DD242462A1 - Vorrichtung zum antrieb und zur steuerung von stellgliedern - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Antrieb und zur Steuerung von Stellgliedern, wie sie bei Brandschutzklappen angewendet wird. Ziel der Erfindung ist es, den Gebrauchswert des Erzeugnisses zu erhoehen und die Kosten zu senken. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung einen Klappenantrieb realisiert, der beim Oeffnen von Hand oder mittels sekundaerer Stellmotoren die Schliessenergie in eine Drehbiegefeder einbringt und in der geoeffneten Lage die Klappe sicher fixiert, der Schliessvorgang unabhaengig voneinander sowohl von Hand, als auch durch elektrische Fernsteuerung oder automatisch bei Ueberschreitung einer Grenztemperatur eingeleitet wird und nur die in der Drehbiegefeder gespeicherte Energie den Schliessvorgang bewirkt, wobei durch Verwendung eines offenen Zugmitteltriebes die Ankopplung rotierender Achsen von selbsthemmenden Stellmotoren ebenso einfach moeglich ist wie der von Kolben geradlinig wirkender Stellantriebe. Anwendungsgebiet ist die Lueftungs- und Klimatechnik. Fig. 2

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb und zur Steuerung von Stellgliedern, wie sie in der Lüftungs- und Klimatechnik, zur Betätigung und Steuerung von Brandschutzklappen sowie Rauchabzugsklappen angewendet wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Anforderungen an die Erhöhung der Sicherheit gegen den Ausbruch von Bränden und gegen das Eintreten von Brandschäden werden ständig größer.

Zur Vermeidung einer schnellen Ausbreitung von Bränden werden Gesellschaftsbauten und Produktionsgebäude in Brandabschnitte unterteilt, die durch ihre speziellen Umschließungsbauteile, wie Brandwände und Branddecken, den geforderten Effekt gewährleisten. Eine kritische Stelle in diesen Umschließungsbauteilen stellen Öffnungen dar; die zur Nutzung der Räume unerläßlich sind. Neben den Öffnungen zum Begehen sind Öffnungen zur Be- und Entlüftung solche kritischen Stellen der brandschutztechnischen Konstruktion. Es besteht deshalb die Forderung, die Öffnungen mit sicherheitstechnischen Türen oder Klappen zu versehen, die im Brandfall automatisch, das heißt in Abhängigkeit vorgegebener Kriterien, schließen und dadurch der Ausbreitung eines Brandes für eine vorgegebene Zeitspanne sicher widerstehen.

Bekannt sind Vorrichtungen, die überwiegend darin bestehen, daß in einem Gehäuse aus Stahlblech eine drehbar gelagerte Klappe angeordnet ist, die den Strömungsquerschnitt im Bedarfsfall verschließt. Die zum Schließen benötigte Energie wird einer vorgespannten Feder entnommen oder aus dem Schwerkraftmoment, der außerhalb des Schwerpunktes gelagerten Klappe, gewonnen. Die Fixierung der Klappe in Bereitschaftsstellung erfolgt durch eine Hemmung, wobei sowohl die definierte Lage „Geöffnet" und „Geschlossen" als auch dazwischenliegende Lagen einstellbar sind. Die Lage der Klappe wird angezeigt. Zur Durchführung von'Funktionskontrollen ist die Auslösung des Schließvorganges auch von Hand möglich. Zum erneuten Einstellen der Bereitschaftsstellung ist das Verdrehen der Klappe bei gleichzeitiger Einbringung der Rückstellenergie erforderlich. In den meisten Fällen erfolgt dies von Hand an der Einbaustelle der Brandschutzklappe.

Bekannt sind weiterhin Lösungen, die durch Fernbetätigung das Wiedererreichen der Bereitschaftsstellung ermöglichen, sofern nicht der Temperaturwächter ein Überschreiten der voreingestellten maximal zulässigen Temperatur wahrgenommen hat. Als Öffnungsantriebe werden elektromotorische und pneumatische bzw. hydraulische Stellantriebe angewendet, die entsprechend den örtlichen Bedingungen alternativ ausgewählt werden.

