DE4136907C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Klappenantrieb für Absperrklappen zum Absperren von Rauchgas- oder Abluft­ kanälen, 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 Antriebsaggregat einen auf der Antriebswelle befestigten Winkelhebel und zwei Zylinderkolbenanordnungen zur Betätigung des Winkelhebels aufweist, und die beiden Zylinderkolbenanordnungen an den Hebelenden des Winkel­ hebels sowie an Festpunkten angelenkt und mit Druckmedium beaufschlagbar sind.

Es sind Klappenantriebe für Absperrklappen bekannt, welche mit Luft- oder Hydraulikmotoren arbeiten, die bei Energieausfall aus einem Lufttank bzw. aus einem Blasen­ speicher betrieben werden. Derartige Klappenantriebe sind verhältnismäßig kostenaufwendig und nach langen Still­ standszeiten 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 hinsicht­ lich der Schmierung Schwierigkeiten auf, so daß oftmals Trockenlauf in Kauf genommen werden muß. Aus einem solchen Trockenlauf resultiert ein "Fressen" 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 Klappenach­ sen wenigstens mit einem Ende aus dem Rahmen herausragen und auf diesen Enden Klappenarme befestigt sind, welche durch ein außerhalb der Förderleitung verlaufendes Ge­ stänge untereinander und mit einer Betätigungseinrichtung für die Jalousieklappen verbunden sind. Das Gestänge weist eine Reihe von an die betreffenden Klappenarme angeschlossenen, untereinander gleich langen Hilfshebeln auf, welche jeweils mit parallel zu den Klappenachsen verlaufenden Drehzapfen in einer außerhalb der Förderlei­ tung 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-OS 26 03 242). - Bei dieser bekannten Klappjalousie will man erreichen, daß eine Winkelverdrehung der Jalou­ sieklappen im heißen Zustand nicht länger zu großen Durchlaßschlitzen zwischen den einzelnen Jalousieklappen führt, vielmehr der gewünschte gasdichte Verschluß durch die Klappjalousie bei allen Temperaturen gewährleistet ist. Durch diese bekannten Maßnahmen sind die Probleme um die Verwirklichung eines funktionsgerechten Klappenantriebes auch nach langen Stillstandszeiten für Absperrklappen zum Absperren von Rauchgasen- oder Abluftkanälen mit insbe­ sondere großen Kanalquerschnitten nicht maßgebend beein­ flußt 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 Still­ standszeiten auszeichnet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Klappenantrieb dadurch, daß bei in Ausgangsstellung be­ findlichem Winkelhebel die eine Zylinderkolbenanordnung mit einfahrender Kolbenstange an das untere Hebelende ange­ schlossen ist und die andere Zylinderkolbenanordnung mit nahezu ausgefahrener Kolbenstange an das obere Hebelende des Winkelhebels angeschlossen ist, daß zum Betätigen der Antriebswelle bzw. Verschwenken der Absperrklappe die eine Zylinderkolbenanordnung bis zur Totpunktlage ihrer Kolben­ stange druckbeaufschlagt und die andere Zylinderkolben­ anordnung nach Erreichen der Totpunktlage ihrer Kolben­ stange zugbeaufschlagt ist, und daß nach einer Dreh­ winkelbetätigung der beiden Hebelarme des Winkelhebels zum Rückschwenken der Absperrklappe um einen vorgegebenen Dreh­ winkel eine hinsichtlich ihrer Druck- und Zugbeaufschlagung Umsteuerung der beiden Zylinderkolbenanordnungen erfolgt.

Druckbeaufschlagung meint im Rahmen der Erfindung, daß die kolbenstangenfreie Seite des Kolbens der jeweiligen Zylinderkolbenanordnung mit einem Druckmedium beaufschlagt wird. Zugbeaufschlagung meint im Rahmen der Erfindung, daß der Kolben der jeweiligen Zylinderkolbenanordnung kolben­ stangenseitig mit Druckmedium beaufschlagt wird. Folglich werden unter Berücksichtigung der Kolbenflächenverhältnisse bei gleichem Druck im Wege der Druckbeaufschlagung größere Zylinderkräfte als im Wege der Zugbeaufschlagung erzeugt. - Im Rahmen der Erfindung ist zunächst einmal von Be­ deutung, daß sich hydraulisch oder pneumatisch arbeitende Linearzylinder 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 Ab­ sperrklappen zum Absperren von Rauchgas- oder Abluftkanälen mit großen Kanalquerschnitten ein Problem darin, daß einerseits ein verhältnismäßig großes Drehmoment aufge­ bracht werden muß, andererseits der Schwenkwinkel bis zu 180° betragen kann. Dieses Problem löst die Erfindung durch den Einsatz von zwei Linearzylindern bzw. Zylinderkolben­ anordnungen, 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 An­ triebswelle gewährleistet. Dabei kann die Drehwinkelbe­ tätigung der beiden Hebelarme des Winkelhebels über einen Drehwinkel erfolgen, der kleiner 180°, größer 180° oder gleich 180° ist. Folglich zeichnet sich der erfindungsgemäße Klappenantrieb auch durch erhöhte und im übrigen dauer­ hafte Funktionstüchtigkeit aus. Die dauerhafte Funk­ tionstüchtigkeit resultiert aus der Tatsache, daß nunmehr selbst nach langen Stillstandszeiten keine Schwierigkei­ ten mehr aus einer nunmehr überflüssig gewordenen Ge­ triebeschmierung auftreten. Darüber hinaus lassen sich auch die beiden Zylinderkolbenanordnungen bei Energieaus­ fall aus einem Lufttank oder einem Blasenspeicher betrei­ ben.

