DE2720009C2 - Absperreinrichtung zum Einbau in die Abgasleitung - Google Patents

Description

von einigen Watt, um die Absperrklappe auch gegen die Rückstellung einer relativ starken Feder zu verstellen. Durch den Angriff der Hemmvorrichtung an der Motorwelle und/oder einem getriebeeingangsnahen Getriebsteil ist es daher möglich, mit einem minimalen Kraftaufwand die Motorwelle und damit Ober das Untersetzungsgetriebe auch die Absperrklappe abzubremsen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Hemmvorrichtung eine Bremse mit bei zunehmender Drehzahl steigenden Bremsmoment umfaßt Die Bremse kann also so ausgebildet sein, daß das Bremsmoment bei der dem Stellmotor eigenen Drehzahl nur sehr gering ist, während es bei der durch die Rückstellkraft der Feder bewirkten höheren Drehzahl der Motorwelle einen merklichen Wert annimmt So ist es möglich, ein Ein · und Ausschalten der Bremse und den damit verbundenen Schaltungsaufwand zu vermeiden. Die Bremse kann dagegen in ständiger Verbindung mit der Motorwelle und/oder einem getriebeausgangsnahen Getriebeteil bleiben, wobei dennoch nur die Rücksteübewegung der Absperrklappe durch die Feder merklich gebremst wird.

Die vorstehend genannten Eigenschaften der Bremse lassen sich beispielsweise dadurch erreichen, daß die Bremse ein mit der Motorwelle drehfest verbundenes Luftwiderstandselement umfaßt Eine besonders einfache Ausführungsform eines derartigen Luftwiderstandselementes besteht beispielsweise aus einem im wesentlichen zylindrischen, koaxial auf der Motorwelle angeordneten Rotor, der in einer im wesentlichen zylindrischen, koaxialen Aussparung eines Stators unter Bildung eines Luftspaltes zwischen der Rotorumfangsfläche und der Umfangsfläche der Aussparung drehbar ist Dieser Rotor kann also beispielsweise von einer sehr einfach herzustellenden flachen Scheibe gebildet sein, wobei die Wirbelbildung in dem Luftspalt ausreicht um die von der Feder hervorgerufene Rückstellbewegung der Absperrklappe in der gewünschten Weise abzubremsen.

Selbstve. ständlich kann das Luftwiderstandselement auch eine andere Form aufweisen, beispielsweise von einem Schaufelrad gebildet sein. In diesem Fall läßt sich eine Drehrichtungsabhängigkeit des Bremsmomentes leicht erreichen.

Der bisherige Aufbau der Absperreinrichtung braucht praktisch kaum geändert werden, wenn der Rotor und der Stator auf der dem Getriebe angewandten Seite des Motors angeordnet sind. Es genügt, die Motorwelle etwas zu verlängern und den Stator an dem Motor zu befestigen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen die Achse des Durchflußgehäuses enthaltenden Teilschnitt durch die erfindungsgemäße Absperreinri^htung für eine erste Betriebsart, in der das Offnen der Absperrklappe durch den Stellmotor und das Schließen der Absperrklappe durch die Feder erfolgt,

F i g. 2einen Schnitt nach Linie H-Il in Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt gemäß Linie IH-HI in Fig. 1,

F i g. 4 einen der F i g. 3 entsprechenden Schnitt durch eine für eine zweite Betriebsart der Absperreinrichtung abgewandelte Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Absperreinrichtung, bei der das öffnen der Absperrklappe durch die Feder und das Schließen der Absperrklappe durch den Stellmotor erfolgt

