DE68903519T2 - Mittels druckfluid aktivierbarer hubzylinder, insbesondere fuer lueftungsklappen. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen druckmittelbetätigbaren Hubzylinder zum Öffnen und Schließen von vorzugsweise Entlüftungseinrichtungen wie z.B. Entlüftungsklappen in einer Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Druckmittelbetätigbare Hubzylinder der vorgenannten Art werden z.B. zum Schließen und Öffnen von im Dach- und Wandbereich von Hallen und dgl. angeordneten Entlüftungsvorrichtungen, Entlüftungsklappen, Lichtelementen und dgl. benutzt. Bei einem bekannten druckmittelbetätigbaren Hubzylinder, wie er aus der EP-A-0 246 736 bekannt ist, ist die Hubstange in zwei Hubendstellungen jeweils mittels eines druckmittelbetätigbaren Sperrgliedes arretierbar. Der dazu erforderliche Bau- und Konstruktionsaufwand ist erheblich und verursacht eine Vielzahl von Einzelbauteilen. Die Verriegelung in den jeweiligen Endstellungen erfolgt bei diesem Zylinder auch während des Normalbetriebes zur Raumbelüftung, obgleich hier in aller Regel eine Verriegelung aus z.B. Sicherheitsgründen nicht notwendig ist.
• Lüftungsovorrichtungen dienen darüber hinaus auch als Brandschutzelemente, so daß druckmittelbetätigbare Hubzylinder der eingangs genannten Art vielfach auch mit einer Vorrichtung zur Zwangsdruckauslösung im Brandfall gekoppelt sind, welche ein z.B. bei Überschreiten einer kritischen Betriebstemperatur zerberstendes Glasfläschchen und eine entladbare Druckluftpatrone umfaßt, so daß die Entlüftungsklappen im Brandfall nach Entladung der Druckluftpatrone zwangsweise in die offene Stellung mittels des Hubzylinders überführt werden können. Hierbei ist es notwending, die Hubzylinder in ihrer Endstellung zu verriegeln, um die Zwangsentlüftung bei einer etwaigen Zerstörung der Druckmittelzufuhr aufrechtzuerhalten. Neben Entlüftungsvorichtungen haben jedoch auch in der Regel Brandmelder eine bedeutende und entscheidende Sicherungsaufgabe im Brandfall zu erfüllen. Bei Brandschutzentlüftungseinrichtungen, die mit Hubzylindern herkömmlicher Art betätigbar sind, kann es jedoch durch die sofortige Zwangsentlüftung im Brandfall dazu kommen, daß auf Rauch ansprechende Brandmelder kein Alarmsignal geben.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfach zu handhabenden und kostengünstigen druckmittelbetätigbaren Hubzylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sicher Entlüftungsklappen in ihre Offen- und Schließstellung überführbar sind, bei dem aber gleichfalls sichergestellt ist, daß im Katastrophenfall unter Berücksichtigung des Ansprechverhaltens z.B. eines Rauchmelders eine sicherungsoptimierte Steuerung der Klappen unter Beibehaltung einer Klappenverriegelungsmöglichkeit in ihrer Endstellung bewerkstelligt werden kann.
• Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich der druckmittelbetätigbare Hubzylinder der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale aus. Hinsichtlich wesentlicher weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Ansprüche 2 bis 13 verwiesen.
• Der druckmittelbetätigbare Hubzylinder nach der Erfindung ist ein kostengünstiges und einfach zu handhabendes Gerät, das mit nur einer geringen Anzahl von verschleißunanfälligen Bauteilen in der Lage ist, z.B. die Entlüftungsklappen sicher in ihre Offen- und Schließstellung zu bringen, wobei die Zwischenhublage als Hubstangenendhublage während des Normalbetriebes zur täglichen Belüftung bzw. Entlüftung von Räumen genutzt werden kann. Gleichfalls kann diese Zwischenhublage dazu genutzt werden, z.B. bei Auftreten eines Brandes, daß zunächst für einen gewissen Zeitraum oder aber auch durch eine entsprechende steuerungstechnische Verknüpfung bis zu einem Zeitpunkt, zu dem Brandmelder Alarmsignal gegeben haben, die Klappen nur z.B. zu einem oder zwei Dritteln aufzusteuern, und erst danach z.B. durch Entladung einer weiteren Druckmittelpatrone mit einem höheren Betriebsdruck die Hubstange in die Endstellung zu bringen und dort zu verriegeln.
