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Die Erfindung betrifft eine Antriebs-Einrichtung für ein mittels eines Schließelements schließbares Gehäuse.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebs-Einrichtung bereitzustellen, die eine vereinfachte Handhabung, insbesondere ein verbessertes Öffnen und/oder Schließen einer Tür, insbesondere einer Kühlschranktür, ermöglicht.
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Diese Aufgabe ist durch eine Antriebs-Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass eine Antriebseinheit zum Erzeugen einer Antriebsbewegung vorgesehen ist, wobei die Antriebseinheit einen Zahnriemen aufweist, und dass ferner eine Aufdrückeinheit zum Überwinden einer Andrückkraft vorgesehen ist, wobei die Aufdrückeinheit einen Spindelantrieb aufweist. Die Andrückkraft umfasst Vakuumkräfte und/oder Schließkräfte, die auf ein Schließelement wirken und dieses gegen ein Gehäuse drücken. Die von der Antriebseinheit erzeugte Antriebsbewegung dient zum Ausüben einer Schwenkbewegung um eine Scharnierachse. Die Scharnierachse kann beispielsweise als Drehachse an der Tür angeordnet sein. Die Scharnierachse ist dann Teil eines einfachen Drehpunktscharniers. Zusätzlich oder alternativ kann die Scharnierachse Teil eines Mehrgelenk-Scharniers sein, um die Scharniereinheit mit dem Schließelement zu koppeln. Die Andrückkraft wirkt der Schwenkbewegung entgegen. Die Aufdrückeinheit ermöglicht ein zuverlässiges Aufdrücken des Schließelements, weg von der geschlossenen Anordnung am Gehäuse, für eine nachgelagerte Schwenkbewegung mittels der Antriebseinheit. Dadurch ist die Antriebseinheit entlastet. Insbesondere muss die Antriebseinheit keine Kraft zum Überwinden der Andrückkraft bereitstellen. Die Antriebseinheit kann kleiner, also mit reduzierter Leistung, bereitgestellt werden. Die Belastung, insbesondere die Dauerbelastung, der Antriebseinheit über die Lebensdauer der Antriebs-Einrichtung ist reduziert. Die Ausfallwahrscheinlichkeit der Antriebs-Einrichtung und insbesondere der Antriebseinheit ist reduziert. Die zu überwindende Andrückkraft beträgt beispielsweise 500 N. Zum Umsetzen der von der Antriebseinheit bereitgestellten Antriebsbewegung dient eine Scharniereinheit. Die Scharniereinheit bewirkt eine Schwenkbewegung des Schließelements um eine Scharnierachse. Mittels einer Kopplungseinheit sind die Scharniereinheit und die Antriebseinheit miteinander gekoppelt. Besonders vorteilhaft ist es, dass die Aufdrückeinheit und die Antriebseinheit unabhängig voneinander ausgeführt sind. Insbesondere ist eine Betätigung der Aufdrückeinheit einerseits und der Antriebseinheit andererseits unabhängig voneinander möglich. Es ist insbesondere möglich, zuerst die Aufdrückeinheit zu aktivieren, um die Andrückkraft zu überwinden. Nach der Überwindung der Andrückkraft kann anschließend die Antriebseinheit aktiviert werden, um die Antriebsbewegung zum Verschwenken des Schließelements um die Scharnierachse zu bewirken. Insbesondere ist die Antriebs-Einrichtung vollständig innerhalb des Schließelements integriert.
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Ein Spindelantrieb gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine vorteilhafte Aktivierung der Aufdrückeinheit. Ein Elektromotor zum Antreiben einer Spindel und einer damit zusammenwirkenden Spindelmutter kann anforderungsgerecht dimensioniert und kleinbauend in dem Schließelement integriert werden.
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Eine Antriebs-Einrichtung gemäß Anspruch 3 ermöglicht ein manuelles Schließen der Kühlgerätetür, beispielsweise in einem Notbetrieb. Ein Notbetrieb kann dann eintreten, wenn die Stromversorgung für die Antriebs-Einrichtung, insbesondere für die Aufdrückeinheit, unterbrochen ist. Dadurch, dass der Spindelantrieb eine Spindelsteigung der Spindel aufweist, die nicht selbsthemmend ausgeführt ist, kann das Schließelement manuell an das Gehäuse in die Schließposition zugedrückt werden. Bei einem Außendurchmesser der Spindel von 5 mm beträgt die Spindelsteigung h beispielsweise 5 mm. Die Spindel kann auch einen anderen Außendurchmesser und eine andere Spindelsteigung aufweisen. Vorteilhaft ist es, wenn die Spindelsteigung in Abhängigkeit des Außendurchmessers gewählt ist, so dass das Spindelgewinde ein Normgewinde ist. Vorteilhaft ist es, wenn die Spindel viergängig ausgeführt ist. Dies ermöglicht eine vorteilhafte, weil genauere Positionierung der Spindelmutter.
