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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Türverschließvorrichtung
für ein Hausgerät, mit einem Grundkörper,
welcher eine Aufnahme aufweist, in welche ein türseitiges
Schließelement beim Schließen einer Tür
des Hausgeräts bewegbar ist, mit einem elektrischen Schalter,
welcher in einer Schließstellung des Schließelements
in seinen geschlossenen Schaltzustand schaltbar ist und über
welchen einer Steuereinheit ein die Schließstellung des
Schließelements signalisierendes Informationssignal übermittelbar
ist, und mit einer Verriegelungseinrichtung zum mechanischen Verriegeln
der Tür, wobei das mechanische Verriegeln in einer Verriegelungsstellung
des Schließelements ermöglicht ist. Ferner betrifft
die Erfindung eine Türanordnung mit einer derartigen Türverschließvorrichtung.
Die Erfindung bezieht sich schließlich auf ein Verfahren
zum Verschließen einer Tür eines Hausgeräts
mit Hilfe einer derartigen Türverschließvorrichtung.
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Bei
einer derartigen Türverschließvorrichtung für
ein Hausgerät zur Pflege von Wäschestücken
wird nach dem Schließen der Tür (auch Fenster genannt)
ein elektrischer Schalter geschlossen, welcher die Aufgabe hat,
einer Steuereinheit des Hausgeräts das Erreichen einer
Schließstellung der Tür zu signalisieren. Bei
dieser Schließstellung muss das mechanische Verriegeln
der Tür mittels einer Verriegelungseinrichtung bereits
ermöglicht sein, so dass bei einer bereits verriegelten
Tür der elektrische Schalter geschlossen bleibt. Dabei
kann die Schließstellung, in welcher der elektrische Schalter
geschlossen wird, aus konstruktiven Gründen nicht an gleicher
Stelle vorgesehen sein wie die Verriegelungsstellung, in welcher
das mechanische Verriegeln der Tür ermöglicht
wird. Aus diesem Grunde wird üblicherweise beim Schließen
der Tür erst die Schließstellung und anschließend
die Verriegelungsstellung eingenommen. Hierdurch wird erreicht,
dass bei einem Öffnungsversuch der Tür von einem
Benutzer in einem verriegelten Zustand der Tür der elektrische
Schalter nicht unabsichtlich geöffnet wird.
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Die
BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH hat ab September
2006 unter den Markennamen Bosch und Siemens Waschmaschinen vermarktet,
deren jede eine Türverschließvorrichtung der eingangs
genannten Gattung aufwies.
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Türverschließvorrichtungen
sind auch den beiden Dokumenten
WO 2006/122842 A1 und
WO 2007/065793 A1 entnehmbar.
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Eine
der BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH geläufige
Türverschließvorrichtung 1 für ein
Hausgerät zur Pflege von Wäschestücken
ist in schematischer Darstellung in den 1 bis 6 dargestellt.
Dabei sind unterschiedliche Stellungen eines türseitigen
Schließelements 2 abgebildet, welches beim Schließen
einer Tür des Hausgeräts in eine entsprechende
Aufnahme 3 eines Grundkörpers 4 bewegbar
ist. Der Grundkörper 4 kann beispielsweise ein
Teil eines Gehäuses des Hausgeräts sein. Diese
Türverschließvorrichtung 1 weist ein
Schiebeelement 5 auf, welches bezüglich des Grundkörpers 4 verschiebbar
ist. Das Schiebeelement 5 weist eine Aufnahmeöffnung 6 zur
Aufnahme des Schließelements 2 auf, welche sich
der Aufnahme 3 des Grundkörpers 4 unmittelbar
anschließt. An dieser Stelle sei erwähnt, dass
das Schließelement 2 an der Tür des Hausgeräts
schwenkbar gelagert und mit einer Stellkraft beaufschlagt, beispielsweise
federbelastet, ist. Somit kann das Schließelement 2 aus
einer in 1 dargestellten Grundstellung
in eine in 2 dargestellte Kippstellung
verschwenkt werden, wobei die Stellkraft dafür sorgt, dass
das Schließelement 2 aus der Kippstellung in die
Grundstellung selbsttätig überführbar
ist. Bei dieser Türverschließvorrichtung 1 ist
das Schiebeelement 5 beim Bewegen des Schließelements 2 in
die Aufnahmeöffnung 6 durch ein von dem Schließelement 2 bewirktes
Ausüben einer Kraft auf eine Seitenwand 7 der
Aufnahmeöffnung 6 verschiebbar. Diese Kraft ist
auf die Stellkraft, mit welcher das Schließelement 2 beaufschlagt
ist, zurückzuführen.
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Diese
Türverschließvorrichtung 1 weist ferner
einen elektrischen Schalter 8 auf, welcher durch ein Kontaktelementpaar
einschließlich eines ersten und eines zweiten Kontaktelements 9, 10 gebildet
ist. Das erste und das zweite Kontaktelement 9, 10 sind dabei
an dem Grundkörper 4 und/oder an dem Gehäuse
des Hausgeräts gehalten und weiterhin flexibel bzw. elastisch
und federnd ausgebildet. Bei dieser Türverschließvorrichtung 1 ist
der elektrische Schalter 8 mittels des Schiebeelements 5 in
seinen geschlossenen Schaltzustand schaltbar. Hierzu weist das Schiebeelement 5 einen davon
abstehenden flanschartigen Vorsprung 11 auf, mittels welchem
das erste Kontaktelement 9 gebogen und somit zu dem zweiten
Kontaktelement 10 hin bewegt werden kann, um eine elektrische
Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktelement 9, 10 herzustellen. Bewirkt
das Schließelement 2 ein Verschieben des Schiebeelements 5,
so kann der elektrische Schalter 8 geschlossen werden.
