Gesteuerte Verbrennungsluftklappe einer Verbrennungsanlage

Abstract

 Die Vorrichtung (1) zum Betätigen einer Verbrennungsluftklappe (5) zwecks Steuerung der Zufuhr von Verbrennungsluft in den Brennraum einer Verbrennungsanlage enthält eine über eine Drehachse (13) drehbar gelagerte Verbrennungsluftklappe (5), einen Betätigungsmechanismus zum Betätigen der Verbrennungsluftklappe (5) und eine Aktivierungseinrichtung (3) zum Aktivieren des Betätigungsmechanismus. Der Betätigungsmechanismus enthält eine Klinkensperreinrichtung mit einem ersten und zweiten Sperrglied (10, 17) und einen mit der Drehachse (13) der Verbrennungsluftklappe (5) verbundenen Drehkörper (6). Der Drehkörper (6) enthält ein erstes Funktionsorgan (15), welches mit der Aktivierungseinrichtung (3) zur Erzeugung eines Drehmomentes auf den Drehkörper (6) in mechanischer Wirkverbindung ist, sowie ein zweites Funktionsorgan (17, 24, 28) mit dem ersten Sperrglied (17), über welches der Drehkörper (6) am zweiten Sperrglied (10) unter Ausbildung einer Hemmung in Anschlag bringbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Verbrennungsanlagen. Sie betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betätigen einer Verbrennungsluftklappe zur Steuerung der Zufuhr von Verbrennungsluft in den Brennraum einer Verbrennungsanlage.

[0002] Verbrennungsanlagen, welche als Heizanlagen konzipiert sind, werden beispielsweise mit Holz oder einem fossilen Brennstoff wie Öl, Gas oder Kohle betrieben. Verbrennungsanlagen zur kontrollierten Erzeugung von Wärme werden auch als Öfen bezeichnet.

[0003] Moderne Öfen verbrennen das Brenngut durch gezielte Steuerung des Verbrennungsvorganges effizienter als dies ältere Öfen tun. Mit der Steuerung des Verbrennungsvorganges wird insbesondere das Ziel verfolgt, die Wärmeausbeute aus dem Brennstoff zu maximieren. Ferner wird mit einer solchen Steuerung auch eine möglichst vollständige Verbrennung des Brennstoffes angestrebt, um so neben einer besseren Energieausbeute auch die Belastung der Umwelt durch Verbrennungsabgase zu reduzieren.

[0004] Neben der optimalen Führung der heissen Verbrennungsabgase ist die Regelung der Verbrennungsluftzufuhr ein wichtiges Arbeitsmittel. Die Verbrennungsluft liefert den für die Verbrennung notwendigen Sauerstoff. Durch die Steuerung der Zufuhr von Verbrennungsluft wird daher der im Brennraum zur Verfügung stehende Sauerstoff gesteuert, was wiederum direkte Auswirkungen auf den Ablauf des Verbrennungsvorganges hat.

[0005] Handelt es sich bei der Verbrennungsanlage um eine Anlage mit Speicherfunktion, dann kann die Steuerung der Zuluft zusätzlich dem Erhalt der Speicherenergie dienen. Speicherfunktion bedeutet, dass der Ofen Wärmeenergie während des Brennvorganges aufnehmen und speichern und während aber vor allem nach dem Brennvorgang wieder an die Umwelt abgeben kann.

[0006] Durch Verschliessen der Zuluftöffnung nach oder zum Ende des Brennvorganges wird die Verbrennungsanlage vor dem weiteren Durchströmen von kälterer Zuluft bewahrt. Die gespeicherte Energie wird weniger an die durchströmende kalte Frischluft transferiert und somit permanent durch den Rauchgasabgang hinausgeleitet, sondern mehr als Strahlungswärme an die Umgebung abgegeben. Ein Schliessen der Zuluftleitung nach dem Abbrand erhöht somit den effektiven Wirkungsgrad einer Verbrennungsanlage mit Speicherfunktion.

[0007] Unter Verbrennungsluft soll in vorliegender Beschreibung allgemein ein sauerstoffhaltiges Gas bzw. Gasgemisch verstanden werden, welches zur Einleitung und Aufrechterhaltung eines Brennvorganges zugeführt wird. In der Regel handelt es sich bei der Verbrennungsluft um Umgebungsluft.

[0008] Die Zufuhr der Verbrennungsluft wird in der Regel über eine Verbrennungsluftklappe gesteuert, mittels welcher die Grösse des Durchlasses in einer Zuluftleitung verändert werden kann. Die Verbrennungsluftklappe ist normalerweise manuell gesteuert. Sie kann aber auch temperaturgesteuert sein.

[0009] Die Steuerung einer Verbrennungsluftklappe erfolgt in der Regel über mechanische Steuerorgane, wie Hebel, Federn, Wippen und Klappen. Da die Steuerorgane im Bereich der Verbrennungsanlage untergebracht sind, müssen diese für anspruchsvolle Umgebungsbedingungen ausgelegt sein, welche sich beispielsweise durch grosse Hitze bzw. Temperaturunterschiede und starke Verschmutzung auszeichnen. Daher ist es wichtig, die Steuerorgane und die dazugehörige Bewegungsmechanik möglichst robust auszulegen.

[0010] Die EP 2 343 481 A2 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betätigen einer Verbrennungsluftklappe zur Steuerung der Zufuhr von Verbrennungsluft in den Brennraum einer Verbrennungsanlage. Die Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass sich diese aus einer Vielzahl von Bauteilen zusammensetzt, was sich negativ auf die Kosten und die Störungsanfälligkeit auswirkt. Ferner lässt sich die Verbrennungsluftklappe gemäss dieser Ausführung nur am Ende der Zuluftleitung montieren. Ein zusätzliches Hindernis ist der schwerkraftabhängige Klappenantrieb, der eine horizontale End- und Einbaulage der Klappe bedingt.

[0011] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welche möglichst einfach aufgebaut ist und möglichst wenige Bauteile aufweist und überdies robust gegen hohe Temperaturen und Verschmutzung ist.

[0012] Ferner soll die Vorrichtung eine freie Anordnung der Verbrennungsluftklappe sowohl innerhalb der Zuluftleitung als auch an der Lufteintrittsöffnung der Verbrennungsanlage erlauben.

[0013] Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst. Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei sind Verfahrensmerkmale mit den Vorrichtungsmerkmalen kombinierbar und umgekehrt.

[0014] Die erfindungsgemässe Vorrichtung enthält:

• eine über eine Drehachse drehbar gelagerte Verbrennungsluftklappe;
• einen Betätigungsmechanismus zum Betätigen der Verbrennungsluftklappe, und
• eine Aktivierungseinrichtung zum Aktivieren des Betätigungsmechanismus.

[0015] Die Erfindung zeichnet sich nun dadurch aus, dass der Betätigungsmechanismus:

• eine Klinkensperreinrichtung mit einem ersten Sperrglied und einem zweiten Sperrglied, welches zur Ausbildung einer Hemmung mit dem ersten Sperrglied kooperiert, und
• einen mit der Drehachse der Verbrennungsluftklappe verbundenen Drehkörper enthält.

[0016] Der Drehkörper wiederum enthält:

• ein erstes Funktionsorgan, welches mit der Aktivierungseinrichtung zur Erzeugung eines Drehmomentes auf den Drehkörper in mechanischer Wirkverbindung ist, und
• ein zweites Funktionsorgan, welches das erste Sperrglied beinhaltet.

[0017] Der Drehkörper ist zur Ausbildung der Hemmung über das erste Sperrglied am zweiten Sperrglied in Anschlag bringbar. Durch die Hemmung wird die Zuluftklappe in einer ersten Betriebsstellung gehalten.

[0018] Gemäss einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung ist das erste Sperrglied eine Sperrklinke und das zweite Sperrglied ein Klinkensperrorgan. Der Drehkörper wird zur Ausbildung der Hemmung mit der Sperrklinke am Klinkensperrorgan in Anschlag gebracht. Die Sperrklinke ist in diesem Fall als Teil des zweiten Funktionsorgans über eine Drehachse am Drehkörper gelagert.

