-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Einer Vereinfachung zufolge können die zwei Arme des Kniehebels selbst Teil des Elements aus Gedächtnislegierung sein.
-
Vorzugsweise hat das Element aus Gedächtnislegierung die Form eines Drahtes, da sich dieser zum Herbeiführen einer Formänderung schnell aufheizen oder abkühlen lässt.
-
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.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
- 1 einen schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Kältegerät;
- 2 einen detaillierten Schnitt durch den unteren Rand der Tür des Kältegeräts aus 1 im geschlossenen Zustand der Tür;
- 3 einen entsprechenden Schnitt in einer ersten Phase des Betriebs der Türöffnungshilfe;
- 4 einen entsprechenden Schnitt in einer zweiten Phase des Betriebs der Türöffnungshilfe;
- 5 eine schematische Ansicht eines Türöffnungshilfemechanismus gemäß der ersten Ausgestaltung der Erfindung im Ruhezustand;
- 6 den Mechanismus aus 5 im aktivierten Zustand;
- 7 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausgestaltung eines Türöffnungshilfemechanismus;
- 8 den Türöffnungshilfemechanismus aus 7, montiert am unteren Abschluss einer Kältegerätetür;
- 9 einen Schnitt durch den Mechanismus der 7 im Ruhezustand; und
- 10 einen Schnitt durch denselben Mechanismus im aktivierten Zustand.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Die Figs. 5 und 6 zeigen exemplarisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Türöffnungshilfemechanismus 6, mit dem die anhand der Figs. 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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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 Figs. 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.
-
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.
-
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.
-
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 Figs. 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 Figs. 7 bis 10 beschrieben.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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'.
-
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.