[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Klappe zum Schutz von Einrichtungen, die von
einem gas- oder dampfförmigen Medium, insbesondere Luft, durchströmt werden, gegen
Druckwellen, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 .
[0002] Die Komponenten in Lüftungs- und/oder Klimaanlagen, wie insbesondere die Schwebstoff-Filter,
aber auch die Wärmetauscher, Drosselklappen und die Komponentengehäuse und Kanäle
selbst, müssen gegen Zerstörung durch auftretende Druckwellen und/oder überhöhte Luftgeschwindigkeiten
geschützt werden. Dabei stellt ein besonderes Problem die Ansprechgeschwindigkeit
der Klappe dar; diese muß geschlossen haben, ohne daß es zu Zerstörungen der zu schützenden
Komponenten kommen kann. Besondere Bedeutung haben Druckwellen-Schutzklappen für Kernkraftwerke
in deren Zu- und Abluftsystemen. Die Zuluft darf nur gefiltert in das Containment
einströmen und darf dieses als Abluft ebenfalls nur gefiltert verlassen. Ein Abluftreinigungs-
und Filtersystem ist z.B. in der DE-PS 26 25 275 beschrieben; es weist eine Mehrzahl
von Schwebstoff-Filtern 10, denen Aktivkohlefilter 6, 13 vor- bzw. nachgeschaltet
sind, und es weist weitere den Nachschalt-Aktivkohlefiltern in Richtung auf den Abluftkamin
18 nachgeschaltete Nachfilter 15 auf.
[0003] Durch die GB-PS 569 013 ist eine Druckwellen-Schutzklappe der eingangs genannten
Art bekannt mit einem in einem Lüftungskanal zu montierenden Rahmen, an welchem die
Lamellen, ausgeführt als Pendelklappen mit V-förmigem Querschnitt und der Schwenkachse
im Scheitelpunkt, um mehrere zueinander parallele Achsen unabhängig voneinander schwenkbar
gelagert sind, die beim Überschreiten einer bestimmten Luftgeschwindigkeit und/oder
bei überhöhtem Luftdruck im Schließsinne beaufschlagt werden und dadurch den Kanalquerschnitt
selbsttätig so lange absperren, bis Luftgeschwindigkeit und/oder Luftdruck wieder
auf den Normalwert abgefallen sind.
[0004] Ebenfalls einen V-förmigen Querschnitt weisen die pendelklappenartigen Lamellen nach
dem DE-GM 7 133 893 auf, welches ein Lüftungsfenster für Gehäuse von freistehenden
Transformatorstationen betrifft. Um ein Austreten von heißen oder gar brennenden Gasen
im Kurzschlußfalle durch das Lüftungsfenster nach außen zu vermeiden, sind die pendelklappenartigen
Lamellen mittels Lagerzapfen ihrer Schmalseiten an Lagerbohrungen des Rahmens derart
drehbar gelagert, daß sie durch den inneren Überdruck in eine Schließstellung verschwenkt
werden, bei der sie einander überlappen. Zur Vermeidung von Schwingen oder Klappern
der freipendelnd aufgehängten Lamellen, bedingt durch die äußeren Einwirkungen, beispielsweise
Erschütterungen oder auch wechselnden Luftdruck, können die freien Kanten dieser pendelklappenartigen
Lamellen durch eine nachgiebige Kraft, und zwar Federn, rückstellend federbelastet
sein. Als Federn dienen dabei streifenförmige Ansätze aus elastischem Kunststoff an
die Lagerzapfen aufweisenden stirnseitigen Platten.
[0005] Nachteilig bei diesen beiden bekannten Ausführungsformen von Druckwellen-Schutzklappen
ist vor allem, daß die einzelnen Lamellen eine verwickelte Profilierung und infolgedessen
eine beträchtlichte Baubreite sowie ein relativ hohes Gewicht aufweisen. Beim Auftreten
von Druckwellen und überhöhten Luftgeschwindigkeiten ist die Reaktion der Lamellen
deshalb verhältnismäßig träge. Diese bekannten Druckwellen-Schutzklappen sind daher
nicht brauchbar, wenn es darauf ankommt, empfindliche Komponenten in Lüftungs- und
Klimaanlagen, wie beispielsweise Schwebstoff-Filter, spontan gegen mechanische Zerstörung
durch auftretende Druckwellen und überhöhte Luftgeschwindigkeit zu schützen. Solche
Bedingungen liegen insbesondere - wie oben bereits ausgeführt - in Kernkraftwerken
vor, deren Sicherheitsbehälter über Kanalsysteme be- und entlüftet wird, und zwar
dann liegen solche Bedindungen vor, wenn sich ein Defekt im Drucksystem des Sicherheitsbehälters
einstellt. Konventionelle Überdruck-Schutzklappen sind verhältnismäßig träge; sie
schließen im allgemeinen erst beim Aufbau eines Überdruckes von 1,3 bar, welcher ausreicht,
die empfindlichen Schwebstoff-Filter zu zerstören. Sogenannte Stoßventile sprechen
schneller an, sie haben im allgemeinen eine Schließzeit in der Größenordnung von 100
ms, jedoch sind sie anfällig gegen Verschmutzungen, wodurch die Schließzeit wieder
größer wird.
[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt die allgemeine Aufgabe zugrunde, eine Druckwellen-Schutzklappe
gemäß Gattungsbegriff zu schaffen, mit welcher ein Schutz der schutzbedürftigen Anlagen-Komponenten
gegen Druckwellen und vor zu hoher Luftgeschwindigkeit mit einer schnelleren Ansprechgeschwindigkeit
bzw. in kürzerer Ansprechzeit als bei den bekannten Druckwellen-Schutzklappen ermöglicht
ist. Insbesondere liegt die Aufgabe vor, eine Druckwellen-Schutzklappe gemäß Gattungsbegriff
so auszubilden, daß
- Schließzeiten (d.h. Zeitdifferenz zwischen Auftreffen des Druckstoßes auf die Lamellen
bis zu deren Schliessen) erreichbar sind, welche unterhalb 20 ms liegen und vorzugsweise
sogar gleich oder kleiner als 10 ms sind;
- das sichere Ansprechen der Klappe bis hinunter zu Druckanstiegsgeschwindigkeiten
von 0,1 bar/sec gewährleistet ist;
- im Rahmen einer noch spezielleren Aufgabe ein Ansprechen der Klappe bei Druckanstiegsgeschwindigkeiten
im Bereich von 0,01 bar/sec (entsprechend 103 Pa/sec) gewährleistet ist;
- im Rahmen einer weiteren spezielleren Aufgabenstellung das sogenannte Flattern der
Klappe bzw. ihrer Lamellen vermieden ist, und zwar im Bereich kleiner als auch großer
Druckänderungsgeschwindigkeiten;
- die Druckwellen-Schutzklappe nicht nur einen Schutz gegen Druckwellen der gleichen
Richtung wie die normale Strömungsrichtung bietet, sondern auch als Rückschlagklappe
zur Verhinderung einer Strömungsumkehr dienen kann, indem sie eine entgegen der normalen
Strömung gerichtete Rückströmung absperrt; und
- im Rahmen eines weiteren speziellen Aufgabenmerkmals ein sicherer Schutz der Schwebstoff-Filter
in Filteranlagen von Kernkraftwerken gegen Druckwellen und vor zu hoher Luftgeschwindigkeit
gewährleistet ist.
[0007] Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe mit einer Druckwellen-Schutzklappe gemäß
Gattungsbegriff in der Hauptsache durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst und im Detail sowie in weiterer Ausgestaltung gelöst durch die in
den Unteransprüchen 2 bis 38 angegebenen Merkmale.
[0008] Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß die
einzelnen Lamellen aus verhältsnismäßig dünnem und schmalem Material, somit also mit
geringem Gewicht, gefertigt werden können. Sie sprechen daher sehr leicht und schnell
auf Druckwellen und erhöhte Luftgeschwindigkeiten an und ergeben aufgrund der besonderen
Stützkonstruktion des nachgeordneten Stützgitters in ihrer Schließlage einen stabilen
Abschluß des Kanalquerschnitts vor dem zu schützenden Systembereich. Eine bevorzugte
Gitterkonstruktion ist in Anspruch 5 angegeben mit einander kreuzenden, horizontal
und vertikal verlaufenden Gitterstäben zweier Gitterstabgruppen. Dabei sind die einzelnen
Lamellen vorzugsweise um horizontale Achsen schwenkbar; sie stützen sich in ihrer
Schließstellung insbesondere überlappend an einer Nachbarlamelle mit einem Überlappungsbereich
von z.B. 3 mm ab und stützen sich zusammen mit der Nachbarlamelle, welche sie überlappen,
an dem zugehörigen horizontalen Gitterstab ab. Auf ihrer Länge sind die Lamellen aber
zugleich abgestützt bzw. abstützbar durch die vertikalen Gitterstäbe, so daß auch
Leichtbau-Lamellen großen Druckdifferenzen standhalten können. Die Erfindung umfaßt
auch andere Gitterkonfigurationen, welche durch den Anspruch 1 oder die Unteransprüche
2 bis 4 erfaßt und im Rahmen der Figurenbeschreibung weiter unten noch kurz erläutert
werden; das rechtwinklige Kreuzstabgitter ist indessen die bevorzugte Ausführungsform.
