DE4033663C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Klappenantrieb für Absperr­ klappen zum Absperren von Rauchgas- oder Abluftkanälen, insbesondere von Kanälen mit großen Kanalquerschnitten, mit einem Antriebsaggregat für eine Antriebswelle und mit einem Spannhebelmechanismus zwischen der Antriebswelle und einer schwenkbar gelagerten Absperrklappe, wobei das Antriebsag­ gregat einen auf der Antriebswelle befestigten Winkelhebel und zumindest eine an einem Festpunkt angelenkte zylinder­ kolbenanordnung zur Betätigung des Winkelhebels aufweist.

Es sind Klappenantriebe für Absperrklappen bekannt, welche mit Luft- oder Hydraulikmotoren arbeiten, die bei Energie­ ausfall aus einem Lufttank bzw. aus einem Blasenspeicher betrieben werden. Derartige Klappenantriebe sind verhält­ nismäßig kostenaufwendig und nach langen Stillstandszeiten häufig nicht mehr funktionstüchtig. Denn bei den bekannten Ausführungsformen ist regelmäßig ein aus Zahnstange und Ritzel bestehendes Getriebe zwischen dem Antriebsaggregat und der Antriebswelle eingesetzt. Ein solches Getriebe verlangt eine hinreichende Schmierung, wenn ein Fressen zwischen Zahnstange und Ritzel auch nach häufig langen Stillstandszeiten vermieden werden soll. Erfahrungsgemäß treten in solchen Fällen jedoch hinsichtlich der Schmierung Schwierigkeiten auf, so daß oftmals Trockenlauf in Kauf genommen werden muß. Aus einem solchen Trockenlauf resul­ tiert ein "Pressen" bis zur Funktionsuntüchtigkeit des Getriebes.

