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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Eisspender, insbesondere einen
Eisspender des Typs, der in einem Kältegerät einsetzbar ist, um von einem automatischen
Eisbereiter des Kältegerätes erzeugte Eisstücke zwischenzulagern
und auf Verlangen eines Benutzers auszugeben.
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Ein
aus
US 4 176 527 A bekannter
Eisspender umfasst einen Vorratsbehälter für Eisstücke, einen in einer Ausgabekammer
des Vorratsbehälters drehbaren
Schieber mit einer Mehrzahl von parallelen, voneinander beabstandeten
klingenförmigen Fingern
und eine Baugruppe mit einem zweiten Satz von Fingern, die wahlweise
gemeinsam mit dem Schieber drehbar oder am Vorratsbehälter festlegbar ist,
um entweder intakte Eisstücke
oder zwischen den Fingern des Schiebers und der Baugruppe zerkleinertes
Eis an einer Ausgabeöffnung
auszugeben.
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Im
festgelegten Zustand unterteilt der zweie Satz von Fingern die Ausgabekammer
in eine obere und eine untere Hälften,
wobei die Ausgabeöffnung sich
an der unteren Hälfte
befindet. Um zu verhindern, dass intakte Eisstücke zur Ausgabeöffnung gelangen
und ausgegeben werden, wenn die Baugruppe festgelegt ist, um zerkleinertes
Eis zu erzeugen, ist die untere Hälfte der Ausgabekammer vom
Rest des Vorratsbehälters
durch eine Trennwand abgesetzt. Um ausgegeben werden zu können, muss
das Eis mit Hilfe einer Förderschnecke über diese
Trennwand hinweggehoben werden.
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Der
Schieber und Förderschnecke
sind auf einer Achse gemeinsam mit einem Rührwerkzeug angeordnet. Das
Rührwerkzeug
ist als Wendel ausgebildet, so dass durch eine Drehung des Rührwerkzeugs
Eisstücke
in Richtung der Ausgabekammer gefördert werden. Wenn das Rührwerkzeug
gedreht würde,
ohne dass Eis aus der Ausgabekammer ausgegeben werden kann, würde sich
das Eis in der Ausgabekammer stauen und die Drehung blockieren.
Eine Drehung des Rührwerkzeugs
ohne gleichzeitige Ausgabe von Eis ist daher nicht möglich. Wenn
längere
Zeit kein Eis entnommen wird, besteht die Gefahr, dass die Eisstücke im Vorratsbehälter aneinander
festfrieren und die Drehung blockieren, so dass der Eisspender aus
dem Kältegerät entnommen und
abgetaut werden muss, um ihm wieder benutzbar zu machen.
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Um
dieser Gefahr entgegenzuwirken, kann ein sehr kräftiger Antriebsmotor für das Rührwerkzeug
vorgesehen werden, und Vorratsbehälter und Rührwerkzeug können mit
hoher mechanischer Belastbarkeit ausgelegt werden, um ein Losbrechen
der Eisstücke
auch nach längerem
Nichtgebrauch zu ermöglichen.
Auf diese Weise lässt
sich zwar die Gefahr einer Blockierung des Eisspenders verringern bzw.
die Zeit des Nichtgebrauchs, nach der eine Blockade eintritt, verlängern, doch
ist dieser Ansatz mit erheblichen Kosten verbunden, und es besteht
die Gefahr, dass Eisstücke
im Vorratsbehälter
unerwünscht
zerkleinert werden. Je größer jedoch
der Anteil an kleinen Bruchstücken
an dem Eis des Vorratsbehälters
ist, um so größer ist
dessen Neigung, festzufrieren, und um so größer wird auch die zum Losbrechen
des Eises erforderliche Kraft.
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US 4 846 381 schlägt vor,
das Problem des Festfrierens zu lösen, indem in dem Vorratsbehälter eines
Eisspenders getrennt voneinander und jeweils von einem eigenen Motor
angetrieben, ein Rührwerkzeug
und eine Förderschnecke
angebracht sind. So kann das Rührwerkzeug
betätigt
werden, um die Eisstücke
voneinander zu lösen,
ohne dass gleichzeitig durch die Förderschnecke Eis ausgegeben
wird. Ein Problem dieser Konstruktion ist der große Platzbedarf
des Rührwerkzeugs
und der davon getrennten Förderschnecke
und ihrer Antriebsmotoren, die diese Lösung im Wesentlichen für kommerzielle,
ausschließlich
zur Eisbereitung dienende Geräte
interessant macht.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist, einen Eisspender zur wahlweisen
Ausgabe von Stückeis
oder zerkleinertem Eis zu schaffen, der einen einfachen, kostengünstig realisierbaren
Aufbau aufweist, der ihn insbesondere für den Einsatz in einem Haushaltskältegerät geeignet
macht.