• Aufwendig und insbesondere im Katastrophenfall außerordentlich anfällige gesonderte Druckluftanschlüsse zur Entriegelung des Sperrgliedes sind in vorteilhafter Weise nicht notwendig, wozu zweckmäßigerweise an der Hubstange ein Mittnehmer vorgesehen ist, mit dem durch die Enthubbewegung der Hubstange ein das Sperrglied in seiner Sperrstellung blockierendes Halteelement in eine das Sperrglied freigebende Betriebsstellung oder das Sperrglied in eine die Hubstangenarretierung ermöglichende Auslösestellung überführbar ist.
• Der Hubzylinder nach der Erfindung kann Gehäuseteile haben, die insgesamt einen oder aber auch bevorzugterweise zwei Arbeitsdruckräume von Arbeitskolben sowie innere Führungsräume umgrenzen. Innerhalb des Gehäuses ist dabei die Hubstange längsbeweglich geführt, und ihr vorderes Ende ist mit einem Gestänge oder dgl. von zu öffnenden bzw. zu schließenden Lüftungsklappen verbindbar. Zumindest ein Arbeitskolben kann zweckmäßigerweise an dem rückseitigen Ende der Hubstange befestigt sein, welches Ende eine Druckangriffsfläche hat, die über den vorzugsweise im hinteren Gehäuseteil ausgebildeten Druckmittelanschluß mit vorzugsweise Druckluft als Druckmittel beaufschlagbar ist, so daß die Hubstange pneumatisch bewegt werden kann. Sind zwei Arbeitskolben vorgesehen, ist bevorzugtermaßen der an dem rückwärtigen Ende der Hubstange vorgesehene Arbeitskolben derjenige, der für eine Entriegelung des Sperrgliedes und auch Verriegelung der Sperrstange Sorge trägt, wohingegen der diesem Arbeitskolben vorgeordnete weitere Arbeitskolben in der Zwischenhublage an dem Anschlag anliegt.
• An der der Druckangriffsfläche gegenüberliegenden Fläche eines Arbeitskolbens kann eine Druckfeder abgestützt sein, so daß der Arbeitskolben bzw. die Hubstange nach Entlastung mittels Federkraft in die Hubendstellung überführbar ist, in der die Lüftungsklappen geschlossen sein sollen. Zur Verriegelung der Hubstange kann ein Sperrgleid vorgesehen sein, das senkrecht zur Hubstangenlängsachse längsbeweglich ausgerichtet ist und lediglich manuell mittels z.B. eines Ringes in eine Entriegelungsstellung entgegen der Kraft einer Feder bewegbar ist. Zur Halterung des Sperrgliedes in dieser Entriegelungsstellung kann ein die Hubstange umgebendes, vorzugsweise scheibenförmiges Halteteil mit einem kragenförmigen Randansatz vorgesehen sein, das mit seinen vorderen Enden in eine am Sperrglied ausgebildete Randausnehmung zur Halterung des Sperrgliedes in seiner Sperrstellung eingreift. Die Hubstange ist dabei zweckmäßigerweise relativ beweglich zum Halteelement ausgebildet, welches rückseitig von einer Feder mit auf den Betriebsdruck im Katastrophenfall angepaßter Federkraft ausgebildet ist, so daß bei Vorliegen z.B. des Entladungsdruckes einer Druckluftpatrone mittels des Mitnehmers das Halteelement entgegen der Kraft der Feder bewegt wird und dabei durch diese Hubstangenbewegung in eine Lage überführt wird, in der die vorderen Enden nicht mehr in die Randausnehmung des Sperrgliedes eingreifen, so daß das Sperrglied entriegelt ist und hinter dem Mitnehmer einrasten kann. Dazu ist das Halteelement mit einem inneren Aufnahmeraum versehen, der im wesentlichen den Abmessungen des Mitnehmers angepaßt ist, so daß dieser in dem Aufnahmeraum angeordnet ist.
• Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Zeichnung und die nachfolgende Beschreibung verwiesen. In der Zeichnung zeigt in jeweils schematischer Ansicht:
• Fig. 1 in einem Längsmittelschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel des Hubzylinders nach der Erfindung mit einem Arbeitskolben, und
• Fig. 2 in einem Längsmittelschnitt ein Ausführungsbeispiel des Hubzylinders nach der Erfindung mit zwei Arbeitskolben.
• In der Zeichnung sind gleichwirkende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Der in der Zeichnung nach Fig. 1 allgemein mit 1 bezifferte Hubzylinder hat Gehäuseteile 2, 3, 4, die insgesamt einen Arbeitsdruckraum 5 sowie einen inneren Führungsraum 7 umgrenzen. Innerhalb des Gehäuses ist eine Hubstange 8 mit Längsmittelachse 9 längsbeweglich geführt, und ihr vorderes Ende ist mit einem Gestänge oder dgl. von zu öffnenden bzw. zu schließenden Lüftungsklappen verbindbar. An dem rückseitigen Ende der Hubstange 8 ist der Arbeitskolben 6 befestigt, der an seiner Druckangriffsfläche 10 übereinen im hinteren Gehäuseteil 4 ausgebildeten, in der Zeichnung im einzelnen nicht ersichtlichen Druckmittelanschluß mit vorzugsweise Druckluft als Druckmittel zu beaufschlagen ist, so daß die Hubstange 8 pneumatisch in eine Hubstellung überführbar ist, in der die Lüftungsklappen geöffnet sind. An der der Druckangriffsfläche 10 gegenüberliegenden Fläche 11 soll eine im einzelnen nicht dargestellte Druckfeder abgestützt sein, so daß der Arbeitskolben 6 bzw. die Hubstange 8 nach Entlastung des Arbeitsdruckraumes mittels Federkraft in die veranschaulichte Hubstellung überführbar sind, in der die Lüftungsklappen geschlossen sind.
• Zur Verriegelung der Hubstange 8 ist ein allgemein mit 13 beziffertes Sperrglied vorgesehen, das senkrecht zur Hubstangenlängsachse 9 längsbeweglich ausgerichtet ist und nach Arretierung der Hubstange 8 lediglich manuell mittels des Ringes 14 entriegelt werden kann. Das Sperrglied weist ein Stangenteil 15 auf, das über eine Feder 16 abgestützt ist. Am rückseitigen Endbereich der Hubstange 8 des veranschaulichten Ausführungsbeispiels sind ein Anlageteil 17 sowie ein Mitnehmer 19 vorgesehen, der seinerseits einen schräg nach außen zulaufenden kragenförmigen Blockierrandansatz 18 aufweist. Das Anlageteil 17 ist über eine Feder 22 an dem Mitnehmer 19 abgestützt. Bei normalem Betriebsdruck von z.B. 3 oder 6 bar kann sich die Hubstange über das vordere Ende des Anlageteils 17 an der den Anschlag bildenden Anlagefläche 21 des Gehäuseteils 2 in einer Zwischenhublage anlegen bzw. abstützen, ohne daß die Hubstange verriegelt ist. Durch die entsprechend geometrischen Abmessungen des Abstandes zwischen Anlagefläche 21 einerseits und Sperrglied andererseits des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 bzw. des Abstandes des Anlageteils 17 zum vorderen Ende des Mitnehmers 19 kann diese Zwischenhublage - in Relation zum Endhubweg - variiert werden. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beträgt der Endhubweg nur wenige Millimeter, kann aber gleichfalls derart ausgebildet sein, daß die Lüftungsklappen z.B. zum sicheren Ansprechen eines Brandmelders im Brandfall nur zu einem oder z.B. zwei Dritteln aufgefahren werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist in der Zwischenhublage mittels des Blockierrandansatzes der Sperrstift 15 des Sperrgliedes entgegen der Kraft der Feder ein wenig nach unten bewegt. Die Feder 22 ist dabei derart ausgelegt, daß die Hubstange bei diesem Betriebsdruck noch keine weitere Bewegung relativ zu dem Anlageteil 17 durchmachen kann. Diese Relativbewegung und damit das Zusammendrücken der Feder 22 ist erst dann möglich, wenn der vorgegebene Betriebsdruck vorherrscht, wie er z.B. beim Entladen der Druckluftpatrone im Katastrophenfall auf den Arbeitskolben 6 wirkt, so daß die Hubstange ihre Endhubbewegung druchmachen kann und ihre Hubendstellung einnimmt. Im Verlaufe dieser Endhubbewegung bewegt sich der Blockierrandansatz 18 des Mitnehmers 19 über die Sperre hinweg, so daß die Sperre bzw. der Sperrstift 15 unter Einfluß der Kraft der Feder 16 hinter dem Blockierrandansatz 18 verrasten kann.
