DE112008000097T5

DE112008000097T5 - Verriegelungsvorrichtung für Geräteverschlussvorrichtung mit geringem Energieverbrauch

Info

Publication number: DE112008000097T5
Application number: DE200811000097
Authority: DE
Inventors: Joel C. Glenview Bragg; Kenyon A. Glenview Hapke; Michael K. Glenview Hintz; Randy S. Glenview McDonald; Michael S. Glenview Osvatic; Jarod M. Glenview Sulik
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2028-01-29
Also published as: WO2008112346A3; US20070144880A1; US7900979B2; WO2008112346A2; DE112008000097B4

Abstract

Verschlussvorrichtung für eine Tür eines Haushaltsgerätes, welches Transportstößen ausgesetzt wird, aufweisend:
einen Verschlussvorrichtungskörper
einen bistabilen Auslöser mit einem Betätigungselement, das mit Bezug auf den Verschlussvorrichtungskörper zwischen einer ersten und zweiten Position elektrisch beweglich ist, wenn elektrische Energie angelegt wird, und das in der ersten und zweiten Position, wenn elektrische Energie entfernt wird, stabil ist;
ein Verriegelungselement, welches am bistabilen Auslöser befestigt ist, um die Verschlussvorrichtung zu verriegeln, wenn das Betätigungselement in einer der ersten und zweiten Position ist, und die Verschlussvorrichtung entriegelt, wenn das Betätigungselement sich in der anderen der ersten und zweiten Positionen befindet,
ein Halteelement, das wahlweise der Bewegung des Betätigungselements von der zweiten Position in die erste Position unter einem Einfluss einer Beschleunigungskraft widersteht, aber die Bewegung des bistabilen Auslösers von der zweiten Position in die erste Position nur während des Anlegens von elektrischem Strom erlaubt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verschlussmechanismen für die Tür eines Haushaltsgerätes, wie z. B. einer Waschmaschine, und insbesondere eine elektrisch betätigte Verriegelungsvorrichtung für solch eine Verschlussvorrichtung.
Geräte wie Waschmaschinen und Spülmaschinen können automatisch über einen oder mehrere Zyklen unter Steuerung eines automatischen Zeitschalters bzw. Timers arbeiten. Während Zyklen, wenn der Nutzer spritzendem Wasser oder gefährlichen sich bewegenden Teilen ausgesetzt sein könnte, kann die Tür des Geräts durch ein elektrisches Signal vom Timer verriegelt sein. Der Verriegelungsmechanismus kann zum Beispiel ein Sperrelement in einen Teil der Türverschlussvorrichtung einfügen, um zu verhindern, dass sie durch den normalen Betrieb des Schlosses außer Eingriff gelangt, oder kann ein Sperrelement direkt in die Tür einfügen.
Der Verriegelungsmechanismus kann durch ein elektrisches Solenoid betätigt werden, welches ein Element aufweist, das sich durch eine leitende Spule bewegt, wenn elektrischer Strom an die Spule angelegt wird. Alternativ können elektrische Auslöser, wie z. B. Wachsmotoren und erhitzte Bimetallstreifen verwendet werden.
Jeder der obigen Mechanismen erfordert kontinuierliche Energie, um ausgelöst zu bleiben, was typisch ist für die Dauer des Verriegelungszyklus. Im Fall eines Solenoids erfordert diese kontinuierliche Aufgabe eine erhöhte Größe und Kosten der Spulenwicklungen, welche für kontinuierlichen Betrieb ausgelegt sein müssen. Ein Nachteil von Wachsmotoren und Bimetallstreifen ist, dass sie auf einem Erwärmungsprozess beruhen und so keine schnelle Ver- und Entriegelung liefern können.
Diese Nachteile können durch die Verwendung eines elektromagnetisch betriebenen bistabilen Auslösers überwunden werden. Solch ein Auslöser kann ein bidirektionales Solenoid enthalten, welches einen Auslöser entweder schieben oder ziehen kann, je nach Polarität des angelegten elektrischen Stromes oder des Stromes, welcher an eine von zwei Spulen angelegt wird. Ein Übertotpunktfedermechanismus hält das Auslöserelement in seiner letzten Position, entweder verriegelt oder entriegelt, wenn kein Strom anlegt ist.
