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Die Erfindung betrifft ein Haushalts-Kältegerät, aufweisend einen frontseitig mit einer Beschickungsöffnung versehenen Kühlraum, dessen Wandung außenseitig zumindest bereichsweise mit einer Kälteisolierungsschicht belegt ist und dessen Beschickungsöffnung mittels einer Tür verschließbar ist, und eine in einer Aussparung der Kälteisolierungsschicht angeordnete Türöffnungshilfe, die einen durch einen Elektromotor betätigbaren Türöffnungsmechanismus und eine Motorsteuerung aufweist, wobei die Türöffnungshilfe mittels der Motorsteuerung dazu eingerichtet ist, Statorwicklungen des Elektromotors zum Betätigen des Türöffnungsmechanismus phasenversetzt zu bestromen. Die Erfindung betrifft auch ein besprechendes Verfahren zum Betreiben des Haushalts-Kältegeräts. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Kühlschränke, Gefrierschränke oder Kombinationsgeräte davon.
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DE 10 2015 207 314 A1 offenbart ein Haushaltskältegerät, aufweisend einen wärmeisolierten Korpus, der einen Innenbehälter mit einem zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehenen kühlbaren Innenraum (Kühlraum) aufweist, eine zum Kühlen des kühlbaren Innenraums vorgesehene Kältevorrichtung und eine elektro-mechanische Öffnungs-Hilfsvorrichtung (Türöffnungshilfe), sowie ein relativ zum wärmeisolierten Korpus schwenkbar gelagertes, zum Öffnen und Schließen des kühlbaren Innenraums vorgesehenes Türblatt oder eine Schublade, welche im geschlossenen Zustand in den kühlbaren Innenraum geschoben ist, um diesen zu schließen, und im geöffneten Zustand zumindest teilweise aus dem kühlbaren Innenraum herausgezogen ist, wobei die elektromechanische Öffnungs-Hilfsvorrichtung einen elektro-mechanischen Aktuator aufweist, der ausgebildet ist, bei seiner Aktivierung das geschlossene Türblatt bzw. die geschlossene Schublade durch Verstellen eines Stellkörpers der elektro-mechanischen Öffnungs-Hilfsvorrichtung zumindest teilweise automatisch zu öffnen, wobei der elektromechanische Aktuator einen elektrischen Motor, ein Antriebsritzel, ein Doppelverzahnungs-Stirnrad und eine Zahnstange aufweist, wobei das Antriebsritzel mit einer Motorwelle des Motors verbunden ist und mit der Eingangsverzahnung des Doppelverzahnungs-Stirnrades kämmt, die Ausgangsverzahnung des Doppelverzahnungs-Stirnrades mit einem Zahnstangenprofil der Zahnstange in Eingriff ist und die Zahnstange mit dem Stellkörper verbunden ist.
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EP 2 153 003 B1 offenbart ein Möbel, das einen Möbelkorpus mit mehreren Wänden aufweist und mit einer Ausstoßvorrichtung für ein bewegliches Möbelteil, insbesondere eine drehbare Tür, des Möbels, die eine elektromechanische Antriebseinheit wie einen Elektromotor aufweist, wobei die Ausstoßvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie mit der Antriebsvorrichtung, die die elektromechanische Antriebseinheit aufweist, in eine der Wände des Möbels integriert ist und dass diese Wand ein Sensorelement aufweist, welches derart am Möbel montiert ist, dass mit ihm ein leichter Druck auf die Türaußenseite sensierbar ist.
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Damit eine Türöffnungshilfe im Kältegerät verwendet werden kann, muss für deren Integration ein entsprechender Bauraum vorgehalten werden. Dieser Bereich führt häufig zu einer Schwächung der Kälteisolation, wodurch es dort lokal zu einer Betauung kommen kann. Um die Betauung zu verhindern, werden bisher üblicherweise Anti-Kondensationsheizungen verwendet, die im Bedarfsfall zugeschaltet werden. Eine solche Anti-Kondensationsheizungen stellt ein zusätzliches Bauteil, welches nachteiligerweise eine eigene Stromversorgung benötigt und daher zu einem erhöhten Kosten und Montageaufwand führt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine besonders einfach umsetzbare und preiswerte Möglichkeit zum Vermeiden einer Kondensation an einer Türöffnungshilfe bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Haushalts-Kältegerät, aufweisend
- - einen frontseitig mit einer Beschickungsöffnung versehenen Kühlraum, dessen Wandung außenseitig zumindest bereichsweise mit einer Kälteisolierungsschicht belegt ist und dessen Beschickungsöffnung mittels einer Tür verschließbar ist,
- - eine in einer Aussparung der Kälteisolierungsschicht angeordnete Türöffnungshilfe, die eine durch einen Elektromotor betätigbaren Türöffnungsmechanismus und eine Motorsteuerung aufweist,
wobei die Motorsteuerung dazu eingerichtet ist, wahlweise - - Statorwicklungen des Elektromotors zum Betätigen des Türöffnungsmechanismus phasenversetzt zu bestromen und
- - die Statorwicklungen zum Erwärmen der Türöffnungshilfe so zu bestromen, dass der Türöffnungsmechanismus die Tür geschlossen lässt.
