DE60311823T2

DE60311823T2 - Wärmebetätigte patrone und feuerabsperrvorrichtung

Info

Publication number: DE60311823T2
Application number: DE60311823T
Authority: DE
Inventors: Richard Canterbury PERRIN
Original assignee: Kent Tooling and Components Ltd
Current assignee: Kent Tooling and Components Ltd
Priority date: 2002-08-19
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2023-08-20
Also published as: DK1534393T3; GB2422542A; GB2421686B; GB0607400D0; GB2392092B; GB0219297D0; GB2392092A; GB2421686A; PT1534393E; US7530891B2; ATE353696T1; EP1534393B1; WO2004016319A1; AU2003259335A1; US20060014486A1; US20090197521A1; EP1534393A1; US20090197522A1; DE60311823D1; GB2422542B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein wärmebetätigte Patronen für Brandschutzklappen für Luftführungskanäle, betrifft aber auch allgemeiner jeden beliebigen wärmebetätigten Mechanismus und jede beliebige Klappe für Luftführungskanäle.
WO 02/43810 und EP 0300992 offenbaren die Verwendung von Thermopatronen zum Schließen des Klappenelements einer Brandschutzklappe in einem Luftführungskanal. Probleme mit der Patrone können entstehen, wenn sie falsch eingebaut ist. Wenn sie beispielsweise zu fest eingeschraubt wird, kann das Lot (oder anderes durch Wärme erweichbares oder schmelzfähiges Material) brechen, es gibt dann aber keine Anzeige dafür, dass dies stattgefunden hat, so dass sich das Klappenelement bei einem Feuer nicht schließt.
US 4958687 beschreibt eine Brandschutzklappe mit einem Kanal, einem Klappteil, das um eine den Kanal überquerende Achse drehbar ist, einem Eingriffselement zum Offenhalten des Klappteils und einer Feder, die das Klappteil gewöhnlich zum Drehen in die Schließstellung drängt. Die Klappe umfasst ein Wärmeerkennungs- und Stellelement aus einer Formelementleichtmetallfeder, das, wenn es ausgelöst wird, das Eingriffselement bewegt, so dass sich die Klappe schließen kann.
Der Einbau eines Elements zum Tragen der Patrone und zum Anordnen der Sicherung des Klappenelements kann erhebliche Schwierigkeiten verursachen.
Die vorliegende Erfindung sieht eine wärmebetätigte Patrone gemäß Anspruch 1 vor. Die übrigen Ansprüche legen bevorzugte oder fakultative Merkmale der Erfindung dar.
In Anspruch 1 springt das bewegliche Element durch die Öffnung vor, wenn die Patrone ausgelöst wird. Dies hat den Vorteil, dass extern angezeigt wird, dass eine zu hohe Temperatur erreicht worden ist. Es besteht aber auch der Vorteil, dass, wenn die Patrone zu fest eingeschraubt wird und das Lot bricht, es von außen offensichtlich ist, dass der Mechanismus funktionsunfähig wäre. Effektiv sorgt die Erfindung für einen ausfallsicheren Betrieb. Außerdem besteht der Vorteil, dass der vorspringende Endabschnitt des beweglichen Elements zum Betätigen eines Mikroschalters angeordnet sein kann, welcher ein Warnsignal abgeben kann.
Vorzugsweise ist die Anordnung derart, dass, wenn die Patrone oder der Mechanismus gespannt ist, das bewegliche Element überhaupt oder im Wesentlichen nicht durch die Öffnung vorspringt, wobei das Ende des beweglichen Elements vorzugsweise mit der Öffnung bündig ist. Auf diese Weise gibt ein vorspringendes Ende ein deutliches Signal, dass die Patrone oder der Mechanismus nicht gespannt ist. Wenn das Ende des beweglichen Elements vorspringt, wenn die Patrone oder der Mechanismus gespannt ist, kann der Endabschnitt aber ein solches Profil haben oder so markiert sein, dass seine Hub offensichtlich ist.
Die Erfindung wird ferner mit Bezug auf die Begleitzeichnungen beispielhaft beschrieben; dabei zeigt:
1 einen teilweisen Längsschnitt durch einen Luftführungskanalabschnitt, der eine Brandschutzklappe bildet;
2 einen teilweisen Längsschnitt entlang der Ebene II-II in 1;
3 einen vergrößerten teilweisen Längsschnitt durch die in 2 gezeigte Wärmepatrone in der gespannten Konfiguration;
4 eine 3 entsprechende Darstellung, die aber die Patrone nach dem Auslösen zeigt;
5 das rechte Ende des U-förmigen Elements (wie in 2 zu sehen) im Schnitt entlang der Ebene V-V, die in 2 andeutet wird;
6 eine Ansicht des Endschenkels von 5, in der Richtung des Pfeils VI in 5 blickend, und
7 eine Schnittdarstellung des Endschenkels entlang der Linie VII-VII in 5.