Während des Transports eines Gerätes mit einer bistabilen Verriegelung können Transportstöße ohne das Anlegen von elektrischem Strom eine Bewegung der Verriegelung bewirken, zum Beispiel aus der entriegelten Position in die verriegelte Position. Diese unabsichtliche Verriegelung der Gerätetür kann für den Endnutzer lästig sein, der möglicherweise zum Inneren des Geräts Zugang braucht, bevor das Gerät aufgestellt und mit elektrischem Strom verbunden wird, zum Beispiel um Teile oder Geräteanleitungen aus dem Innern des Geräts zu entnehmen.
Diese versehentliche Betätigung der bistabilen Verriegelung kann beseitigt werden durch das Erhöhen der Kraft der Übertotpunktfeder oder durch Hinzufügen von Reibungselementen zur Verschlussvorrichtung. Diese Vorgehensweise erfordert jedoch einen größeren elektromagnetischen Auslöser, welcher in einem gewissen Ausmaß die Motivation zur Verwendung eines bistabilen Betätigungselements zunichte macht. Es kann schwierig sein, Reibungselemente so herzustellen, dass sie eine beständige Reibung über die Lebensdauer des Produkts liefern.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung liefert eine bistabile Verriegelungsvorrichtung für ein Gerät, welche geringe Betätigungskräfte bewahrt durch Verwendung eines separaten automatischen Mechanismus, welcher die Auslösung der Verriegelungsvorrichtung durch Transportstöße verhindert. Bei einer Hauptausführungsform der Erfindung werden externe Stöße erfasst und erfasst, um die Bewegung der Verriegelungsvorrichtung nur während der Dauer der Stöße zu blockieren oder ihr entgegenzuwirken. Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird elektrischer Strom dazu verwendet, die Verriegelungsvorrichtung zu entsperren oder eine Bewegung der Vorrichtung nur während des Anlegens von elektrischem Strom zu erlauben.
Insbesondere dann liefert die vorliegende Erfindung eine Verschlussvorrichtung für eine Tür eines Haushaltsgerätes, welches Transportstößen unterworfen wird, wobei die Verschlussvorrichtung einen Verschlussvorrichtungskörper und einen bistabilen Auslöser aufweist, welcher ein Betätigungselement hat, das mit Bezug auf den Verschlussvorrichtungskörper zwischen einer ersten und zweiten Position elektrisch bewegbar ist, wenn elektrischer Strom angelegt wird, und das in der ersten und zweiten Position, wenn elektrischer Strom abgeschaltet wird, stabil ist. Ein Verriegelungselement kann am bistabilen Auslöser befestigt sein, um die Verschlussvorrichtung zu verriegeln, wenn das Betätigungselement in einer der ersten und zweiten Position ist, und die Verschlussvorrichtung zu entriegeln, wenn das Betätigungselement sich in der anderen der ersten und zweiten Positionen befindet. Die Erfindung liefert ein Halteelement, das mit dem Betätigungselement in Verbindung steht, um der Bewegung des Betätigungselements von der zweiten Position in die erste Position unter dem Einfluss einer Beschleunigungskraft allein zu widerstehen, aber die Bewegung des bistabilen Auslöser von der zweiten Position in die erste Position während des Anlegens von elektrischem Strom allein erlaubt.
Daher ist es ein Merkmal von mindestens einer Ausführungsform der Erfindung, einen Mechanismus zu liefern, der zwischen Kräften unterscheidet, welche durch elektrische Betätigung und durch Stöße verursachte Kräfte unterscheidet, und eine Bewegung nur bei Abwesenheit von Kräften erlaubt, die durch Stöße verursacht wurden. Es ist ein anderes Merkmal von mindestens einer Ausführungsform der Erfindung ein System zu liefern, das es dem bistabilen Auslöser ermöglicht, niedrige Auslösungsschwellenwerte für einen effizienten Betrieb und einen zuverlässigen Betrieb zu haben.
Das Halteelement kann auf die Beschleunigung des Verschlussvorrichtungskörpers empfindlich reagieren, um eine Bewegung des Betätigungselements mit Bezug auf den Verschlussvorrichtungskörper zu verhindern, wenn eine Beschleunigung erfasst wird.
Daher ist es ein Merkmal von mindestens einer Ausführungsform der Erfindung, ein System zu liefern, welches eine Stoßbewegung der Verriegelungsvorrichtung verhindert, indem der Stoß selbst erfasst wird.