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Ein Axiallager gemäß Anspruch 4 ermöglicht eine Entlastung des Spindelantriebs.
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Eine Ausführung des Axiallagers gemäß Anspruch 5 ist besonders robust und kleinbauend.
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Eine Ausführung des Axiallagers gemäß Anspruch 6 kann unkompliziert ausgetauscht und/oder nachgerüstet werden.
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Die Ausführung des Spindelantriebs gemäß Anspruch 7 ermöglicht einen vorteilhaften Austausch der Baukomponente. Die Antriebs-Einrichtung ist montage-, reparatur- und wartungsfreundlich. Der Aufwand für entsprechende Arbeiten ist reduziert. Mögliche Ausfallzeiten des Kühlschranks sind reduziert.
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Eine integrierte Anordnung einer Komponente gemäß Anspruch 8 gewährleistet eine kleinbauende Ausführung.
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Ein Getriebe gemäß Anspruch 9 ermöglicht eine vorteilhafte Übertragung der Antriebsdrehbewegung des Elektromotors auf die Spindel. Der Elektromotor kann mit reduzierter Leistung bereitgestellt werden.
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Eine Steuerungseinheit gemäß Anspruch 10 gewährleistet eine unabhängige Aktivierung mit der Aufdrückeinheit und/oder der Antriebseinheit. Insbesondere werden die Einheiten zeitverzögert aktiviert. Die Zeitverzögerung ist insbesondere veränderlich einstellbar. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinheit dann aktiviert wird, wenn ein Mindest-Schwenkwinkel um die Scharnierachse erfolgt ist, so dass gewährleistet ist, dass die Andrückkraft zuverlässig überwunden ist. Dadurch ist gewährleistet, dass die Antriebseinheit nicht unbeabsichtigt zum Überwinden der Andrückkraft beaufschlagt wird. Eine Überlastung der Antriebseinheit in Folge einer Fehlbetätigung ist ausgeschlossen. Zum Erfassen, ob die Andrückkräfte zuverlässig überwunden sind, können beispielsweise auch Endlagenschalter an der Aufdrückeinheit verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein Tastschalter verwendet werden, der beispielsweise die Innenbeleuchtung des Kühlschranks aktiviert, wenn die Kühlschranktür geöffnet ist. Das zum Ansteuern der Innenbeleuchtung des Kühlschranks ohnehin bereitgestellte Signal kann auch zur Auslösung der Antriebseinheit genutzt werden. Zusätzliche Sensorelemente sind dann entbehrlich.
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Ein Dichtungselement gemäß Anspruch 11 gewährleistet ein zuverlässiges Abdichten des Kühlschranks bei geschlossenem Schließelement. Dadurch ist insbesondere gewährleistet, dass die im Kühlschrank verursachten Vakuumkräfte ein zuverlässiges Selbstschließen des Schließelements am Gehäuse bewirken. Eine Ausführung der Aufdrückeinheit derart, dass im maximal ausgefahrenen Zustand das Dichtungselement beabstandet vom Gehäuse angeordnet ist, gewährleistet, dass bei vollständiger Betätigung der Aufdrückeinheit keine Andrückkrafte mehr herrschen. Eine Verlagerung des Schließelements mittels der Antriebseinheit ist im Wesentlichen möglich, ohne dass eine Andrückkraft überwunden werden muss.
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Eine Positionserkennungseinheit gemäß Anspruch 12 ermöglicht eine unmittelbare Positionserkennung, die insbesondere als Signal der Steuerungseinheit zugeführt werden kann.
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Ein Ausfahr-Positionssensor gemäß Anspruch 13 dient zum unmittelbaren Erfassen einer maximal ausgefahrenen Position des Spindelantriebs. Der Ausfahr-Positionssensor kann unmittelbar an dem Spindelantrieb als Detektoreinheit angeordnet sein. Mittels der Detektoreinheit kann die Position der Spindelmutter an der Drehspindel erfasst werden. Die Detektoreinheit weist insbesondere einen Drehwinkelencoder auf. Der Ausfahr-Positionssensor ermöglicht das unmittelbare Erfassen der maximal ausgefahrenen Position. Zusätzlich oder alternativ kann ein Sensor zur indirekten Erfassung vorgesehen sein. Ein derartiger Sensor ist beispielsweise an der Scharniereinheit, insbesondere im Bereich der Scharnierachse und insbesondere an einem von einem Zahnriemen angetriebenen Schiebeelement, angeordnet.
