, the piston 2 returns from the end position shown in FIG. 2 to the position shown in FIG 1 end position shown forward
20 rücken kann und die Rauchabzugsklappe öffnen kann. Wenn bei überschlagenden Rauchabzugsklappen ein vorgegebener Öffnungs- winkel von beispielsweise 90° überschritten wird, fällt die Klappe selbstätig in ihre geöffnete Endstellung von beispiels¬ weise 140° und zieht die Kolbenstange 3 mit dem Kolben 2 mit,20 can move and the smoke flap can open. If a predetermined opening angle of, for example, 90 ° is exceeded when the smoke flaps roll over, the flap automatically drops into its open end position of, for example, 140 ° and pulls the piston rod 3 with the piston 2 along with it,
25 wodurch der Druck in dem Zylinderraum 5 unter den Druck der Außenatmosphäre sinken kann, wodurch aber der Zylinderraum 5 nicht mehr für die nächste Kompressionsphase beim Schließen der Rauchabzugsklappe genügend vorgefüllt wäre. Um dies zu vermeiden, öffnet wie beschrieben das Unterdruckventil 10, bis25 whereby the pressure in the cylinder space 5 can drop below the pressure of the outside atmosphere, but which means that the cylinder space 5 would no longer be sufficiently pre-filled for the next compression phase when the smoke flap is closed. In order to avoid this, the vacuum valve 10 opens as described until
30 der gewünschte Vorfüllungsgrad erreicht ist.30 the desired degree of filling has been reached.
Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte zweite Variante unterscheidet sich von der besprochenen ersten Variante dadurch, daß anstel¬ le des Unterdruckventils 10 in dem Zylinderboden eine Druck¬The second variant shown in FIGS. 3 and 4 differs from the first variant discussed in that instead of the vacuum valve 10 in the cylinder bottom there is a pressure
35. mittelnachfülleinrichtung in dem Kolben 16 angeordnet ist. Im übrigen tragen bei allen Varianten des Druckluftzylinders übereinstimmende Elemente gleiche Bezugszeichen. Im einzelnen besteht die Druckmittelnachfülleinrichtung in dem Kolben 16 im wesentlichen aus einem ersten Ventilschieber 17 mit einem von einer Kompressionsflache 18 des Kolbens hervorstehende Stößel 19 sowie einem federbelasteten und damit voreinstellbaren Rückschlagventil 20. Der erste Ventilschieber und das Rück¬ schlagventil sind in nicht bezeichneten Bohrungen angeordnet, die einen Strömungsweg von der Arbeitskammer 4 über das vor¬ einstellbare Rückschlagventil 20 und den Ventilschieber 17 zu dem Zylinderraum 5 bilden.35. middle refill device is arranged in the piston 16. Incidentally, bear in all variants of the air cylinder matching elements have the same reference numerals. In particular, the pressure medium refill device in the piston 16 essentially consists of a first valve slide 17 with a plunger 19 protruding from a compression surface 18 of the piston and a spring-loaded and thus presettable check valve 20. The first valve slide and the check valve are arranged in bores which are not designated , which form a flow path from the working chamber 4 via the pre-adjustable check valve 20 and the valve slide 17 to the cylinder chamber 5.
Im Bereich seines Zylinderbodens 21 ist die zweite Variante ebenfalls anders ausgebildet als die erste Variante, in dem bei der zweiten Variante ein Anschlag 22 in Form eines Hohl- zylinders einstückig mit dem Zylinderboden 21 ausgeformt ist, und zwar so, daß der Stößel 19 des ersten Ventilschiebers 17 auf eine Stirnfläche 23 des Anschlags stoßen kann.In the area of its cylinder base 21, the second variant is also designed differently than the first variant, in which, in the second variant, a stop 22 in the form of a hollow cylinder is formed in one piece with the cylinder base 21, in such a way that the plunger 19 of the first Valve spool 17 can encounter an end face 23 of the stop.
Das Überdruckbegrenzungsventil 12 ist hier zentrisch zu der mit einer strichpunktierten Linie angedeuteten Längsachse 24 des Druckluftzylinders angeordnet, wobei der Strömungskanal 13 des Überdruckbegrenzungsventils 12 in das Innere des Anschlags 22 hineinreicht. Bei dieser Bauweise wird eine sichere Anlage der Kompressionsfläche 18 des Kolbens 16 an der Stirnfläche 23 des Anschlags ohne Verkanten des Kolbens unter gleichzeitiger Betätigung des Stößels 19 erreicht.The pressure relief valve 12 is here arranged centrally to the longitudinal axis 24 of the compressed air cylinder, indicated by a dash-dotted line, the flow channel 13 of the pressure relief valve 12 reaching into the interior of the stop 22. With this construction, a secure contact of the compression surface 18 of the piston 16 with the end face 23 of the stop is achieved without the piston tilting and the plunger 19 being actuated at the same time.
