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Elektromotorisch angetriebene Drehklappe, insbesondere für Luftheizungen.
von Eisenbahnfahrzeugen-Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehklappe, die mittels
eines Elektromotors angetrieben wird, wobei der Antrieb >beispielsweise von Hand
oder selbsttätig mittels eines Temperaturfühlers .gesteuert wird. Derartige Flappen
dienen beispielsweise zur Steuerung der Heizluftzufuhr zu den Abteilen von Eisenbahnfahrzeugen,
die bei Überschreiten eines bestimmten Wertes der Raumtemperatur durch Schließen
der Klappen abgestellt und bei Unterschreiten dieses Wertes durch Uffnen der Klappen
wieder angestellt wird.
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Bei Ventilen für Dampfheizungen von Eisenbahnwagen ist es bekannt,
einen elektromotorischen Antrieb vorzusehen, der bei Lauf des Motors in der einen
Richtung das Ventil schließt, bei .Lauf des Motors in der anderen Richtung das Ventil
öffnet.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, den elektromotorischen Antrieb
einer Drehklappe derart auszubilden, daß die Anwendung ;eines umsteuerbaren Motors
vermieden und ein an sich bekanntes Getriebe mit einem nur in einer Richtung umlaufenden
Motor verwendet werden kann. Ein derartiger Motor ist wesentlich einfacher, billiger
und betriebssicherer als ein umsteuerbarer Motor, so daß ,lie Verwendung eines solchen
erhebliche Vorteile mit sich bringt.
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Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zweck Blas an sich ,bekannte, von
einem in nur einer Richtung laufenden Motor angetriebene Getriebe
verwendet,
bestehend aus einer Kurbel und einer hin zier Kurbel angelenkten Zahnstange, die
in einer uni die Achse des von ihr angetriebenen Zahnrades schwenkbaren Führung
verschiebbar ist. Das Getriebezahnrad wird dabei mit der Welle der Drehklappe -ekuppelt,
wobei die Getriebekurbel mittel: einer mit ihr gekuppelten Steuerscheibe eine Doppelkontaktfeder
im Motorstromkreis verstellt, die mit ihrem Kontakt je nach -der Stellung der Steuerscheibe
wechselweise an zwei über einen band- oder thermostatisch betätigten Urischalter
wechselweise an die Motorstromquelle angeschlossenen Gegenkontakten anliegt.
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Der Umschalter kann hierbei als Differentialthermometer oder als ein
von einem Temperaturfühler gesteuertes Doppelrelais ausgebildet sein.
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Um zu erreichen, daß der- Motor in jeder Stellung der Steuerscheibe
anlaufen kann, wird die Steuerscheibe zweckmäßig mit einer Kerbe und mit einer Nocke
versehen, wobei die Doppelkontaktfeder bei Einfallen in die herbe nur an dein einen
Gegenkontakt, bei Auflaufen auf die Vocke nur an dein anderen Gegenkontakt, bei
Aufliegen auf dem übrigen Umfang der Steuerscheibe an beiden Gegenkontakten anliegt.
Durch Anordnung weiterer Steuerscheiben kann erreicht «-erden, daß die Klappe außer
den beiden Endstellungen noch beliebige Zwischenstellungen einnehmen kann.
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Um den Drehwinkel der Klappe ändern zu können, ist die Länge der Kurbel
verstellbar. Der Motor wird zweckmäßig finit einer I#liehkraftbremse versehen, die
die Umlaufgeschwindigkeit der Motorwelle begrenzt und ein Verstellen der Klappe
über die durch die Steuerscheibe gegebenen Stellungen hinaus verhindert.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigen Abb. i und : den Antrieb der Drehklappe in Draufsicht und Vorderansicht,
Abb. 3 und q. Schnitte längs der Linien III-III und IV-IV in Abb. i, Abb. 5 eine
«.eitere Ausbildung der Steuerscheibe, Abb. 6 und 7 eine Schaltung bei Anwendung
einer weiteren Steuerscheibe zwecks Erzielung einer Zwischenstellung der Klappe.
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Der auf der Grundplatte i befestigte Elektromotor -2 treibt über ein
Ritzel 3 und das Zahnrad 4. die in einem Gleitlager 5 und in einem Sparlager 6 geführte
Welle 7, auf der die Schnecke 8 befestigt ist. Die Schnecke S treibt das auf der
Achse 9 laufende Schneckenrad Io, auf dein der Kurbelzapfen i i radial verschieblich
angeordnet ist. Die Zahnstange 12, die finit dein in ihrem hopf 13 angeordrieten
Kugellager 14 den Kurbelzapfen i i umgreift. ist in einem uni die Welle i 5 lose
drehbaren Rahmen 16 geführt und kämmt reit dem auf der Welle 15 befestigten Zahnrad
i; . Die Welle i 5 ist unmittelbar oder über Winkelräder o. dgll. mit der Welle
i8 der im Luftkanal I9 angeordneten Drehklappe a() gekuppelt.
