Die Erfindung betrifft einen Druckluftzylinder der Bauart als Doppelhubzylinder zur Betätigung von Rauchabzugsklappen in Rauch- und Wärmeabzugsanlagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Druckluftzylinder werden in Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (abgekürzt: RWA-Anlagen) eingesetzt, um im Falle eines Brandes Rauch- und Wärmeabzugsklappen selbsttätig oder ferngesteuert zu öffnen, damit entstehender Rauch abziehen kann, der sonst eine Rettung erschwert oder verhindert, und damit ein zentraler Zugang für die Rettung geschaffen wird. Außerdem soll durch das Öffnen der Wärme- und Rauchabzugsklappen die Bildung von Stauhitzen verhindert werden. Die eingesetzten Druckluftzylinder müssen hohen Sicherheitsanforderungen genügen.
Die bekannten Doppelhubzylinder können Endlageverriegelungen aufweisen, welche insbesondere eine weitgehende Einbruchsicherheit gewährleisten sollen. Die Endlageverriegelungen haben Riegelkräfte aufzubringen, die ein Vielfaches gegenüber der normalen Arbeitskraft der Druckluftzylinder betragen. Die Endlageverriegelung erfolgt nach dem Stand der Technik durch mechanisch-selbsthaltende Elemente. Bei einem bekannten Druckluftzylinder ist eine Endlageverriegelung vorgesehen, bei der ein belasteter Stift oder Bolzen oder Kugeln in eine Nut einschnappen. Durch dieses ständig belastete Verriegelungselement entsteht ein erheblicher Abrieb, der die zulässige Schaltzahl begrenzt. Außerdem stört die verhältnismäßig lange Bauweise einer solchen Verriegelung, die somit die Gesamthöhe des Druckluftzylinders negativ beeinflußt, einen höheren Raumbedarf verursacht und eventuell die Schwenkbarkeit des Druckluftzylinders beschränkt.
Ein bekannter Doppelhubzylinder der eingangs genannten Gattung kann eine Kolbenstange in einer mittleren Lüftungsstellung zwischen einer Lüftungs- und Rauchabzugsstellung und einer entgegengesetzten Endstellung durch Verriegelung arretieren (DE-A-2 906 819). Die an einem Ende aus einem Zylindergehäuse herausgeführte Kolbenstange weist an ihrem inneren Ende und an einem Stangenteil, welches bezüglich des Arbeitskolbens gegenüberliegt, je eine Verriegelungsnut auf. Diese wirkt mit je einer lösbaren Verriegelungseinrichtung zusammen, die jeweils am Ende des Zylindergehäuses angeordnet ist und mit Druckgas beaufschlagt werden kann, um die Kolbenstange in ihrer eingefahrenen oder weitest ausgefahrenen Stellung mechanisch zu halten. Um die Kolbenstange auch in der mittleren Lüftungsstellung arretieren zu können, ist der Arbeitskolben an einem inneren Ende der Kolbenstange nahe der einen Verriegelungsnut angeordnet, und in dem Kolbenstangenteil außerhalb der anderen Verriegelungsnut ist eine dritte Verriegelungsnut vorgesehen, die mit der Verriegelungseinrichtung in verriegelnden Eingriff gebracht werden kann, die am Austrittsende des Zylindergehäuses, aus dem die Kolbenstange austritt, angeordnet ist. Letztere Verriegelungseinrichtung weist insbesondere einen Doppelkolben mit zwei hintereinanderliegenden Druckgasbeaufschlagungsflächen auf, von denen die innere mit einem Niederdruckgasanschluß und die äußere mit einem Hochdruckgasanschluß in Verbindung steht. Infolge des Doppelkolbens hat der bekannte Doppelhubzylinder eine große, die Einbaumöglichkeiten limitierende Baulänge. Da die dritte Verriegelungsnut bei Verschiebung der Kolbenstange Dichtungen durchfahren muß, können Dichtungsprobleme auftreten. Zusätzlichem Verschleiß unterliegt die Verriegelungseinrichtung, die mit der dritten Verriegelungsnut zusammenwirkt.
Der vorliegende Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Doppelhubzylinder der eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, daß er verschleißarm und kompakt ist, insbesondere eine geringe Gesamtbaulänge aufweist. Dichtprobleme sollen dabei vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung des Druckluftzylinders mit den in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Ein als Doppelhubzylinder ausgebildeter Druckluftzylinder gemäß der Erfindung nach Anspruch 1, mit dem eine kurze Bauform des Zylinders mit der Verriegelung realisiert wird und der sich durch hohe Verschleißfreiheit auszeichnet, hat die Merkmale, daß koaxial zu der Kolbenstange und zu dieser bis zu einem Anschlag an der Kolbenstange verschiebbar eine Zusatzriegelstange vorgesehen ist, die einen Teilhub der Kolbenstange begrenzt und in dieser Teilhubstellung in einen äußeren, an einen der Riegelkolben angeordneten Riegelzylinder ragt, in dem ein Zusatzriegelkolben verschiebbar gelagert ist, der mit einem hülsenartigen Abschnitt in Teilhubstellung Kugeln umgreift, die in eine ringförmige Nut in der Zusatzriegelstange eingreifen und sonst radial beweglich sind, und der die radial nach außen beweglichen Kugeln freigibt, wenn er von diesen axial weggerückt ist, und daß der Zusatzriegelkolben über ein druckgesteuertes Umsteuerventil bei Überschreiten eines vorbestimmten Drucks mit dem am nächsten benachbarten Zylinderraum in Verbindung steht.
