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Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät, insbesondere ein wasserführendes Haushaltsgerät, wie zum Beispiel eine Geschirrspülmaschine, mit einem einen Geräteraum bereitstellenden Gerätegehäuse, das für einen Zugriff auf den Geräteraum eine Beschickungsöffnung aufweist, mit einer um eine Schwenkachse verdrehbar gelagerten Gerätetür für einen Verschluss der Beschickungsöffnung, mit einer Motoreinheit, mit einem von der Motoreinheit antreibbaren Zwischenglied, sowie einem zwischen Zwischenglied und Gerätetür angeordneten Kraftübertragungsmittel, so dass die Gerätetür mittels der Motoreinheit aus einer Offenstellung in eine die Beschickungsöffnung verschließende Verschlussstellung überführbar ist, und mit einer zwischen der Motoreinheit und dem Zwischenglied angeordneten Kupplungseinrichtung, die eine Kupplung aufweist, die schaltbar ausgebildet ist und aus einer entkuppelten Stellung in eine gekuppelte Stellung und umgekehrt überführbar ist.
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Haushaltsgeräte im Allgemeinen sowie wasserführende Haushaltsgeräte im Speziellen sind aus dem Stand der Technik an sich gut bekannt, weshalb es eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises an dieser Stelle nicht bedarf. Es sei deshalb auch nur beispielhaft auf die
EP 3 875 017 A1 verwiesen, die ein gattungsgemäßes Haushaltsgerät in der Ausgestaltung einer Geschirrspülmaschine offenbart.
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Ein gattungsgemäßes Haushaltsgerät verfügt über ein Gerätegehäuse, das einen Geräteraum bereitstellt. Für einen verwenderseitigen Zugriff auf den Geräteraum weist das Gerätegehäuse eine Beschickungsöffnung auf, die mittels einer Gerätetür verschließbar ist. Dabei ist die Gerätetür um eine Schwenkachse verschwenkbar am Gerätegehäuse angeordnet.
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Um zumindest eine Verschwenkbewegung der Gerätetür aus einer Offenstellung in eine die Beschickungsöffnung verschließende Verschlussstellung zu vereinfachen, ist aus der
EP 3 875 017 A1 die Verwendung einer Motoreinheit bekannt, die in Wirkverbindung mit der Gerätetür steht. Dabei gestattet es die Motoreinheit, die Gerätetür nach einer vorherigen verwenderseitigen Aktivierung aus einer Offenstellung in eine die Beschickungsöffnung verschließende Verschlussstellung zu überführen, und dies ohne weiteren manuellen Eingriff durch den Verwender.
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Das aus der
EP 3 875 017 A1 vorbekannte Haushaltsgerät verfügt in an sich bekannter Weise über eine Federmechanik, die einem Gewichtsausgleich der Gerätetür dient. Diese Federmechanik weist ein Federelement einerseits sowie ein Kraftübertragungsmittel andererseits auf.
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Das Federelement ist als Schraubenfeder ausgebildet und einendseitig am Gerätegehäuse angelenkt. Anderendseitig ist das Federelement am Kraftübertragungsmittel angeordnet, bei dem es sich im Falle der
EP 3 875 017 A1 um einen Zahnriemen handelt. Dieser Zahnriemen steht mit seinem dem Federelement abgewandten Ende kraftübertragend mit der Gerätetür in Verbindung, zu welchem Zweck die Gerätetür einen Hebel aufweist, an welchem der Zahnriemen einendseitig angeordnet ist. Es sind zudem zwei Umlenkrollen vorgesehen, um die herum der Zahnriemen geführt ist.
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Bei einem Öffnen der Gerätetür wird über den Zahnriemen das Federelement auf Zug beansprucht. Es dehnt sich infolgedessen aus. In der Konsequenz wird das Gewicht der Gerätetür abgefangen, so dass die Gerätetür auch in halbgeöffneter Stellung ohne weiteren manuellen Eingriff verbleiben kann und nicht etwa beispielsweise infolge einer Fehlbedienung unkontrolliert aufklappen kann. Bei vollständig geöffneter Gerätetür ist das Federelement maximal gespannt, so dass sich bei einem Schließen der Gerätetür das Federelement wieder zusammenziehen und so eine Schließbewegung der Gerätetür unterstützen kann.