Stets wird durch die Zylindersteuerung bzw. das Umschalten der Druckmittelversorgung in den jeweiligen Totlagen der Zylinderkolbenanordnungen dafür Sorge ge­ tragen, daß hinreichend große Zylinderkräfte zur Verfügung stehen, um selbst verhältnismäßig schwere Ab­ sperrklappen verschwenken zu können.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, daß die eine Zy­ linderkolbenanordnung nach Erreichen der Totpunktlage ihrer Kolbenstange zugbeaufschlagt und die andere Zylin­ derkolbenanordnung bis zum Erreichen der Totpunktlage ihrer Kolbenstange druckbeaufschlagt ist, also sich beide Zylinderkolbenanordnungen über einen vorgegebenen Dreh­ winkelbereich kurz vor und nach Erreichen der Totpunkt­ lage gegenseitig unterstützen. Im Zuge der auf die An­ triebswelle zu übertragenden Drehbewegung arbeitet jedenfalls die eine Zylinderkolbenanordnung in drückendem Sinne und die andere Zylinderkolbenanordnung in ziehendem Sinne und umgekehrt. Der Hub der beiden Zylinderkolbenan­ ordnungen entspricht einer 180°-Drehwinkelbetätigung des jeweiligen Hebelarmes bzw. Hebelendes des Winkelhebels. Weiter lehrt die Erfindung, daß für die beiden Zylinder­ kolbenanordnungen eine Ventilsteuerung für 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 Endschalter in der Totpunktlage der Zylinderkolbenanord­ nungen bzw. ihrer Kolbenstangen angeordnet sind. Die Positionen der Endschalter geben die stufenlose Überlage­ rung der Drehmomente vor. - Im Rahmen der Erfindung be­ steht ferner die Möglichkeit, daß die eine Zylinderkol­ benanordnung an dem einen Ende der Antriebswelle und die andere Zylinderkolbenanordnung an dem anderen Ende der Antriebswelle angeordnet ist und die Zylinderkolbenanord­ nungen jeweils an den Hebelarm eines geteilten Winkel­ hebels angreifen, wobei die voneinander getrennten Hebel­ arme und die Zylinderkolbenanordnungen in Axialprojektion der Antriebswelle die gleichen Winkelstellungen wie bei einem einteiligen Winkelhebel einnehmen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher er­ läutert; 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 und

Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 nach einer 180°-Dreh­ bewegung ohne Ventilsteuerung.

In den Figuren ist ein Klappenantrieb für eine Absperr­ klappe 1 zum Absperren eines Rauchgaskanals 2 mit verhältnismäßig großem Kanalquerschnitt dargestellt. Dieser Klappenantrieb weist ein Antriebsaggregat 3 für eine Antriebswelle 4 und einen Spannhebelmechanismus 5 auf, der zwischen der Antriebswelle 4 und der schwenkbar gelagerten Absperrklappe 1 angeordnet ist. Das Antriebs­ aggregat 3 weist einen auf der Antriebswelle drehfest be­ festigten Winkelhebel 6 und zwei Zylinderkolbenanordnun­ gen 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 erfolgt mit Druck­ medium.

Die beiden Hebelarme 11, 12 des Winkelhebels 6 bilden einen 90°-Winkel. Der eine Hebelarm 11 befindet sich in Ausgangsstellung in etwa 7 Uhr/8 Uhr-Stellung, wobei die eine Zylinderkolbenanordnung 7 mit eingefahrender Kolben­ stange 13 an dem Hebelende 6a des einen Hebelarms 11 an­ gelenkt ist und sich mit ihrer Festpunktanlenkung 9 auf der einen Seite der Antriebswelle 4 - bezogen auf eine durch die Antriebswelle 4 geführte Vertikalachse M - be­ findet. Der andere Hebelarm 12 befindet sich in Ausgangs­ stellung - aufgrund des 90°-Winkels zwangsläufig in 10 Uhr/11 Uhr-Stellung. Die andere Zylinderkolbenanord­ nung 8 ist mit ausgefahrener Kolbenstange 14 an dem He­ belende 6b des anderen Hebelarms 12 angelenkt und befindet sich mit der einen Hebelarm 11 kreuzenden Kolbenstange 14 in Schrägstellung sowie mit ihrer Festpunktanlenkung 10 auf der anderen Seite der Antriebswelle 4 - wiederum bezogen auf die durch die Antriebswelle 4 geführte Vertikalachse M. Die beiden Festpunktanlenkungen 9, 10 der Zylinder­ kolbenanordnungen 7, 8 liegen auf gleicher Ebene. Der Hub der beiden Zylinderkolbenanordnungen entspricht mindestens einer 180°-Drehwinkelbetätigung des jeweiligen Hebelarmes bzw. Hebelendes des Winkelhebels 6 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 6a und das andere Hebelende 6b des Winkelhebels 6 vorgesehen. Die Positionen der beiden Endschalter 17, 18 geben den Drehwinkel für die gleich­ zeitige Beaufschlagung der beiden Zylinderkolbenanord­ nungen 7, 8 bzw. Betätigung der beiden Hebelenden und folglich für die stufenlose Überlagerung der Drehmomente vor.