Die lösbare Fixierung der Kolbenstange in einer Teilhubstellung kann mit einer ebenfalls verschleißarmen Bauweise der Endlagenverriegelung nach Anspruch 2 kombiniert sein. Dabei werden äußere Anschlagdeckel für die Riegelkolben benutzt, die jeweils eine Bohrung aufweisen. Es ist also kein Anschlagdeckel geschlossen ausgebildet. Durch einen der Anschlagdeckel reicht wie bisher die Kolbenstange, die in diesem Bereich von einem der beiden Riegelkolben umgeben ist. Durch die Bohrung des anderen Anschlagdeckels und den anderen zur Enlagenverriegelung vorgeshenen Riegelkolben ist die Zusatzriegelstange geführt, die auf der Außenseite durch einen Zusatzriegelkolben in der Teilhubstellung arretierbar ist. Der Zusatzriegelkolben mit den mit ihm zusammenwirkenden Elementen, insbesondere den Kugeln, die in eine Nut in der Zusatzriegelstange hineingleiten können, ist nach dem gleichen Prinzip wie die Riegelkolben für die Enlagenverriegelung aufgebaut. Durch das druckgesteuerte Umsteuerventil wird der Zusatzriegelkolben selbsttätig dann in eine die Teilhubbegrenzung aufhebende Stellung geschoben, wenn der steuernde Druck des Mediums, insbesondere der Druckluft, für das Ausfahren der Kolbenstange einen voragegebenen Wert überschreitet. Diese Druckluft wird dem Zusatzriegelkolben bzw. dem angrenzenden Riegeldruckraum aus dem benachbarten Riegeldruckraum des hinteren oder unteren Riegelkolbens auf einem kurzen Weg zugeführt. Der Riegelzylinder, in dem der Zusatzriegelkolben verschiebbar angeordnet ist, befindet sich vorzugsweise direkt an dem hinteren bzw. unteren Riegelkolben. Abgesehen von einer hierzu zweckmäßigen verlängerten Ausführung des hinteren Riegelkolbens können die Teile an dem hinteren und vorderen Bereich des Doppelhubzylinders baugleich und somit austauschbar ausgebildet sein. Dies gilt insbesondere für die Austauschbarkeit des Zylinderkopfes mit dem Zylinderboden.
Besonders zweckmäßig ist bei dem Doppelhubzylinder nach Anspruch 3 in einer Bohrung in der Kolbenstange eine Führungsstange verschiebbar gelagert, deren eines Ende einen Anschlag aufweist, der die gegenseitige Verschiebbarkeit der Kolbenstange und der Führungsstange begrenzt, und dessen anderes Ende mit der Zusatzriegelstange verbunden ist. Statt der Bohrung in einer massiven Kolbenstange kann die Kolbenstange auch als Rohr ausgeführt sein. Durch die zentrische Verschiebbarkeit der Führungsstange und der Kolbenstange ineinander kann eine sehr kurze Baulänge des Zylinders erzielt werden. Die Gesamtabmessung des Druckluftzylinders mit Endelageverriegelung sind praktisch nur um die Maße der Teilhubbegrenzung und -verriegelung vergrößert.
Der Doppelhubzylinder kann sowohl als Doppelrohrzylinder als auch als Druckluftzylinder mit nur einem Rohr ausgebildet sein.
Durch den konzentrisch zu der Kolbenstange und der Zusatzriegelstange verschiebbare Riegelkolben nach Anspruch 2 kann eine weitgehend lastfreie Verriegelung der radial beweglichen Kugeln erreicht werden, die partiell in eine abgerundete Nut der Kolbenstange bzw. der Riegelstange eingreifen. In der verriegelten Lage werden die Kugeln zuverlässig in den Nuten durch den hülsenartigen Abschnitt der Riegelkolben gehalten, der die Kugeln umgreift. Wenn hingegen der Riegelkolben von den Kugeln zurückgeschoben ist, was selbsttätig bei der Beaufschlagung des Druckluftzylinders mit dem Druckmittel erfolgt, liegen die Kugeln an einer der beiden Nuten frei, so daß sie bei einer Bewegung der Kolbenstange bzw. der Riegelstange aus den Nuten radial nach außen gleiten können. Wenn die Kolbenstange bzw. die Verriegelungsstange in eine Endlage gerät, können die Kugeln wieder leicht in die Nut durch den selbsttätig verschobenen Riegelkolben zurückgeführt werden. Hierzu ist die Stirnseite des Riegelkolbens zweckmäßig mit einer Anphasung versehen. Die Bewegung des Riegelkolbens erfolgt also selbsttätig, wenn der zugehörige Druckraum des Gegenzylinders mit dem Druckmittel beaufschlagt wird, da ein Riegeldruckraum auf einer Seite des Riegelkolbens mit einem der beiden Zylinderräume in druckleitender Verbindung steht. Wenn hingegen der Druck in diesem Zylinderraum abgebaut wird, folgt eine selbsttätige Rückbewegung des Riegelkolbens in seine verriegelte Stellung, wozu der Riegelkolben insbesondere durch eine Druckfeder belastet ist. Diese Druckfeder wirkt jedoch nicht unmittelbar auf die Kugeln ein, die in die Nut der Kolbenstange bzw. Riegelstange eingreifen, sondern verschiebt lediglich den Riegelkolben, der verschleißarm auf der Kolbenstange bzw. der Riegelstange und mit seinem hüsenartigen Abschnitt über die Kugeln gleitet.