Das Haltelement kann eine Beschleunigung erfassen unter Verwendung eines Gewichts, welches beweglich an dem Verschlussvorrichtungskörper befestigt ist, um sich mit Bezug auf den Verschlussvorrichtungskörper unter dem Einfluss einer Beschleunigung des Verschlussvorrichtungskörpers zu bewegen.
Daher ist es ein Merkmal von mindestens einer Ausführungsform der Erfindung, ein einfaches mechanisches System zur Erfassung einer Beschleunigung und Erzeugung einer Betätigungskraft zu liefern.
Das Gewicht kann mit einem Hebel in Verbindung stehen, welcher einen Teil aufweist, welcher mit dem Betätigungselement in Eingriff ist, wenn das Gewicht sich mit Bezug auf den Verschlussvorrichtungskörper bewegt.
Daher ist es ein Merkmal von mindestens einer Ausführungsform der Erfindung, ein mechanisches System zu liefern, das leicht auf eine Vielzahl von Anwendungen zugeschnitten werden kann.
Alternativ kann die Masse mit dem Betätigungselement in Verbindung stehen, um eine Ausgleichskraft an den bistabilen Auslöser anzulegen, entgegengesetzt und nicht geringer als die Beschleunigungskraft während der Beschleunigung.
Daher ist es ein Merkmal von mindestens einer Ausführungsform der Erfindung, einen Mechanismus zu liefern, der die Stoßkräfte einfach aufhebt.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Halteelement auf das Anlegen von elektrischem Strom an den bistabilen Auslöser empfindlich reagieren, um die Bewegung des Betätigungselements zu blockieren, wenn kein elektrischer Strom an den bistabilen Auslöser angelegt ist.
Daher ist es ein Merkmale von mindestens einer Ausführungsform der Erfindung einen Mechanismus zu liefern, der zwischen Kräften unterscheidet, die durch elektrische Betätigung verursacht werden, und Kräften, die durch Stöße verursacht werden, und eine Bewegung nur beim Vorhandensein von Kräften erlaubt, die durch elektrische Betätigung verursacht werden. Es ist wiederum ein Merkmal von mindestens einer Ausführungsform der Erfindung, ein System zu liefern, das es dem bistabilen Auslöser erlaubt, niedrige Auslösungsschwellenwerte zu haben für einen effizienten Betrieb und einen zuverlässigen Betrieb.
Das Haltelement kann ein magnetisch angezogener Anker sein, der als Antwort auf elektrischen Strom, der durch eine Spule fließt, bewegt wird.
Daher ist es ein Merkmal von mindestens einer Ausführungsform der Erfindung, einen einfachen elektrisch betätigten Mechanismus zu liefern, der eine versehentliche Bewegung der Verriegelungsvorrichtung verhindert.
Der bistabile Auslöser kann ein Solenoid enthalten, das das Betätigungselement bewegt, und die den oben beschriebenen Anker bewegende Spule kann das Solenoid sein.
Daher ist es ein Merkmal von mindestens einer Ausführungsform der Erfindung, einen einfachen Mechanismus zu liefern, welcher das Solenoid nutzt, welches bereits als bistabiler Auslöser verwendet wird.
Der Anker kann an dem Betätigungselement befestigt sein und kann einen Teil aufweisen, welcher mit dem Gehäuse in Eingriff ist, wenn kein Strom an den bistabilen Auslöser angelegt ist, und mit dem Gehäuse und Auslöser außer Eingriff gelangt, wenn Strom an den bistabilen Auslöser angelegt wird.
Daher ist es ein Merkmal von mindestens einer Ausführungsform der Erfindung, eine Positionierung des freien Endes des Ankers nahe der Solenoidspule zu ermöglichen, wenn sie vom Betätigungselement verschoben wird.
