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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät mit Türöffnungshilfe. Eine solche Türöffnungshilfe
ist im Allgemeinen vorgesehen, um einem Benutzer das Öffnen der
Tür des
Kältegeräts zu erleichtern,
wenn in diesem ein Unterdruck herrscht, der Tür und Korpus gegeneinander
presst. Ein solcher Unterdruck kann z.B. entstehen, wenn beim Öffnen der
Tür warme
Luft in den Innenraum des Geräts
gelangt und sich nach dem Schließen der Tür darin abkühlt.
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Verbreitet
sind Türöffnungshilfen,
die auf dem Hebelprinzip basieren. Bei einem solchen Gerät bildet
ein Türgriff
einen Teil eines zweiarmigen Hebels, der um eine an der Tür befestigte
Achse schwenkbar ist. Wenn ein Benutzer an dem Griff zieht, wird
dadurch ein zweiter, kürzerer
Arm des Hebels gegen den Korpus des Geräts gedrückt, wodurch Tür und Korpus
mit hoher Kraft auseinander gespreizt werden.
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Ein
anderes Prinzip von Türöffnungshilfe
basiert auf der künstlichen
Herbeiführung
eines Druckausgleichs zwischen dem Innenraum des Kältegeräts und seiner
Umgebung, indem eine zwischen Tür und
Korpus befindliche Dichtung stellenweise von ihrem Dichtungssitz
abgespreizt wird, um so noch vor dem eigentlichen Öffnen der
Tür Luft
in den Innenraum fließen
zu lassen. Eine solche Türöffnungshilfe ist
z.B. aus
DE 36 02 200
A1 bekannt.
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EP 1 077 354 A2 beschreibt
ein Kältegerät nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1, bei welchem als Türöffnungshilfe ein nicht durch
vom Benutzer geleistete Arbeit, sondern durch elektrische Energie
angetriebener Stößel vorgesehen
ist, der Tür
und Gehäuse
entgegen einer zwischen einem magnetischen Material der Dichtung
und dem Korpus wirkenden magnetischen Kraft auseinander treibt.
Der Antrieb dieses Stößels muss
großzügig dimensioniert
sein, um die Tür
auch entgegen einem im Innenraum herrschenden Unterdruck öffnen zu
können.
Die Kosten für
ein solches Stellglied steigern die Herstellungskosten des Geräts; außerdem erfordert
das Stellglied zu seiner Unterbringung eine beträchtliche Einbautiefe, was den
Einbau aufwändig
und dementsprechend kostspielig macht.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät mit einer durch Fremdenergie
angetriebenen Türöffnungshilfe
zu schaffen, bei dem die Türöffnungshilfe
selbst preiswert realisierbar ist und auch einfach und preiswert
einbaubar ist.
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Die
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass als Antrieb des Stellkörpers
ein durch die Fremdenergie beheiztes oder gekühltes Element aus Gedächtnislegierung
eingesetzt wird. Mit derartigen Elementen, die inzwischen vergleichsweise
preiswert verfügbar sind,
sind beträchtliche
Stellkräfte
und -hübe
bei geringen Abmessungen des betreffenden Elements realisierbar.
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Ein
solcher Stellkörper
und sein Antrieb können
wahlweise an der Tür
des Kältegeräts oder
an dessen Korpus montiert sein. Da die Dichtung im Allgemeinen an
der Tür
montiert ist, übt
im ersteren Fall der Stellkörper
eine Zugkraft auf die Dichtung aus, um sie vom Korpus abzuspreizen
und dadurch einen Druckausgleich und dementsprechend ein erleichtertes
Türöffnen zu
ermöglichen.
Wenn umgekehrt der Stellkörper
im Korpus eingebaut ist, übt
er zum gleichen Zweck vorzugsweise eine Druckkraft auf die Dichtung
aus.
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Der
Stellkörper
kann zum Auseinanderspreizen auch eine Druckkraft auf dasjenige
Gehäuseteil ausüben, in
dem er nicht montiert ist. Weiter können zwei Stellkörper vorgesehen
sein, von denen jeweils einer auf die Dichtung einwirkt und der
andere gegen das jeweils andere Gehäuseteil drückt, oder es können beide
Stellkörper
zu einer Einheit verbunden und gemeinsam angetrieben sein.
