CN105658894A - 致动系统及包括所述致动系统的烤箱 - Google Patents

致动系统及包括所述致动系统的烤箱 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种致动系统，该致动系统用于覆盖家用电器的开口的至少一个元件(2，8，11)的自动致动。该致动系统包括由至少一个形状记忆合金元件构成的至少一个致动元件(3)。该致动系统被适配成当对该致动元件施加热量时致动该元件(2，8，11)。

Description

致动系统及包括所述致动系统的烤箱
本发明总体上涉及致动系统领域。更具体地，本发明涉及用于基于形状记忆合金的家用电器的激活系统。
发明背景
用于准备食物的烤箱在本领域中是众所周知的。所述烤箱包括一个基体，该基体形成具有用于接收待准备食物的腔体开口的一个烤箱腔体。另外，该烤箱包括用于关闭腔体开口的门。该烤箱门用作热屏障从而保持烤箱工作过程中腔体内的热能。典型地，烤箱门呈至少部分透明，以使得使用者能够控制封闭腔内的食物准备过程。
该烤箱门可以借助于铰接件被可枢转地安装至烤箱腔体，该铰接件允许烤箱门相对于烤箱腔体移动。有几种类型的门安排尤其适用于致动系统的致动，即被可枢转地安装在水平旋转轴线处的所谓的下拉门，被可枢转地安装在竖直旋转轴线处的所谓的侧开门，或者由两扇门组成的所谓的“法式门”，这两扇门被可枢转地安装在烤箱腔体的相对侧，通过围绕竖直旋转轴线朝不同方向旋转或摆动而被打开。
典型的烤箱门是手动操作的。它们包括用于对待打开的门施加手动力的手柄。此外，另一种类型的烤箱包括自动致动门，其中激活是由电机完成的。
已知的包括自动致动门的烤箱的缺点在于电机需要大量空间，这对于烤箱腔体的体积有负面影响。此外，电机是昂贵的并且电机至待打开门的机械耦合是相当复杂的。相应地，有必要改善现有的包括自动致动门的家用电器以便节省家用电器内的安装空间并且节省成本和构造费用。
发明内容
本发明的实施例的目标是提供一种改进的用于家用电器的激活系统和一种具有改进的门激活系统的家用电器。该目标是通过独立权利要求的特征来实现的。在从属权利要求中给出了多个优选实施例。若无另外明确指明，本发明的多个实施例可以彼此自由组合。
根据本发明的第一方面，本发明涉及一种致动系统，该致动系统用于覆盖家用电器的开口的至少一个元件的自动致动。该开口可以是腔体开口或提供进入家用电器的内部部分的开口。所述元件可以是覆盖家用电器的腔体的门或者被适配成覆盖家用电器的开口的覆盖元件。家用电器可以是烤箱、可加热抽屉、冰箱、冷冻箱等。该致动系统包括由至少一个形状记忆合金元件构成的至少一个致动元件，并且该致动系统被适配成当对该致动元件施加热量时致动该元件。
当激活该致动系统时，该元件可以被打开或关闭。有利地，本发明的致动系统明显小于包括具有可比较致动性能的电机的致动系统。此外，基于形状记忆合金的致动系统较便宜，因为所述致动器不像具有可比较性能的紧凑型电机一样需要稀土磁体。最后，与常规电机相比，基于形状记忆合金的致动系统操作安静，因此在打开该元件时没有噪音产生。
根据优选实施例，该致动元件包括多根形状记忆合金线并且/或者该致动元件包括一叠至少两个层状形状记忆合金元件。由此，由该致动系统产生的力可以明显增加。
根据优选实施例，该致动元件包括平面的形状、并且被适配成加热时缩小至已记忆的形状。由此，通过分别向元件和/或家用电器的本体、向将该元件可枢转地安装至家用电器的铰接件的臂施加张力，可以实现致动该元件。