Der gemeinsame Nachteil dieser Lösungen besteht darin, daß ihre Realisierung einen relativ hohen Aufwand erfordert, und/oder daß auch bei einem nur kurzzeitigen Ausfall der Steuerspannung der Schließvorgang der Klappe eingeleitet wird, der die gesamte Lüftungs- und Klimaanlage außer Betrieb setzt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die bei geringstem Aufwand den Sicherheitsanforderungen eines Brandverschlusses von luftführenden Kanälen entspricht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem zu gestalten, das eine drehbar gelagerte Klappe in zwei definierte Endlagen bringt, aus denen durch auf die Klappe wirkende Kräfte keine Verstellung möglicht ist.

Dabei ist die Energie zum Bewegen der Klappe in die Endlage „Geschlossen" nur aus einem im Antriebssystem integrierten Energiespeicher zu entnehmen, der beim Bewegen der Klappe in die Endlage „Geöffnet" durch Handbetätigung oder sekundäre mechanische Stellglieder aufgeladen wird. Die Fixierung der Stellung „Geöffnet" hat durch eine mechanische Hemmung zu erfolgen, die auch von selbsthemmend gestalteten sekundären Stellgliedern realisiert wird. Ein im System integrierter Temperaturwächter hat bei Überschreitung des Grenzwertes die Stellglieder beziehungsweise Hemmung und den Energiespeicher zu entkoppeln, so daß unabhängig von externen Steuerbefehlen an die sekundären Stellglieder eine

Schließbewegung in die Endlage „Geschlossen" erfolgt, wobei eine Aufhebung der Hemmung durch externe Ansteuerung eines Elektromagneten und von Hand vor Ort möglich sein muß. Ebenso muß eine Fernsteuerung der Stellglieder den Schließvorgang ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zum Antrieb und zur Steuerung von Stellgliedern aus einem Kurbeltrieb besteht, der auf einer zur Klappenachse parallelen Achse drehbar gelagert ist und die Einzelteile Kurbelscheibe mit Kurbelzapfen und Drehbiegefeder als Energiespeicher enthält.

Für das Öffnen der Klappe mittels mechanischer sekundärer Stellglieder oder von Hand trägt die Kurbelscheibe ein Zahnringsegment.

Der Kurbelzapfengreift in eine Kurbelschwinge, die auf der Achse der Klappe befestigt ist. Der Abstand der Achsen beträgt vorzugsweise zweimal Kurbelradius. Eine Kupplung mit Betätigungsmöglichkeit durch einen Elektromagneten oder automatischen Temperaturwächter oder von Hand, bestehend aus Kupplungsgehäuse, Schmelzlot, Drucktorsionsfeder, Thermoschaltstange, Kupplungsscheibe mit Rückstellfeder und Arretierstift, Zahnritzel und Magnetspule, wenn Magnetauslösung gefordert, ist in einem festgelegten Abstand von der Kurbelscheibe mit ebenfalls dazu paralleler Achse so angeordnet, daß Zahnritzel und Zahnringsegment kämmen. Die Kupplungsscheibe ist tangential mit einem offenen Zugmitteltrieb, bestehend aus einem Stahlband oder Stahldraht verbunden, an dessen einem Ende die Achse eines Stellmotors oder der Hubkolben eines Hydraulik-oder Pneumatikzylinders befestigt ist. Kurbelscheibe und Kupplung sind auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordnet und mit einer Abdeckung versehen. Für die Informationsgewinnung zur Steuerung der Vorrichtung sind gegebenenfalls drei Endlagenschalter angebracht, die die Stellungen „Geöffnet", „Geschlossen" und „Entkuppelt" erfassen.

Die Vorrichtung wird nach Einbau des Stellgliedes in eine Brandwand oder Branddecke entsprechend der gewählten Ausführung und nach Anschluß an eine elektrische Stromversorgung, Steuerung, Hydraulik- oder Pneumatikanlage, oder auch ohne Anschluß an diese externen Einrichtungen, in Betrieb genommen.