[0009] Zur Erzeugung der Rückstellkräfte für die Lamellen haben sich Blattfedern in einer
Anordnung als besonders vorteilhaft erwiesen, wie sie im Anspruch 13 angegeben ist.
Blattfedern lassen sich mit einer sehr geringen Masse herstellen; ihre Masse ist im
Vergleich zu derjenigen der Lamellen vernachlässigbar klein, so daß durch die an den
Lamellen angreifenden Blattfedern die Ansprech-oder Schließzeit der erfindungsgemäßen
Klappe nicht merklich vergrößert wird. Eine günstige Blattfederanzahl ist mindestens
zwei pro Lamelle, wobei eine einzelne Blattfeder eine Breite (Ausdehnung in Lamellen-Längsrichtung)
aufweist, welche etwa 1/3 bis ein Ganzes der Teilung bzw. des Abstandes der vertikalen
Kreuzgitterstäbe ausmacht. Das Rückstellmoment der Blattfedern muß groß genug sein,
das auf die Lamellen im Schließsinne wirkende Moment der Druckkräfte der normalen
Gasströmung überzukompensieren. Bei einer Schließzeit von etwa 10 ms und einem Druckanstieg
von 0,1 bar/sec Überdruck würde folglich die Klappe bei einem Druck von 0,015 bar
entsprechend 1,5 x 10
3 Pa geschlossen haben, wenn man dabei unterstellt, daß die Kräfte der Rückstellfedern
bei einem Überdruck von 500 Pa gerade kompensiert werden. Dies ist indessen nur ein
Beispiel; das Rückstellmoment der Blattfedern kann abhängig von der Einsatzart der
Klappe auch noch kleiner gewählt werden, ebenso wie es vergrößerbar ist.
[0010] Im folgenden wird anhand der Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt sind, diese noch näher erläutert. Darin zeigt in teils vereinfachter schematischer
Darstellung:
Fig. 1 eine Ansicht auf die Druckwellen-Schutzklappe in teilweise weggeschnittener
Darstellung von der Seite des Lamellenfeldes (Druckstoß-Seite) her;
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die Druckwellen- Schutzklappe nach Fig. 1;
Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch die Druckwellen- Schutzklappe nach Fig. 1;
Fig. 4 den in Fig. 2 mit IV gekennzeichneten Ausschnitt in stark vergrößertem Maßstab,
wobei Fig. 1 bis Fig. 4 das erste Ausführungsbeispiel darstellt;
Fig. 5 bis 9 ein zweites Ausführungsbeispiel der Druckwellen-Schutzklappe mit einer
Lamellen-Funktionsprüfeinrichtung und einer abwandelten Schwenklagerung der Lamellen,
und zwar:
Fig. 5 einem im Querschnitt rechteckigen Kanalabschnitt mit eingebauter Druckwellen-Schutzklappe
in Aufsicht;
Fig. 6 die Seitenansicht von rechts (Frontansicht) auf die Anordnung nach Fig. 5;
Fig. 7 die Seitenansicht von links (Rückansicht) auf die Anordnung nach Fig. 5, wobei
die Darstellung in Fig. 5 und 7 zum Teil weggebrochen ist;
Fig. 8 eine Draufsicht, teilweise weggebrochen, auf die Anordnung nach Fig. 5;
Fig. 9 die Einzelheit IX aus Fig. 5, aus welcher Details der Lamellen-Lagerung und
-Rückstellung erkennbar sind;
Fig.10 die Einzelheit X aus Fig. 8, aus der Details der Schutzklappen-Rahmen- und
-Stützgitter-Konstruktion zu entnehmen sind;
Fig.11 ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Lamellen-Lagerung und -Rückkstellung,
schematisch;
Fig.12 ein viertes Ausführungsbeispiel für eine Lamellen-Lagerung und -Rückstellung,
gleichfalls schematisch;
Fig.13 ein fünftes Ausführungsbeispiel für eine Lamellen-Lagerung und -Rückstellung
mit Lamellen aus einem zäh-elastischem Kunststoff, ebenfalls schematisch;
Fig.14 eine zusätzliche Dämpfungseinrichtung, welche den beiden Seitenflanken eines
Lamellenfeldes zugeordnet werden kann, in einem vereinfachten Horizontalschnitt. Diese
Konstruktion gehört als Zusatzeinrichtung zum zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig.
5 bis 10;
Fig.15 eine weitere Zusatzeinrichtung in Form einer Bremseinrichtung, welche für das
erste und zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 bzw. nach Fig. 5 bis 10 Verwendung
finden kann und ebenso wie die Einrichtung nach Fig. 14 dazu geeignet ist, ein Flattern
der Schutzklappe bzw. ihrer Lamellen beim Absperren größerer Druckstöße zu verhindern.
Fig. 15 stellt eine Aufsicht wie Fig. 2 und 5, jedoch stärker schematisiert, dar;
Fig. 16 bis 18 verschiedene Abwandlungen bzw. andere Konfigurationen des Gitterfeldes
in stark vereinfachter Darstellung, und zwar
Fig. 16 ein Stützgitter, bestehend aus horizontalen Gitterstäben;
Fig. 17 ein Stützgitter, bestehend aus zwei Gitterstabgruppen unterschiedlicher Stabrichtung,
welche sich unter Bildung rhombenförmiger Gitterfelder unter einem stumpfen bzw. spitzen
Winkel kreuzen, und
Fig 18 ein Stützgitter, bestehend aus in konzentrisch zueinander angeordneten Rechtecken
bzw. Quadraten befindlichen Umlaufstäben (erste Gitterstabgruppe) und dazu radial
verlaufenden Verbindungsstäben (zweite Stabgruppe). Bei allen Stützgittern bzw. Stützgitterfeldern
verlaufen die Gitterstäbe hochkant in bezug auf die Druckstoßrichtung, um den Strömungswiderstand
des Stützgitterfeldes möglichst klein zu halten.
[0011] Fig. 1 bis 4 zeigen eine Druckwellen-Schutzklappe 1 (nachfolgend abgekürzt als Schutzklappe
bezeichnet) für den Einbau in oder den Anbau an Kanäle von Lüftungs-und/oder Klimaanlagen.
Sie weist, vergleiche insbesondere Fig. 1, einen Rahmen 2 auf, der aus zwei spiegelbildlich
zueinander angeordneten, aufrechten Holmen 3 und zwei ebenfalls spiegelbildich zueinander
vorgesehenen waagrechten Holmen 4 zusammengesetzt ist. Sämtliche Holme 3 und 4 sind
vorzugsweise durch Abkanten aus Blech gefertigt, wobei die Holme 3 einen im wesentlichen
C-förmigen Querschnitt (Fig. 3) und die Holme 4 einen im wesentlichen Z-förmigen Querschnitt
(Fig. 2) haben.
[0012] In den von den dichter beieinanderliegenden Schenkeln 4.1 der waagrechten Holme 4
begrenzten Bereich des Rahmens 2 ist ein Stützgitter 5 eingebaut, das aus vertikalen
Gitterstäben 7 und 8 sowie horizontalen Gitterstäben 9 zusammengesetzt ist. Sämtliche
Gitterstäbe 7, 8 und 9 bestehen aus verhältnismäßig dünnem Blech, beispielsweise in
der Stärke zwischen 1 und 3 mm Dicke. Durch die Breite b der horizontalen Gitterstäbe
9 ist die Stützgittertiefe definiert, sie entspricht dabei der Tiefe des von den dichter
beieinanderliegenden Schenkeln der horizontalen Holme 4 bestimmten Rahmenabschnitts
10. Sie ist um ein Mehrfaches, beispielsweise um das Sechsfache größer als die jeweilige
Breite 11 der vertikalen Gitterstäbe 7 bzw. 8. Der Teilungsabstand 12 zwischen benachbarten,
horizontalen Gitterstäben 9 ist im Ausführungsbeispiel gleich dem Teilungsabstand
13 zwischen benachbarten, vertikalen Gitterstäben 7 gewählt, während der Teilungsabstand
14 zwischen benachbarten, vertikalen Gitterstäben 8 (rückseitige Gitterebene eO-eO)
das Dreifache der Teilungsabstände 12 bzw. 13 beträgt.
[0013] Die äußere Längskante der vertikalen Gitterstäbe 7 und die eine Längskante der horizontalen
Gitterstäbe 9 liegen auf bzw. in einer gemeinsamen Ebene e-e, welche wiederum bündig
mit den Z-Stegen 4.0 der horizontalen Holme 4 des Rahmens 2 angeordnet ist, vergleiche
Fig.2.
