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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Türschlossvorrichtung für Haushaltsgeräte, wie z.B. Waschmaschinen, Trockner, Wasch-Trocknermaschinen und ähnliches, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Stand der Technik
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Eine Türschlossvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der
DE 44 28 427 A1 bekannt, wobei jedoch im verriegelten Zustand die magnetische Kraft größer ist als die elastische und im entriegelten Zustand die elastische Kraft größer als die magnetische Kraft ist.
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Die
EP 1 657 386 A1 betrifft eine Verriegelungsanordnung zum Verriegeln von wenigstens einer Schublade in einem Gehäuse mittels wenigstens einer Schliessstange, die zwischen wenigstens zwei Betriebszuständen im Gehäuse bewegbar angeordnet ist. Dabei wird ein Ankerelement durch die Federkraft einer Spiralfeder in eine Richtung gedrückt und durch einen Dauermagneten in die gegenüberliegende Richtung gezogen.
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US 2009/0 072 636 A1 betrifft einen Solenoid, z.B. für magnetische Verriegelungen, welcher ein Gehäuse, ein bewegliches magnetisch durchlässiges Element, eine stationäre Magnetanordnung, einen Gegenflussgenerator und eine Quelle aufweist.
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Die
DE 25 58 260 A1 offenbart elektromagnetische Verriegelungsvorrichtungen, welche dazu dienen, eine Klappe, eine Tür oder eine entsprechende Platte, die fernentriegelt werden soll, in geöffneter oder geschlossener Position zu halten.
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WO 2010/026536 beschreibt ein elektromagnetisches Türschloss für Haushaltsgeräte, aufweisend ein Gehäuse und einen Schieber, welcher relativ zum Gehäuse in einer geradlinigen Richtung relativ zum Gehäuse beweglich ist und einen Öffnung aufweist, welche ausgelegt ist, einen Haken einer Tür des Geräts aufzunehmen.
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Innerhalb des Gehäuses ist ein Elektromagnet untergebracht, welcher eine Spule, die relativ zum Gehäuse befestigt ist, und einen Magnetkern aufweist, der mit Bezug auf die Spule längs einer geradlinigen Richtung beweglich ist. Der Magnetkern ist an einem Steuerungselement befestigt, welches längs der geradlinigen Richtung zwischen einer Verschlussposition und einer Entriegelungsposition beweglich ist. Das Steuerungselement hat einen Verschlussstift, welcher angepasst ist, mit einem Loch des Schiebers in Eingriff zu gelangen. Das Türschloss weist zwei Dauermagnete auf, welche relativ zum Gehäuse befestigt sind und welche den Magnetkern stabil in der Verschlussposition und der Entriegelungsposition halten. Die Spule wird mit Richtungsstromimpulsen angesteuert, um den Magnetkern und das damit verbundene Steuerungselement zwischen der stabilen Verschlussposition und der stabilen Entriegelungsposition und umgekehrt zu bewegen.
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Wenn die Wäscheladung in der Maschine zusammengepresst wird, erzeugt sie eine Kraft bis zu 250N, welche nach außen zur Tür der Maschine hin drückt. Diese Kraft wird auf den Verschlussstift des elektromagnetischen Türschlosses übertragen. Die Beladung, welche auf die Tür der Maschine wirkt, erfordert eine größere Kraft, den Verschlussstift des elektromagnetischen Türschlosses von der Verschlussposition in die Entriegelungsposition zu bewegen. Wenn der Elektromagnet nicht in der Lage ist, den Verschlussstift zur Entriegelungsposition hin zu bewegen, bleibt die Tür verschlossen und der Nutzer kann die Beladung nicht aus der Maschine entfernen. Diese Situation kann einen Wartungsanruf erfordern, um das Türschloss zu entriegeln und die Tür zu öffnen.
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Ziel und Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Türschlossvorrichtung für Haushaltsgeräte bereitzustellen, welche diese Nachteile überwindet. Das Ziel der Erfindung ist insbesondere ein elektromagnetisches Türschloss vorzusehen, welches die Vorteile der Lösung mit zwei Dauermagneten (kleine Größe, verringerte Anzahl von Komponenten, intelligenter Antrieb, geringe Kosten, etc.) unverändert und mit einer höheren Entriegelungskraft beibehält.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel durch ein elektromagnetisches Türschloss erreicht, welches die Merkmale aufweist, welche den Gegenstand von Anspruch 1 bilden.