Dabei erfolgt das Schalten des elektrischen Schalters 8 in
seinen geschlossenen Schaltzustand in einer Schließstellung
des Schließelements 2 in der Aufnahme 3,
also entsprechend in einer Schließstellung des Schiebeelements 5 bezüglich
des Grundkörpers 4. Über den elektrischen
Schalter 8 wird einer Steuereinheit des Hausgeräts
das Erreichen der Schließstellung des Schließelements 2 signalisiert.
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Diese
Türverschließvorrichtung 1 umfasst ferner
eine Verriegelungseinrichtung 12, welche ein Verriegelungselement 13 aufweist,
der in eine korrespondierende Öffnung 14 des Schiebeelements 5 hineinführbar
ist. Dabei kann das Verriegelungselement 13 nur dann in
die korrespondierende Öffnung 14 des Schiebeelements 5 hineingeführt
werden, wenn eine in 4 dargestellte Verriegelungsstellung
des Schließelements 2 und entsprechend eine Verriegelungsstellung
des Schiebeelements 5 bezüglich des Verriegelungselements 13 überschritten wird.
Ferner ist der Verriegelungseinrichtung 12 ein elektrischer
Verriegelungsschalter 15 zugeordnet, welcher durch ein
Kontaktelementpaar einschließlich eines ersten und eines
zweiten Kontaktelements 16, 17 gebildet ist. Dabei
sind das erste und das zweite Kontaktelement 16, 17 des
Verriegelungsschalters 15 an dem Grundkörper 4 und/oder
an dem Gehäuse des Hausgeräts gehalten und flexibel
bzw. elastisch und federnd ausgebildet. Weiterhin ist das erste
Kontaktelement 16 mittels des Verriegelungselements 13,
und genauer gesagt mittels einer davon abstehenden flanschartigen
Nase 18 vorgespannt, so dass beim Hineinführen
des Verriegelungselements 13 in die Öffnung 14 des
Schiebeelements 5 das erste Kontaktelement 16 hin
zu dem zweiten Kontaktelement 17 selbsttätig bewirkt
wird, um eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem
zweiten Kontaktelement 16, 17 herzustellen. Der
elektrische Verriegelungsschalter 15 hat dabei die Aufgabe,
einer Steuereinheit des Hausgeräts den verriegelten Zustand
der Tür zu signalisieren.
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Nachfolgend
wird ein Schließvorgang der Tür des Hausgeräts
anhand der 1 bis 6 näher
erläutert. in einer in 1 dargestellten
Stellung des Schließelements 2 sind der elektrische
Schalter 8 sowie der elektrische Verriegelungsschalter 15 geöffnet
und das mechanische Verriegeln der Tür ist aufgrund der
bezüglich des Verriegelungselements 13 verschobenen
Stellung der Öffnung 14 nicht möglich.
Diese Stellung des Schließelements 2 entspricht einer
offenen Stellung der Tür des Hausgeräts. Beim Schließen
der Tür wird das Schließelement 2 in
die Aufnahme 3 des Grundkörpers 4 sowie
in die Aufnahmeöffnung 6 des Schiebeelements 5 bewegt
und bewirkt somit aufgrund der Stellkraft ein Verschieben des Schiebeelements 5 bezüglich
des Grundkörpers 4. In 2 ist eine
Schließstellung des Schließelements 2 dargestellt,
in welcher der elektrische Schalter 8 in seinen geschlossenen
bzw. elektrisch leitenden Schaltzustand geschaltet wird. Der Zeitpunkt
des Betätigens des elektrischen Schalters 8 bzw.
das Erreichen der Schließstellung des Schließelements 2 ist
dabei nicht fest vorgegeben, sondern hängt von den Bauteiltoleranzen,
insbesondere von konstruktions- und fertigungsbedingten Form- und
Lageabweichungen des elektrischen Schalters 8 sowie des
flanschartigen Vorsprungs 11 ab. Bezug nehmend auf 7 stellt
eine erste Gauß-Kurve 19 eine Wahrscheinlichkeitsdichte
der Wahrscheinlichkeit des Erreichens der Schließstellung
des Schließelements 2 bzw. des Schließens
des elektrischen Schalters 8 in Abhängigkeit einer
aktuellen Stellung S des Schließelements 2 beim
Schließen der Tür des Hausgeräts dar.
Wie aus 7 hervorgeht, wird beim Überschreiten
einer ersten Stellung S1 des Schließelements 2 die
Schließstellung desselben höchstwahrscheinlich
erreicht, also der elektrische Schalter 8 mit höchster
Wahrscheinlichkeit geschlossen. Dabei wird die Form, insbesondere
die Breite der ersten Gauß-Kurve 19 durch die
Bauteiltoleranzen bestimmt.
