[0001] Die Erfindung betrifft eine Brandschutzklappe mit einem Gehäuse für eine darin auf
einer Schwenkachse schwenkbar gelagerte Absperrklappe, wobei das Gehäuse einen mit
einem sich bei Wärmeeinwirkung ausdehnenden Material versehenen Teilbereich aufweist,
wobei der Teilbereich längs des Umfangs der in geschlossenem Zustand befindlichen
Absperrklappe vorgesehen ist und vorzugsweise beidseitig begrenzt, insbesondere als
Nut ausgebildet, ist und wobei in dem Gehäuse und in dem Material zumindest eine Durchführung
für die Schwenkachse vorgesehen ist und die Breite des Materials vorzugsweise zumindest
in etwa der Dicke der Absperrklappe entspricht und wobei im geschlossenen Zustand
der Absperrklappe zwischen dem Außenrand der Absperrklappe und der Innenfläche des
Materials, das sich noch nicht durch Wärmeeinwirkung ausgedehnt hat, ein umlaufender
Bewegungsspalt vorgesehen ist. Das bei Wärmeeinwirkung ausdehnende Material bildet
damit ein ringförmig umlaufendes Band, das in dem auf der Innenseite des Gehäuses
angeordneten Teilbereich vorgesehen ist.
[0002] Derartige Brandschutzklappen sind aus der Praxis in verschiedenen Ausführungen bekannt.
Üblicherweise ist die Absperrklappe dabei auf einer Welle bzw. Schwenkachse montiert,
die in zwei Lagerbuchsen, die in gegenüberliegenden Bereichen des Gehäuses angeordnet
sind, schwenkbar gelagert ist. Andere Lagerungen sind selbstverständlich möglich.
[0003] Das sich unter Wärme ausdehnende intumeszierende Material ist innenseitig an dem
Gehäuse im Wirkbereich mit der Absperrklappe in der Schließstellung angeordnet. Im
Brandfall dehnt sich das Material aus, so dass der fertigungs- und konstruktionsbedingt
vorhandene und umlaufende Bewegungsspalt, der zwischen dem Außenrand der Absperrklappe
und dem Gehäuse vorgesehen ist, abgedichtet wird. Hierdurch ist gewährleistet, dass
ein eventueller Brand und/oder dabei entstehende Rauchgase nicht in bisher von dem
Brandfall noch nicht betroffene Bereiche einer klimatechnischen Anlage strömen kann
(können). Als problematisch erweist sich bei derartigen Absperrklappen die Abdichtung
im Bereich der Schwenkachse gegenüber dem Gehäuse, da hier aufgrund der für die Schwenkachse
erforderlichen Durchführung weniger Material vorgesehen ist und aufgrund dessen in
diesen Bereichen die Dämmwirkung vermindert sein kann. Dies wirkt sich insbesondere
bei Brandschutzklappen mit Schwenkachsen großer Durchmesser aus.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, die Schutzfunktion der Brandschutzklappe zu verbessern.
[0005] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Absperrklappe im Bereich der Schwenkachse
seitlich sich über den Kreisumfang radial erstreckende, von der jeweiligen Schwenkachse
durchfasste und sich in den Spalt hineinerstreckende vorstehende Bereiche aufweist,
so dass im Bereich der Schwenkachse der Bewegungsspalt zwischen der Absperrklappe
und dem Material, das sich noch nicht durch Wärmeeinwirkung ausgedehnt hat, deutlich
schmaler als in den anderen Bereichen ist. Durch den vorstehenden Bereich wird im
Bereich jeder Lagerstelle der durch die Schwenkachse verminderte Anteil an Material
kompensiert. Der vorstehende Bereich erstreckt sich dabei ringförmig um die Schwenkachse
herum. Als wärmeausdehnendes Material kann ein intumeszierendes Material vorgesehen
sein.
[0006] Dabei kann ein, insbesondere weich ansteigender, Übergangsbereich von der Umfangsfläche
der Absperrklappe zum vorstehenden Bereich vorgesehen sein. Die Stirnfläche des vorstehenden
Bereiches kann in einer etwa orthogonal zur Längserstreckung der Schwenkachse ausgerichteten
Ebene liegen. Der Übergangsbereich kann dabei in Richtung der Schwenkachse gesehen
schräg oder auch gekrümmt ansteigend verlaufen. Bei einer solchen Ausführungsform
ist somit keine Stufe von der Umfangsfläche der Absperrklappe zum vorstehenden Bereich
vorgesehen.
