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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Öffnen einer Tür einer Haushaltseinrichtung, mit einem Stößel und einem Motor, der mit dem Stößel in Wirkverbindung steht, um den Stößel in Richtung einer Längsachse des Stößels aus einer eingefahrenen Stellung in einer ausgefahrenen Stellung zu verfahren, um die Tür aus einer Schließstellung in eine teilweise Offenstellung zu bewegen, und mit einem Überlastschutzmechanismus.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Haushaltseinrichtung mit einer solchen Türöffnungsvorrichtung.
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Eine Haushaltseinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise ein Geschirrspüler, ein Backofen, ein Kühlschrank, ein Mikrowellenherd, ein Dampfgargerät oder ein Schrank sein.
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Die Tür einer solchen Haushaltseinrichtung kann eine um eine horizontale oder vertikale Drehachse schwenkbare Tür oder eine translatorisch bewegliche Tür sein. Der Begriff „Tür“ umfasst auch eine Klappe, Schublade oder dgl.
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Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus
EP 2 568 864 B1 bekannt. Die dort beschriebene Haushaltseinrichtung ist ein Geschirrspüler. Der Geschirrspüler weist eine Vorrichtung zum automatischen Öffnen der Tür des Geschirrspülers auf. Die Türöffnungsvorrichtung öffnet die Tür vor Ende des Trocknungsvorganges um wenige Zentimeter automatisch, damit im Spülraum befindlicher Wasserdampf bzw. eine Restfeuchte in die Umgebung abgegeben wird, um den Trocknungsprozess zu unterstützen und Energie einzusparen. Die automatische Türöffnung wird durch den Programmablauf der Gerätesteuerung ausgelöst.
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Andere Haushaltseinrichtungen, bei denen eine programmgesteuerte automatische Türöffnung vorgesehen sein kann, sind beispielsweise ein Backofen, ein Dampfgargerät oder ein Mikrowellenherd, bei denen die Tür nach dem Ende des Back- bzw. Garvorganges automatisch geöffnet wird, um den Innenraum des jeweiligen Gerätes schneller abzukühlen bzw. zu entfeuchten.
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Es versteht sich, dass eine Vorrichtung zum automatischen Öffnen einer Tür eine Haushaltseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur programmgesteuert aktiviert werden kann, sondern auch durch den Benutzer aktiviert werden kann. Beispielsweise kann die Tür der Haushaltseinrichtung mit einem Sensor, beispielsweise mit einem Wegsensor, ausgestattet sein, wobei die Tür automatisch geöffnet wird, wenn der Sensoreinen Druck („push-to-open“-Funktion) oder Zug („pull- to- open“- Funktion) auf die geschlossene Tür der Haushaltseinrichtung registriert. Dies kann bei den oben bereits genannten Haushaltseinrichtungen wie Geschirrspülern, Backöfen, Dampfgargeräten, Mikrowellenherden etc. sowie bei Schränken vorgesehen sein, um den Bedienkomfort beim Öffnen der Tür zu erhöhen. Darüber hinaus ist auch eine funkgesteuerte Auslösung bzw. Aktivierung der automatischen Türöffnungsvorrichtung im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar.
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Unabhängig davon, ob die automatische Türöffnungsvorrichtung programmgesteuert oder durch den Benutzer aktiviert wird, kann es bei einer solchen automatischen Türöffnungsvorrichtung zu einer Überlastung der Vorrichtung, insbesondere ihres Motors oder eines gegebenenfalls vorhandenen Getriebes zwischen Motor und Stößel führen, wenn die Türöffnungsvorrichtung aktiviert wird, das Öffnen der Tür jedoch durch beispielsweise einen Gegenstand vor der Tür blockiert oder zumindest gehemmt ist. Der weiterhin bestromte Motor würde dann weiterhin den Stößel in Ausfahrrichtung antreiben, der sich jedoch nur mit erhöhter Kraft oder gar nicht axial vorwärtsbewegen kann, was zu einer Überlastung oder sogar Beschädigung des Motors führen kann.
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Eine Überlastung der Vorrichtung kann beispielsweise auch dann auftreten, wenn die Tür nach ihrem automatischen Öffnen von dem Benutzer wieder in die Schließstellung gedrückt wird, während sich der Stößel noch in der ausgefahrenen Stellung befindet. Das Zurückdrücken des Stößels versetzt das Antriebsrad in Drehung, und das Antriebsrad versetzt den stromlosen Motor in Drehung. Dies kann ebenfalls zu einer Beschädigung des Motors und/oder des Getriebes, falls ein solches vorhanden ist, führen.
