DE3412972A1

DE3412972A1 - Vorrichtung zum schalten elektrischer betriebsmittel

Info

Publication number: DE3412972A1
Application number: DE19843412972
Authority: DE
Inventors: Alexander 3500 Kassel Heider
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1984-04-06
Filing date: 1984-04-06
Publication date: 1985-10-24

Description

Vorrichtung zum Schalten elektrischer Betriebsmittel
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bei Kühl- oder Gefriergeräten ganz allgemein bekannt, im Innenraum des Gerätes einen Tastschalter zu installieren, dessen Betätigungstößel als Sensor in den Wirkungsbereich der den Innenraum verschließenden Tür ragt.
Der Sensor schaltet dabei eine nachgeschaltete Schalteinrichtung, insbesondere mechanische Schaltkontakte, wenn die Tür geschlossen ist. Bei offener Tür wird über die Schalteinrichtung eine Innenraumbeleuchtung eingeschaltet. Es kann damit jedoch auch zeitverzögert ein Warnsignal geschaitet werden, das bei zu langer Öffnungsdauer der Tür wirksam wird. Ein so ausgebildeter Sensor muß jedoch in den Bereich der Tür reichen, wodurch der Freiheitsgrad infrage kommender Konstruktionen eingeschränkt wird. Insbesondere befindet sich die Schalteinrichtung in aller Regel unmittelbar im Öffnungsbereich des Innenraumes und beengt dadurch den Zugriff.
Der Erfindung liegt die Aufgae zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die ein mechanisch bedingtes Zusammenwirken des Sensors mit der Tür entbehrlich macht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Bei einer Ausgestaltung gemäß der Erfindung wird die Eigenschaft ausgenutzt, daß beim Öffnen und beim Schließen einer Tür oder Klappe in dem damit verschließbaren Raum Druckänderungen auftreten. So tritt beim Öffnen der Tür ein Unterdruck und beim Schließen ein Überdruck auf. Diese Druckänderungen werden durch den druckempfindlichen Sensor je nach Vorzeichen in der Schaleinrichtung so ausgewertet, daß beim Öffnen das entsprechende Betriebsmittel ein- und beim Schließen wieder ausgeschaltet wird. Die Schalteinrichtung hält dabei bis zu einer am Sensor auftretenden Druckrichtungsänderung den jeweils erzeugten Schaltvorgang aufrecht.
Bei Kühl- und Gefriergeräten wird der nach dem Schließen der Tür erzeugte Überdruck durch die folgende Abkühlung der zugeströmten Warmluft abgebaut und teilweise sogar ein Unterdruck erzeugt. Um dadurch keine ungewollte Rückschaltung der Schalteinrichtung zu bewirken, führt eine Bypaßöffnung vom Innenraum in die Außenatmosphäre, wobei der Querschnitt der Bypaßöffnung so bemessen ist, daß der Überdruckimpuls beim Schließen der Tür nicht nachteilig beeinflußt wird und der sonst nachfolgende relativ langsame Druckabbau mit anschließendem Unterdruckaufbau jedoch wirksam gedämpft bzw. unterbunden wird.
Der Sensor kann als eine Membran mit piezoelektrischen Eigenschaften ausgebildet sein, bei der die elektrische Piezospannung ihre Polarität abhängig von der Druckrichtung ändert. Diese Polaritätsänderung kann dann in der Schalteinrichtung in die erforderlichen Ein- oder Ausschaltvorgänge umgewandelt werden. Wird der Membrane eine Schnappcharakteristik beigegeben, dann kann das Einschaltsignal und das Ausschaltsignal jeweils bis zum Auftreten eines Druckimpulses mit umgekehrter Druckrichtung aufrechterhalten werden. Für diesen Fall kann die Membran auch elektrisch leitend ausgebildet sein, wobei ihr auf gegenüberliegenden Seiten elektrische Kontakte zugeordnet sein können, so daß je nach Druckrichtung die Membran mit einem der Kontakte verbunden wird. Die Membran mit den Kontakten bildet dann eine Schaltvorrichtung, die abhängig von der anliegenden Druckrichtung auf entsprechende Eingänge einer Schalteinrichtung Signale schaltet, die das Einschalten bzw.
Ausschaiten der Betriebseinrichtung, insbesondere der Innenraumbeleuchtung oder einer Warneinrichtung bewirken.
Piezofolien erzeugen bei einer Durchbiegung je nach Auslenkungsrichtung eine elektrische Ladung auf ihren Oberflächen, deren Polarität mit der Bewegungsrichtung wechselt. Im Ruhezustand der Folien, unbeschadet ob im vorgespannten oder entspannten Zustand, bildet sich keine Ladung aus. Dieses Verhalten sorgt dafür, daß ein ausführlicher Spannungssprung nur bei einer schnellen Druckdifferenzänderung zwischen dem Innenraum und der Außenatmosphäre auftritt und die Polarität der Ladung gibt Auskunft über das Druckvorzeichen. Damit bleibt beispielsweise eine langsame Druckabsenkung in einem Gefriergerät, die sich durch die abkühlende Luft einstellt, ohne Auswirkung auf den Schaltzustand.
Für die praktische Ausbildung des "Druckschalter" (Drucksensor) ist für die Folienmembrane ein Gehäuse erforderlich, welches einmal einen mechanischen Schutz vor Beschädigung und andererseits einen ungehinderten Zugang der Druckänderungen zur Membrane zuläßt. Die biegsame Stützwand reduziert gewissermaßen die maximale Auslenkung der sehr dünnen und mechanisch empfindlichen Piezomembrane.

Claims

Ansprüche 1. Vorrichtung zum Schalten elektrischer Betriebsmittel bei einem Gerät mit einem von einer Tür oder Deckel verschließbaren Innenraum und mit einem das Öffnen der Tür erfassenden Sensor, der eine Schalteinrichtung steuert, insbesondere zum Schalten der Kühlraumbeleuchtung bei einem Kühl- oder Gefriergerät, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor druckempfindlich ist und vom Luftdruck-Differenzdruck zwischen Innenraum und Außenatmosphäre beaufschlagt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sensor eine Bypaßöffnung für einen langsamen Druckausgleich zwischen Innenraum und Außenatmosphäre zugeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor eine Membran mit piezielektrischen Eigenschaften aufweist und daß die Schalteinrichtung abhängig von der Polarität der sich an der Membran aufbauenden elektrischen Spannung das Betriebsmittel ein- bzw. ausschaltet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor eine Membrane mit Schnappcharakteristik aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran elektrisch leitend ausgebildet ist, daß der Membran im Wirkungsbereich beidseitig je ein elektrisch leitfähiges Gegenlager zugeordnet ist und daß die Gegenlager je an einen eigenen, das Ein- bzw. Ausschalten des Betriebsmittels steuernden Eingang der Schalteinrichtung und die Membran an den von beiden Eingängen gemeinsamen Gegenpol angeschlossen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß durch je eine biegsame Stützwand mit Öffnungen beiseitig umschlossen ist.