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Die Ansprüche bilden einen integralen Teil der Lehre, welche in Bezug auf die Erfindung gegeben wird.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird nun detailliert mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, welche nur mittels eines nicht-beschränkenden Beispiels gegeben sind, in welchen
- 1 eine perspektivische Explosionsansicht einiger Komponenten eines elektromagnetischen Türschlosses gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
- 2 eine perspektivische Ansicht des durch den Pfeil II in 1 bezeichneten Teils in 1 ist,
- 3 ein axialer Querschnitt des Türschlosses von 1 in der Entriegelungsposition ist,
- 4 ein axialer Querschnitt des Türschlosses von 1 während der Bewegung von der Entriegelungsposition zur Verschlussposition hin ist,
- 5 ein axialer Querschnitt des Türschlosses von 1 in der Verschlussposition ist,
- 6 ein axialer Querschnitt ähnlich wie 5 ist, welcher eine zweite Ausführungsform des Türschlosses gemäß der Erfindung zeigt, und 7 ein axialer Querschnitt ähnlich wie 5 ist, welcher eine dritte Ausführungsform des Türschlosses gemäß der Erfindung zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
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Mit Bezug auf die Figuren zeigt die Bezugszahl 10 eine Türschlossvorrichtung für Geräte, wie Waschmaschinen, Trockner, Wasch-Trockner und ähnliches. Das Türschloss 10 weist ein Gehäuse 11 auf, welches vorgesehen ist, an dem Rahmen des Gerätes befestigt zu werden, einschließlich einer Basis 12 und einem Deckel 13. Das Türschloss 10 weist einen Elektromagneten 14 auf, einschließlich einer Spule 16 und einem Magnetkern 18. Die Spule 16 ist mit Bezug auf die Basis 12 befestigt. Die Spule 16 hat eine zylindrische zentrale Öffnung 20, in welche der Magnetkern 18 beweglich eingesetzt ist. Der Magnetkern 18 ist relativ zur Spule 16 längs einer geraden Achse A beweglich. Der Magnetkern 18 ist aus ferromagnetischem Material hergestellt und mit Spiel in der Öffnung 20 der zylindrischen Spule 16 montiert.
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Im Betrieb wird die Spule 16 mit Richtungsstromimpulsen versehen. Die Stromimpulse können irgendeine Signalform haben, zum Beispiel sinusförmig, sägezahnartig, flach, etc. Die Spule 16 kann mit einem positiven Stromimpuls oder einem negativen Stromimpuls angesteuert werden. Der positive Stromimpuls und der negative Stromimpuls erzeugen jeweilige Magnetfelder in der Öffnung 20 mit entgegen gesetzten Richtungen.
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Das Türschloss 10 weist ein Steuerungselement 22 auf, welches mit dem Magnetkern 18 verbunden ist. Das Steuerungselement 22 ist außerhalb der Spule 16 angeordnet und an einem Ende des Magnetkerns 18 befestigt, das aus der Öffnung 20 der Spule 16 herausragt. Das Steuerungselement 22 ist vorzugsweise aus Kunststoffmaterial hergestellt und hat in der in den Figuren dargestellten Ausführungsform eine hohle viereckige Gestalt mit zwei Querwänden 23, 24 und zwei Längswänden 25. Das Steuerungselement kann jedoch jede beliebige Form aufweisen. In dem dargestellten Beispiel ist das Steuerungselement 22 an dem Magnetkern 18 befestigt mittels einer Ausnehmung 26 der Querwand 23, welche mit einer ringförmigen Nut 27 des Magnetkerns 18 in Eingriff ist.
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Das Steuerungselement 22 ist längs der Achse A zusammen mit dem Magnetkern 18 zwischen einer stabilen Entriegelungsposition, welche in 3 dargestellt ist, und einer stabilen Verschlussposition, welche in 5 dargestellt ist, beweglich.