[0014] Die äußere Längskante der vertikalen Gitterstäbe 8 und die andere Längskante der
horizontalen Gitterstäbe 9 sind ebenfalls in einer gemeinsamen strömungsqueren Ebene
e0-e0 angeordnet, die bündig zu einer Rahmen-Endkante liegt, vergleiche Fig. 2, 3.
[0015] Unmittelbar vor der mit den Stegen 4.0 der horizontalen Holme 4 zusammenfallenden
Ebene e-e des Stützgitters 5 sind in den vertikalen Holmen 3 des Rahmens 2 eine Vielzahl
von Lamellen 15 schwenkbar gelagert. Jede einzelne Lamelle 15 wird dabei von einem
ebenen oder in Querrichtung leicht gebogenen (gewölbten) Blechstreifen gebildet, dessen
Breite etwa um die Materialdicke eines horizontalen Gitterstabes 9 größer bemessen
ist als der Teilungsabstand 12 zwischen zwei horizontalen Gitterstäben 9, so daß in
Schließstellung eine Überlappung bzw. Überdeckung mit dem benachbarten horizontalen
Gitterstab und dem unteren Ende der Nachbarlamelle gewährleistet ist. Sämtliche Lamellen
15 sind dabei um zueinander parallele, horizontale Achsen schwenkbar, und zwar jeweils
um ihre untere Längskante 16 kippbar, zwischen den vertikalen Holmen 3 des Rahmens
2 gelagert. Zu diesem Zweck können die die Lamellen bildenden Blechstreifen an ihren
Enden jeweils mit einer angeformten Nase 17 oder einem angesetzten Zapfen versehen
sein, welche in kreisrunde Löcher 18 hineinragen, die sich in den vertikalen Holmen
3 des Rahmens 2 in Höhe der horizontalen Gitterstäbe 9 des Stützgitters 5 befinden.
Die Materialdicke der die Lamellen 15 bildenden Blechstreifen wird dabei vorzugsweise
zwischen 0,5 bis 1,0 mm gewählt.
[0016] Mit Abstand 19 vor der den Lamellen 15 zugeordneten Ebene e-e des Stützgitters 5
sind zwischen die weiter voneinander entfernt liegenden Schenkel der horizontalen
Holme 4 mehrere, im Beispiel 2, vertikale Anschlagstege 20 eingesetzt, welche Anschlagflächen
20.1 für die in Kipplage befindlichen Lamellen 15 aufweisen. Der Abstand 19 der Anschlagstege
20 von der besagten Ebene ist dabei vorzugsweise so gewählt, daß die gekippten Lamellen
15 gegenüber der Vertikalen einen Winkel 04von 30 bis 40° einnehmen (Fig. 4).
[0017] An der Oberseite jeder Lamelle 15 greifen in der Nähe ihrer freien Längskante mehrere
Blattfedern 21 an, und zwar so, daß sie in der Ebene der Anschlagstege 20 wirksam
sind. Sie sind, wie bei 21.1 angedeutet, im Bereich der freien Längskante der Lamellen
mit diesen durch Nieten oder Anpunkten verbunden. Mit ihrem anderen Ende liegen diese
Blattfedern 21 frei auf der Oberseite des der jeweiligen Kippachse 16, 17 benachbarten,
horizontalen Gitterstabes 9 auf, vergleiche insbesondere Fig. 2, Fig. 4. Jede Blattfeder
21 kann aus Federstahlband gefertigt sein, das vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,2
mm hat. Die Breite des Federstahlbandes wird hingegen je nach der gewünschten Federkraft
unterschiedlich gewählt. Bewährt haben sich dabei Breiten zwischen 20 und 30 mm.
[0018] Sämtliche Bauteile der Schutzklappe 1 werden zweckmäßigerweise aus nicht rostendem
Werkstoff, z.B. Leichtmetall, Edelstahl oder auch Titanlegierungen, gefertigt. Diese
Materialempfehlung gilt für die Lamellen 15 und auch das Stützgitter einschließlich
seiner Rahmenkonstruktion.
[0019] Normalerweise sind sämtliche Lamellen 15 der Schutzklappe 1 durch die Blattfedern
21 in ihrer gekippten Öffnungslage gehalten, wie das aus Fig. 2 und durch die voll
ausgezogenen Linien der Fig. 4 hervorgeht. Die Luft strömt dabei in Richtung des Pfeiles
22 durch die Schutzklappe 1. Bei Luftgeschwindigkeiten bis zu einer Grenzgeschwindigkeit,
die durch die Federstärke der Blattfedern 21 festgelegt ist, verbleiben die Lamellen
15 unter der Kraft der Blattfedern 21 in ihrer gekippten Lage und damit die Schutzklappe
1 offen.
[0020] Treten Luftgeschwindigkeiten über der Grenzgeschwindigkeit auf, dann werden die Lamellen
15 gegen die Kraft der Blattfedern 21 in die gestrichelt dargestellte Stellung nach
Fig. 4 auf ihre Sitze gedrückt und damit die Schutzklappe 1 geschlossen. Bei Druckwellen
in der Größenordnung von 1,25 bar konnten Schließzeiten der Schutzklappe für diesen
Vorgang von weniger als 6 ms erzielt werden. In der Schließlage der Lamellen 15 nimmt
das Stützgitter 5 die auf diese wirkenden Druckkräfte auf, wobei die verhältnismäßig
geringen Abstände zwischen den einzelnen Gitterstäben 7 und 9 dazu beitragen, daß
die Lamellen 15 trotz ihrer geringen Dicke und ihres geringen Gewichtes der lokalen
Druckbelastung widerstehen.
[0021] Als wichtig und vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß die verhältnismäßig breiten,
d.h. eine große Stützgittertiefe aufweisenden, horizontalen Gitterroststäbe 9 Stoßdiffusoren
bilden, die den Strömungswiderstand der Schutzklappe 1 beträchtlich herabsetzen. Zur
Bildung von Stoßdiffusoren haben die horizontalen Gitterstäbe 9 in Strömungsrichtung
22 eine Ausdehnung b (vgl. Fig. 3), die ein Mehrfaches der Breite a (siehe Fig. 4)
des engsten Strömungsquerschnittes zwischen einander benachbarten Lamellen 15 beträgt,
wobei dieser engste Strömungsquerschnitt dem kleinsten Abstand einander benachbarter
Lamellen 15 in ihrer Offenstellung entspricht. Die Stützgitter-Tiefe b der horizontalen
Gitterstäbe 9 muß also mindestens gleich, vorzugsweise jedoch größer, und zwar um
ein Mehrfaches größer sein als die Stützgitter-Tiefe der vertikalen Gitterstäbe 7,
8 ist.
[0022] Wie es Fig. 2 und 3 erkennen lassen, erfolgt der Eingriff der Gitterstäbe zweckmäßigerweise
wechselseitig mittels Schlitzen und Stegen, zum Aufbau eines stabilen Stützgitterfeldes.
So sind z.B. die horizontalen Gitterstäbe 9 mit Schlitzen 9.1 (Frontseite) und 9.2
(Rückseite) versehen, in welche die vertikalen Gitterstäbe 7 bzw. 8 eingefügt sind.
Bevorzugt kann die Anordnung so getroffen werden, daß die Tiefe der Schlitze 9.1 und
9.2 lediglich die Hälfte der Stabbreite der vertikalen Gitterstäbe 7 bzw. 8 beträgt
und letztere auf ihrer halben Breite ebenfalls mit einer Schlitzung versehen sind,
so daß nach dem sogenannten Eierkistenprinzip ein wechselseitiger, formschlüssiger
Eingriff zwischen Schlitzen der einen Stabgruppe und Stegen der anderen Stabgruppe
erfolgt. Aus Gründen einer möglichst wenig verlustbehafteten Strömung und zur Erzielung
eines großen Widerstandsmomentes zum Abfangen der auf die Lamellen wirkenden Druckkräfte
sind die Gitterstäbe in Strömungsrichtung 22 gesehen hochkant angeordnet.
[0023] Der Teilungsabstand 12 des Stützgitters 5 ist, wie erwähnt auf die Streifenbreite
der Lamellen abgestimmt; bei kleineren Schutzklappen bzw. Stützgittern würde ein nur
aus z.B. horizontalen bzw. lediglich in einer Richtung verlaufenden Gitterstäben bestehendes
Stützgitter zur Abstützung der Lamellen, jeweils im Bereich ihrer beiden Längskanten
ausreichen. Für die relativ leicht und biegsam gebauten Lamellen ist es jedoch im
Falle der gängigen Schutzklappen mit Stützgitterseitenlängen in der Größenordnung
von 500 mm oder mehr jedoch notwendig, das Stützgitter nicht nur mit Gitterstäben
der einen Richtung, sondern auch mit diese erste Gitterstabgruppe kreuzenden zweiten
Gitterstäben auszurüsten, wodurch eine Vielzahl zusätzlicher Abstützstellen, verteilt
über die Länge der Lamellen, gewonnen wird.
