[0001] Die Erfindung betrifft einen Klappenantrieb für Absperrklappen 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
Antriebsaggregat einen auf der Antriebswelle befestigten Winkelhebel und zumindest
eine an einem Festpunkt angelenkte Zylinderkolbenanordnung zur Betätigung des Winkelhebels
aufweist.
[0002] Es sind Klappenantriebe für Absperrklappen bekannt, welche mit Luft- oder Hydraulikmotoren
arbeiten, die bei Energieausfall aus einem Lufttank bzw. aus einem Blasenspeicher
betrieben werden. Derartige Klappenantriebe sind verhältnismäßig 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 resultiert
ein "Fressen" bis zur Funktionsuntüchtigkeit des Getriebes.
[0003] 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 wenigstens mit einem Ende aus dem Rahmen herausragen und auf
diesen Enden Klappenarme befestigt sind, welche durch ein außerhalb der Förderleitung
verlaufendes Gestänge untereinander und mit einer Betätigungseinrichtung für die Jalousieklappen
verbunden sind. Das Gestänge weist eine Reihe von an die betreffenden Klappenarme
angeschlossenen, untereinander 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). - Bei dieser bekannten
Klappjalousie will man erreichen, daß eine Winkelverdrehung der Jalousieklappen 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 insbesondere
großen Kanalquerschnitten nicht maßgebend beeinflußt worden.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Klappenantrieb für Absperrklappen
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der sich durch eine kostengünstige Bauweise
und dauerhafte Funktionstüchtigkeit auch nach langen Stillstandszeiten auszeichnet.
[0005] Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Klappenantrieb dadurch,
daß zwei Zylinderkolbenanordnungen vorgesehen sind, und daß die beiden Zylinderkolbenanordnungen
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 Zylinderkolbenanordnung, über einen sich anschließenden zweiten 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 anderen Zylinderkolbenanordnung erfolgt. - Im Rahmen
der Erfindung ist zunächst einmal von Bedeutung, 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 preiswert sind. Allerdings
besteht bei Klappenantrieben für Absperrklappen zum Absperren von Rauchgas- oder Abluftkanälen
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. Zylinderkolbenanordnungen, welche eine stufenlose Überlagerung von zwei Drehmomentkennlinien
ermöglichen. Dadurch steht für das Verschwenken der jeweiligen Absperrklappe stets
ein das erforderliche Drehmoment übersteigendes Drehmoment zur Verfügung und ist außerdem
eine 180°-Drehbewegung der Antriebswelle gewährleistet. Folglich zeichnet sich der
erfindungsgemäße Klappenantrieb auch durch erhöhte und im übrigen dauerhafte Funktionstüchtigkeit
aus. Die dauerhafte Funktionstüchtigkeit resultiert aus der Tatsache, daß nunmehr
selbst nach langen Stillstandszeiten keine Schwierigkeiten mehr aus einer nunmehr
überflüssig gewordenen Getriebeschmierung auftreten. Darüber hinaus lassen sich auch
die beiden Zylinderkolbenanordnungen bei Energieausfall aus einem Lufttank oder einem
Blasenspeicher betreiben.
[0006] Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. Nach einem Vorschlag
der Erfindung mit selbständiger Bedeutung ist vorgesehen, daß die beiden Hebelarme
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 Hebelarmes 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, andererseits eine Drebewegung über einen Drehwinkel von zumindest
180°, und zwar eben mit teilweiser Überlagerung der Drehmomente. 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 Zylinderkolbenanordnung in drückendem
Sinne und die andere Zylinderkolbenanordnung 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 Hebelenden und folglich die stufenlose Überlagerung der
Drehmomente vorgeben.
[0007] Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
- Fig. 1
- einen erfindungsgemäßen Klappenantrieb in perspektivischer 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°-Drehbewegung ohne Ventilsteuerung und
- Fig. 4
- ein Drehmomenten-Diagrammm.
[0008] In den Figuren ist ein Klappenantrieb für eine Absperrklappe 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 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 Betätigung beider Hebelenden 6a, 6b mittels beider Zylinderkolbenanordnungen
7, 8 und über einen dritten Drehwinkel γ allein durch die Betätigung des anderen Hebelendes
6b mittels der anderen Zylinderkolbenanordnung 8 erfolgt.
[0009] 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 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 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 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
6 und folglich einer 180°-Drehbewegung der Antriebswelle 4.
[0010] 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 β für die gleichzeitige
Beaufschlagung der beiden Zylinderkolbenanordnungen 7, 8 bzw. Betätigung der beiden
Hebelenden und folglich für die stufenlose Überlagerung der Drehmomente vor.
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 Betätigung des Winkelhebels aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zylinderkolbenanordnungen (7, 8) an den Hebelenden (6a, 6b) des Winkelhebels
(6) sowie an Festpunkten (9, 10) angelenkt und in Aufeinanderfolge derart mit Druckmedium
beaufschlagbar sind, daß der Antrieb der Antriebswelle (4) über einen ersten Drehwinkel
( α ) allein durch die Betätigung des einen Hebelendes (6a ) mittels der einen Zylinderkolbenanordnung
(7), über einen zweiten Drehwinkel (β) durch die gleichzeitige Betätigung beider Hebelenden
(6a, 6b) mittels beider Zylinderkolbenanordnungen (7, 8) und über einen dritten Drehwinkel
(γ) allein durch die Betätigung des anderen Hebelendes (6b) mittels der anderen Zylinderkolbenanordnung
(8) erfolgt.
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 Ausgangsstellung
in etwa 7 Uhr/8 Uhr-Stellung befindet und 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) befindet, und daß sich der andere Hebelarm (12) in Ausgangsstellung in 10 Uhr/11
Uhr-Stellung befindet und die andere Zylinderkolbenanordnung (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 gekennzeichnet, daß die beiden Festpunktanlenkungen
(9, 10) der Zylinderkolbenanordnungen (7, 8) auf gleicher Ebene befinden.
4. Klappenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub
der beiden Zylinderkolbenanordnungen (7, 8) eine 180°-Drehwinkelbetätigung des jeweiligen
Hebelarms bzw. Hebelendes des Winkelhebels (6) entspricht.
5. Klappenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die
beiden Zylinderkolbenanordnungen (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.