In der Ausführung ohne mechanischen Öffnungsantrieb wird das Stellglied durch Betätigung des Handtellers über Zahnritzel und Kurbelscheibe in die Bereitschaftsstellung „Geöffnet" gebracht. In der Stellung „Geöffnet" erfolgt durch die Rückstellfeder der Kupplungsscheibe das Einkuppeln zum Zahnritzel. Der Arretierstift führt die Kupplungsscheibe in dem Kupplungsgehäuse derart, daß nur eine axiale Bewegung der Kupplungsscheibe möglich ist. Das Auskuppeln und damit das Einleiten des Schließvorganges des Stellgliedes wird durch Druck auf den Handteller, durch Erregen der Magnetspule oder durch Ansprechen des Temperaturwächters auf eine zu hohe Temperatur, Schmelzen des Lotes und Aufhebung der Halterung der Drucktorsionsfeder, ausgelöst.

In der Ausführung mit sekundären mechanischen Stellgliedern zur Öffnung der Klappe wird durch Steuerbefehl an die Stellglieder der Öffnungsvorgang der Klappe und damit das Erreichen der Bereitschaftsstellung eingeleitet. Die sekundären Stellglieder bewegen den offenen Zugmitteltrieb, wodurch das Abwickeln des flexiblen Zugmittels von der Kupplungsscheibe erfolgt, indem diese in Drehbewegung versetzt wird. Der Arretierstift ist in dieser Ausführung nicht montiert. Die Drehbewegung wird über das Zahnritzel und Zahnringsegment auf die Kurbelscheibe übertragen, die durch den Kurbelzapfen und die Kurbelschwinge der Klappe öffnet. Wird die Temperatur am Temperaturwächter den zulässigen Wert überschreiten, löst das Schmelzlot die Halterung der Drucktorsionsfeder, dieselbe entspannt sich und entkuppelt gleichzeitig das Zahnrifzel und die Kupplungsscheibe. Damit bringt die in der Drehbiegefeder gespeicherte Energie die Klappe in die Endlage „Geschlossen". Da die Radiale, der Mittelpunkt der Kurbelscheibe und Kurbelzapfen senkrecht auf der Führungsbahn der Kurbelschwinge stehen, kann von der Klappe aus keine Öffnungsbewegung eingeleitet werden. Mit dem Entkoppeln erfolgt die Betätigung des elektrischen Endschalters „Entkuppelt", womit eine elektrische Verriegelung des sekundären Stellantriebs bewirkt wird und ein fern betätigtes Öffnen ausgeschlossen ist. Soll die Funktion der Brandschutzklappe geprüft werden, ohne daß dieTemperatur überschritten ist, oder soll ein Schließvorgang durch Fernsteuerung eingeleitet werden, so ist der sekundäre Stellantrieb durch ein entsprechendes Fernsteuersignal in Schließbewegung zu versetzen. Diese Schließbewegung kann jedoch durch den flexiblen offenen Zugmitteltrieb nicht die Klappe in Schließbewegung bringen, was nur durch die in der Drehbiegefeder gespeicherte Energie bewirkt wird. Der sekundäre Stellantrieb hebt beim Schließvorgang nurdie Hemmung auf. Erfolgt die Signalisierung der Endlage „Geschlossen" durch den entsprechenden Endlagenschalter, ist der Nachweis der Funktion der automatischen Schließeinrichtung erbracht.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: Eine Vorderansicht der Vorrichtung.

Fig. 2: Eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Figur 1 im Schnitt.

In den Figuren 1 und 2 ist die Vorrichtung dargestellt, bei der auf der Montageplatte 21 ein Kurbeltrieb, bestehend aus einer Achse 1, der Kurbelscheibe 2 mit Kurbelzapfen 3, einem Zahnringsegment 23 und einer Drehbiegefeder 4 sowie eine Kupplung, bestehend aus Kupplungsgehäuse 8, Schmelzlot 9, Drucktorsionsfeder 10, Thermoschaltstange 11, Kupplungsscheibe 12, Rückstellfeder 13, Arretierstift 14, Zahnritzel 15, Handteller 16 und Magnetspule 17, angeordnet sind.