• In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 umgrenzen die Gehäuseteile 2, 3.1, 3.2, 3.3 sowie 4 insgesamt zwei Arbeitsdruckräume 5.1 und 5.2. bzw. Führungsräume 7.1, 7.2, in denen jeweils ein vorderer Arbeitskolben 6.1 bzw. ein hinterer Arbeitskolben 6.2 druckmittelbeaufschlagbar längsbeweglich geführt ist. Die Arbeitsdruckräume 5.1 und 5.2. sind an eine gemeinsame, allgemein mit 23 bezifferte Druckmittelzufuhr angeschlossen. Von der Druckmittelzufuhr 23 ist der Arbeitsdruckraum 5.2 über seinen Druckmittelanschluß 24 mit Druckmittel beaufschlagbar und der Arbeitsdruckraum 5.1 kann über die Verbindungsleitungen 25, 26, 27 mit Druckmittel versorgt werden. Der Druckmittelanschluß 24 des Arbeitsdruckraumes 5.2 ist mit einem Rückschlagventil 28 versehen. Weiterhin hat dieser Arbeitsdruckraum 5.2 noch eine ebenfalls von einem Rückschlagventil 29 beherrschte Anschlußverbindungsleitung 30, so daß bei freigegebenem Druckmittelanschluß 24 der Arbeitsdruckraum 5.1 über die Anschlußleitung 30 und die Verbindungsleitungen 26 und 27 mit dem Arbeitsdruckraum 5.2 verbunden werden kann.
• Die Druckmittelzufuhr 23 kann in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel an eine Druckmittelversorgung und an z.B. zwei Druckmittelpatronen angeschlossen sein, in denen ein Druckmittel mit unterschiedlichem Druckniveau jeweils bevorratet ist. Zur täglichen Normalsteuerung der Lüftungsklappen mit z.B. einem Betriebsdruck von 3 bar erfolgt die Steuerung dann alleinig über den Arbeitsdruckraum 5.1 und den Arbeitskolben 6.1, da die Rückschlagventile derart ausgelegt sind, daß sie nur auf einen höheren Betriebsdruck von z.B. 10 bar ansprechen. Bei dem Normalbetriebsdruck wird die Hubendstellung durch die Zwischenhublage gebildet, in der - wie in der Zeichnung veranschaulicht - der Arbeitskolben 6.1 an dem z.B. federnd oder als Teleskopglied mit einem den Betriebsdrücken angepaßtem Ansprechverhalten ausgelegten Anschlagelement 21 anliegt.
• Im Brandfall kann z.B. eine erste Druckmittelpatrone über Auslöseelemente, z.B. über zerberstende Glaskolben und dgl. freigebbare Anstecheinheiten, entladen werden. Der Entladungsdruck dieser ersten Patrone ist dabei so gewählt, daß der Arbeitskolben 6.1 in die veranschaulichte Stellung und damit die Hubstange in die Zwischenhublage überführt wird, in der die Klappen nur zum Teil, z.B. in definierter Drittelstellung, geöffnet sind, um sicherzustellen, daß Rauchmelder Signal geben können. Nach z.B. einer bestimmten Zeit, z.B. durch steuerungstechnische Verknüpfung einer Auslöseeinrichtung einer zweiten Druckmittelpatrone mit dem Signalgeber eines Rauchmelders, wird dann ein Druckmedium unter z.B. 10 bar freigegeben, so daß über das Rückschlagventil 28 dad Druckmedium in den Arbeitsdruckraum 5.2 und über die Anschlußleitungen 30, 26, 27 auch in den Arbeitsdruckraum 5.1 gelangen kann, so daß unter Zusammendrückung des Anschlagelements 21 und gegebenenfalls der Feder 22 die Hubstange 8 in ihre Endhubstellung überführt werden kann, wobei in analoger Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mittels des Sperrgliedes 13 die Hubstange automatisch verriegelt wird.

Claims (13)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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