1 und 2 zeigen einen Kanal 1 für z.B. eine Klimaanlage. Eine Klappe wird bereitgestellt, indem der Kanal 1 an 2 einwärts gestaucht wird, am gestauchten Teil 2 ein zylindrischer Rand 3 angenietet wird und ein Klappenelement oder Klappteil 4 auf einer Querachse 5 geschwenkt wird. In der geschlossenen Stellung, die in 1 mit durchgezogenen Linien gezeigt wird, liegt der Umfang des Klappteils 4 am Rand 3 an, effektiv zum Verschließen des Kanals. Die ganz geöffnete Stellung des Klappteils 4 wird in 2 mit gestrichelten Linien angedeutet. An den Seiten ist Klappteil 4 geeignetermaßen ausgespart, wie in WO 02/43810 allgemein illustriert wird. Zwei Schraubenfedern 6 spannen das Klappteil 4 in seine geschlossene Stellung vor.
Ein allgemein sektorartiges Halteelement oder Quadrant 7 wird von der Achse 5, die durch ein Loch im Quadranten 7 verläuft, in einem Schlitz im Klappteil 4 gehalten und befestigt, so dass der Quadrant 7 relativ zum Klappteil 4 fixiert ist. Der Quadrant 7 hat neben seinem Außenrand eine Reihe von Ausnehmungen oder Rastöffnungen 8.
Ein U-förmiges Lagerelement 9 ist folgendermaßen in Einbaulage montiert. Das U-förmige Lagerelement 9 hat im rechten Winkel zu ihm eine Schenkelprofilverlängerung 10, die an ihrem unteren Ende (siehe 5) einen Ausschnitt 11 hat, der auf der Achse 5 sitzt, und eine Bohrung 12, über die die Verlängerung 10 mittels eines Befestigungsmittels in der Form einer Niete 13 (siehe 2) am inneren Umfang des Kanals 1 an der Stauchung 2 befestigt ist. Der Ausschnitt 5 gewährleistet die richtige Ausrichtung der Schenkelverlängerung 10. Der Schenkel 14 des Lagerelements 9, der sich näher an der Wand des Kanals 1 befindet, ist wie in 2 gezeigt auf das Ende der Verlängerung 10 aufgestaucht, wodurch die Schenkelverlängerung 10 am Lagerelement 9 befestigt ist. Die Stauchung verläuft durch eine kreisförmige Bohrung in der Schenkelverlängerung 10 und ist mit einem Innengewinde versehen. Wie in 2 zu sehen ist, ist die Verlängerung 2 mit einem geeigneten Profil versehen. Das Teil neben der Achse 5 ist gekrümmt, um richtig mit dem Rand 3 zusammenzupassen (siehe 6), und es gibt einen kleinen Seitenflansch 10a zum Ineingriffnehmen des Rands des Schenkels 14 (siehe 7).
Der andere Schenkel 15 des Lagerelements 9 liegt auf der Innenseite des Quadranten 7. Außerhalb des Quadranten 7 ist ein gefederter L-Bügel 16 an der Basis 17 des Lagerelements 9 angenietet. In den Bügel 16 ist eine Prägewarze 18 eingepresst, die grob die gleiche Größe wie die Ausnehmungen im Quadranten 7 hat und die in der gespannten Stellung der Klappe in einer Ausnehmung 8 eingerastet ist.