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Die Verstellbarkeit des Abstandes des Kurbelzapfens i i vom Mittelpunkt
des Zahnrades Io wird durch einen Schlitten 25 ermöglicht. auf dein der Zapfen i
z befestigt ist und der nach Lockern der Schrauben 26 in einen Auschnitt der auf
das Zahnrad Io aufgeschraubten Scheibe 27 verschoben werden kann.
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Mit dem Zahnrad Io ist die Steuerscheibe 3o fest verbunden, die mit
einer sich über den halben Umfan- erstreckenden Nocke 31 Versehen ist. Gegen die
Steuerscheibe 30 legt sich die Doppelkontaktfeder 32. deren Kontakt 33 beim Anliegen
an dein Umfang der Steuerscheibe 3c) den Gegenkontakt 3I. bei]" Anliegen an der
Nocke 31 den Gegenkontakt 35 berührt. Die Doppelkontaktfeder 32 ist finit der einen
Klemme des Motors 2 verbunden, dessen andere Klemme an dein einen Pol der Stromquelle
liegt. Die Gegenkontakte 3. und 35 sind mit den beiden Elektroden 3r-) und 37 eines
im beheizten Raum angeordneten Differentialthermometers 38 verbunden. dessen mittlere
Elektrode 39 an den anderen Pol der Stromduelle angeschlossen ist.
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Der Motor 2 ist finit einer Fliehkraftbremse versehen. Diese besteht
aus zwei auf einer finit der Motorwelle verbundenen Scheibe drehbar befestigten
hacken -.2, die sieh bei Übersteigen der oberen Geschwindigkeitsgrenze entgegen
der Wirkung der Federn 43 gegen den mit dein Motorgehäuse verbundenen, also feststehenden
Ring 44 legen 111191 so den Motor abbremsen.
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Solange in denn beheizten Raum die gewünschte Raumtemperatur nicht
überschritten ist, nimmt die Einrichtung die in vier Zeichnung gezeigte Stellung
ein, in der die Klappe 2o offen ist und .dein Raum Heizluft zugeführt wird.
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Steigt die Raumtemperatur an und dehnt sich die Ausdehnungsflüssigkeit
im Gefäß -p des Differentialthermometers 38 so weit aus. daß der Quecksilberfaden
die Elektrode 31i freigibt und die Elektrode 37 eintaucht, ,vird hierdurch dem Motor
-2 über die Kontakte 34 und 33 Strom zugeführt. Der Motor treibt (las Schneckenrad
in Richtung de: Pfeiles an, und der Iurbelzapfea i i verschiebt die Zahnstange 12
in ihrer I#übrun;: 16 so, daß das Zahnrad 17 sich im Uhrzeigersinn dreht. Nach einer
halben Umdrehung des Schneckenrades io, während der die Klappe 2o uni go, im Uhrzeigersinn
@#edrelit.
also in die Schlußstellung gebracht worden ist, läuft
die Doppelkontäktfeder 32 auf die :Vocke 31 der Steuerscheibe 3o auf und unter-1richt
am Kontakt 3q:133; die Stromzufuhr zum Motor 2. Gleichzeitig wird der Kontakt 35e33
geschlossen. .
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Sinkt infolge der abgesperrten Heizluftzufuhr zum Raum. die Temperatur
so weit ab, daß -"die Elektrode 36" des . Thermometers 38 wieder" eintaucht, so:
erhält der Motor 2 Strom über den Kontakt 35/35-- Der Motor 2 läuft. in -der' gleichen
Richtung wie beim Schließen der Klappe 20, wobei der Kurbelzapfen i i =die Zahnstange
i2 wieder in ihre Führung 16 hineinschiebt und die Zahnstange 12 das Zahnrad 17
und mit ihr die Klappe 2o entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Die Klappe 2o gelangt
nach einer Drehung des Schneckenrades Io von 18o° wieder in die Offenstellung, -vorauf
die von der Nocke 31 abgleitende Doppelkontaktfeder 32 den Motorstrom am Kontakt
35/33 -unterbricht.
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Bei dein Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 ist die Steuerscheibe 30.