Aufgrund der praktisch lastfreien Ver- und Entriegelung der Verriegelungselemente unterliegen diese keinem nennenswerten Verschleiß, so daß die Werkstoffe, aus denen diese Elemente hergestellt werden, weitgehend frei gewählt werden können. So ist eine Ausbildung aus Metallen, beispielsweise Messing, oder aber Kunststoff möglich. Durch den Einsatz besonders widerstandsfähiger Werkstoffe kann allerdings die zulässige Schaltzahl noch erhöht werden.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß durch die Anordnung, insbesondere des Riegelkolbens in dem Riegeldruckraum konzentrisch zu der Kolbenstange bzw. der Riegelstange, wobei der hülsenartige Abschnitt des Riegelkolbens die Kugeln umschließt, eine kompakte, insbesondere kurze Dimensionierung des Druckluftzylinders ohne Einschränkung der Funktionstüchtigkeit möglich ist.
Es bereitet keine Schwierigkeiten, den Druckluftzylinder in rationeller Weise mit verschiedenen Baulängen und Durchmessern zu fertigen. Bei kurzen Gesamtbaulängen steht für die Montage und den Betrieb des Druckluftzylinders auch bei senkrechtem Einbau eine größere nutzbare Raumhöhe zur Verfügung. Außerdem ergibt sich aus der kurzen Bauweise eine Materialersparnis bei der Herstellung.
Die radial beweglichen Kugeln, die zur Verriegelung dienen, sind insbesondere in eine Kugelhülse nach Anspruch 12 geführt.
In vorteilhafte Alternative kann jedoch auf eine radiale Führung durch die Kugelhülse verzichtet werden, wenn die Kugeln gemäß Anspruch 4 kranzförmig in Umfangsrichtung aneinanderliegen. In diesem Fall kann eine größere Anzahl verhältnismäßig kleiner Kugeln eingesetzt werden, die nicht durch Abschnitte der Kugelhülse voneinander getrennt sind. Durch die Vielzahl der kleinen Kugeln, z.B. 10 Kugeln und mehr, kann eine besonders hohe Riegelkraft in unkomplizierter Weise bei gelichmäßiger Anlage der Kugeln in der Nut erreicht werden.
Bei der Ausbildung nach Anspruch 5, bei der die Kolbenstange auf einer Seite des Kolbens in die Riegelstange übergeht, kann die Kolbenstange aus einem hochbelastbaren Werkstoff, insbesondere V3A, hergestellt werden, während für die Riegelstange ein leichterer Werkstoff, insbesondere eine Aluminiumlegierung, gewählt werden kann.
Der nach Anspruch 7 aus dem Druckluftzylinder herausragende Abschnitt jedes der beiden Riegelkolben ermöglicht - mit einem entsprechenden Profil versehen - eine hilfsweise manuelle Entriegelung.
Nach Anspruch 8 ist in dem Riegelkolben, der auf der Kolbenstange verschiebbar ist, zweckmäßig ein äußerer und ein innerer Nutring angeordnet, die zur Abdichtung des Riegeldruckraums nach außen dienen.
Nach Anspruch 9 ist der Druckluftzylinder vorteilhaft an jedem Ende durch einen Anschlagdeckel abgeschlossen, der wenigstens einen Federaufnahmeraum und einen Anschlag für den Riegelkolben jeweils konzentrisch zu der Kolbenstange bzw. Riegelstange bildet. Hiermit wird die kompakte Bauweise des Druckluftzylinders gefördert.
Nach Anspruch 10 weist der aus einem der Anschlagdeckel herausragende Abschnitt des Riegelkolbens in an sich bekannter Weise eine Bohrung auf, durch welche die Kolbenstange verschiebbar geführt ist.
Nach Anspruch 11 ist der aus dem Anschlagdeckel des Riegelzylinders herausragende Abschnitt des Zusatzriegelkolbens geschlossen. In diesem Abschnitt ist besonders vorteilhaft ein Stützteil verschiebbar gelagert, welches mit der Riegelstange fluchtet und mit einer Feder gegen deren Stirnseite gedrückt ist. Mit diesem raumsparend angeordneten Stützteil wird erreicht, daß in dem Fall, in dem die Riegelstange von den Kugeln weggeschoben ist, diese nicht in den dadurch sonst entstehenden Leerraum hineinfallen können, sondern auf dem Stützteil liegen.
Für eine besonders kompakte Ausbildung des Druckluftzylinders sind nach Anspruch 13 der Zusatzriegelkolben, das Stützteil und der Anschlagdeckel mit dem Federaufnahmeraum an einem Ende des Riegelzylinders zumindest teilweise einander übergreifend konzentrisch angeordnet.