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Die nach der
EP 3 875 017 A1 vorgesehene Motoreinheit zur motorunterstützten Überführung der Gerätetür aus einer Offenstellung in eine Verschlussstellung treibt eine der beiden Umlenkrollen an, um die herum der Zahnriemen geschlungen ist. Dabei dient diese Umlenkrolle als Zwischenglied, unter deren Zwischenordnung ein von der Motoreinheit im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall erzeugtes Drehmoment auf den Zahnriemen übertragen wird. Der Zahnriemen und die als Zwischenglied dienende Umlenkrolle wirken formschlüssig zusammen, was in vorteilhafter Weise eine schlupffreie Kraftübertragung auf den als Kraftübertragungsmittel dienenden Zahnriemen ermöglicht.
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Um insbesondere bei einem verwenderseitigen manuellen Überführen der Gerätetür in eine Offenstellung eine Kraftentkopplung von Zwischenglied und Motoreinheit sicherzustellen, ist zwischen der Motoreinheit und dem Zwischenglied eine Kupplungseinrichtung angeordnet. Diese Kupplungseinrichtung verfügt über eine Kupplung, die schaltbar ausgebildet ist und aus einer entkuppelten Stellung in eine gekuppelte Stellung und umgekehrt überführbar ist. Dabei sorgt die Kupplungseinrichtung für eine Kraftkupplung zwischen Motoreinheit und Zwischenglied, wenn ein motorunterstütztes Überführen der Gerätetür aus einer Offenstellung in eine die Beschickungsöffnung verschließende Verschlussstellung stattfinden soll. Andernfalls befindet sich die Kupplung der Kupplungseinrichtung in ihrer entkuppelten Stellung, was ein verwenderseitiges manuelles Verschwenken der Gerätetür ermöglicht.
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Gemäß der aus der
EP 3 875 017 A1 vorbekannten Konstruktion handelt es sich bei der Kupplung der Kupplungseinrichtung um eine mechanische Kupplung, die im Betriebsfall der Motoreinheit eine automatische Schaltung aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung bewirkt. Die vorbekannte Kupplung verfügt zu diesem Zweck über ein Drehteil sowie über daran verschwenkbar angeordnete Klemmstücke, die mit einem Kupplungsgehäuse zusammenwirken.
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Um in gekoppelter Stellung der Kupplung einem ungewollten Überlastfall vorbeugen zu können, verfügt die aus der
EP 3 875 017 A1 vorbekannte Kupplungseinrichtung über eine zweite Kupplung. Diese zweite Kupplung ist als Überlastkupplung ausgebildet und dient insbesondere aus Sicherheitsgründen dem Einklemmschutz und vermeidet eine Türschließung bei einer Blockade der Tür. Diese zweite Kupplung kann beispielsweise als Rutschkupplung ausgebildet sein, wobei sie im Überlastfall eine Kraftübertragung trotz gekoppelter erster Kupplung infolge eines Durchrutschens verhindert.
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Obgleich sich die vorbeschriebene und aus der
EP 3 875 017 A1 bekannte Konstruktion im alltäglichen Praxiseinsatz bewährt hat, besteht Verbesserungsbedarf. Insbesondere hinsichtlich der Kupplungseinrichtung ist eine vereinfachte Handhabung erwünscht. Es ist deshalb die
Aufgabe der Erfindung, die aus der
EP 3 875 017 A1 vorbekannte Konstruktion dahingehend weiterzuentwickeln, dass bei gleichzeitig erweitertem Anwendungsspektrum eine vereinfachte Handhabung ermöglicht ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Haushaltsgerät der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, dass die Kupplung eine elektrisch schaltbare Kupplung ist.
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In Abkehr zum vorbekannten Stand der Technik nach der
EP 3 875 017 A1 ist die Kupplung der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung keine mechanisch schaltende Kupplung, sondern eine elektrisch schaltende Kupplung.