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Ein Einfahr-Positionssensor gemäß Anspruch 14 dient zum Erfassen einer maximal eingefahrenen Position. Der Einfahr-Positionssensor kann als Endlagenschalter ausgeführt sein. Insbesondere kann der Einfahr-Positionssensor eine erhöhte Stromaufnahme beim Eindrehen der Spindel erfassen. Zusätzlich oder alternativ ist ein optischer und/oder magnetischer Signalgeber, insbesondere in Form eines Hallsensors, möglich.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht eines Schließelements für ein Gehäuse mit einer erfmdungsgemäßen Antriebs-Einrichtung in einer ersten Schwenkposition bezüglich einer Scharnierachse,
- 2 eine 1 entsprechende Darstellung der Antriebs-Einrichtung in einer zweiten Schwenkposition,
- 3 eine 1 entsprechende Darstellung der Antriebs-Einrichtung in einer dritten Schwenkposition,
- 4 eine zu 1 korrespondierende, vergrößerte Detail-Schnittdarstellung mit dem am Gehäuse anliegenden Schließelement,
- 5 eine 4 entsprechende Darstellung mit ausgefahrener Aufdrückeinheit,
- 6 eine vergrößerte perspektivische Darstellung der Aufdrückeinheit gemäß 1 bis 5,
- 7 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie VII-VII in 6 und
- 8 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie VIII-VIII in 6.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 1 bis 8 eine als Ganzes mit 1 bezeichnete Anordnung in Form eines Kühlschranks beschrieben. Die Anordnung 1 kann auch ein Gefrierschrank oder ein Möbelstück sein. Die Anordnung 1 umfasst ein Gehäuse 2 und ein um eine Scharnierachse 3 schwenkbar angelenktes Schließelement in Form einer Tür 4. Die Scharnierachse 3 ist vertikal orientiert. Die Scharnierachse 3 kann aber auch horizontal oder entlang einer anderen, insbesondere beliebig geneigten, Richtung orientiert sein. Zwischen dem Gehäuse 2 und der Tür 4 ist ein umlaufendes Dichtungselement 5 angeordnet.
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Zum Schwenken der Tür 4 um die Scharnierachse 3 gegenüber dem Gehäuse 2 ist eine Antriebs-Einrichtung 6 vorgesehen. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Antriebs-Einrichtung 6 in dem Schließelement 4 integriert angeordnet. Das Schließelement 4 weist ein äußeres Schließelement-Gehäuse 11 auf, wobei die Antriebs-Einrichtung 6 im Wesentlichen innerhalb des Schließelement-Gehäuses 11 angeordnet ist. Das bedeutet, dass die wesentlichen Bestandteile der Antriebs-Einrichtung 6 innerhalb des Schließelement-Gehäuses 11 angeordnet sind. Bereichsweise kann die Antriebs-Einrichtung 6, insbesondere mit einzelnen Komponenten davon, an einer Außenseite des Schließelement-Gehäuses 11 vorstehen. Alternativ ist es auch möglich, dass die Antriebs-Einrichtung oberhalb, unterhalb, vor, hinter oder seitlich an dem Schließelement-Gehäuse 11 befestigt ist. Insbesondere in Abhängigkeit der Baugröße des Schließelement-Gehäuses 11 und der Antriebs-Einrichtung 6 kann die im Innenraum des Schließelements 4 zur Verfügung stehende Baugröße optimal ausgenutzt werden. Das Schließelement-Gehäuse 11 ist leistenartig ausgeführt und ist im oberen Bereich und/oder im unteren Bereich des Schließelements 4 angeordnet. Die Antriebs-Einrichtung 6 ist optisch ansprechend und von außen nicht erkennbar in der Anordnung 1 integriert.
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Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Antriebs-Einrichtung 6 auch im Gehäuse 2 der Anordnung 1 integriert sein.
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Die Antriebs-Einrichtung 6 gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst eine Antriebs-Einheit 7, eine mit der Antriebs-Einheit 7 gekoppelte Kopplungseinheit 8, eine mit der Kopplungseinheit 8 gekoppelte Scharniereinheit 9 sowie eine Aufdrückeinheit 10.