根据优选实施例，该致动元件包括一个弯曲的形状、并且被适配成在加热时减小弯曲度。由此，通过分别向元件和/或家用电器的本体、向将该元件可枢转地安装至家用电器的本体的铰接件的臂施加压力，可以实现致动该元件。
根据优选实施例，该致动系统是铰接件的组成部分，该铰接件用于将该元件可枢转地安装至该家用电器的本体。所述铰接件可以被具体适配于该致动元件的活动原理，从而提高该致动系统的性能。
根据优选实施例，该致动系统形成有待整合入或连接至现有的铰接件中的一个扩展模块。所以，扩展模块可以被适配成安排在标准铰接件、尤其是标准家用电器铰接件处，并且多个被动铰接件可以用根据本发明的致动系统改装。
根据优选实施例，该致动元件是电加热的。所述加热可以通过与SMA致动元件热耦合的电加热元件或者通过所述SMA致动元件由焦耳加热如电阻加热来加热自身而获得。
根据第二个方面，本发明引用包括覆盖家用电器的至少一个元件的家用电器。该家用电器包括上述至少一个致动系统，用于自动致动该至少一个元件。家用电器可以是烤箱、可加热抽屉、冰箱、冷冻箱等。该开口可以是腔体开口或提供进入家用电器(如频繁操作的物体，如水箱)的内部的开口。所述元件可以是覆盖家用电器的腔体的门或者被适配成覆盖家用电器的开口的覆盖元件。
根据优选实施例，该元件被设计成从一个关闭位置被打开至一个最大打开角度，并且该致动系统被适配成通过最大打开角度的一部分来致动该元件。由此，该元件的打开可以通过较少的技术努力而实现。
根据优选实施例，该元件的手柄被定位成使得只有在该元件被该致动系统至少部分打开之后才被使用者接触到。由此，在关闭状态下，该手柄是不可见的并且没有横向凸出在家用电器的外面。
根据优选实施例，该元件由至少两个铰接件被可枢转地安装至该家用电器的本体，其中所述铰接件之一由该致动系统致动。由此，该致动可以通过更少的技术努力而实现。
根据优选实施例，该元件由至少两个铰接件被被枢转地安装至该家用电器的本体，其中所述铰接件中的两个或更多个由该致动系统致动。由此，该致动力可以被额外地增加。
根据优选实施例，两个元件被可枢转地安装在该家用电器的本体的相对侧，以通过朝不同方向旋转或摆动而被打开，其中每个元件通过一个分开的致动系统被自主移动。这些元件的致动和控制可以被同步化，以便获得期望的打开特征。
根据其他优选实施例，两个元件被枢转地安装在该家用电器的本体的相对侧，以通过朝不同方向旋转而被打开，其中这两个元件由机械耦合机构连接并且仅由一个致动系统机械地提供动力。由此，该致动可以通过更少的技术努力而实现。
在本发明中使用的术语“基本上”或“大致”是指与准确值偏差+/-10％、优选地+/-5％，和/或呈对功能无关紧要的变化形式的偏差。
附图简要说明
从以下详细说明和附图中将容易理解本发明的这些不同方面，包括其具体特征和优点，在附图中：
图1示出了具有部分打开的门的烤箱的示意性侧视图；
图2示出了具有部分打开的门的烤箱的示意性俯视图；
图3示出了具有部分打开的“法式”门的烤箱的示意性俯视图；
图4示出了第一种类型的具有基本上平面结构的形状记忆合金；
图5示出了第二种类型的具有弯曲结构的形状记忆合金；
图6示出了包括一叠平面形状记忆合金的致动元件；
图7示出了包括多根形状记忆合金线的致动元件；
图8示出了具有在示意性侧视图中的致动元件的铰接件；
图9示出了具有部分打开的滑动门的烤箱的示意性侧视图；
图10示出了具有滑动元件的可加热抽屉的示意性侧视图；并且