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Einer
ersten bevorzugten Ausgestaltung zufolge weist ein Antrieb für den Stellkörper einen
Kniehebel auf, dessen zwei Arme durch drei Gelenke jeweils untereinander,
mit einem Gehäuse
des Antriebs und mit dem Stellkörper
verbunden sind, und das Element aus Gedächtnislegierung greift an dem die
Arme untereinander verbindenden Gelenk an.
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Einer
Vereinfachung zufolge können
die zwei Arme des Kniehebels selbst Teil des Elements aus Gedächtnislegierung
sein.
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Vorzugsweise
hat das Element aus Gedächtnislegierung
die Form eines Drahtes, da sich dieser zum Herbeiführen einer
Formänderung
schnell aufheizen oder abkühlen
lässt.
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Um
bei kompakter Bauform der Türöffnungshilfe
einen großen
Hub des oder der Stellkörper
zu erreichen, ist der Draht zweckmäßigerweise um eine Mehrzahl
von Umlenkzapfen geschwungen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
mit Bezug auf die beigefügten
Figuren. Es zeigen:
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1 einen
schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Kältegerät;
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2 einen
detaillierten Schnitt durch den unteren Rand der Tür des Kältegeräts aus 1 im geschlossenen
Zustand der Tür;
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3 einen
entsprechenden Schnitt in einer ersten Phase des Betriebs der Türöffnungshilfe;
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4 einen
entsprechenden Schnitt in einer zweiten Phase des Betriebs der Türöffnungshilfe;
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5 eine
schematische Ansicht eines Türöffnungshilfemechanismus
gemäß der ersten
Ausgestaltung der Erfindung im Ruhezustand;
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6 den
Mechanismus aus 5 im aktivierten Zustand;
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7 eine
schematische Ansicht einer zweiten Ausgestaltung eines Türöffnungshilfemechanismus;
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8 den
Türöffnungshilfemechanismus aus 7,
montiert am unteren Abschluss einer Kältegerätetür;
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9 einen
Schnitt durch den Mechanismus der 7 im Ruhezustand;
und
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10 einen
Schnitt durch denselben Mechanismus im aktivierten Zustand.
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1 zeigt
stark schematisiert ein erfindungsgemäßes Kältegerät mit einem Korpus 1 und einer
daran angelenkten Tür 2,
die gemeinsamen einen Innenraum 3 begrenzen, sowie einer
Magnetdichtung 4, die an der Innenseite der Tür 2 umlaufend befestigt
ist und durch Magnetkraft im Wesentlichen luftdicht an der Vorderseite
des Korpus 1 haftet, so dass sich in dessen Innerem ein
Unterdruck ausbilden kann, wenn nach dem Eindringen von warmer Luft
in den Innenraum 3 die Tür 2 geschlossen wird und
die Luft im Innenraum 3 abkühlt.
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In
die wärmeisolierende
Wand 5 am Boden des Korpus 1 ist ein Türöffnungshilfemechanismus 6 eingelassen,
dessen innerer Aufbau an späterer
Stelle erläutert
wird. Aus dem hier im inaktiven Zustand gezeigten Türöffnungshilfemechanismus
steht ein Abdrückelement
eines Stellkörpers 7 vor,
welches sich in geringem Abstand von der Innenseite der Tür 2 befindet.
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2 zeigt
den unteren Randbereich der Tür 2 in
einem vergrößerten Schnitt.
Die Tür 2 ist
aufgebaut aus einer aus einem Blechzuschnitt geformten Außenwand 8 und
einer aus Kunststoff tiefgezogenen Innenwand 9, die an
ihren vertikalen Kanten miteinander verbunden sind und einen mit
Isoliermaterial gefüllten
Hohlraum 10 umschließen,
der oben und unten durch Profile 11 aus Kunststoff verschlossen ist.
Eine Buchse 12 zum Aufnehmen eines Gelenkzapfens eines
Türscharniers
ist in den Profilen 11 einteilig geformt.