Diese besonderen Ziele und Vorteile können nur auf einige Ausführungsformen zutreffen, welche unter die Patentansprüche fallen, und begrenzen daher nicht den Umfang der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Gerätes, welche eine Ausrichtung einer bistabilen Verriegelungsvorrichtung vor und nach dem Anlegen einer seitlichen Beschleunigung zeigt, welche durch Transportstöße verursacht wurde, welche zur Verriegelung des Verriegelungsmechanismus führen;
2 ist eine Teilvorderansicht der Verriegelungsvorrichtung von 1, welche einen stoßempfindlichen Sperrhebel der vorliegenden Erfindung enthält, darstellt in einem Zustand, wenn kein Stoß vorhanden ist;
3 ist eine ähnliche Figur wie 2, welche die Bewegung des Hebels zur Blockierung des Gleitens der Verriegelungsvorrichtung während eines Stoßes zeigt;
4 ist eine ähnliche Figur wie 2, welche eine alternative Ausführungsform der Erfindung zeigt, welche einen magnetisch anziehbaren Anker aufweist, der ein Gleiten der Verriegelungsvorrichtung blockiert, wenn kein Strom vorhanden ist;
5 ist eine Draufsicht der Ausführungsform von 4, welche den Anker zeigt, welcher mit den Sperrelementen am Verschlussvorrichtungsgehäuse in Eingriff ist, wenn kein elektrischer Strom vorhanden ist;
6 ist eine Figur ähnlich wie 5, welche das Anziehen des Ankers nach innen zeigt, um ein Gleiten der Verriegelungsvorrichtung zu ermöglichen, wenn elektrischer Strom vorhanden ist;
7 ist eine Figur ähnlich wie 2 und 4, welche eine Ausführungsform zeigte, welche ein Stoßkraft-Ausgleichsgewicht aufweist, welches die Wirkung von Stoßkräften auf den Gleitmechanismus beseitigt;
8 ist eine Figur ähnlich wie 2, welche eine alternative Ausführungsform zeigt, bei welcher der Sperrhebel nach der Stoßkraft nicht in einen entsperrten Zustand zurückkehrt, und
9 ist eine Draufsicht von 8, welche ein Reibungselement zum Halten des Sperrhebels und einen Eingriff zwischen dem Sperrhebel und einem Verschlusselement zum Zurückstellen des Sperrhebels zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Mit Bezug auf 1 kann ein Gerät 10, wie z. B. eine Spülmaschine oder eine Waschmaschine, ein Gehäuse 12 mit einer Vordertür 14 aufweisen, welche geöffnet oder geschlossen werden kann, um zu dem Inneren des Gehäuses Zugang zu gewähren.
Die Tür 14 oder das Gehäuse 12 kann eine verriegelbare Verschlussvorrichtung 16 vorsehen, die sich längs einer Achse 18 erstreckt, und die Verschlussvorrichtung 16 kann einen Schieber 20 enthalten, der sich längs der Achse 18 mit Bezug auf ein Verschlussgehäuse 22 bewegt. Ein Ende des Schiebers 20 enthält ein Verriegelungselement 24, welches mit einem Verschlusselement 26 in Eingriff gelangen kann, zum Beispiel einem sich drehenden Haken, welcher ein Verbindungselement am Gegenstück der Tür 14 oder dem Gehäuse 12 aufnehmen kann, um die zwei geschlossen zu halten. Der Eingriff des Verriegelungselements 24 mit dem Verschlusselement 26 verhindert die Freigabe der Tür oder des Gehäuses.
Der Gleitmechanismus kann auch an einer Übertotpunktfeder 28 befestigt sein, welche den Schieber 20 wahlweise zu jedem Endpunkt seiner Bahn drängt, solche Extreme stellen den niedrigsten Energiezustand der Feder nach im Stand der Technik bekannten Verfahren dar. Der Schieber 20 kann ferner an einem bidirektionalen Solenoid 30 mit einem magnetisch anziehbaren Kern 32 befestigt sein, welcher in jeder Richtung längs der Achse 18 entsprechend einem von zwei Solenoidsignalen, welche einer ersten Solenoidspule 34 oder einer zweiten Solenoidspule 36 zugeführt werden, angetrieben werden kann. Alternativ, aber nicht dargestellt, kann das Solenoid einen magnetisierten Kern 32 vorsehen, welche durch unterschiedliche Polaritäten des elektrischen Signals angesprochen wird. Im Betrieb treibt ein erstes Signal an das Solenoid 30 das Verriegelungselement 24 in Eingriff mit dem Verschlusselement 26 und ein zweites Signal zieht das Verriegelungselement 24 vom Verschlusselement 26 zurück.
Noch immer mit Bezug auf 1 kann die Anwendung einer plötzlichen Beschleunigung 40 auf das Gehäuse 12 eine relative Beschleunigungskraft 42 auf den Schieber 20 erzeugen, welche bewirkt, dass der Schieber 20 sich aus einem Zustand des Nicht-Eingriffs mit dem Verschlusselement 26 in Eingriff mit dem Verschlusselement 26 bewegt, ohne das Anlegen von Strom an das Solenoid 30. Es ist klar, dass der Begriff Beschleunigungskraft 42 sowohl tatsächliche Kräfte von der Beschleunigung 40 als auch relative oder reaktive Kräfte, welche dazu neigen, den Schieber 20 mit Bezug auf das Gerät 10 zu bewegen in Abwesenheit des Anlegens von elektrischem Strom, abdecken soll.