Außerdem kennt man eine Klappjalousie zum Verschließen einer Förderleitung für heiße Gase, bestehend aus einem in die Förderleitung einbaubaren Rahmen mit einer Anzahl von in ihm drehbar gelagerten parallelen Achsen mit darauf befestigten Jalousieklappen, wobei die Klappenachsen wenig­ stens mit einem Ende aus dem Rahmen herausragen und auf diesen Enden Klappenarme befestigt sind, welche durch ein außerhalb der Förderleitung verlaufendes Gestänge unterein­ ander und mit einer Betätigungseinrichtung für die Jalou­ sieklappen verbunden sind. Das Gestänge weist eine Reihe von an die betreffenden Klappenarme angeschlossenen, unter­ einander gleichlangen Hilfshebeln auf, welche jeweils mit parallel zu den Klappenachsen verlaufenden Drehzapfen in einer außerhalb der Förderleitung anzuordnenden Tragschiene angeordnet sind und jeweils einen Arm aufweisen, welcher die gleiche Länge wie der zugeordnete Klappenarm besitzt, mit welchem er durch eine Betätigungsstange in einer derartigen Länge verbunden ist, daß bei einem bestimmten Temperaturzustand des Rahmens der Hilfshebelarm parallel zum Klappenarm verläuft. Die Hilfshebel sind als Kniehebel ausgebildet (vgl. DE 26 03 242 B2). - Bei dieser bekannten Klappjalousie will man erreichen, daß eine Winkelverdrehung der Jalousieklappen im heißen Zustand nicht länger zu großen Durchlaßschlitzen zwischen den einzelnen Jalousie­ klappen führt, vielmehr der gewünschte gasdichte Verschluß durch die Klappjalousie bei allen Temperaturen gewährlei­ stet ist. Durch diese bekannten Maßnahmen sind die Probleme um die Verwirklichung eines funktionsgerechten Klappenan­ triebes auch nach langen Stillstandszeiten für Absperrklap­ pen zum Absperren von Rauchgasen- oder Abluftkanälen mit insbesondere großen Kanalquerschnitten nicht maßgebend beeinflußt worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Klappen­ antrieb für Absperrklappen der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der sich durch eine kostengünstige Bauweise und dauerhafte Funktionstüchtigkeit auch nach langen Stillstandszeiten auszeichnet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Klappenantrieb dadurch, daß zwei Zylinderkolbenanordnungen vorgesehen sind, und daß die beiden Zylinderkolbenanord­ nungen an den Hebelenden des Winkelhebels sowie an Festpunkten angelenkt und in Aufeinanderfolge derart mit Druckmedium beaufschlagbar sind, daß der Antrieb der Antriebswelle über einen ersten Drehwinkel allein durch die Betätigung des einen Hebelendes mittels der einen Zy­ linderkolbenanordnung, über einen sich anschließenden zwei­ ten Drehwinkel durch die gleichzeitige Betätigung beider Hebelenden mittels beider Zylinderkolbenanordnungen und über einen sich anschließenden dritten Drehwinkel allein durch die Betätigung des anderen Hebelendes mittels der an­ deren Zylinderkolbenanordnung erfolgt. - Im Rahmen der Erfindung ist zunächst einmal von Bedeutung, daß sich hydraulisch oder pneumatisch arbeitende Linearzylin­ der als Antriebsaggregate einsetzen lassen. Insoweit handelt es sich um einen Doppelzylinderantrieb. Bei solchen Linearzylindern handelt es sich um einfache und bewährte Bauteile, die darüber hinaus äußerst preis­ wert sind. Allerdings besteht bei Klappenantrieben für Absperrklappen zum Absperren von Rauchgas- oder Ab­ luftkanälen mit großen Kanalquerschnitten ein Problem darin, daß einerseits ein verhältnismäßig großes Drehmoment aufgebracht werden muß, andererseits der Schwenkwinkel bis zu 180° betragen kann. Dieses Problem löst die Erfindung durch den Einsatz von zwei Linearzylindern bzw. Zylinder­ kolbenanordnungen, welche eine stufenlose Überlagerung von zwei Drehmomentkennlinien ermöglichen. Dadurch steht für das Verschwenken der jeweiligen Absperrklappe stets ein das erforderliche Drehmoment übersteigendes Drehmoment zur Ver­ fügung und ist außerdem eine 180°-Drehbewegung der Antriebs­ welle gewährleistet. Folglich zeichnet sich der erfindungs­ gemäße Klappenantrieb auch durch erhöhte und im übrigen dauerhafte Funktionstüchtigkeit aus. Die dauerhafte Funktionstüchtigkeit resultiert aus der Tatsache, daß nun­ mehr selbst nach langen Stillstandszeiten keine Schwierig­ keiten mehr aus einer nunmehr überflüssig gewordenen Ge­ triebeschmierung auftreten. Darüber hinaus lassen sich auch die beiden Zylinderkolbenanordnungen bei Energieausfall aus einem Lufttank oder einem Blasenspeicher betreiben.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. Nach einem Vorschlag der Erfindung mit selb­ ständiger Bedeutung ist vorgesehen, daß die beiden Hebel­ arme des Winkelhebels einen 90°-Winkel bilden und sich der eine Hebelarm in Ausgangsstellung in etwa 7 Uhr/8 Uhr- Stellung befindet und die eine Zylinderkolbenanordnung mit eingefahrener Kolbenstange an dem Hebelende des einen Hebel­ armes angelenkt ist und sich mit ihrer Festpunktlagerung auf der einen Seite der Antriebswelle befindet, und daß sich der andere Hebelarm in Ausgangsstellung in 10 Uhr/11 Uhr- Stellung befindet und die andere Zylinderkolbenanordnung mit ausgefahrener Kolbenstange an dem Hebelende des anderen Hebelarmes angelenkt ist und sich mit den einen Hebelarm kreuzender Kolbenstange in Schrägstellung sowie mit ihrer Festpunktanlenkung auf der anderen Seite der Antriebswelle befindet. Dadurch wird einerseits eine Drehbewegung des Winkelhebels bzw. seiner Hebelarme sichergestellt, anderer­ seits eine Drebewegung über einen Drehwinkel von zumindest 180°, und zwar eben mit teilweiser Überlagerung der Dreh­ momente. Dennoch läßt sich eine verhältnismäßig kompakte Bauweise verwirklichen. Das gilt auch unter Berücksichtigung der Tatsache, daß sich die beiden Festpunktanlenkungen für die zwei Zylinderkolbenanordnungen zweckmäßigerweise auf gleicher Ebene befinden. Im Zuge der auf die Antriebswelle zu übertragenden Drehbewegung arbeitet die eine Zylinder­ kolbenanordnung in drückendem Sinne und die andere Zylinder­ kolbenanordnung in ziehendem Sinne und umgekehrt. Der Hub der beiden Zylinderkolbenanordnungen entspricht jedenfalls zumindest einer 180°-Drehwinkelbetätigung des jeweiligen Hebelarmes bzw. Hebelendes des Winkelhebels. Weiter lehrt die Erfindung, daß für die beiden Zylinderkolbenanordnungen eine Ventilsteuerung mit jeweils einem Mehrwegeventil, z. B. 4/3-Wegeventil, und jeweils einem Endschalter für das eine Hebelende und das andere Hebelende des Winkelhebels vorgesehen ist, und daß die Positionen der Endschalter den Drehwinkel für die gleichzeitige Beaufschlagung der beiden Zylinderkolbenanordnungen bzw. Betätigung der beiden Hebel­ enden und folglich die stufenlose Überlagerung der Dreh­ momente vorgeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Klappenantrieb in perspek­ tivischer Darstellung,

