DE4239423A1 - Spannhebelklappe mit hydraulischem Antrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannhebelklappe, deren Klappenflügel durch mindestens einen Spannhebel betätigbar ist, welcher auf einer Antriebswelle sitzt, die durch einen hydraulischen Antrieb mit zwei Zylinderkolbeneinheiten antreibbar ist.

Bei den bisher bekannten Klappenventilen dieser Art sind als hydraulischer Antrieb zwei Zylinderkolbenanordnungen vorgesehen, die auf einen auf der Antriebswelle sitzenden Winkelhebel angreifen, derart, daß der Antrieb über einen ersten Drehwinkel allein durch die Betätigung des einen Hebelendes mittels der einen Zylinderkolbenanordnung, über einen zweiten Drehwinkel durch die gleichzeitige Betätigung beider Hebelenden mittels beider Zylinderkolbenanordnungen und über einen dritten Drehwinkel allein durch die Betätigung des anderen Hebelendes mittels der anderen Zylinderkolbenanordnung erfolgt (DE-PS 40 33 663). Es versteht sich von selbst, daß eine solche Anordnung sowohl konstruktiv als auch steuerungstechnisch sehr aufwendig und dementsprechend teuer ist.

Als Alternative hierzu kamen auch in der Vergangenheit als Antriebsorgan für die Antriebswelle des Spannhebels Schneckengetriebe zum Einsatz, die aber für die geforderten Umschaltzeiten zu langsam sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannhebelklappe der eingangs genannten Art zu schaffen, deren hydraulischer Antrieb sowohl konstruktiv als auch montage- und steuerungstechnisch einfach ist, und darüberhinaus einen optimalen Drehmomentenverlauf während des Umschaltvorganges gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der hydraulische Antrieb aus zwei gegenläufig arbeitenden Zylinderkolbeneinheiten besteht, die an Betätigungshebeln eines Stirnradgetriebes angelenkt sind, das sich aus zwei durch je einen Betätigungshebel drehbaren Antriebsritzeln und einem dazwischenliegenden, auf der Antriebswelle des Spannhebels sitzenden Abtriebsritzel zusammensetzt, wobei zwischen Antrieb und Abtrieb ein Übersetzungsverhältnis von vorzugsweise 1 : 2 besteht.

Die vorgeschlagene Konstruktion hat den Vorteil, daß man den Klappenflügel mit verhältnismäßig kleindimensionierten Standard- Hydraulikzylindern antreiben kann, zum einen weil beide Hydraulikzylinder gleichzeitig auf das Stirnradgetriebe wirksam sind, und zum anderen weil durch das zwischen Antrieb und Abtrieb vorhandene Übersetzungsverhältnis von vorzugsweise 1 : 2 entsprechend hohe Drehmomente an der Antriebswelle der Spannhebel erzielbar sind. Je nach Einsatzbedingungen kann das Übersetzungsverhältnis zwischen Antrieb und Abtrieb selbstverständlich innerhalb bestimmter Grenzen variieren. Entscheidend ist nur dabei, daß das Übersetzungsverhältnis, wie beim vorzugsweise vorgesehenen Verhältnis 1 : 2, positiv ist.

Darüberhinaus hat der erfindungsgemäße Antrieb den Vorteil, daß die Betätigungshebel, mit deren Hilfe, die Schubkraft der Hydraulikzylinder in ein Drehmoment umgesetzt wird, im Stirnradgetriebe integriert sind und somit eine Antriebskonsole als zusätzliches Armaturenbauteil, wie das sonst bei den Winkelhebeln nach dem Stand der Technik der Fall ist, entfallen können. Schließlich hat der erfindungsgemäße Antrieb auch den Vorteil, daß er gerade in der Zwischenstellung der Betätigungshebel, die mit der Zwischenstellung des Klappenflügels korrespondiert, das maximale Antriebsmoment erzielen kann. So ergibt sich etwa bei Spannhebelklappen, deren Klappenflügel um 90° zwischen den beiden Endstellungen schwenkbar ist, das maximale Antriebsmoment in der Zwischenstellung bei 45° des Klappenflügels, in welcher der größte Drehmomentbedarf besteht.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß die beiden Kolbenzylindereinheiten und das Stirnradgetriebe eine Baueinheit bilden, wobei die Zylinderkolbeneinheiten am Gehäuse des Stirnradgetriebes gelagert sind.