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Zur Lösung dieses Problems wird in dem oben genannten Dokument vorgeschlagen, den Stößel in Richtung seiner Längsachse zweiteilig auszugestalten, wobei zwischen den beiden Stößelteilen eine Feder angeordnet ist, die in Richtung der Öffnungs- und Schließbewegung der Tür gedehnt oder zusammengedrückt werden kann. Bei einer Blockage oder Hemmung der Tür während des Öffnungsvorgangs oder bei einem Zudrücken der Tür aus der Öffnungs- in die Schließstellung, bevor der Stößel wieder motorisch in seine eingefahrene Stellung zurückgefahren ist, wird die Feder komprimiert und verhindert somit eine Übertragung der Druckkraft auf den Motor.
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Die Feder im Kraftübertragungsstrang der automatischen Türöffnungsvorrichtung ist jedoch nachteilig, weil die Feder nach vielen Lastwechselvorgängen zu Ermüdung und Bruch neigt.
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Eine ähnliche automatische Türöffnungsvorrichtung, die im Kraftübertragungsstrang eine Feder aufweist, ist aus
EP 2 210 547 A1 bekannt. Weitere automatische Türöffnungsvorrichtungen sind aus
EP 2 394 559 B1 und
EP 2 130 476 A2 bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum automatischen Öffnen einer Tür einer Haushaltseinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass bei einer kompakten Bauweise ein zuverlässiger Belastungsschutz gewährleistet ist.
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Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, eine mit einer solchen Vorrichtung ausgestattete Haushaltseinrichtung bereitzustellen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum automatischen Öffnen einer Tür einer Haushaltseinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Der Stößel der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist an seinem in Ausfahrrichtung nachlaufenden Ende eine mit dem Stößel fluchtende Welle auf, die mit einem Antriebsrad im Gewindeeingriff steht, das von dem Motor in Drehung versetzbar ist, um den Stößel axial zu bewegen. Der Überlastschutzmechanismus weist eine Buchse auf, durch die der Stößel hindurchgeführt ist, wobei der Stößel und die Buchse um die Längsachse des Stößels relativ zueinander drehfest sind und der Stößel in Richtung der Längsachse relativ zur Buchse verfahrbar ist, wobei die Buchse gegen eine Drehung um die Längsachse des Stößels gesperrt ist, wenn die Ausfahrbewegung des Stößels nicht gehemmt oder blockiert ist oder wenn keine Kraft auf den Stößel in Einfahrrichtung des Stößels wirkt, wobei im Falle einer Hemmung oder Blockierung der Ausfahrbewegung des Stößels oder im Falle einer in Einfahrrichtung des Stößels auf den Stößel wirkenden Kraft die Buchse zusammen mit dem Stößel um die Längsachse des Stößels in Drehung versetzt wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Türöffnungsvorrichtung wird die motorisch aktuierte axiale Bewegung des Stößels in Ausfahrrichtung oder Einfahrrichtung des Stößels durch ein vorzugsweise axial unbewegliches Antriebsrad vermittelt, das mit einer am in Ausfahrrichtung gesehen nachlaufenden Ende des Stößels angeordneten Welle in Gewindeeingriff steht. Durch die motorisch aktuierte Drehung des Antriebsrades wird der Stößel je nach Drehrichtung des Motors axial aus- oder eingefahren, wobei der Stößel dabei keine Drehung um seine Längsachse ausführt. Im Normalbetrieb der Vorrichtung wird der Stößel somit motorisch angetrieben axial von der eingefahrenen Stellung in die ausgefahrene Stellung verfahren, oder, nachdem die Tür geöffnet ist, axial von der ausgefahrenen Stellung in die eingefahrene Stellung zurückverfahren. Wenn die Ausfahrbewegung des Stößels gehemmt oder blockiert ist oder wenn bei ganz oder teilweise ausgefahrenem Stößel auf den Stößel eine Kraft in Einfahrrichtung wirkt, beispielsweise wenn der Benutzer versucht, die Tür bei noch ausgefahrenem Stößel wieder zuzudrücken, wird der mechanische Überlastschutzmechanismus aktiviert. Der Überlastschutzmechanismus weist dazu eine Buchse auf, durch die der Stößel hindurchgeführt ist, wobei der Stößel und die Buchse um die Längsachse des Stößels relativ zueinander drehfest sind und der Stößel in Richtung der Längsachse relativ zur Buchse verfahrbar ist. Im Normalbetrieb der Vorrichtung ist die Buchse drehgesperrt. Wenn die Ausfahrbewegung des Stößels bei laufendem Motor gehemmt oder blockiert ist, wird die Buchse unter Überwindung ihrer Drehsperre und damit der Stößel in Drehung versetzt. Der Stößel führt dabei eine Drehung relativ zu dem ebenfalls drehenden Antriebsrad aus, so dass auf den Stößel keine Vorschubkraft ausgeübt wird, wodurch keine zusätzliche Last auf den Motor wirkt. Ebenso, wenn der Benutzer bei ausgefahrenem Stößel die Tür wieder zudrückt, wird die Buchse unter Überwindung ihrer Drehsperre zusammen mit dem Stößel in Drehung um die Längsachse des Stößels versetzt. Die Drehung des Stößels bewirkt, dass sich die mit dem Antriebsrad in Gewindeeingriff stehende Welle des Stößels relativ zu dem axial unbeweglichen Antriebsrad in Richtung eingefahrene Stellung des Stößels schraubt. Bei stromlosem Motor werden dabei das Antriebsrad und damit der Motor nicht in Drehung versetzt. Damit tritt am Motor keine Überlast auf, ebenso nicht am Antriebsrad und, wenn zwischen dem Motor und dem Antriebsrad noch ein Getriebe zwischengeschaltet ist, auch nicht des Getriebes.