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Der besondere Vorteil der aus der
EP 3 875 017 A1 vorbekannten, rein mechanisch schaltenden Kupplung ist ihre langlebige Robustheit, auch unter feuchten Einflussbedingungen, wie diese beispielsweise im Falle eines als Geschirrspülmaschine ausgebildeten Haushaltsgeräts auftreten können. Es hat sich nun gezeigt, dass eine solche zuverlässige Robustheit auch von einer elektrisch schaltbaren Kupplung erbracht werden kann. Dabei bietet eine elektrisch schaltbare Kupplung den zusätzlichen Vorteil, dass nicht nur ein motorisches Schließen der Gerätetür ermöglicht ist, sondern auch ein motorisches Öffnen der Gerätetür. Es ist damit im Unterschied zur Konstruktion nach der
EP 3 875 017 A1 ein vollständiges motorisches Bedienen der Gerätetür ermöglicht, das heißt ein motorisches Überführen der Gerätetür aus einer Offenstellung in eine Verschlussstellung als auch in umgekehrter Richtung. Der erfindungsgemäße Einsatz einer elektrisch schaltbaren Kupplung vergrößert mithin das Anwendungsspektrum, womit es einem Verwender des Haushaltsgeräts nunmehr nicht nur ermöglicht ist, eine motorische Unterstützung bei einer Schließbewegung der Gerätetür zu erhalten, sondern auch bei einer Öffnungsbewegung der Gerätetür.
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Von Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist zudem, dass es einer zweiten als Überlastkupplung dienenden Kupplung nicht mehr bedarf. Die Kupplungseinrichtung nach der Erfindung verfügt mithin nur über eine Kupplung, nämlich über eine elektrisch schaltbare Kupplung, und nicht über zwei Kupplungen, wie dies nach dem Stand der Technik gemäß der
EP 3 875 017 A1 vorgesehen ist. Denn die nach der Erfindung vorgesehene elektrisch schaltbare Kupplung kann in vorteilhafter Weise auch ein Durchrutschen im Überlastfall ermöglichen, womit sie als Einklemmschutz dient und eine Türschließung bei einer Blockade der Tür vermeidet. Im Ergebnis ist so die erfindungsgemäße Ausgestaltung gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktion vereinfacht und zudem preisgünstiger in der Umsetzung.
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Die erfindungsgemäß vorgesehene elektrisch schaltbare Kupplung bietet ferner im Unterschied zur vorbekannten mechanischen Kupplung ein sehr viel schnelleres Ansprechverhalten. Insbesondere ist ein sehr viel schnelleres Zu- und Abschalten der Kupplung gewährleistet, was beispielsweise bei einer Blockade des Türantriebssystems große Vorteile bietet. Ein Lösen der Kupplung, das heißt ein Auskoppeln kann je nach Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplung durch einfaches Aufschalten oder Wegschalten der an der elektrisch schaltbaren Kupplung anliegenden Spannung erreicht werden, was zu einer sofortigen Kupplungsbetätigung führt. Derart schnelle Reaktionszeiten sind mit rein mechanisch arbeitenden Kupplungen nicht zu erzielen.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplung ein erstes Kupplungsteil aufweist, das verdrehfest, gleichwohl aber verschieblich auf einer motoreinheitenseitigen Welle angeordnet ist. Dieses Kupplungsteil steht mit der Motoreinheit in kraftübertragender Verbindung und ermöglicht im bestimmungsgemäßen Betriebsfall eine Drehmomentenübertragung von der Motoreinheit auf das mit der Gerätetür zusammenwirkende Zwischenglied. Es ist so im Betriebsfall eine sichere Kraftübertragung von der Motoreinheit auf die Gerätetür ermöglicht.
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Zwecks einer bestimmungsgemäßen Drehmomentübertragung ist das erste Kupplungsteil verdrehfest auf der motoreinheitenseitigen Welle angeordnet. Dabei ist die Anordnung des ersten Kupplungsteils auf der motoreinheitenseitigen Welle ferner derart ausgebildet, dass eine axiale Verschieblichkeit zwischen dem ersten Kupplungsteil und der motoreinheitenseitigen Welle ermöglicht ist. Diese in Längsrichtung der motoreinheitenseitigen Welle verschiebliche Anordnung des ersten Kupplungsteils ermöglicht eine Schaltung der Kupplung. Dabei wirkt das erste Kupplungsteil mit einem zweiten Kupplungsteil zusammen und beide Kupplungsteile stehen bei geschalteter Kupplung in Wirkeingriff. Andernfalls sind die beiden Kupplungsteile in ihrer Kraftübertragung voneinander getrennt, so dass