Es ist hierbei vorteilhaft, wenn gemäß einem weiteren Vorschlag nach der Erfindung die Drehachsen der Antriebs- und Abtriebsritzel in einer Ebene mittig zwischen den beiden Zylinderkolbeneinheiten liegen und diese am Gehäuse des Stirnradgetriebes so gelagert sind, daß sie in den Endschaltstellungen der Spannhebelklappe etwa achsparallel zueinander liegen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung ist das Gehäuse des Stirnradgetriebes an den schmalen Stirnseiten mit Traglaschen versehen, die federnd an Lagerbolzen des Klappengehäuses aufgehängt sind. Hierdurch entfällt eine Drehmomentschwinge als zusätzliches Armaturenbauteil, wie das sonst nach dem Stand der Technik der Fall ist.

Die Hydraulikzylinder sind normalerweise als Differentialzylinder ausgeführt, um die Antriebswelle der Spannhebelklappe in beide Richtungen zu betätigen.

Es ist ferner im Rahmen der Erfindung möglich, die Zylinderkolbeneinheiten spiegelbildlich zu verdoppeln. Damit ist die Antriebswelle der Spannhebelklappe je nach Bedarf ebenfalls in beiden Betätigungsrichtungen antreibbar.

Durch beidseitige Anordnung der Antriebseinheiten an der Antriebswelle kann das installierte Antriebsmoment verdoppelt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Spannhebelklappe, in der Vorderansicht dargestellt,

Fig. 2 die Spannhebelklappe gemäß Fig. 1, im Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 dargestellt,

Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Spannhebelantrieb der Spannhebelklappe gemäß Fig. 1, in der Vorderansicht, teilweise im Schnitt und vergrößert dargestellt,

Fig. 4 den Spannhebelantrieb gemäß Fig. 3, in der Seitenansicht dargestellt,

Fig. 5 den Spannhebelantrieb gemäß Fig. 3 mit zusätzlicher Zylinderkolbeneinheiten für die Antriebswelle, in der Vorderansicht dargestellt.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Spannhebelklappe mit einem Gehäuse 1 und einem Klappenflügel 2 zum wahlweisen Absperren zweier Rauchgaskanäle 3, 3′ mit verhältnismäßig großem Kanalquerschnitt dargestellt. Der Klappenflügel 2 ist durch zwei Spannhebel 4a, 4b betätigbar, welche auf einer Antriebswelle 5 sitzen. Diese ist durch zwei erfindungsgemäße hydraulische Antriebe 6a, 6b antreibbar.

Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, besteht jeder der hydraulischen Antriebe 6a, 6b aus zwei gegenläufig arbeitenden Zylinderkolbeneinheiten 7, 8, die an je einem Betätigungshebel 9, 10 eines Stirnradgetriebes 11 angelenkt sind. Letzteres setzt sich zusammen aus zwei durch je einen der Betätigungshebel 9, 10 drehbaren Antriebsritzel 12, 13 und einem dazwischenliegenden Abtrittsritzel 14, der auf der Antriebswelle 5 der Spannhebel 4a, 4b sitzt. Das Stirnradgetriebe 11 hat zwischen Antrieb und Abtrieb ein Übersetzungsverhältnis vorzugsweise von 1 : 2.

Die beiden Kolbenzylindereinheiten 7, 8 und das Stirnradgetriebe 11 bilden eine Baueinheit, wobei die Zylinderkolbeneinheiten 7, 8 am Gehäuse 15 des Stirnradgetriebes 11 auf Lagerbolzen 16 gelagert sind.

Dabei sind die Drehachsen 17, 18, 19 der Antriebs- und Abtriebsritzel in eine Ebene mittig zwischen den beiden Zylinderkolbeneinheiten 7 und 8 angeordnet.

In den Endschaltstellungen der Spannhebelkappe liegen die beiden Zylinderkolbeneinheiten 7, 8 etwa achsparallel zueinander. Das Gehäuse 15 des Stirnradgetriebes 11 ist an den schmalen Stirnseiten mit Traglaschen 20, 21 versehen, die federnd an Lagerbolzen 22, 23 des Klappengehäuses 1 aufgehängt sind.