[0024] Wenn man von dem Kreuzgitterfeld des ersten Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 bis
4 ausgeht, so ist es in diesem Zusammenhang vorteilhaft, wenn der Teilungsabstand
13 der vertikalen Gitterstäbe 7 voneinander mit zunehmender Druckbelastung der Lamellen
15 kleiner werdend gewählt wird. Im dargestellten Beispiel ist er insbesondere in
etwa gleich dem Teilungsabstand 12 zwischen den horizontalen Gitterstäben 9, so daß
man von einem Quadrat-Stützgitter sprechen kann. Würde sich bei grösserer Druckbelastung
der Teilungsabstand 13 demgegenüber noch weiter verringern, so ergäbe sich ein Rechteck-Stützgitter
mit entsprechend über die Lamellenlänge verteilten, durch die Vertikalstäbe 7 gebildeten
Stützstellen vergrößerter Anzahl.
[0025] Es ist zweckmäßig, daß zur Erzielung einer möglichst spaltfreien Oberfläche des aus
ineinander verzahnten Gitterstäben aufgebauten Stützgitters 5 dieses nach dem Zusammenfügen
mit einer Beschichtung versehen wird (nicht im einzelnen dargestellt). Diese Beschichtung
kann z.B. durch Aufspritzen oder Tauchen aufgebracht werden, sie kann aus einem geeigneten
Kunststoff oder einem Überzugmetall, z.B. Zink, oder einem Lack bestehen.
[0026] Für die gewählte, besonders vorteilhafte Lamellen-Rückstellung mittels Blattfedern
ist charakteristisch (siehe insbesondere Fig. 4), daß die Lamellen 15 in ihrer Offenstellung
mit ihrer freien Längskante 150 vom Stützgitter 5 weggeneigt an einem Anschlag 20
bzw. der Anschlagfläche 20.1 der Rahmenkonstruktion anliegen und daß zur Erzeugung
eines Rückstellmomentes um die Lamellenschwenkachse 16, 17 in Richtung der Offenstellung
auf der Stützgitterseite der Lamellen in der Nähe ihrer freien Längskante 150 an einem
ersten Kraftangriffspunkt 21.1 jeweils das eine Ende der unter Vorspannung stehenden
Blattfeder 21 angreift, die mit ihrem anderen Ende an einem zweiten Kraftangriffspunkt
21.2 eines benachbarten Gitterstabes 9 abgestützt ist. Von diesen beiden Kraftangriffspunkten
21.1 und 21.2 ist der eine als Federbefestigung und der andere als Federgleitsitz
ausgeführt. Die dargestellte Ausführung ist besonders günstig, bei der die Blattfeder
21 jeweils mit ihrem einen Ende bei 21.1 an der Lamelle befestigt ist und mit ihrem
anderen Ende auf der zugewandten flächigen Seite des benachbarten, lamellen-achsparallel
verlaufenden horizontalen Gitterstabes 9 gleitend geführt ist, d.h. Kraftangriffspunkt
21.1 ist die Befestigungsstelle, Kraftangriffspunkt 21.2 der Federgleitsitz. Bei dieser
Ausführung tritt beim Schließvorgang eine relativ geringe Biegebeanspruchung der Feder
auf, was lebensdauerverlängernd wirkt, und im Falle von Aluminium-Lamellen 15 ist
ein Schieben oder Gleiten des Federstahles auf der Lamelle vermieden.
[0027] Die Schutzklappen-Konstruktion nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der Figuren 5
bis 10 entspricht im grundsätzlichen Aufbau derjenigen nach dem ersten Ausführungsbeispiel
(Fig. 1 bis 4), wobei jedoch die nachfolgend erläuternden Detail-Modifikationen vorliegen:
Die Schutzklappe A1 ist in einen Kanalabschnitt 23 eingebaut, welcher in Strömungsrichtung
22 gesehen ein Mehrfaches der Tiefe der Schutzklappe A1 aufweist. Er ist an seinen
beiden Enden mit Endflanschen 23.1 und 23.2 versehen, mit denen er an Kanäle oder
Komponenten der Lüftungs- bzw. Klimaanlagen anflanschbar ist. Die zum ersten Ausführungsbeispiel
gleichartigen Teile in Figuren 5 bis 10 sind mit den gleichen arabischen Ziffern,
jedoch unter Voranstellung des Großbuchstabens A, gekennzeichent. Man erkennt, daß
das als Ganzes mit A5 bezeichnete Stützgitter (Fig. 7) zwischen seinen beiden Ebenen
e-e (Zuströmseite) und e0-e0 (Abströmseite) etwas kürzer bzw. weniger tief gebaut
ist als das Stützgitter nach dem ersten Ausführungsbeispiel, so daß nur die eine Sorte
von vertikalen Gitterstäben A7 benutzt wird.
[0028] Eine wesentliche Modifikation ist aus Figuren 5 und 9 erkennbar: Die Lamellen A15
sind im Bereich ihrer schwenkachsnahen Längsseiten A15u zumindest in einer Mehrzahl
von über ihre Länge verteilten Gelenkstellen 24 an das Stützgitter A5 angelenkt. Im
dargestellten Beispiel, bei dem dreizehn vertikale Gitterstäbe A7 verwendet sind,
könnten dementsprechend pro Lamelle A15 auch dreizehn Gelenkstellen der aus Fig. 9
näher ersichtlichen Art vorgesehen sein. Diese sind im einzelnen so ausgeführt, daß
die Lamellen A15 an ihren schwenkachsnahen Längsseiten A15u, wie dargestellt, abgewinkelt
sind, wobei die Abwinklung A15.1 (kurzer Schenkel) etwa 1/10 bis 1/5 der Länge des
längeren Lamellenschenkels A15.1 ausmacht. Mit diesen Abwinklungen A15.1 greifen die
Lamellen A15 in nutförmige Aussparungen 25 von lamellenquer verlaufenden und im dargestellten
Beispiel auch vertikalen Gitterstäben A7 schneidenlagerartig schwenkbar geführt ein.
Entsprechend zu Fig. 4 ist auch in Fig. 9 gestrichelt die Schließstellung der Lamellen
Ä15 angedeutet: In der Schließstellung A15' liegt die Abwinklung A15.1 an der Unterseite
der horizontalen Gitterstäbe A9 an, und der längere Lamellenschenkel A15.1 überlappt
sich mit der darüber angeordneten Nachbarlamelle auf der Strecke h1 und mit der Kante
des zugehörigen horizontalen Gitterstabes auf der Strecke h2. In Offenstellung ergeben
sich für die Lamelle A15 innerhalb der nutförmigen Aussparung 25 somit zwei Gelenkpunkte;
die Schwenklagerung wird ergänzt durch die Blattfeder-Anordnung A21, welche derjenigen
nach Fig. 4 entspricht, und durch den Anschlagsteg A20, welcher in diesem Ausführungsbeispiel
Anschlagflächen A20.1 aufweist, welche durch sägezahnförmige Aussparungen an dem Anschlagsteg
A20 gebildet werden und deren Neigung dem gewünschten Kippwinkel α(vgl. Fig. 4) der
Lamellen entspricht, so daß sich in der dargestellten Offenstellung eine flächige
Anlage und Unterstützung der Lamellen A15 ergibt.
[0029] Es sind in ähnlicher Anordnung wie beim ersten Ausführungsbeispiel auch hierbei zwei
Anschlagstege A20 vorgesehen, welche mit dem Gitterrahmen A2 fest verbunden und mit
ihren Schmalseiten in Strömungsrichtung A22 weisend sowie in Druckstoßrichtung gesehen
vor dem Lamellenfeld angeordnet sind (vgl. auch Fig. 5, 6 und 8). Diese Anschlagstege
sind als Winkelleisten ausgeführt, welche an ihren oberen und unteren Enden (vgl.
Fig. 6 und 8) an Befestigungswinkeln 26 festgeschraubt sind, welch letztere an den
horizontalen Rahmenholmen A4 festgeschweißt sind. Die vertikalen Anschlagstege A20
dienen zugleich zur Lagerung einer als Ganzes mit 27 bezeichneten Prüfeinrichtung
für die Schließfunktion der Lamellen A15. Im einzelnen ist die Prüfeinrichtung 27
(vgl. Fig. 5, 6 und 8) mit mindestens einem messerförmigen, in Strömungsrichtung orientierten
Stellorgan 27.1 geringen Strömungswiderstandes versehen, welches lamellen-achsparallel
und etwa mittig zum Lamellenfeld auf dessen Druckstoßseite derart schwenkbar gelagert
ist, daß durch Verschwenken dieses Stellorgans 27.1 in der einen oder anderen Schwenkrichtung
27o (nach oben) oder 27u (nach unten) die Ober- oder Unterseite des Lamellenfeldes
schließbar ist. Die Anschlagstege A20 dienen, wie ersichtlich, zur drehbaren Lagerung
der Welle 27.2 des messerförmigen Stellorgans 27.1; sie sind zu diesem Zweck mit entsprechenden
Lagerbüchsen 27.3 oder Durchführungen 27.4 versehen. Eine weitere Lagerbüchse mit
Wellendurchführung ist an der Wand 23.3 des Kanalabschnitts 23 bei 27.5 dargestellt.