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Die
Aufgabe wird gelöst,
indem bei einem Eisspender mit einem Vorratsbehälter für Eisstücke, einem über eine Ausgabeöffnung des
Vorratsbehälters
auf einem vorgegebenen Weg hinwegbewegbaren, einen ersten Satz von
Fingern umfassenden Schieber und einer einen zweiten Satz von Fingern umfassenden
Baugruppe, wobei wenigstens einer der Sätze wenigstens zwei axial beabstandete
Finger umfasst und bei einer Bewegung des Schiebers auf dem Weg
ein Finger des anderen Satzes einen Zwischenraum zwischen den zwei
Fingern des einen Satzes passiert, dadurch gelöst, dass die Baugruppe zwischen
einer Stellung, in der sie die Ausgabeöffnung teilweise verdeckt,
und einer Stellung, in der sie die Ausgabeöffnung freigibt, bewegbar ist.
Die teilweise Verdeckung verhindert, dass intakte Eisstücke die
Ausgabeöffnung
passieren können,
lässt aber
die Ausgabe von zerkleinertem Eis zu. Dadurch entfällt die
Notwendigkeit, eine vom Rest des Vorratsbehälters durch eine Trennwand
abgesetzte Ausgabekammer zu schaffen, und auch Hilfsmittel, die
das Eis über
die Trennwand hinwegbefördern,
sind nicht erforderlich.
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Um
die Zerkleinerungswirkung zu verbessern, sind die Finger zweckmäßigerweise
als Messer, mit scharfen Schneidkanten, ausgebildet.
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Ein
besonders einfacher Aufbau wird erreicht, indem ein Finger der Baugruppe
die Form einer Platte hat und in der die Ausgabeöffnung teilweise verdeckenden
Stellung eine Kante der Platte die Ausgabeöffnung überbrückt. So wird die freie Querschnittsfläche der
Ausgabeöffnung
durch die teilweise Verdeckung nur unwesentlich reduziert und das zerkleinerte
Eis kann effizient ausgegeben werden. Insbesondere wenn die Baugruppe
mehrere parallele Platten umfasst, kann von den Fingern des Schiebers zwischen
die Platten gedrücktes
Eis ausgegeben werden, ohne vorher einen hinderlichen Engpass oder
eine Kante passieren zu müssen.
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Die
Bewegung des Schiebers ist zweckmäßigerweise eine Drehbewegung.
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In
dem Vorratsbehälter
kann ein Rührwerkzeug
angebracht sein, dessen gelegentliche Betätigung in dem Vorratsbehälter gelagerte
Eisstücke
daran hindert, aneinander festzufrieren.
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Zwischen
dem Rührwerkzeug
und dem Schieber ist zweckmäßigerweise
eine Kupplung angeordnet ist, um ein auf das Rührwerkzeug ausgeübtes Antriebsdrehmoment
wahlweise auf den Schieber zu übertragen
oder nicht zu übertragen.
Wenn das Antriebsmoment übertragen
wird, rotiert der Schieber zusammen mit dem Rührwerkzeug, und Eisstücke, die
durch die Bewegung des Rührwerkzeugs
oder auf andere Weise in die Reichweite des Schiebers gelangen,
werden von dem Schieber zur Ausgabeöffnung befördert. Wenn das Antriebsdrehmoment
nicht übertragen
wird, bleibt der Schieber in Ruhe, so dass das Eis nicht zur Ausgabeöffnung gefördert wird.
In diesem Zustand ist es möglich,
das Rührwerkzeug
allein zu betätigen,
um im Vorratsbehälter zusammenfrierende
Eisstücke
voneinander zu lösen,
ohne dass gleichzeitig Eis ausgegeben wird.
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Des
einfachen Aufbaus wegen ist ein Eisspender bevorzugt, bei dem das
Rührwerkzeug
und der Schieber dieselbe Drehachse haben.