[0019] Gemäss einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung ist das erste Sperrglied ein Klinkensperrorgan und das zweite Sperrglied eine über eine Drehachse drehbar gelagerte Sperrklinke. Der Drehkörper wird zur Ausbildung der Hemmung mit dem Klinkensperrorgan an der Sperrklinke in Anschlag gebracht.

[0020] Die Sperrklinke kann gemäss beiden Ausführungsvarianten mit einem Rückstellorgan zusammenwirken, welches die Sperrklinke in eine Sperrstellung drückt bzw. in dieser hält. Das Rückstellorgan kann eine Rückstellfeder enthalten. Die Rückstellfeder kann eine auf der Drehachse angeordnete Torsionsfeder sein.

[0021] Die Aktivierungseinrichtung kann eine mechanische Anordnung sein, welche auf das erste Funktionsorgan des Drehkörpers einwirkt und diesen entgegen einer nachfolgend beschriebenen Rückstellkraft in eine Drehbewegung versetzen kann. Die Aktivierungseinrichtung kann ein Seilzug bzw. ein Bowdenzug sein, mittels welchem eine Stellkraft auf den Drehkörper ausgeübt werden kann. Der Angriffspunkt (erstes Funktionsorgan) der Stellkraft durch den Seilzug bzw. den Bowdenzug liegt im radialen Abstand zur geometrischen Drehachse des Drehkörpers. Die Stellkraft kann eine Zugkraft sein.

[0022] Der Seilzug bzw. der Bowdenzug kann mit einer Tür, z. B. einer Ofentür verbunden sein und durch Öffnen der Türe eine Zugkraft und somit ein Drehmoment am Drehkörper erzeugen.

[0023] Die Aktivierungseinrichtung kann auch einen Hebelmechanismus mit einem Betätigungshebel umfassen, welcher eine Stellkraft auf den Drehkörper ausübt. Dies kann z. B. durch das Öffnen der Tür geschehen. Die Stellkraft kann zum Beispiel durch ein Anstossen am ersten Funktionsorgan mittels Betätigungshebel ausgeübt werden. Das Anstossen versetzt den Drehkörper in eine Drehbewegung. Der Hebelmechanismus bzw. der Betätigungshebel muss nicht mit dem Drehkörper bzw. dem ersten Funktionsorgan verbunden sein.

[0024] Grundsätzlich kann auch eine andere Aktivierungsmechanik in Frage kommen, welche den Drehkörper durch Öffnen der Türe oder durch eine sonstige manuelle Betätigung in eine Drehbewegung versetzt und so die Verbrennungsluftklappe in eine erste Betriebsstellung bewegt, bzw. dreht.

[0025] Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung enthält der Betätigungsmechanismus im Weiteren eine um eine Drehachse drehbare Wippe. Die Drehachse der Wippe kann senkrecht zur Drehachse des Drehkörpers angeordnet sein. Die Wippe enthält einen ersten Wippenarm, welcher das erste Sperrglied enthält.

[0026] Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung enthält die Wippe sowohl einen ersten als auch einen zweiten Wippenarm, welche auf je einer Seite der Drehachse angeordnet sind. Der zweite Wippenarm enthält ein drittes Sperrglied.

[0027] Der Drehkörper kann direkt mit der Drehachse gekoppelt sein, wobei durch Drehung des Drehkörpers die Drehachse und mit dieser die Verbrennungsluftklappe gedreht werden. Der Drehkörper ist z. B. drehfest mit der Drehachse verbunden.

[0028] Die Verbrennungsluftklappe bzw. der Drehkörper kann mit einem Rückstellorgan in mechanischer Wirkverbindung sein, welches sicherstellt, dass die Verbrennungsluftklappe bzw. der Drehkörper, wenn diese nicht durch ein Sperrglied in einer Betriebsstellung arretiert bzw. gehemmt wird, durch die Rückstellkraft des Rückstellorgans in die Ausgangsstellung zurück bewegt wird. Das Rückstellorgan kann eine Rückstellfeder enthalten. Die Rückstellfeder kann z. B. eine auf der Drehachse angeordnete Torsionsfeder sein.

[0029] Unter Hemmung ist die Blockierung des Drehkörpers in jene Drehrichtung zu verstehen, in welcher die Rückstellkraft des Rückstellorgans auf den Drehkörper wirkt. Der Drehkörper kann ein drittes Funktionsorgan enthalten, welches ein Anschlagelement umfasst, über welches der Drehkörper unter Ausbildung einer Hemmung am dritten Sperrglied der Wippe in Anschlag bringbar ist und in einer zweiten Betriebsstellung gehalten werden kann.

[0030] Der Drehkörper kann ein viertes Funktionsorgan enthalten, welches ein Endanschlagelement umfasst, mit dem der Drehkörper und die damit verbundene Verbrennungsluftklappe in der Ausgangsstellung gehalten werden.

[0031] Hierzu enthält die Vorrichtung einen Gegenanschlag, welcher bevorzugt stationär, z. B. an einem Bauteil der Vorrichtung oder dessen Gehäuse, angeordnet ist. Der Drehkörper wird nun bei fehlender Hemmung durch ein Sperrorgan, angetrieben durch die Rückstellkraft des Rückstellorgans, mit seinem Endanschlagelement zum Gegenanschlag gedreht. Steht das Endanschlagelement am Gegenanschlag im Anschlag, so hat der Drehkörper die Ausgangsstellung erreicht.

[0032] Die Ausgangsstellung entspricht zum Beispiel einer Schliessstellung. In der Schliessstellung nimmt die Verbrennungsluftklappe im Durchlass eine Stellung ein, in welcher der Durchlass vollständig geschlossen ist oder einen minimalen freien, durchströmbaren Querschnitt aufweist. Es ist nicht zwangsweise notwendig den Zuluftkanal vollständig und/oder dichtend abzuschliessen, da es bei Verbrennungsanlagen nicht unüblich ist, ein gewisser Mindestluftdurchlass zu gewährleisten.

[0033] Die erste und zweite Betriebsstellung können Offenstellungen sein, in welchen der durchströmbare Querschnitt wesentlich höher ist als in der Schliessstellung. In den beiden Betriebsstellungen kann der Durchlass teilweise oder maximal offen sein.

[0034] Das Endanschlagelement kann zum Erreichen und Halten der Ausgangsstellung auch auf der physischen Drehachse der Verbrennungsluftklappe angeordnet sein. Unter Umständen kann die Verbrennungsluftklappe auch selbst das Endanschlagelement ausbilden und mittels einer Anlagefläche gegen einen am oder im Zuluftkanal befestigten Gegenanschlag anschlagen. Der Gegenanschlag zwischen Verbrennungsluftklappe und Zuluftkanal kann z.B. eine Dichtkante sein.

[0035] Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist die Wippe mit einer Steuerungseinrichtung gekoppelt, welche imstande ist, die Wippe in Abhängigkeit von der im Brennraum herrschenden Temperatur zu betätigen, d.h. auszulenken.

[0036] Die Steuerungseinrichtung kann insbesondere ein Thermoelement umfassen. Das Thermoelement zeichnet sich durch einen Thermokörper aus, welcher sich temperaturabhängig ausdehnt bzw. zusammenzieht. In der Regel dehnt sich der Thermokörper bei steigenden Temperaturen aus. Er kann sich bei sinkenden Temperaturen auch wieder selbsttätig zusammenziehen.

[0037] Der Thermokörper kann eine Flüssigkeit oder ein Festkörper sein. Das Expandieren des Thermokörpers wird in eine mechanische Bewegung im Thermoelement umgesetzt, mittels welcher die Wippe ausgelenkt wird. Die mechanische Bewegung kann eine lineare Expansion des Thermokörpers sein.

[0038] Die Steuerungseinrichtung kann ferner ein Rückstellorgan enthalten, welches mit der Wippe in mechanischer Wirkverbindung steht. Das Rückstellorgan ist imstande, die durch das Thermoelement ausgelenkte Wippe über eine Rückstellkraft wieder in ihre Ausgangsstellung zurückzubewegen. Dadurch kann, wie nachfolgend beschrieben, die Verriegelung bzw. Hemmung des Drehkörpers in der zweiten Betriebsstellung durch Zurückbewegen des zweiten Wippenarmes gelöst werden.

