DE102007035340B4

DE102007035340B4 - Mechanismus zum Betätigen von Klappen, Ventilen und anderen mit Zu- oder Aufhaltemoment beaufschlagten Einrichtungen

Info

Publication number: DE102007035340B4
Application number: DE200710035340
Authority: DE
Inventors: Udo Cyrol; Peter Maschauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2027-07-26
Also published as: DE102007035340A1; DE102007057220B4; DE102007057220A1

Abstract

Vorrichtung zum Betätigen von zwangsweise zu schließenden oder zu öffnenden Klappen, Ventilen und ähnlichen Einrichtungen, bestehend aus einem Antrieb, der auf eine Antriebswelle (2) für ein Kurbelgetriebe (7, 8; 10) wirkt, die rotativ permanent gegen eine Feder (1) arbeitet und über das Kurbelgetriebe (7; 8; 10) mit einem Federmechanismus (4) eine Abtriebswelle (5) bewegt, die wiederum auf eine Klappe wirkt, gekennzeichnet dadurch, dass
a) der Federmechanismus (4) im offenen Zustand der Klappe (2) gegen einen Anschlag (9) drückt und erst wenige Grad vor der Rastlage des Kurbelgetriebes durch das Anlegen der Klappe an die Dichtflächen der Anschlag gelüftet wird und die Federkraft des Federmechanismusses (4) als definierte Dichtkraft wirkt (1);
b) das Kurbelgetriebe (7; 8; 10) sehr nahe bei oder genau in der zum Schließen benutzten Rastlage der antreibenden Kurbel (7) gegen einen Anschlag (3) trifft;
c) die Feder (1) genau so bemessen ist, um in der...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Betätigen von zwangsweise zu schließenden oder zu öffnenden Klappen, Ventilen und ähnlichen Einrichtungen, bestehend aus einem Antrieb, der auf eine Antriebswelle wirkt, die rotativ permanent gegen eine Feder arbeitet und über ein Kurbelgetriebe mit einem Federmechanismus eine Abtriebswelle (5) bewegt, die wiederum auf eine Klappe wirkt.
Bekannt sind Klappen- und Ventilbetätigungen, bei denen die Kraftübertragung über ein Kurbelgetriebe erfolgt ( DE 902 901 B und die einen oder beide Rastlagen der Kurbelgetriebe zum Zuhalten der Klappen benutzen ( DE 802 855 B ). Außerdem bekannt sind federnde Kurbelstangen ( DE 802 855 B sowie die Selbsthemmung durch Überstrecken leicht über die Rastlage. Außerdem bekannt ist die Rückstellung eines Drehantriebes durch eine Spiralfeder ( CH 389 755 A Weiterhin bekannt sind Klinken- oder Kupplungssysteme, die offenen Zustand der Klappe das Halten der gespannten Schließfedern übernehmen ( DE 195 09 481 A1 ).
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, unter Verzicht auf Schaltkupplungen, Klinken und Verriegelungen die beiden für die Funktion einer Notschließklappe benötigten fremdenergiefreien Kräfte einerseits für den eigentlichen Schließvorgang und andererseits für das Zuhalten der Klappe beim Abdichten voneinander unabhängig zu erzeugen, beeinflussungsarm voneinander wirken zu lassen und so den für das betriebsmäßige Öffnen und Schließen sowie die Regelvorgänge benötigten Klappenantrieb sehr leistungsarm ausführen zu können. Weiterhin beinhaltet die Erfindung alle Funktionselemente, damit die Klappe selbsttätig in die sichere Lage bewegt werden kann und der Klappenantrieb benötigt deshalb keine weiteren dafür erforderlichen Elemente.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches gelöst.
Weitere Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung wird detaillierter anhand der Zeichnung erläutert. In dieser stellen dar:
1 eine Aufsicht auf eine Vorrichtung bei geschlossener Klappe; und
2 eine Aufsicht auf die Vorrichtung bei geöffneter Klappe.
3 eine Detailansicht einer Variante der Schubstange mit integriertem Federmechanismus und Sensorik für den kraftbelasteten Zustand
Eine Feder (1) wirkt über eine Zahnstange auf die Antriebswelle (2), auf die gleichzeitig auch der eigentliche Antrieb wirkt, wobei allein durch die Federkraft der Feder (1) der gesamte Mechanismus mitsamt dem momentenlosen Antrieb in die in 1 dargestellte Lage gebracht wird und die Antriebskurbel (7) am Anschlag (3) zur Anlage kommt. Das Kurbelgetriebe wird aus der Antriebskurbel (7), die um die Antriebswelle (2) rotiert, der Schubstange (8) und der Abtriebskurbel (10), die um die Abtriebswelle (5) rotiert, gebildet. Auf der Abtriebskurbel (10) befindet sich in einer in 1 und 2 dargestellten Variante der Federmechanismus (4), der mit der Abtriebskurbel (10) rotiert und mit einer eigenen Kurbel im gegenmomentfreien Zustand gegen den ebenfalls auf der Abtriebskurbel (10) befestigten Anschlag (9) drückt. Die Abtriebswelle (5) ist fest mit der Kurbel des Federmechanismusses (4) verbunden, so dass es gegen diesen zu einer relativen Rotation zwischen der Abtriebskurbel (10) und der Abtriebswelle (5) kommen kann. Diese Rotation tritt genau dann auf, wenn durch die geschlossene Klappe sich an der Abtriebswelle (5) ein Gegenmoment aufbaut, welches genau so groß ist wie jenes, das durch den Federmechanismus (4) aufgebaut wird. In diesem Fall öffnet sich der Spalt (6) und kann geeignet detektiert werden.
In einer Variante entfallen auf der Abtriebskurbel (10) der Federmechanismus (4) und der Anschlag (9), so dass die Abtriebswelle (5) fest mit der Abtriebskurbel (10) verbunden ist. In dieser Variante ist die Schublstange (8) entsprechend 3 ausgebildet und besteht aus einer Hülse (20), in der eine Stange (25) gleitet und gegen eine Feder (21) drückt. Gesichert ist die Stange (25) durch einen fest mit ihr verbundenen Stift (24), der in einem in die Hülse (20) eingearbeiteten Langloch (23) beweglich ist und so die Relativbewegung zwischen Hülse (20) und Stange (25) zulässt. Sowohl Hülse (20) als auch Stange (25) besitzen je eine Querbohrung (26) und (28), die genau dann zumindest in Teilüberdeckung gebracht werden, wenn durch die geschlossene Klappe ein Gegenmoment aufgebracht wird, welches genau so groß ist wie jenes, das an der Abtriebswelle (5) durch den Hebelarm der Abtriebskurbel (10) und der Feder (21) in der Schubstange (8) erzeugt wird. In diesem Fall kann dann durch eine Sensorik, die beispielsweise aus einer Lichtquelle (22) und einem Fotosensor (27) besteht, der geschlossene Zustand detektiert werden.