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Somit wird ein sicherer Überlastschutz der Türöffnungsvorrichtung bei kompakter Bauweise der Vorrichtung erreicht.
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Vorzugsweise weist die Welle ein Schneckengewinde auf, das mit dem Antriebsrad in Gewindeeingriff steht. Das Schneckengewinde kann mit dem Antriebsrad am Außenumfang des Antriebsrads in Gewindeeingriff stehen, oder, wie in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen ist, geht die Welle mit dem Schneckengewinde durch das Antriebsrad hindurch, wobei das Antriebsrad Eingriffsstrukturen aufweist, die in das Schneckengewinde eingreifen. Letztere Ausgestaltung ist im Hinblick auf die mechanische Stabilität des Antriebsstrangs vorteilhaft.
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Weiter vorzugsweise weist das Schneckengewinde in einem in Ausfahrrichtung vorlaufenden Abschnitt eine geringere Gewindesteigung und/oder einen größeren Gewindeaußendurchmesser als in einer Ausfahrrichtung nachlaufenden Bereich auf. Diese Ausgestaltung ist insbesondere bei solchen Haushaltseinrichtungen vorteilhaft, bei denen die Tür in ihrer Schließstellung durch einen Kraftschluss gehalten ist. Wenn der Stößel die Tür aus ihrer geschlossenen Stellung aufdrückt, muss zunächst dieser Kraftschluss überwunden werden. Durch die geringere Gewindesteigung des Schneckengewindes im vorlaufenden Bereich und/oder den größeren Gewindeaußendurchmesser des Schneckengewindes im vorlaufenden Bereich kann der Stößel die zum Überwinden des Kraftschlusses erforderliche Kraft ohne erhöhte Leistung des Motors aufbringen. Durch die im in Ausfahrrichtung nachlaufenden Bereich des Schneckengewindes größere Gewindesteigung kann nun bei gleichbleibender Ausgangsleistung des Motors die Tür rasch in ihre (teilweise) geöffnete Endstellung bewegt werden.
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Die Ausgestaltung des Stößels mit Welle mit Schneckengewinde und unterschiedlichen Gewindesteigungen und/oder -durchmessern entlang der Welle wird auch ohne die Merkmale des Überlastschutzmechanismus als eigenständige Erfindung hierin offenbart.
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Der Stößel kann an seinem Außenumfang zumindest eine, vorzugsweise mehrere axial verlaufenden Nuten oder Rillen aufweisen, die umfänglich um die Längsachse am Stößel verteilt angeordnet sind. Die Buchse weist vorzugsweise innenseitig zumindest eine Eingriffsstruktur auf, die in die Nut(en) oder Rille(n) eingreift. Hierdurch wird auf konstruktiv einfache Weise eine drehfeste Verbindung zwischen Stößel und Buchse geschaffen, die andererseits eine freie axiale Verfahrbarkeit des Stößels relativ zu der Buchse erlaubt.
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Weiter vorzugsweise weist die Buchse des Überlastschutzmechanismus an ihrem Außenumfang mehrere Vertiefungen auf, in die ein vorgespannter Sperrkörper eingreifen kann, so dass, wenn keine Überlast auftritt, die Buchse drehgesperrt ist und bei Auftreten einer axialen Überlast von dem Stößel in Drehung versetzt wird.