[0039] Das Rückstellorgan ist insbesondere auch dazu da, den Thermokörper beim Beenden des Brennvorganges wieder in die Ausgangsstellung zurückzuführen. Das Rückstellorgan kann z. B. eine auf Zug oder Druck belastete Schraubenfeder sein oder enthalten. Das Rückstellorgan kann auch mehrere miteinander gekoppelte Federn enthalten.

[0040] Ferner kann das Rückstellorgan auch dazu dienen, das Thermoelement wieder in seine Ausgangslage zurück zu bringen, falls dieses sich beim Abkühlen nicht selbst in die Ausgangslage zurückverformt. Hierfür überschreitet die vom Rückstellorgan erzeugte Kraft die Stellkraft, welche im Grundzustand vom Thermoelement erzeugt wird. Das Rückstellorgan bewegt also sowohl die Wippe als auch das über die Wippe mit diesem gekoppelte Thermoelement in die Ausgangsstellung zurück.

[0041] Alternativ kann das Thermoelement selbst das Rückstellorgan ausbilden bzw. beinhalten. Die bei Temperaturanstieg erzeugt Wegänderung des Thermokörpers und somit die an der Wippe resultierende Auslenkung wird bei einer Temperatursenkung selbsttätig zurückgenommen. Das Thermoelement treibt die Wippe dann in beide Richtungen, z. B. synchron zur Temperaturkurve des Verbrennungsraumes, d. h. sowohl in Sperrrichtung als auch in Entsperrrichtung an.

[0042] Das im Thermoelement integrierte Rückstellorgan kann z. B. eine eingebaute Schraubenfeder sein. Ferner kann die Rückstellkraft auch durch die plastische Rückformung des Thermoelementes selbst beim Abkühlen erzeugt werden. Der Thermokörper kann hierfür z. B. als Bimetall-Element ausgebildet sein.

[0043] Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung sind die Funktionsorgane im radialen Abstand um die geometrische Drehachse des Drehkörpers am Drehkörper angeordnet.

[0044] Das erste Funktionsorgan kann an einem, radial von der Drehachse des Drehkörpers nach aussen führenden Funktionsarm angeordnet sein. Das erste Funktionsorgan kann einen im Abstand zur geometrischen Drehachse am Funktionsarm angeordneten Angriffspunkt, wie Anschlagfläche oder Durchbruch, für die Aktivierungseinrichtung enthalten, über welchen die Aktivierungseinrichtung mit dem Drehkörper in mechanischer Wirkverbindung steht.

[0045] Das zweite Funktionsorgan kann an einem radial von der Drehachse des Drehkörpers nach aussen führenden Funktionsarm angeordnet sein. Das Sperrglied des zweiten Funktionsorgans kann am Funktionsarm im Abstand zur geometrischen Drehachse angeordnet sein.

[0046] Das dritte Funktionsorgan kann an einem radial von der Drehachse des Drehkörpers nach aussen führenden Funktionsarm angeordnet sein. Das Anschlagelement des dritten Funktionsorgans kann am Funktionsarm im Abstand zur geometrischen Drehachse angeordnet sein.

[0047] Das vierte Funktionsorgan kann an einem radial von der Drehachse des Drehkörpers nach aussen führenden Funktionsarm angeordnet sein. Das Endanschlagelement des vierten Funktionsorgans kann am Funktionsarm im Abstand zur geometrischen Drehachse angeordnet sein.

[0048] Ein Funktionsarm kann jeweils ein oder mehrere Funktionsorgane aufnehmen. Die Funktionsarme können jeweils in einem Winkel zueinander radial um die geometrische Drehachse angeordnet sein. Die Funktionsarme können einen Y-förmigen Drehkörper ausbilden. Die Funktionsarme können auch in einer anderen Konstellation um die Drehachse des Drehkörpers angeordnet sein.

[0049] Die Funktionsorgane können jedoch auch anderweitig am Drehkörper angeordnet sein. Mehrere oder alle Funktionsorgane können auch auf einer gemeinsamen Bauteilstruktur angeordnet sein.

[0050] Die Funktionsorgane können auf einer gemeinsamen Ebene, welche senkrecht zur Drehachse liegt, am Drehkörper angeordnet sein. Eine Trennung bzw. Unterscheidung der Funktionsorgane kann zum Beispiel nach Winkelstellung der Funktionsorgane um die Drehachse erfolgen.

[0051] Die Funktionsorgane können auch in verschiedenen, senkrecht zur Drehachse angeordneten Ebenen liegen. Die Funktionsorgane können z. B. entlang der Drehachse hintereinander positioniert sein. Mehrere Funktionsorgane können im selben Winkel um die geometrische Drehachse angeordnet sein.

[0052] So kann insbesondere das vierte Funktionsorgan, welches den Endanschlag umfasst, an der Halterung für das zweite Funktionsorgan, die Sperrklinke, angeordnet sein. Die Sperrklinkenhalterung dient dabei sowohl als Anschlagsfläche als auch zur Lagerung der drehbaren Sperrklinke.

[0053] Die einzelnen Funktionsorgane müssen nicht zwangsläufig radial um die Drehachse verteilt angeordnet sein, sondern können auch radial nebeneinander angeordnet oder miteinander verbunden sein.

[0054] Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist die Drehachse der Verbrennungsluftklappe durch den Strömungsquerschnitt der Zuluftleitung geführt. Das heisst, die Drehachse ist durch die Zuluftleitung gesteckt. Die Verbrennungsluftklappe enthält z. B. zwei Klappenabschnitte, welche durch die Drehachse voneinander begrenzt sind, und beim Drehen der Verbrennungsluftklappe zueinander gegenläufig schwenken.

[0055] Die Betätigungsmechanik ist z. B. ausserhalb von der Zuluftleitung angeordnet und kann an dieser angeflanscht sein. Der Drehkörper kann z. B. ausserhalb der Zuluftleitung an einem, aus der Zuluftleitung herausgeführten Endabschnitt der Drehachse befestigt sein.

[0056] Die Verbrennungsluftklappe kann insbesondere innerhalb der Zuluftleitung angeordnet sein. Die Verbrennungsluftklappe kann auch an einer Auslass- oder Einlassöffnung der Zuluftleitung angeordnet sein. Die Zuluftleitung ist z. B. eine Rohrleitung.

[0057] Der Durchlassquerschnitt der Zuluftleitung und die Verbrennungsluftklappe können kreisförmig ausgebildet sein. Die Drehachse kann durch den Kreismittelpunkt der Verbrennungsluftklappe führen und diese in zwei gleich grosse Kreisflächenhälften teilen. Die rotatorisch gelagerte Verbrennungsluftklappe kann somit gewichtsfrei ausgewuchtet sein.

[0058] Der Verlauf der Zuluftleitung im Bereich der Verbrennungsluftklappe kann dank der erfindungsgemässen Konstruktion beliebig sein. So kann die Orientierung senkrecht, horizontal oder schräg dazu sein. Hierzu trägt auch die durch das Rückstellorgan gesteuerte Rückstellbewegung der Verbrennungsluftklappe in die Ausgangsstellung bei. Dank dem Rückstellorgan kann die Rückstellbewegung unabhängig von der Schwerkraft erfolgen.

[0059] In einer Weiterbildung der Erfindung kann der Betätigungsmechanismus eine zusätzliche Schliesseinrichtung zum Zurückführen der Verbrennungsluftklappe von der ersten Betriebsstellung in die Ausgangsstellung enthalten. Die Schliesseinrichtung ist z. B. so ausgelegt, dass diese imstande ist, zwecks Aufhebung der Hemmung auf die Sperrklinke einzuwirken und diese z.B. vom Klinkensperrorgan wegzudrücken.

[0060] Die Schliesseinrichtung ist zum Beispiel von Hand betätigbar. So kann die Schliesseinrichtung ein Schieberelement umfassen, welches über einen Auslöser in einer Entriegelungsrichtung zur Sperrklinke hin bewegt wird und diese vom Klinkensperrorgan bzw. von der Wippe wegdrückt und dabei die Verriegelung bzw. Hemmung aufhebt.