Mit Bezug auf 2 kann der Schieber 20 in einem unverriegelten Zustand bleiben vor Anlegen von irgendwelchen Beschleunigungskräften. Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist ein Gewicht 48 in der Nähe des Schiebers 20 positioniert und wird von einem Arm 53 gehalten, welcher um einen Schwenkpunkt 50 schwenkt, so dass das Gewicht 48 sich allgemein in einem Schwingungsradius 52 längs einer Achse 18 bewegen kann. Ein Hebel 56 ist an dem Arm 53 befestigt, welcher das Gewicht 48 mit dem Schwenkpunkt 50 an einem Radius 54 verbindet, und im Ruhezustand sich längs der Achse 18 zum Schieber 20 benachbart erstreckt. Eine Torsionsfeder 58 setzt den Hebel 56 in einer Gegenuhrzeigerrichtung (wie dargestellt) unter Vorspannung, so dass ein Ende des Hebels 56 an einem Anschlag 60 an einem Verriegelungsvorrichtungsgehäuse anliegt, was eine weitere Bewegung des Hebels 56 in der Gegenuhrzeigerrichtung verhindert. Das Ende des Hebels 56 liefert eine Sperrfläche 64 zu einem Befestigungsturm 62 benachbart, welcher sich vom Schieber 20 nach oben erstreckt, um ein Ende des Kerns 32 des Solenoids 30 aufzunehmen.
Mit Bezug auf 3 kann eine Beschleunigung 40 am Gehäuse eine Beschleunigungskraft auf das Gewicht 48 ausüben, welche bewirkt, dass es sich längs der Achse 18 dreht, wie durch den Pfeil 63 angegeben. Dies wiederum bewirkt, dass der Hebel 56 sich vom Anschlag 60 wegbewegt, so dass eine Sperrfläche 64 des Hebels 56 sich in den Weg des Befestigungsturms 62 bewegt, und eine weitere axiale Bewegung des Schiebers 20 nach links verhindert. Es tritt eine gewisse Bewegung des Schiebers 20 auf, ist aber auf einen Betrag begrenzt, welche die Übertotpunktfeder 28 nicht über einen Kipppunkt 68 hinaus biegen würde, wo die Übertotpunktfeder 28 ihren Zustand ändern würde, und so bewirkt die Übertotpunktfeder 28 eine Rückkehr des Schiebers 20 in seine am weitesten rechts liegende Position, nachdem der Stoß vollendet ist.
Wieder mit Bezug auf 2 können die Radien 52 und 54 der Arme 53 und 56 und der Abstand zwischen einer Sperrfläche 64 des Hebels 56 und des Befestigungsturmes 62 so eingestellt werden, dass die Sperrfläche 64 mit dem Befestigungsturm 62 in Eingriff gelangt, bevor eine wesentliche Bewegung des Schiebers 20 auftritt. Das Gewicht 48 und die Kraft der Torsionsfeder 58 können zu diesem Zwecke auch eingestellt werden.
Mit Bezug auf die 4 und 5 und bei einer alternativen Ausführungsform enthält der Schieber 20 einen nach oben ragenden Turm 70, an welchem ein dünner ferromagnetischer Anker 72 befestigt ist, welcher sich als Ausleger zur Solenoidspule 34 erstreckt. Das freie Ende des Ankers 72 enthält eine Querstange 74, welche sich zur Achse 18 und der allgemeinen Ausdehnung des Ankers 72 erstreckt. Wenn sich der Schieber 20 im entriegelten Zustand befindet (wie in 4 dargestellt), wird die Querstange 74 nahe des oberen Endes der Solenoidspule 34 positioniert, in der Nähe, wo sie am unteren Ende der Solenoidspule 36 anliegt.
Während die Solenoidspule 34 nicht mit Strom versorgt wird (Wie in 5 dargestellt), biegt sich der Anker 72 von der Solenoidspule 34 weg gegen eine innere Kante einer oberen Fläche des Verschlussgehäuses 22, wobei die Querstange 74 mit ihrer am weitesten links liegenden Kante (wie dargestellt) mit der am weitesten rechts liegenden Kante eines Paares von Anschlägen 76 in Eingriff gelangt, die sich vom Verschlussgehäuse 22 nach unten erstrecken. In diesem Zustand wird die axiale Bewegung des Schiebers 20 in Richtung 78 (wie dargestellt nach links) unter Beschleunigungskräften durch gegenseitigen Eingriff des Anschlags 76 und der Querstange 74 blockiert.