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Ein
besonders kompakter und einfacher Aufbau ergibt sich, wenn die Bewegung
der Baugruppe zwischen den zwei genannten Stellungen eine Drehung
um die Drehachse des Schiebers ist.
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Eine
solche Drehung kann auf einfache Weise angetrieben werden, wenn
die Baugruppe reibschlüssig
an den Schieber gekoppelt ist.
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Um
eine Rückkehr
der Baugruppe in die überbrückende Stellung
zu ermöglichen,
ohne hierfür eigene
Antriebsmittel vorsehen zu müssen,
ist es vorteilhaft, wenn die überbrückende Stellung
eine stabile Gleichgewichtsstellung der Baugruppe ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren.
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Es
zeigen:
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1 einen
schematischen Schnitt durch ein Haushaltskältegerät, das mit einem erfindungsgemäßen Eisspender
ausgestattet ist;
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2 einen
vergrößerten axialen
Schnitt durch die Ausgabekammer des Eisspenders;
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3 einen
schematischen Schnitt durch die Ausgabekammer senkrecht zur Achse
in einem Rührbetriebsmodus
bzw. einem Betriebsmodus zur Ausgabe von zerkleinertem Eis; und
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4 einen
zu 3 analogen Schnitt in einem Betriebsmodus zur
Ausgabe von Eisstücken.
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Das
in 1 in einem schematischen Schnitt gezeigte Kältegerät hat einen
wärmeisolierenden Korpus 1 und
eine Tür 2,
die einen Innenraum 3 begrenzen. Der Innenraum 3 ist
durch einen Verdampfer, der in einer im oberen Bereich des Korpus 1 abgeteilten
Verdampferkammer 4 untergebracht ist, auf einer Temperatur
unterhalb 0°C
gehalten. Ein automatischer Eisbereiter 5 ist in unmittelbarer
Nachbarschaft der Verdampferkammer 4 im Innenraum 3 angeordnet,
so dass er bevorzugt mit Kaltluft von der Verdampferkammer 4 beaufschlagt
werden kann. Der Eisbereiter 5 umfasst in an sich bekannter,
in der Figur nicht im Detail dargestellter Weise eine Mehrzahl von
Formbehältern,
Mittel zum automatischen Eindosieren von Wasser in die Formbehälter, sowie Mittel
zum automatischen Auswerfen der fertigen Eisstücke aus den Formbehältern.
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Unter
dem Eisbereiter 5 ist ein Sammelbehälter 6 eines Eisspenders
angeordnet, der die ausgeworfenen Eisstücke aufnimmt. Der Sammelbehälter 6 erstreckt
sich über
einen Großteil
der Tiefe des Innenraumes 3. In einer rückwärtigen Nische 7 des Sammelbehälters 6 ist
ein Elektromotor zum Antreiben einer sich in Längsrichtung des Sammelbehälters 6 erstreckenden
Rührstange 8 untergebracht.
An ein von der Nische abgewandtes Ende 7 der Rührstange 8 sind
rotierende Messer 9 eines Mahlwerks in im Folgenden noch
genauer beschriebener Weise gekoppelt. Die Messer 9 sind
in einer zylindrischen Ausgabekammer 10 untergebracht,
die zum Sammelbehälter 6 hin
offen ist und diesen entlang der Drehachse der Rührstange 8 verlängert. An
einer der Tür 2 zugewandten
Stirnwand der Ausgabekammer 10 ist ein Elektromagnet 11 angeordnet,
dessen Funktion ebenfalls an späterer
Stelle erläutert
wird.
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Die
Rührstange 8 ist
eine in einer zur Achse parallelen Ebene zickzackförmig gebogene
Metallstange. Aufgrund ihrer planaren Gestalt übt sie, anders als eine Wendel
oder eine Schnecke, keine Förderkraft
in axialer Richtung auf in dem Sammelbehälter 6 enthaltene
Eisstücke
aus, sondern bewegt diese in zufällige
Richtungen und verhindert so, dass diese großflächig aneinander festfrieren.
Daher kann die Rührstange 8 von
Zeit zu Zeit von dem Motor gedreht werden, ohne dass dadurch Eisstücke in die
Ausgabekammer 10 gedrückt
werden und diese verstopfen können.