Claims

Vorrichtung zum Betätigen von zwangsweise zu schließenden oder zu öffnenden Klappen, Ventilen und ähnlichen Einrichtungen, bestehend aus einem Antrieb, der auf eine Antriebswelle (2) für ein Kurbelgetriebe (7, 8; 10) wirkt, die rotativ permanent gegen eine Feder (1) arbeitet und über das Kurbelgetriebe (7; 8; 10) mit einem Federmechanismus (4) eine Abtriebswelle (5) bewegt, die wiederum auf eine Klappe wirkt, gekennzeichnet dadurch, dass a) der Federmechanismus (4) im offenen Zustand der Klappe (2) gegen einen Anschlag (9) drückt und erst wenige Grad vor der Rastlage des Kurbelgetriebes durch das Anlegen der Klappe an die Dichtflächen der Anschlag gelüftet wird und die Federkraft des Federmechanismusses (4) als definierte Dichtkraft wirkt (1); b) das Kurbelgetriebe (7; 8; 10) sehr nahe bei oder genau in der zum Schließen benutzten Rastlage der antreibenden Kurbel (7) gegen einen Anschlag (3) trifft; c) die Feder (1) genau so bemessen ist, um in der größten Öffnungslage im stromlosen Zustand des Antriebes die gesamte Vorrichtung in einer vorgegebenen Zeit in den geschlossenen Zustand zu bewegen, sowie die äußerst geringe Restkraft aufzubringen, die kurz vor der Rastlage des Kurbelgetriebes (7; 8; 10) den Federmechanismus (4) vom Anschlag (9) abhebt d) der Antrieb nur noch so stark bemessen ist, dass er gegen die Feder (1) anarbeiten sowie die notwendigen Beschleunigungsaufgaben zum Regeln sowie dem betriebsmäßigen öffnen und Schließen der Klappe übernehmen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (3) zum Schutz des Antriebes und der Mechanik federnd und/oder dämpfend ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Einrichtung zur Überwachung des sicheren geschlossenen Zustandes erhält, indem das Abheben des Federmechanismusses (4) vom Anschlag (9) einen Spalt (6) öffnet, der über einen Sensor ausgewertet wird, als Spaltmaß zur Justage der Vorrichtung oder in Verbindung mit Licht oder Farbe als optische Kontrolle des geschlossenen Zustandes verwendet werden kann
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der Abtriebskurbel (10) befindliche Federmechanismus (4) mit seinem Anschlag (9) entfällt, die Abtriebswelle (5) fest mit der Abtriebskurbel (10) verbunden ist und sowohl die Feder als auch die Sensorik in und an der Schubkurbel (8) angebracht sind und so die definierte Dichtkraft der geschlossenen Klappe über den Hebelarm der Abtriebskurbel (10) und die Feder (21) in der Schubstange (8) erzeugt wird
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Zustand der Klappe durch Erkennen der Relativbewegung von Stange (25) in Hülse (20) detektiert wird.