In der Fig. 1 erkennt man ein rohrförmiges Durchflußgehäuse 10 mit einer Absperrklappe 12, die an einer das Durchflußgehäuse 10 in radialer Richtung durchdringenden Absperrklappenwelle. 14 befestigt ist An dem Durchflußgehäuse 10, von diesem durch ein am Durchflußgehäuse 10 festes Distanzelement 16 getrennt, ist eine Baueinheit 18 angeordnet. Diese umfaßt eine Grundplatte 20 und ein Gehäuse 22, das mittels Schrauben 24 an der Grundplatte 20 festschraubbar ist. Die Grundplatte 20 ist mittels Schrauben 26 an dem ίο Distanzelement 16 befestigt Innerhalb der Baueinheit ist mit 28 ein Stellmotoor für die Absperrklappe 12 bezeichnet, der von einem schnell drehenden, unter Strom dauernd abbremsbaren Elektromotor gebildet ist Die Bewegung der Motorwelle 30 wird von einem mit dem Stellmotor 28 verbundenen Untersetzungsgetriebe 32 ins Langsame untersetzt Das Untersetzungsgetriebe 32 ist in der Darstellung der F i g. 1 teüweise aufgebrochen, so daß man einige der schematisch angedeuteten Zahnräder erkennt Auf der dem Stellmotor 28 zugewandten

Getriebeeingangsseite greift ein rrA der Motorwelle 30 drehfest verbundenes Ritze! 34 in da* l'nierseizungsgetriebe 32 ein und kämmt mit einem ersten getriebeeingangsseitigen Stirnzahnradgetriebeteil 36. Über weitere nur schematisch und andeutungsweise dargestellte

Stirnzahnräder in dem Untersetzungsgetriebe 32 wird die scnnelle mit geringer Kraft erfolgende Drehung der Motorwelle 30 in eine langsame mit großer Kraft erfolgende Drehung eines getriebeausgangsseitigen Zahnrades 38 umgewandelt, das mit einer Getriebeausgangs-

welle 40 verbunden ist

Innerhalb der Baueinheit befinden sich ferner eine Spiralfeder 42, eine Klemmleiste 44 und zwei Endschalter 46 und 48. Die Spiralfeder 42 ist mit ihrem äußeren Ende an einem Haltestift 50 und mit ihrem inneren Ende an einer hülsenförmigen Nabe 52 befestigt die auf der Getriebeausgangswelle 40 des Untersetzungsgetriebes 32 frei drehbar und axial verschiebbar gelagert ist

Mit der Nabe 52 starr verbunden ist ein in Form einer Nockenscheibe (F i g. 3) ausgebildetes Schaltelement 54, das eine Drehung der Nabe 52 zwischen zwei Anschlägva 56 und 58 (F i g. 3) erlaubt und in der am Anschlag 56 anliegenden Endstellung die beiden Endschalter 46 und 48 beaufschlagt. Die Endschalter 46 u.id 48 dienen der Inbetriebnahme der Feuerstätte. Die gestrichelten

Linien in F i g. 3 geben die Stellung des Schaltelementes 54 in der durch den Anschlag 58 definierten Endstellung wieder, in der die Endschalter 46 und 48 von dem Schaltelement 54 nicht beaufschlagt werden.
Das der Baueinheit 18 zugekehrte, das Distanzelement 16 durchdringende Ende der Absperrklappenwelle 14 ist mit einer axialen Bohrung zur Aufnahme des freien Endes der Getriebeausgangswelle 40 versehen. Dabei greift ein an dem Ende der Getriebeausgangswelle 40 befestigter Stift 60 in einen achsparallelen Schlitz 62 am Ende der *.bsperrk!appenwelle te «in und bewirkt auf diese Weise eine drehmomentschlüssige Verbindung der Getriebeausgangswelle 40 mit der Absperrklappenwelle 14. Ebenso ist die Nabe 52 mit der Absperrklapper.w eile 14 dadurch gekuppelt, daß eine Kupplunguiase 64 an der der Absperrklappenwelle 14 zugekehrten Seite der Nabe 52 in den Schlitr 62 eingreift

Mit der Absperrklappen welle 14 starr verbunden ist ein Handbetätigungsglied 66, welches parallel zu der Absperrklappe 12 vorläuft. Es weist eine Arretierungsfahne 68 auf, die in den Endstellungen der Absperrklappe 12 durch von außen einsteckbarer Arretierungsriegel 70 arretierbar ist.