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Wie
insbesondere in den 3, 4 zu erkennen,
hat die Ausgabekammer 10 im Wesentlichen die Gestalt eines
liegenden Zylinders, an dessen Mantelfläche eine nach unten offene
Ausgabeöffnung 12 gebildet
ist. Dieser Ausgabeöffnung 12 liegt ein
in 1 gezeigter Durchgang 13 gegenüber, der sich
durch eine Isolationsmaterialschicht der Tür 2 erstreckt und
in eine zur Außenseite
der Tür 2 hin
offene Nische 14 mündet.
Eine Klappe 15 hält
den Durchgang 13 geschlossen, so lange nicht der Spender
in Betrieb ist, um Eis durch die Ausgabeöffnung 12 und den
Durchgang 13 einen in der Nische 14 platzierten
Behälter
abzugeben.
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Ein
Wassertank 16 ist an der Rückwand der Nische 14 in
das Isolationsmaterial der Tür 2 eingebettet.
Der Wassertank 16 ist einerseits wie der Eisbereiter 5 über eine
Versorgungsleitung 17 und ein Sperrventil 18 an
das Trinkwassernetz und andererseits an eine Zapfstelle 19 in
der Nische 14 angeschlossen.
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Aufbau
und Funktion des Mahlwerks werden nun anhand der 2 bis 4 beschrieben.
Wie in 2 zu sehen, geht die Rührstange 8 an ihrem
von der Nische 7 abgewandten Ende einteilig in eine zylindrische
Welle 20 über,
die sich durch die Ausgabekammer 10 erstreckt. Ein distaler
Endabschnitt 21 der Welle 20 hat eine unrunde,
zum Beispiel quadratische Querschnittsform. Eine an der Welle 20 leicht drehbar
gelagerte Hülse 22 trägt eine
Mehrzahl von Messerscheiben 23, von denen jede, wie in 3 zu erkennen,
vier von einem runden Kernbereich 24 radial abstehende
Messer 9 trägt
und die als Schieber für
in der Ausgabekammer 10 befindliche Eisstücke wirken.
In die Zwischenräume
zwischen je zwei der Messerscheiben 23 greifen scharfkantige
Platten 26 von in etwa viertelkreisförmiger Gestalt ein. Einander zugewandte
Kanten der Messer 9 und der Platten 26 sind gezahnt,
um punktuell einen hohen Druck zum Aufbrechen der Eisstücke erzeugen
zu können.
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Die
zueinander parallelen Platten 26 sind an ihrem äußeren Umfang
durch zwei Querstreben 25, 27 starr zu einer Baugruppe
verbunden. In der in 3 gezeigten Konfiguration liegen
die zwei Querstreben 25, 27 beiderseits der Ausgabeöffnung 12 an der
Wand der Ausgabekammer 10 an, während die Platten 26 die
Ausgabeöffnung 12 überbrücken. Der Abstand
zwischen den parallelen Platten 26 ist kleiner als die
Abmessungen der vom Eisbereiter 5 erzeugten Eisstücke, so
dass Eisstücke,
die sich in der Ausgabekammer 10 befinden, nicht intakt
zwischen den Platten 26 hindurch die Ausgabeöffnung 12 passieren
können.
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Der
Welle 20 benachbarte Randabschnitte der Platten 26 sind
jeweils über
elastische Pufferringe 29 zwischen zwei Messerscheiben 23 eingeklemmt,
so dass die Platten 26 dazu neigen, einer Drehung der Messer 9 im
Gegenuhrzeigersinn zu folgen, wenn sie nicht, wie in 3 gezeigt,
durch einen an einer der Querstreben 25, 27 anliegenden
Riegel 28 daran gehindert sind.
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Wiederum
bezogen auf 2 ist zu erkennen, dass die
Hülse 22 in
einer in der der Tür 2 zugewandten
Stirnwand der Ausgabekammer 10 gebildeten Lageröffnung 30 drehbar
gelagert ist. Ein Kupplungskörper 31 ist
auf den unrunden Endabschnitt 21 der Welle 20 aufgesteckt
und mit Hilfe des (in 2 nicht gezeigten) Elektromagneten 11 zwischen
der in 2 gezeigten Stellung, in welcher die die Messer 9 tragende
Hülse 22 und
die Welle 20 frei gegeneinander drehbar sind, in eine Kupplungsstellung
verschiebbar, in welcher Kupplungsklauen 32 der Hülse 22 in
Aussparungen 33 des Kupplungskörpers 31 einrücken, wodurch
ein Form- und Kraftschluss zwischen der Welle 20 und der
Hülse 22 hergestellt
wird.