[0061] Alternativ kann die Schliesseinrichtung auch ein Schwenkhebel enthalten, welcher bei Betätigung durch einen Auslöser schwenkend auf die Sperrklinke trifft und diese durch Wegschieben vom Klinkensperrorgan wegdrückt und dabei die Verriegelung bzw. Hemmung aufhebt.

[0062] Die Schliesseinrichtung kann mit einem Rückstellorgan in mechanischer Wirkverbindung stehen. Das Rückstellorgan übt auf das Schieberelement oder den Schwenkhebel eine der Entriegelungsrichtung entgegen wirkende Rückstellkraft aus und führt das Schieberorgan nach der Entriegelung wieder in seine Ausgangsstellung zurück. Das Rückstellorgan kann eine Rückstellfeder, z. B. eine auf Zug beanspruchte Schraubenfeder enthalten.

[0063] Die Schliesseinrichtung muss dabei nicht permanent mit der Sperrklinke in Kontakt sein. So kann die Schliesseinrichtung durch eine aktive Betätigung mit der Sperrklinke in Kontakt gebracht werden und bei fortgeführter Betätigung, zwecks Entriegelung, die Sperrklinke wegdrücken. Nach manueller oder auch automatischer Rückstellung der Schliesseinrichtung ist diese dann wieder ohne Kontakt zur Sperrklinke und stört keine ihrer Bewegungen.

[0064] Nachfolgend wird das Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung, d.h. zum Bewegen der Verbrennungsluftklappe von einer Ausgangsstellung in eine erste und zweite Betriebsstellung und wieder zurück in die Ausgangsstellung näher beschrieben.

[0065] Das Steuerungsverfahren, welches jeweils mit den Vorbereitungen für einen neuen Brennvorgang eingeleitet wird, wird durch Erzeugen eines Drehmomentes auf den Drehkörper eingeleitet. Das Drehmoment wird dabei durch die Aktivierungseinrichtung über das erste Funktionsorgan in den Drehkörper eingeleitet. Der Drehkörper führt dadurch eine Drehbewegung aus. Die Aktivierungseinrichtung wird beispielsweise durch Öffnen der Türe zu Beginn des Brennvorganges betätigt. Die Aktivierungseinrichtung kann aber auch über eine separate Bedienungseinheit manuell betätigt werden.

[0066] Durch die Rotation des Drehkörpers wird die Verbrennungsluftklappe in einer Drehbewegung von der Ausgangsstellung in eine erste Betriebsstellung bewegt.

[0067] Durch das Drehen des Drehkörpers überfährt das erste Sperrglied das zweite Sperrglied und wird an diesem vorbei geführt. Eines der Sperrglieder ist wie oben beschrieben als Sperrklinke und das andere Sperrglied als Klinkensperrorgan ausgebildet. Bei diesem Vorgang drückt das Klinkensperrorgan die Sperrklinke entgegen der Rückstellkraft des Rückstellorgans aus ihrer Sperrstellung heraus.

[0068] Gemäss der ersten Ausführungsvariante wird die am Drehkörper angebrachte Sperrklinke vollständig am Klinkensperrorgan vorbei bewegt und rastet durch die Rückstellung der Sperrklinke in die Sperrstellung am Klinkensperrorgan ein. Ein Zurückdrehen des Drehkörpers wird trotz der auf diesen wirkenden Rückstellkraft verhindert. Die Verbrennungsluftklappe wird in der ersten Betriebsstellung arretiert.

[0069] Gemäss der zweiten Ausführungsvariante wird beim Drehen des Drehkörpers das am Drehkörper angeordnete Klinkensperrorgan gegen die Sperrklinke an der Wippe bewegt. Nach vollständigem Überfahren der Sperrklinke durch das Klinkensperrorgan wird die Sperrklinke wieder in die Sperrposition zurückgestellt. Beim Zurückdrehen des Drehkörpers kommt das Klinkensperrorgan an der Sperrklinke in Anschlag. Der Drehkörper ist nun gehemmt und ein weiteres Zurückdrehen des Drehkörpers ist nicht mehr möglich.

[0070] Entsprechend bleibt die Verbrennungsluftklappe auch bei nicht aktivem Aktivierungsmechanismus in der ersten Betriebsstellung arretiert.

[0071] Enthält nun der Betätigungsmechanismus eine Wippe und der Drehkörper ein drittes Funktionsorgan gemäss der oben beschriebenen Art, so wird durch das Befeuern des Brennraumes die Wippe aufgrund der steigenden Temperatur durch die Steuerungseinrichtung bzw. das Thermoelement ausgelenkt. Dabei wird der erste Wippenarm mit dem zweiten Sperrglied vom ersten Sperrglied und entsprechend auch vom Drehkörper weggeschwenkt. Der zweite Wippenarm wird dahingegen zum Drehkörper hin geschwenkt.

[0072] Bei diesem Vorgang wird der zweite Wippenarm mit dem dritten Sperrglied in den Rotationsbereich des Anschlagelements (drittes Funktionsorgan) am Drehkörper hinein bewegt. Ferner wird der erste Wippenarm mit dem zweiten Sperrglied aus dem Rotationsbereich des ersten Sperrgliedes am Drehkörper (zweites Funktionsorgan) wegbewegt. Die Überlappung der sich im Eingriff befindenden Flächen von Klinkensperrorgan und Sperrklinke wird aufgehoben. Dadurch wird die Sperrklinke freigegeben und die Arretierung bzw. Hemmung des Drehkörpers aufgehoben.

[0073] Durch die Aufhebung der Arretierung beginnt sich der Drehkörper durch die Rückstellkraft des Rückstellorgans in Richtung Ausgangsstellung zurückzudrehen. Das erste Sperrglied und das zweite Sperrglied werden durch die Rotation so zueinander im Winkel versetzt, dass das Klinkensperrorgan wieder auf die Aktivierungsseite der Sperrklinke bewegt wird. Die Sperrklinke kann nicht mehr hinter dem Klinkensperrorgan einrasten.

[0074] Bevor jedoch die Verbrennungsluftklappe wieder die Ausgangsstellung einnimmt, schlägt das Anschlagelement (drittes Funktionsorgan) am dritten Sperrglied an und arretiert bzw. hemmt die Verbrennungsluftklappe erneut in einer zweiten Betriebsstellung. Die Anordnung und die Bewegung der einzelnen Elemente relativ zueinander sind so ausgelegt, dass die Sperrklinke erst dann freigegeben wird, wenn das dritte Sperrglied bereits in den Rotationsbereich des Anschlagelements eingreift.

[0075] Die Verbrennungsluftklappe verharrt nun während des ganzen Brennvorganges in der zweiten Betriebsstellung.

[0076] Der Unterschied in der Durchlassöffnung des Zuluftkanals zwischen der ersten und zweiten Betriebsstellung kann gering oder gar nicht vorhanden sein. Die Rückstellbewegung des Drehkörpers und somit der Verbrennungsluftklappe zwischen der ersten und zweiten Betriebsstellung kann vergleichsweise gering sein. Sie stellt insbesondere keine Schliessbewegung dar.

[0077] Am Schluss des Brennvorganges wird durch das Einstellen oder die Reduzierung der Befeuerung die Temperatur im Brennraum wieder abgesenkt. Die Wippe wird nun durch die Steuerungseinrichtung, insbesondere durch das Rückstellorgan, aufgrund der tieferen Temperatur zurückgeschwenkt. Bei diesem Vorgang wird das dritte Sperrglied aus dem Rotationsbereich des Anschlagelements (drittes Funktionsorgan) heraus bewegt, wobei das Anschlagelement freigegeben wird.

[0078] Dadurch wird die Arretierung aufgehoben und der Drehkörpers kann sich durch die Rückstellkraft des Rückstellorgans angetrieben zurückdrehen. Da das Klinkensperrorgan auf der Aktivierungsseite der Sperrklinke liegt, wird der Drehkörper und mit diesem die Verbrennungsluftklappe in die Ausgangsstellung zurückbewegt.

[0079] Die Ausgangsstellung wird z. B. dann erreicht, wenn das Endanschlagelement (viertes Funktionsorgan) am Endanschlag anschlägt und die weitere Drehbewegung stoppt.