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In dieser Ausgestaltung ist der Überlastschutzmechanismus strukturell einfach und kompakt ausgestaltet. Der Sperrkörper kann eine Kugel sein, die in einem Sperrkörpergehäuse angeordnet ist, in dem die Kugel von beispielsweise einer Druckfeder in Richtung zum Außenumfang der Buchse vorgespannt wird. Wenn keine Überlast auftritt, greift der Sperrkörper in eine der Vertiefungen ein. Eine auf den Stößel in Einfahrrichtung wirkende axiale Kraft wird über den Gewindeeingriff der Welle des Stößels mit dem Antriebsrad in eine Drehbewegung des Stößels umgesetzt. Diese Drehbewegung wird erst dann zugelassen, wenn die axiale Kraft ein so großes Drehmoment des Stößels erzeugt, dass der Sperrkörper gegen seine Vorspannung aus der Vertiefung herausgedrückt wird, so dass die Drehbewegung des Stößels ermöglicht wird.
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Der vorgespannte Sperrkörper verhält sich dabei wie eine Raste, die beim Drehen des Stößels um seine Längsachse sukzessive in die Vertiefungen eintritt und, solange das Drehmoment des Stößels ausreichend groß ist, wieder aus der jeweiligen Vertiefung herausgedrückt wird, so dass die Drehbewegung des Stößels ermöglicht wird.
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Ein in Ausfahrrichtung vorauslaufendes Ende des Stößels weist vorzugsweise eine Kappe auf, die sich relativ zum übrigen Körper des Stößels frei drehen kann. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass beim Drehen des Stößels um seine Längsachse, wenn der Überlastschutzmechanismus aktiviert ist, die Kappe sich nicht mit dem Stößel mit dreht und somit keine unerwünschten Abriebe auf der Innenseite der Tür entstehen.
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In einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Welle starr mit dem Stößel verbunden. Diese Ausgestaltung ist konstruktiv vorteilhaft einfach und erfordert wenige Teile.
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Alternativ hierzu kann der Stößel mit der Welle um ein axiales Spiel relativ zueinander beweglich verbunden sein, und die Vorrichtung kann weiterhin einen Wegsensor aufweisen, der dazu ausgelegt ist, eine axiale Bewegung des Stößels zu erfassen. In dieser Ausgestaltung kann eine „push-to-open“- Funktion der automatischen Türöffnungsvorrichtung realisiert werden. Wenn der Benutzer die automatische Türöffnung aktivieren will, kann er einen kurzzeitigen Druck auf die Tür ausüben, die die Tür um das axiale Spiel zwischen Stößel und Welle weiter in Schließrichtung bewegt. Diese Bewegung wird von dem Wegsensor erfasst, der dann die automatische Türöffnung auslöst. Das axiale Spiel ist vorzugsweise auf wenige Millimeter, beispielsweise 1 bis 5 mm, begrenzt. Eine kurze Feder kann den Stößel dabei in Richtung der Ausfahrbewegung vorspannen. Die mechanische Stabilität der Ausgestaltung des Stößels mit Welle ist durch das geringfügige axiale Spiel nicht beeinträchtigt.
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Die vorstehende Ausgestaltung des Stößels mit Welle mit axialem Spiel zwischen beiden zur Bereitstellung einer „push-to-open“-Funktion wird auch ohne die Merkmale des Überlastschutzmechanismus als eigenständige Erfindung hierin offenbart.
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Vorzugsweise weist der Stößel eine Länge auf, die an eine vorbestimmte Öffnungsweglänge der Tür angepasst ist. Die Öffnungsweglänge der Tür hängt von der jeweiligen Haushaltseinrichtung an, die die Tür aufweist. Die Länge des Stößels der Türöffnungsvorrichtung ist an die jeweiligen Gegebenheiten anzupassen, was aufgrund der kompakten Bauweise der erfindungsgemäßen Türöffnungsvorrichtung konstruktiv einfach realisiert werden kann.
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Im Sinne einer kompakten Bauweise ist vorzugsweise eine Motorwelle des Motors parallel zur Längsachse des Stößels angeordnet.
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Der Motor kann somit seitlich vom Stößel zu diesem versetzt mit axialem Überlapp zur Welle des Stößels angeordnet werden. Die Übertragung der Drehbewegung der Motorwelle auf die Welle des Stößels erfolgt dabei über das genannte Antriebsrad, wobei ggf. noch ein Getriebe zwischen dem Antriebsrad und dem Motor vorhanden sein kann.
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Eine erfindungsgemäße Haushaltseinrichtung weist eine Tür und eine Vorrichtung zum automatischen Öffnen der Tür nach einer oder mehreren der vorstehend genannten Ausgestaltungen auf.