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In
einem Randbereich der Innenwand 9 ist eine hinterschnittene
Nut 13 geformt, in welche ein mit Widerhaken versehener
Kopfabschnitt eines Magnetdichtprofils 14 eingerastet ist.
Das Magnetdichtprofil hat eine Mehrzahl von langgestreckten Kammern,
die ihm Flexibilität
verleihen und von denen eine, mit 15 bezeichnet, mit magnetischem
Material gefüllt
ist, welches eine Dichtfläche
des Dichtprofils an die aus Stahlblech geformte Vorderseite des
Korpus 1 gedrückt
hält. Das
Abdrückelement 16 des
Stellkörpers 7 liegt
einer inneren Kante des Profils 11 mit geringem Abstand
gegenüber.
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3 zeigt
eine erste Phase des Betriebs des im Korpus 1 eingelassenen
Türöffnungshilfemechanismus 6.
Der Stellkörper 7 ist
so weit aus dem Korpus 1 ausgefahren, dass eine Schulter 17,
die im inaktiven Zustand mit der Vorderkante des Korpus 1 bündig ist
oder geringfügig
dahinter zurückspringt, über die
Vorderkante vorspringt und die mit dem magnetischen Material gefüllte Kammer 15 des
Dichtprofils 14 vom Korpus 1 fortdrückt. Durch
den so jeweils seitlich vom Stellkörper 7 entstehenden
Spalt zwischen Korpus 1 und Dichtprofil 14 kann
Luft in den Innenraum 3 des Kältegeräts strömen, wodurch sich ein Druckausgleich
zwischen innen und außen
ergibt und zum Öffnen
der Tür 2 lediglich
noch die Magnetkraft zwischen Dichtprofil 14 und Korpus 1 überwunden
werden muss. In dieser Phase übt
das Abdrückelement 16 noch
keine Kraft auf das Profil 11 aus.
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In
der in 4 gezeigten zweiten Phase des Betriebs des Türöffnungshilfemechanismus 6 ist
der Stellkörper 7 noch
weiter aus dem Korpus 1 ausgefahren, und hat das Dichtprofils 14 vom
Korpus 1 abgehoben. Die Tür kann nun völlig frei
geöffnet
werden.
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Die 5 und 6 zeigen
exemplarisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Türöffnungshilfemechanismus 6,
mit dem die anhand der 2 bis 4 erläuterte Öffnungsbewegung
der Tür 2 angetrieben
werden kann. Das Gehäuse 20 des
Türöffnungshilfemechanismus 6 ist
hier auf einer Seite offen dargestellt, um den inneren Aufbau zeigen
zu können;
in der Praxis ist die offene Seite durch einen Deckel verschlossen
oder dicht an der Schaumseite des Außenbehälters des Korpus 1 anliegend
befestigt, um auszuschließen,
dass beim Zusammenbau des Kältegeräts, während des
Ausschäumens
des Zwischenraums zwischen Innen- und Außenbehälter mit Isoliermaterial wie
etwa Polyurethanschaum dieser in das Gehäuse 20 eindringt und
den Mechanismus blockiert.
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Im
Innern des Gehäuses 20 befindet
sich ein Kniehebel mit einem vorderen Arm 21 und einem
hinteren Arm 22, die miteinander durch ein Gelenk 23 verbunden
sind. Der hintere Arm 22 greift über ein Gelenk 24 am
Gehäuse 20 an,
der vordere Arm 21 über
ein Gelenk 25 am Stellkörper 7.
Ein Draht 26 aus einer Gedächtnislegierung ist zwischen
einer Rückwand 27 und
einer Zwischenwand 28 des Gehäuses aufgespannt und greift
am Gelenk 23 an. Der Draht 26 ist beheizbar, beispielsweise
indem ein Heizstrom über
(nicht dargestellte) elektrische Anschlüsse direkt durch den Draht 26 selbst
geleitet wird, oder mit Hilfe eines an ihm angeordneten Heizwiderstandes.