Die in der F i g. 1 dargestellte Absperreinrichtung entspricht dem Fall, in dem die Absperrklappe 12 durch die an der Nabe angreifende Spiralfeder 42 über die mit der Nabe 52 gekuppelte Absperrklappenwelie 14 in ihre Absperrstellung vorspannbar ist und durch den Stellmotor 28 über das Untersetzungsgetriebe 32 in ihre Offen-Stellung gedreht und dort festgehalten wird. Dabei dreht die Absperrklappenwelle 14 ihrerseits die Nabe 52 gegen die Spannung der Spiralfeder 42 so weit, daß das Schaltelement 54 die Endschalter 46 und 48 betätigen kann, welche den Steuermechanismus der Feuerstätte einschalten.

Das Anbringen des Schaltelementes 54 an der gegenüber der Getriebeausgangswelle 40 frei drehbaren Nabe 52 bietet eine Sicherheit für den Fall, in dem die drehmomentschlüssige Verbindung zwischen der Getriebeausgangswelle 40 und der Absperrklappenwelie !4 aus irgendeinen Gründe unterbrochen ist Bei einem mit der Getriebeausgangswelie 40 starr verbundenen Schaltelement 54 bestünde die Gefahr, daß beim Einschalten des Stellmotors 28 die Absperrklappe 12 in ihrer Absperrstellung bleibt und die Feuerstätte trotz geschlossener Absperrklappe 12 eingeschaltet wird. Diese Gefahr wird dadurch vermieden, daß die Nabe 52 und damit das Schaltelement 54 beim Entkuppeln der Getriebeausgangswelle 40 und der Absperrklappenwelle 14 in jedem Fall durch die Spiralfeder 42 von den Endschaltern 46 48 weggedreht werden.

Soll die erfindungsgemäße Absperreinrichtung an Feuerstätten eingebaut werden, deren elektrische Installationen -die ständige Speisung des Stellmotors 28 bei außer Betrieb befindlicher Feuerstätte erlauben, kann die in F i g. 1 dargestellte Absperreinrichtung nach einer geringfügigen Abwandlung auch so verwendet werden, daß die Absperrklappe 12 durch die Spiralfeder 42 in ihre Offen-Stellung vorgespannt und durch den Stellmotor 28 in ihre Absperrstellung überführbar ist Dazu muß lediglich die Absperrklappenwelie 14 in einer um 90° gedrehten Stellung mit der Getriebeausgangswelle 40 und der Nabe 52 gekuppelt werden. Zu diesem Zweck ist mindestens ein weiterer um 90° gegenüber dem Schlitz 62 versetzter Schlitz an dem Kupplungsende der Absperrklappenwelle 14 vorgesehen. Ferner müssen entsprechend der Darstellung in Fig.4 in diesem Falle lediglich die Endschalter 46' und 48' so angeordnet sein, daß sie in der in F i g. 3 durch die gestrichelten Linien angedeutete Endstellung des Schaltelementes 54 beaufschlagt werden.

Bei dieser Betriebsart könnte nun bei dem oben beschriebenen ungürstigen Fall einer unbemerkten Entkupplung von Getriebeausgangswelle 40 und Absperrklappenwelie 14 das Schaltelement 54 durch die Spiralfeder 42 zur Anlage an den Endschaltern 46', 48' gebracht und damit die Feuerstätte eingeschaltet werden, auch wenn sich die Absperrklappe 12 in der Absperrstellung befindet Daher ist für diese Betriebsart eine Trennfeder 72 in Form einer Schraubendruckfeder vorgesehen, weiche die Getriebeausgangswelie 40 umgibt und sich einerseits an dem Getriebegehäuse 74 und andererseits an der Nabe 52 abstützt und dieses in axialer Richtung auf das freie Ende der Getriebeausgangswelie 40 vorspannt Dadurch wird beim Herausziehen der Getriebeausgangswelie 40 aus der axialen Bohrung in dem Kupplungsende der Absperrklappenwelie 14 die Nabe 52 axial verschoben, bis sie an den Stift 60 anstößt Dadurch ist aber auch das Schaltelement 54 so in axialer Richtung der Getriebeausgangswelie 40 versetzt daß es nicht mehr auf die Schaltkontakte 76,78 der Endschalter 46', 48' treffen kann. Die Trennfeder 72 kann bei Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Ab.<perreinrichtung gemäß der ersten Betriebsweise entfallen, stört jedoch diese Betriebsweise nicht und stellt auch in diesem Fall etwa bei einem Bruch der Spiralfeder 42 noch eine zusätzliche Sicherung dar.