eine Drehmomentenübertragung von der Motoreinheit auf die Gerätetür unterbrochen ist. Die Schaltung der Kupplung erfolgt mithin durch ein axiales Verschieben des ersten Kupplungsteils. Dabei liegt das erste Kupplungsteil in geschalteter Stellung der Kupplung am zweiten Kupplungsteil an. Andernfalls ist das erste Kupplungsteil vom zweiten Kupplungsteil in axialer Richtung beabstandet, in welchem Fall die Kupplung entkoppelt ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das erste Kupplungsteil von einem ortsfest auf der Welle angeordneten Nabenkörper getragen. Das erste Kupplungsteil ist mithin unter Zwischenordnung des Nabenkörpers auf der Welle angeordnet, wobei der Nabenkörper ortsfest zur Welle ausgebildet ist. Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall kann mithin eine Drehmomentenübertragung von der Welle auf den Nabenkörper und von dort aus auf das erste Kupplungsteil stattfinden.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Kupplungsteil axial in Längsrichtung der Welle verschieblich auf dem Nabenkörper angeordnet ist. Durch diese verschiebliche Anordnung des ersten Kupplungsteils auf dem Nabenkörper ist die schon vorbeschriebene relative Verschieblichkeit des ersten Kupplungsteils zur Welle in Längsrichtung der Welle realisiert. Im Ergebnis dieser Konstruktion steht, dass unter Zwischenordnung des Nabenkörpers die axial verschiebliche Anordnung des ersten Kupplungsteils in Relation zur Welle gegeben ist, die verdrehsichere Anordnung des ersten Kupplungsteils am Nabenkörper zugleich aber dafür sorgt, dass im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall ein Drehmoment auf das Kupplungsteil übertragen wird.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem Nabenkörper ein in Längsrichtung der Welle wirkendes, elektrisch schaltbares Stellglied angeordnet ist.
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Dieses erfindungsgemäß vorgesehene Stellglied ermöglicht eine elektrisch betätigbare Schaltung der Kupplung. Denn das Stellglied ist elektrisch schaltbar ausgebildet und bewirkt im Bestromungsfall eine axiale Verschiebung des ersten Kupplungsteils in Relation zum Nabenkörper. Das Stellglied ist zu diesem Zweck zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem Nabenkörper angeordnet, wobei es in Längsrichtung der Welle wirkt. Das Stellglied stützt sich dabei am Nabenkörper als Widerlager ab, so dass im Falle einer Bestromung des Stellglieds eine Kraftübertragung auf das Kupplungsteil stattfindet, so dass hierdurch eine axiale Verschiebung des Kupplungsteils in Relation zum Nabenkörper bewirkt wird. In denkbar einfacher Weise kann so eine Schaltung der Kupplung erreicht werden, indem das Stellglied bestromt wird, wobei je nach Ausgestaltung des Stellglieds eine Bestromung entweder zu einer Kopplung oder Entkopplung der erfindungsgemäßen Kupplung führt.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Stellglied einen bestrombaren Federkörper aufweist. Dabei kann der Federkörper entweder als Druckfeder oder als Zugfeder ausgebildet sein. Im Bestromungsfall wird die Kraftwirkung des Federkörpers umgekehrt, so dass je nach konstruktiver Ausgestaltung im Bestromungsfall entweder ein Abstoßen des ersten Kupplungsteils vom Nabenkörper oder ein Anziehen des ersten Kupplungsteils an den Nabenkörper stattfindet.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Federkörper aus einer Formgedächtnislegierung gebildet ist.
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Formgedächtnislegierungen nehmen abhängig von der Temperatur zwei unterschiedliche Phasen ein. Eine mögliche Formwandlung des aus einer Formgedächtnislegierung gebildeten Federkörpers basiert mithin auf einer temperaturabhängigen Gitterumwandlung zur einer dieser beiden Phasen, auch Kristallstrukturphasen genannt. Es gibt in der Regel die Austenit genannte Hochtemperaturphase und die Martensit genannte Niedertemperaturphase. Wird nun in der Niedertemperaturphase die Formgedächtnislegierung mechanisch verformt, kann diese anschließend durch Erwärmen wieder zurück in die ursprüngliche Form gebracht werden. Das Aufheizen der Formgedächtnislegierung erfolgt idealerweise direkt durch eine Bestromung des aus der Formgedächtnislegierung gebildeten Federkörpers oder indirekt über eine separate Wärmequelle.