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In
der in 5 gezeigten inaktiven Konfiguration des Türöffnungshilfemechanismus 6 schließt der Stellkörper 7 bündig mit
einer Vorderwand 29 des Gehäuses ab, die in die der Tür bzw. der
Magnetdichtung zugewandete Vorderseite des Korpus 1 eingelassen
ist. Das Gelenk 23 ist gegenüber einer gedachten, die Gelenke 24, 25 verbindenden
Linie deutlich zur Seite ausgelenkt. Der Draht 26 befindet sich
in einem langgestreckten Zustand, der nur bei niedriger Temperatur
stabil ist.
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Wenn
erfasst wird, dass ein Benutzer die Tür 2 öffnen will,
beispielsweise mit Hilfe eines durch Ziehen an einem Griff der Tür 2 betätigbaren
Schalter, wird der Draht 26 elektrisch auf eine Temperatur
erhitzt, in der er in einen verkürzten
Zustand übergeht. Dabei
drückt
der Draht 26 auf das Gelenk 23 und streckt dadurch
den Kniehebel, wodurch der Stellkörper 7 aus dem Gehäuse 20 heraus
geschoben wird.
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Der
in 5 und 6 gezeigte Stellkörper 7 mit
ebener Vorderseite kann beim Herausschieben aus dem Gehäuse 20 direkt
auf die Tür 2 einwirken und
diese vom Korpus 1 abspreizen, ohne dass vorher ein Druckausgleich
hervorgerufen wird, oder er kann so angeordnet sein, dass er gegen
das Magnetdichtprofil 14 der Tür drückt und so zunächst einen Druckausgleich
ermöglicht,
bevor durch ein weiteres Hervordringen aus dem Gehäuse 20 das
Magnetprofil 14 vom Korpus 1 abhebt und so die
Tür vollständig öffnet. Selbstverständlich kann
der Stellkörper 7 an seiner
Vorderseite auch eine Schulter und ein Abdrückelement aufweisen, wie in 1 bis 4 gezeigt, um
nacheinander zunächst
das Magnetdichtprofil 14 mit Hilfe der Schulter abzuheben
und dann mit dem Abdrückelement
direkt gegen die Tür
zu drücken, oder
es können
zwei Mechanismen 6 der in 5, 6 gezeigten
Art vorgesehen sein, von denen einer dazu dient, durch lokales Abheben
des Magnetdichtprofils 14 einen Druckausgleich herbeizuführen und
der andere dazu dient, nach erfolgtem Druckausgleich die Tür 2 vollends
aufzustoßen.
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Nach
erfolgtem Öffnen
der Tür 2 wird
die Beheizung des Drahtes 26 beendet, so dass er wieder abkühlt und,
wenn beim Schließen
der Tür 2 der Stellkörper 7 in
das Gehäuse 20 zurückgedrängt wird,
in den langgestreckten Zustand zurückkehrt.
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Ein
Türöffnungshilfemechanismus 6 vom
in 5 und 6 gezeigten Typ, der nur dazu
vorgesehen ist, die Tür
ohne vorherigen Druckausgleich aufzustoßen, könnte auch an der Tür 2 so
montiert sein, dass der ausfahrende Stellkörper 7 unmittelbar gegen
die Vorderseite des Korpus 1 drückt.
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An
sich ist es wünschenswert,
einen Türöffnungshilfemechanismus
an der Tür 2 so
montieren zu können,
dass dessen Stellkörper 7 beim
Ausfahren gegen die Vorderseite des Korpus 1 drückt, da ein
solcher Mechanismus an einer Außenseite
des oberen oder unteren Abschlussprofils 11 montiert sein
kann, was wesentlich weniger arbeitsaufwändig ist, als ihn in die Wand 5 des
Korpus 1 einzubetten. Ein Problem dabei ist jedoch, dass
der Türöffnungshilfemechanismus 6 der 5 und 6 nur
in der Lage ist, eine Druckkraft auszuüben, dass aber eine Zugkraft
erforderlich ist, um von Seiten der Tür 2 her das Magnetdichtprofil 14 von
der Vorderseite des Korpus abzuheben und so den Druckausgleich herbeizuführen. Ein
Türöffnungshilfemechanismus 6', der dieses
leistet, wird anhand der 7 bis 10 beschrieben.