In der in Fig. 3 gezeigten Position des Kolbens 16, der einer geöffneten Stellung der Rauchabzugsklappe zugeordnet ist, welche mit der Kolbenstange 3 in Verbindung steht, ist der Strömungsweg über das voreinstellbare Rückschlagventil 20 und den ersten Ventilschieber 17 geschlossen, da der federbelaste¬ te erste Ventilschieber den Zylinderraum 5 gegenüber dem Strö¬ mungsweg abdichtet. Wird beispielsweise über Drei/Zweiwegeven¬ tile die Arbeitskammer 5 mit Druckluft beaufschlagt, so rückt der Kolben 16 unter Kompression der in dem Zylinderraum 5 vor¬ gefüllten Luft wiederum nach rechts in Richtung auf den An- schlag 23, entsprechend dem in dem Zylinderraum 5 herrschenden Anfangsdruck und dem Flächenverhältnis zwischen der Kompres¬ sionsfläche 18 und der nicht bezeichneten Arbeitsfläche des Kolbens 16, und zwar so weit, bis die Kompressionsfläche 18 des Kolbens 16 an die Stirnfläche 23 des Anschlags 22 stößt, wobei gleichzeitig der Stößel 19 entgegen der Federbelastung des ersten Ventilschiebers 17 nach innen in den Kolben 16 geschoben wird und der Ventilschieber 17 den Strömungsweg in dem Kolben zu dem Zylinderraum 5 öffnet. Wenn dabei der in dem Zylinderraum 5 herrschende Enddruck (gleich Kompressionsdruck) in der Anschlagstellung des Kolbens 16 an dem Anschlag 22 noch um einen Differenzdruck zu niedrig ist, der an der an dem voreinstellbaren Rückschlagventil 20 eingestellt ist, so öff¬ net das Rückschlagventil, bis der Differenzdruck zwischen der Arbeitskammer 4 und dem Zylinderraum 5 den voreingestellten Wert erreicht. Es liegen somit stets die gleichen An¬ fangsbedingungen für eine Bewegung des Kolbens aus der in Fig. 4 dargestellten Endstellung in die in Fig. 3 gezeigte Endstel¬ lung vor. Diese Bewegung des Kolbens zum Öffnen der Rauchab¬ zugsklappe erfolgt auch hier, wenn die Arbeitskammer 4 über die Anschlußbohrung 14 und die nicht dargestellten Drei/Zwei¬ wegeventile entlüftet wird. Es ist zum Erreichen dieses End- drucks in der Position nach Fig. 4 des Kolbens 16 in dem Zy¬ linderraum 5 nicht erforderlich, daß der Druckluftzylinder mit einer überschlagenden Klappe in Verbindung steht, welche die Kolbenstange 3 über einer bestimmten Öffnungsstellung weiter in die Position zieht, die der vollständig geöffneten Stellung entspricht, vielmehr ist der Druckluftzylinder nach den Fig. 3 und 4 ohne diese Einschränkung einsetzbar und gewährleistet gleichwohl einen vorgegebenen Enddruck in dem Zylinderraum 5.In the position of the piston 16 shown in FIG. 3, which is assigned to an open position of the smoke flap which is connected to the piston rod 3, the flow path via the presettable check valve 20 and the first valve slide 17 is closed because the spring-loaded valve first valve slide seals the cylinder chamber 5 with respect to the flow path. If, for example, three / two-way valves are used to apply compressed air to the working chamber 5, the piston 16 again moves to the right in the direction of the valve under compression of the air pre-filled in the cylinder chamber 5. impact 23, corresponding to the initial pressure prevailing in the cylinder space 5 and the area ratio between the compression surface 18 and the unspecified working surface of the piston 16, namely until the compression surface 18 of the piston 16 abuts the end face 23 of the stop 22, at the same time the plunger 19 is pushed inward against the spring loading of the first valve spool 17 into the piston 16 and the valve spool 17 opens the flow path in the piston to the cylinder space 5. If the final pressure prevailing in the cylinder space 5 (equal to the compression pressure) in the stop position of the piston 16 at the stop 22 is still too low by a differential pressure which is set on that on the presettable check valve 20, the check valve opens until the differential pressure between the working chamber 4 and the cylinder chamber 5 reaches the preset value. The same initial conditions for a movement of the piston from the end position shown in FIG. 4 to the end position shown in FIG. 3 are therefore always present. This movement of the piston to open the smoke flap also takes place here when the working chamber 4 is vented via the connection bore 14 and the three / two-way valves, not shown. To achieve this final pressure in the position according to FIG. 4 of the piston 16 in the cylinder space 5, it is not necessary for the compressed air cylinder to be connected to a flap which flaps the piston rod 3 into a further open position pulls, which corresponds to the fully open position, rather the compressed air cylinder according to FIGS. 3 and 4 can be used without this restriction and nevertheless ensures a predetermined final pressure in the cylinder space 5.