图11示出了具有部分打开的覆盖元件的烤箱的示意性侧视图。
优选实施例的详细说明
现在将参照这些附图对本发明进行更全面的描述，在附图中示出了多个示例性实施例。然而，本发明不应该被解释为局限于在此阐述的这些实施例。贯穿以下说明，当适用时，使用类似的参考数字来表示类似的元件、部件、物件或特征。
在下文中，使用烤箱作为家用电器的一个实例来描述本发明的实施例。图1至图3示出了不同类型的烤箱1。所有烤箱1包括一个烤箱腔体6，该烤箱腔体具有一个腔体开口6.1和被适配成覆盖该腔体开口6.1的至少一扇烤箱门2。图1示出了具有所谓的下拉门的烤箱1的示意性侧视图，即该门被可枢转地安装在该烤箱腔体6.1的下边框处以使得该门能够围绕一条下水平枢转轴线枢转。该门被适配成从一个关闭位置(其中腔体开口被密封)被打开至一个最大打开角度αmax。该最大打开角度αmax可以是90°或基本上90°。
图2示出了具有侧开门的烤箱1的示意性俯视图，即该门被可枢转地安装在该烤箱腔体6.1的左边框或右边框处以使得该门能够围绕一条竖直枢转轴线枢转。该门被适配成从一个关闭位置(其中腔体开口被密封)被打开至一个最大打开角度αmax。该最大打开角度αmax可以是90°或基本上90°。
图3示出了具有所谓的“法式门”概念的烤箱1的示意性俯视图。烤箱1包括一对烤箱门2、2’，其中第一门2由第一竖直枢转轴线可枢转地安装在烤箱腔体6.1的左边框处，并且第二门2’由与第一枢转轴线平行的第二竖直枢转轴线可枢转地安装在烤箱腔体6.1的右边框处。换言之，门2、2’被安装在烤箱腔体6.1的相对侧，其中第一门2朝左侧打开并且第二门2’朝右侧打开。如果两扇门2、2’都关闭，则腔体开口6.1由这两扇门2、2’覆盖。两扇门都被适配成从一个关闭位置(其中腔体开口6.1被密封)被打开至一个最大打开角度αmax。该最大打开角度αmax可以是90°或基本上90°。
图4和5示出了用于致动烤箱门2的致动元件3。致动元件3由一个形状记忆合金元件形成，该形状记忆合金元件由一种形状记忆合金(SMA)组成。形状记忆合金的特征在于冷态，即当合金的温度低于马氏体完成温度时。形状记忆合金的特征也在于热态，即当合金的温度高于奥氏体完成温度时。该合金形成的物体的特征可以在于预定的形状。当该物体在冷态中变形时，通过加热物体高于奥氏体完成温度，应变可以逆转，即，加热物体高于奥氏体完成温度将使该物体回到其预定形状。
图4所示的第一种类型的致动元件3可以包括在释放的冷态中的平面的或基本上平面的形状。当对致动元件3(如箭头所指)施加热量时，致动元件3的几何尺寸减小，例如，长度从第一长度l1(冷长度)减小至第二长度l2(热长度)，其中l2<l1。换言之，致动元件3在施加热量时收缩至已记忆的长度。由此，可以分别对烤箱门2和烤箱腔体6施加张力以便致动该烤箱门2，例如，张力导致烤箱门2的打开和/或关闭。
图5示出了第二种类型的致动元件3。该致动元件3包括弯曲的形状。在当前实施例中，致动元件3示出了在释放的冷态中的凸起形状。通过加热致动元件3(如箭头所指)，所述致动元件3被激活并且曲率被最小化或者致动元件3重新变形成直的、平面的形状。由于变形，可以分别对烤箱门2和烤箱腔体6施加压力F(如虚线箭头所指)以致动该烤箱门2，即，压力导致烤箱门2的打开和/或关闭。
典型地，基于单根形状记忆合金线的致动系统被限定于仅出现低到中等力的应用。为了提高致动系统的力，多个形状记忆合金元件可以被组合在致动系统中。