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Das Steuerungselement 22 ist funktionsmäßig einem Verschlussstift 28 zugeordnet. Im dargestellten Beispiel ist der Verschlussstift 8 eine vom Steuerungselement 22 separate Komponente, aber alternativ könnte der Verschlussstift integral am Steuerungselement 22 ausgebildet sein. Bei dem dargestellten Beispiel ist der Verschlussstift 28 längs einer geradlinigen Richtung D senkrecht zur Achse A zwischen einer Entriegelungsposition und einer Verschlussposition beweglich. Der Verschlussstift 28 hat einen seitlichen Vorsprung 30, welcher mit einer geneigten Fläche 32, welche aus der äußeren Seite einer der Längswände 25 des Steuerungselements 22 ragt, in Kontakt ist, so dass die Bewegung des Steuerungselements 22 längs der Achse A die Bewegung des Verschlussstiftes 28 längs der Richtung D erzeugt. Wenn das Steuerungselement 22 sich in der Position von 3 befindet, ist der Verschlussstift 28 in der Entriegelungsposition. Wenn das Steuerungselement 22 sich in der Position von 5 befindet, ist der Verschlussstift 28 in der Verschlussposition. Der Verschlussstift 28 wirkt mit einem Schieber (nicht dargestellt) zusammen, welcher direkt oder indirekt einen Haken blockiert, welcher an der Tür des Geräts befestigt ist.
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Das Türschloss 10 weist eine Halteeinrichtung zum Halten des Steuerungselements 22 in einer stabilen Weise in der Entriegelungsposition und in der Verschlussposition auf. Das Steuerungselement 22 wird durch eine durch einen Dauermagneten erzeugte magnetische Anziehungskraft in einer stabilen Weise in der Entriegelungsposition gehalten. Das Steuerungselement 22 wird durch eine elastische Kraft einer Feder 42 in einer stabilen Weise der Verschlussposition gehalten. Es gibt keine magnetische Kraft, welche das Steuerungselement 22 in der Verschlussposition hält.
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Bei der in den 3 bis 5 dargestellten Ausführungsform weist das Türschloss 10 einen Dauermagneten 40 auf, welcher in der Öffnung 20 der zylindrischen Spule 16 angeordnet ist, und einen Magnethalter 44, welcher mit Bezug auf die Spule 16 befestigt ist. Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform ist der Dauermagnet 40 im wesentlichen in der Mitte der Öffnung 20 der zylindrischen Spule 16 angeordnet. Bei anderen Ausführungsformen kann der Dauermagnet 40 außerhalb der Spule 16 angeordnet sein.
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Der Magnetkern 18 und der Dauermagnet 40 haben jeweilige Vorderseiten 46, 48, welche senkrecht zur Achse A sind und welche in der Entriegelungsposition des Steuerungselements 22 miteinander in Anlage kommen. Die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Dauermagneten 40 und dem Magnetkern 18 hält das Steuerungselement 22 in einer stabilen Weise in der in 3 dargestellten Entriegelungsposition. Der Dauermagnet 40 ist an dem Magnethalter 44 befestigt unter Verwendung irgendeines bekannten Befestigungssystems, wie z.B. Klebstoff oder mechanischer Befestigung.
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Bei dem dargestellten Beispiel ist das elastische Element 42, welches das Steuerungselement 22 in einer stabilen Weise in der Verschlussposition hält, eine Schraubendruckfeder, welche zwischen einer vorragenden Wand 50 der Basis 12 und der Querwand 24 des Steuerungselements 22 angeordnet ist. Die Feder 42 ist in der Aushöhlung des Steuerungselements 22 untergebracht und die Achse der Feder 42 ist parallel zur Achse A.
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Mit Bezug auf die 3, 4 und 5 ist die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Dauermagnet 40 und dem Magnetkern 18 durch F1 angegeben und die elastische Kraft der Feder 42 ist durch F2 angegeben.
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Wenn die Spule 16 mit einem positiven Stromimpuls angesteuert wird, wird der Magnetkern 18 einer Gesamtkraft F3 unterworfen (4), welche nach außen zeigt. Wenn die Spule 16 mit einem negativen Stromimpuls angesteuert wird, wird der Magnetkern 18 einer Gesamtkraft F4 unterworfen (5), welche zum Zentrum der Spule 16 hin zeigt. Jede Kraft F3, F4 ist die Summe von magnetischer Anziehungskraft F1, elastischer Kraft F2 und der elektromagnetischen Kraft, welche durch die positive oder negative Anregung der Spule 16 erzeugt wird.
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Wenn das Steuerungselement 22 sich in der in 3 dargestellten Entriegelungsposition befindet, ist die magnetische Anziehungskraft F1 zwischen dem Dauermagnet 40 und dem Magnetkern 18 größer als die elastische Kraft F2 der Feder 42. Deshalb wird das Steuerungselement 22 in einer stabilen Weise in der Entriegelungsposition gehalten. In dieser Position befindet sich der Verschlussstift 28 in einer Entriegelungsposition.