Der Kurbelzapfen 3 greift in die Kurbelschwinge 5, die auf der Klappenachse 6 befestigt ist und bewirkt bei Drehung der Kurbelscheibe 2 die geforderte Drehbewegung der Klappe 7. Der offene Zugmitteltrieb 18, nur bei Ausführung mit sekundärem Stellantrieb, ist auf der Kupplungsscheibe 12 befestigt und umschlingt diese. Sein anderes Ende ist entweder an der Achse 19 eines sekundären Stellmotors oder dem Kolben 20 eines hydraulischen oder pneumatischen Stellantriebs befestigt.

Die Vorrichtung wird in der Ausführung ohne sekundären Stellantrieb durch Drehung des Handtellers 16, der formschlüssig im Zahnritzel 15 axial bewegt werden kann, in Bereitschaftsstellung gebracht, indem die Klappe 7 geöffnet wird. In der Endlage „Geöffnet" wird die Kupplungsscheibe 12 durch die Rückstellfeder 13 in die Kupplungsklauen des Zahnritzels 15 einrasten und dieses über den Arretierstift 14 und dem Kupplungsgehäuse 8 in seiner Lage fixieren.

Beim Auslösen des Schließvorgangs von Hand über den Handteller 16 oder durch Erregen der Magnetspule 17 wird der Handteller 16 axial auf die Kupplungsscheibe 12 zu bewegt und schiebt diese aus den Klauen des Zahnritzels 15 hinaus. Damit ist

die Hemmung aufgehoben. Die Drehbiegefeder 4 versetzt die Kurbelscheibe 2 in Drehbewegung, wodurch die Klappe 7 geschlossen wird. In gleicher Weise wird der Schließvorgang beim Schmelzen des Schmelzlotes 9 eingeleitet, indem die Drucktorsionsfeder 10 die Thermoschaltstange 11 gegen die Kupplungsscheibe 12 bewegt und diese auskuppelt. In der Ausführung mit sekundärem Stellantrieb wird die Klappe 7 durch Einschalten des Stellantriebs in Bereitschaftsstellung gebracht. Bei Erreichen der Endlage „Geöffnet" schaltet der zugehörige Endlagenschalter 22 den Antrieb ab. Der selbsthemmende Antrieb arretiert die Klappe 7 an dieser Stellung.

Die Auslösung über das Schmelzlot 9 erfolgt wie vorstehend beschrieben. Es kann der Schließvorgang aber auch durch Betätigen des sekundären Stellantriebs für die Schließrichtung eingeleitet werden. Der offene Zugmitteltrieb 18 gibt die Hemmung über die Kupplungsscheibe 12 und dem Zahnritzel 15frei. Die Drehbiegefeder 4 versetzt die Klappe? in die Endlage „Geschlossen".

Claims (4)

1. Erfindungsansprüche:

   1. Vorrichtung zum Antrieb und zur Steuerung von Stellgliedern mit einem Schmelzlot, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Montageplatte (21) eine Kurbelscheibe (2) mit einem Zahnringsegment (23) und Kurbelzapfen (3) sowie eine Drehbiegefeder (4) so angeordnet sind, daß eine Klappe (7) über eine Kurbelschwinge (5) in ihren Endlagen beweglich ist und in diesen Stellungen die Radiale vom Drehpunkt der Kurbelscheibe (2) über den Mittelpunkt des Kurbelzapfens (3) annähernd senkrecht, innerhalb des Reibungswinkels, auf der Führungsbahn der Kurbelschwinge (5) steht und eine Kupplungsscheibe (12) über ein Zahnritzel (15) die Kurbelscheibe (2) form-und kraftsehlüssig verbindet.
2. 2. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (12) von einem Handteller (16), von dem Elektromagneten (17) und vom Schmelzlot (9) der Drucktorsionsfeder (10) undThermostange (11) unabhängig voneinander axial beweglich gestaltet ist. >
3. 3. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (12) von einer Rückstellfeder (13) gegen die Kupplungsebene des Zahnritzels (15) gedrückt wird.
4. 4. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (12) über einen offenen Zugmitteltrieb (18) mit den senkundären selbsthemmenden Stellantrieben, bestehend aus der Achse (19) und einem Kolben (20), verbunden ist.