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Die Haushaltseinrichtung kann ein Geschirrspüler, ein Backofen, ein Kühlgerät , ein Gefriergerät, ein Mikrowellenherd, ein Dampfgargerät, ein Schrank, ein Wäschetrockner, ein Tiefkühlschrank sein, um nur einige Beispiele zu nennen.
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Die automatische Türöffnungsvorrichtung kann durch eine jeweilige Gerätesteuerung im Rahmen eines Programmablaufes aktiviert werden. Sie kann alternativ oder zusätzlich zur Programmsteuerung über eine Sensorik oder auf sonstige Art von einem Benutzer aktiviert werden. Beispielsweise kann die Tür der Haushaltseinrichtung mit einem Druck- oder Berührsensor versehen sein, der eine Druckausübung oder Berührung detektiert und entsprechend die Türöffnungsvorrichtung aktiviert.
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Sowohl im Falle einer Aktivierung der Türöffnungsvorrichtung durch ein Programm oder durch den Benutzer kann vorgesehen sein, dass der Motor nach einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Öffnen der Tür wieder automatisch oder benutzergesteuert aktiviert wird, um durch eine entgegengesetzte Drehung den Stößel wieder in die eingefahrene Stellung zurück zu verfahren.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden mit Bezug auf diese hiernach näher beschrieben. Es zeigen:
- 1A schematisch eine Haushaltseinrichtung mit einer Tür und einer Vorrichtung zum automatischen Öffnen der Tür in einer Seitenansicht, wobei sich die Tür in der Schließstellung befindet;
- 1B eine Vorderansicht der Haushaltseinrichtung in 1A;
- 1C die Haushaltseinrichtung in 1A in einer Seitenansicht, wobei die Tür um einen Spalt geöffnet ist;
- 2 eine Vorrichtung zum automatischen Öffnen einer Tür einer Haushaltseinrichtung in einer Seitenansicht;
- 3 die Vorrichtung in 2 in einer Seitenansicht mit geöffnetem Gehäuse, wobei ein Stößel der Vorrichtung in der eingefahrenen Stellung gezeigt ist;
- 4 die Vorrichtung in 3, wobei der Stößel in einer ausgefahrenen Stellung gezeigt ist;
- 5 eine teilweise auseinandergezogene Darstellung eines Motors, eines Getriebes und des Stößels der Vorrichtung in 2 in perspektivischer Ansicht;
- 6 eine Seitenansicht des Stößels mit Welle in Alleinstellung;
- 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in 4; und
- 8 einen Längsschnitt eines Stößels gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zusammen mit einer Sensorik in einer Abwandlung der Vorrichtung in 2.
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1A bis 1C zeigen eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehene Haushaltseinrichtung. Die Haushaltseinrichtung 10 kann ein Gerät wie ein Geschirrspüler, ein Backofen, ein Kühlschrank, ein Mikrowellenherd, ein Dampfgargerät, ein Wäschetrockner, ein Tiefkühlgerät, oder ein Möbel wie ein Schrank oder ein Tisch sein, um nur einige Beispiele zu nennen. Die Haushaltseinrichtung 10 weist einen Korpus oder ein Gehäuse 12 sowie eine Tür 14 auf. Die Tür 14 ist in 1A in ihrer Schließstellung gezeigt. Die Tür 14 kann durch ein Schloss (nicht gezeigt) in der Schließstellung gehalten sein. Das Schloss kann ein sogenanntes Aufreißschloss sein, das die Tür 14 mittels Kraftschluss in der Schließstellung hält. Durch Ausüben einer Zugkraft kann die Tür aus ihrer Schließstellung in eine Offenstellung bewegt werden. Zu Beginn des Öffnungsvorgangs ist eine etwas höhere Zugkraft zum Öffnen der Tür erforderlich, um den Kraftschluss, mit dem die Tür 14 in der Schließstellung gehalten ist, zu überwinden.
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Die Haushaltseinrichtung 10 weist weiterhin eine Vorrichtung 20 zum automatischen Öffnen der Tür 14 auf. Die Vorrichtung 20 ist in 1A bis 1C nur schematisch angedeutet. Die Vorrichtung 20 ist vorzugsweise im Inneren des Gehäuses 12 der Haushaltseinrichtung 10 oder im Innenraum der Haushaltseinrichtung 10 angeordnet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 20 in einer oberen seitlichen Ecke des Gehäuses 12 angeordnet.