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Mit
erneutem Bezug auf 2 ist in der Schließstellung
des Schließelements 2 das mechanische Verriegeln
der Tür des Hausgeräts aufgrund der bezüglich
des Verriegelungselements 13 verschobenen Stellung der Öffnung 14 noch
nicht möglich. In 3 ist eine
weitere Stellung des Schließelements 2 nach der
Schließstellung desselben dargestellt. Zwar ist in dieser
Stellung des Schließelements 2 gemäß 3 das
mechanische Verriegeln der Tür noch nicht gewährleistet,
dies ist jedoch ebenfalls von den Bauteiltoleranzen, wie insbesondere
von den Form- und Lagetoleranzen des Schiebeelements 5 sowie des
Verriegelungselements 13, abhängig. In 7 ist
mit einer zweiten Gauß-Kurve 20 eine Wahrscheinlichkeitsdichte
der Wahrscheinlichkeit des Erreichens der Verriegelungsstellung
des Schließelements 2 in Abhängigkeit
der aktuellen Stellung S desselben dargestellt. Wie in 7 dargestellt
ist, wird die Verriegelungsstellung des Schließelements 2,
in welcher das mechanische Verriegeln der Tür ermöglicht
ist, mit höchster Wahrscheinlichkeit bei einer Stellung
S2 des Schließelements 2 erreicht. Diese Stellung
S2 entspricht der Stellung des Schließelements 2,
welche in 4 wiedergegeben ist. Beim Erreichen
der in 4 dargestellten Verriegelungsstellung des Schließelements 2 wird
sowohl der elektrische Schalter 8 geschlossen, als auch
das mechanische Verriegeln der Tür ermöglicht.
Eine weitere Stellung des Schließelements 2, welche
einer Endstellung desselben entspricht, ist in den 5 und 6 dargestellt.
Wie aus diesen Figuren zu erkennen ist, kann das Verriegelungselement 13 in
die (Öffnung 14 hineingeführt und aus
dieser herausgebracht werden. Bei dieser Endstellung ist das mechanische
Verriegeln der Tür sicher, also mit der Wahrscheinlichkeit
gleich nahezu eins ermöglicht, was anhand einer Verriegelungskurve 21 in 7 dargestellt
ist. Dabei kann die Verriegelungskurve 21 zwei unterschiedliche
Werte annehmen, einen Wert V1 sowie einen Wert V2. Nimmt die Verriegelungskurve 21 den
Wert V2 an, so ist das mechanische Verriegeln der Tür des
Hausgeräts ermöglicht. Dahingegen bedeutet der
Wert V1, dass die Wahrscheinlichkeit des Erreichens der Verriegelungsstellung
des Schließelements 2 kleiner 1 ist. Bezug nehmend
weiterhin auf 7 stellt eine Schaltkurve 22 mögliche
Schaltzustände des elektrischen Schalters 8 dar.
Dabei entspricht ein Wert X1 dem offenen Schaltzustand und ein Wert
X2 dem geschlossenen Schaltzustand des elektrischen Schalters 8.
Wie in 7 dargestellt ist, kann eine hundertprozentige
Aussage über den geschlossenen Schaltzustand des elektrischen
Schalters 8 nur am Ende der ersten Gauß-Kurve 19 getroffen
werden, also wenn die Schließstellung des Schließelements 2 mit
der Wahrscheinlichkeit gleich nahezu eins erreicht wird. Die Endstellung
des Schließelements 2, in welcher der elektrische
Schalter 8 geschlossen und das mechanische Verriegeln der
Tür ermöglicht ist, ist in 7 mit S3
bezeichnet.