[0007] Zumindest ein vorstehender Bereich kann eine rotationssymmetrische Stirnfläche aufweisen.
Alternativ kann auch eine eckig ausgebildete Stirnfläche vorgesehen sein.
[0008] Dabei kann ein, insbesondere weich ansteigender, Übergangsbereich zur Stirnfläche
vorgesehen sein.
[0009] Zumindest eine Stirnfläche kann in einer etwa orthogonal zur Längserstreckung der
Schwenkachse ausgerichteten Ebene liegen. Auch eine in Richtung der Schwenkachse gesehen
gewölbte Ausbildung der Stirnfläche ist denkbar, wobei der Radius dieser Wölbung kleiner
aber auch größer als der Radius des Gehäuses sein kann.
[0010] Zumindest ein vorstehender Bereich kann einen rotationssymmetrischen Querschnitt
aufweisen. Selbstverständlich ist auch eine eckige Ausführungsform denkbar.
[0011] Die Stirnfläche zumindest eines rotationssymmetrisch ausgebildeten vorstehenden Bereiches
kann in zwei sich in etwa in gegenüberliegenden Bereichen des vorstehenden Bereiches
befindlichen Punkten mit dem noch nicht durch Wärmeeinwirkung ausgedehnten Material
in Kontakt, insbesondere lediglich leicht in Kontakt, sein. Es liegt auf der Hand,
dass die entsprechenden Punkte bezogen auf den vorstehenden Bereich abhängig von der
Ausrichtung der Absperrklappe sind.
[0012] Zumindest ein vorstehender Bereich der Absperrklappe kann einteilig mit der Absperrklappe
ausgebildet sein.
[0013] Bei einer erfindungsgemäßen Lösung ist der Quotient aus dem Volumen V
2 zu dem Volumen V
4 zumindest annährend dem Quotient aus dem Volumen V
1 zu dem Volumen V
5 entsprechend.
[0014] Im Folgenden werden in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung
erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Draufsicht auf eine in einem Gehäuse gelagerte Absperrklappe in der Schließstel-
lung,
- Fig. 2
- eine Detailansicht auf eine Lagerstelle der Absperrklappe einer alternativen Ausgestal-
tung,
- Fig. 3
- den Bereich einer Lagerstelle einer erfindungsgemäßen Absperrklappe ohne eine La-
gerbuchse in einem vergrößerten Maßstab und
- Fig. 4
- eine alternative Ausgestaltung des Gegenstan- des nach Fig. 2.
[0015] In allen Figuren werden für gleiche bzw. gleichartige Bauteile übereinstimmende Bezugszeichen
verwendet.
[0016] Die in den Figuren dargestellte Brandschutzklappe weist ein Gehäuse 1 mit einer darin
auf einer Schwenkachse 2 schwenkbar gelagerten Absperrklappe 3 auf. Für die Lagerung
sind in dem Gehäuse 1 zwei Durchführungen 4 mit jeweils einer Lagerbuchse 4a vorgesehen,
die von innen durch die betreffende Durchführung 4 nach außen geführt werden. Die
linke Lagerbuchse 4a ist endseitig geschlossen und die rechte Lagerbuchse 4a ist endseitig
offen ausgebildet. Jede Lagerbuchse 4a ist außenseitig durch einen Sicherungsring
5 gesichert.
[0017] Auf der Innenseite des Gehäuses 1 ist ein umlaufender Teilbereich vorgesehen, in
dem ein sich unter Wärmeeinwirkung ausdehnendes Material 6 vorgesehen ist, welches
sich im Brandfall ausdehnt und einen Spalt bzw. Bewegungsspalt 7 zwischen dem Außenrand
der Absperrklappe 3 und dem Gehäuse 1 verschließt.
[0018] Die Absperrklappe 3 hat mit Ausnahme im Bereich der Schwenkachse 2 einen runden Querschnitt.
Im Bereich der Schwenkachse 2 weist sie beidseitig jeweils einen seitlich sich über
den Kreisumfang, der in diesem Bereich als gestrichelte Linie 8 angedeutet ist, radial
erstreckenden, von der jeweiligen Schwenkachse 2 durchfassten und in den Spalt bzw.