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Bevorzugterweise ist der nach der Erfindung vorgesehene Federkörper aus einer Formgedächtnislegierung bei entkuppelter Kupplung in gestauchter Stellung gehalten. Findet nun eine Bestromung des Federkörpers statt, erfolgt eine Ausdehnung desselben, wodurch es zu einer axialen Verschiebung des ersten Kupplungsteils mit der Folge kommt, dass die Kupplung einkuppelt. Sobald die Bestromung des Federkörpers eingestellt wird, kann dieser in seine gestauchte Stellung zurücküberführt werden, infolgedessen es auch zu einem axialen Zurückverfahren des Kupplungsteils mit der Folge kommt, dass die Kupplung entkuppelt wird.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem Nabenkörper ein in Längsrichtung der Welle wirkendes Zug- oder Druckmittel angeordnet. Bei einem solchen Zug- oder Druckmittel kann es sich vorzugsweise um eine Feder, beispielsweise eine Schraubenfeder handeln. Diese wirkt sie dem als Stellglied dienenden Federkörper entgegen und hält diesen je nach konstruktiver Ausgestaltung entweder im Bestromungsfall oder im Nicht-Bestromungsfall in gestauchter Stellung, weshalb die Feder auch entweder als Zugmittel oder als Druckmittel ausgebildet ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dehnt sich der aus einer Formgedächtnislegierung gebildete Federkörper im Bestromungsfall aus. Dementsprechend wirken mit dem Federkörper Zugmittel zusammen, die diesen im Nicht-Bestromungsfall in gestauchter Stellung halten. Im Bestromungsfall erfolgt dann eine Ausdehnung des Federkörpers in axialer Richtung, und zwar mit einer Kraft, die die Kraft der Zugfedern übersteigt. Infolgedessen kommt es zu einer axialen Verschiebung des ersten Kupplungsteils in Relation zum Nabenkörper. Wird nun die Bestromung des Federkörpers unterbrochen, so kommt es zu einer Abkühlung des Federkörpers mit der Folge, dass sich dieser in seine ursprüngliche Form zurückzieht, was durch das Anliegen des Zugmittels erreicht wird. Im Nicht-Bestromungsfall wird der Federkörper also durch das Zugmittel zurück in die gestauchte Stellung überführt, in welcher das erste Kupplungsteil vom zweiten Kupplungsteil getrennt ist, die Kupplung mithin entkuppelt ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplung ein mit dem ersten Kupplungsteil zusammenwirkendes zweites Kupplungsteil aufweist, das verdrehfest am Zwischenglied angeordnet ist. Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall kann mithin eine direkte Kraft- bzw. Drehmomentenübertragung vom zweiten Kupplungsteil auf das Zwischenglied stattfinden. Da das Zwischenglied seinerseits mit dem Kraftübertragungsmittel zusammenwirkt, kann ein von der Motoreinheit erzeugtes Drehmoment auf die Gerätetür übertragen werden. Bevorzugterweise sind das zweite Kupplungsteil und das Zwischenglied als einstückiges Bauteil ausgebildet, was in vorteilhafter Weise zu einer insgesamt kompakten Bauform führt.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplungsteile an ihren einander zugewandten Stirnseiten Reibbeläge tragen, die kraft- und/oder formschlüssig zusammenwirken. Dabei erbringt diese kraft- und/oder formschlüssige Zusammenwirkung eine Kraft- bzw. Drehmomentübertragung im bestimmungsgemäßen Kupplungsfall. Dabei ist das Zusammenwirken der Reibbeläge bevorzugterweise derart ausgebildet, dass im Überlastfall eine relative Verdrehbewegung der beiden Kupplungsteile aus Sicherheitsgründen zueinander ermöglicht ist, so dass ein Klemmschutz gegeben ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kraftübertragungsmittel und das Zwischenglied kraft- und/oder formschlüssig ineinandergreifen. Bei dem Kraftübertragungsmittel kann es sich mithin beispielsweise um einen Zahnriemen und bei dem Zwischenglied um ein damit zusammenwirkendes Zahnrad handeln. Alternativ ist das Kraftübertragungsmittel als Seil ausgebildet, in welchem Fall das Zwischenglied beispielsweise als Seiltrommel ausgebildet ist, um das herum das Seil gewunden ist. Ebenfalls ist eine Hebelanordnung, eine Kette oder eine sogenannte Ballkette als Kraftübertragungsmittel möglich.