Eine Patronenbaugruppe 21 ist durch ein Loch im Kanal 1 hindurchgeführt und in die mit Gewinde versehene Stauchung des Schenkels 14 geschraubt, wobei sie von einer Sicherungsmutter 22 in Sollage gehalten wird. Die Sicherungsmutter 22, obwohl nicht abgebildet, ist aufgeschraubt, bis die Wand des Kanals 1 fest an der Stauchung des Schenkels 14 anliegt, wobei sich die Wand verformt, um dies zuzulassen. Die Patronenbaugruppe 21 wird von einem Körperstück oder Patronenhalter 23 (siehe 3 und 4) gebildet, das eine zentrale Bohrung, die ein bewegliches Element in der Form einer Stange oder eines Stiftes 24 aufnimmt, und eine einen O-Ring 25 und eine Plastikhülse 26 aufnehmende Senkung aufweist. Der O-Ring 25 übt Reibung auf den Stift 24 aus und hält ihn in der Baugruppe 21 (als Alternative oder zusätzlich dazu können am Stift 24 durch Stauchen links vom O-Ring 25, wie in 2 gesehen, Ansätze angeformt werden). Das Ende des Stiftes 24 steht nicht bedeutend durch die äußere Öffnung im Halter 23 vor und das Ende des Stiftes 24 ist vorzugsweise mit der Endfläche des Halters 23 bündig. Die eigentliche Patrone in der Form eines zylindrischen Gehäuses 27 ist in die Hülse 26 eingepresst und wird von ihr gehalten. Am Ende des Gehäuses 27 befindet sich ein Rastkörper oder Klauenhalter 28, der ein(en) Stellelement oder Kopf in der Form einer kurzen Endkappe 29 (siehe 2) hat, das/der zwei längliche Rastelemente oder Klauen 30 trägt. Die Klauen haben einwärts gekehrte Enden, die in einer Ringnut 31 im Gehäuse 27 in Eingriff kommen. Die Klauen 30 haben nahe ihren Wurzeln kreisförmige Öffnungen 32, um sie weniger starr zu machen, und neben jeder Öffnung 32 ist ein durch Wärme erweichbares oder schmelzfähiges (leicht schmelzbares) Material in der Form von Lot 33 aufgetragen, so dass es sowohl an den Klauen 30 als auch an der Außenseite des Gehäuses 27 haftet. Da die auf die Enden der Klauen wirkende Kraft immer in eine radiale Richtung geht, bevor das Lot 33 schmilzt, steht das Lot 33 unter Spannung.
Um die Brandschutzklappe zu spannen, wird das Klappteil 4 mit einem Schlüssel geöffnet und in einer geeigneten Neigung gehalten. Die Patronenbaugruppe 21 wird dann eingeschraubt und das Klappteil 4 so positioniert, dass die Prägewarze 18 in einer Ausnehmung 8 in Eingriff kommt. Die Endkappe 29 sollte fest am Federbügel 16 in Anlage sein, der als Eingriffselement fungiert, das den Quadranten 7 gegen den Schenkel 15 presst, der dann als Gegenstück fungiert, wodurch der Quadrant 7 befestigt und das Klappteil 4 in einer offenen Stellung gehalten wird. Die Sicherungsmutter 22 wird angebracht.
Wenn die Temperatur stark ansteigt, schmilzt das Lot 33. Die Federn 6 sind stark genug, um die Prägewarze 18 aus der Ausnehmung 8 herausgleiten zu lassen, wobei der Klauenhalter 28 nach rechts, wie in 3 gezeigt, geschoben wird und die Enden der Klauen 30 (in einer radialen Richtung) aus der Nut 31 herausgeführt werden, so dass die Konfiguration wie in 4 gezeigt ist. Die Bewegung des Klauenhalters 28 verursacht, dass sich der Stift 24 nach rechts (wie in 4 gezeigt) bewegt und sein Ende nun aus dem Patronenhalter 23 vorsteht. Dies deutet an, dass die Patronenbaugruppe 21 nicht mehr festgesetzt ist. Falls erwünscht, kann ein Mikroschalter 34 so montiert werden, dass er zum Abgeben eines Signals vom Stift 24 betätigt wird.
In einer Variation der Anordnung, die nicht illustriert ist, gibt es keine Thermopatrone an sich. Der O-Ring 25 ist durch eine Scheibe ersetzt und die Stange 24 ist entsprechend gekürzt und das Gehäuse 27 ist so angeordnet, dass es direkt am Federbügel 16 anliegt. Die Stange 24 ist mit einem Hubmagnet verbunden, der, wenn bestromt, eine konstante Kraft auf die Stange 24 ausübt, die sie nach links in 3 drängt und das Klappteil 4 offen hält. Zum Nachstellen oder bei einem starken Temperaturanstieg wird der Hubmagnet entstromt, die Stange 24 bewegt sich nach rechts und das Klappteil kommt frei.
In einer weiteren nicht illustrierten Variation, in der die Thermopatrone nicht erwünscht ist, kann die gleiche Grundanordnung verwendet werden. Es wäre möglich, eine Blindpatrone mit äquivalenten Dimensionen zu verwenden, in der Praxis wird die Patrone aber weggelassen und ein längerer Stift 24 verwendet. Das linke Ende des Stiftes rastet in der Prägewarze 18 ein und auf das rechte Ende des Stiftes 24 kann z.B. ein Hubmagnet einwirken. In diesem Fall kann das rechte Ende des Stiftes 24, da es steht ständig vorsteht, eingeformte Stufen aufweisen oder z.B. mit roter Farbe markiert sein, um erkennen zu lassen, ob die Anordnung gespannt ist oder nicht. Wenn, wie in noch einer weiteren Variation, der Federbügel 16 weggelassen ist, kann der Stift 24 sowohl als das bewegte Element als auch das Eingriffselement wirken und in einer der Ausnehmungen 8 einrasten.