[0080] Die erfindungsgemässe Vorrichtung findet insbesondere Verwendung in Verbrennungsöfen, z. B. zur Erzeugung von Wärme zwecks Beheizen von Räumen oder zum Vernichten von Abfällen. Der Ofen kann ein Kaminofen, Cheminee-Ofen, Schwedenofen oder Speicherofen sein.

[0081] Vorliegende Erfindung weist folgende Vorteile auf:

• die Verbrennungsluftklappe kann in der Zuluftleitung angeordnet sein. Dies erlaubt eine bessere Dichtheit sowie ein einfacheres Handling in der Montage mit Standardrohrleitungen und Dichtungen;
• die Verbrennungsluftklappe muss nicht mehr an das Gehäuse des Ofens zwangsgebunden sein, sondern kann Teil der Zuluftleitung sein;
• es ist möglich, die Verbrennungsluftklappe möglichst gewichtsfrei ausgewuchtet rotatorisch zu lagern. Entsprechend reicht ein vergleichsweise kleines Drehmoment zum Drehen der Verbrennungsluftklappe aus;
• die Zuluftleitung muss im Bereich der Verbrennungsluftklappe nicht zwangsweise vertikal sein, sondern kann praktische eine beliebige Ausrichtung aufweisen;
• die Verbrennungsluftklappe ist federgesteuert und kann daher unabhängig von der Schwerkraft betätigt werden. Dies erlaubt eine höhere Flexibilität in der Anordnung der Verbrennungsluftklappe;
• durch den Einsatz einer Wippe, welche zwei Funktionsstufen in einem Bauteil vereint, kann die Anzahl der Bauteile verringert werden, wodurch die Mechanik vereinfacht wird;
• durch den Einsatz eines Drehkörpers, welcher bis zu vier Funktionsorgane in einem Bauteil zusammenfasst, kann die Anzahl der Bauteile ebenfalls verringert werden, wodurch die Mechanik ebenfalls vereinfacht wird.

[0082] Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen jeweils:

Figur 1:

eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss einer ersten Ausführungsvariante mit der Verbrennungsluftklappe in Schliessstellung;

Figur 2:

eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach Figur 1 während der Bewegung der Verbrennungsluftklappe von der Schliessstellung in eine Offenstellung;

Figur 3:

eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach Figur 1 mit arretierter Sperrklinke;

Figur 4:

eine Draufsicht der Vorrichtung nach Figur 1 mit arretierter Sperrklinke;

Figur 5:

eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach Figur 1 während der Bewegung der Wippe durch das Thermoelement;

Figur 6:

eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung mit arretiertem Anschlagelement;

Figur 7:

eine Draufsicht der Vorrichtung nach Figur 1 mit arretiertem Anschlagelement;

Figur 8:

eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach Figur 1 während der Bewegung der Verbrennungsluftklappe von einer Offenstellung in die Schliessstellung;

Figur 9:

eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss einer zweiten Ausführungsvariante mit der Verbrennungsluftklappe in Offenstellung.

[0083] Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

[0084] Die Vorrichtung 1 gemäss den Figuren 1 bis 8 gehört zu einem Verbrennungsofen zwecks Erzeugung von Wärme zum Beheizen eines Raumes. Die Vorrichtung 1 enthält eine, in einer Zuluftleitung 7 angeordnete Verbrennungsluftklappe 5, welche über eine Drehachse 13 drehbar gelagert ist.

[0085] Der Durchströmquerschnitt der Zuluftleitung 7 und die Verbrennungsluftklappe 5 weisen eine Kreisform auf. Grundsätzlich sind auch andere Geometrien, wie z.B. ovale oder polygonale Geometrien möglich.

[0086] Die Drehachse 13 ist quer zur Durchströmrichtung R durch die Zuluftleitung 7 geführt. Die Verbrennungsluftklappe 5 ist an der Drehachse 13 befestigt, wobei die Drehachse 13 entlang einer Symmetrieachse der Verbrennungsluftklappe 5 verläuft. Eine asymmetrische Anordnung der Drehachse 13 zur Verbrennungsluftklappe 5 ist dennoch möglich, z.B. bei andersartigen Kanalgeometrien oder grösserem Spaltmass zwischen der Verbrennungsluftklappe 5 und der Zuluftleitung 7.

[0087] Die Drehachse 13 unterteilt die Verbrennungsluftklappe 5 in zwei Kreishälften, welche beim Drehen der Verbrennungsluftklappe 5 zueinander gegenläufig schwenken.

[0088] Die Drehachse 13 ist durch die Wand der Zuluftleitung 7 geführt und an dieser drehbar gelagert. Die Drehachse 13 ist mit einem Endabschnitt durch die Wand der Zuluftleitung 7 nach aussen geführt. An diesem Endabschnitt ist ein Y-förmig ausgebildeter Drehkörper 6 ausserhalb der Zuluftleitung 7 drehfest angebracht.

[0089] Eine Rückstellfeder 27 übt auf den Drehkörper 6 eine Rückstellkraft aus, welche in Richtung Schliessstellung der Verbrennluftklappe 5 wirkt. Die Rückstellfeder 27 ist eine auf der Drehachse 13 des Drehkörpers 6 angeordnete Torsionsfeder.

[0090] Die Y-Form des Drehkörpers 6 wird durch drei Funktionsarme 14, 16, 18 ausgebildet, welche von der geometrischen Drehachse radial nach aussen gerichtet sind und gegenseitig jeweils einen Winkel einschliessen. An den Funktionsarmen sind jeweils ein oder mehrere Funktionsorgane angeordnet.

[0091] Ein erster Funktionsarm 14 enthält an seinem freien Endabschnitt eine dem ersten Funktionsorgan entsprechende Befestigungsstelle 15, an welcher eine Aktivierungseinrichtung 3 in Form eines Seilzuges befestigt ist.

[0092] Alternativ kann hier auch ein externer Hebelmechanismus 53 als Aktivierungseinrichtung angreifen (siehe Figur 9). Der Hebelmechanismus 53 muss mit dem ersten Funktionsarm 14 nicht starr verbunden sein, sondern kann je nach Hebelstellung mit dem ersten Funktionsarm 14 im Eingriff stehen oder nicht.

[0093] Durch Ausüben einer Stellkraft auf den ersten Funktionsarm 14 über den Seilzug 3 oder durch einen Hebelmechanismus 53 wird ein Drehmoment auf den Drehkörper 6 ausgeübt.

[0094] Der Seilzug 3 oder der Hebelmechanismus 53 können mit der Ofentür (nicht gezeigt) gekoppelt sein und werden durch Öffnen der Ofentüre aktiviert.

[0095] Ein zweiter Funktionsarm 16 enthält an seinem freien Endabschnitt eine federbelastete Sperrklinke 17, welche Teil des zweiten Funktionsorgans ist. Eine Rückstellfeder 24 übt auf die Sperrklinke 17 eine Rückstellkraft in Richtung einer Sperrstellung aus. Die Rückstellfeder 24 ist eine auf der Drehachse 28 der Sperrklinke 17 angeordnete Torsionsfeder.

[0096] Der erste Funktionsarm 14 enthält ferner ein Endanschlagelement 40, welches dem vierten Funktionsorgan entspricht. In der Schliessstellung der Verbrennungsluftklappe 5 liegt das Endanschlagelement 40 einem stationären Gegenanschlag 41 an, welcher im Rotationsbereich des Endanschlagelementes 40 liegt. Dadurch wird das Weiterdrehen des Drehkörpers 6 verhindert und die Verbrennungsluftklappe 5 wird in der Schliessstellung gehalten.

[0097] Das Endanschlagelement 40 ist Teil einer Halterung am zweiten Funktionsarm 16, an welcher auch die Sperrklinke 17 befestigt und gelagert ist. Die Halterung nimmt insbesondere die Drehachse 28 der Sperrklinke 17 auf.

[0098] Ein dritter Funktionsarm 18 enthält an seinem freien Endabschnitt ein Anschlagelement 19 (siehe Figur 1), dessen Funktion nachfolgend näher beschrieben wird.