Diese Lagerbüchse ist mit der Kanalwand verschweißt. Durch sie hindurch führt die
Welle 27.2 nach außen. Das nach außen ragende Ende der Welle 27.2 ist mit einem Betätigungshebel
27.6 versehen, der mittels einer im Querschnitt etwa Z-förmigen Konsole 28, die außen
auf dem Kanalflansch 23.1 aufgeschweißt ist, in seiner dargestellten mittigen Nullstellung,
z.B. durch einen Bolzen 29 fixiert ist, welcher durch entsprechende Bohrungen in der
Konsole 28 und dem freien Ende des Betätigungshebels 27.6 hindurchgesteckt ist.
[0030] Die Rahmenkonstruktion des zweiten Ausführungsbeispiels ist etwas anders als diejenige
des ersten Beispiels, wozu insbesondere auf Fig. 5, 8 und 10 verwiesen wird. Am Innenumfang
des Kanalabschnitts 23, und zwar bodenseitig und an den Seitenwänden sind winklige
Halteeisen 30 mit ihrem einen Schenkel 30.1 verschweißt, so daß der in das Kanalinnere
ragende andere Schenkel 30.2 der Halteeisen 30 eine Befestigungsebene für die Stützgitterkonstruktion
(Ebene e0-e0) bildet. An dieser Befestigungsebene der Halteeisen 30 sind die vertikalen
Holme A3, die ein U-Profil mit ungleicher Schenkellänge aufweisen, mit ihrer Basis
festgeschraubt (Fig. 10). Der Gitterrahmen A2 wird vervollständigt durch die horizontalen
Holme A4, die mit den oberen bzw. unteren Enden der vertikalen Holme A3 auf nicht
näher ersichtliche Weise verbunden, z.B. verschraubt oder verschweißt sind. Die Seitenflanken
der vertikalen Holme A3, und zwar ihre längeren U-Schenkel, bilden auf diese Weise
Befestigungsflächen für die horizontalen Gitterstäbe A9, die mit Abwinklungen A9.1
ihrer Enden mit den Seitenflanken der vertikalen Holme A3 jeweils verschraubt sind
(Fig. 10). Die Ausbildung der vertikalen Holme A3 als U-Profil-Stäbe erlaubt die Bildung
von seitlichen Gehäusetaschen oder Räumen 31, welche - wie weiter unten anhand von
Fig. 14 noch erläutert - vorteilhafterweise zur Aufnahme von Dämpfungseinrichtungen
für die Lamellen A15 dienen können. Für diesen Fall wird der lange U-Schenkel der
vertikalen Holme A3 etwas gekürzt, damit die Dämpfungseinrichtung seitlich an den
Stirnflächen der Lamellen A15 angreifen kann.
[0031] Die Wirkungsweise der Prüfeinrichtung 27 ist derart, daß beim Verschwenken des Betätigungshebels
27.6 nach oben das messerförmige Stellorgan 27.1 in Eingriff mit der oberen Hälfte
des Lamellenfeldes gelangt und diese Lamellen in ihre Schließstellung drückt. Da nun
die untere, zunächst noch offene Lamellenfeldhälfte die doppelte Strömungsmenge durchlassen
muß, verdoppelt sich etwa die Strömungsgeschwindigkeit, und der Staudruck wächst an,
so daß bei ordnungsgemäßer Funktion nun auch die untere Lamellenfeldhälfte in die
Schließposition geht. Entsprechend kann die Funktionstüchtigkeit der oberen Lamellenhälfte
durch Verschwenken des messerförmigen Stellorgans 27 in die untere Schließposition
geprüft werden, so daß also mit der Prüfeinrichtung 27 eine einfache, zuverlässig
arbeitende Einrichtung vorliegt, mit der die Gängigkeit der Lamellen problemlos geprüft
werden kann. Diese Prüfung ist naturgemäß nur kurzzeitig und stört deshalb den Betrieb
- wenn man unterstellt, daß mehrere parallel geschaltete Schutzklappen, wie üblich,
verwendet werden - praktisch nicht.
[0032] Fig. 11 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Lamellen-Lagerung, bei welchem
mit den Lamellen B15 Blattfedern B21 baulich vereinigt sind und die Lamellen-Blattfeder-Einheit
B15 - B21 mit dem Ende eines über die Lamellenfläche überstehenden freien Blattfeder-Stückes
B21.1 unter Bildung eines Federgelenkes B24 am Stützgitter A5 befestigt ist. Im einzelnen
ist ein verdicktes oder umgebogenes Blattfederende B21.2 in nutförmigen Aussparungen
B25 von lamellenquer verlaufenden Gitterstäben A7 durch in die nutförmigen Aussparungen
eingefügte Querstifte B32 unter Teilumschlingung der letzteren gefangen, wobei der
Querstift B32 die Gelenkachse bildet, um welche die Lamellen-Blattfeder-Einheit B15
- B21 verschwenkbar ist.
[0033] Beim vierten Ausführungsbeispiel einer geeigneten Lamellen-Lagerung, siehe Fig. 12,
sind die Lamellen C15 mit durch Umbördelungen gebildeten Gelenkaugen C33 an stützgitterfesten,
lamellen-achsparallel verlaufenden Gelenkzapfen C32 angelenkt. Die Lagerung der Blattfeder
C21 ist abwechselnd von derjenigen nach Fig.4 und Fig.9 so, daß das Blattfederende
C21.1 auf den Lamellen C15 gleiten kann (Gleiteingriff) und dafür das andere Blattfeder-Ende
C21.2 in Schlitzen C34.1 einer zusätzlichen, mit dem Stützgitter fest verbundenen
vertikalen Leiste C34 formschlüssig befestigt ist. Im Beispiel nach Fig. 12 sind die
Lamellen C15 ferner an ihren freien Längsseiten C15 o mit stumpfwinkligen Abbiegungen
C15.3 versehen, mit denen sie in ihrer (in Fig. 12 oben dargestellten) Schließstellung
an den Gelenkaugen C33 der Nachbarlamelle anliegen. Diese Abbiegungen C15.3 könnten
entfallen, wenn die Gelenkzapfen C32 durch nutförmige Aussparungen lamellen-achsparallel
verlaufen würden, wie im Beispiel nach Fig. 11.
[0034] Ein fünftes Ausführungsbeispiel für eine geeignete Lamellen-Lagerung ist in Fig.
13 im Ausschnitt dargestellt, bei dem die Lamellen D15 aus zäh-elastischem Kunststoff
bestehen und das Lamellengelenk durch eine biegsame, querschnittsschwächere Lamellenhaut
D35 gebildet ist, welcher die eigentliche Lamelle D15 mit einem Befestigungsteil D36
verbindet, der ebenfalls in einer nutförmigen Aussparung D25 am Stützgitter befestigt
ist. D9 sind wieder die horizontalen, D7 die vertikalen Gitterstäbe. Die Befestigung
kann durch Nokken D36.1 am Befestigungsteil D36 und zugehörige Sicken an der Wand
der nutförmigen Aussparung D25 im Sinne einer leicht herstellbaren Schnappverbindung
erleichtert sein.
[0035] Weil die erfindungsgemäße Schutzklappe relativ schnell anspricht, haben Maßnahmen
zur Verhinderung des Flatterns im Ansprechfalle eine besondere Bedeutung. Eine wesentliche
Maßnahme besteht darin, daß die Lamellen 15, A15 usw. einzeln oder gruppenweise mit
unterschiedlicher Charakteristik rückstellend federbelastet sind, so daß sie im Ansprechfalle
gegeneinander phasenverschoben in die Schließstellung gelangen. Im Falle der bevorzugten
Verwendung von Blattfedern, so wie anhand der Ausführungsbeispiele erläutert, läßt
sich diese Maßnahme relativ einfach dadurch verwirklichen, daß mit den Lamellen einzeln
oder gruppenweise Blattfedern 21, A21 usw. unterschiedlicher Federcharakteristik als
Rückstellfedern gekoppelt sind, deren unterschiedliche Federsteifigkeiten dadurch
hergestellt werden können, daß die Blattfederbreite, d.h. die Ausdehnung der Blattfedern
in Lamellenlängsrichtung, variiert wird. Dieses ist in der Zeichnung nicht näher dargestellt,
ergibt sich jedoch auf einfache Weise bei Betrachtung z.B. von Fig. 8, wenn man sich
vorstellt, daß die dort dargestellten beiden Blattfedern A21 für die benachbarte Lamelle
verbreitert oder in ihrer Anzahl von zwei auf z.B. drei vergrößert werden. Für die
nächstfolgende Lamelle kann dann die in Fig. 8 dargestellte Blattfeder-anordnung und
-Bemessung verwendet werden oder es könnte eine dritte Blattfedersteifigkeit gewählt
werden, so daß, und dies ist der Sinn einer solchen Maßnahme, nicht alle Lamellen
gleichzeitig schließen, sondern von Lamelle zu Lamelle oder von Lamellengruppe zu
Lamellengruppe mit Phasenverschiebung. Damit kann sich der andernfalls bei einem plötzlichen
abrupten Schließen auftretende Druck-Rückstoß, der das Flattern verursachen würde,
nicht oder jedenfalls nicht in kritischer Höhe ausbilden.