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Dieses Haushalts-Kältegerät weist den Vorteil auf, dass keine zusätzliche Anti-Kondensationsheizung benötigt wird, da zur Erwärmung und damit Verhinderung einer Kondensation an der Türöffnungshilfe die bereits vorhandenen Statorwicklungen verwendet werden. Außerdem entfällt vorteilhafterweise ein zusätzlicher Elektronikausgang, der sonst von der Anti-Kondensationsheizung benötigt worden wäre. Es wird also keine Hardwareänderung an einem bestehenden Gerät benötigt, da nur Komponenten entfallen, aber keine zusätzlichen Komponenten hinzukommen.
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Das Haushalts-Kältegerät kann ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank oder ein Kühl/Gefrier-Kombinationsschrank sein.
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Es ist eine Weiterbildung, dass das Haushalts-Kältegerät ein Einbaugerät ist.
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Der Kühlraum ist ein kühlbarer Innenraum, dessen Wandung außenseitig zumindest bereichsweise mit einer Kälteisolierungsschicht belegt ist. Die Kälteisolierungsschicht liegt insbesondere als ein Isolierschaum vor.
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Die Tür ist insbesondere eine an einem Korpus des Kältegeräts angeschlagene verschwenkbare Tür.
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Dass die Türöffnungshilfe in einer Aussparung der Kälteisolierungsschicht angeordnet ist, bedeutet insbesondere, dass sie an einer Position im Kältegerät angeordnet ist, die ohne Vorhandensein der Türöffnungshilfe mit der Kälteisolierungsschicht bzw. Kälteisolierungsmaterial belegt oder gefüllt wäre, also z.B. kein Maschinenraum.
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Der Elektromotor ist auf grundsätzlich bekannte Weise mit einem Stator und einem Rotor ausgerüstet, wobei ein Statorkern des Stators (z.B. bestehend aus Weicheisen) von als Induktionsspulen dienenden Statorwicklungen (z.B. aus Kupferdraht) umwickelt ist. Um den Rotor zum Drehen zu bringen, werden die Statorwicklungen auf grundsätzlich bekannte Weise phasenversetzt bestromt. Die Bewegung des Rotors wird an einen Türöffnungsmechanismus weitergegeben, der dadurch betätigt wird.
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Der Türöffnungsmechanismus ist dazu eingerichtet, bei Betätigung durch den Rotor aus seiner Ruhestellung heraus die Tür automatisch zu öffnen, insbesondere aus ihrer geschlossenen Stellung in eine zumindest teilweise geöffnete Stellung zu überführen. Der Türöffnungsmechanismus kann die Tür z.B. aufstoßen, aufdrücken oder aufhebeln. Die Rückführung des Türöffnungsmechanismus in seine Ruhestellung geschieht beispielsweise durch Drehen des Rotors in umgekehrte Richtung und/oder durch Eindrücken beim Schließen der Tür durch einen Nutzer. Der Türöffnungsmechanismus kann federunterstützt sein. Die Türöffnungshilfe entspricht also einer Öffnungs(hilfs)vorrichtung zum automatischen Öffnen der geschlossenen Tür, und zwar auf Anweisung eines Nutzer und/oder einer Steuereinrichtung hin.
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Zur Umsetzung der Bestromung der Statorwicklungen dient die Motorsteuerung. Zum Betätigen des Türöffnungsmechanismus bzw. einer automatischen Türöffnung ist die Motorsteuerung also dazu eingerichtet, die Statorwicklungen des Elektromotors phasenversetzt zu bestromen bzw. eine solche Bestromung zu steuern. Dies kann auch als „Betätigungsmodus“ bezeichnet werden.
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Vorliegend ist die Motorsteuerung auch dazu eingerichtet, die Statorwicklungen zum Erwärmen der Türöffnungshilfe so zu bestromen, dass der Türöffnungsmechanismus die Tür geschlossen lässt bzw. nicht öffnet. Die Bestromung wird dabei insbesondere so gesteuert, dass sie kein oder kein merkliches Drehmoment auf den Rotor ausübt, das zu einer Betätigung des Türöffnungsmechanismus führt. Dies kann beispielsweise so umgesetzt sein, dass die Statorwicklungen nicht phasenversetzt bestromt werden oder gruppenweise gegenläufig phasenversetzt bestromt werden. Eine solcher Betrieb des Elektromotors kann auch als „Erwärmungsmodus“ bezeichnet werden. In dem Erwärmungsmodus werden die Statorwicklungen vielmehr bestromt, um eine thermische Verlustleistung zu erzeugen, welche deren Temperatur und damit auch die Temperatur in ihrer Umgebung erhöht. Diese Temperaturerhöhung bewirkt eine Verringerung oder sogar eine vollständige Vermeidung einer Kondensation an der Türöffnungshilfe, speziell falls die Temperatur dadurch auf oder über die Taupunkttemperatur angehoben wird.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Motorsteuerung über mindestens eine elektrische Leitung mit einer Steuereinrichtung des Haushalts-Kältegeräts verbunden ist. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise einen Betrieb des Kältegeräts steuern, z.B. ein Kälteaggregat. Die elektrische Leitung kann z.B. eine Datenleitung (z.B. Busleitung wie eine D-Bus-Leitung und/oder Netzleitung) sein. Die Motorsteuerung kann zusätzlich über mindestens eine dedizierte elektrische Versorgungsleitung mit elektrischer Energie versorgt werden.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Türöffnungshilfe analog zu der in
DE 10 2015 207 314 A1 beschriebenen elektro-mechanischen Öffnungs-Hilfsvorrichtung ausgebildet ist. Insbesondere kann diese elektro-mechanischen Öffnungs-Hilfsvorrichtung mittels der vorliegenden Erfindung ohne weitere Hardwareanpassung, und insbesondere ohne dedizierte Anti-Kondensationsheizung, erwärmt werden.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der Türöffnungsmechanismus einen durch den Elektromotor verfahrbaren Türöffnungsstößel aufweist und die Motorsteuerung dazu eingerichtet ist, die Statorwicklungen zum Erwärmen der Türöffnungshilfe so zu bestromen, dass der Türöffnungsstößel nicht merklich verfahrbar ist. Speziell diese Ausgestaltung kann hardwaretechnisch analog zu
DE 10 2015 207 314 A1 ausgebildet sein.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die Motorsteuerung dazu eingerichtet ist, die Statorwicklungen zum Erwärmen der Türöffnungshilfe bedarfsweise so zu bestromen, dass die Temperatur der Türöffnungshilfe zumindest der Taupunkttemperatur entspricht, also der Taupunkttemperatur entspricht oder höher als die Taupunkttemperatur ist. So kann eine Kondensation an der Türöffnungshilfe besonders zuverlässig verhindert werden. Dass die Motorsteuerung dazu eingerichtet ist, die Statorwicklungen „bedarfsweise“ zu bestromen, umfasst insbesondere, dass die Statorwicklungen bestromt werden, falls dies nötig ist, um eine Kondensation zu unterdrücken oder zu verhindern.