[0099] Die Vorrichtung 1 enthält im Weiteren eine um eine Drehachse 23 gelagert Wippe 8. Die Wippe 8 bildet einen ersten Wippenarm 9 aus, an deren freien Endabschnitt ein Klinkensperrorgan 10 (zweites Sperrorgan) angeordnet ist. Ferner bildet die Wippe 8 zur anderen Seite der Drehachse 23 hin einen zweiten Wippenarm 11 aus, an deren freien Endabschnitt ein drittes Sperrorgan 12 angeordnet ist. Die Drehachse 23 der Wippe 8 steht orthogonal zur Drehachse 13 des Drehkörpers 13.

[0100] Ein an der Wippe 8 angeordnetes Thermoelement 20 ist in der Lage, auf den zweiten Wippenarm 11 einzuwirken und eine temperaturabhängige Auslenkung der Wippe 8 zu bewirken. Das Thermoelement 20 bildet einen Thermokörper aus, welcher sich bei steigenden Temperaturen linear ausdehnt und dabei eine Druckkraft auf den zweiten Wippenarm 11 erzeugt. Der Thermokörper ist in einem Faltenbalg geführt, welcher die Expansion aufnehmen kann.

[0101] Der zweite Wippenarm 11 ist ferner mit einem Rückstellorgan 21 gekoppelt, welches eine Rückstellkraft auf den zweiten Wippenarm 11 ausübt, um diesen in die Ausgangsstellung zurückzuführen. Das Rückstellorgan 21 ist ein auf Zug belastetes Federpaket mit einer oder mehreren parallel oder in Reihe angeordneten Schraubenfedern.

[0102] Der Betätigungsmechanismus enthält ferner einen Schliessmechanismus 4, mittels welchem die Verbrennungsluftklappe manuell von der ersten Offenstellung in die Schliessstellung zurückgeführt werden kann. Der Schliessmechanismus 4 enthält einen Drücker 25 und ein mit dem Drücker 25 gekoppeltes Schieberelement 22. Eine Rückstellfeder 26 übt eine Rückstellkraft auf das Schieberelement 22 und den Drücker 25 aus, welche in Richtung der Ausgangsstellung wirkt. Die Rückstellfeder 26 ist eine auf der Schieberachse angeordnete und auf Druck beanspruchte Schraubenfeder.

[0103] Nachfolgend wird die Funktionsweise des Betätigungsmechanismus beschrieben.

[0104] Bevor die ersten Schritte zur Einleitung eines Befeuerungsvorganges unternommen werden, befindet sich die Verbrennungsluftklappe 5 in der als Rohr ausgebildeten Zuluftleitung 7 in Schliessstellung. Der Drehkörper 6 liegt mit dem Endanschlagelement 40 am Gegenanschlag 41 an. Der Durchlass für die Verbrennungsluft ist durch die Verbrennungsluftklappe 5 verschlossen oder auf einen minimalen Durchlass eingestellt. Der Drehkörper 6 und die Wippe 8 werden durch die Rückstellkraft der Rückstellfedern 21, 27 in einer Ausgangsstellung gehalten (siehe Figur 1). Der Brennraum ist kalt und der Thermokörper zusammengezogen.

[0105] Der Beginn eines Befeuerungsvorganges wird mit dem Öffnen der Ofentüre eingeleitet, um den Brennraum mit einem Brennstoff, wie Holz, zu beschicken und den Brennstoff zu entfachen. Durch das Öffnen der Ofentüre wird der Seilzug 3 oder ein Hebelmechanismus 53 (siehe Figur 9) betätigt. Dieser übt eine Stellkraft auf den ersten Funktionsarm 14 des Drehkörpers 6 aus. Der Drehkörper 6 wird durch diese Aktion entgegen der Rückstellkraft der Rückstellfeder 27 in Drehung versetzt (siehe Figur 2).

[0106] Der zweite Funktionsarm 16 mit der Sperrklinke 17 wird entsprechend ebenfalls in Rotation versetzt, wodurch die Sperrklinke 17 das Klinkensperrorgan 10 der Wippe 8 überfährt. Die Sperrklinke 17 wird durch die Schwenkbewegung entgegen der Rückstellkraft der Rückstellfeder 24 zurückgedrückt.

[0107] Nach dem Überfahren des Klinkensperrorgans schwenkt die Sperrklinke 17 durch die Rückstellkraft der Rückstellfeder 24 wieder in ihre Sperrstellung zur Wippe 8 hin zurück.

[0108] Wird nun der Seilzug 3 oder Hebel, z. B. durch Schliessen der Ofentüre, entlastet, so dreht der Drehkörper durch die Rückstellkraft der Rückstellfeder 27 ein Stück weit in Richtung Ausgangsstellung zurück. Die Sperrklinke 17 schlägt nun am Klinkensperrorgan 10 am ersten Wippenarm 9 an und bildet eine Verriegelung bzw. Hemmung aus (AKTIVIERUNG). Das Klinkensperrorgan 10 bildet hierzu eine Anschlagfläche mit einem Absatz für die Sperrklinke 17 aus (siehe Figur 3 und 4).

[0109] Ein weiteres Zurückdrehen des Drehkörpers 6 in Richtung Schliessstellung ist nicht mehr möglich. Die Verbrennungsluftklappe 5 ist in einer Offenstellung arretiert. Das heisst, nach Schliessen der Ofentüre bleibt die Zuluftleitung 7 geöffnet. Entsprechend ist für den folgenden Befeuerungsvorgang die Zufuhr von Verbrennungsluft sichergestellt.

[0110] Soll nun die Verbrennungsluftklappe 5 wieder geschlossen werden, weil z. B. trotz Öffnen der Ofentüre keine Befeuerung eingeleitet wird, so kann dies über den Schliessmechanismus 4 manuell vollzogen werden. Durch Drücken auf den Drücker 25 wird das Schieberorgan 22 vorgeschoben und stösst die Sperrklinke 17 entgegen der Rückstellkraft der Rückstellfeder 24 von der Anschlagfläche des Klinkensperrorgans 10 zurück. Die Sperrklinke 17 gleitet dabei über den Absatz vom Klinkensperrorgan 10 ab. Die Arretierung des Drehkörpers 6 wird aufgehoben, wodurch dieser durch die Rückstellkraft der Rückstellfeder 27 in die Ausgangsstellung und somit in die Schliessstellung zurückdreht.

[0111] Das manuelle Schliessen der Zuluftleitung 7 mittels Schliessmechanismus 4 ist jedoch nur möglich, wenn die Temperatur in der Verbrennungsanlage ausreichend gering ist, so dass der Steuerungsmechanismus, wie später beschrieben, noch nicht das dritte Sperrglied 12 auf dem zweiten Wippenarm 11 in Anschlagposition zum Anschlagelement 19 auf dem dritten Funktionsarm 18 gebracht hat.

[0112] In diesem Fall wird die Verbrennungsluftklappe 5 nur durch die Verrastung der Sperrklinke 17 mit dem Klinkensperrorgan 10 des ersten Wippenarmes 9 gehalten und vor der Rückstellung mittels der Rückstellfeder 27 gehindert. Durch Betätigung des Schliessmechanismus' 4 kann dann die Zuluftleitung 7 geschlossen werden.

[0113] Im anderen Fall ist die Temperatur in der Verbrennungsanlage hoch genug, es findet also eine aktive Verbrennung statt, so dass die Schliessung der Zuluftleitung 7 nicht durch Betätigung des Schliessmechanismus' 4 ausgelöst werden kann. In diesem Fall ist das dritte Sperrglied 12 solange im Eingriff, bis die Temperatur im Verbrennungsraum sinkt. Es sollte dem Brennraum während des Feuerungsvorganges aber auch keine Verbrennungsluft entzogen werden um den Abbrand zu unterbrechen oder zu hemmen.

[0114] Nach dem Schliessen der Ofentüre wird die Befeuerung eingeleitet. Durch den Befeuerungsvorgang erhöht sich die Temperatur im Inneren des Brennraumes. Dadurch wird das Thermoelement 20 aktiviert, dessen Thermokörper und mit diesem der dazugehörige Faltenbalg mit zunehmender Temperatur expandiert. Durch die Expansion des Thermokörpers wird der zweite Wippenarm 11 mit dem dritten Sperrglied 12 entgegen der Rückstellkraft des Rückstellorgans 21 zum Drehkörper 6 hin geschwenkt. Gleichzeitig schwenkt der erste Wippenarm 9 mit dem Klinkensperrorgan 10 von der Sperrklinke 17 weg.