Die Zylinderkolbeneinheiten 7, 8 sind als Differentialzylinder ausgebildet, um die Antriebswelle 5 in beiden Betätigungsrichtungen anzutreiben.

Bei Bedarf ist es aber ohne weiteres möglich, die Antriebe 6a, 6b mit je zwei zusätzlichen Zylinderkolbeneinheiten 7′, 8′ (Fig. 5) zu versehen. Damit ist die Antriebswelle 5 der Spannhebelklappe auch in beiden Betätigungsrichtungen antreibbar.

In der Fig. 3 ist der Antrieb 6a dargestellt. Der Antrieb 6b ist identisch ausgebildet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Klappenflügel 2 zwischen den beiden Endschaltstellungen in einem Winkel von 90° um eine Drehachse 24 schwenkbar. In der in Fig. 2 dargestellten Ausgangsstellung des Klappenflügels 2 befinden sich die Zylinderkolbeneinheiten 7 und 8 mit Antrieben 6a, 6b in der in Fig. 3 dargestellten Stellung, in der die Betätigungshebel 9, 10 in einem Winkel von 45° zur Mittelachse des Stirnradgetriebes 11 geneigt sind. Zum Umschalten der Spannhebelklappe in die zweite Endschaltstellung werden die Betätigungshebel 9, 10 mit Hilfe der Zylinderkolbeneinheiten 7, 8 um ca. 90° geschwenkt, wobei die Antriebswelle 5, auf der die beiden Spannhebel 4a, 4b sitzen, über das Zahnradgetriebe 11 um ca. 180° gedreht wird.

Der erfindungsgemäße Antrieb liefert dabei das größten Drehmoment bei waagegerecht liegenden Betätigungshebeln 9 und 10, d. h. bei einem Schwenkwinkel von 45°, wobei der Klappenflügel 2 sich dann in der Zwischenstellung zwischen den beiden Endstellungen befindet, in der der Drehmomentbedarf am größten ist.

Claims (5)

1. Spannhebelklappe, deren Klappenflügel durch mindestens einen Spannhebel betätigbar ist, welcher auf einer Antriebswelle sitzt, die durch einen hydraulischen Antrieb mit zwei Zylinderkolbeneinheiten antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Antrieb (6a, 6b) aus zwei gegenläufig arbeitenden Zylinderkolbeneinheiten (7, 8) besteht, die an Betätigungshebeln (9, 10) eines Stirnradgetriebes (11) angelenkt sind, das sich aus zwei durch je einen Betätigungshebel (9 bzw. 10) drehbaren Antriebsritzeln (12, 13) und einen dazwischenliegenden, auf der Antriebswelle (5) des Spannhebels (4a, 4b) sitzenden Abtriebsritzel (14) zusammensetzt, wobei zwischen Antrieb und Abtrieb ein Übersetzungsverhältnis von vorzugsweise 1 : 2 besteht.

2. Spannhebelklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kolbenzylindereinheiten (7, 8) und das Stirnradgetriebe (11) eine Baueinheit bilden, wobei die Zylinderkolbeneinheiten (7, 8) am Gehäuse (15) des Stirnradgetriebes (11) gelagert sind.

3. Spannhebelklappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Antriebs- und Abtriebsritzel (12, 13, 14) in einer Ebene mittig zwischen den beiden Zylinderkolbeneinheiten (7, 8) liegen und diese am Gehäuse (15) des Stirnradgetriebe (11) so gelagert sind, daß sie in den Endschaltstellungen der Spannhebelklappe etwa achsparallel zueinander liegen.

4. Spannhebelklappe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (15) des Stirnradgetriebes (11) an den schmalen Stirnseiten mit Traglaschen (20, 21) versehen ist, die federnd an Lagerbolzen (22, 23) des Klappengehäuses (1) aufgehängt sind.

5. Spannhebelklappe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Antrieb (6a, 6b) mit zwei spiegelbildlich zu den Zylinderkolbeneinheiten (7, 8) angeordneten, zusätzlichen Zylinderkolbeneinheiten (7′, 8′) versehen ist.