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Die Notwendigkeit, die Statorwicklungen zum Erwärmen der Türöffnungshilfe zu bestromen, kann beispielsweise von einer Steuereinrichtung des Kältegeräts bestimmt werden, welche dann die Motorsteuerung anweist, in den Erwärmungsmodus zu schalten. Die Anweisung zur Bestromung kann auch eine Zeitdauer des Erwärmungsmodus, eine Stromstärke, usw. umfassen und beispielsweise von den Randbedingungen des Betriebs des Kältegeräts abhängig sein. Das bedarfsweise Bestromen kann aber auch ein kontinuierliches Bestromen umfassen, das insbesondere von Randbedingungen des Betriebs des Kältegeräts unabhängig ist.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Kältegerät eine Steuereinrichtung aufweist, die mit mindestens einem Sensor aus der Gruppe
- - Umgebungstemperatursensor,
- - Luftfeuchtigkeitssensor und/oder
- - Kühltemperatursensor
verbunden ist und die mit einem Datenspeicher verbunden ist, in dem Verknüpfungen zwischen von dem mindestens einen Sensor abgefühlten Sensorwerten und der Taupunkttemperatur im Bereich der Türöffnungshilfe gespeichert sind und dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Motorsteuerung beruhend auf der mittels der Verknüpfungen aktuell bestimmten Taupunkttemperatur anzuweisen, die Statorwicklungen zum Erwärmen der Türöffnungshilfe zu bestromen. So wird der Vorteil erreicht, dass sich der Bedarf, die Türöffnungshilfe im Erwärmungsmodus zu betreiben, besonders genau und energiesparend abschätzen lässt. Beispielsweise kann dann, wenn die bestimmte Taupunkttemperatur vergleichsweise hoch ist, der Erwärmungsmodus zeitlich länger und/oder mit höherer Stromstärke durchgeführt werden, als wenn die Taupunkttemperatur vergleichsweise niedrig abgeschätzt wird. Eine besonders hohe Taupunkttemperatur kann beispielsweise bei hoher Umgebungstemperatur und -luftfeuchtigkeit (wie z.B. in der tropischen Klimaklasse) auftreten.
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Dass die Steuereinrichtung mit einem Datenspeicher verbunden ist, kann umfassen, dass sie datentechnisch mit einem eigeständigen Datenspeicher verbunden ist oder dass sie einen Datenspeicher aufweist.
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Die Verknüpfungen können in einer Weiterbildung auch eine Abschätzung der an der Türöffnungshilfe anliegenden aktuellen Temperatur umfassen, z.B. durch experimentelle und/oder simulierte Abschätzung unter Berücksichtigung einer Wärmeleitfähigkeit und Menge des Isoliermaterials zwischen Kühlraum und Türöffnungshilfe, von geometrische Randbedingungen, einer Kühltemperatur oder einer Temperatureinstellung des Geräts, eine Zeitdauer seit Beendigung der Durchführung des letzten Erwärmungsmodus, usw. Die Motorsteuerung kann dann insbesondere dazu eingerichtet sein, die Statorwicklungen zum Erwärmen der Türöffnungshilfe zumindest dann zu bestromen, wenn die abgeschätzte Temperatur an der Türöffnungshilfe droht, unter die bestimmte bzw. abgeschätzte Taupunkttemperatur zu fallen.
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Dass die Motorsteuerung dazu eingerichtet ist, die Statorwicklungen zum Erwärmen der Türöffnungshilfe zumindest dann zu bestromen, wenn die Temperatur an der Türöffnungshilfe „droht“, unter die Taupunkttemperatur zu fallen, kann in einer Weiterbildung umfassen, dass die Statorwicklungen zur Erwärmung der Türöffnungshilfe bestromt werden bzw. der Erwärmungsmodus aktiviert wird, wenn die Taupunkttemperatur die Temperatur an der Türöffnungshilfe erreicht oder unterschreitet. In einer anderen Weiterbildung kann der Erwärmungsmodus aktiviert werden, wenn die Taupunkttemperatur die Temperatur an der Türöffnungshilfe, zuzüglich eines Temperatur-Sicherheitsabstands, erreicht oder unterschreitet.