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Die
Funktionsweise des Eisspenders ist wie folgt: So lange, wie in 2 dargestellt,
die Welle 20 und die Hülse 22 nicht
aneinander gekoppelt sind, wird der Motor in der Nische 7 in
vorgegebenen Zeitabständen
kurzzeitig betätigt,
um im Sammelbehälter 6 zusammenfrierende
Eisstücke
loszubrechen und beweglich zu halten. In der Perspektive der 3 rotiert
dabei der Motor vorzugsweise im Gegenuhrzeigersinn. Ein über das
Lager von der Welle 20 auf die Hülse 22 übertragenes
Reibungsdrehmoment versetzt die Messer 9 nicht in Drehung,
da diese durch die an den Pufferringen 29 eingeklemmten
und durch den Riegel 28 blockierten Platten 26 gebremst
sind. Es wird kein Eis zerkleinert, und Eisstücke, die sich in der Ausgabekammer 10 befinden,
erreichen die Ausgabeöffnung 12 nicht,
da sie die Platten 26 nicht passieren können.
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Wenn
der Kupplungskörper 31 verschoben wird,
um Formschluss zwischen Welle 20 und Hülse 22 herzustellen,
rotieren die Messer 9 gemeinsam mit der Rührstange 8 im
Gegenuhrzeigersinn. Eisstücke,
die in die Ausgabekammer 10 gelangen, werden von den rotierenden
Messern 9 gegen die Platten 26 geschoben und zwischen
den rotierenden Messern 9 und den von dem Riegel 28 blockierten
Platten 26 zerkleinert. Die dabei entstehenden Bruchstücke passieren
die Zwischenräume
zwischen den Platten 26 und erreichen die Ausgabeöffnung 12.
So wird zerkleinertes Eis ausgegeben.
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Um
Eis in Stücken
auszugeben, genügt
es, den Riegel 28 kurzzeitig zurückzuziehen, während die
Rührstange 28 im
Gegenuhrzeigersinn gedreht wird. Aufgrund der Klemmung zwischen
den Pufferringen 29 rotiert die von den Platten 26 und
den Querstreben 25, 27 gebildete Baugruppe zusammen mit
den Messern 9 und gibt die Ausgabeöffnung 12 frei. Die
Messer 9 schieben intakte Eisstücke zur Ausgabeöffnung 12,
wo sie ausgegeben werden.
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Grundsätzlich ist
es möglich,
während
der Ausgabe von Eisstücken
den Riegel 28 zurückgezogen
zu lassen, so dass die Platten 26 die gleiche Drehung ausführen wie
die Messer 9. In diesem Fall ist es jedoch schwierig, die
Eisstücke
zu dosieren, da der Stückeis-Ausgabemodus
erst wieder beendet werden kann, wenn die Platten 26 die
in 3 gezeigte Stellung wieder erreicht haben und
in dieser vom Riegel 28 arretiert sind. Einer bevorzugten
Variante zufolge wird daher beim Übergang in den Stückeis-Ausgabemodus der
Riegel 28 nur so lange zurückgezogen, wie erforderlich,
damit die in Drehrichtung führende
der zwei Querstreben 27 den Riegel 28 passieren
kann. Wenn anschließend
der Riegel 28 wieder in die Ausgabekammer 10 einrückt, blockiert
er, wie in 4 gezeigt, die in Drehrichtung nachlaufende
Querstrebe 25 in einer Stellung, in der die Ausgabeöffnung 12 vollständig frei
liegt. Um den Stückeis-Ausgabemodus
zu beenden, genügt
es, den Kupplungskörper 31 wieder
von der Hülse 22 abzurücken, so
dass der Eingriff zwischen den Kupplungsklauen 32 und den
Aussparungen 33 verloren geht. Die nun wieder frei gegen
die Welle 20 drehbare Anordnung von Hülse 22, Messern 9,
Platten 26 und Streben 25, 27 kehrt,
angetrieben vom Gewicht der Platten 26 und der Streben 25, 27,
selbsttätig
in die einer stabilen Gleichgewichtslage entsprechende, in 3 gezeigte
Stellung zurück,
in der sie wieder vom Riegel 28 blockiert wird.