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Wie
oben ausgeführt, wird bei dieser Türverschließvorrichtung 1 zunächst
die Schließstellung, in welcher der elektrische Schalter 8 geschlossen
wird, und anschließend die Verriegelungsstellung, in welcher
das mechanische Verriegeln der Tür ermöglicht ist,
erreicht. An dieser Türverschließvorrichtung 1 ist als
nachteilig der Umstand anzusehen, dass beim geschlossenen elektrischen
Schalter 8, über welchen der Steuereinheit die
Schließstellung des Schließelements 2 signalisierbar
ist, das mechanische Verriegeln der Tür nicht immer ermöglicht
ist. Aufgrund der erwähnten Bauteiltoleranzen gibt es Zustände,
in welchen der Steuereinheit über den geschlossenen elektrischen
Schalter 8 die Schließstellung signalisiert wird,
das mechanische Verriegeln der Tür und somit das Schließen
des elektrischen Verriegelungsschalters 15 jedoch nicht
möglich ist, so dass ein Prozess des Hausgeräts,
wie beispielsweise ein Waschvorgang, nicht gestartet werden kann.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Türverschließvorrichtung
für ein Hausgerät, eine Türanordnung
mit einer derartigen Türverschließvorrichtung
sowie ein Verfahren zum Verschließen einer Tür
eines Hausgeräts zu schaffen, wobei Maßnahmen
getroffen sind, die gewährleisten, dass das mechanische
Verriegeln der Tür beim geschlossenen elektrischen Schalter
betriebssicher ausführbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Türverschließvorrichtung,
durch eine Türanordnung, sowie durch ein Verfahren, jeweils
mit den Merkmalen des entsprechenden unabhängigen Patentanspruchs
aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Eine
erfindungsgemäße Türverschließvorrichtung
für ein Hausgerät umfasst einen Grundkörper,
welcher eine Aufnahme aufweist, in welche ein türseitiges
Schließelement beim Schließen einer Tür des
Hausgeräts bewegbar ist. Die Türverschließvorrichtung
umfasst ferner einen elektrischen Schalter, welcher in einer Schließstellung
des Schließelements in seinen geschlossenen Schaltzustand schaltbar
ist und über welchen einer Steuereinheit ein die Schließstellung
des Schließelements signalisierendes Informationssignal übermittelbar
ist. Die Türverschließvorrichtung weist weiterhin
eine Verriegelungseinrichtung zum mechanischen Verriegeln der Tür
auf, wobei das mechanische Verriegeln in einer Verriegelungsstellung
des Schließelements ermöglicht ist. Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass das Schließelement beim Schließen
der Tür aus der Verriegelungsstellung in die Schließstellung
bewegbar ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass
das mechanische Verriegeln der Tür beim geschlossenen elektrischen
Schalter betriebssicher ermöglicht wird, wenn zunächst
die Verriegelungsstellung des Schließelements, in welcher
das mechanische Verriegeln der Tür möglich ist, und
anschließend die Schließstellung, in welcher der elektrische
Schalter geschlossen wird, erreicht wird. Somit werden Zustände
der Türverschließvorrichtung vermieden, in denen
das mechanische Verriegeln der Tür beim geschlossenen elektrischen
Schalter aufgrund der Bauteiltoleranzen unmöglich ist.
Somit wird ein sicheres Starten eines Prozesses des Hausgeräts
gewährleistet.
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Um
zu gewährleisten, dass der elektrische Schalter bei einer
mittels der Verriegelungseinrichtung verriegelten Tür sicher
geschlossen bleibt, ist in einer Ausführungsform vorgesehen,
dass der elektrische Schalter in einer Öffnungsstellung
des Schließelements beim Öffnen der Tür
in seinen offenen Schaltzustand schaltbar ist, wobei das Schließelement
beim Öffnen der Tür aus der Verriegelungsstellung
in die Öffnungsstellung bewegbar ist. Mit anderen Worten
wird beim Öffnen der Tür zunächst die Verriegelungsstellung,
in welcher das mechanische Verriegeln und Entriegeln gerade noch
möglich ist und anschließend die Öffnungsstellung,
in welcher der elektrische Schalter geöffnet wird, erreicht.
Hierdurch wird die Anforderung erfüllt, dass der elektrische
Schalter sicher geschlossen bleibt, während die Tür
verriegelt ist. Bei dieser Ausführungsform ist somit eine
Schaltcharakteristik des elektrischen Schalters in Abhängigkeit
einer aktuellen Stellung des Schließelements durch eine
Hysterese definiert, bei welcher eine steigende Flanke dem Schalten
des elektrischen Schalters in seinen geschlossenen Schaltzustand
und eine fallende Flanke dem Schalten des elektrischen Schalters
in seinen offenen Schaltzustand entspricht. Mit anderen Worten bezeichnet
die steigende Flanke der Hysterese das Erreichen der Schließstellung
des Schließelements und die fallende Flanke das Erreichen
der Öffnungsstellung desselben. Vorzugsweise sind die steigende und
die fallende Flanke der Hysterese bezüglich der aktuellen
Stellung des Schließelements derart aufeinander abgestimmt,
dass die Verriegelungsstellung des Schließelements beim
Bewegen desselben zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung auch
unter Berücksichtigung der Bauteiltoleranzen mit einer
Wahrscheinlichkeit gleich nahezu eins erreicht wird.
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Eine
derartige Hysterese kann beispielsweise dadurch erzielt werden,
dass der elektrische Schalter als Sprungschalter ausgebildet ist.
Dabei zeichnet sich ein Sprungschalter dadurch aus, dass dessen
Kraft-Weg-Charakteristik durch eine Hysterese definiert ist. Zu
Beginn der Betätigung des elektrischen Schalters steigt
somit die für das Schalten des elektrischen Schalters notwendige
Kraft verhältnismäßig stark an, wobei
der elektrische Schalter zum Zeitpunkt des Schaltens in seinen geschlossenen Schaltzustand
schlagartig schnappt, so dass die Betätigungskraft entsprechend
abfällt. Beim Schalten eines Sprungschalters in seinen
offenen Schaltzustand steigt die Betätigungskraft üblicherweise
wieder an, was auf eine Rückstellkraft zurückzuführen ist,
welche bei Wegnahme der Belastung den Sprungschalter wieder in seine
Ausgangsstellung bringt.
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Vorzugsweise
umfasst der elektrische Schalter ein Kontaktelementpaar, von welchem
ein Kontaktelement über ein Federelement mit einem Betätigungselement
verbunden ist, welches von dem Schließelement wenigstens
mittelbar betätigbar ist. Insbesondere wirkt das Kompaktelement über
das Federelement mit dem Betätigungselement zusammen, so
dass der elektrische Schalter beim Erreichen der Schließstellung
schlagartig in seinen geschlossenen Schaltzustand geschaltet wird.