Die Funktion des Überdruckbegrenzungsventils, welche den End¬ druck auch bei Temperaturänderungen, insbesondere Temperatur¬ erhöhungen der Umgebung garantiert, ist die gleiche wie bei der ersten Variante gemäß den Fig. 1 und 2. Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte dritte Variante unter¬ scheidet sich von der oben besprochenen zweiten Variante da¬ durch, daß die Speicherkammer, in welcher die vorgefüllte Luft durch den Kolben 16 komprimiert wird, nicht vollständig durch einen Zylinderraum 25 gebildet wird, sondern daß zusätzlich eine Teilspeicherkammer als Ringkammer 26 um den Zylinder 24 angeordnet ist. Dabei steht die Ringkammer 26 mit dem Zylin¬ derraum 25 über wenigstens eine Bohrung 27 in einer Zylinder¬ wand 28 in Verbindung. Das Speichervolumen ist also hier um das Volumen der Ringkammer 26 größer als das SpeichervolumenThe function of the pressure relief valve, which guarantees the final pressure even in the event of temperature changes, in particular temperature increases in the environment, is the same as in the first variant according to FIGS. 1 and 2. The third variant shown in FIGS. 5 and 6 differs from the second variant discussed above in that the storage chamber, in which the pre-filled air is compressed by the piston 16, is not completely formed by a cylinder space 25. but that in addition a partial storage chamber is arranged as an annular chamber 26 around the cylinder 24. The annular chamber 26 is connected to the cylinder space 25 via at least one bore 27 in a cylinder wall 28. The storage volume is thus larger than the storage volume by the volume of the annular chamber 26
10 des Zylinderraums 5 in der zweiten Variante nach den Fig. 3 und 4, gleiche Volumina der Zylinderräume 25 und 5 vorausge¬ setzt. Mit anderen Worten, wenn das gleiche Gesamtspeichervo- lumen erzielt werden soll, kann der Druckluftzylinder 24 kür¬10 of the cylinder space 5 in the second variant according to FIGS. 3 and 4, the same volumes of the cylinder spaces 25 and 5 are assumed. In other words, if the same total storage volume is to be achieved, the compressed air cylinder 24 can be short
15 zer gebaut werden als der Druckluftzylinder 1 in den Fig. 3 und 4.15 are built as the compressed air cylinder 1 in FIGS. 3 and 4.
Im übrigen sind die Funktionen der in den Fig. 5 und 6 gezeig¬ ten dritten Variante, wobei die Position in Fig. 5 der Posi¬ tion in Fig. 3 der zweiten Variante entspricht und die Posi¬The functions of the third variant shown in FIGS. 5 and 6 are otherwise, the position in FIG. 5 corresponding to the position in FIG. 3 and the position
20 tion in Fig. 6 der Position in Fig. 4 der zweiten Variante, die gleichen wie oben besprochen.20 tion in Fig. 6 the position in Fig. 4 of the second variant, the same as discussed above.
Die in den Fig. 7 bis 9 dargestellte vierte Variante des Druckluftzylinderε 29 entspricht vor allem in dem Bereich desThe fourth variant of the compressed air cylinder 29 shown in FIGS. 7 to 9 corresponds primarily in the area of the
25 Zylinderraums 5 der ersten Variante mit dem Anschlag 8 in dem Zylinderraum sowie dem abschließenden Zylinderboden 9, in dem ein Unterdruckventil 10 mit einem Strömungskanal 11 sowie ein Überdruckbegrenzungsventil 12 mit einem Strömungskanal 13 angeordnet sind. Insoweit kann hinsichtlich der Funktionsbe-25 cylinder chamber 5 of the first variant with the stop 8 in the cylinder chamber and the closing cylinder bottom 9, in which a vacuum valve 10 with a flow channel 11 and a pressure relief valve 12 with a flow channel 13 are arranged. In this respect, with regard to the functional
30 schreibung auf die erste Variante verwiesen werden.30 the first variant.
Gemäß der vorliegenden vierten Variante ist ein Kolben 30 mit einer Kolbenstange 32 verbunden, die aus einer Arbeitsfläche 31 des Kolbens herausragt. Die Arbeitsfläche 31 begrenzt wie¬According to the present fourth variant, a piston 30 is connected to a piston rod 32 which protrudes from a working surface 31 of the piston. The work surface 31 is limited again
35. derum eine Arbeitskammer 33, die andererseits durch einen Zylinderkopf 34 definiert ist. Der Zylinderkopf 34 nimmt hier in seinem stirnseitigen äußeren Bereich eine allgemein mit 35 bezeichnete Endlagenverriegelung auf, welche geeignet ist, die Kolbenstange 32 in der in Fig. 7 gezeigten Stellung, die der geöffneten Stellung einer mit der Kolbenstange 32 in Verbindung stehenden Rauchabzugsklappe (nicht dargestellt) entspricht, zu verriegeln. Hierzu umfaßt die Endlagenverriegelung einen Riegelkolben 36, den Federn in die Federkammer 37 in der Zeichnung nach rechts in Richtung auf Kugeln 42 als Verriegelungselemente zu schieben suchen.35. around a working chamber 33, which on the other hand is defined by a cylinder head 34. The cylinder head 34 here receives in its front outer area a generally designated 35 end position lock, which is suitable for the piston rod 32 in the position shown in FIG. 7, the open position of a smoke extraction flap connected to the piston rod 32 (not shown) ) corresponds to lock. For this purpose, the end position locking comprises a locking piston 36, the springs in the spring chamber 37 in the drawing to the right in the direction of balls 42 as locking elements.