Der Druckluftzylinder kann nach Anspruch 14 die beiden Druckmittelanschlüsse für die beiden Zylinderräume - und zugeordneten Riegeldruckräume - in einer Ebene miteinander fluchtend rechtwinklig zu einer Hauptlängsrichtung des Druckluftzylinders an dem Zylinderkopf oder aber dem Zylinderboden aufweisen. Wenn dazu nach dem weiteren Merkmal des Anspruchs 14 der Zylinderkopf und der Zylinderboden gegeneinander austauschbar sind, wozu unter anderem gleiche Bohrungen für die Kolbenstange bzw. die Riegelstange gehören, so kann je nach der Konfiguration des Zylinderkopfs und des Zylinderbodens eine Aufhängung des Druckluftzylinders, die an den Druckmittelanschlüssen gelagert ist, im oberen Teil oder im unteren Teil des Zylinders, der als Doppelrohrzylinder ausgebildet ist, angreifen.
In der Alternative nach Anspruch 15 hingegen ist nur je ein Druckmittelanschluß an dem Zylinderkopf und dem Zylinderboden angeordnet, dem jeweils in einer Ebene ein entsprechender Blindanschluß gegenübersteht. Bei diesem Einrohrzylinder ist ebenfalls die Anbringung der Aufhängung im oberen oder im unteren Teil des Druckluftzylinders möglich.
Besonders zweckmäßige Werkstoffe für einzelne Elemente des Druckluftzylinders, die eine leichte, aber zuverlässige Bauweise ermöglichen, sind in den Ansprüchen 16 und 17 angegeben.
Durch die Ausbildung des Umsteuerventils, welches den Zusatzriegelkolben nach Anspruch 18 betätigt, wird, wenn kein erhöhter Druck zur Entriegelung des Zusatzriegelkolbens herrscht, eine Leckluftverbindung von dem Zusatzriegelkolben bzw. dem benachbarten Riegeldruckraum nach außen hergestellt, die als Leckagesicherung ein unbeabsichtigtes Verschieben des Zusatzriegelkolbens und damit Entarretierung verhindert.
Nach Anspruch 19 gehört zu dem Umsteuerventil eine federbelastete Topfmanschette, die eine Verbindung ab einem voreingestellten Druck zwischen einer Druckmittelzufuhr und einem Ventilraum herstellen kann, in den radiale Bohrungen münden. Durch Änderung der Federbelastung, insbesondere Einstellung einer Vorspannung, kann der Grenzwert des Luftdrucks bestimmt werden, ab dem die Druckmittelzufuhr zu dem Ventilraum durchgeschaltet wird und der Doppelhubzylinder in die voll ausgefahrene Endstellung - Alarmstellung - fährt.
Hierzu ist die Ventilbohrung des Umsteuerventils nach Anspruch 20 bevorzugt mit dem am nächsten benachbarten Zylinderraum Druckmittel leitend verbunden, und die radialen Bohrungen führen zu einem Riegeldruckraum in dem äußeren Riegelzylinder.
Das druckgesteuerte Umsteuerventil läßt sich einfach und in rationeller Weise als Zuschaltventil einsetzen, mit dem durch Druckmittel betätigte Elemente, insbesondere wenigstens ein Einhubzylinder, in einer Druckluftzylinderanordnung erst ab einem vorgegebenen Mindestdruck betätigt werden. Das Zusatzventil ist hierzu in die Druckmittelleitung zu dem Einhubzylinder eingefügt. Das Zuschaltventil umfaßt ein druckgesteuertes Umsteuerventil und in der hier vorliegenden Variante zweckmäßig eine an dem Umsteuerventil anliegend befestigte Anschlußplatte, an welche die - durch das Zuschaltventil unterbrochene - Druckmittelleitung angeschlossen werden kann. Die Anschlußbohrungen stehen über Verbindungsbohrungen unmittelbar mit den radialen Bohrungen des Umsteuerventils in Verbindung. Die gleiche Ventilbauart kann also für zwei unterschiedliche Zwecke verwendet werden, je nachdem, wie es mit dem Druckluftzylinder bzw. einer Druckluftzylinderanordnung verbunden wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit 7 Figuren erläutert. Es zeigen:
Gemäß den Figuren 1 und 2 ist nur ein Zylinderkopf 41 mit miteinander fluchtenden, in einer Ebene liegenden Sacklöchern 61, 62 ausgestattet, von denen jedes wahlweise zur Druckluftzufuhr dient und die beide gemeinsam zur Aufhängung des Druckluftzylinders herangezogen werden. Außerdem sind der Zylinderkopf 41 und ein Zylinderboden 42 gegenseitig austauschbar, so daß wahlweise die Aufhängung an dem oberen Abschnitt des Druckluftzylinders oder aber an dessen unterem Abschnitt erfolgen kann, je nachdem, wo der Zylinderkopf 41 angesetzt ist.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Druckluftzufuhr von dem Sackloch 61 zu einem ersten Zylinderraum 63 über einen Kanal 64 und nicht dargestelltes Spiel an einer Kolbenstange 51 erfolgt. Die Druckluftzufuhr zu dem Riegeldruckraum 45 erfolgt ebenfalls durch das Spiel der Kolbenstange 51. Die Druckluft leitende Verbindung zwischen dem Sackloch 62 und einem Riegeldruckraum 92 an dem rechten bzw. unteren Ende des Druckluftzylinders erfolgt über Kanäle 47, 48 sowie einen Zwischenraum zwischen einem Zylinderrohr 49 und einem Schutzrohr 50, welche den Zylinderkopf und den Zylinderboden miteinander verbinden. Ein zweiter Zylinderraum 65 wird wiederum über ein Spiel einer Riegelstange 70 mit Druckluft gespeist. Ein Kolben 53 wird also je nachdem, welches der Sacklöcher 61, 62 mit Druckluft beaufschlagt wird, nach vorne bzw. oben oder nach hinten bzw. unten unter gleichzeitiger Lösung der Endverriegelung an einen Riegelkolben 75 oder an einem vorderen Riegelkolben 43 bewegt.