[0036] Eine weitere vorteilhafte und wirksame Maßnahme, die in Kombination mit der vorstehend
erläuterten Variation der Federsteifigkeit angewendet werden kann, ist in Fig. 14
dargestellt. Generell gesagt, geht es dabei um die Erzeugung von an den Seitenflanken
der Lamellen A15 angreifende Federkräfte P
F definierter Größe zur Erzeugung einer Reibungsdämpfung an den Lamellen A15 während
ihrer Schließbewegung. Im einzelnen sind hierzu an den vertikalen Rahmenteilen A3
des Stützgitters A5 im Querschnitt etwa U-förmige Federführungsschienen A36 benachbart
zu den Lamellen-Seitenflanken A15.4 und mit ihren U-Schenkeln A36.1, A36.2 diesen
zugewandt angeordnet. Die Federführungsschiene A36 weist außerdem einen Befestigungsschenkel
A36.3 auf, mit dem sie an dem vertikalen Rahmenteil verbunden, insbesondere festgeschraubt
ist. An dieser Federführungsschiene A36 ist eine im Querschnitt ebenfalls etwa U-förmige
Reibung
b- schiene A37 in Lamellenlängsrichtung beweglich geführt gelagert, welche mit ihrem
planen Boden A37.0 den Lamellen-Seitenflanken A15.4 zugewandt ist. Sie ist ferner
mit ihren U-Schenkeln A37.1 und A37.2 an den entsprechenden U-Schenkeln A36.1, A36.2
der Federführungsschiene A36 gleitend geführt. Zwischen Federführungs- und Reibungsschiene
A36, A37 sind jeweils Federelemente A38 angeordnet, durch welche die Reibungsschiene
A37 auf ihrer gesamten Länge gegen die Seitenflanken A15.4 der Lamellen A15 mit definierter
Andruckkraft drückbar ist. Im dargestellten Beispiel sind als Federelemente Schraubendruckfedern
verwendet, welche, gleichmäßig über die Länge der Federführungsschiene A36 verteilt,
in entsprechenden Aufnahmekammern A39 gelagert sind. Die Aufnahmekammern A39 können
im Falle von Schraubendruckfedern durch zylindrische bzw. topfförmige Teile gebildet
sein, die mit dem Boden der Federführungsschiene A36 z.B. durch Punktschweißen verbunden
sind. Man hat es auf einfache Weise in der Hand, durch Anzahl und Federsteifigkeit
der Federelemente A38 die Reibungskräfte zu steuern. Wenn in Fig. 14 auch nur das
linke Ende eines Stützgitters mit Lamelle dargestellt ist, entsprechend der Darstellung
in Fig. 10, so versteht es sich, daß die Dämpfungsanordnung nach Fig. 14 auch der
rechten Seitenflanke des Stützgitters und des Lamellenfeldes zugeordnet werden kann,
so daß eine symmetrische, "schwimmende" Anordnung erzielt wird, welche ein Festklemmen
der Lamellen ausschließt. Abhängig von den während des Betriebes zu beherrschenden
Druckstößen reichen die Maßnahmen der Variation der Federsteifigkeit bei den Lamellen
einzeln bzw. gruppenweise und die anhand der Fig. 14 beschriebenen Maßnahmen zur Bewegungsdämpfung
der Lamellen, und zwar entweder einzeln oder in Kombination, völlig aus, ein Flattern
der Lamellen zu verhindern.
[0037] In Sonderfällen, wenn man eine sehr schnell ansprechende Schutzklappe haben möchte,
deren Lamellenbewegung nicht gedämpft sein soll, kann eine Bremseinrichtung nach Fig.
15 vorteilhaft sein, welche als Zusatzeinrichtung sowohl beim ersten als auch beim
zweiten Ausführungsbeispel anwendbar ist. Es handelt sich dabei um eine Bremseinrichtung
mit mindestens einer Bremstraverse A40, die an der Rahmenkonstruktion A2, und zwar
mittels einer Tragtraverse A3.0, in Schließ- und Offenstelung der Lamellen A15 hin-
und herbeweglich gemäß Pfeil A 41 gelagert ist, die in ihrer Ruhestellung R (dargestellt)
die freien Längskanten der Lamellen A15 berührt und in ihrer Bremsstellung - siehe
die Kreisbögen A42 um die Schwenklagerstellen A43 - auf den geschlossenen Lamellen
flächig aufliegt. Die Bremstraverse A40 weist eine solche dem Druckstoß A22 ausgesetzte
wirksame Fläche auf, daß sie zusammen mit den Lamellen A15 in die Schließstellung
gelangt, wobei Mittel vorgesehen sind, die Bremstraverse A40 in ihrer Bremsstellung
für mindestens einen Zeitraum von 0,5 bis mehreren Sekunden in Bremseingriff zu belassen.
Vorteilhafterweise ist hierzu die Bremstraverse A40 über ein Totpunktgetriebe A44
an die Rahmenkonstruktion A2 bzw. an die mit dieser verbundene Tragtraverse A3.0 angelenkt
und nimmt im Zustand des Bremseingriffs eine Über-Totpunktlage ein. Dazu ist die Bremstraverse
A40 im dargestellten Beispiel mittels Parallelogrammgestänges A45 an die parallel
zu ihr angeordnete Tragtraverse A3.0 angelenkt. Die Gelenkpunkte des Parallelogrammgestänges
A45 bezüglich der Tragtraverse sind mit A43 bezeichnet und diejenigen bezüglich der
Bremstraverse mit A43.1. An den Fixpunkten A46 sind jeweils Totpunktfedern, ausgebildet
als Schraubenzugfedern A47 eingehängt (nur im oberen Teil der Fig. 15 dargestellt),
welche mit ihrem anderen Ende an den Gelenkstellen A43.1 zwischen Bremstraverse A40
und Parallelogrammhebel A45 angreifen. In der Schließstellung nimmt die Bremstraverse
A40 eine Position ein, welche durch die gestrichelten Kreisbogen, die bei A43.1' angedeuteten
Gelenkpunkt-Lagen und die bei A40' gestrichelt dargestellte Bremstraversen-Kontur
definiert ist. Die Totpunktfedern A47 halten in dieser Schließstellung, in welcher
die Lamellen A15 entsprechend geschlossen sind, die Traverse in ihrer Lage; die Bremstraverse
A40 könnte dann an sich von selbst nicht in die Offenstellung gelangen und müßte von
Hand wieder zurückgestellt werden. Vorteilhafter ist indessen eine automatische Rückstellung
durch mindestens ein Zeitglied A48, welches im Ansprechfalle der Bremstraverse A40
angestoßen und nach Ablauf der vorgegebenen Verzögerungszeit einen aufgrund der Schließbewegung
der Bremstraverse aufgeladenen Kraftspeicher zur Rückführung der Bremstraverse in
ihre Ruhestellung auslöst. Schematisch dargestellt ist ein Zeitglied A48, welches
ein mechanisch oder mechanisch-hydraulisch arbeitender Timer sein kann, nach Art der
Selbstauslöser bei Fotoapparaten. Im dargestellten Fall bewegt sich die Bremstraverse
A40 bei ihrer Schließbewegung gemäß Pfeil A49 auf den Stößel A48.1 des Zeitgliedes
A48 zu und drückt diesen Stößel entgegen der Kraft einer Kraftspeicherfeder in das
Gehäuse des Zeitgliedes A48 hinein, wodurch ein in diesem Gehäuse angeordnetes und
durch diesen Spannvorgang ausgelöstes Verzögerungsgetriebe zu arbeiten beginnt und
nach der gewünschten Verzögerungszeit den Stößel A48.1 mittels der Kraft der Kraftspeicherfeder
wieder aus dem Gehäuse herausdrückt, so daß die Bremstraverse A40 entgegen der Kraft
der Totpunktfedern A47 über den Totpunkt hinaus bewegt und damit automatisch in ihre
Ruhestellung R gebracht werden kann. Zur Befestigung dieser Bremseinrichtung könnten
die Anschlagstege A20 (siehe z.B. Fig. 6) Verwendung finden.