10 Der Riegelkolben 36 begrenzt im Inneren des Zylinderkopfs einen Riegeldruckraum 38, der über eine (in Fig. 9 nicht dar¬ gestellte) Durchgangsbohrung 39 mit der Arbeitskammer in druckleitender Verbindung steht. Der Riegeldruckraum und die Arbeitskammer können über weitere Bohrungen 40 - die in Fig.10 The locking piston 36 delimits a locking pressure chamber 38 in the interior of the cylinder head, which is in a pressure-conducting connection with the working chamber via a through bore 39 (not shown in FIG. 9). The bolt pressure chamber and the working chamber can be opened via further holes 40 - which are shown in
15 9 ebenfalls nicht dargestellt sind - über Ventile mit dem Druckmittel unter Arbeitsdruck versorgt werden oder aber ent¬ lüftet werden. Das Druckmittel ist auch hier bevorzugt Druck¬ luft.15 9 are also not shown - are supplied via valves with the pressure medium under working pressure or are vented. Here too, the pressure medium is preferably compressed air.
20 An einer inneren Stirnseite weist der Riegelkolben 36 weiter einen hülsenartigen Abschnitt 41 auf, der geeignet ist, die Kugeln 42 abzudecken, wenn die Kugeln in einer ringförmigen Nut 43 in der Kolbenstange liegen, siehe Fig. 7, oder aber freizugeben, so daß die Kugeln durch Verschiebung der Kolben¬20 On an inner end face, the locking piston 36 further has a sleeve-like section 41, which is suitable for covering the balls 42 when the balls are in an annular groove 43 in the piston rod, see FIG. 7, or to release them, so that the Balls by moving the piston
25 stange 32 aus der ringförmigen Nut 43 herausgedrückt und in den Riegeldruckraum 38 radial nach außen bewegt werden können, siehe Fig. 9.25 rod 32 can be pressed out of the annular groove 43 and moved radially outward into the bolt pressure chamber 38, see FIG. 9.
Im einzelnen wird, wenn der Riegeldruckraum in Fig. 7 entlüf¬ tet ist, womit auch die Arbeitskammer 33 entlüftet ist und derSpecifically, when the bolt pressure chamber in FIG. 7 is vented, which also means that the working chamber 33 is vented and the
30 Kolben nach links in die die Rauchabzugsklappe öffnende Stel¬ lung geschoben ist, die ringförmige Nut 43 eine Lage unter dem hülsenförmigen Abschnitt 41 des in diesem Betriebsfall nach rechts geschobenen Riegelkolbens annehmen, wodurch die Kugeln 42 in der ringförmigen Nut 43 zurückgehalten werden und die30 piston is pushed to the left into the position opening the smoke flap, the annular groove 43 assumes a position under the sleeve-shaped section 41 of the locking piston pushed to the right in this operating case, as a result of which the balls 42 are retained in the annular groove 43 and the
35. Kolbenstange 32 arretieren. .In dem Betriebsfall nach Fig. 9, in dem in den Riegeldruckraum 38 und die Arbeitskammer 33 Druckluft unter Arbeitsdruck ein¬ geströmt ist, wird hingegen der Riegelkolben nach links ent¬ gegen der Federkraft geschoben und die Kugeln 42 können radial nach außen zurückweichen und die ringförmige Nut 43 freigeben, wodurch die Kolbenstange 42 nicht mehr arretiert ist und durch den Kolben nach rechts mitgenommen werden kann, was der ge¬ schlossenen Stellung der Rauchabzugsklappe entspricht.35. Lock the piston rod 32. In the operating case according to FIG. 9, in which compressed air has flowed into the bolt pressure chamber 38 and the working chamber 33 under working pressure, on the other hand the locking piston is pushed to the left against the spring force and the balls 42 can retract radially outwards and the release the annular groove 43, whereby the piston rod 42 is no longer locked and can be taken to the right by the piston, which corresponds to the closed position of the smoke flap.
Die Steuerung erfolgt bei der Variante 4 durch ein Drei/Zwei¬ wege-Thermoventil 44, welches bei Erwärmung über einen vor- gebenen Grenzwert den Riegeldruckraum 38 und die Arbeitskammer 33 selbstätig entlüftet. Das Thermoventil kann mit einem wei¬ teren Drei/Zweiwegeventil 45 in Verbindung stehen, das belie¬ big, z.B. manuell oder magnetisch (als Magnetventil) betätigt werden kann. Diese Drei/Zweiwegeventil steht dazu mit einer Druckluftquelle in Verbindung.Variant 4 is controlled by a three / two-way thermostatic valve 44, which automatically ventilates the bolt pressure chamber 38 and the working chamber 33 when heated above a predetermined limit value. The thermal valve can be connected to a further three / two-way valve 45, which can be of any size, e.g. can be operated manually or magnetically (as a solenoid valve). This three / two-way valve is connected to a compressed air source.