Bei den nachfolgend beschriebenen Doppelhubzylindern kann die Kolbenstange um einen verhältnismäßig großen Hub bewegt und in dessen Endlagen verriegelt werden, außerdem aber um einen definierteren kleineren Hub, indem die Kolbenstange durch den anstehenden Druck gehalten wird.
Das Zylinderrohr 49 und das Schutzrohr 50 bilden in Verbindung mit dem Zylinderkopf 41 und dem Zylinderboden 42 so lange Zylinderräume 63, 65, daß der Kolben 53 um den maximalen Hub, insbesondere zur Betätigung von Rauchabzugsklappen verstellt werden kann.
In dem oberen Teil der Fig. 1 oberhalb einer Hauptlängsachse 67 ist der Kolben 53 in einer linken und oberen Stellung dargestellt, in welcher die Kolbenstange 51 voll ausgefahren ist. In dem unteren Teil der Fig. 1 unterhalb der Hauptlängsachse 67 befindet sich dagegen der Kolben 53 in seiner rechten oder unteren Endstellung, die der eingefahrenen Stellung der Kolbenstange 51 entspricht. In Fig. 2 nimmt der Kolben 53 eine Zwischenstellung entsprechend einem Teilhub der Kolbenstange 51 ein.
Bei der Ausführungsform des Doppelhubzylinders gemäß den Figuren 1 und 2 ist innerhalb einer Bohrung 68, siehe Fig. 2, der Kolbenstange sowie innerhalb einer Bohrung 69 innerhalb einer mit der Kolbenstange im Bereich des Kolbens verschraubten Riegelstange 70 eine Führungsstange 71 koaxial verschiebbar gelagert. An dem in der Bohrung 68 befindlichen Ende der Führungsstange ist diese mit einem ebenfalls gleitbeweglichen Anschlag 72 versehen - siehe Fig. 2 - der an einer verjüngten Stirnseite 73 der Riegelstange 70 zur Anlage gelangen kann und dort einen Anschlag bildet. An dem entgegengesetzten Ende ist an die Führungsstange 71 eine Zusatzriegelstange 74 größeren Durchmessers angeschraubt, die zur Teilhubbegrenzung verriegelt werden kann.
Damit die Zusatzriegelstange 74 außerhalb eines hinteren Riegelkolbens 75 verriegelt werden kann, ist der Riegelkolben 75 mit einem nach außen offenen Ansatz 76 versehen, an dem ein äußerer Riegelzylinder 77 angebracht ist. In dem Riegelzylinder 77 ist ein Zusatzriegelkolben 78 verschiebbar gelagert, der sich gegen eine nur angedeutete Feder 79 an einem Anschlagdeckel 80 abstützt. Die Teile 77 - 80 dienen in Verbindung mit den noch zu besprechenden Elementen zur Hubbegrenzung, d.h. zur Arretierung der Kolbenstange bei einem Teilhub. Hierzu weist im einzelnen der Zusatzriegelkolben 78 einen hülsenartigen Abschnitt 81 auf, unter dem Kugeln 82 in eine ringförmige Nut 83 in der Zusatzriegelstange 74 eingreifend arretiert werden können. Es liegt dann ein Satz sich um den Umfang der Nut kranzförmig aneinanderliegender kleiner Kugeln in der Nut.
In ähnlicher Weise sind Sätze kleinerer Kugeln 84 und 85 ohne Kugelhülse in den Bereichen der hülsenartigen Abschnitte 86 und 87 gelagert, damit diese in ringförmige Nuten 88, 89 in der Riegelstange 70 bzw. der Kolbenstange 89 eingeschoben werden können. Damit die Kugeln 82 bzw. 84 bei zurückgezogener Zusatzriegelstange 74 bzw. Riegelstange 70 nicht unkontrolliert in die dadurch freigegebenen Hohlräume hineinfallen können, sind feder-belastete verschiebbare Stützteile 90, 91 vorgesehen, welche die Kugeln in diesen Fällen abstützen.