Hierdurch, und insbesondere durch Einsatz des Federelements, welches
das Betätigungselement mit dem Kontaktelement verbindet,
wird ein Sprungschalter geschaffen, dessen Schaltcharakteristik
in Abhängigkeit der aktuellen Stellung des Schließelements
eine Hysterese zeigt.
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In
einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Türverschließvorrichtung
ein Schiebeelement umfasst, welches mittels des Schließelements bezüglich
des Grundkörpers verschiebbar ist und mittels welchem der
elektrische Schalter schaltbar ist. Dabei kann vorgesehen sein,
dass das Schiebeelement einen von diesem abstehenden flanschartigen
Vorsprung aufweist, mittels welchem der elektrische Schalter schaltbar
ist. Bevorzugt betätigt das Schiebeelement, insbesondere
der flanschartige Vorsprung, das Betätigungselement des
elektrischen Schalters, welches weiterhin ein Kontaktelement eines
Kontaktelementpaares betätigt und somit ein Schließen
des elektrischen Schalters bewirkt. Durch Einsatz eines flanschartigen
Vorsprungs kann dabei eine besonders betriebssichere sowie rutschfeste Betätigung
des elektrischen Schalters gewährleistet werden.
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Alternativ
zu dem Sprungschalter kann vorgesehen sein, dass die Türverschließvorrichtung zwei
konventionelle elektrische Schalter aufweist, welche in unterschiedlichen
Stellungen des Schließelements schaltbar sind. Somit kann
der erste elektrische Schalter beim Schließen der Tür
vor dem Erreichen der Verriegelungsstellung in seinen geschlossenen
Schaltzustand und der zweite elektrische Schalter nach dem Erreichen
der Verriegelungsstellung in seinen geschlossenen Schaltzustand
geschaltet werden. Entsprechend kann der zweite elektrische Schalter
beim Öffnen der Tür vor und der erste elektrische
Schalter nach dem Passieren der Verriegelungsstellung geöffnet
werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Steuereinheit
dazu ausgebildet sein, die über den ersten und den zweiten
elektrischen Schalter übermittelten Signale auszuwerten und
das Hausgerät in Abhängigkeit der Auswertung zu
betreiben.
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In
bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass das Schiebeelement eine Aufnahmeöffnung
zur Aufnahme des Schließelements aufweist und durch ein von
dem Schließelement bewirktes Ausüben einer Kraft
auf eine Seitenwand der Aufnahmeöffnung verschiebbar ist.
Das Bereitstellen des Schiebeelements einschließlich der
Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Schließelements
beruht insbesondere auf der Erkenntnis, dass das Schließelement
an einer Tür des Hausgeräts schwenkbar gelagert
und mit einer Stellkraft beaufschlagt ist. Somit kann das Schiebeelement
durch das Hineinbewegen des Schließelements in die Aufnahmeöffnung
auf technisch einfache Weise verschoben und der elektrische Schalter entsprechend
geschaltet werden.
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Es
hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, dass die Verriegelungseinrichtung
eine in dem Schiebeelement ausgebildete Öffnung aufweist, in
welche ein korrespondierendes Verriegelungselement, insbesondere
ein Verriegelungsbolzen, in der Verriegelungsstellung des Schließelements
hineinführbar ist. Somit kann das Schiebeelement durch das
Hineinführen des Verriegelungselements in die korrespondierende Öffnung
und somit die Tür des Hausgeräts betriebssicher
verriegelt werden.
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Insbesondere
ist der Verriegelungseinrichtung ein elektrischer Verriegelungsschalter
zugeordnet, welcher beim Verriegeln der Tür, also insbesondere
beim Hineinführen des Verriegelungselements in die Öffnung
des Schiebeelements, in einen geschlossenen Schaltzustand schaltbar
ist. Somit kann einer Steuereinheit des Hausgeräts ein
Informationssignal übermittelt werden, welches das Verriegeln der
Tür signalisiert.
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Unter
dem Hausgerät wird hier insbesondere ein Hausgerät
zur Pflege von Wäschestücken, wie beispielsweise
eine Waschmaschine, ein Trockner oder ein Waschtrockner, verstanden.
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Eine
erfindungsgemäße Türanordnung für ein
Hausgerät umfasst eine Tür mit einem Schließelement
sowie eine hausgeräteseitige erfindungsgemäße
Türverschließvorrichtung. Unter dem Begriff Türanordnung
versteht man dabei insbesondere ein Türportal, welches
durch ein Teil eines Gehäuses des Hausgeräts gebildet
ist sowie eine dazu gehörige Tür des Hausgeräts.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen
Türverschließvorrichtung sind als vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Türanordnung
anzusehen.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren ist zum Verschließen
einer Tür eines Hausgeräts mit Hilfe einer Türverschließvorrichtung
ausgelegt. Bei dem Verfahren wird ein türseitiges Schließelement
beim Schließen der Tür in eine Aufnahme der Türverschließvorrichtung
bewegt. Ferner wird ein elektrischer Schalter, über welchen
einer Steuereinheit ein eine Schließstellung des Schließelements
signalisierendes Informationssignal übermittelt wird, beim
Erreichen der Schließstellung des Schließelements
in seinen geschlossenen Schaltzustand geschaltet und ein mechanisches
Verriegeln der Tür mittels einer Verriegelungseinrichtung
in einer Verriegelungsstellung des Schließelements ermöglicht.