Aus Fig. 8 ergibt sich ein Schnitt durch das Thermoventil 44 herkömmlicher Bauweise, welches deswegen nicht im einzelnen beschrieben zu werden braucht. Dieses Thermoventil steht, wie auch in Fig. 7 angedeutet, mit weiteren Bohrungen 40 in Ver¬ bindung, die zu dem Riegeldruckraum 38 führen.8 shows a section through the thermal valve 44 of conventional construction, which therefore does not need to be described in detail. This thermal valve is, as also indicated in FIG. 7, connected to further bores 40 which lead to the locking pressure chamber 38.
Die in den Fig. 10 - 12 gezeigte bevorzugte fünfte Variante des Druckluftzylinders 45 entspricht in dessen linkem Endab¬ schnitt mit einer Endlageverriegelung 46 und einem Thermoven¬ til 47 der vierten Variante gemäß Fig. 7 und in dem Bereich des Kolbens 48 teilweise der zweiten Variante gemäß Fig. 4. Im wesentlichen Unterschied zu der zweiten Variante sind jedoch hier in einer einzigen Bohrung 49 in axialer Richtung des Kolbens 48 ein zweiter Ventilschieber 50, der das Rückschlag¬ ventil 50 bildet, und ein erster Ventilschieber 51 hinterein¬ ander angeordnet. Beide Ventilschieber 50, 51 sind in Form eines Gummiformteils mit einem ringförmigen Dichtungswulst 52 bzw. 53 auf dessen Stirnseite ausgebildet. Der Dichtungswulst 52, 53 dichtet gut in Verbindung mit einer planen Fläche ab, an der er zur Anlage gelangt.The preferred fifth variant of the compressed air cylinder 45 shown in FIGS. 10 to 12 corresponds in its left end section with an end position lock 46 and a thermal valve 47 to the fourth variant according to FIG. 7 and in the area of the piston 48 partially to the second variant According to FIG. 4, essentially different from the second variant, a second valve slide 50, which forms the check valve 50, and a first valve slide 51 are arranged in a single bore 49 in the axial direction of the piston 48. Both valve slides 50, 51 are designed in the form of a molded rubber part with an annular sealing bead 52 and 53 on the end face thereof. The sealing bead 52, 53 seals well in connection with a flat surface, where he comes to the plant.
Der zweite Ventilschieber 50 ersetzt dabei die Kugel des vor¬ einstellbaren Rückschlagventils 20 in Fig. 3 und 4. Der Dich¬ tungswulst 53 des zweiten Ventilschiebers 50 dichtet unter Federkraft einer in der Zeichnung nicht dargestellten Druckfe¬ der, die sich an je einem Bund 58 bzw. 59 den ersten bzw. zweiten Ventilschieber 51 bzw. 50 abstützt, gegen eine ring¬ förmige plane Stirnseite 54 eines Einsatzes 55 mit Durchgangs¬The second valve spool 50 replaces the ball of the pre-adjustable check valve 20 in FIGS. 3 and 4. The sealing bead 53 of the second valve spool 50 seals under spring force a pressure spring, not shown in the drawing, which is attached to a collar 58 or 59 supports the first or second valve slide 51 or 50, against an annular flat end face 54 of an insert 55 with a passage
10 bohrung 56 ab, die zu einer Arbeitskammer 57 führt.10 bore 56 from which leads to a working chamber 57.
Der erste Ventilschieber 51 wird durch einen Stößel 63 betä¬ tigt, wenn dieser an einem Anschlag 64 an einem Zylinderboden 65 anstößt.The first valve slide 51 is actuated by a plunger 63 when the plunger abuts a stop 64 on a cylinder bottom 65.
1515
Der Zylinderboden 65 weist ein Überdruckbegrenzungsventil 66 auf, welches über eine Bohrung 57 mit einem von der Arbeits- kammer 57 im wesentlichen getrennten Zylinderraum 68 in Ver¬ bindung steht . Zu dessen Funktion kann wiederum auf die erste Variante verwiesen werden.The cylinder base 65 has an overpressure limiting valve 66 which is connected via a bore 57 to a cylinder space 68 which is essentially separate from the working chamber 57. For its function, reference can again be made to the first variant.