[0038] Fig. 16 bis 18 zeigen noch einige Stützgitter-Konfigurationen, und zwar Fig. 16 ein
Stützgitter E5, welches lediglich horizontale Gitterstäbe E9 innerhalb des Rahmens
E2 aufweist; Fig. 17 ein Stützgitter F5,welches horizontale Gitterstäbe F9 und demgegenüber
schräg unter Bildung rhombenförmiger Gitterfelder verlaufende Gitterstäbe F7 innerhalb
des Rahmens F2 aufweist, und schließlich Fig. 18 ein Stützgitter G5 innerhalb eines
Rahmens G2 mit rechteckig- oder quadratisch-konzentrisch verlaufenden Gitterstäben
G9 einer ersten Stabgruppe und diese erste Stabgruppe kreuzende, radial verlaufende
Stäbe G7 einer zweiten Stabgruppe. Die Erfindung ist demnach nicht auf die rechtwinklige
Kreuzgitter-Konfiguration nach dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beschränkt
und auch nicht auf horizontal und vertikal verlaufende Gitterstäbe, wenn auch diese
Ausführungsform aus praktischen Erwägungen die bevorzugte ist.
[0039] Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen
die Verwendung der Schutzklappe gegen Druckstöße zugrunde gelegt ist, deren Richtung
mit der Richtung der im normalen Betrieb durch die geöffnete Schutzklappe von den
Lamellen zum Stützgitter strömenden gasförmigen Medien zusammenfällt (Strömungsrichtung
22). Sinngemäß ist die Schutzklappe indessen auch als Rückschlagklappe verwendbar,
wobei jetzt die im normalen Betrieb durch die geöffnete Klappe in anderer Richtung,
nämlich vom Stützgitter zu den Lamellen strömenden gasförmigen Medien die Lamellen
gegen ihre Anschläge halten und die Lamellen durch die im Störungsfall einsetzende
Umkehrströmung in die Schließstellung gegen ihre Stützgittersitze bewegbar sind. Da
die Schutzklappe nach der Erfindung, wie es insbesondere Fig. 5 zeigt, ein Einsatzteil
ist, so kann dieser Einsatzteil abhängig von der Normalströmung in einem Kanalabschnitt
entweder wie dargestellt eingesetzt oder aber seitenvertauscht eingesetzt werden.
Die Schutzklappe nach der Erfindung ist mithin sehr vielseitig verwendbar, wodurch
eine preisgünstige Herstellung wegen der hohen Stückzahl aufgrund gleichartiger Konstruktionselemente
gewährleistet ist.
[0040] Eine weitere erfindungswesentliche Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß
beidseits des Stützgitters 7, 9 bzw. A7, A9, doh. auch auf der den Lamellen 15, A15
abgewandten Stützgitterseite weitere Lamellen der Schutzklappe angeordnet werden,
wobei eine Druckwellen-Schutzfunktion dann in beiden Richtungen gegeben ist, bzw.
das eine Lamellenfeld wirkt dann als Druckwellenschutz- und das andere als Rückschlagklappe
und umgekehrt. Diese Ausführung ist zwar in der Zeichnung nicht dargestellt, ergibt
sich jedoch ohne weiteres bei Betrachtung von Fig. 2 oder Fig. 5, 9, wenn man sich
die Lamellenfelder 15 bzw. A15 um eine strömungsnormale Stützgitter-Symmetrieebene
gespiegelt oder punktsymmetrisch auf die andere Stützgitter-Endfläche verlagert denkt.
Es ist grundsätzlich auch möglich, den Gedanken der Doppel-Druckwellen-Schutzklappe
dadurch zu realisieren, daß man zwei Stützgitter in Strömungsrichtung hintereinanderschaltet
und jedem Stützgitter auf seiner Außenseite bzw. auf seiner dem Nachbar-Stützgitter
abgewandten Seite ein Lamellenfeld zuordnet. Bevorzugt ist indessen die vorerwähnte
Ausführung einer Doppel-Druckwellen-Schutzklappe mit nur einem Stützgitter und je
einem Lamellenfeld auf jeder der beiden in Strömungsrichtung bzw. entgegengesetzt
dazu weisenden Stützgitterseiten wegen gedrängterer Bauweise und Materialersparnis.
1. Klappe zum Schutz von Einrichtungen, die von einem gas- oder dampfförmigen Medium,
insbesondere Luft, durchströmt werden, gegen Druckwellen, insbesondere bei Lüftungs-
und/oder Klimaanlagen zum Schutz der Anlagen-Komponenten, deren Einbauten und Kanälen,
bestehend aus einer Rahmenkonstruktion und aus einer Vielzahl darin um parallele Achsen
und in einer Ebene schwenkbar gelagerter Lamellen, die durch Rückstellkräfte in ihrer
Öffnungslage gehalten und gegen Anschläge abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet
,
- daß die einzelnen Lamellen (15) aus angenähert ebenen Streifen bestehen, die jeweils
um eine im Bereich ihrer einen Längskante verlaufende Achse schwenkbar gelagert sind,
und
- daß den Lamellen (15) in Druckstoßrichtung (22) des Mediums ein an der Rahmenkonstruktion
befestigtes die Grundfläche der Lamellen-Anordnung überdeckendes Stützgitter (5) nachgeordnet
ist, dessen in einem Stützraster angeordnete Gitterstäbe (9, 7) einen auf die Streifenbreite
abgestimmten Teilungsabstand (12, 13) voneinander haben und an denen die Lamellen
(15) in ihrer Schließstellung zumindest in einer Mehrzahl von über ihre gesamte Länge
verteilten Stützstellen anliegen.
2. Klappe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Flachstäbe als Gitterstäbe, die in
Druckstoßrichtung gesehen hochkant angeordnet sind.
3. Klappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Stützgitter (5)
von mindestensd zwei Gitterstabgruppen unterschiedlicher Stabrichtung gebildet wird,
deren Gitterstäbe innerhalb ihrer Gruppe gleichgerichtet oder parallel zueinander
verlaufen.
4. Klappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Gitterstäbe zweier
Gitterstabgruppen unter einem rechten Winkel kreuzen.
5. Klappe nach Anspruch 4, gekennzeichnetdurch einander kreuzende horizontal und vertikal
verlaufende Gitterstäbe zweier Gitterstabgruppen.
6. Klappe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Gitterstäbe
der Gitterstabgruppen wechselseitig mittels Schlitzen und Stegen ineinandergreifen.
7. Klappe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Teilungsabstand
(12) der horizontalen Gitterstäbe (9) dem Teilungsabstand von ebenfalls horizontal
verlaufenden Lamellen (15) entspricht und die Lamellen einander derart überlappen,
daß ihre freien Schwenkkanten an der Schwenklagerkante der Nachbarlamelle und an dem
zugeordneten horizontalen Gitterstab im geschlossenen Zustand der Klappe jeweils eine
Stütze finden.
8. Klappe nach einem der Ansprüche 5 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , daß der Teilungsabstand
(13) der vertikalen Gitterstäbe (7) voneinander mit zunehmender Druckbelastung der
Lamellen kleiner werdend gewählt und insbesondere in etwa gleich dem Teilungsabstand
(12) zwischen den horizontalen Gitterstäben (9) ist.
9. Klappe nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützgitter-Tiefe
(10) der horizontalen Gitterstäbe (9) gleich oder größer als die Stützgitter-Tiefe
der vertikalen Gitterstäbe (7, 8) ist.
10. Klappe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß zur Bildung von Stoßdiffusoren
die horizontalen Gitterstäbe (9) in Strömungsrichtung eine Ausdehnung haben, die ein
Mehrfaches der Breite (a) des engsten Strömungsquerschnittes zwischen einander benachbarten
Lamellen (15) beträgt, der ihrem kleinsten Abstand in Offenstellung entspricht.
11. Klappe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Gitterstäbe
(7, 8, 9) aus Metall, insbesondere aus Edelstahl, Leichtmetall oder Titan bestehen.
12. Klappe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß zur Erzielung
einer spaltfreien Oberfläche eines aus ineinander verzahnten Gitterstäben aufgebauten
Stützgitters dieses mit einer Beschichtung versehen ist.
13. Klappe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Lamellen
(15) in ihrer Offenstellung mit ihrer freien Längskante vom Stützgitter (5) weggeneigt
an einem Anschlag (20) der Rahmenkonstruktion anliegen und daß zur Erzeugung eines
Rückstellmomentes um die LamellenSchwenkachse in Richtung der Offenstellung auf der
Stützgitterseite der Lamellen in der Nähe ihrer freien Längskante an einem ersten
Kraftangriffspunkt jeweils das eine Ende einer unter Vorspannung stehenden Blattfeder
(21) angreift, die mit ihrem anderen Ende an einem zweiten Kraftangriffspunkt eines
benachbarten Gitterstabes (9, 7) abgestützt ist und daß von den beiden Kraftangriffspunkten
der eine als Federbefestigung und der andere als Federgleitsitz ausgeführt ist.
14. Klappe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Blattfeder jeweils mit
ihrem einen Ende an der Lamelle befestigt und mit ihrem anderen Ende auf der zugewandten
flächigen Seite eines benachbarten, lamellen-achsparallel verlaufenden Gitterstabes
gleitend geführt isto
15. Klappe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, d a - durch gekennzeichnet, daß die
Lamellen im Bereich ihrer schwenkachsennahen Längsseiten zumindest in einer Mehrzahl
von über ihre Länge verteilten Gelenkstellen an das Stützgitter angelenkt sind.