Ein wesentlicher Gedanke bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren besteht darin, dass das Schließelement beim Schließen
der Tür aus der Verriegelungsstellung in die Schließstellung
bewegt wird.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Türverschließvorrichtung
und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 bis 6 eine
schematische Schnittansicht durch eine Türverschließvorrichtung
gemäß dem Stand der Technik, wobei sich ein Schließelement
in unterschiedlichen Stellungen befindet;
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7 Verläufe
einer Wahrscheinlichkeitsdichte einer Wahrscheinlichkeit des Erreichens
einer Schließstellung sowie einer Verriegelungsstellung des
Schließelements in Abhängigkeit von einer aktuellen
Stellung desselben, einen Verlauf einer die Möglichkeit
einer Verriegelung einer Tür charakterisierenden Kurve
sowie einen Verlauf einer einen Schaltzustand eines elektrischen
Schalters charakterisierenden Kurve beim Betreiben der Türverschließvorrichtung
gemäß den 1 bis 6 nach
dem Stand der Technik;
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8 bis 15 einen
Schließvorgang einer Tür eines Hausgeräts
bei einer Türverschließvorrichtung nach einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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16 bis 23 einen Öffnungsvorgang der
Tür des Hausgeräts bei der Türverschließvorrichtung
nach der Ausführungsform der Erfindung; und
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24 einen
Verlauf einer Wahrscheinlichkeitsdichte einer Wahrscheinlichkeit
des Erreichens einer Öffnungsstellung, einer Verriegelungsstellung und
einer Schließstellung, einen Verlauf einer die Möglichkeit
des mechanischen Verriegelns charakterisierenden Kurve sowie einen
Verlauf einer Hysterese als Schaltcharakteristik eines elektrischen
Schalters beim Betreiben der Türverschließvorrichtung nach
der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In
den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen
Bezugszeichen versehen.
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Die
nachfolgend anhand der 8 bis 24 zu
betrachtende Türverschließvorrichtung 1 entspricht
im Wesentlichen der Türverschließvorrichtung 1 gemäß den 1 bis 6,
wobei der elektrische Schalter 8 im Beispiel als Sprungschalter
ausgebildet ist. Mit Bezug auf die 8 bis 15 wird nachfolgend
ein Schließvorgang einer Tür eines Hausgeräts,
in welchem die Türverschließvorrichtung 1 eingebaut
ist, näher erläutert. Der elektrische Schalter 8 weist
nun ein Betätigungselement 23 auf, welches über
ein Federelement 24, beispielsweise eine Schraubenfeder,
mit dem zweiten Kontaktelement 10 verbunden ist und mit
diesem zusammenwirkt. Dabei sind der flanschartige Vorsprung 11 und der
elektrische Schalter 8 derart aufeinander abgestimmt, dass
ein durch das Bewegen des Schließelements 2 in
die Aufnahmeöffnung 6 des Schiebeelements 5 bewirktes
Verschieben des Schiebeelements 5 und somit des flanschartigen
Vorsprungs 11 ein Betätigen des Betätigungselements 23 bewirkt. Ferner
ist das Betätigungselement 23, wie das erste und
das zweite Kontaktelement 9, 10 an dem Grundkörper 4 und/oder
an dem Gehäuse des Hausgeräts gehalten und elastisch
bzw. flexibel und federnd ausgebildet. Mittels des Federelements 24 sind
das zweite Kontaktelement 10 und das Betätigungselement 23 derart
vorgespannt, dass sie auseinandergebogen sind. Wird das Betätigungselement 23 in Richtung
des zweiten Kontaktelements 10 gedrückt bzw. geschoben,
so steigt die von dem Federelement 24 auf das Betätigungselement 23 wirkende
und somit für das Betätigen notwendige Kraft an.
Erreicht das Betätigungselement 23 das zweite
Kontaktelement 10, so schnappt der elektrische Schalter 8 schlagartig
in seinen geschlossenen Schaltzustand, in welchem eine elektrische
Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktelement 9, 10 hergestellt
ist. Der elektrische Schalter 8 kann in seinen offenen
Schaltzustand wieder geschaltet werden, indem die an das Betätigungselement 23 wirkende
Belastung weggenommen bzw. das Schiebeelement 5 zurückgeschoben
wird. Beim Öffnen des elektrischen Schalters 8 durch
Wegnahme der auf das Betätigungselement 23 wirkenden
Belastung erfolgt ein ebenfalls schlagartiges Umschnappen des elektrischen
Schalters 8, wenn das Betätigungselement 23 das
zweite Kontaktelement 10 passiert. Dabei sei erwähnt,
dass das schlagartige Umschnappen des elektrischen Schalters 8 durch
das Federelement 24 bewirkt ist. Bezeichnet man eine Stellung des
Betätigungselements 23, in welcher das Betätigungselement 23 beim
Schließen des elektrischen Schalters 8 das zweite
Kontaktelement 10 erreicht, als eine Schließstellung
des Betätigungselements 23 sowie eine Stellung,
in welcher das Betätigungselement 23 beim Öffnen
des elektrischen Schalters 8 das zweite Kontaktelement 10 passiert,
als eine Öffnungsstellung, so liegt die Schließstellung
auf einer Wegkoordinate des Betätigungselements 23 ausgehend
von einer Grundstellung, in welcher das Schließelement 2 außerhalb
der Aufnahmeöffnung 6 angeordnet ist, hinter der Öffnungsstellung.