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7 zeigt
eine perspektivische Ansicht dieses Türöffnungshilfemechanismus 6' mit nach oben gewandter,
offener Unterseite seines Gehäuses 20. Das
Gehäuse 20 hat
die Gestalt eines flachen Quaders, bei dem sich durch eine Längswand,
hier als Vorderwand 29 bezeichnet, ein Führungskanal 30 mit rechteckigem
freien Querschnitt erstreckt. Durch diesen freien Querschnitt erstreckt
sich ein Zweig 31 eines ersten Stellkörpers 7'. Ein zweiter Zweig 32 erstreckt
im rechten Winkel von dem aus dem Gehäuse 20 vorspringenden
Ende des Zweiges 31 aus. An dem im Innern des Gehäuses 20 befindlichen
Ende des Zweiges 31 ist ein Zapfen 33 angebracht,
der von einem Draht 26' aus
Gedächtnislegierung
umschlungen ist. Die zwei Enden des Drahtes 26' sind jeweils in
Halteblöcken 34 des
Gehäuses
verankert.
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Ein
zweiter Stellkörper 7'' erstreckt sich durch einen durch
den Zweig 31 verlaufenden Führungskanal. Das äußere Ende
dieses Stellkörpers 7'' schließt in der Konfiguration der 7 bündig mit
der Außenseite
des Stellkörpers 7' ab; das innere
Ende erstreckt sich über
das innere Ende des Zweiges 31 hinaus bis in einen geschlitzten
Führungskörper 36 des
Gehäuses 20,
in welchem es von einem zweiten Draht 26'' aus
Gedächtnislegierung
umschlungen ist. Der Draht 26'' ist
erheblich länger
als der Draht 26'. Er
erstreckt vom Stellkörper 7'' aus in spiegelbildliche Richtungen,
und verläuft
im Zickzack um eine Mehrzahl von Umlenkzapfen 37, bis er
schließlich
Verankerungspunkte an Halteblöcken 38 erreicht.
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Eine
in der Figur großenteils
verborgene Rückstellfeder 35 greift
mit einem Ende am Stellkörper 7' und mit dem
anderen am Stellkörper 7'' an. Sie drückt den Stellkörper 7' nach außen, gegen
den Korpus 1, und den Stellkörper 7'' nach
innen und hält
dadurch die Drähte 26' und 26'' straff gespannt.
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8 zeigt
die Anbringung des Türöffnungshilfemechanismus 6' an der Unterseite
des unteren Abschlussprofils 1 der Tür des Kältegeräts. Der hakenförmige Führungskörper 7' greift mit
seinem vertikalen Zweig 32 in einen Ausschnitt 39 eines
Frontblechs 40 des Korpus 1 ein, der sich ein
Stück weit bis
unter das Magnetdichtprofil 14 erstreckt. In einer Ruhekonfiguration
der Türöffnungshilfe
verformt der Zweig 31 das Dichtprofil 14 nicht,
so dass dieses auf einem Teil seiner Oberfläche dichtend am Innenbehälter des
Korpus 1 anliegt.
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Wenn
die Türöffnungshilfe
durch Beheizen der Drähte 26', 26'' aktiviert wird, verkürzen sich
diese, wodurch der Stellkörper 7' entgegen der
Kraft der Rückstellfeder 35 an
das Gehäuse 20 herangezogen wird
und dabei das Dichtprofil 14 vom Korpus 1 abhebt,
wie in 10 gezeigt. Gleichzeitig fährt der Stellkörper 7'' aus dem Gehäuse 20 aus, wobei
aufgrund der großen
Länge des
um die Umlenkzapfen 37 geschlungenen Drahtes 26'' beim Führungskörper 7'' ein
größerer Hub
erreichbar ist als beim Stellkörper 7'.
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Nach
einer vorgegebenen, zum Öffnen
der Tür
ausreichenden Zeit wird die Beheizung der Drähte 26', 26'' wieder
ausgeschaltet. Die sich nun abkühlenden
Drähte 26', 26'' kehren unter der Wirkung der Rückstellfeder 35 in
ihre in 9 gezeigte Stellung zurück, so dass
die Tür
wieder luftdicht geschlossen werden kann.