Bewegungsspalt 7 hineinerstreckenden vorstehenden Bereich 9 auf.
[0019] Damit ist im Bereich der Schwenkachse 2 der Bewegungsspalt 7 zwischen der Absperrklappe
3 und dem Material 6, das sich noch nicht durch Wärmeeinwirkung ausgedehnt hat, deutlich
schmaler als in den anderen Bereichen.
[0020] Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein weich ansteigender
Übergangsbereich 10 von der Umfangsfläche 11 der Absperrklappe 3 zum vorstehenden
Bereich 9 vorgesehen. In Fig. 2 weist der vorstehende Bereich 9 mit einem eckigen
Querschnitt zusätzlich eine weitere rotations symmetrische Stirnfläche 12 auf, wobei
auch hier ein weich ansteigender Übergangsbereich 13 zur Stirnfläche 12 hin vorgesehen
ist. Die Stirnfläche 12 weist dabei eine etwa orthogonal zur Längserstreckung der
Schwenkachse 2 ausgerichtete Ebene auf.
[0021] In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem kein Übergangsbereich
vorgesehen ist. Vielmehr setzt sich der vorstehende Bereich 9 gegenüber der Umfangsfläche
11 durch eine Stufe ab. Der vorstehende Bereich 9 weist dabei einen rotationssymmetrischen
Querschnitt auf.
[0022] Bei einem solchen rotationssymmetrischen Querschnitt gemäß Fig. 4 ist der vorstehende
Bereich 9 üblicherweise in zwei Punkten A und B bzw. C und D, die sich in etwa in
gegenüberliegenden Bereichen des vorstehenden Bereichs 9 befinden, mit dem noch nicht
durch Wärmeeinwirkung ausgedehnten Material 6 in Kontakt. Befindet sich die Absperrklappe
3 in der Offenstellung, berührt der vorstehende Bereich 9 in den Punkten A und B das
Material 6. In der Schließstellung der Absperrklappe 3 ist das Material 6 im noch
nicht ausgedehnten Zustand in den Punkten C und D mit dem vorstehenden Bereich 9 in
Kontakt.
[0023] Figur 3 zeigt im vergrößerten Maßstab den Bereich einer Lagerstelle, wobei Volumen
V
1 bis V
6 eingezeichnet sind, die sich wie folgt zusammensetzen:
[0024] Das Volumen V
1 ist das Volumen zwischen dem sich bei Wärmeeinwirkung ausdehnenden Material 6 und
dem vorstehenden Bereich 9 der Absperrklappe 3.
[0025] Das Volumen V
2 ist das Volumen, zwischen dem bei Wärmeeinwirkung ausdehnenden Material 6 und der
Absperrklappe 3 außerhalb des vorstehenden Bereichs 9 der Absperrklappe 3.
[0026] Das Volumen V
3 ist das durch die Schwenkachse 2 eingenommene Volumen, das seitlich durch das sich
bei Wärmeeinwirkung ausdehnende Material 6 umgeben ist.
[0027] Das Volumen V
4 ist das vorhandene Aufschäumvolumen des sich bei Wärmeeinwirkung ausdehnenden Materials
6 außerhalb des vorstehenden Bereichs 9 der Absperrklappe 3.
[0028] Das Volumen V
5 ist das vorhandene Aufschäumvolumen des sich bei Wärmeeinwirkung ausdehnenden Materials
6 im vorstehenden Bereich 9 der Absperrklappe 3.
[0029] Die Volumen V
1 bis V
6 können anhand folgender Gleichungen näherungsweise wie folgt bestimmt werden:
Das Volumen V6 ist das durch die Schwenkachse 2 eingenommene Volumen, das seitlich durch das Volumen
1 begrenzt ist.
- s =
- Breite der Vergleichsfläche der Absperrklappe 3
- t =
- Dicke der Absperrklappe 3
- X1 =
- Spaltbreite des Bewegungsspaltes 7 zwischen dem bei Wärmeeinwirkung ausdehnenden Material
6 und dem vor- stehenden Bereich 9 der Absperrklappe 3
- X2 =
- Spaltbreite des Bewegungsspaltes 7 zwischen dem bei Wärmeeinwirkung ausdehnenden Material
6 und der Ab- sperrklappe außerhalb des vorstehenden Bereichs 9 der Absperrklappe
3
- d =
- Durchmesser der Schwenkachse 2
- y =
- Dicke des bei Wärmeeinwirkung ausdehnenden Materials 6
[0030] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist annähernd folgendes Verhältnis
gegeben:
[0031] In Fig. 3 ist die Lagerbuchse 4 der besseren Übersicht halber nicht dargestellt.