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Die gespeicherten Verknüpfungen können beispielsweise als Tabellen oder Kurvenscharen abgelegt sein, die experimentell und/oder durch Simulationen bestimmt worden sind.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Kältegerät einen Temperatursensor aufweist, der zum Abfühlen einer Temperatur an der Türöffnungshilfe vorgesehen ist. So wird der Vorteil erreicht, dass sich der Bedarf, die Türöffnungshilfe im Erwärmungsmodus zu betreiben, ganz besonders genau und energiesparend abschätzen lässt. Insbesondere kann es dann genügen, die Taupunkttemperatur einer Umgebungsluft abzuschätzen, während anstelle abgeschätzten Temperatur an der Türöffnungshilfe die dort gemessene Temperatur verwendet werden.
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Es ist eine Weiterbildung, dass der Temperatursensor zum Abfühlen der Temperatur an der Türöffnungshilfe ein dedizierter Temperatursensor ist. Er kann z.B. als Bauteil auf einer Leiterplatte der Motorsteuerung integriert sein. Es ist eine Weiterbildung, dass der Temperatursensor in einen elektronischen Baustein der Motorsteuerung integriert ist. Letzteres ist besonders einfach und preiswert umsetzbar.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Kältegerät einen Feuchtesensor aufweist, der zum Abfühlen eines Feuchtigkeitsgrads an der Türöffnungshilfe angeordnet ist, und wobei die Motorsteuerung dazu eingerichtet ist, die Statorwicklungen zum Erwärmen der Türöffnungshilfe zumindest dann zu bestromen, wenn mittels des Feuchtesensors festgestellt worden ist, dass ein vorgegebener Schwellwert des Feuchtigkeitsgrads an der Türöffnungshilfe überschritten ist. So wird der Vorteil erreicht, dass sich der Bedarf, die Türöffnungshilfe im Erwärmungsmodus zu betreiben, ganz besonders genau und energiesparend abschätzen lässt. Auf eine Bestimmung der Taupunkttemperatur und ggf. auch der Temperatur an der Türöffnungshilfe kann verzichtet werden. Optional kann auch auf die Bestimmung (Abschätzung oder Messung) der Temperatur an der Türöffnungshilfe verzichtet werden.
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Das Abfühlen eines Messwerts (Temperatur, Feuchtigkeit, usw.) „an der Türöffnungshilfe“ kann ein Abfühlen des Messwerts direkt an der Türöffnungshilfe, in einem Innenraum des eines Türöffnungshilfe aufnehmenden Hinterlegteils (siehe auch weiter unten) oder einer Temperatur an der Außenseite des Hinterlegteils umfassen.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Türöffnungshilfe in einer Bodenwanne des Kältegeräts angeordnet ist und über einen Bereich der Kälteisolierungsschicht mit reduzierter Stärke von der Wandung des Kühlraums beabstandet ist. Dadurch wird trotz des Vorhandenseins der Aussparung eine merkliche, wenn auch im Vergleich zu der Umgebung der Türöffnungshilfe reduzierte Wärmeisolierung gegenüber dem Kühlraum erreicht. Die reduzierte Wärmeisolierung bzw. Isolationsschwächung bewirkt jedoch eine merkliche Abkühlung der Türöffnungshilfe, z.B. im Vergleich zu einer Platzierung in einem Maschinenraum, so dass die gezielte Erwärmung der Türöffnungshilfe bis zu der oder über die Taupunktemperatur hinaus in dieser Ausgestaltung besonders vorteilhaft ist, um deren Kondensation zu vermeiden. Die Kälteisolierungsschicht kann im Bereich der Türöffnungshilfe z.B. lediglich ca. 50 % der Dicke der umgebenden Kälteisolierungsschicht betragen.