Die Verbindung zwischen dem Sackloch 62 und einem Riegeldruckraum 92 sowie dem zweiten Zylinderraum 65 ist z.T. vorausstehend beschrieben. Zusätzlich besteht eine Verbindung zwischen dem Riegeldruckraum 92 und einem Riegeldruckraum 93 über einen Kanal 94 in dem Ansatz 76. Der Kanal 94 führt zu einem Umsteuerventil 95, welches eine Topfmanschette 96 aufweist, die auf einer Seite unter dem einstellbaren Druck einer Federhülse 97 steht und sich auf einem Ventilsitz 114 abstützen kann. Zur Druckeinstellung dienen eine Feder 98, ein Gewindestift 99 in einer Mutter 100. Der Gewindestift ist durch eine Mutter arretierbar.
Durch die Einstellung der Vorspannung der Feder 98 wird bestimmt, ab welchem Druck in dem Sackloch 62 die Kolbenstange in die voll ausgefahrene Stellung geschoben wird, nachdem die Verriegelung an der Zusatzriegelstange 74 gelöst wird. Hierzu gibt die Federhülse 97 einen Ventilraum 102 frei, in dem der darin über den Kanal 94, eine radiale Bohrung 103a und eine Ventilbohrung 103 aufgebaute Druck die Topfmanschette 96 entgegen der Federkraft zurückdrückt. Die Druckluft kann deswegen durch radiale Bohrungen 104, 105 strömend den Riegeldruckraum 93 erreichen und damit den Zusatzriegelkolben 78 nach rechts bzw. unten zurückschieben, so daß dessen hülsenartiger Abschnitt 81 die Kugeln 82 freigibt, die aus der Nut 83 herausgedrückt werden können, wenn der Kolben 53 infolge des Drucks in dem Zylinderraum 65 ganz nach links bzw. oben in die voll ausgefahrene Stellung geschoben wird. Diese Stellung ist in dem oberen Teil der Fig. 1 dargestellt. Hier rasten die Kugeln 85 in die Nut 89 der Kolbenstange ein, um eine große Riegelkraft oder Haltekraft in der voll ausgefahrenen Stellung zu gewährleisten.
Wenn hingegen der Druck in dem Sackloch 62 unter einer vorgegebenen Druckstufe von z.B. 5 bar bleibt, fährt der Kolben nur um einen Teilhub bzw. einen Lüftungshub aus. Bei diesem in Fig. 2 dargestellten Betriebszustand reicht der Druck in der Ventilbohrung 103 nicht aus, um die Topfmanschette 96 abzuheben und die Verbindung zu den radialen Bohrungen 104, 105 über den Ventilraum 102 herzustellen. In diesem Fall besteht eine Leckluftverbindung zwischen dem Riegeldruckraum 93 an dem Zusatzriegelkolben 78 und die radiale Bohrung 105 entlang der Außenseite der Federhülse 97 nach außen. Durch diese Leckagesicherung wird verhindert, daß bei Verschmutzung oder Abnutzung des Umsteuerventils ein unbeabsichtigtes Freigeben der Kugeln 82 durch Verschieben des Zusatzriegelkolbens 78 eintritt. Die Zusatzriegelstange 74 bleibt also in der verriegelten rechten bzw. unteren Stellung. Daher kann sich der Kolben 53 bei Aufbau des Drucks in dem zweiten Zylinderraum 65 nur soweit nach oben verschieben, bis der Anschlag 72 zur Anlage an der Stirnseite 73 der Riegelstange 70 in der Kolbenstange 51 gelangt und die Kolbenstange in dieser Position festhält. Die Kugeln 85 sind dabei aus der Nut 89 in der Kolbenstange von der vorangegangenen Rückstellung des Kolbens gelöst, die in Verbindung mit dem unteren Teil der Fig. 1 besprochen wird.
Zur Rückstellung bzw. zum Schließen der Rauchabzugsklappen wird je nach der Variante gemäß Fig. 1 oder 2 eines der beiden Sacklocher 61, 62 mit Druckluft eines Drucks beaufschlagt, der in diesem Fall unkritisch ist. Es wird speziell auf den unteren Teil in Fig. 1 Bezug genommen. Zur Rückstellung der Kolbenstange bzw. zum Schließen der Rauchabzugsklappe, die mit der Kolbenstange in Verbindung steht, wird das Sackloch 61 mit Druck beaufschlagt, der sich entlang der Kolbenstange in den Riegeldruckraum 45 sowie in den ersten Zylinderraum 63 fortpflanzt. Dadurch wird die Kolbenstange 53 nach rechts bzw. unten bis zum Anschlag an dem Zylinderboden 42 verschoben. Dabei gelangen die Kugeln 84 in die ringförmige Nut 88 der Riegelstange 70 und werden dort durch den mittels Federkraft über sie geschobenen hülsenartigen Abschnitt 86 gehalten. Außerdem werden über den Anschlag 72, der am Ende der Bohrung 68 in der Kolbenstange anstößt, die Führungsstange 71 und die Zusatzriegelstange 74 nach rechts bzw. unten in die Endstellung gefahren, die sie zur Hubbegrenzung bzw. zur Einstellung eines Teilhubs annehmen. In dieser Lage fallen die Kugeln 82 in die Nut 83 in der Zusatzriegelstange und werden in dieser Position durch die unter Federkraft durch den nach links bzw. oben geschobenen Zusatzriegelkolben 78 gehalten.