图6示出了层状形状记忆合金元件4b的堆叠安排。形状记忆合金元件4b可以被适配成施加张力(如结合图4之前所述的)或者可以被适配成施加压力(如结合图5之前所述的)。当对一叠形状记忆合金元件4b加热时，所有元件变形从而导致增加的张力或压力。
图7示出了提高致动系统的致动力的另一种可能性。该形状记忆合金元件4a示出了具有圆形横截面的钢丝绳状结构。该形状记忆合金元件4a包括多根由形状记忆合金组成的线。当对该多根线加热时，所有线变形导致增加的张力。
图8示出了该致动系统的示意性整合，该致动系统包括在铰接件5中的由形状记忆合金制成的至少一个致动元件3，该铰接件被适配成用于将烤箱门2可枢转地安装至烤箱腔体6。该致动元件3可以是铰接件5的组成部分，即，该铰接件5替换了烤箱的常规铰接件。
在另一个实施例中，致动元件3可以被适配成扩展模块，该扩展模块能够被整合入现有的铰接件5中。由此，将扩展模块与不同类型的常规铰接件5结合是可能的。
该致动元件3可以与电加热元件7热耦合，用于对致动元件3施加热量。可替代地，该致动元件3可以包括嵌在致动元件3内部的加热元件。该电加热元件7可以被连接至供电干线或者经由具有适当电压的变压器供电。
根据优选实施例，该致动系统可以被适配成从一个关闭位置打开烤箱门2至一定打开角度β，其中该打开角度β小于烤箱门2的最大打开角度αmax(β<αmax)。该烤箱可以包括在烤箱门2的关闭位置中不能被使用者接触到的手柄。如果烤箱门2由致动系统自动打开至该打开角度β，则该手柄可以被接触到，并且烤箱门可以由使用者借助于手柄手动打开。
烤箱门2借助于至少两个铰接件5可以被安装至烤箱腔体6，其中只有一个铰接件包括之前所述的致动系统。在另一个实施例中，将烤箱门2固定在烤箱腔体6.1的至少两个或所有铰接件5包括所述致动系统，并且致动系统的致动元件3被同步致动使得烤箱门2被打开。
“法式”烤箱包括一对烤箱门2、2’，每扇门可以包括基于形状记忆合金致动元件3的至少一个致动系统。换言之，每扇门由一个分开的致动系统致动。可替代地，只有一扇门包括上述致动系统并且另外一扇门由第一门和第二门2、2’之间的机械耦合驱动。由此，只用一个致动系统就可以打开两扇门。
图9示出了具有滑动烤箱门2的烤箱1的另一个实施例。该滑动烤箱门被适配成拉离烤箱腔体6用于打开腔体，并且被适配成滑入该烤箱腔体用于关闭腔体。可以由包括至少一个SMA元件的致动系统至少部分致动该滑动烤箱门的移动。
图10示出了可加热抽屉10。该可加热抽屉包括一个滑动元件11和一个可加热腔体12。该滑动元件11被适配成拉离该可加热腔体12用于打开腔体，并且被适配成滑入该可加热腔体用于关闭该可加热腔体12。可以由包括至少一个SMA元件的致动系统至少部分致动该滑动元件11的移动。
图11示出了具有活动覆盖元件8的烤箱1的另一个实施例。该覆盖元件8可以由控制板构成或者可以包括所述控制板。所属控制板可以包括用于操作烤箱1的使用者界面。该覆盖元件8借助于一个铰接件被可转动地安装在腔体处，其中转动轴线可以是竖直轴线或水平轴线。可以由包括至少一个SMA元件的致动系统至少部分致动覆盖元件8的移动。该覆盖元件8可以在一个关闭位置中覆盖烤箱1的开口并且可以在一个打开位置中提供对所述开口的接近。在所述开口内，可以定位该烤箱的一个可拆件9，如蒸煮锅的一个水箱。
上文已经描述了如所附权利要求书限定的根据本发明的门致动系统的实施例。这些应该被视为只是非限制性的实例。如本领域技术人员所理解的，许多修改和替代实施例都可能在本发明的范围内。