Wie man in den F i g. 1 und 2 erkennt, ist mit dem der Absperrklappe 12 abgewandten Ende der Motorwelle 30 ein in Form einer zylindrischen Scheibe ausgebildeter Rotor (Luftwiderstandselement 80) drehfest verbunden. Der Rotor ist in einer koaxial zur Motorwellc 30 ausgebildeten Aussparung 82 eines Stators 84 drehbar. Der Stator 84 ist über Schraubbolzen 86 an der getriebefernen Seite des Stellmotors 2B befestigt. Zwischen der Außenumfangsfläche des Rotors und der Innenumfangsfläche der Aussparung 82 ist ein schmaler in dun F i g. 1 und 2 der Deutlichkeit halber relativ breit dargc-Sieüier Luftspalt So gebiidei.

Bei Drehung der Motorwelle 30 dreht sich der Rotor (Luftwiderstandselement 80) in der Aussparung 82 des Stators 84. Das durch die Luftwirbelbildung in dem Luftspalt 88 und die Luftreibung an dem Rotor verursachte Bremsmoment ist umso größer, je größer die Drehgeschwindigkeit der Motorwelle 30 ist. Während nun der Stellmotor 28 mit einer konstanten, durch seine Bauweise und die elektrischen Größen vorgegebenen Drehzahi läuft, möchte sich die Spiralfeder 42 nach Abschalten des Stellmotors 28 schlagartig entspannen, und treibt dabei die Motorwelle 30 über die Nabe 52, die Absperrklappenweüe 14, die Getriebeausgangswelie 40 und das in diesem Fall als Übersetzungsgetriebe wirkende Untersetzungsgetriebe 32 mit einer Drehzahl an, die ein Mehrfaches der dem Stellmotor 28 eigenen Drehzahl beträgt. Bei dieser hohen Drehzahl steigt auch das Bremsmoment der von dem Rotor und dem Stator 84 unter Bildung des Luftschutzes SS gebildeten Luftwiderstandsbremse, so daß die von der Spiralfeder 42 bewirkte Rückstellbewegung der Absperrklappe 12 erheblich abgebremst werden kann. Dadurch daß die Luftwiderstandsbremse an der schnell drehenden Motorwelle 30 angreift genügt bereits eine geringe auf den Rotor wirkende Kraft um die Motorwelle 30 und damit auch die Absperrklappe 12 zu verlangsamen. Somit läßt sich für den Fall, daß die Absperrklappe 12 durch den Stellmotor 28 in ihre Offen-Stellung gebracht wird und durch die Spiralfeder 42 in ihre Schließstellung überführt wird, eine gewünschte Verzögerung des Schließvorganges erzielen.

Aus den oben erläuterten Gründen ist es unter Umso ständen wünschenswert die Absperrklappe 12 erst einige Zeit nach dem Abschalten der Feuerstätte zu schließen. Zu dem Zweck ist ein Bimetallelement 90 mittels eines Stützelementes 92 so an der getriebefernen Seite des Stellmotors 28 angeordnet daß es auf den Rotor (Luftwiderstandselement 80) drückt wenn es sich verbiegt Da aber, wie bereits oben besprochen wurde, eine ganz geringe Kraft genügt um den Rotor und damit auch die Absperrklappe 12 anzuhalten, ist der Druck des gebogenen, am Rotor anliegenden Bimetallelementes ausreichend, um den Rotor festzuhalten und damit eine Schließung der Absperrklappe 12 durch die Spiralfeder 42 so lange zu verhindern, bis sich das Bimetallelement 90 vom Rotor löst