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Die Antriebs-Einrichtung 6 weist ferner eine rein schematisch dargestellte Steuerungseinheit 12 auf, die insbesondere zum Steuern eines Öffnungs- und/oder Schließvorgangs des Schließelements 4 dient. Die Steuerungseinheit 12 ist insbesondere mit der Antriebs-Einheit 7, mit der Kopplungseinheit 8, mit der Scharniereinheit 9 und/oder mit der Aufdrückeinheit 10 in Signalverbindung. Die Signalverbindung ist insbesondere kabelgebunden. Die Signalverbindung ist robust. Die Signalverbindung kann auch kabellos erfolgen, insbesondere dann, wenn die Steuerungseinheit und eine damit in Signalverbindung stehende Einheit in räumlich getrennten Komponenten der Anordnung 1, nämlich dem Gehäuse 2 und dem Schließelement 4, untergebracht sind.
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Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Steuerungseinheit 12 in dem Schließelement 4, also in der Kühlschranktür, integriert untergebracht. Vorteilhafterweise ist die Steuerungseinheit 12 in einem zentralen Bereich der Kühlschranktür 4 angeordnet. Insbesondere ist die Steuerungseinheit 12 an einer dem Gehäuse 2 abgewandten Außenseite der Kühlschranktür 4, insbesondere benachbart zu einem Anzeigeelement, insbesondere einem Bildschirm, insbesondere einem Berühr-Bildschirm, angeordnet. Die Steuerungseinheit 12 kann insbesondere mit dem Berühr-Bildschirm als Eingabe-Einheit in Signalverbindung stehen. Der Berühr-Bildschirm dient als Informationsanzeiger für einen Benutzer, beispielsweise zur Anzeige von Kühlschrankinnentemperatur, Datum, Uhrzeit und/oder Inhalt des Kühlschranks. Die Informationsanzeige kann auch als digitaler Notizblock dienen, beispielsweise für die Erfassung von erforderlichen Lebensmitteleinkäufen. Der Berühr-Bildschirm dient auch zur Eingabe von Anweisungen und Befehlen. Der Berühr-Bildschirm ist eine Mensch-Maschine-Schnittstelle und dient insbesondere zur unmittelbaren Eingabe von Steuerungsbefehlen des Bedieners. Beispielsweise kann der Bediener über den Berühr-Bildschirm die Kühlschrankinnentemperatur verändern.
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Alternativ kann die Steuerungseinheit 12 im Gehäuse 2 angeordnet sein.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 die Antriebs-Einheit 7 näher erläutert. Die Antriebs-Einheit 7 umfasst einen Gleichstrom-Elektromotor 13, der an seiner Abtriebswelle eine Schneckenwelle 14 aufweist. Mit der Schneckenwelle 14 steht ein Schneckenrad verbunden, das drehfest und mit einem ersten Stirnrad 15 verbunden ist. Durch das erste Stirnrad 15 ist das Schneckenrad optisch verdeckt. Das Schneckenrad ist in 1 nicht erkennbar. Das Schneckenrad und das erste Stirnrad 15 bilden eine erste Getriebestufe.
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Mit dem ersten Stirnrad 15 in Eingriff steht ein Kopplungs-Stirnrad 16 einer elektromagnetischen Kupplung. Die elektromagnetische Kupplung ist formschlüssig ausgeführt. Die elektromagnetische Kupplung ermöglicht ein Auftrennen des Antriebsstrangs mit zwei nicht näher dargestellten Zahnrädern. Ein erstes Zahnrad der elektromagnetischen Kupplung ist auf einer Planseite verzahnt ausgeführt. Ein zweites Zahnrad der elektromagnetischen Kupplung ist stirnseitig verzahnt. Die elektromagnetische Kupplung ist optional. Die elektromagnetische Kupplung kann auch entfallen.