[0115] Der zweite Wippenarm 11 wird hierbei mit dem dritten Sperrglied 12 in den Rotationsbereich des Anschlagelements 19 am dritten Funktionsarm 18 geschwenkt. Das dritte Sperrglied 12 bildet eine Anschlagfläche mit einem Absatz für das Anschlagelement 19 aus, welches dem dritten Funktionsorgan entspricht (siehe Figur 5).

[0116] Durch das gleichzeitige Zurückschwenken des ersten Wippenarmes 9 wird das Klinkensperrorgan 10 von der Sperrklinke 17 weggezogen. Dadurch gleitet die Sperrklinke 17 über den Absatz und wird dadurch freigegeben. Die Arretierung bzw. Hemmung wird aufgehoben (ENTSICHERUNG). Der Drehkörper 6 dreht nun durch die Rückstellkraft der Rückstellfeder 27 ein Stück weit in Richtung Ausgangsstellung zurück.

[0117] Durch das Zurückdrehen des Drehkörpers 6 schlägt der dritte Funktionsarm 18 mit seinem Anschlagelement 19 an der Anschlagfläche des dritten Sperrglieds 12 an und verhindert ein Weiterdrehen des Drehkörpers 6 in Richtung Schliessstellung. Der Drehkörper 6 und mit diesem die Verbrennungsluftklappe 5 werden wieder arretiert bzw. gehemmt (SICHERUNG). Die Verbrennungsluftklappe 5 befindet sich weiterhin in einer Offenstellung (siehe Figur 6 und 7).

[0118] In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass sich das dritte Sperrglied 12 zum Zeitpunkt der Freigabe der Sperrklinke 17 bereits im Rotationsbereich des Anschlagelements 19 befindet.

[0119] Die Befeuerung ist zu diesem Zeitpunkt in vollem Gange und ein manuelles Schliessen der Zuluftleitung 7 mittels Schliessmechanismus 4 ist nicht mehr möglich.

[0120] Mit dem Ende der Befeuerung nimmt die Temperatur im Brennraum wieder ab. Die Stellkraft des Thermokörpers nimmt entsprechend ab. Der zweite Wippenarm 11 und mit diesem das dritte Sperrglied 12 werden durch die an Wirkung gewinnende Rückstellkraft des Rückstellorgans 21 wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgezogen. Der Thermokörper wird wieder zusammengezogen.

[0121] Da die Sperrklinke 17 zu diesem Zeitpunkt entriegelt hinter dem Absatz der Anschlagfläche des Klinkensperrorgans 10 angeordnet ist, wird diese bei diesem Vorgang durch den zurückschwenkenden ersten Wippenarm 9 zurückgedrückt. Gleichzeitig wird das dritte Sperrglied 12 vom Anschlagelement 19 weggezogen (siehe Figur 8). Dadurch gleitet das Anschlagelement 19 über den Absatz vom dritten Sperrglied 12 bis es mit letzterem nicht mehr überlappt und dadurch freigegeben wird. Die Arretierung bzw. Hemmung wird gelöst und der Drehkörper 6 dreht in Richtung Ausgangsstellung zurück (FREIGABE) (siehe Figur 1).

[0122] Da die Sperrklinke 17 zurückgedrückt hinter dem Anschlag des Klinkensperrorgans 10 angeordnet ist, bildet diese keine Arretierung zum Klinkensperrorgan 10 hin mehr aus. Der Drehkörper 6 und mit diesem die Verbrennungsluftklappe 5 können so vollständig in die Ausgangsstellung und somit in die Schliessstellung zurückdrehen. Diese wird mit dem Anschlagen des Endanschlagelementes 40 am stationären Gegenanschlag 41 erreicht.

[0123] Die Verbrennungsluftklappe 5 verharrt nun bis zur nächsten Betätigung des Seilzuges 3 bzw. des Hebelmechanismus 53 in der Schliessstellung.

[0124] Die in Figur 9 dargestellte Vorrichtung 51 gemäss der zweiten Ausführungsvariante weist viele konstruktive und funktionelle Gemeinsamkeiten mit der in den Figuren 1 bis 8 dargestellten Vorrichtung 1 gemäss der ersten Ausführungsvariante auf. Es werden daher nachfolgend lediglich die konstruktiven und funktionellen Unterschiede zur ersten Ausführungsvariante näher beschrieben.

[0125] Die Vorrichtung 51 enthält ebenfalls eine, in einer Zuluftleitung 57 angeordnete Verbrennungsluftklappe 55, welche über eine Drehachse 63 drehbar gelagert ist. Die Drehachse 63 ist mit einem Endabschnitt durch die Wand der Zuluftleitung 57 nach aussen geführt. An diesem Endabschnitt ist ein ebenfalls Y-förmig ausgebildeter Drehkörper 56 drehfest angebracht. Eine Torsionsfeder 77 übt auf den Drehkörper 56 eine Rückstellkraft aus, welche in Richtung Schliessstellung der Verbrennluftklappe 55 wirkt.

[0126] Die Y-Form des Drehkörpers 56 wird ebenfalls durch drei Funktionsarme 64, 66, 68 ausgebildet, welche von der geometrischen Drehachse radial nach aussen gerichtet sind und gegenseitig jeweils einen Winkel einschliessen. An den Funktionsarmen 64, 66, 68 ist jeweils ein Funktionsorgan angeordnet.

[0127] Die Vorrichtung 51 umfasst ebenfalls eine Aktivierungseinrichtung 53. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform liegt die Aktivierungseinrichtung 53 hier als Hebelmechanismus vor. Der Hebelmechanismus wird beispielsweise durch Öffnen der Ofentüre betätigt.

[0128] Ein erster Funktionsarm 64 bildet nun eine Anschlagfläche 65 für den Hebelmechanismus 53 aus. Bei Betätigen des Hebelmechanismus 53 übt ein Hebelement über die Anschlagfläche 65 eine Stellkraft auf den ersten Funktionsarm 64 aus. Der Hebelmechanismus 53 ist jedoch nicht mit dem ersten Funktionsarm 64 verbunden. Die Stellkraft erzeugt wiederum ein Drehmoment am Drehkörper 56, welches diesen in eine Drehbewegung versetzt. Die Drehbewegung führt die Verbrennungsluftklappe 55 aus einer Schliess- in eine Offenstellung.

[0129] Der zweite Funktionsarm 66 enthält an seinem freien Endabschnitt das Klinkensperrorgan mit der Anschlagfläche 67, welches mit einer federbelasteten Sperrklinke 60 zusammenwirkt. Die Sperrklinke 60 ist am ersten Wippenarm 59 der Wippe 58 angebracht. Eine auf der Drehachse 78 der Sperrklinke 60 angeordnete Torsionsfeder 74 übt auf die Sperrklinke 60 eine Rückstellkraft in Richtung einer Sperrstellung aus.

[0130] Im Unterschied zur ersten Ausführungsform ist hier die Anordnung von Sperrklinke und Klinkensperrorgan vertauscht.

[0131] Wird nun der Drehkörper 56 durch den Hebelmechanismus 53 in Bewegung versetzt, so überfährt der zweite Funktionsarm 66 die Sperrklinke 60 und drückt diese aus ihrer Sperrstellung in Richtung ersten Wippenarm 59 zurück.

[0132] Sobald der zweite Funktionsarm 66 an der Sperrklinke 60 vorbei geschwenkt ist, wird diese durch die Rückstellkraft der Rückstellfeder 74 wieder in ihre ursprüngliche Sperrstellung zurück bewegt. Die Sperrklinke 60 befindet sich wieder im Rotationsbereich des zweiten Funktionsarms 66.

[0133] Bewegt sich nun der Drehkörper 56 nach Abschluss des Betätigungsvorganges durch den Hebelmechanismus 53, angetrieben durch die Rückstellkraft des Rückstellorgans 77, wieder zurück in Richtung Schliessstellung, so bleibt der Drehkörper 56 an der Sperrklinke 60 hängen, indem der zweite Funktionsarm 66 mit seiner Anschlagfläche 67 an der Sperrklinke 60 anschlägt.