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Das Haushaltsgerät kann in an sich bekannter Weise gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer Federmechanik ausgerüstet sein, die einem Gewichtsausgleich der Gerätetür dient. Dabei weist die Federmechanik ein Federelement sowie ein zwischen Federelement und Gerätetür angeordnetes Kraftübertragungsmittel auf, welches (ebenfalls) beispielsweise als Seil, Zahnriemen, Kette oder Ballkette ausgebildet sein kann. Gemäß einer ersten Ausführungsform dieses Ausführungsbeispiels weist das Haushaltsgerät ein erstes Kraftübertragungsmittel auf, das zum Schließen und/oder Öffnen der Gerätetür dient und wie zuvor beschrieben zwischen Zwischenglied und Gerätetür angeordnet ist, sowie zusätzlich dazu ein separates zweites Kraftübertragungsmittel, das der einem Gewichtsausgleich der Gerätetür dienenden Federmechanik zugeordnet ist, und das zwischen Federelement und Gerätetür angeordnet ist. Gemäß einer alternativen zweiten Ausführungsform dieses Ausführungsbeispiels ist das Kraftübertragungsmittel, das zum Schließen und/oder Öffnen der Gerätetür dient, und wie zuvor beschrieben zwischen Zwischenglied und Gerätetür angeordnet ist, dagegen durch einen Abschnitt eines zwischen Federelement und Gerätetür angeordneten Kraftübertragungsmittels realisiert, das der Federmechanik zugeordnet ist, welche dem Gewichtsausgleich der Gerätetür dient. Anders ausgedrückt ist bei dieser Ausführungsform (lediglich) ein zwischen Federelement und Gerätetür angeordnetes Kraftübertragungsmittel vorhanden, welches mit dem von der Motoreinheit antreibbaren Zwischenglied in Wirkverbindung steht. Dies erlaubt eine kompaktere und einfachere Konstruktion.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen
- Fig. 1
- in reinschematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät;
- Fig. 2
- in schematischer Perspektivdarstellung ausschnittsweise eine erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung;
- Fig. 3
- in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Kupplung in entkuppelter Stellung und
- Fig. 4
- in schematischer Darstellung die Kupplung nach Fig. 3 in gekuppelter Stellung.
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Fig. 1 lässt in rein schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät in der Ausgestaltung einer Geschirrspülmaschine 1 erkennen.
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Die Geschirrspülmaschine 1 verfügt über ein Außengehäuse 2, das ein Gerätegehäuse 3 aufnimmt. Das Gerätegehäuse 3 stellt seinerseits einen Geräteraum 4 bereit, der im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall der Aufnahme von zu reinigenden Spülgütern dient. Für einen Zugriff auf den Geräteraum 4 weist das Gerätegehäuse 3 eine Beschickungsöffnung 5 auf.
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Die Geschirrspülmaschine 1 verfügt des Weiteren über eine um eine Schwenkachse verdrehbar gelagerte Gerätetür 6, die dem Verschluss der Beschickungsöffnung 5 dient. Dabei kann die Gerätetür 6 aus einer die Beschickungsöffnung 5 verschließenden Verschlussstellung in eine Offenstellung und umgekehrt überführt werden. Fig. 1 zeigt die Gerätetür 6 in einer Offenstellung, in der die Beschickungsöffnung 5 teilweise geöffnet ist.
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Wie die Ausschnittsdarstellung nach Fig. 2 erkennen lässt, verfügt die Gerätetür 6 schwenkachsennah über einen daran angeordneten Hebel 10. Dabei ist je Seite der Gerätetür 6 ein solcher Hebel 10 vorgesehen.
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An einem jeweiligen Hebel 10 ist einendseitig ein als Kraftübertragungsmittel 9` dienender Zahnriemen angeordnet, der um eine als Zahnrad ausgebildete und als Zwischenglied 11 dienende erste Umlenkrolle geführt ist.
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Optional kann das Kraftübertragungsmittel 9,9` wie in Fig. 2 gezeigt außerdem um eine zweite Umlenkrolle 12 geführt und anderendseitig an einem gegenüber dem Gerätegehäuse 3 stationären Federelement 8 angeordnet sein. Dieses Federelement 8 bildet zusammen mit dem als Kraftübertragungsmittel 9 dienenden Zahnriemen die Federmechanik 7.
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Bei einer Öffnung der Gerätetür 6 wird das an den Hebeln 10 jeweils angeordnete
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Kraftübertragungsmittel 9, 9' auf Zug beansprucht, was zu einem Spannen des anderendseitig am jeweiligen Kraftübertragungsmittel 9 angeordneten Federelements 8 führt. Es ist so bezüglich der Gerätetür 6 ein Gewichtsausgleich gegeben, womit insbesondere ein unkontrolliertes Herunterverschwenken der Gerätetür 6 verhindert ist.