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Die Bodenwanne kann insbesondere eine Unterseite des Kältegeräts stellen, wobei der Boden des Kühlraums sich beabstandet über dem Boden der Bodenwanne befindet, Zwischen der Bodenwanne und dem Kühlraum befindet sich also ein Zwischenraum, in dem die Türöffnungshilfe untergebracht ist.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die Türöffnungshilfe in einem frontseitigen Bereich einer Bodenwanne des Kältegeräts angeordnet ist, was den Vorteil ergibt, dass der Türöffnungsmechanismus in räumlicher Nähe zu der geschlossenen Tür angeordnet ist, was wiederum eine besonders kompakte Ausbildung des Türöffnungsmechanismus und der Türöffnungshilfe ermöglicht. Ein Maschinenraum des Kältegeräts kann dann insbesondere hinter der Türöffnungshilfe angeordnet sein, speziell in einem hinteren Bereich der Bodenwanne.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die Türöffnungshilfe in ein als Gehäuse dienendes Hinterlegteil eingesetzt ist. Dies ergibt den Vorteil, dass die Komponenten der Türöffnungshilfe besonders gut geschützt sind. Der Türöffnungsmechanismus ist durch das Hinterlegteil geführt, um die Tür öffnen zu können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die von den Statorwicklungen erzeugte Wärme sich besonders effektiv auf alle darin befindlichen Teile der Türöffnungshilfe verteilen kann und damit keine lokal kalten Stellen - insbesondere entfernt von den Statorwicklungen - verbleiben, an denen sich Kondensat sammeln kann. Auf eine, insbesondere langfristig, sehr schwierige und aufwändige hermetische Abdichtung des Hinterlegteils gegenüber feuchter Umgebungsluft kann vorteilhafterweise verzichtet werden.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Türöffnungshilfe mindestens eine Öffnung für den Türöffnungsstößel (falls vorhanden) und mindestens eine Öffnung für mindestens eine Versorgungs-, Daten- und/oder Signalleitung aufweist.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die Türöffnungshilfe einen Drucksensor aufweist, der über eine Luftleitung mit dem Kühlraum verbunden ist, und die Motorsteuerung dazu eingerichtet ist, bei Ansprechen des Drucksensors die Statorwicklungen des Elektromotors zum Ausfahren des Türöffnungsstößels, d.h., passend phasenversetzt, zu bestromen. Diese Ausgestaltung ergibt den Vorteil, dass die Türöffnungshilfe auf konstruktiv einfache Weise und bei kompaktem Aufbau zur Türöffnung ausgelöst werden kann, indem ein Nutzer von außen auf die Tür drückt. Die dadurch in dem Kühlraum erzeugten Druckschwankungen werden durch die Luftleitung an den Drucksensor weitergeleitet. Auf eine Platzierung eines dedizierten Betätigungsfelds an der Außenseite des Kältegeräts kann so vorteilhafterweise verzichtet werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn ein Nutzer keine Hand frei hat, da er dann einfach mit dem Arm oder der Schulter auf eine beliebige Stelle der Tür drücken kann. Dies wiederum ist besonders vorteilhaft bei Türen ohne Handgriff und/oder bei Kältegeräten ohne Bedienblende.
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Der Drucksensor kann ein Bauteil eines Moduls („Druckmoduls“) sein, das zusätzlich zu dem Drucksensor eine Auswerteelektronik aufweist, die dazu eingerichtet ist, die Sensorsignale des Drucksensors auszuwerten, beispielsweise um die Druckschwankungen zu kategorisieren, z.B. daraufhin, ob die Druckschwankungen durch einen manuellen Druck auf die Außenseite der geschlossenen Tür erzeugt worden sind oder ob die Druckschwankungen durch äußere Störeinflüsse wie ein Zuschlagen einer Haustür o.ä. erzeugt worden sind. Die Auswerteelektronik kann also zuverlässig detektieren, ob ein Nutzer die Tür bewusst von außen drückt, um eine Türöffnung auszulösen.
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Das Modul kann ein eigenständiges Modul sein, das mit der Motorsteuerung verbunden ist und, dann wenn eine Nutzerbetätigung erkannt worden ist, ein Steuersignal an die Motorsteuerung ausgeben kann, worauf hin sie die Statorwicklungen des Elektromotors zum Betätigen des Türöffnungsmechanismus phasenversetzt bestromt bzw. entsprechend ansteuert.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Luftleitung eine Schlauchleitung ist, da sich eine solche Schlauchleitung preiswert ist und mechanisch flexibel bzw. biegbar in dem Kältegerät verlegen lässt. Die Schlauchleitung kann aus Kunststoff bestehen.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass Hinterlegteil eine schneckenförmige Führung aufweist, in welcher die Schlauchleitung eingelegt ist. So ergibt sich der Vorteil, dass eine Erzeugung eines Knicks in der Schlauchleitung im Bereich des Hinterlegteils sicher vermieden werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sie es erlaubt, dass etwas mehr Länge der Schlauchleitung als nötig zur Verfügung steht und so für die einfachere und schnellere Montage Bewegungsfreiraum vorhanden ist. Dazu kann die schneckenförmige Führung insbesondere zumindest abschnittsweise trichterförmig ausgebildet sein. Wird Schlauchleitung durch eine mechanische Belastung beschädigt, kann sie im Bereich der schneckenförmige Führung zudem vorteilhafterweise mit wenig Aufwand repariert werden. Allgemein kann in die die schneckenförmige Führung auch mindestens eine elektrische Leitung eingelegt sein.
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Unter einer schneckenförmige Führung wird insbesondere eine Führung verstanden, welche einen kontinuierlich gekrümmten, insbesondere in gleicher Richtung gekrümmten Verlauf aufweist. Es ist eine Weiterbildung, dass die schneckenförmige Führung einen um ca. 270° gekrümmten Verlauf aufweist. Der Krümmungsradius der schneckenförmige Führung kann konstant oder variabel sein.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Kältegeräts, insbesondere wie oben beschrieben, bei dem
- - eine in einer Aussparung einer Kälteisolierungsschicht angeordnete Türöffnungshilfe, die einen durch einen Elektromotor betätigbaren Türöffnungsmechanismus und eine Motorsteuerung aufweist,
wobei die Türöffnungshilfe dazu eingerichtet ist, mittels der Motorsteuerung wahlweise - - Statorwicklungen des Elektromotors zum Betätigen des Türöffnungsmechanismus phasenversetzt zu bestromen und
- - die Statorwicklungen zum Erwärmen der Türöffnungshilfe so zu bestromen, dass der Türöffnungsmechanismus die Tür geschlossen lässt.
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Das Verfahren kann analog zu dem Haushalts-Kältegerät ausgebildet werden, und umgekehrt, und weist die gleichen Vorteile auf.