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Über die elektromagnetische Kupplung ist eine zweite Getriebestufe antreibbar. Die zweite Getriebestufe ist als Stirnrad-Stirnrad-Kombination mit einem oben angeordneten Stirnrad 18 ausgeführt, die zweite Getriebestufe weist ein weiteres, in 3 verdecktes Stirnrad auf, das in ein Zwischenrad 19 eingreift. Das Zwischenrad 19 wirkt stirnseitig mit einem Zahnriemen-Stirnrad zusammen, das bezüglich einer Zahnriemenantriebsachse 21 koaxial zu einem Zahnriemen-Antriebsrad 22 angeordnet ist. Das Zahnriemen-Antriebsrad 22 ist über einen endlos umlaufenden Zahnriemen 23 mit einem Zahnriemen-Umlenkrad 24 verbunden, das um eine Zahnriemen-Umlenkachse 25 am Schließelement-Gehäuse 11 angelenkt ist. Der Zahnriemen 23 ermöglicht eine Umsetzung einer Antriebsdrehbewegung des Elektromotors 13 in eine zumindest abschnittsweise lineare Antriebsbewegung entlang der Antriebsrichtung 27.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 2 die Kopplungseinheit 8 näher erläutert. Die Kopplungseinheit 8 weist ein Schiebeelement 26 auf, das unmittelbar mit der Antriebs-Einheit 7 gekoppelt ist. Eine Aktivierung der Antriebs-Einheit 7 bewirkt unmittelbar eine Verlagerung des Schiebeelements 26. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Schiebeelement 26 eine Verzahnung auf, die in die Innenverzahnung des Zahnriemens 23 eingreift. Eine Betätigung der Antriebs-Einheit 7 bewirkt ein Umlaufen des Zahnriemens 23 um die Zahnriemenräder 22, 24. Zwischen den beiden Zahnriemenrädern 22, 24 gibt der Zahnriemen 23 die lineare Antriebsrichtung 27 vor. In Abhängigkeit der Drehrichtung des Zahnriemen-Antriebsrads 22 um die Zahnriemen-Antriebsachse 21 erfolgt eine Linearverlagerung des Zahnriemens 23 nach links oder rechts gemäß 2. Die Antriebsrichtung 27 ist in 2 als Doppelpfeil symbolisiert.
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Das Schiebeelement 26 ist entlang einer integrierten Führungsnut 28 des Schließelement-Gehäuses 11 geführt entlang der Antriebsrichtung 27 verlagerbar.
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Das Schiebeelement 26 weist ein, insbesondere durchgängiges, Schiebeelement-Fenster auf. Dadurch ist das Schiebeelement 26 im Wesentlichen rahmenartig ausgeführt.
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In dem Schiebeelement-Fenster ist ein Anlenkelement 30 angeordnet. Das Anlenkelement 30 ist als Schwenkzapfen ausgeführt, der eine schwenkbare Kopplung mit der Kopplungseinheit 9 ermöglicht.
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Nachfolgend wird anhand der 1 die Scharniereinheit 9 näher erläutert. Die Scharniereinheit 9 umfasst einen ersten Schwenkhebel 34, der schwenkbar an einem zweiten Schwenkhebel 35 angelenkt ist. Die Scharniereinheit 9 weist ferner einen dritten Schwenkhebel 36 auf, der schwenkbar am zweiten Schwenkhebel 35 angelenkt ist. Der erste Schwenkhebel 34 ist mit einem ersten Ende schwenkbar am Anlenkelement 30 um eine Anlenkelement-Schwenkachse 37 schwenkbar angelenkt. An einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende ist der erste Schwenkhebel 34 um eine erste Schwenkeinheit-Drehachse 38 am zweiten Schwenkhebel 35 angelenkt. An einem der ersten Schwenkeinheit-Drehachse 38 gegenüberliegenden Ende ist der zweite Schwenkhebel 35 um eine gehäusefeste Schwenkachse 39 schwenkbar am Schließelement-Gehäuse 11 schwenkbar angeordnet. Benachbart zu der ersten Schwenkeinheit-Drehachse 38 ist der dritte Schwenkhebel 36 schwenkbar um eine zweite Schwenkeinheit-Drehachse 40 am zweiten Schwenkhebel 35 schwenkbar angelenkt. An einem der zweiten Schwenkeinheit-Drehachse 40 gegenüberliegenden freien Ende ist der dritte Schwenkhebel 36 mittels einer Koppelaufnahme 31 am Gehäuse 2 um eine gehäusefeste Drehachse 32 drehbar angelenkt.
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Der erste Schwenkhebel 34 ist zweiteilig ausgeführt mit zwei zueinander parallel bezüglich einer Trennebene angeordneten und identisch ausgeführten Laschen. Die Trennebene der Laschen des ersten Schwenkhebels 34 ist parallel zur Zeichenebene gemäß 2 angeordnet. Entsprechend weist auch der zweite Schwenkhebel 35 zwei identisch ausgeführte Laschen auf.