In der Praxis sind die Lagerbuchsen 4 so angeordnet, dass der Bund jeder Lagerbuchse
4, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, auf der Innenfläche des sich bei Wärmeeinwirkung
ausdehnenden Materials 6 aufliegt.
[0032] Im Brandfall reagiert das sich bei Wärmeeinwirkung ausdehnende Material 6 etwa bei
140 °C und damit später als die bereits bei etwa 100 °C aus Kunststoff bestehende
Lagerbuchse 4, so dass die Lagerbuchse 4 zum Zeitpunkt des Reagierens des ausdehnenden
Materials 6 bereits weggeschmolzen ist.
1. Brandschutzklappe mit einem Gehäuse (1) für eine darin auf einer Schwenkachse (2)
schwenkbar gelagerte Absperrklappe (3), wobei das Gehäuse (1) einen mit einem sich
bei Wärmeeinwirkung ausdehnenden Material (6) versehenen Teilbereich aufweist, wobei
der Teilbereich längs des Umfangs der in geschlossenem Zustand befindlichen Absperrklappe
(3) vorgesehen ist und vorzugsweise beidseitig begrenzt, insbesondere als Nut ausgebildet,
ist und wobei in dem Gehäuse (1) und in dem Material (6) zumindest eine Durchführung
(4) für die Schwenkachse (2) vorgesehen ist und die Breite des Materials (6) vorzugsweise
zumindest in etwa der Dicke der Absperrklappe (3) entspricht und wobei im geschlossenen
Zustand der Absperrklappe (3) zwischen dem Außenrand der Absperrklappe (3) und der
Innenfläche des Materials (6), das sich noch nicht durch Wärmeeinwirkung ausgedehnt
hat, ein umlaufender Bewegungsspalt (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrklappe (3) im Bereich der Schwenkachse (2) seitlich sich über den Kreisumfang
radial erstreckende, von der jeweiligen Schwenkachse (2) durchfasste und sich in den
Spalt (7) hineinerstreckende vorstehende Bereiche (9) aufweist, so dass im Bereich
der Schwenkachse (2) der Bewegungsspalt (7) zwischen der Absperrklappe (3) und dem
Material (6), das sich noch nicht durch Wärmeeinwirkung ausgedehnt hat, deutlich schmaler
als in den anderen Bereichen ist.
2. Brandschutzklappe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein, insbesondere weich ansteigender, Übergangsbereich (10) von der Umfangsfläche
(11) der Absperrklappe (3) zum vorstehenden Bereich (9) vorgesehen ist.
3. Brandschutzklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein vorstehender Bereich (9) eine rotationssymmetrische Stirnfläche (12)
aufweist.
4. Brandschutzklappe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein, insbesondere weich ansteigender, Übergangsbereich (13) zur Stirnfläche (12)
vorgesehen ist.
5. Brandschutzklappe nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Stirnfläche (12) in einer etwa orthogonal zur Längserstreckung der
Schwenkachse (2) ausgerichteten Ebene liegt.
6. Brandschutzklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein vorstehender Bereich (9) einen rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist.
7. Brandschutzklappe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (12) zumindest eines rotationssymmetrisch ausgebildeten vorstehenden
Bereiches (9) in zwei sich in etwa in gegenüberliegenden Bereichen des vorstehenden
Bereiches befindlichen Punkten (A und B bzw. C und D) mit dem noch nicht durch Wärmeeinwirkung
ausgedehnten Material (6) in Kontakt, insbesondere lediglich leicht in Kontakt, ist.
8. Brandschutzklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein vorstehender Bereich (9) der Absperrklappe (3) einteilig mit der Absperrklappe
(3) ausgebildet ist.
9. Brandschutzklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Quotient aus dem Volumen V2 zu dem Volumen V4 zumindest annährend dem Quotient aus dem Volumen V1 zu dem Volumen V5 entspricht.