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So ist es eine Ausgestaltung, dass mittels der Motorsteuerung die Statorwicklungen zum Erwärmen der Türöffnungshilfe so bestromt werden, dass die Temperatur der Türöffnungshilfe nicht unterhalb der Taupunkttemperatur fällt.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
- 1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze eines erfindungsgemäßen Kältegeräts mit einer Türöffnungshilfe in einem Schaumbereich einer Bodenwanne;
- 2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Ausschnitt aus dem Kältegerät gemäß 1 im Bereich der Türöffnungshilfe;
- 3 zeigt in Draufsicht die Türöffnungshilfe im Bereich der Bodenwanne;
- 4 zeigt in Draufsicht einen Ausschnitt aus einem Hinterlegteil, in welches die Türöffnungshilfe eingelegt ist; und
- 5 zeigt in Ansicht von schräg oben einen Ausschnitt aus der Bodenwanne mit dem Hinterlegteil.
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1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze eines Kältegeräts 1, z.B. eines Kühlschranks, das einen frontseitig mit einer Beschickungsöffnung 2 versehenen Kühlraum 3, dessen Wandung 4 außenseitig zumindest bereichsweise mit einer Kälteisolierungsschicht in Form insbesondere eines Isolierschaums 5 belegt ist (vorliegend nur unterhalb eines Bodens 6 der Wandung 4 eingezeichnet) und dessen Beschickungsöffnung 2 mittels einer verschwenkbaren Tür 7 verschließbar ist. Die Tür 7 ist hier beispielhaft ohne Türgriff ausgestaltet und nimmt praktisch die gesamte Vorderfront des Kältegeräts 1 ein. Alternativ kann über der Tür 7 z.B. noch eine Bedien- oder Anzeigeblende angeordnet sein.
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Unterhalb des Bodens 6 der Wandung 4 befindet sich beabstandet eine Bodenwanne 8, welche insbesondere auch den Boden des Kältegeräts 1 darstellen kann. In einem hinteren Bereich der Bodenwanne 8 befindet sich ein Maschinenraum 9, der z.B. ein Kälteaggregat bzw. Komponenten davon aufweist, z.B. einen Kompressor usw. (o. Abb.). Der Zwischenraum zwischen dem Boden 6 der Wandung 4 und der Bodenwanne 8 (außerhalb des Maschinenraums 9) ist mit dem Isolierschaum 5 gefüllt und kann auch als „Schaumbereich“ bezeichnet werden. Das Kälteaggregat und weitere Funktionseinheiten des Kältegeräts werden über eine zentrale Steuereinrichtung 10 auf grundsätzlich bekannte Weise gesteuert.
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An einem vorderen Abschnitt der Bodenwanne 8, anschließend an ihrem vorderen Rand, welcher auf einen unteren Rand eines Türflanschs 11 darstellen kann, ist an der Bodenwanne 8 eine Türöffnungshilfe 12 angeordnet, welche in einem Hinterlegteil 13 eingesetzt ist. Wie auch genauer in 2 gezeigt, sind das Hinterlegteil 13 und damit auch die Türöffnungshilfe 12 in einer Aussparung des Isolierschaums 5 angeordnet, wobei der Bereich 14 zwischen dem Hinterlegteil 13 und dem Boden 6 den Isolierschaum 5 in reduzierter Stärke d aufweist. Die reduzierte Stärke d kann z.B. nur ca. 50 % der Stärke des Isolierschaums 5 neben dem Hinterlegteil 13 betragen. Aufgrund der Kältewirkung des Kühlraum 3 durch den vergleichsweise flachen Bereich 14 des Isolierschaums 5 kann das Hinterlegteil 13 und sein Innenraum, in dem die Türöffnungshilfe 12 angeordnet ist, merklich abgekühlt werden, was die Neigung zu einer Kondensation im Innenraum und damit an der Türöffnungshilfe 12 verstärkt, da das Hinterlegteil 13 nicht hermetisch dicht ist, sondern Umgebungsluft in den Innenraum eindringen kann. Die Kondensationsneigung ist besonders ausgeprägt bei warmer und feuchter Umgebungsluft, z.B. tropischer Luft, und stark gekühltem Kühlraum 3.
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Ferner ist ein Drucksensor (o. Abb.) der Türöffnungshilfe 12 mit einer Schlauchleitung 15 verbunden, deren andere Öffnung 16 in den Kühlraum 3 mündet, und zwar z.B. wie eingezeichnet in eine Seitenwand des Kühlraums, alternativ aber beispielsweise auch in eine Rückwand des Kühlraums 3, usw.
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Außerdem kann die Steuereinrichtung 10 mit einem Temperatursensor 17 zur Messung einer Temperatur der Umgebungsluft und/oder mit einem Feuchtigkeitssensor 18 zur Messung einer Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft verbunden sein. Ferner kann ein Kühlraumsensor zur Messung einer Temperatur des Kühlraums 3 vorhanden und mit der Steuereinrichtung 10 verbunden sein (o. Abb.).
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3 zeigt in Draufsicht die Türöffnungshilfe 12 bei abgenommenem Oberteil in Relation zu der Bodenwanne 8. Die Türöffnungshilfe 12 weist einen durch einen Elektromotor 19 betätigbaren Türöffnungsmechanismus in Form eines durch den Elektromotor 19 verfahrbaren Türöffnungsstößels 20 und eine Motorsteuerung 21 auf. In die Motorsteuerung 21 kann der Drucksensor mit einer zugehörigen Auswerteelektronik integriert sein (o. Abb.).