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Die Scharniereinheit 9 ist ein Mehrgelenkscharnier. Die Scharniereinheit 9 weist fünf Schwenkgelenke 37, 38, 39, 40 und 32 auf. Mit den Schwenkachsen 37, 39 und 32 ist die Scharniereinheit 9 an dem Schließelement 4 und dem Gehäuse 2 jeweils schwenkbar angelenkt. Die Schwenkeinheit-Drehachsen 38, 40 ermöglichen eine Drehbarkeit der Schwenkhebel 34, 35, 36 zueinander.
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Drehfest mit der am Schließelement-Gehäuse 11 festen Schwenkachse 39 ist ein Drehgeber befestigt. Der Drehgeber ist als Ringmagnet ausgeführt. Der Ringmagnet ist insbesondere konzentrisch zur Schwenkachse 39 angeordnet. Der Ringmagnet ist insbesondere am zweiten Schwenkhebel 35 befestigt. Eine Drehung des zweiten Schwenkhebels 35 bewirkt eine Drehung des Ringmagneten. Der Ringmagnet verursacht in Abhängigkeit seiner Drehbewegung ein sich änderndes Magnetfeld. Insbesondere ist der zweite Schwenkhebel 35 bezüglich einer Trennebene zweiteilig ausgeführt. Die Trennebene ist insbesondere senkrecht zu den Schwenkachsen 38, 39 und 40 ausgeführt. Insbesondere ist der Ringmagnet symmetrisch bezüglich der Trennebene am zweiten Schwenkhebel 35 angeordnet. Der Drehgeber wirkt mit einem nicht dargestellten Bewegungssensor zusammen, der die Drehbewegung des zweiten Schwenkhebels 35 und damit der Schwenkeinheit 9 und damit des Schließelements 4 um die Scharnierachse 3 erfassen kann. Der Bewegungssensor ist insbesondere an einer Unterseite der Zeichenebene in 2 abgewandten Unterseite des Schließelement-Gehäuses 11 integriert ausgeführt. Der Bewegungssensor gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist als Hall-Sensor ausgeführt und ermöglicht die berührungslose Bewegungserfassung der gehäusefesten Schwenkachse 39. Insbesondere ist der Bewegungssensor unterhalb der in 2 schematisch angedeuteten Steuerungseinheit 12 angeordnet. Der Bewegungssensor kann auch dort angeordnet sein, wo gemäß 2 die Steuerungseinheit 12 schematisch angedeutet ist.
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Um die Drehbewegung des Schließelements 4 zu erfassen, ist es auch denkbar, den Ringmagneten und den entsprechenden Hall-Sensor derart an dem Schließelement 4 anzubringen, dass eine Drehung um die Schwenkachse 3 erfasst wird. Insbesondere ist der Ringmagnet dann konzentrisch zur Schwenkachse 3 und der Hall-Sensor benachbart zu dem Ringmagneten angeordnet.
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Nachfolgend wird in Bezug auf 4 bis 8 die Aufdrückeinheit 10 näher erläutert. Die Aufdrückeinheit 10 dient um Aufbringen in einer Aufdrückkraft auf das Gehäuse 2 des Kühlschranks. Die Aufdrückkraft dient zum Überwinden von innerhalb des geschlossenen Gehäuses 2 des Kühlschranks herrschenden Vakuumkräften und/oder Magnetkräften, die ein Selbstschließen und die geschlossene Anordnung der Kühlschranktür 4 am Kühlschrankgehäuse 2 gewährleisten. Die Aufdrückeinheit 10 ist in einem getrennten Bereich des Schließelement-Gehäuses 11 und insbesondere getrennt von der Antriebs-Einheit 7, der Kopplungseinheit 8 und der Scharniereinheit 9 angeordnet.
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Die Aufdrückeinheit 10 weist einen Elektromotor 41 auf, der mit einem Spindelantrieb 42 in drehmomentübertragender Weise verbunden ist. Der Spindelantrieb 42 umfasst eine vom Elektromotor 41 drehantreibbare Gewindespindel 43 und eine mit der Gewindespindel 43 zusammenwirkende Spindelmutter 44. Der Spindelantrieb 42 ermöglicht eine Linearverlagerung der Spindelmutter 44 entlang einer Spindelachse 45. In einer Ebene senkrecht zur Spindelachse 45 weist die Spindelmutter 44 eine unrunde Kontur auf, insbesondere eine im Wesentlichen quadratische Kontur mit abgerundeten Ecken. Aufgrund der unrunden Kontur der Spindelmutter 44 ist diese verdrehsicher in einem Gehäuse 51 der Aufdrückeinheit 10 gelagert. Es ist ausgeschlossen, dass eine Drehbewegung der Gewindespindel 43 ein Mitdrehen der Spindelmutter 44 bewirkt.