[0134] Durch das temperaturaktivierte Drehen der Wippe 58, wie bereits zur ersten Ausführungsform ausführlich beschrieben, wird die Sperrklinke 60 durch das Zurückbewegen des ersten Wippenarms 59 aus dem Rotationsbereich des zweiten Funktionsarmes 66 zurückgezogen. Der Rotationskörper 56 kann nun bis Erreichen der zweiten Offenstellung in Richtung Schliessstellung zurückdrehen.

[0135] Der Vorgang zur Hemmung des Drehkörpers 56 in der zweiten Offenstellung sowie das Zurückdrehen der Verbrennungsluftklappe 55 in die Schliessstellung nach Abschluss des Verbrennungsvorganges wurde schon im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform ausführlich beschrieben.

[0136] Der Betätigungsmechanismus enthält im Übrigen ebenfalls einen Schliessmechanismus 54, mittels welchem die Verbrennungsluftklappe 55 manuell von der ersten Offenstellung in die Schliessstellung zurückgeführt werden kann. Die geschieht ebenfalls, indem die Sperrklinke 60 durch den Schliessmechanismus 54 aus der Sperrstellung in die Entsperrstellung gedrückt wird, in welcher diese nicht mehr in den Rotationsbereich des Klinkensperrorgans 67 eingreift. Auf diese Weise kann der Drehkörper 56 in die Schliessstellung zurückdrehen.

[0137] Die Aktivierung der Verbrennungsluftklappe 5 geschieht in der Regel bei Raumtemperatur. Die Entsicherung wird bei einer höheren Temperatur ausgelöst als die Freigabe.

Ansprüche

1. Vorrichtung (1) zum Betätigen einer Verbrennungsluftklappe (5) zur Steuerung der Zufuhr von Verbrennungsluft in den Brennraum einer Verbrennungsanlage, enthaltend:

- eine über eine Drehachse (13) drehbar gelagerte Verbrennungsluftklappe (5);

- einen Betätigungsmechanismus zum Betätigen der Verbrennungsluftklappe (5);

- eine Aktivierungseinrichtung (3) zum Aktivieren des Betätigungsmechanismus,

dadurch gekennzeichnet, dass
der Betätigungsmechanismus:

- eine Klinkensperreinrichtung mit einem ersten Sperrglied (17) und einem zweiten Sperrglied (10), welches zur Ausbildung einer Hemmung mit dem ersten Sperrglied (17) kooperiert, und

- einen mit der Drehachse (13) der Verbrennungsluftklappe (5) verbundenen Drehkörper (6)

enthält, und der Drehkörper (6):

- ein erstes Funktionsorgan (15), welches mit der Aktivierungseinrichtung (3) zur Erzeugung eines Drehmomentes auf den Drehkörper (6) in mechanischer Wirkverbindung ist, und

- ein zweites Funktionsorgan (17, 24, 28), welches das erste Sperrglied (17) beinhaltet,

enthält, wobei der Drehkörper (6) zur Ausbildung der Hemmung über das erste Sperrglied (17) am zweiten Sperrglied (10) in Anschlag bringbar ist.

2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus eine um eine Drehachse (23) drehbare Wippe (8) enthält, mit einem ersten Wippenarm (9), welcher das zweite Sperrglied (10) der Klinkensperreinrichtung enthält.

3. Vorrichtung gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wippe (8) einen zweiten Wippenarm (11) enthält, welcher ein drittes Sperrglied (12) enthält, und der Drehkörper (6) ein drittes Funktionsorgan (19) enthält, welches ein Anschlagelement enthält, über welches der Drehkörper (6) unter Ausbildung einer Hemmung am dritten Sperrglied (12) in Anschlag bringbar ist.

4. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sperrglied (17) eine Sperrklinke und das zweite Sperrglied (10) ein Klinkensperrorgan (10) ist, wobei der Drehkörper (6) zur Ausbildung der Hemmung mit der Sperrklinke (17) am Klinkensperrorgan (10) in Anschlag bringbar ist.

5. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sperrglied (67) ein Klinkensperrorgan und das zweite Sperrglied (60) eine Sperrklinke ist, wobei der Drehkörper (56) zur Ausbildung der Hemmung mit dem Klinkensperrorgan (60) an der Sperrklinke (67) in Anschlag bringbar ist.

6. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wippe (8) mit einer Steuerungseinrichtung (20) gekoppelt ist, welches imstande ist die Wippe (8) temperaturabhängig zu betätigen.

7. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsorgane (15, 17, 19, 40) im radialen Abstand um die Drehachse (13) des Drehkörpers (6) am Drehkörper (6) angeordnet sind.

8. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite und/oder das dritte und/oder das vierte Funktionsorgan (15, 17, 19, 40) an einem radial von der Drehachse (13) des Drehkörpers (6) nach aussen führenden Funktionsarm (14, 16, 18) angeordnet sind.

9. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wippe (8) mit einem Rückstellorgan (21) in mechanischer Wirkverbindung ist, welches imstande ist, die Wippe (8) über eine Rückstellkraft in eine Ausgangsstellung zurückbewegen.

10. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (13) der Verbrennungsluftklappe (5) durch den Strömungsquerschnitt der Zuluftleitung (7) geführt ist.

11. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsluftklappe (5) innerhalb der Zuluftleitung (7) angeordnet ist.

12. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus eine Schliesseinrichtung (4) zum Bewegen der Verbrennungsluftklappe (5) von einer Betriebsstellung in eine Ausgangsstellung enthält, wobei die Schliesseinrichtung (4) dazu imstande ist, zwecks Aufhebung der Hemmung, auf die Sperrklinke (17) einzuwirken.

13. Verfahren zum Betätigen einer Verbrennungsluftklappe (5) unter Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Erzeugen eines Drehmomentes auf den Drehkörper (6) über das erste Funktionsorgan (15) mittels der Aktivierungseinrichtung (3) und Ausführen einer Drehbewegung des Drehkörpers (6) und dadurch:

• Bewegen der Verbrennungsluftklappe (5) von einer Ausgangs- in eine erste Betriebsstellung und

• Vorbeiführen des ersten Sperrgliedes (17) am zweiten Sperrglied (10), wobei eines der Sperrglieder (17) als Sperrklinke und das andere Sperrglied (10) als Klinkensperrorgan ausgebildet ist;

- Einrasten der Sperrklinke (17) am Klinkensperrorgan (10) und dadurch Arretieren der Verbrennungsluftklappe (5) in einer ersten Betriebsstellung.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus eine um eine Drehachse (23) drehbare Wippe (8) mit einem ersten und zweiten Wippenarm (9, 11) enthält, und der erste Wippenarm (9) das zweite Sperrglied (10) und der zweite Wippenarm (11) ein drittes Sperrglied (12) enthält, und der Drehkörper (6) ein drittes Funktionsorgan (19) enthält, welches ein Anschlagelement ausbildet, mit folgenden Schritten:

- Befeuern des Brennraumes und dadurch temperaturabhängiges Schwenken der Wippe (8) mittels der Steuerungseinrichtung (20) und Bewegen des dritten Sperrorgans (12) in den Rotationsbereich des Anschlagelements (19) und dadurch:

• Aufheben der Hemmung durch gleichzeitiges Bewegen des zweiten Sperrgliedes (10) aus dem Rotationsbereich des ersten Sperrgliedes (17);

• Zurückdrehen des Drehkörpers (6) in Richtung Ausgangsstellung der Verbrennungsluftklappe (5) und Anschlagen des Anschlagelements (19) am dritten Sperrglied (12) unter Ausbildung einer Hemmung.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch Einstellen oder Reduzieren der Befeuerung die Temperatur im Brennraum abgesenkt wird, wobei die Wippe (8) durch die Steuerungseinrichtung (20) temperaturabhängig zurückgeschwenkt und das dritte Sperrglied (12) aus dem Rotationsbereich des Anschlagelements (19) bewegt und dadurch die Hemmung aufgehoben wird, wobei sich der Drehkörpers (6) weiter in Richtung Ausgangsstellung zurückdreht und die Verbrennungsluftklappe (5) in die Ausgangsstellung zurückgeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Wippe (8) durch das Rückstellorgan (21) der Steuerungseinrichtung (20) zurückgeschwenkt wird.

Zeichnung