Fig. 2 das Antriebsaggregat für die Antriebswelle des Gegenstandes nach Fig. 1 in Ausgangsstellung,

Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 nach einer 180°-Drehbe­ wegung ohne Ventilsteuerung und

Fig. 4 ein Drehmomenten-Diagrammm.

In den Figuren ist ein Klappenantrieb für eine Absperr­ klappe 1 zum Absperren eines Rauchgaskanals 2 mit ver­ hältnismäßig großem Kanalquerschnitt dargestellt. Dieser Klappenantrieb weist ein Antriebsaggregat 3 für eine An­ triebswelle 4 und einen Spannhebelmechanismus 5 auf, der zwischen der Antriebswelle 4 und der schwenkbar gelagerten Absperrklappe 1 angeordnet ist. Das Antriebsaggregat 3 weist einen auf der Antriebswelle drehfest befestigten Winkelhebel 6 und zwei Zylinderkolbenanordnungen 7, 8 auf. Die beiden Zylinderkolbenanordnungen 7, 8 sind an den Hebelenden 6a, 6b des Winkelhebels 6 sowie an Festpunkten 9, 10 angelenkt. Die Beaufschlagung der beiden Zylinderkolbenanordnungen 7, 8 mit Druckmedium erfolgt in Aufeinanderfolge derart, daß der Antrieb der Antriebswelle 4 über einen ersten Drehwinkel α allein durch die Betätigung des einen Hebelendes 6a mittels der einen Zylinderkolbenanordnung 7 erfolgt, über einen zweiten Drehwinkel β durch die gleichzeitige Be­ tätigung beider Hebelenden 6a, 6b mittels beider Zylinder­ kolbenanordnungen 7, 8 und über einen dritten Drehwinkel γ allein durch die Betätigung des anderen Hebelendes 6b mittels der anderen Zylinderkolbenanordnung 8 erfolgt.

Die beiden Hebelarme 11, 12 des Winkelhebels 8 bilden einen 90°-Winkel. Der eine Hebelarm 11 befindet sich in Ausgangs­ stellung in etwa 7 Uhr/8 Uhr-Stellung, wobei die eine Zylinderkolbenanordnung 7 mit eingefahrener Kolbenstange 13 an dem Hebelende 6a des einen Hebelarms 11 angelenkt ist und sich mit ihrer Festpunktanlenkung 9 auf der einen Seite der Antriebswelle 4 - bezogen auf eine durch die Antriebswelle 4 geführte Vertikalachse M - befindet. Der andere Hebelarm 12 befindet sich in Ausgangsstellung - aufgrund des 90°- Winkels zwangsläufig in 10 Uhr/11 Uhr-Stellung. Die andere Zylinderkolbenanordnung 8 ist mit ausgefahrener Kolbenstange 14 an dem Hebelende 6b des anderen Hebelarms 12 angelenkt und befindet sich mit den einen Hebelarm 11 kreuzender Kolbenstange 14 in Schrägstellung sowie mit ihrer Festpunkt­ anlenkung 10 auf der anderen Seite der Antriebswelle 4 - wiederum bezogen auf die durch die Antriebswelle 4 ge­ führte Vertikalachse M. Die beiden Festpunktanlenkungen 9, 10 der Zylinderkolbenanordnungen 7, 8 liegen auf gleicher Ebene. Der Hub der beiden Zylinderkolbenanordnungen 7, 8 entspricht einer 180°-Drehwinkelbetätigung des jeweiligen Hebelarmes bzw. Hebelendes des Winkelhebels 8 und folglich einer 180°-Drehbewegung der Antriebswelle 4.