Es wird zu den Figuren 1 und 2 noch bemerkt, daß in den beiden Figuren der Zylinderkopf 41 und der Zylinderboden 42 gegeneinander vertauschte Lagen einnehmen, was infolge des Aufbaus des Druckluftzylinders ohne weiteres möglich ist, wobei allerdings die Sacklöcher 61 und 62 ihre Funktionen vertauschen. Durch Austausch des Zylinderkopfes 41 mit dem Zylinderboden 42 ist es möglich, die Anbringung des Druckluftzylinders an den Sacklöchern 61 und 62 je nach den Einbauvoraussetzungen zu verändern.
Die Rückstellung kann sowohl aus der voll ausgefahrenen Stellung in dem oberen Teil der Fig. 1 erfolgen, wie voranstehend beschrieben, als auch aus der Teilhubstellung in Fig. 2 , wobei die Kugeln 85 nicht entriegelt zu werden brauchen, da sie hier nicht in der Nut 89 der Kolbenstange eingefallen sind.
In den Figuren 3 und 4 sind die gleichen Hubstellungen wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, jedoch für einen Druckluftzylinder, der nur ein Zylinderrohr 9 aufweist. Die Kolbenstange 106 ist hier wiederum mit einer Bohrung 107 zur Lagerung eines Anschlags 108 an einer Führungsstange 109 versehen. Die Führungsstange ist an ihrem entgegengesetzten Ende in eine Zusatzriegelstange 110 eingeschraubt, die durch den mit einem Ansatz 111 versehenen Riegelkolben 112 in einen äußeren Riegelzylinder 113 reicht. Der äußere Riegelzylinder 113 ist mit den in ihm montierten Teilen einschließlich eines angesetzten Umsteuerventils 95 in gleicher Weise aufgebaut wie der äußere Riegelzylinder 77 mit dem Umsteuerventil 95, so daß sich eine Wiederholung der Beschreibung erübrigt. Unterschiedlich zu der Ausführungsform in den Figuren 1 und 2 sind bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 3 und 4 der Zylinderkopf 1 und der Zylinderboden 2. Zwischen einem Sackloch 27 in dem Zylinderkopf 1 und einem Zylinderraum 9a bzw. einem Riegeldruckraum 22 sind Verbindungskanäle vorgesehen. Analog dazu liegen Verbindungskanäle zwischen einem Sackloch 30 in einem Zylinderboden und einem zweiten Zylinderdruckraum 9b einerseits sowie einem Riegeldruckraum 23 vor. Der Riegeldruckraum 23 steht dabei wiederum über einen Kanal 94 mit dem Riegeldruckraum 93 des Zusatzriegelkolbens 78 in Verbindung.
Es wird an dieser Stelle bemerkt, daß bei sämtlichen Ausführungsformen nach den Figuren 1 - 4 die Teilhub-Verriegelung durch Herausziehen des Zusatzriegelkolbens 78 leicht gelöst werden kann. Der hintere Riegelkolben 112 kann zusammen mit dem äußeren Riegelzylinder 113 ebenfalls leicht zur Lösung der Teilhubstellung herausgezogen werden, indem ein Werkzeug in das Sackloch 115 eingeführt wird.
Das druckmittelbetätigte Umsteuerventil 95 kann auch als Zuschaltventil insbesondere von Druckluftzylindern, die als Einhubzylinder ausgebildet sind, in einem Leitungszug einer druckmittelbetätigten Anordnung zur Rauchklappenbetätigung eingesetzt werden.
Hierzu ist das Umsteuerventil 95 mit einer Anschlußplatte 116 versehen, siehe Figuren 5 und 6 . Die Gesamtheit des Umsteuerventils 95 und der Anschlußplatte 116 wird als Zuschaltventil angesehen. Der Aufbau und das Wirkungsprinzip des druckmittelbetätigten Umsteuerventils sind die gleichen wie voranstehend beschrieben. Die Bezugszeichen der einzelnen Elemente des Umsteuerventils wurden daher in den Figuren 5 und 6 beibehalten.
Die Anschlußplatte 116 ist annähernd quaderförmig mit zumindest einer planen Seite 117 ausgebildet, die an einer ebenfalls ebenen Seite 118 des Umsteuerventils dicht anliegt. Diese beiden Elemente sind durch nicht dargestellte Inbusschrauben fest zusammengehalten, die durch Bohrungen 119, 120 in der Anschlußplatte hindurchreichen und in Gewindelöcher in dem Umsteuerventil eingeschraubt sind.
Befestigungslöcher zur Montage des Zuschaltventils sind mit 121, 122 bezeichnet. Zum Anschluß einer ersten Leitung, die unter dem gesteuerten Druck eines Druckmittels steht, dient eine erste Anschlußbohrung 123, in die quer eine erste Verbindungsbohrung 124 hineinragt. Diese geht in die radiale Bohrung 103a des aufgesetzten Umsteuerventils über. Eine zweite Anschlußbohrung 125 zum Anschluß einer abgehenden, zweiten Leitung steht über einen verjüngten Bohrungsabschnitt 126 mit einer Querbohrung 127 in Verbindung, von der - rechtwinklig zu der zweiten Anschlußbohrung und zu der Querbohrung - eine zweite Verbindungsbohrung und eine dritte Verbindungsbohrung 128, 129 abgehen. Die zweite und die dritte Verbindungsbohrungen gehen in die radiale Bohrung 104 bzw. 105 des aufmontierten Umsteuerventils über. Die Querbohrung ist durch einen Gewindestift 130 abgeschlossen.