2020th
Die Endlagenverriegelung 46 und das Thermoventil 47, welches über eine Bohrung mit einem Riegeldruckraum 70 in Verbindung steht, wurden im Zusammenhang mit den gleichwirkenden Kompo¬The end position lock 46 and the thermo valve 47, which is connected to a bolt pressure chamber 70 via a bore, were used in conjunction with the equivalent components
25 nenten der vierten Variante besprochen. In den Fig. 10 und 11 fehlen Darstellungen der Kugeln 42 in Fig. 7 und 9, die mit einem hülsenförmigen Abschnitt 41 zusammenwirken. Wenn der Riegeldruckraum 70 und die Arbeitskammer 57 über ein Dreiwege¬ ventil, an das das Thermoventil 47 angeschlossen ist, mit Druckluft unter Arbeitsdruck beaufschlagt werden, wird die25 elements of the fourth variant discussed. 10 and 11, representations of the balls 42 in FIGS. 7 and 9, which cooperate with a sleeve-shaped section 41, are missing. If the bolt pressure chamber 70 and the working chamber 57 are pressurized with compressed air under working pressure via a three-way valve to which the thermo valve 47 is connected, the
30 Kolbenstange 71 entriegelt, und der Kolben 48 wird, wie in Fig. 10 dargestellten den Anschlag 64 gedrückt. Dadurch öff¬ net der über den Stößel 63 betätigte erste Ventilschieber 51, und ein Strömungsweg wird über den ersten Ventilschieber 51 und den als Differenzdruckbegrenzer wirkenden zweiten Ventil¬30 piston rod 71 unlocked, and the piston 48 is pressed, as shown in Fig. 10, the stop 64. As a result, the first valve slide 51 actuated via the tappet 63 opens, and a flow path becomes via the first valve slide 51 and the second valve acting as a differential pressure limiter
35. schieber 50 in dem Kolben 48 zwischen der Arbeitskammer 57 und dem Zylinderraum 68 geöffnet, bis ein Differenzdruck zwischen der Arbeitskammer 57 und dem Zylinderraum 68 einen an dem zweiten Ventilschieber 50 voreingestellten Wert erreicht.35. slide 50 in the piston 48 between the working chamber 57 and the cylinder chamber 68 opened until a differential pressure between the working chamber 57 and the cylinder chamber 68 reaches a value preset on the second valve slide 50.
Bei Entlüftung der Arbeitskammer 57 und der Riegeldruckkammer 70 wird der Kolben 48 durch den in dem Zylinderraum 68 herr¬ schenden Druck nach links zum Öffnen der mit der Kolbenstange 71 verbundenen Rauchabszugsklappe geschoben, wobei der zweite und der erste Ventilschieber 50, 51 abdichten, siehe Fig. 12. Im übrigen hat der zweite Ventilschieber 50 die gleiche Funk- tion wie das einstellbare Rückschlagventil 20 der zweiten Variante.When the working chamber 57 and the locking pressure chamber 70 are vented, the piston 48 is pushed to the left by the pressure prevailing in the cylinder space 68 to open the smoke extraction flap connected to the piston rod 71, the second and the first valve slide 50, 51 sealing, see FIG 12. Otherwise, the second valve slide 50 has the same function as the adjustable check valve 20 of the second variant.
Die sechste, in Fig. 13 gezeigte Variante des Druckluftzylin¬ ders 72 unterscheidet sich von der fünften Variante im wesent- liehen dadurch, daß eine externe Speicherkammer 73 vorgesehen ist, die über eine Leitung 74 mit dem Zylinderboden 75 ver¬ bunden ist. Darin steht sie über Bohrungen 76, 77 mit einem Zylinderraum 78 in Verbindung, dessen Volumen in der gezeigten Stellung des Kolbens 48 auf praktisch Null reduziert ist, weil der Kolben 48 mit einer Arbeitsfläche auf eine entsprechende Stirnfläche des Zylinderbodens 75 gedrückt wird und ein von diesem herausragender Anschlag fehlt. Daε gesamte von dem Zylinder 48 begrenzte Volumen in dem Zylinder 72 steht also als Arbeitskammer 79 zur Verfügung, während die externe Spei- cherkammer 73 räumlich getrennt von dem Druckluftzylinder 72 untergebracht werden kann. Der Arbeitshub des Kolbens 48 und der Kolbenstange 89 sind maximiert. The sixth variant of the compressed air cylinder 72 shown in FIG. 13 differs from the fifth variant essentially in that an external storage chamber 73 is provided which is connected to the cylinder base 75 via a line 74. In it it is connected via bores 76, 77 to a cylinder chamber 78, the volume of which in the position of the piston 48 shown is reduced to practically zero, because the piston 48 is pressed with a working surface onto a corresponding end face of the cylinder base 75 and one of the latter outstanding stop is missing. The entire volume delimited by the cylinder 48 in the cylinder 72 is thus available as the working chamber 79, while the external storage chamber 73 can be accommodated spatially separate from the compressed air cylinder 72. The working stroke of the piston 48 and the piston rod 89 are maximized.