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Die Vorrichtung 20 weist, wie später noch näher beschrieben wird, einen Stößel 22 auf, der motorisch angetrieben ist, um die Tür 14 aus der in 1A gezeigten Schließstellung in die in 1C gezeigte teilweise Offenstellung zu bewegen. Der Öffnungsweg der Tür beziehungsweise der axiale Verfahrweg des Stößels beträgt dabei wenige Zentimeter, beispielsweise im Bereich von 5 bis 10 cm. Zum Öffnen der Tür 14 drückt der motorisch angetriebene Stößel 22 von innen gegen die Tür 14 und drückt diese somit in die in 1C gezeigte teilweise Offenstellung auf.
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Die Haushaltseinrichtung 10 kann mehrere Vorrichtungen 20 aufweisen, beispielsweise kann eine weitere derartige Vorrichtung 20 in der anderen oberen Ecke der Haushaltseinrichtung 10 angeordnet sein.
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Mit Bezug auf 2 bis 7 wird die Vorrichtung 20 nachfolgend näher beschrieben.
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2 zeigt die Vorrichtung 20 mit geschlossenem Gehäuse 24. Der Stößel 22 befindet sich in seiner eingefahrenen Stellung, wobei nur ein in Ausfahrrichtung des Stößels 22 gesehen vorlaufendes Ende 26 vorragt. Am hinteren Ende des Gehäuses 24 befinden sich Anschlüsse 28 für die elektrische Spannungsversorgung und Steuerung der Vorrichtung 20.
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Mit Bezug auf 3 weist die Vorrichtung 20 einen Motor 30 auf, der als Gleichstrom-Elektromotor ausgebildet sein kann. Der Motor 30 steht mit dem Stößel 22 in Wirkverbindung, um den Stößel 22 in Richtung einer Längsachse 32 des Stößels 22 aus der in 3 gezeigten eingefahrenen Stellung des Stößels in die in 4 gezeigte ausgefahrene Stellung des Stößels 22 und umgekehrt zu verfahren. Durch Verfahren des Stößels 22 aus der eingefahrenen Stellung in die ausgefahrene Stellung wird die Tür 14 der Haushaltseinrichtung 10 aufgedrückt.
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Gemäß 3 und 4 weist der Motor 30 eine Abtriebswelle 34 auf, die mit einem Getriebe 36 verbunden ist. Das Getriebe 36 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Ritzel 38 auf, wobei die Anzahl an Ritzeln 38 jedoch hier nur beispielhaft ist. Über das Getriebe 38 treibt der Motor 30 ein Antriebsrad 40 an, das um die Längsachse 32 des Stößels drehen kann. Der Stößel 22 weist an seinem in Ausfahrrichtung nachlaufenden Ende 42 eine Welle 44 auf. Die Welle 44 ist durch das Antriebsrad 40 durchgeführt.
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Wie in 6 am besten zu erkennen ist, weist die Welle 44 ein Schneckengewinde 46 auf. Gemäß 5 weist das Antriebsrad 40 innenseitig Eingriffsstrukturen 48 auf, mit denen die Welle über das Schneckengewinde 46 in Gewindeeingriff steht.
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Wenn der Motor 30 bestromt und dadurch in Drehung versetzt wird, treibt die Abtriebswelle 34 des Motors 30 über das Getriebe 36 das Antriebsrad 40 an. Das Antriebsrad 40 ist axial unbeweglich und wird über das Getriebe 36 in Rotation um die Längsachse 32 des Stößels versetzt. Die Drehung des Antriebsrads 40 bewirkt über die mit dem Schneckengewinde 46 in Eingriff stehenden Eingriffsstrukturen 48 eine lineare Bewegung der Welle 44 und damit des mit der Welle 44 verbundenen Stößels 22. Der Stößel 22 und die Welle 44 führen dabei eine rein lineare Bewegung aus, d.h. sie rotieren nicht um die Längsachse 32.
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Eine Drehung des Motors 30 und damit des Antriebsrades 40 bewirkt eine axiale Verfahrbewegung des Stößels 22, wobei in einer ersten Drehrichtung des Motors 30 der Stößel 22 aus seiner eingefahrenen Stellung gemäß 3 in die ausgefahrene Stellung gemäß 4 verfahren wird, und bei einer Drehung des Motors 30 in entgegengesetzter Drehrichtung wird der Stößel 22 aus der ausgefahrenen Stellung gemäß 4 in die eingefahrene Stellung gemäß 3 zurückverfahren.
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Das Schneckengewinde 46 weist in einem in Ausfahrrichtung vorlaufenden Abschnitt 50 (6) eine geringere Gewindesteigung und einen größeren Gewindeaußendurchmesser auf als in einem in Ausfahrrichtung nachlaufenden Abschnitt 52. Bei gleicher Antriebskraft des Elektromotors 30 ist die Vorschubkraft des Stößels 22 zu Beginn der Ausfahrbewegung somit größer, so dass die Tür 14 unter Überwindung des Kraftschlusses, mit dem die Tür in der Schließstellung gehalten ist, aus der Schließstellung aufgedrückt werden kann. Die nachfolgende weitere Öffnung der Tür 14 in die in 1C gezeigte Stellung erfolgt dann mit höherer Verfahrgeschwindigkeit des Stößels.