Zum Betätigen der Antriebswelle 4 bzw. Verschwenken der Absperrklappe 1 wird - ausgehend von der Ausgangsstellung des Winkelhebels 6 - die eine Zylinderkolbenanordnung 7 bis zur Totlage A1 ihrer Kolbenstange 13 druckbeaufschlagt und die andere Zylinderkolbenanordnung 8 nach Erreichen der Totpunktlage B1 ihrer Kolbenstange 14 zugbeaufschlagt. Nach einer Drehwinkelbetätigung der beiden Hebelarme 11, 12, die kleiner 180° oder größer 180° oder 180° sein kann, erfolgt zum Rückschwenken der Absperrklappe 1 eine hin­ sichtlich ihrer Druck- und Zugbeaufschlagungsumsteuerung der beiden Zylinderkolbenanordnungen 7, 8 über die Mehr­ wegeventile 15, 16. Die eine Zylinderkolbenanordnung 7 wird nach Erreichen der Totpunktlage A1 zugbeaufschlagt. Die andere Zylinderkolbenanordnung 8 wird bis zum Erreichen der Totpunktlage B1 druckbeaufschlagt.

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 zwei Zylinder­ kolbenanordnungen zur Betätigung des Winkelhebels aufweist, und die beiden Zylinderkolbenanordnungen an den Hebelenden des Winkelhebels sowie an Festpunkten angelenkt und mit Druckmedium beaufschlagbar sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei in Ausgangsstellung be­ findlichem Winkelhebel (6) die eine Zylinderkolbenanordnung (7) mit eingefahrener Kolbenstange (13) an das untere Hebelende (6a) angeschlossen ist und die andere Zylinder­ kolbenanordnung (8) mit nahezu ausgefahrener Kolbenstange (14) an das obere Hebelende (6b) des Winkelhebels (6) an­ geschlossen ist, daß zum Betätigen der Antriebswelle (4) bzw. Verschwenken der Absperrklappe (1) die eine Zylinder­ kolbenanordnung (7) bis zur Totpunktlage (A1) ihrer Kolbenstange (13) druckbeaufschlagt und die andere Zylinderkolbenan­ ordnung (8) nach Erreichen der Totpunktlage (B1) ihrer Kolbenstange (14) zugbeaufschlagt ist, und daß nach einer Drehwinkelbetätigung der beiden Hebelarme (11, 12) des Winkelhebels (6) zum Rückschwenken der Absperrklappe (1) um einen vorgegebenen Drehwinkel eine hinsichtlich ihrer Druck- und Zugbeaufschlagung Umsteuerung der beiden Zylinderkolbenanordnungen (7, 8) erfolgt.

2. Klappenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Zylinderkolbenanordnung (7) nach Erreichen der Totpunktlage (A1) ihrer Kolbenstange (13) zugbeaufschlagt ist.

3. Klappenantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die andere Zylinderkolbenanordnung (8) bis zum Erreichen der Totpunktlage (B1) ihrer Kolbenstange (14) druckbeaufschlagt ist.

4. Klappenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die beiden Zylinderkolbenan­ ordnungen (7, 8) eine Ventilsteuerung mit jeweils einem Mehrwegeventil (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 Endschalter (17, 18) in den Totpunktlagen der Zylinderkolbenanordnungen (7, 8) bzw. ihrer Kolben­ stangen (13, 14) angeordnet sind.

5. Klappenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Zylinderkolbenanordnung (7) an dem einen Ende und die andere Zylinderkolbenanordnung (8) an dem anderen Ende der Antriebswelle (4) angeordnet ist und die Zylinderkolbenanordnungen (7, 8) jeweils an den Hebelarm eines geteilten Winkelhebels angreifen, wobei die voneinander getrennten Hebelarme (11, 12) und Zylinder­ kolbenanordnungen (7, 8) in Axialprojektion der Antriebs­ welle (4) die gleiche Winkelstellung wie bei einem ein­ teiligen Winkelhebel (6) einnehmen.