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Die in den Federelementen 8 gespeicherte Kraft wird bei einem Überführen der Gerätetür 6 zurück in die Verschlussstellung wieder freigesetzt, was ein vereinfachtes Schließen der Gerätetür 6 ermöglicht.
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Die Geschirrspülmaschine 1 verfügt des Weiteren über eine Motoreinheit 13. Diese Motoreinheit 13 steht in Wirkverbindung mit der Gerätetür 6 und gestattet ein motorangetriebenes Verschwenken der Gerätetür 6.
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Im Betriebsfall der Motoreinheit 13 treibt diese unter Zwischenschaltung einer Kupplungseinrichtung 14 das als Zwischenglied 11 dienende Zahnrad an, das mit dem Zahnriemen, das heißt dem Kraftübertragungsmittel 9, 9' zusammenwirkt. Ein motorangetriebenes Verdrehen des als Zwischenglied 11 dienenden Zahnrads führt in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel mithin zu einer Kraftbeaufschlagung bzw. - entlastung des Federelements 8, je nach Drehrichtung der Motoreinheit 13.
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Wie sich aus einer Zusammenschau der weiteren Figuren 3 und 4 ergibt, verfügt die Kupplungseinrichtung 14 erfindungsgemäß über eine elektrisch schaltbare Kupplung 15.
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Wie sich aus der Darstellung nach Fig. 3 ergibt, verfügt die Motoreinheit 13 über einen Motor 24 und ein damit zusammenwirkendes Getriebe 23. Die Motoreinheit 13 steht in Wirkverbindung mit einer Welle 20, die je nach Drehrichtung des Motors 24 entsprechend verdrehen kann.
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Unter Zwischenordnung eines Lagers 26 trägt die Welle 20 das im dargestellten Ausführungsbeispiel als Zahnrad ausgebildete Zwischenglied 11, wobei das Zwischenglied 11 aufgrund der Zwischenordnung des Lagers 26 in Relation zur Welle 20 verdrehen kann.
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Die Kupplungseinrichtung 14 verfügt über eine elektrisch schaltbare Kupplung 15, die über zwei Kupplungsteile verfügt, nämlich ein erstes Kupplungsteil 16 einerseits und ein zweites Kupplungsteil 17 andererseits.
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Gemäß dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das erste Kupplungsteil 16 verdrehfest, gleichwohl aber axial verschieblich auf der motoreneinheitenseitigen Welle 20 angeordnet. Hierfür dient ein Nabenkörper 18, der ortsfest auf der Welle 20 angeordnet ist und das erste Kupplungsteil 16 axial in Längsrichtung 19 der Welle 20 verschieblich trägt. Für eine verdrehfeste Anordnung des ersten Kupplungsteils 16 am Nabenkörper 18 sorgt eine im weiteren noch näher erläuterte Verzahnung 32.
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Die Welle 20 ist unter Zwischenordnung des Nabenkörpers 18 gegenüber einem Lagerhalter 28 verdrehbar angeordnet, wobei zur verdrehbaren Abstützung ein Lager 25 dient. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist zur ortsfesten Anordnung des Nabenkörpers 28 auf der Welle 20 eine Passfeder 27 vorgesehen.
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Wie sich aus der Darstellung nach Fig. 3 ferner ergibt, weist der Nabenkörper 18 eine Platte 29 und einen einstückig damit ausgebildeten Ringkörper 30 auf. Der Ringkörper 30 greift mit seiner der Platte 29 gegenüberliegenden Stirnseite in eine korrespondierend hierzu ausgebildete Nut 31 des ersten Kupplungsteils 16 ein. Dieses Zusammenwirken von Ringkörper 30 einerseits und erstem Kupplungsteil 16 andererseits ermöglicht eine axiale Verschiebung des ersten Kupplungsteils 16 in Längsrichtung 19, und dies in Relation zum Nabenkörper 18 und damit auch zur Welle 20. Dabei stellen die Nut 31 und der Ringkörper 30 eine im endmontierten Zustand ineinandergreifende Verzahnung 32 bereit, so dass das erste Kupplungsteil 16 mit dem Nabenkörper 18 verdrehfest verbunden ist. Im endmontierten Zustand kann mithin ein von der Motoreinheit 13 erzeugtes Drehmoment über die Welle 20 und den Nabenkörper 18 auf das erste Kupplungsteil 16 übertragen werden. Gleichzeitig ist das erste Kupplungsteil 16 aufgrund der vorbeschriebenen Ausgestaltung in Längsrichtung 19 der Welle 20 axial verschieblich zum Nabenkörper 16 ausgebildet.