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Der Elektromotor 19 weist einen Stator 22 mit mehreren sternförmig angeordneten Statorwicklungen 23, z.B. aus Kupferdraht, auf, die als Induktionsspulen auf einen Statorkern (o. Abb.), z.B. aus Weicheisen, wirken. Bei phasenversetzter Bestromung der Statorwicklungen 23 treibt der Stator 22 einen innenliegenden Rotor 24 an, der wiederum über einen Zahnradmechanismus den Türöffnungsstößel 20 - je nach Drehrichtung des Rotors 24 - ausfährt, wie durch den Pfeil angedeutet, oder einfährt. Die Bestromung wird durch die Motorsteuerung 21 gesteuert. Der Betrieb der Türöffnungshilfe 12 zum Verfahren des Türöffnungsstößels 20 kann auch als „Betätigungsmodus“ oder „Verfahrmodus“ bezeichnet werden.
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Der Türöffnungsstößel 20 ragt dazu durch eine Öffnung des Hinterlegteils 13 und kann durch eine Öffnung 25 in dem Flansch 11 vor den Flansch 11 verfahren werden, wodurch die Tür 7 aufgestoßen wird. Die Motorsteuerung 21 kann den Türöffnungsstößel 20 nach einem Ausfahren durch umgekehrte Drehung des Rotors 24 wieder automatisch einfahren.
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Die Türöffnungshilfe 12 kann insbesondere analog zu der in
DE 10 2015 207 314 A1 beschriebenen Öffnungs-Hilfsvorrichtung ausgebildet sein.
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Die Motorsteuerung 21 ist ferner dazu eingerichtet, die Statorwicklungen 23 in einem „Erwärmungsmodus“ zum Erwärmen der Türöffnungshilfe so zu bestromen, dass der der Türöffnungsstößel 20 nicht verfahren wird, bzw. nicht merklich verfahren wird, was sich z.B. in einem leichten Rucken zu Beginn einer Bestromung äußern kann. Insbesondere werden die Statorwicklungen 23 zur Erzeugung von Wärme so bestromt, dass die Temperatur der Türöffnungshilfe 12 bzw. des Innenraums des Hinterlegteils 13 zumindest der Taupunkttemperatur entspricht. Dadurch wird eine Kondensatbildung im Innenraum des Hinterlegteils 13 wirksam verhindert, so dass auf eine dedizierte Anti-Kondensationsheizung verzichtet werden kann.
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In einer Variante kann der Erwärmungsmodus immer dann aktiviert sein bzw. durchgeführt werden, wenn der Betätigungsmodus nicht aktiviert ist bzw. durchgeführt wird. In einer weiteren Variante kann der Erwärmungsmodus bedarfsweise durchgeführt werden, wenn die Taupunkttemperatur der Umgebungsluft die Temperatur an dem Hinterlegteil 13 erreicht oder unterschreitet oder wenn die Taupunkttemperatur der Umgebungsluft die Temperatur an dem Hinterlegteil 13, zuzüglich eines Temperatur-Sicherheitsabstands, erreicht oder unterschreitet. Die Taupunktemperatur kann beispielsweise mittels der Steuereinrichtung 10 abgeschätzt werden, insbesondere auf Grundlage der gemessenen Umgebungstemperatur und/oder Feuchtigkeit der Umgebungsluft. Die Temperatur an dem Hinterlegteil 13 kann beispielsweise mittels der Steuereinrichtung 10 anhand der eingestellten oder gemessenen Kühlraumtemperatur abgeschätzt werden.
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Es ist eine Weiterbildung, dass der Bedarfsfall von der Steuereinrichtung 10 festgestellt wird und entsprechende Steuerbefehle an die Motorsteuerung 21 ausgegeben werden. Die Steuerbefehle können ein An- und Ausschalten der Bestromung der Statorwicklungen 23 und/oder eine Einstellung einer Stromstärke durch die Statorwicklungen 23 bewirken. Dies kann auch umfassen, dass der Erwärmungsmodus immer dann aktiviert ist, wenn der Betätigungsmodus nicht aktiviert ist, aber die Stromstärke von der Steuereinrichtung abhängig von der benötigten Wärmeabgabe vorgebbar ist.
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Zur Ansteuerung der Motorsteuerung 21 kann die Steuereinrichtung mit einem Datenspeicher verbunden sein bzw. einen Datenspeicher aufweisen, in dem Verknüpfungen zwischen von dem mindestens einen Sensor abgefühlten Sensorwerten und der Taupunkttemperatur gespeichert sind, wobei die Steuereinrichtung 10 dazu eingerichtet ist, die Motorsteuerung beruhend auf der so bestimmten Taupunkttemperatur anzusteuern.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Haushalts-Kältegerät 1 einen Temperatursensor (o. Abb.) aufweisen, der zum Abfühlen einer Temperatur an der Türöffnungshilfe 12 vorgesehen ist, wodurch eine Abschätzung dieser Temperatur vorteilhafterweise durch die genauere Messung ersetzt werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Haushalts-Kältegerät 1 einen Feuchtesensor (o. Abb.) aufweist, der zum Abfühlen eines Feuchtigkeitsgrads an der Türöffnungshilfe 12 bzw. im Innenraum des Hinterlegteils 13 vorgesehen ist, wobei die Statorwicklungen 23 zum Erwärmen der Türöffnungshilfe 12 zumindest dann bestromt werden können, wenn mittels des Feuchtesensors festgestellt worden ist, dass ein vorgegebener Schwellwert des Feuchtigkeitsgrads an der Türöffnungshilfe 12 bzw. im Innenraum des Hinterlegteils 13 überschritten ist. So kann vorteilhafterweise auf Abschätzungen zur Aktivierung des Erwärmungsmodus ganz verzichtet werden.