BEISPIEL
In einem bevorzugten Beispiel werden die folgenden Komponenten verwendet:

Federbügel 16 – nichtrostender Stahl von Federgüte;
U-Element 9 – weicher unlegierter Stahl, verzinkt;
Gehäuse 27 – Durchmesser 7 mm, Messing;
Klauenhalter 28 – Messing;
Patronenhalter 23 – weicher unlegierter Stahl, verzinkt;
O-Ring 25 – Neopren;
Plastikhülse 26 – PVC;
Lot – Schmelzpunkt vorzugsweise 72°C, aber je nach Installationsanforderungen bis 102°C;
Mittelbohrung in Patronenhalter 23 – Nenndurchmesser 4 mm;
Stift 24 – Nenndurchmesser 4 mm, nichtrostender Stahl;
Hub des Klauenhalters 28 – 2 mm;
Durchmesser des Patronenhalters 23 – 12,5 mm;
Stauchungstiefe 2 – 2,5 mm.

Sofern es vom Zusammenhang nicht deutlich anders erfordert wird, wird das Wort „umfassen" und dergleichen in der Beschreibung und in den Ansprüchen durchgehend in einem inklusiven im Gegensatz zu einem ausschließlichen oder vollständigen Sinn benutzt, d.h. im Sinn von „aufweisen, aber nicht darauf begrenzt".

Claims

Klappe für einen Luftführungskanal, die Folgendes umfasst: eine Luftführung (1); ein Klappenelement (4) in der Luftführung (1), das zwischen einer ersten, geschlossenen Stellung und einer zweiten, offenen Stellung bewegbar ist; Vorspannmittel (6), die das Klappenelement (4) in seine geschlossene Stellung vorspannen; und Haltemittel zum Festhalten des Klappenelements (4) in einer offenen Stellung; wobei die Haltemittel dadurch gekennzeichnet sind, dass sie Folgendes umfassen: ein Stellelement (29); ein Halteelement (7), das relativ zum Klappenelement (4) fixiert ist und durch die Funktion des Stellelements (29) befestigt werden kann, um das Klappenelement (4) in einer offenen Stellung zu halten, wobei diese Befestigung durch Bewegen des Stellelements (29) zum Lösen des Klappenelements (4) gelöst werden kann, so dass Letzteres von den Vorspannmitteln (6) in seine geschlossene Stellung bewegt wird; ein Körperstück (23), das an einer Öffnung in einer Umfangswand der Luftführung (1) fixiert ist, wobei das Körperstück (23) ein durchgehendes Loch aufweist, das von einem Äußeren zu einem Inneren des Körperstücks (23) verläuft; und ein bewegliches Element (24) in dem durchgehenden Loch, das so angeordnet ist, dass es sich bewegt, wenn sich das Stellelement (29) bewegt, wobei das bewegliche Element (24) so angeordnet ist, dass es aus einer Öffnung im Äußeren des Körperstücks (23) vorspringt oder weiter vorspringt, wenn das Stellelement (29) sich bewegt, um das Klappenelement (4) zu lösen.
Klappe nach Anspruch 1, bei der das Stellelement (29) ein temperaturempfindliches Element (33) zum Lösen des Halteelements (7) umfasst, um das Klappenelement (4) zu lösen, wenn das temperaturempfindliche Element (33) eine bestimmte Temperatur erreicht.
Klappe nach Anspruch 1 oder 2, bei der das bewegliche Element (24) eine axial bewegliche Stange ist.
Klappe nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der das Körperstück (23) ein mit einem Befestigungselement (23) montiertes zylindrisches Gehäuse (27) umfasst, wobei sich die Öffnung im Äußeren des Körperstücks (23) im Befestigungselement (23) befindet.
Klappe nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, bei der das Körperstück (23) verlängert ist, wobei das temperaturempfindliche Element (33) sich neben einem Ende des Körperstücks (23) befindet und die Öffnung im Äußeren des Körperstücks (23) sich neben dem anderen Ende des Körperstücks (23) befindet.
Klappe nach Anspruch 4 oder 5, bei der das Gehäuse (27) ein länglicher Zylinder ist und das Befestigungselement (23) zylindrisch ist mit einer Bohrung in einem Ende, die einen Endabschnitt des Zylinders (27) aufnimmt, wobei die Öffnung im Äußeren des Körperstücks (23) sich am anderen Ende befindet.