Mit 94 ist eine beispielsweise in den Schaltkreis der Absperreinrichtung geschaltete Widerstandsdrahtwicklung für eine elektrische Heizung des Bimetallelementes 90 bezeichnet wobei dessen Charakteristik so gewählt ist daß es erst nach öffnung der Absperrklappe 12

durch den Stellmotor sich gegen den Rotor anlegt und
sich erst eine gewisse Zeit nach Abschalten des Stellmotors vom Rotor löst. P,

Um die Absperrklappe in einer definierten Zwischenstellung festhalten zu können, um die Absperreinrich- 5 tung beispielsweise an einem Teillastbetrieb des Brenners anpassen zu können, ist auf der getriebefernen Seite des .Stellmotors 28 ein Hemmglied 108 vorgesehen,
welches mittels eines Elektromagneten 110 gegen den
Rotor gedrückt werden kann mit einer Kraft, die aus- io reicht, den Rotor und damit die Absperrklappe 12 festzuhalten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

15

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Claims (6)

1 2 Absperrklappe durch eine Feder in Richtung auf eine Patentansprüche: erste durch einen Anschlag bestimmte Endstellung vorgespannt und durch den Stellmotor in Richtung auf eine

1. Absperreinrichtung zum Einbau in die Abgaslei- durch einen zweiten Anschlag definierte zweite Endsteltung von Feuerstätten, umfassend ein Durchflußge- 5 lung verstellbar ist, und wobei mindestens ein in der häuse, in diesem Durchflußgehäuse untergebracht Offen-Stellung der Absperrklappe durch ein Schalleleeine zwischen einer Offen-Stellung und einer Ab- ment betät'gbarer und zur Inbetriebnahme von der Absperrstellung verstellbare, Absperrklappe und einen sperreinrichtung vorgeschalteten Feuerstätten viienenan der Außenseite des Durchflußgehäuses ange- der Endschalter vorgesehen ist, wobei ferner der Stellbrachten Stellmotor für die Absperrklappe, wobei io motor von einem schnelldrehenden Elektromotor gebildie Absperrklappe durch eine Feder in Richtung auf det ist, dessen Mctorwelle mit dem Getriebeeingang eine erste durch einen Anschlag bestimmte Endstel- eines die Motordrehzahl ins Langsame untersetzenden lung vorgespannt und durch den Stellmotor in Rieh- Untersetzungsgetriebes verbunden ist, dessen Getrietung auf eine durch einen zweiten Anschlag definier- heausgang mit der Absperrklappe in Verbindung steht, te zweite Endstellung verstellbar ist, und wobei min- 15 und wobei die Feder an der Absperrklappe und/oder destens ein in der Offen-Stellung der Absperrklappe einem Getriebeausgangsnahen Getriebeteil angreift
durch ein Schaltelement betätigbarer und zur Inbe- Eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art ist z. B. triebnahme von der Absperreinrichtung vorgeschal- durch die DE-OS 24 38 875 bekannt
teten Feuerstätten dienender Endschalter vorgese- Gegenüber Absperreinrichtungen, bei denen die Abhen ist vmbei ferner der Stellmotor von einem 20 sperrklappe in beiden Richtungen durch einen SteHmoschnell drehenden Elektromotor gebildet ist, dessen tor verstellt wird, haben Absperreinrichtungen der Motorwelle mit dem Getriebeeingang eines die Mo- obengenannten Art den Vorteil, daß sie hinsichtlich des tordrehzahl ins Langsame untersetzenden Unterset- Aufbaus und des Schaltungsaufwandes preiswerter herzungsgetriebe verbunden ist, dessen Getriebeaus- gestellt werden können. Jedoch ist es bei den Absperrgang mit der Absperrklappe in Verbindung steht, 25 einrichtungen der gattungsgemäßen Art nicht möglich, und wobei die Feder an der Absperrklappe und/oder die Verstellgeschwuviigkeit beim Rückstellen der Abeinem getriebeausgangsnahen Getriebeteil angreift, sperrklappe durch die Feder zu beeinflussen,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Hemm- Die Stellgeschwindigkeit der Absperrklappe bei ihrer vorrichtung zum Angriff an der Motorwelle (30) Verstellung durch den Stellmotor ist durch dessen und/oder einem getriebeeingangsnahen Getriebeteil 30 Drehzahl und das Untersetzungsverhältnis des Getrie-(36) vorgesehen ist bes gegeben und durch entsprechende Wahl dieser bei-