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4 zeigt in Draufsicht einen Ausschnitt aus dem gehäuseartigen Hinterlegteil 13, in welches die Türöffnungshilfe 12 eingelegt ist. Das Hinterlegteil 13 weist an seinem hinteren Abschnitt eine schneckenförmige Führung 26 aufweist, in welcher die Schlauchleitung 15 eingelegt ist. Durch die schneckenförmige Führung 26 wird die Schlauchleitung 15 um ca. 270° gebogen mit einer vorgegebenen Krümmung verlegt, so dass ein Abknicken der Schlauchleitung 15 in diesem Bereich verhindert wird. Die schneckenförmige Führung 26 ist hier vorteilhafterweise ein ihrem schaumseitigen Abschnitt trichterförmig ausgebildet.
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Mittels der Schlauchleitung 15 werden Drucksignale aus dem Kühlraum 3 empfangen, die von der Motorsteuerung 21 oder einer damit verbundenen Auswerteelektronik ausgewertet werden. Wird, z.B. durch Erkennen einer charakteristischen Hüllkurvenform, erkannt, dass die Drucksignale aufgrund eines von einem Nutzer ausgeübten mechanischen Drucks auf die Außenseite der geschlossenen Tür 3 erzeugt worden sind, werden die Statorwicklungen 23 zum Ausfahren des Türöffnungsstößels 20 bestromt.
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Ferner weist das Hinterlegteil 13 eine Durchführung für mindestens eine elektrische Leitung 27 auf, die z.B. zur Datenverbindung mit der Steuereinrichtung 10 und/oder zur Stromversorgung der Türöffnungshilfe 12 verwendet werden kann. Die mindestens eine elektrische Leitung 27 kann z.B. mindestens eine Busleitung sein oder umfassen.
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5 zeigt in Ansicht von schräg oben einen Ausschnitt aus der Bodenwanne 8 mit dem Hinterlegteil 13, aber ohne Isolierschaum 5.
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Zur Montage der Türöffnungshilfe 12 und des Hinterlegteils 13 kann beispielsweise folgendermaßen vorgegangen werden: An der Oberseite der Bodenwanne 8 wird das Hinterlegteil 13 befestigt (z.B. durch Verschraubung, Verklebung, usw. Das Hinterlegteil 13 macht das Bodenteil 8 dort frei, d.h., dass das Hinterlegteil 13 eine entsprechende Öffnung in der Bodenwanne 8 überdeckt.
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Im Anschluss daran kann die Türöffnungshilfe 12 von unten durch die Öffnung in das Hinterlegteil 13 eingelegt bzw. eingesetzt werden und dabei mit der Schlauchleitung 15 und der elektrischen Leitung 27 verbunden werden. Die Öffnung kann folgend mittels einer Abdeckung („Bodenabdeckung“) verschlossen werden. Dazu ist hier vorteilhafterweise im Zentrum der schneckenförmige Führung 26 ein Schraubdom 28 zur Befestigung der Bodenabdeckung vorhanden.
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Der freie Zwischenraum zwischen dem Boden 6 der Wandung 4 und der Bodenwanne 8 mit dem daran befestigten Hinterlegteil 13 kann vor oder nach Montage der Türöffnungshilfe 12 in dem Hinterlegteil 13 mit dem Isolierschaum 5 gefüllt werden.
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Die Leitungen 15 und 27 sind bereits vor dem Schäumprozess verlegt worden und können daher mit eingeschäumt sein. Insbesondere kann die Schlauchleitung 15 für den Schäumprozess zusammen mit der mindestens einen elektrischen Leitung 27 (z.B. Netz- und/oder D-Bus-Kabel) verwahrt werden.
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Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
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So kann die Türöffnungshilfe 12 auch in ein als geschlossenes Gehäuse ausgebildetes Hinterlegteil 13 eingelegt werden und das Hinterlegteil 13 dann vor dem Schäumprozess an der Bodenwanne befestigt werden, usw.
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Allgemein kann unter „ein“, „eine“ usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck „genau ein“ usw.
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Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kältegeräts
- 2
- Beschickungsöffnung
- 3
- Kühlraum
- 4
- Wandung
- 5
- Isolierschaums
- 6
- Boden
- 7
- Tür
- 8
- Bodenwanne
- 9
- Maschinenraum
- 10
- Steuereinrichtung
- 11
- Türflansch
- 12
- Türöffnungshilfe
- 13
- Hinterlegteil
- 14
- Bereich des Isolierschaums
- 15
- Schlauchleitung
- 16
- Öffnung der Schlauchleitung
- 17
- Temperatursensor
- 18
- Feuchtigkeitssensor
- 19
- Elektromotor
- 20
- Türöffnungsstößel
- 21
- Motorsteuerung
- 22
- Stator
- 23
- Statorwicklung
- 24
- Rotor
- 25
- Öffnung in dem Flansch
- 26
- Schneckenförmige Führung
- 27
- Elektrische Leitung
- 28
- Schraubdom
- d
- Stärke des Isolierschaums
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015207314 A1 [0002, 0019, 0020, 0055]
- EP 2153003 B1 [0003]