参考符号清单
1烤箱
2，2’烤箱门
3致动元件
4a，4b形状记忆合金元件
5铰接件
6烤箱腔体
6.1腔体开口
7电加热元件
8可拆件
9覆盖元件
10可加热抽屉
11滑动元件
12可加热腔体
αmax最大打开角度
β减小的打开角度
l1第一长度
l2第二长度

Claims (15)

1.一种致动系统，该致动系统用于覆盖家用电器的开口的至少一个元件(2，8，11)的自动致动，
其特征在于，
该致动系统包括由至少一个形状记忆合金元件(4a，4b)构成的至少一个致动元件(3)并且该致动系统被适配成当对该致动元件(3)施加热量时致动该元件(2，8，11)。
2.根据权利要求1所述的致动系统，其中该致动元件(3)包括多根形状记忆合金线(4a)和/或该致动元件(3)包括一叠至少两个层状形状记忆合金元件(4b)。
3.根据权利要求1或2所述的致动系统，其中该致动元件(3)包括平面的形状并且被适配成在加热时收缩至已记忆的形状。
4.根据权利要求1或2所述的致动系统，其中该致动元件(3)包括弯曲的形状并且被适配成在加热时减小弯曲度。
5.根据以上权利要求中任一项所述的致动系统，其中该致动系统是一个铰接件(5)的组成部分，该铰接件用于将该元件(2，8)可枢转地安装至该家用电器的本体上。
6.根据以上权利要求1至4中任一项所述的致动系统，其中该致动系统形成有待整合在现有的铰接件(5)中的一个扩展模块。
7.根据以上权利要求中任一项所述的致动系统，其中该致动元件(3)是电加热的。
8.根据以上权利要求中任一项所述的致动系统，其中由该致动元件(3)致动的元件是覆盖该家用电器的腔体的门(2，8，11)和/或待相对于该家用电器的本体移动的覆盖元件(2，8，11)。
9.一种家用电器，该家用电器包括覆盖该家用电器的开口的至少一个元件(2，8，11)，其特征在于，该家用电器包括至少一个根据以上权利要求中任一项所述的致动系统，该致动系统用于自动致动该至少一个元件(2，8，11)。
10.根据权利要求9所述的家用电器，其中由该致动元件(3)致动的元件是覆盖该家用电器的腔体的门和/或待相对于该家用电器的本体移动的覆盖元件。
11.根据权利要求9或10所述的家用电器，其中该元件(2)被适配成从一个关闭位置被打开至一个最大打开角度(αmax)并且该致动系统被适配成通过该最大打开角度(αmax)的一部分(β)来致动该元件。
12.根据以上权利要求9至11中任一项所述的家用电器，其中该元件(2)的一个手柄被定位成使得只有在该元件(2)被该致动系统至少部分打开之后才被使用者接触到。
13.根据以上权利要求9至12中任一项所述的家用电器，其中该元件(2)由至少两个铰接件(5)被可枢转地安装至该家用电器的本体，其中所述铰接件(5)之一由该致动系统致动。
14.根据以上权利要求9至12中任一项所述的家用电器，其中该元件(2)由至少两个铰接件(5)被可枢转地安装至该家用电器的本体，其中所述铰接件(5)中的两个或更多个由该致动系统致动。
15.根据以上权利要求9至12中任一项所述的家用电器，包括被可枢转地安装在该家用电器的本体的相对侧的两个元件(2，2’)，以便通过朝不同方向摆动而被打开，其中每个元件(2，2’)通过分开的致动系统被自主移动或者这两个元件(2，2’)通过机械耦合机构连接并且仅由一个致动系统机械地提供动力。
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