Mit Bezug auf 6 zieht, wenn die Solenoidspule 34 unter Strom gesetzt wird, als würde der Schieber 20 sich natürlich in die Richtung 78 in eine verriegelte Position bewegen, ein Streufluss 80 von der Solenoispule 34 den Anker 72 nach unten und zieht die Querstange 74 vom Sperreingriff mit dem Anschlag 76 und ermöglich eine Bewegung des Schiebers 20 in der Richtung 78. Daher wird nur während einer Zeitdauer des unter Strom Setzens der Solenoidspule 34 der Anker nach unten gezogen, so dass der Anker 72 und der Schieber 20 sich bewegen können.
Der Anschlag 76 kann an seiner linken Seite (wie dargestellt) abgeschrägt sein, um eine Rückkehr des Ankers 72 in den ungebogenen Zustand zu ermöglichen, wo er gegen das Verschlussvorrichtungsgehäuse 22 anliegt, oder der Anker 72 kann so konfiguriert sein, dass er durch den von der Solenoidspule 36 gelieferten Streufluss nach innen gezogen wird.
Es ist zu beachten, dass wenn die Querstange 74 nach unten gezogen wird, die Verschlussvorrichtung 16 für Beschleunigungskräfte anfällig ist, jedoch ist dies normalerweise kein Problem, da die Beschleunigungskräfte nur während des Transports auftreten, wenn das Gerät nicht für den Betrieb vorgesehen ist.
Mit Bezug auf 7 kann in einer dritten Ausführungsform der effektiven Beschleunigungskraft 42 auf den Schieber 20 durch die Verwendung eines Ausgleichsgewichts 90 entgegengewirkt werden, welches um einen Schwenkpunkt 92 zum Schieber 20 benachbart schwenkt, so dass das Ausgleichsgewicht 90 im allgemeinen längs der Achse 18 schwenken kann. Das Ausgleichsgewicht 90 ist mit dem Schwenkpunkt 92 mittels eines kurzen Hebelarms 94 verbunden und verläuft dann weiter über den Schwenkpunkt 92 hinaus in einen zweiten Hebelarm 96 zu einem Punkt über dem Mittelpunkt des Schiebers 20. Dort ist das Ende des zweiten Hebelarms 96 mit einem nach oben stehenden Stift 98, der an dem Schieber 20 befestigt ist, in Eingriff.
Der Eingriff des zweiten Hebelarms 96 und des Stiftes 98 erfolgt mittels einer geschlitzten Gabelverbindung 100, welche eine relative seitliche Bewegung zwischen den beiden erlaubt.
Während eines Stoßes, der eine Beschleunigungskraft 42 am Schieber 20 verursacht, wirkt eine entsprechende Beschleunigungskraft 42' auf das Ausgleichsgewicht 90 und setzt das Ausgleichsgewicht 90 in Uhrzeigerrichtung um den Schwenkpunkt 92 unter Vorspannung. Dies wiederum bewirkt, dass die Gabelverbindung 100 eine nach rechts gerichtete Kraft an den Stift 98 anlegt, welche die Beschleunigungskraft 42 aufhebt oder ausschaltet.
Bei dieser Ausführungsform wird die Gesamtträgheit des Schiebers 20 effektiv erhöht durch das Ausgleichsgewicht 90, welches die kurzzeitige Kraft erhöht, welche durch das Solenoid 30 überwunden werden muss, die langanhaltende Kraft, welche zur Verriegelung und Entriegelung der Verschlussvorrichtung 16 erforderlich ist, wird jedoch nicht beeinflusst.
Es ist klar, dass dieses Konzept erweitert werden kann, zum Beispiel, um einen Schieber bereitzustellen, welcher die Masse 90 integriert und zum Beispiel um den Schwenkpunkt 92 schwenkt, indem ein Äquivalent zum Schieber 20 rotiert wird, um Beschleunigungskräften zu widerstehen, welche auf einer allgemeinen Rotationssymmetrie des Schiebers 20 beruhen.