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Die Vorrichtung 20 ist des Weiteren mit einem Überlastschutzmechanismus 54 ausgestattet, der mit Bezug auf 3, 4 und 7 nachfolgend beschrieben wird.
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Der Überlastschutzmechanismus 54 weist eine Buchse 56 auf, durch die der Stößel 22 hindurchgeführt ist. Die Buchse 56 ist axial unbeweglich und um die Längsachse 32 drehbar, jedoch nicht frei drehbar. Im Normalbetrieb der Vorrichtung 20, d.h. wenn keine axiale Überlast auf den Stößel 22 wirkt, ist die Drehbarkeit der Buchse 56 gesperrt. Der Stößel 22 und die Buchse 56 sind um die Längsachse 32 des Stößels 22 relativ zueinander drehfest, d.h. sie können sich nicht relativ zueinander drehen, sondern nur gemeinsam. Der Stößel 22 ist in Richtung der Längsachse 32 relativ zur Buchse 56 frei verfahrbar, wie aus 3 und 4 hervorgeht.
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Im Falle einer Hemmung oder Blockierung der Ausfahrbewegung des Stößels 22 oder im Falle einer in Einfahrrichtung des Stößels 22 auf den Stößel 22 axial wirkenden Überlast wird der Stößel 22 zusammen mit der Buchse 56 unter Überwindung der Drehsperre der Buchse 56 um die Längsachse 32 des Stößels 22 in Drehung versetzt.
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Für die drehfeste Verbindung zwischen dem Stößel 22 und der Buchse 56 weist der Stößel 22 an seinem Außenumfang mehrere, hier vier Nuten oder Rillen 58 auf, und die Buchse 56 weist innenseitig Eingriffsstrukturen 60 auf, die in die Rillen bzw. Nuten 58 eingreifen.
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Damit eine Drehbewegung der Buchse 56 und damit des Stößels 22 nur bei einer auf den Stößel 22 wirkenden axialen Überlast möglich ist, weist der Überlastschutzmechanismus 54 einen Sperrkörper 62 auf, und die Buchse 56 weist an ihrem Außenumfang mehrere Vertiefungen 64 auf, in die der Sperrkörper 62 eingreifen kann. Der Sperrkörper 62 ist vorzugsweise als Kugel ausgebildet. Der Sperrkörper 62 ist in Richtung zur Buchse 56 hin vorgespannt, wobei die Vorspannung durch eine Feder 66 bewirkt wird, die in einem Sperrkörpergehäuse 68 angeordnet ist. Wenn keine axiale Überlast auf den Stößel 22 wirkt, ist die Buchse 56 drehfest zum Gehäuse 24 der Vorrichtung 20 gehalten. Erst bei Auftreten einer axial in Richtung eines Pfeiles 70 auf den Stößel 22 wirkenden Überlast wird die Buchse 56 in Drehung versetzt.
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Beispielsweise wenn ein Benutzer ausgehend von der Stellung der Vorrichtung 20 in 1C versucht, die Tür 14 bei ausgefahrenem Stößel 22 zuzudrücken, während der Motor 30 steht, bewirkt der Eingriff des Schneckengewindes 46 mit dem Antriebsrad 40 ein Drehmoment auf den Stößel 22, das diesen versucht in Drehung zu versetzen. Ist die Druckkraft auf die Tür 14 hinreichend groß, wird der Stößel 22 unter einer Drehbewegung um die Längsachse 32 bei stehendem Antriebsrad 40 in seine eingefahrene Stellung zurückbewegt. Hierdurch wird keine Last auf das Getriebe oder den Motor 30 übertragen.
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Wenn die Öffnungsbewegung der Tür blockiert ist, beispielsweise weil ein Gegenstand vor der Tür 14 das Öffnen der Tür blockiert oder hemmt, wird bei laufendem Motor 30 und Antriebsrad 40 der Stößel 22 in Drehung versetzt, so dass das Antriebsrad 40 den Stößel 22 nicht weiter in Ausfahrrichtung bewegt, sondern der Stößel 22 „leerläuft“. Auch in diesem Fall sind Getriebe und/oder Motor 30 vor Beschädigung geschützt.