Für die beiden Zylinderkolbenanordnungen 7, 8 ist eine Ventilsteuerung mit jeweils einem Magnetventil bzw. 4/3-Wegeventil 15, 16 und jeweils einem Endschalter 17, 18 für das eine Hebelende 8a und das andere Hebelende 6b des Winkelhebels 6 vorgesehen. Die Positionen der beiden End­ schalter 17, 18 geben den Drehwinkel β für die gleichzeitige Beaufschlagung der beiden Zylinderkolbenanordnungen 7, 8 bzw. Betätigung der beiden Hebelenden und folglich für die stufenlose Überlagerung der Drehmomente vor.

Claims (5)

1. Klappenantrieb für Absperrklappen zum Absperren von Rauchgas- oder Abluftkanälen, insbes. von Kanälen mit großen Kanalquerschnitten, mit einem Antriebsaggregat für eine Antriebswelle und mit einem Spannhebelmechanismus zwischen der Antriebswelle und einer schwenkbar gelagerten Absperrklappe, wobei das Antriebsaggregat einen auf der Antriebswelle befestigten Winkelhebel und zumindest eine an einem Festpunkt angelenkte Zylinderkolbenanordnung zur Be­ tätigung des Winkelhebels aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei Zylinderkolbenanordnungen (7, 8) an den Hebelenden (6a, 6b) des Winkelhebels (6) sowie an Festpunkten (9, 10) angelenkt und in Aufein­ anderfolge derart mit Druckmedium beaufschlagbar sind, daß der Antrieb der Antriebswelle (4) über einen ersten Dreh­ winkel (α) allein durch die Betätigung des einen Hebel­ endes (6a) mittels der einen Zylinderkolbenanordnung (7), über einen zweiten Drehwinkel (β) durch die gleichzeitige Betätigung beider Hebelenden (8a, 6b) mittels beider zylin­ derkolbenanordnungen (7, 8) und über einen dritten Drehwin­ kel (γ°) allein durch die Betätigung des anderen Hebelendes (6b) mittels der anderen Zylinderkolbenanordnung (8) er­ folgt.

2. Klappenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hebelarme (11, 12) des Winkelhebels (6) einen 90°-Winkel bilden und sich der eine Hebelarm (11) in Aus­ gangsstellung in etwa 7 Uhr/8 Uhr-Stellung befindet und die eine Zylinderkolbenanordnung (7) mit eingefahrener Kolben­ stange (13) an dem Hebelende (6a) des einen Hebelarms (11) angelenkt ist und sich mit ihrer Festpunktanlenkung (9) auf der einen Seite der Antriebswelle (4) befindet, und daß sich der andere Hebelarm (12) in Ausgangsstellung in 10 Uhr/11 Uhr-Stellung befindet und die andere Zylinderkolbenan­ anordnung (8) mit ausgefahrener Kolbenstange (14) an dem Hebelende (6b) des anderen Hebelarms (12) angelenkt ist und sich mit den einen Hebelarm (11) kreuzender Kolbenstange (14) in Schrägstellung sowie mit ihrer Festpunktanlenkung (10) auf der anderen Seite der Antriebswelle (4) befindet.

3. Klappenantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Festpunktanlenkungen (9, 10) der Zylinderkolbenanordnungen (7, 8) auf gleicher Ebene be­ finden.

4. Klappenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der beiden Zylinderkolbenan­ ordnungen (7, 8) eine 180°-Drehwinkelbetätigung des je­ weiligen Hebelarms bzw. Hebelendes des Winkelhebels (6) entspricht.

5. Klappenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die beiden Zylinderkolbenan­ ordnungen (7, 8) eine Ventilsteuerung mit jeweils einem Mehrwegventil (15, 16), z. B. 4/3-Wegeventil, und jeweils einem Endschalter (17, 18) für das eine Hebelende (6a) und das andere Hebelende (6b) des Winkelhebels (6) vorgesehen ist, und daß die Positionen der Endschalter (17, 18) den Drehwinkel für die gleichzeitige Beaufschlagung der beiden Zylinderkolbenanordnungen (7, 8) bzw. Betätigung der beiden Hebelenden und stufenlosen Überlagerung der Drehmomente vorgeben.