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Die Spindelachse 45 ist im geschlossenen Zustand des Kühlschranks 1 gemäß 4 senkrecht zur Trennebene zwischen der Kühlschranktür 4 und dem Gehäuse 2 des Kühlschranks 1 angeordnet. Die Trennebene ist eine Vertikalebene.
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Die Spindelmutter 44 ist insbesondere hülsenförmig ausgeführt mit einem zu dem Außengewinde der Gewindespindel 43 korrespondierenden Innengewinde. An einem vorderen, dem Gehäuse 2 zugewandten Ende ist die Spindelmutter 44 mit einer Deckfläche 46 geschlossen. Die Deckfläche 46 ist gewölbt ausgeführt. Die Deckfläche 46 ermöglicht ein vorteilhaftes Aufdrücken des Schließelements 4 an dem Gehäuse 2.
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An einem der Spindelmutter 44 abgewandten Ende ist die Gewindespindel 43 in axialer Richtung bezüglich der Spindelachse 45 mit einem Axiallager 47 in Form einer Lagerplatte abgestützt. Die Lagerplatte 47 ist in einem Spindelantriebgehäuse 48 integriert angeordnet. Die Lagerplatte 47 ist insbesondere als Stahlplatte ausgeführt und kann an der Tür 4 in axialer Richtung der Spindelachse 45 abgestützt sein. Die Lagerplatte 47 weist eine im Wesentlichen rechteckige oder quadratische Kontur in einer Ebene senkrecht zur Spindelachse 45 auf. Die Lagerplatte 47 weist eine zentrale, insbesondere konzentrisch zur Spindelachse 45 angeordnete, Lagerausnehmung 49 auf. Die Lagerausnehmung 49 ist kugelkalottenförmig konkav ausgeführt und gewährleistet eine freie Drehbarkeit der Gewindespindel 43 um die Spindelachse 45 bei gleichzeitiger Axialabstützung. Entsprechend der Ausführung der Lagerausnehmung 49 ist das in der Lagerausnehmung 49 aufgenommene stirnseitige Ende der Gewindespindel 43 kugelkalottenförmig konvex ausgeführt. Dadurch ist eine geringfügige Neigung der Gewindespindel 43 gegenüber der Spindelachse 45 bei gleichzeitiger Axialabstützung an der Lagerplatte 47 gewährleistet.
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Wie in 8 dargestellt, kann der Spindelantrieb 42 ein Getriebe 50 mit mehreren Getriebestufen aufweisen. Das Getriebe 50 ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Untersetzungsgetriebe. Das bedeutet, dass eine Antriebsdrehbewegung, die von dem Elektromotor 41 bereitgestellt wird, über das Untersetzungsgetriebe 50 untersetzt, also die Drehgeschwindigkeit reduziert wird. Das übertragbare Drehmoment wird erhöht.
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Nachfolgend wird anhand 1 bis 8 die Funktion der Antriebs-Einrichtung 6 näher erläutert. Wenn die Tür 4 aus der in 1 gezeigten geschlossenen Anordnung geöffnet werden soll, beispielsweise durch Betätigung eines Schalters an der Kühlschranktür, wird zunächst die Aufdrückeinheit 10 aktiviert. Der Elektromotor 41 wird betätigt. Über den Elektromotor 41 wird das Untersetzungsgetriebe 50 und damit die Gewindespindel 43 des Spindelantriebs 42 betätigt. Dadurch wird eine Axialverlagerung der Spindelmutter 44 entlang der Spindelachse 45 initiiert. Die Spindelmutter 44 wird gegenüber der Kühlschranktür 4 ausgefahren. Dadurch wird die Kühlschranktür 4 von dem Gehäuse 2 weggedrückt und um die Scharnierachse 3 geschwenkt.
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In einem vollständig ausgefahrenen Zustand ist die Spindelmutter 44 der Aufdrückeinheit 10 in 2 und 5 dargestellt. In diesem Zustand ist das Dichtungselement 5 beabstandet von dem Gehäuse 2 des Kühlschranks angeordnet. Die Andrückkraft, die bis zu 500 N betragen kann, ist überwunden. In diesem Zustand ist ein im Wesentlichen gegenkraftfreies Verlagern der Tür 4 um die Scharnierachse 3 möglich.