Somit stellt eine Schaltcharakteristik des elektrischen Schalters 8 bezüglich
der aktuellen Stellung des Betätigungselements 23 eine
Hysterese dar.
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Bezugnehmend
auf 8 ist das als Hakenelement ausgebildete Schließelement 2 außerhalb der
Aufnahmeöffnung 6 des Schiebeelements 5 angeordnet
und somit die Tür des Hausgeräts geöffnet. In
dieser Stellung des Schließelements 2 gemäß 8 ist
der elektrische Schalter 8 geöffnet und das mechanische
Verriegeln der Tür aufgrund der bezüglich des
Verriegelungselements 13 verschobenen Stellung der Öffnung 14 der Verriegelungseinrichtung 12 nicht
möglich. Ausgehend von dieser Stellung des Schließelements 2 wird
nun der Schließvorgang der Tür näher
beschrieben. 9 gibt eine weitere Stellung
des Schließelements 2, in welcher sich das Schließelement 2 bereits
innerhalb der Aufnahmeöffnung 6 des Schiebeelements 5 befindet
und eine Kraft auf die Seitenwand 7 der Aufnahmeöffnung 6 ausübt,
wieder. In dieser Stellung ist das mechanische Verriegeln der Tür
noch nicht gewährleistet und der elektrische Schalter 8 geöffnet.
In den 10 und 11 ist
eine weitere Stellung des Schließelements 2 und
somit eine weitere Stellung des Schiebeelements 5 bezüglich
des Grundkörpers 4 dargestellt, in welcher der
elektrische Schalter 8 zwar geöffnet ist, das
mechanische Verriegeln gegebenenfalls, nämlich abhängig
von den Bauteiltoleranzen, insbesondere den Form- und Lagetoleranzen
der Öffnung 14 des Schiebeelements 5 sowie
des Verriegelungselements 13, ermöglicht ist.
Das mechanische Verriegeln der Tür, also das Hineinführen
des Verriegelungselements 13 in die Öffnung 14 des
Schiebelements 5 wird in einer Verriegelungsstellung des Schließelements 2 ermöglicht.
Dabei wird Bezug auf 24 genommen, in welcher eine
Gauß-Kurve 25 dargestellt ist, welche eine Wahrscheinlichkeitsdichte einer
Wahrscheinlichkeit des Erreichens der Verriegelungsstellung in Abhängigkeit
einer aktuellen Stellung S des Schließelements 2,
und somit des Schiebeelements 5, charakterisiert. S1 bezeichnet
in 24 eine Stellung des Schließelements 2,
in welcher die Verriegelungsstellung mit höchster Wahrscheinlichkeit
erreicht wird.
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In
den 12 und 13 ist
eine weitere Stellung des Schließelements 2 bzw.
des Schiebeelements 5 bezüglich des Grundkörpers 4 und
der Aufnahme 3 dargestellt, in welcher das mechanische Verriegeln
der Tür mittels der Verriegelungseinrichtung 12 sicher
ermöglicht ist. In dieser Stellung kann der elektrische
Schalter 8 gegebenenfalls, also abhängig von den
Bauteiltoleranzen, hier abhängig von den Form- und Lagetoleranzen
des flanschartigen Vorsprungs 11 sowie des Betätigungselements 23, geschlossen
werden. Wird eine Schließstellung des Schließelements 2 erreicht,
so wird der elektrische Schalter 8 in seinen geschlossenen
Schaltzustand geschaltet. Mit erneutem Bezug auf 24 stellt
eine Gauß-Kurve 26 eine Wahrscheinlichkeitsdichte
einer Wahrscheinlichkeit dar, mit welcher die Schließstellung
des Schließelements 2 abhängig von der
aktuellen Stellung S erreicht wird. S2 bezeichnet in 24 eine
Stellung des Schließelements 2, in welcher die Schließstellung
mit höchster Wahrscheinlichkeit erreicht wird.
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In
den 14 und 15 ist
eine Endstellung des Schließelements 2 und des
Schiebeelements 5 bezüglich des Grundkörpers 4 dargestellt,
in welcher sowohl das mechanische Verriegeln der Tür sicher
ermöglicht ist, als auch der elektrische Schalter 8 geschlossen
ist. Die Möglichkeit der Verriegelung der Tür
ist in den 14 und 15 anhand
der unterschiedlichen Stellungen des Verriegelungselements 13 angedeutet.
Diese Entstellung des Schließelements ist in 24 mit
S3 bezeichnet.
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Mit
Bezug auf die 16 bis 23 wird nun
ein Öffnungsvorgang der Tür näher erläutert.
In den 16 und 17 ist
das Schließelement 2 nochmals in seiner Endstellung,
in welcher sowohl das mechanische Verriegeln ermöglicht,
als auch der elektrische Schalter 8 geschlossen ist, wiedergegeben.