Klappe nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der das temperaturempfindliche Element (33) ein durch Wärme erweichbares oder schmelzfähiges Material (33) umfasst, das im harten Zustand die Bewegung des beweglichen Elements (24) verhindert und im weichen oder geschmolzenen Zustand die Bewegung des beweglichen Elements (24) zulässt.
Klappe nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei das Haltemittel ferner einen Kopf (28) umfasst, wobei das temperaturempfindliche Element (33) dergestalt ist, dass der Kopf (28) sich relativ zum Gehäuse (27) bewegen kann, wenn die bestimmte Temperatur erreicht wird, wobei das bewegliche Element (24) mit dem Kopf (28) in Berührung ist oder von ihm berührt werden kann, wenn der Kopf (28) sich bewegt, so dass die Bewegung des Kopfes (28) verursacht, dass sich das bewegliche Element (24) bewegt und durch die Öffnung vorspringt oder weiter vorspringt.
Klappe nach Anspruch 8 gemäß Anspruch 7, bei der das Gehäuse (27) eine Aussparung (31) hat, das bewegliche Element (24) sich im Gehäuse (27) befindet und der Kopf (28) eine in der Aussparung (31) einrastende Arretierung hat, so dass, wenn das durch Wärme erweichbare oder schmelzfähige Material (33) weich oder geschmolzen ist, eine Kraft auf den Kopf (28) in Richtung seiner Bewegung in Bezug auf das Gehäuse (27) die Arretierung in einer Richtung, die allgemein im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Kopfs (28) ist, kurvengesteuert aus der Aussparung (31) herausführen würde und den Kopf (28) lösen würde, wodurch das bewegliche Element (24) zum Bewegen veranlasst würde, wobei sich das durch Wärme erweichbare oder schmelzfähige Material (33) dann zwischen der Arretierung und dem Gehäuse (27) befindet und so ist, dass die Kraft eine Kraft auf das durch Wärme erweichbare oder schmelzfähige Material (33) allgemein im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Kopfes (28) ausübt.
Klappe nach Anspruch 9, bei der das durch Wärme erweichbare oder schmelzfähige Material (33) unter der Wirkung der Kraft auf den Kopf (28) auf Zug beansprucht ist.
Klappe nach Anspruch 8, 9 oder 10, bei der der Kopf ein Endstück (29) umfasst, das sich neben dem Ende des beweglichen Elements (24) befindet oder an ihm anliegt, wobei das Endstück (29) längliche Arretierungen hat, die sich außerhalb des Gehäuses (27) und parallel zum beweglichen Element (24) erstrecken.
Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Haltemittel ferner ein festes Gegenstück (15) auf der anderen Seite des Halteelements (7) zum beweglichen Element (24) umfasst, so dass das bewegliche Element (24) das Halteelement (7) gegen das Gegenstück (15) pressen kann.
Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Haltemittel ferner ein gefedertes Stück (16) umfasst, das an der Luftführung (1) fixiert ist und als Einrastelement wirkt, so dass das Stellelement (29) mit dem gefederten Stück (16) in Eingriff kommen kann, um das gefederte Stück (16) gegen das Halteelement (7) zu pressen.
Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Klappenelement (4) zur Bewegung zwischen seiner geschlossenen Stellung und einer offenen Stellung drehbar befestigt ist und das Halteelement (7) allgemein sektorförmig ist.
Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Halteelement (7) eine Anzahl von Aussparungen oder Ausnehmungen (8) für den direkten oder indirekten Eingriff des Stellelements (29) hat, um eine Anzahl verschiedener offener Stellungen des Klappenelements (4) mit diversen Öffnungsgraden bereitzustellen, wobei eine Kurvensteuerungsanordnung bereitgestellt ist, so dass die jeweilige Aussparung oder Ausnehmung (8) nicht mehr in Eingriff genommen wird und das Klappenelement sich in seine geschlossene Stellung bewegt, wenn das Stellelement (29) keinen Druck auf das Halteelement (7) ausübt.
Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der vorspringende Endabschnitt des beweglichen Elements (24) einen Mikroschalter (34) betätigt.
Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Körperstück (23) und das bewegliche Element (24) die Form einer entfernbaren Patrone (21) haben.
Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Halteelement (7) durch externes Wirken auf das bewegliche Element (24) gelöst werden kann.
Klappe nach Anspruch 18, bei der das bewegliche Element (24) von einem externen Vorspannmittel, das zum Lösen des Halteelements (7) gelöst werden kann, einwärts vorgespannt wird.
Klappe nach Anspruch 19, bei der das externe Vorspannmittel ein Hubmagnet ist.