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Das Ende 26 des Stößels ist vorzugsweise als Kappe ausgebildet, die relativ zum übrigen Körper des Stößel 22 um die Längsachse 32 frei drehbar ist, wie mit einer Drehachse 72 in 5 angedeutet ist. Hierdurch wird ein Abrieb des Endes 26 an der Innenseite der Tür 14 oder der Innenseite der Tür 14 selbst vermieden, wenn sich der Stößel 22 im Falle des Auftretens einer Überlast um die Längsachse 32 dreht.
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Die Länge des Stößels 22 ist an die vorbestimmte Weglänge des zu erreichenden Öffnungsweges und damit des Verfahrwegs des Stößels 22 von der eingefahrenen (3) in die ausgefahrene Stellung (4) angepasst, wodurch die Vorrichtung 20 insgesamt so kurz wie möglich baut. Die Welle 44 weist ebenfalls eine an den Verfahrweg des Stößels angepasste Länge auf, wie aus einem Vergleich von 3 mit 4 hervorgeht.
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Weiterhin trägt es zur Kompaktheit der Vorrichtung 20 bei, dass die Motorwelle 34 des Motors 30 parallel zur Längsachse 32 des Stößels 22 angeordnet ist.
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Die Vorrichtung 20 kann programmgesteuert von der Gerätesteuerung der Haushaltseinrichtung 10 aktiviert werden. Wenn die Haushaltseinrichtung 10 beispielsweise ein Geschirrspüler ist, kann die Vorrichtung 20 vor Ende des Trocknungsvorgangs von der Programmsteuerung des Geschirrspülers aktiviert werden, um die Tür 14 einen Spalt weit zu öffnen, wie in 1C gezeigt ist.
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Die Vorrichtung 20 kann jedoch auch so ausgestaltet sein, dass sie mit einem Sensor in Verbindung steht, beispielsweise einem Weg- Positions-, Druck- oder Berührungssensor, der vom Benutzer betätigt werden kann, wenn dieser die Tür 14 der Haushaltseinrichtung 10 öffnen möchte. Die Funktionsweise der Vorrichtung 20 ist in beiden Fällen gleich, insbesondere auch im Hinblick auf den Überlastschutzmechanismus 54.
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8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stößels 22a mit einer nur an ihrem dem Stößel zugewandten Ende gezeigten Welle 44a. Sofern nichts anderes beschrieben wird, gilt im Übrigen die Beschreibung der Vorrichtung 20, des Stößels 22 und der Welle 44 auch für das vorliegende Ausführungsbeispiel.
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Während bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel der Stößel 22 starr mit der Welle 44 verbunden sein kann, sind der Stößel 22a und die Welle 44a in 8 axial relativ zueinander beweglich, wie mit einem Doppelpfeil 80 angedeutet ist. In 8 sind der Stößel 22a und die Welle 44a in ihrer maximal auseinander gefahrenen Stellung gezeigt, aus der sie aufeinander zu bewegt werden können, und zwar gegen die Kraft einer kurzen Feder 82. Die axiale Beweglichkeit des Stößels 22a relativ zur Welle 44a ist auf ein axiales Spiel von wenigen Millimetern begrenzt.
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Der Stößel 22a weist an seinem der Welle 44a zugewandten Ende eine sacklochförmige Aufnahme 84 für das Ende 86 der Welle 44a auf. Über Stege 88 ist die Welle 44a drehfest bezüglich des Stößels 22a in der Aufnahme 84 angeordnet.
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Der Stößel 22a mit Welle 44a kann in der Vorrichtung 20 anstatt des Stößels 22 eingesetzt werden. Der Überlastschutzmechanismus 54 ist wie oben beschrieben auch mit dem Stößel 22a kombinierbar.
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Mit dem Stößel 22a mit Welle 44a kann eine „push-to-open“-Funktion der Türöffnungsvorrichtung 20 realisiert werden. Hierzu weist die Vorrichtung 20 einen Wegsensor 90 auf. Der Wegsensor kann eine Platine 92 mit einer beispielsweise aufgedruckten Spule und einen Metallring 94, der den Stößel 22a umgibt, aufweisen. Wenn der Benutzer bei geschlossener Tür gegen diese drückt, wird der Stößel 22a axial gegen die Welle 44a verschoben. Diese Verschiebung wird von dem Wegsensor 90 detektiert. Das entsprechende Signal des Wegsensors 90 aktiviert die Vorrichtung 20, genauer gesagt den Motor 30, der über das Antriebsrad 40 und die Welle 44a den Stößel 22a nach vorn antreibt. Eine anfängliche axiale Relativbewegung der Welle 44a relativ zum Stößel 22a ist dabei auf das axiale Spiel begrenzt.