Claims

1 Patentansprüche: 1 claims:
1. Druckluftzylinder, insbesondere zur Betätigung von Rauchabzugsklappen in Rauch- und Wärmeabzugsanlagen, mit einem doppelseitig beaufschlagbaren Kolben (2, 16, 30, 48) mit mindestens einer Arbeitsfläche (6, 31) , der in einem Zylinder (1, 24, 29, 45, 72) mit mindestens einer Arbeitskammer (4, 33, 57, 79) durch Druckluft verschieb¬ bar ist, und mit einem Energiespeicher mit Stellmitteln,Compressed air cylinder, in particular for actuating smoke flaps in smoke and heat exhaust systems, with a piston (2, 16, 30, 48) which can be acted on from both sides and has at least one working surface (6, 31) which is in a cylinder (1, 24, 29, 45, 72) with at least one working chamber (4, 33, 57, 79) is displaceable by compressed air, and with an energy store with adjusting means,
10 welche durch eine Steuereinrichtung gesteuert die Rauch¬ abzugsklappe öffnen bzw. offenhalten, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Energiespeicher eine Luft bzw. Druckluft als kompressibles Druckmittel speichernde Speicherkammer10 which, controlled by a control device, open or keep the smoke flap open, so that an air or compressed air as a compressible pressure medium storage chamber is used as the energy store
15 vorgesehen ist, die mit einer Kompressionsfläche (7, 18) des Kolbens (2, 16, 30, 48) auf dessen der Arbeitsfläche (6, 31) abgewandten Seite in druckmittelleitender Ver¬ bindung steht, und daß die Steuereinrichtung ein mit der Arbeitskammer (4, 33, 57, 79) in druckleitender Verbin¬15 is provided, which is connected to a compression surface (7, 18) of the piston (2, 16, 30, 48) on its side facing away from the working surface (6, 31) in a pressure-medium-conducting connection, and that the control device connects to the working chamber (4, 33, 57, 79) in a pressure-conducting connection
20 dung stehendes Entlüftungsventil betätigt.20 The venting valve is actuated.
2. Druckluftzylinder nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Speicherkammer vollständig durch einen im wesent¬ lichen abgeschlossenen Zylinderraum (5) gebildet ist, der2. Compressed air cylinder according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the storage chamber is completely formed by a substantially closed cylinder space (5), the
25 in dem Zylinder (1, 29, 45) von der Arbeitskammer (4, 33) durch den Kolben (2, 16, 32, 48) abgeteilt ist.25 in the cylinder (1, 29, 45) from the working chamber (4, 33) by the piston (2, 16, 32, 48) is divided.
3. Druckluftzylinder nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,3. Air cylinder according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
30 daß die Speicherkammer allenfalls zum Teil durch den Zylinderraum (25) gebildet ist, der in dem Zylinder (24, 72) von der Arbeitskammer (4) durch den Kolben (16, 48) abgeteilt ist, und daß mit diesem Zylinderraum (25) eine Teilspeicherkammer über einen Strömungsweg (Bohrung 27)30 that the storage chamber is at most partially formed by the cylinder space (25) which is divided in the cylinder (24, 72) from the working chamber (4) by the piston (16, 48), and that with this cylinder space (25) a partial storage chamber via a flow path (bore 27)
35. in Verbindung steht. 35. communicates.
.. Druckluftzylinder nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Teilspeicherkammer eine Ringkammer (26) um den .. compressed air cylinder according to claim 3, characterized in that as a partial storage chamber, an annular chamber (26) around the
Zylinder (24) angeordnet ist.Cylinder (24) is arranged.
i. Druckluftzylinder nach einem der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Anschlag (8, 22, 64) vorgesehen ist, der die Verschiebbarkeit des Kolbens in den Zylinderraum (5, 25, 68) begrenzt, der von der Arbeitskammer abgeteilt ist.i. Compressed air cylinder according to one of claims 1 - 4, so that a stop (8, 22, 64) is provided which limits the displaceability of the piston into the cylinder space (5, 25, 68) which is divided off from the working chamber.
Druckluftzylinder nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Anschlag (8, 22, 64) an dem von der ArbeitskammerCompressed air cylinder according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the stop (8, 22, 64) on that of the working chamber
(4) abgeteilten Zylinderraum (5, 25, 68) angeordnet ist.(4) divided cylinder space (5, 25, 68) is arranged.
Druckluftzylinder nach einem der Ansprüche 1 - 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Arbeitskammer (4, 57) und der von ihm abgeteilte Zylinderräum (5, 25, 68) über einen Strömungsweg in Ver¬ bindung stehen, in dem ein mechanisch selbsttätig gesteu¬ erter Differenzdruckbegrenzer angeordnet ist.Compressed air cylinder according to one of claims 1-6, characterized in that the working chamber (4, 57) and the cylinder space (5, 25, 68) divided by it are connected via a flow path in which a mechanically automatically controlled differential pressure limiter is arranged.