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Ausgehend von der Position von 3 wird, wenn die Spule 16 mit einem positiven Stromimpuls angeregt wird, der Magnetkern einer Gesamtkraft F3 unterworfen, welche in 4 nach rechts gerichtet ist. Deshalb bewegt sich der Magnetkern 18 und das Steuerungselement 22 zur Verschlussposition hin, wie in 4 dargestellt. Sobald der Magnetkern 18 sich von dem Dauermagneten 40 wegbewegt, kann die Anregung der Spule 16 unterbrochen werden.
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Wenn das Steuerungselement 22 sich in der in 5 dargestellten Verschlussposition befindet, ist die elastische Kraft F2 des elastischen Elements 42 größer als die magnetische Anziehungskraft F1 zwischen dem Dauermagneten 40 und dem Magnetkern 18. Die Kraft F2 drängt das Steuerungselement 22 in Anlage gegen eine Wand 34 der Basis 12 und hält das Steuerungselement 22 in einer stabilen Weise in der Verschlussposition. In dieser Position befindet sich der Verschlussstift 28 in der Verschlussposition.
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Ausgehend von der Position von 5 wird, wenn die Spule 16 mit einem negativen Stromimpuls angeregt wird, der Magnetkern 18 einer Gesamtkraft F4 unterworfen, welche in 5 nach links zeigt. Deshalb bewegen sich das Steuerungselement 22 und der Magnetkern 18 zur Entriegelungsposition hin.
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6 zeigt eine zweite Ausführungsform des Türschlosses 10 gemäß der Erfindung. Die Elemente, welche den zuvor beschriebenen entsprechen, sind durch die gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
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Bei dieser Variante ist der Dauermagnet 40 an der Vorderseite 46 des Magnetkerns 18 befestigt. Der Dauermagnet 40 ist vorzugsweise an dem Magnetkern 18 durch die durch den Dauermagneten 40 erzeugte magnetische Anziehungskraft befestigt, ohne das Erfordernis anderer Befestigungseinrichtungen. In diesem Fall ist der Magnethalter 44 aus ferromagnetischem Material hergestellt. Der Dauermagnet 40 und der Magnethalter 44 haben jeweilige Vorderseiten 50, 52, welche in der Entriegelungsposition miteinander in Kontakt sind. Der Dauermagnet 40 hält den Magnetkern 18 und das Steuerungselement 22 mittels der Magnetkraft F1, welche größer ist als die elastische Kraft F2, in der Entriegelungsposition.
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Eine dritte Ausführungsform ist in 7 dargestellt. In diesem Fall ist der Dauermagnet, welcher den Magnetkern 18 in einer stabilen Weise in der Entriegelungsposition hält, in den Magnetkern 18 aufgenommen. Der Magnetkern 18 besteht aus einem ferromagnetischen Material mit hoher magnetischer Permeabilität, zum Beispiel Ferrit, und hat eine Dauermagnetisierung. Der Magnethalter 44 ist aus ferromagnetischem Material hergestellt, um so zusammen mit dem Magnetkern 18 die magnetische Anziehungskraft F1 zu erzeugen, welche die Vorderseiten 46, 52 des Magnetkerns 18 und des Magnethalters 44 in der Entriegelungsposition in Kontakt miteinander hält.
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Das Türschloss 10 gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Entriegelungskraft, welche höher ist als bei der Lösung nach dem Stand der Technik, bei welcher der Magnetkern mittels Dauermagneten in beiden stabilen Positionen gehalten wird. Die höhere Entriegelungskraft erlaubt, den Verschlussstift 18 auch in Zuständen freizugeben, in welchen ein Druck auf die Tür wirkt aufgrund einer komprimierten Beladung in der Trommel der Maschine. Die Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung erlaubt das Türschloss selbst in den kritischsten Zuständen zu entriegeln, in welchen ein Türschloss gemäß dem Stand der Technik riskiert, bei geschlossener Tür verriegelt zu bleiben.
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Natürlich können ohne Beeinträchtigung des Prinzips der Erfindung, die Konstruktionsdetails und die Ausführungsformen beträchtlich mit Bezug auf die beschriebenen und dargestellten variieren, ohne vom Umfang der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert, abzuweichen.