In einer weiteren Stellung des Schließelements 2 gemäß 18 ist
das mechanische Verriegeln noch gewährleistet und der elektrische
Schalter 8 in einem geschlossenen Schaltzustand. Eine weitere Stellung
des Schließelements 2 ist in den 19 und 20 wiedergegeben.
In dieser Stellung ist der elektrische Schalter 8 noch
sicher geschlossen, wobei das mechanische Entriegeln der Tür
gegebenenfalls, also abhängig von den Bauteiltoleranzen
und überdies von einer Reibung zwischen dem Verriegelungselement 13 und
einer Seitenwand der Öffnung 14, ermöglicht
ist.
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In
den 21 und 22 ist
eine Stellung des Schließelements 2 und des Schiebeelements 5 dargestellt,
in welcher das mechanische Verriegeln und/oder Entriegeln der Tür
nicht mehr möglich ist und der elektrische Schalter 8 abhängig
von den Bauteiltoleranzen geschlossen oder geöffnet ist.
Wird der elektrische Schalter 8 in seinen offenen Schaltzustand
geschaltet, so wird eine Öffnungsstellung des Schließelements 2 und
des Schiebeelements 5 erreicht. Bezugnehmend auf 24 zeigt
eine Gauß-Kurve 27 eine Wahrscheinlichkeitsdichte
einer Wahrscheinlichkeit, mit welcher die Öffnungsstellung des
Schließelements 2 abhängig von der aktuellen Stellung
S desselben beim Öffnen der Tür erreicht wird.
S4 bezeichnet dabei eine Stellung des Schließelements 2,
in welcher die Öffnungsstellung mit höchster Wahrscheinlichkeit
erreicht wird.
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Eine
letzte Stellung des Schließelements 2, in welcher
das mechanische Verriegeln der Tür nicht mehr möglich
ist und der elektrische Schalter 8 geöffnet ist,
ist in 23 wiedergegeben.
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Mit
erneutem Bezug auf 24 stellt eine Kurve 28 eine
Verriegelungscharakteristik der Verriegelungseinrichtung 12 in
Abhängigkeit der aktuellen Stellung S des Schließelements 2 dar.
Dabei kann die Kurve 28 zwei Werte, einen Wert V1 und einen Wert
V2, annehmen. Wird der Wert V1 angenommen, so ist das mechanische
Verriegeln der Tür mittels der Verriegelungseinrichtung 12 nicht
möglich. Wird hingegen der Wert V2 angenommen, so ist das mechanische
Verriegeln der Tür mittels der Verriegelungseinrichtung 12 mit
der Wahrscheinlichkeit gleich nahezu eins ermöglicht. In 24 ist
eine Schaltcharakteristik des als Sprungschalter ausgebildeten elektrischen
Schalters 8 mit Hilfe einer Hysterse 29 in Abhängigkeit
der aktuellen Stellung S des Schließelements 2 dargestellt.
Mit einem Wert X1 wird dabei der offene Schaltzustand des elektrischen
Schalters 8 und mit einem Wert X2 der geschlossene Schaltzustand
des elektrischen Schalters 8 bezeichnet. Die Hysterese 29 weist
eine steigende Flanke 30 auf, welche ein Schalten des elektrischen
Schalters 8 in seinen geschlossenen Schaltzustand darstellt.
Eine fallende Flanke 31 entspricht hingegen einem Schalten
des elektrischen Schalters 8 in seinen offenen Schaltzustand.
Wie dargestellt, liegt die steigende Flanke 30, also die
Schließstellung des Schließelements 2,
auf der Wegkoordinate des Schließelements 2 und
somit des Schiebeelements 5 einschließlich des
flanschartigen Vorsprungs 11, also bezüglich der
aktuellen Stellung S des Schließelements 2 ausgehend
von einem Ausgangspunkt SO hinter der fallenden Flanke 31,
also hinter der Öffnungsstellung des Schließelements 2.
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Durch
diese Schaltcharakteristik des als Sprungschalter ausgebildeten
elektrischen Schalters 8 wird in vorteilhafter Weise eine
Türverschließvorrichtung 1 geschaffen,
bei welcher beim Schließen der Tür erst das mechanische
Verriegeln ermöglicht und anschließend der elektrische
Schalter 8 in seinen geschlossenen Schaltzustand geschaltet
wird, und bei welcher beim Öffnen der Tür erst
die Verriegelungsstellung überschritten und anschließend
der elektrische Schalter 8 in seinen offenen Schaltzustand
geschaltet wird. Hierdurch wird erreicht, dass sowohl bei einem Öffnungsversuch
der Tür von einer Bedienperson der elektrische Schalter 8 nicht
unabsichtlich geöffnet wird, also auch das mechanische Verriegeln
der Tür immer ermöglicht ist, wenn der elektrische
Schalter 8 geschlossen ist. Ein sicheres Starten eines
Prozesses des Hausgeräts, beispielsweise eines Waschvorgangs,
sowie ein sicheres Betreiben des Hausgeräts wird somit
gewährleistet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2006/122842
A1 [0004]
- - WO 2007/065793 A1 [0004]