Druckluftzylinder nach den Ansprüchen 6 und 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in dem Kolben (16, 48) ein durch den Anschlag in dem Zylinderraum betätigbarer erster Ventilschieber (17, 51) sowie ein Rückschlagventil (20) als Differenzdruckbegren¬ zer dergestalt angeordnet sind, daß ein Strömungsweg in dem Kolben (16, 48) zwischen dem Zylinderraum und der Arbeitskammer geöffnet wird, wenn der Ventilschieber an den Anschlag anstößt und ein Differenzdruck zwischen der Arbeitskammer und dem Zylinderraum einen an dem Rück¬ schlagventil voreingestellten Wert erreicht.Compressed air cylinder according to claims 6 and 7, characterized in that in the piston (16, 48) a first valve slide (17, 51) which can be actuated by the stop in the cylinder space and a check valve (20) are arranged as a differential pressure limiter such that a Flow path in the piston (16, 48) between the cylinder chamber and the working chamber is opened when the valve slide abuts the stop and a differential pressure between the working chamber and the cylinder chamber reaches a value preset on the check valve.
Druckluftzylinder nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Rückschlagventil als zweiter Ventilschieber (50) ausgebildet ist und daß der zweite Ventilschieber (50) sowie der erste Ventilschieber (51) mit einem von diesem abstehenden Stößel (63) koaxial hintereinander in einer gemeinsamen Bohrung (49) in dem Kolben (48) gelagert sind, in deren einem Ende ein Einsatz (55) eingesetzt iεt, und daß der erste Ventilschieber (51) und der zweite Ventilschieber (50) durch eine zwischen ihnen angeordnete Druckfeder nach außen gegen abdichtende Flächen (54) gedrückt werden.Compressed air cylinder according to claim 8, characterized in that the check valve is designed as a second valve slide (50) and that the second valve slide (50) and the first valve slide (51) with a plunger (63) projecting therefrom coaxially one behind the other in a common bore (49) in the piston (48) are mounted, in one end of which an insert (55) is inserted, and that the first valve slide (51) and the second valve slide (50) are pressed outwards against sealing surfaces (54) by a compression spring arranged between them.
10. Druckluftzylinder nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste Ventilschieber (51) und der zweite Ventil¬ schieber (50) als Gummiformteile mit auf ihrer äußeren Stirnseite ringförmig ausgeformten Dichtungswulst (52, 53) gebildet εind.10. Compressed air cylinder according to claim 9, so that the first valve spool (51) and the second valve spool (50) are formed as molded rubber parts with ring-shaped sealing beads (52, 53) on their outer end face.
11. Druckluftzylinder, der insbesondere mit einer Rauchab- zugsklappe dergestalt in Verbindung steht, daß bei deren Öffnen über einen konstruktiv vorgegebenen Öffnungswinkel der Kolben des Druckluftzylinders durch die Rauchabzugs- klappe in Richtung auf die Arbeitskammer bewegt wird, nach einem der Ansprüche 1 - 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Druckmittelnachfülleinrichtung als Druckmittel- nachsaugeinrichtung in Form eines Überdruckventils (10) vorzugsweise in einem Zylinderboden (9) oder einer Zylin¬ derwand ausgebildet ist, über welches der von der Ar¬ beitskammer (4) abgeteilte Zylinderraum (5) mit der Au¬ ßenatmosphäre in Verbindung steht.11. Compressed air cylinder, which is in particular connected to a smoke flap in such a way that when it is opened, the piston of the compressed air cylinder is moved in the direction of the working chamber through the smoke flap over a structurally predetermined opening angle, according to one of claims 1 - 7, characterized in that the pressure medium refilling device is designed as a pressure medium suction device in the form of a pressure relief valve (10), preferably in a cylinder base (9) or a cylinder wall, via which the cylinder chamber (5), which is separated from the working chamber (4), with the Au ¬ external atmosphere is related.
12. Druckluftzylinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der von der Arbeitskammer (4) abgeteilte Zylinderraum (5, 25, 68, 78) über ein vorzugsweise in einem Zylinder¬ boden (9, 65, 75) oder einer Zylinderwand angeordnetes Überdruckbegrenzungsventil (12, 66) mit der Außenatmo¬ sphäre in Verbindung steht .12. Compressed air cylinder according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder chamber (5, 25, 68, 78) divided off from the working chamber (4) via a preferably arranged in a cylinder bottom (9, 65, 75) or a cylinder wall Overpressure limiting valve (12, 66) is connected to the outside atmosphere.
13. Druckluftzylinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Kolbenstange (32, 64, 80) mit mindestens einer Endlagenverriegelung (35) in der durch den Druck in der Speicherkammer bei entlüfteter Arbeitskammer (33, 57, 79) herausgefahrenen Stellung verriegelbar ist.13. Compressed air cylinder according to one of the preceding claims, characterized in that a piston rod (32, 64, 80) with at least one end position lock (35) can be locked in the position moved out by the pressure in the storage chamber when the working chamber (33, 57, 79) is vented .
14. Druckluftzylinder nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine beidseitige Endlagenverriege¬ lung der Kolbenstange.14. Compressed air cylinder according to claim 13, characterized by a bilateral end position locking of the piston rod.
15. Druckluftzylinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Speicherkammer mit Luft vorgefüllt ist. 15. Compressed air cylinder according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the storage chamber is pre-filled with air.
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