Je nach dem Druck, mit dem das derart aufgebaute Zuschaltventil 95, 116 beaufschlagt wird, stellt dieses eine Druckmittelleitende Verbindung zwischen der ersten Anschlußbohrung 124 und der zweiten Anschlußbohrung 125 her:
Wenn der Druck in dem ersten Druckmittelanschluß (Anschlußbohrung) 123 einen vorbestimmten Mindestwert nicht erreicht, so wird die Topfmanschette 96 in der in Fig. 5 dargestellten Ruhestellung auf den Ventilsitz 114 unter der Wirkung der Federhülse 97 und der Feder 98 gedrückt. Dadurch ist eine Druckmittelleitende Verbindung zwischen der ersten Anschlußbohrung und der zweiten Anschlußbohrung unterbrochen. Ein Ausgleich des Drucks an der zweiten Anschlußbohrung 125 kann über die dritte Verbindungsbohrung 129, die radiale Bohrung 105 entlang der Außenseite der Federhülse 97 nach außen erfolgen. Wenn jedoch der Druck an der ersten Anschlußbohrung 123 so hoch ist, daß die Topfmanschette 96 entgegen der Kraft der Feder 98 von dem Ventilsitz 114 abhebt, so liegt eine Druckmittel-leitende Verbindung zwischen der ersten Anschlußbohrung über die erste Verbindungsbohrung 124, die radiale Bohrung 103a, die Ventilbohrung 103, den Ventilraum 102, die radialen Bohrungen 104, 105, die ebenso wie die sich daran anschließenden Verbindungsbohrungen 128, 129 parallel liegen, über die Querbohrung 127 zu der zweiten Anschlußbohrung 125 vor.
In der in Figur 7 schematisch dargestellten Druckluftzylinderanordnung sind ein Druckluftzylinder mit Endlageverriegelung 113 sowie ein Doppelhubzylinder 132 zur Betätigung je einer Rauch- und Wärmeabzugsklappe 133 bzw. 134 vorgesehen. Mit dem Doppelhubzylinder 132 ist ein wie vorstehend beschriebenes druckgesteuertes Umsteuerventil 135 integriert. Zu der Druckluftzylinderanordnung gehört weiterhin ein Handsteuerventil 136, dessen einer Ausgang über Leitungen 137, 138, 139 mit nicht bezeichneten Eingängen bzw. Sacklöchern des Druckluftzylinders mit Endlageverriegelung 131 und des Doppelhubzylinders 132 in Verbindung steht, um die Rauch- und Wärmeabzugsklappen in die geschlossene Stellung zu fahren. Zur Betätigung der Rauch- und Wärmeabzugsklappen in der entgegengesetzten Richtung zum Öffnen ist ein weiterer Ausgang des Handsteuerventils über Leitungen 140, 141 mit der Druckluftzufuhr bzw. einem Sackloch des Doppelhubzylinders 132 verbunden. Von einer Verbindungsstelle 142 ist eine Druckmittelleitung, bestehend aus Abschnitten 143, 144 abgezweigt, in welcher ein Zuschaltventil 145 eingeschaltet ist. Das Zuschaltventil ist wiederum druckgesteuert. Die Druckmittelleitung, bestehend aus den Abschnitten 143, 144 führt zu einer Druckluftzufuhr bzw. einem Sackloch des Zylinders 131. Wenn an dem Handsteuerventil 136 ein die Leitung 140 beaufschlagender Druck eingestellt ist, der einen vorbestimmten Druck nicht überschreitet, so fährt der Doppelhubzylinder 132 die Rauch- und Wärmeabzugsklappe 134 in eine erste geöffnete Stellung, da das Umsteuerventil 135 einen weiteren Hub unterbindet. Da in diesem Druckbereich das druckgesteuerte Zuschaltventil die Druckmittelleitung, bestehend aus den Abschnitten 143, 144 unterbricht, wird die Rauch- und Wärmeabzugsklappe 133 nicht betätigt. - Erst in einem Alarmfall, wenn der Druck an dem Handsteuerventil einen vorgegebenen Druck überschreitet, leitet das Zuschaltventil 145 diesen Druck in den Abschnitt 144 der Druckmittelleitung und von dort in den Druckluftzylinder mit Endlageverriegelung 131 weiter, der somit die Rauch- und Wärmeabzugsklappe 133 in die offene Alarmstellung schwenkt. Außerdem gibt das Umsteuerventil 135 an dem Doppelhubzylinder 132 den weitergehenden Alarmhub des Doppelhubzylinders frei, welcher die Rauch- und Wärmeabzugsklappe 134 entsprechend weit öffnet.
Es sind viele Varianten der Druckluftzylinderandordnung denkbar, in denen das Zuschaltventil und das Umsteuerventil, die beide druckgesteuert und im wesentlichen baugleich sind, vorteilhaft eingesetzt werden können.