mit einer- Kerbe :45 und einer um I8o° dagegen versetzten Nocke 46 versehen. Beim
Einfallen in die Kerbe .1.5 legt sich der Kontakt 33 der Doppelkontaktfeder 32 an
den Gegenkontakt 3d., bei Auflaufen auf die Nocke 46 an den Gegenkontakt 35. Wenn
sich die Doppelkontaktfeder 32 auf den übrigen Teil des Umfanges der Steuerscheibe
30 stützt, so liegen beide Kontakte 3-. und 35 am Kontakt 33 an. Durch diese Anordnung
wird erreicht, daß der Motor 2 anläuft und die Klappe 2o in eine Endstellung bringt,
auch wenn sich die Doppelkontaktfeder 32, beispielsweise infolge einer vorhergegangenen
Verstellung von Hand .am Vierkant 2I der Welle 7 oder infolge Aussetzens der Stromzufuhr
«nährend des Laufes des Motors, auf einem beliebigen Punkt des Umfanges der Steuerscheibe
3o befindet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Gegenkontakte 3.4 und 35 über
ein Doppelrelais 41 an die Stromquelle des Motors .2 angeschlossen. In dein Erregerstromkreis
des Relais 4I liegt lieben einer Stromquelle ein im beheizten Raum angeordnetes
einfaches Kontaktthermometer 38, das bei Überschreiten der gewünschten Raumtemperatur
Kontakt gibt. Diese Anordnung wird dann angewendet, wenn die Stromstärke zu groß
für unmittelbare Schaltung mittels eines Kontaktthermometers ist.
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Abb. 6 zeigt die Schaltung einer Einrichtung, die außer finit der
Steuerscheibe noch mit einer zusätzlichen Steuerscheibe 4.8 versehen ist, die zur
Einstellung einer Zwischenstellung der Klappe 2o dient. Die Steuerscheibe 48, die,
wie in Abb. 2 strichpunktiert gezeichnet, ebenfalls finit dem Zahnrad Io verbunden
ist, ist mit einer Kerbe 49 versehen, die - um den Winkel x gegenüber der Kerbe
q:5' .der Steuerscheibe 30 versetzt "ist. Gegen die Steuerscheibe .48 "legt sich
eine Kontaketfeder 5o, deren Kontakt 5i, solange die Feder 5ö auf dem Umfang der
Steuerscheibe 48 aufliegt, den Gegenkontakt 52 berührt. Die Kontakte 35: und. 52
sind über das mittels des Raumtemperaturfühlers 38 gesteuerte Doppelrelais :I1,
der Kontakt 34 über einen von Hand zu betätigenden Schalter 53 alt den einen Pol
der Stromquelle, die Kontakte 33: und- 51 über den Motor 2 an den anderen . Pol
der Stromquelle angeschlossen.
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Bei einer die Ansprechtemperatur des Thermometers 38 übersteigenden
Raumtemperatur nehmen die Steuerscheiben 30 und 48 die gezeichnete Stellung
ein, in der die Klappe 2o im Heizluftkanal 12 geschlossen ist (Stellung I in Abb.
7). Die Stellung des Zahnstangengetriebes 12, 17 ist die gleiche wie in Abb. i:
Wird infolge Absinkens der Raumtemperatur die Erregung des Relais .41 unterbrochen,
so erhält der Motor 2 über den Kontakt 51/52 Strom und läuft so lange, bis die Kontaktfeder
5o in die Kerbe 49 der Steuerscheibe 48 einfällt. Die vom Kurbelzapfen i i mitgenommene
Zahnstange 12 dreht hierbei über das Zahnrad 17 die Klappe -2o um den Winkel ß in
die Stellung II. Die Steuerscheibe 30 wird ebenfalls um den Betrag x gedreht, so
daß die Kerbe 45 die gestrichelt gezeichnete Stellung einnimmt, in der die Doppelkontaktfeder
32 sich gegen den Umfang der Steuerscheibe 30 legt und ihr Kontakt 33 beide Gegenkontakte
3 und 3,5
berührt.
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Steigt infolge der Heizluftzufuhr die Raumtemperatur an, so daß das
Thermometer 38 wieder anspricht und das Relais 4i anzieht, so erhält der Motor.
2 über den Kontakt 35133 Strom und läuft so lange, bis .die Steuerscheibe 3o einen
Winkel von 36o° - y zurücklegt und .die Feder 3a in die Kerbe .f5 einfällt. Hierbei
wird die Drehklappe 2o aus der Stellung II in die Stellung II1 und unmittelbar anschließend
zurück in die Abschlußstellung I gedreht.
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Soll im Sommerbetrieb der Kanal 2o zur ungedrosselten Zufuhr von Frischluft
dienen und zu diesem Zweck die Drehklappe 2o in die Offenstellung III gebracht werden,
so wird der Schalter 53 von Hand geschlossen. Dann erhält der Motor 2 über den Kontakt
34/33 Strom und läuft aus jeder Stellung der Steuerscheibe 3o so lange, bis die
auf die NOCke 46 auflaufende Feder 32 die Stromzufuhr unterbricht. Hierdurch wird
die Klappe 2o in die Offenstellung III gebracht.
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Die Anwendung der Einrichtung gemäß der Erfindung ist nicht auf Drehklappen
für
Luftheizungen von Eisenbahnfahrzeugen beschränkt, sondern- erstreckt
sich auch auf ähnlich arbeitende Absperr- und -Regelglieder, die bei Antrieb durch
einen. in nur einer Richtung unilaufenden Motor eine drehende Schwenkbewegung ausführen
sollen.