Mit Bezug auf 8 und 9 und in einer alternativen Ausführungsform ähnlich zu der der Ausführungsformen von 2 und 3, kann ein Hebel 102 am Gehäuse 22 befestigt sein, um um eine Achse 104 zu schwenken, senkrecht zur Achse 18 und Senkrecht zur Achse 106, welche im allgemeinen zu einer Wirkungslinie einer sich öffnenden Tür 14 des Geräts 10 ausgerichtet ist.
Der Hebel 102 schwenkt um eine Welle 107, welche hinter einem Schwerpunkt 108 des Hebels 102 positioniert ist, so dass die Beschleunigungskraft 42 eine Bewegung des Hebels im allgemeinen im Uhrzeigersinn (entsprechend der Ausrichtung von 9) bewirkt. Diese Rotation verursacht, dass ein Hebelarm 110 des Hebels 102 mit einem Zahn 112 in Eingriff gelangt, welcher sich vom Schieber 20 erstreckt und eine Bewegung des Schiebers unter der Beschleunigungskraft 42 in einer Weise analog zum Eingriff der Sperrfläche 64 mit dem Befestigungsturm 62 verhindert, welche mit Bezug auf 2 beschrieben ist.
Anders als bei der Ausführungsform von 2 gibt es bei dieser Ausführungsform keine Torsionsfeder 58 und so bleibt nach der Drehung im Uhrzeigersinn, welche durch die Beschleunigungskraft 42 bewirkt wird, der Hebelarm 110 mit dem Zahn 112 in Eingriff. Reibung, welche der Bewegung des Hebels 102 widersteht, kann gesteuert und verstärkt werden durch eine Blattfeder 114, welche vom Gehäuse 22 nach unten auf eine Oberfläche des Hebels 102 drückt.
Eine Verriegelung des Verschlusselements 26 (welches die Tür 14 am Öffnen hindert) erfordert den Eingriff eines Teils 116 des Schiebers 20 vor dem Verschlusselement 26, so dass sie die Bewegung des Verschlusselement 26 längs der Achse 106 über einen gewissen Punkt hinaus verhindert, welcher ein Öffnen der Tür 14 ermöglichen würde. Daher blockiert die erste Beschleunigungskraft 42 den Schieber 20, was das Verschlusselement 26 unbegrenzt verriegelt. Ein Vorteil dieser Konstruktion ist, dass es eine verringerte Chance gibt, dass mehrfache Stöße in einigen Fällen die verhindernde Wirkung des Hebels 102 vernichten.
Mit Bezug auf 9 kann der Hebelarm 110 mit dem Zahn 112 außer Eingriff gelangen, so dass der Schieber 20 wieder frei ist, sich zu bewegen (und das Verschlusselement 26 verriegelt) bei versuchtem Öffnen der Tür 14. Dieses Öffnen dient dazu, das Verschlusselement 26 längs der Achse 106 zu ziehen, so dass das Verschlusselement 26 mit einem Zahn 118 oder einer anderen Oberfläche am Hebel 102 in Eingriff gelangt und den Hebel 102 in einer Gegenuhrzeigersinnrichtung gegen die durch die Blattfeder 114 bereitgestellte Reibung dreht.
Es ist insbesondere beabsichtigt, das die vorliegende Erfindung nicht auf die hier enthaltenen Ausführungsformen und Darstellungen beschränkt ist, sondern abgewandelte Formen solcher Ausführungsformen einschließen soll, welche Teile der Ausführungsformen und Kombinationen von Elementen unterschiedlicher Ausführungsformen enthalten, soweit sie in den Umfang der folgenden Patentansprüche fallen.
Zusammenfassung
Ein transport-widerstandsfähiger bistabiler Verschlussmechanismus bewahrt geringe Betätigungskräfte mittels eins Hilfsmechanismus, welcher die Wirkungen von Stoßkräften während des Transports blockiert.