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Für diese Schwenkbewegung wird die Antriebseinheit 7 betätigt. Die Betätigung der Antriebseinheit 7 erfolgt über die Steuerungseinheit 12, die mit der Aufdrückeinheit 10 in Signalverbindung steht. Die Betätigung der Antriebseinheit 7 erfolgt insbesondere, nachdem die Positionserkennungseinheit ein Signal ausgesendet hat, wonach die Aufdrückeinheit sich in einer maximal ausgefahrenen Position befindet.
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Von der Antriebseinheit 7 wird über die Kopplungseinheit 8 die Antriebsbewegung auf die Scharniereinheit 9 übertragen und dort in die Schwenkbewegung um die Scharnierachse 3 umgesetzt. Von dem Elektromotor 13 wird die Antriebsdrehbewegung über die verschiedenen Getriebestufen und die elektromechanische Kupplung auf den Zahnriemen 23 übertragen. Zum Öffnen des Kühlschranks, also zum Wegschwenken der Tür 4 vom Gehäuse 2, ist eine Drehbewegung der Tür 4 um die Scharnierachse 3 im Uhrzeigersinn gemäß 1 erforderlich. Dazu wird die Antriebsdrehbewegung vom Elektromotor 13 auf den Zahnriemen 23 derart übertragen, dass das Zahnriemen-Antriebsrad 22 bezüglich der Zahnriemen-Antriebsachse 21 in Gegenuhrzeigersinn gemäß 1 dreht. Dadurch wird das in 1 unten dargestellte Trum des Zahnriemens 23 von links nach rechts, also von dem Zahnriemen-Antriebsrad 22 zu dem Zahnriemen-Umlenkrad 24 verlagert. Das mit dem Zahnriemen 23 in Eingriff stehende Schiebeelement 26 wird ebenfalls nach rechts gemäß 1 verlagert.
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Durch die Verlagerung des Schiebeelements wird das Anlenkelement 30 automatisch mitgenommen, so dass der erste Schwenkhebel 34 nach rechts verlagert wird. Da der zweite Schwenkhebel 35 mit seinem gegenüberliegenden Ende an der gehäusefesten Schwenkachse 39 angelenkt ist, bewirkt die Verlagerung des Schiebeelements 26 ein Ausschwenken der Scharniereinheit 9 an der ersten Schwenkeinheit-Drehachse 38, wobei durch den dritten Schwenkhebel 36 die Querbewegung zwischen dem Gehäuse 2 dem Schließelement 4 initiiert wird. Der dritte Schwenkhebel 36 bewirkt die Schwenkbewegung zwischen dem Gehäuse 2 und dem Schließelement 4, so dass das Schließelement 4 um die Scharnierachse 3 drehen kann.
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In 3 ist eine um 90° um die Scharnierachse 3 gedrehte Position des Schließelements 4 dargestellt. Das Schließelement 4 ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel maximal um 145° ausgehend von der geschlossenen Position um die Scharnierachse 3 drehbar. Es sind auch andere maximale Öffnungswinkel möglich, die größer sind als 145° oder kleiner sind als 145°.
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In dem Zustand gemäß 3 ist das Schließelement 4 gegenüber dem Gehäuse 2 geöffnet. Ausgehend davon erfolgt ein Schließvorgang des Schließelements 4 in entsprechend umgekehrter Reihenfolge des Öffnungsvorgangs. Die Schließbewegung erfolgt dadurch, dass die Antriebseinheit 7 über den Elektromotor 13 eine Schließbewegung initiiert, indem der Elektromotor 13 entsprechend in entgegengesetzter Drehrichtung dreht. Die darüber verbundenen Bewegungsabläufe erfolgen dann entsprechend umgekehrt.
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Bevor die Kühlschranktür geschlossen werden kann, also bevor die Tür 4 an dem Gehäuse 2 zum Schließen des Kühlschranks abdichtend am Dichtungselement 5 anliegt, ist ein Einfahren des Spindelantriebs 42 erforderlich. Dazu kann beispielsweise ein Positionsgeber für das Anlenkelement 30 und/oder ein Winkelgeber für die Winkelposition der Tür 4 und die Scharnierachse 3 vorgesehen sein, wobei ein entsprechender Geber mit der Steuerungseinheit 12 in Signalverbindung steht. Die Steuerungseinheit initiiert die Einfahrbewegung der Spindelmutter 44.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202005011427 U1 [0002]