16. Klappe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Lamellen an ihren schwenkachsennahen
Längsseiten abgewinkelt sind und mit den Abwinkelungen in nutförmigen Aussparungen
von lamellenquer verlaufenden Gitterstäben schneidenlagerartig schwenkbar geführt
eingreifen.
17. Klappe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß mit den Lamellen Blattfedern
baulich vereinigt sind und die Lamellen-Blattfeder-Einheit mit dem Ende eines über
die Lamellenfläche überstehenden freien Blattfeder-Stückes unter Bildung eines Federgelenkes
am Stützgitter befestigt ist.
18. Klappe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß ein verdicktes oder umgebogenes
Blattfederende in nutförmigen Aussparungen von lamellenquer verlaufenden Gitterstäben
durch in die nutförmigen Aussparungen eingefügte Querstifte unter Teilumschlingung
der letzteren gefangen ist, wobei der Querstift die Gelenkachse bildet, um den die
Lamellen-Blattfeder-Einheit verschwenkbar ist.
19. Klappe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Lamellen mit durch Umbördelungen
gebildeten Gelenkaugen an stützgitterfesten, lamellen-achsparallel verlaufenden Gelenkzapfen
angelenkt sind.
20. Klappe nach Anspruch 19, wobei die Gelenkaugen und -zapfen vor der Stützgitterebene
angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Lamellen an ihren freien Längsseiten
mit stumpfwinkeligen Abbiegungen versehen sind, mit denen sie in ihrer Schließstellung
an den Gelenkaugen der Nachbarlamelle anliegen.
21. Klappe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Lamellen aus zäh-elastischem
Kunststoff bestehen und das Lamellengelenk durch eine biegsame, querschnittsschwächere
Lamellenhaut gebildet ist, welche die eigentliche Lamelle mit einem Befestigungsteil
verbindet, der am Stützgitter befestigt ist.
22. Klappe nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet , daß die Lamellen
(15) im Bereich ihrer schwenkachsnahen Längsseite (16) an ihren Schmalseiten mit in
Schwenkachsrichtung weisenden Lagervorsprüngen versehen sind, mit denen sie im Randbereich
des Stützgitters bzw. unmittelbar neben dem Stützgitter (5), in Lageraussparungen
gegenüberliegender Rahmenteile der Rahmenkonstruktion eingreifend, axial fixiert angelenkt
sind.
23. Klappe nach einem der Ansprüche 1 bis 22, gekennzeichnet durch eine Prüfeinrichtung
mit mindestens einem messerförmigen, in Strömungsrichtung orientierten Stellorgan
geringen Strömungswiderstandes, welches lamellen-achsparallel und etwa mittig zum
Lamellenfeld auf dessen Druckstoßseite derart schwenkbar gelagert ist, daß durch Verschwenken
des Stellorgans in der einen oder anderen Schwenkrichtung die Ober- oder Unterseite
des Lamellenfeldes schließbar ist.
24. Klappe nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet , daß die Lamellen
einzeln oder gruppenweise mit unterschiedlicher Charakteristik rückstellend federbelastet
ist, so daß sie im Ansprechfalle gegeneinander phasenverschoben in die Schließstellung
gelangen.
25. Klappe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß mit den Lamellen einzeln
oder gruppenweise Blattfedern unterschiedlicher Federcharakteristik als Rückstellfedern
gekoppelt sind.
26. Klappe nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß zur Erzielung unterschiedlicher
Federsteifigkeiten die Blattfederbreite, d.h. die Ausdehnung der Blattfedern in Lamellenlängsrichtung,
variabel ist.
27. Klappe nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß die Federsteifigkeit der
Blattfedern von Lamelle zu Lamelle abwechselnd größer oder kleiner ist.
28. Klappe nach einen der Ansprüche 1 bis 27, gekennzeichnet d u r chan den Seitenflanken
der Lamellen angreifende Federkräfte definierter Größe zur Erzeugung einer Reibungsdämpfung
der Lamellen während ihrer Schließbewegung.
290 Klappe nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet , daß an den vertikalen Rahmenteilen
des Gitterrostes im Querschnitt etwa U-förmige Federführungsschienen benachbart zu
den Lamellen-Seitenflanken und mit ihren U-Schenkeln diesen zugewandt angeordnet sind,
- daß an den Federführungsschienen im Querschnitt ebenfalls etwa U-förmige Reibungsschienen
in Lamellenlängsrichtung beweglich geführt gelagert sind, welche mir ihrem planen
Boden den Lamellen-Seitenflanken zugewandt und mit ihren U-Schenkeln an den entsprechenden
U-Schenkeln der Federführungsschienen gleitend geführt sind, und
- daß zwischen Federführungs- und Reibungsschiene jeweils Federelemente angeordnet
sind, durch welche die Reibungsschiene auf ihrer gesamten Länge gegen die Seitenflanken
der Lamellen mit definierter Andruckkraft drückbar ist.
30. Klappe nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß als Federelement Schraubendruckfedern
verwendet sind, welche gleichmäßig über die Länge der Federführungsschiene verteilt
in entsprechenden Aufnahmekammern gelagert sind.
31. Klappe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß mit dem Gitterrahmen fest
verbundene vertikale Anschlagstege mit ihren Schmalseiten in Strömungsrichtung weisend
und in Druckstoßrichtung gesehen vor dem Lamellenfeld angeordnet sind und daß die
Anschlagstege zur Erzielung einer flächigen Auflage der Lamellen in deren gekippter
Offenstellung mit der Lamellen-Kipplage entsprechenden sägezahnförmigen Anschlägen
versehen sind.
32. Klappe nach Anspruch 31 und 23, dadurch gekennzeichnet , daß die Anschlagstege
zur drehbaren Lagerung der Welle des messerförmigen Stellorgans der Prüfeinrichtung
dienen.
33. Klappe nach einem der Ansprüche 1 bis 32, gekennzeichnet durch die Verwendung
als Druckwellenschutzklappe gegen Druckstöße, deren Richtung mit der Richtung der
im normalen Betrieb durch die geöffnete Klappe von den Lamellen zum Stützgitter strömenden
gasförmigen Medien zusammenfällt.
34. Klappe nach einem der Ansprüche 1 bis 32, gekennzeichnet durch die Verwendung
als Rückschlagklappe, wobei die im normalen Betrieb durch die geöffnete Klappe vom
Stützgitter zu den Lamellen strömenden gasförmigen Medien die Lamellen gegen ihre
Anschläge halten und die Lamellen durch die im Strömungsfall einsetzende Umkehrströmung
in die Schließstellung gegen ihre Stützgittersitze bewegbar sind.
35. Klappe nach einem der Ansprüche 1 bis 34, gekennzeichnet durch eine Bremseinrichtung
mit mindestens einer Bremstraverse, die an der Rahmenkonstruktion in Schließ- und
Offenstellung der Lamellen hin- und herbeweglich gelagert ist, die in ihrer Ruhestellung
die freien Längskanten der Lamellen berührt und in ihrer Bremsstellung auf den geschlossenen
Lamellen flächig aufliegt und die eine solche dem Druckstoß ausgesetzte wirksame Fläche
aufweist, daß sie zusammen mit den Lamellen in die Schließstellung gelangt, wobei
Mittel vorgesehen sind, die Bremstraverse in ihrer Bremsstellung für mindestens einen
Zeitraum von 0,5 bis mehreren Sekunden in Bremseingriff zu belassen.
36. Klappe nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet , daß die Bremstraverse über ein
Totpunktgetriebe an die Rahmenkonstruktion bzw. an eine mit dieser verbundene Tragtraverse
angelenkt ist und im Zustand des Bremseingriffs eine Über-Totpunktlage einnimmt.
37. Klappe nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet , daß die Bremstraverse mittels
Parallelogrammgestänges an die parallel zu ihr angeordnete Tragtraverse angelenkt
ist.
38. Klappe nach einem der Ansprüche 35 bis 37, gekennzeichnet durch mindestens ein
Zeitglied, welches im Ansprechfalle der Bremstraverse angestoßen und nach Ablauf der
vorgegebenen Verzögrungszeit einen Kraftspeicher zur Rückführung der Bremstraverse
in ihre Ruhestellung auslöst.
39. Klappe nach den Ansprüchen 33 und 34, gekennzeichnet durch eine Doppel-Druckwellen-
Schutzklappe mit mindestens einem in einem Kanalquerschnitt angeordneten Stützgitter
und den beiden voneinander abgelegenen Stützgitterseiten zugeordneten Lamellenfeldern,
von denen das erste in der einen Druckstoßrichtung und das zweite in der entgegengesetzten
Druckstoßrichtung als Druckwellen-Schutzklappe dient, womit zugleich beide Lamellenfelder
wechselseitig als Rückschlagklappen gegen Umkehr der normalen Anströmung des jeweils
anderen, auf der anderen Stützgitterseite angeordneten Lamellenfeldes dienen.