Claims

Verschlussvorrichtung für eine Tür eines Haushaltsgerätes, welches Transportstößen ausgesetzt wird, aufweisend: einen Verschlussvorrichtungskörper einen bistabilen Auslöser mit einem Betätigungselement, das mit Bezug auf den Verschlussvorrichtungskörper zwischen einer ersten und zweiten Position elektrisch beweglich ist, wenn elektrische Energie angelegt wird, und das in der ersten und zweiten Position, wenn elektrische Energie entfernt wird, stabil ist; ein Verriegelungselement, welches am bistabilen Auslöser befestigt ist, um die Verschlussvorrichtung zu verriegeln, wenn das Betätigungselement in einer der ersten und zweiten Position ist, und die Verschlussvorrichtung entriegelt, wenn das Betätigungselement sich in der anderen der ersten und zweiten Positionen befindet, ein Halteelement, das wahlweise der Bewegung des Betätigungselements von der zweiten Position in die erste Position unter einem Einfluss einer Beschleunigungskraft widersteht, aber die Bewegung des bistabilen Auslösers von der zweiten Position in die erste Position nur während des Anlegens von elektrischem Strom erlaubt.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Halteelement empfindlich auf die Beschleunigung des Verschlussvorrichtungskörpers reagiert, um die Bewegung des Betätigungselements mit Bezug auf den Verschlussvorrichtungskörper zu verhindern, wenn eine Beschleunigung festgestellt wird.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Halteelement eine Beschleunigung erfasst unter Verwendung eines Gewichts, welches am Verschlussvorrichtungskörper befestigt ist, um sich mit Bezug auf den Verschlussvorrichtungskörper unter dem Einfluss einer Beschleunigung des Verschlussvorrichtungskörpers zu bewegen.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Gewicht mit einem Hebel in Verbindung steht, welcher einen Teil aufweist, welcher mit dem Betätigungselement in Eingriff ist, wenn das Gewicht sich mit Bezug auf den Verschlussvorrichtungskörper bewegt.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 4, ferner aufweisend eine Feder, welche so wirkt, dass sie den Hebel in einen Nicht-Eingriffs-Zustand mit dem Betätigungselement zurückführt, wenn das Gewicht sich nicht unter dem Einfluss von Beschleunigung befindet.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Hebel mit dem Betätigungselement in Eingriff bleibt, nachdem das Gewicht sich unter dem Einfluss von Beschleunigung befindet.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 6, ferner aufweisend eine Blattfeder, welche der Bewegung des Hebels einen Reibungswiderstand bietet, um den Hebel mit dem Betätigungselement in Eingriff zu halten, nachdem das Gewicht sich unter dem Einfluss von Beschleunigung befindet.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Hebel mit einem Verschlusselement zusammenwirkt, um mit dem Betätigungselement außer Eingriff zu gelangen, wenn ein Nutzer versucht eine Tür zu öffnen, die von der Verschlussvorrichtung gehalten wird.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Halteelement empfindlich reagiert auf das Anlegen von elektrischem Strom an den bistabilen Auslöser, um die Bewegung des Betätigungselements zu blockieren, wenn kein Strom an den bistabilen Auslöser angelegt ist.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Haltelement ein magnetisch angezogener Anker ist, welcher als Antwort auf elektrischen Strom, der durch eine Spule fließt, bewegt wird.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der bistabile Auslöser ein Solenoid aufweist, welches das Betätigungselement bewegt und wobei die Spule das Solenoid ist.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Anker angezogen wird, um sich mit dem Betätigungselement zu bewegen, und ein Teil aufweist, das mit einem Gehäuse in Eingriff ist, wenn kein Strom an den bistabilen Auslöser angelegt ist, und mit dem Gehäuse außer Eingriff gelangt, wenn Strom an den bistabilen Auslöser angelegt wird.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Anker eine unter einem Magnetfeld gebogene Feder ist.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Halteelement eine Masse ist, die auf eine Beschleunigung anspricht, welche die Beschleunigungskraft erzeugt, und mit dem Betätigungselement in Verbindung steht, um an den bistabilen Auslöser eine Ausgleichskraft anzulegen, welche der Beschleunigungskraft während der Beschleunigung entgegen gerichtet ist und nicht geringer ist als sie.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Masse an einem Ende eines Hebels angeordnet ist und ein entgegen gesetztes Ende des Hebels an dem bistabilen Auslöser-Operator befestigt ist.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der bistabile Auslöser ein bidirektionales Solenoid ist.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Verriegelungselement ein Verschlusselement verriegelt, welches ein Verbindungselement aufnimmt, welches die Tür am Gerät geschlossen hält.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der bistabile Auslöser einen Übertotpunktfedermechanismus aufweist, der den bistabilen Auslöser zur ersten Position hin drängt, wenn der bistabile Auslöser in der Nähe der ersten Position ist, und den bistabilen Auslöser zur zweiten Position hin drängt, wenn der bistabile Auslöser in der Nähe der zweiten Position ist.
Verschlussvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Verriegelungselement die Verschlussvorrichtung in der ersten Position verriegelt.