Z Absperreinrichtuny nach Anspruch 1, dadurch den Größen auf einen geeigneten Wert festlegbar, bei gekennzeichnet, da3 die Hemmvorrichtung eine dem den Erfordernissen der Feuerstätte Rechnung geBremse mit bei zunehmender D: -hzahl steigendem tragen wird und sichergestellt ist, daß die Absperrein-Bremsmoment umfaßt. 35 richtung nicht durch zu hartes Anschlagen eines der

3. Absperreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- bewegten Teile an dem die Endstellen definierenden durch gekennzeichnet, daß die Hemmvorrichtung ei- Anschlag beschädigt wird. Dagegen hat die Feder zum ne Bremse mit vom Drehsinn der Motorwelle (30) Zurückstellen der Absperrklappe nachdem Abschalten abhängigem unterschiedlichem Bremsmoment um- des Stellmotors das Bestreben, sich schlagartig zu entfaßt. 40 spannen, wobei die Rückstellbewegung lediglich durch

4. Hemmvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, da- das Getriebe gedämpft wird und sehr rasch erfolgt. Das durch gekennzeichnet, daß die Bremse ein mit der hat zum einen den Nachteil, daß die Absperreinrichtung Motorwelle (30) drehfest verbundenes Luftwider- auf die Dauer gesehen durch zu hartes Anschlagen der Standselement (80) umfaßt. Absperrklappe oder eines mit ihr verbundenen Teiles an

5. Absperreinrichtung nach Anspruch 4, dadurch 45 dem die Endstellung definierenden Anschlag beschädigt gekennzeichnet daß das Luftwiderstandselement wird. Zum andern kann es für den Betrieb der Feuerstät-(80) von einem im wesentlichen zylindrischen, ko- te wünschenswerte sein, daß ein Übergang von der eiaxial auf der Motorwelle (30) angeordneten Rotor nen Stellung der Absperrklappe in die andere Stellung gebildet ist, der in einer im wesentlichen zylindri- der Absperrklappe nicht so rasch erfolgt Zur Lösung sehen, koaxialen Aussparung (82) eines Stators (84) 50 dieses Problems ist es nicht ratsam, die Feder entspreunter Bildung ein« Luftspaltes (88) zwischen der chend schwächer auszuführen, da aus sicherheitstechni-Rotorumfangsfläche und der Umfangsfläche der sehen Gründen die Spannung der Feder so groß sein Aussparung drehbar ist. muß, daß sie auch unter ungünstigen Bedingungen die

6. Absperreinrichtung nach Anspruch 5, dadurch Absperrklappe in jedem Falle nach dem Ausschalten gekennzeichnet, daß der Rotor und der otator (84) 55 des Motors zurückdrehen kann.

auf der dem Untersetzungsgetriebe (32) abgewand- Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Absperreinten Seite des Stellmotors (28) angeordnet sind. richtung der gattungsgemäßen Art mit einem Minimum

an baulichem und schaltungstechnischem Mehraufwand

so auszubilden, daß die Verstellgeschwindigkeit der Ab-

60 sperrklappe beim Rückstellen durch die Feder verlangsamt werden kann.

Die Erfindung betrifft eine Absperreinrichtung zum Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß

F.inbau in die Abgasleitung von Feuerstätten, umfassend vorgeschlagen, daß eine Hemmvorrichtung zum Angriff

ein Durchflußgehäuse, in diesem Durchflußgehäuse un- an der Motorwelle und/oder einem getriebecingungsna-

lergebracht eine zwischen einer Offen-Stellung und ei- g5 hen Getriebeteii vorgesehen ist.

ner Absperrstellung verstellbare, Absperrklappe und ei- Wegen der großen Untersetzung zwischen Getriebenen an der Außenseite des Durchflußgehäuses ange- eingang und Getriebeausgang genügt ein kleiner relativ brachten Stellmotor für die Absperrklappe, wobei die schwacher Elektromotor mit einer Leistungsaufnahme