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Zwischen dem ersten Kupplungsteil 16 und dem Nabenkörper 18 ist ein in Längsrichtung 19 der Welle 20 wirkendes Stellglied 21 angeordnet, das elektrisch schaltbar ausgebildet ist. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Stellglied 21 um einen bestrombaren Federkörper, der aus einer Formgedächtnislegierung gebildet ist. Bei der Formgedächtnislegierung handelt es sich beispielsweise um eine Legierung, die Nickel, Titan und Nitinol aufweist.
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Formgedächtnislegierungen können abhängig von der Temperatur in zwei unterschiedliche Phasen überführt werden. Dabei ergibt sich infolge einer Phasenüberführung eine Formwandlung, die auf der temperaturabhängigen Gitterumwandlung zu einer der beiden Phasen basiert. Es sind in der Regel die sogenannte Hochtemperaturphase und die sogenannte Niedertemperaturphase vorgesehen. Wird nun in der Niedertemperaturphase die Formgedächtnislegierung mechanisch verformt, dann kann diese anschließend durch Erwärmen wieder in die ursprüngliche Form überführt werden. Dabei kann das Aufheizen der Formgedächtnislegierung direkt über eine Bestromung, aber auch indirekt über eine separate Wärmequelle erfolgen.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das elektrisch schaltbare Stellglied 21 als Federkörper aus einem Federdraht gebildet, wobei der Federdraht in schon vorbeschriebener Weise aus einer Formgedächtnislegierung gebildet ist. Eine Erwärmung des Federkörpers findet bevorzugterweise durch Anlegen einer Spannung an den Draht des Federkörpers statt. In der Konsequenz ermöglicht eine Bestromung bzw. Nicht-Bestromung des Federkörpers, dass sich dieser in Längsrichtung 19 der Welle 20 ausdehnt bzw. zusammenzieht. Dabei stützt sich der als Stellglied 21 dienende Federkörper am Nabenkörper 18 nach Art eines Widerlagers ab, so dass eine Betätigung des Stellglieds 21 zu einer axialen Verschiebung in Längsrichtung 19 des Kupplungsteils 16 führt.
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Zwischen dem ersten Kupplungsteil 16 und dem Nabenkörper 18 sind ferner in Längsrichtung 19 der Welle 20 wirkende Zug- oder Druckmittel 22 angeordnet, bei denen es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um Federn handelt. Dabei sind die Federn je nach konstruktiver Ausgestaltung des Stellgliedes 21 entweder Zugfedern oder Druckfedern.
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Gemäß des gezeigten Ausführungsbeispiels ist das Stellglied 21 als eine in der Ursprungsform ausgelenkte Druckfeder ausgebildet, welche bei Raumtemperatur über eine oder mehrere Zugfedern mechanisch in gestauchter Auslenkung gehalten wird, wie in Fig. 3 dargestellt. Die Zugfedern dienen mithin als Rückstellelemente für das Stellglied 21.
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Wird nun im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall eine Spannung an den Draht des als Stellglied 21 dienenden Federkörpers angelegt, so ergibt sich hierdurch eine Erhitzung des Federkörpers, infolgedessen die Formgedächtnislegierung, aus der der Draht des Federkörpers gebildet ist, aus seiner Niedertemperaturphase in seine Hochtemperaturphase überführt wird. Diese Phasenüberführung bedingt, dass der Federkörper zurück in seine ursprüngliche Form der ausgelenkten Druckfeder verfährt, infolgedessen das erste Kupplungsteil 16 axial in Längsrichtung 19 in Richtung des zweiten Kupplungsteils 17 wandert, d.h. mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach Fig. 3 nach links verfährt. Infolge dieser Verfahrbewegung des ersten Kupplungsteils 16 kommt es zu einem Koppeln der beiden Kupplungsteile 16 und 17, wie in Fig. 4 dargestellt. In dieser gekuppelten Stellung liegen die beiden Reibbeläge 33 und 34 der beiden Kupplungsteile 16 und 17 aneinander, so dass ein von der Motoreinheit 13 bereitgestelltes Drehmoment von der Welle 20 über das erste Kupplungsteil 16 auf das zweite Kupplungsteil 17 und von dort aus auf das Zwischenglied 11 übertragen werden kann.
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Ein Auskoppeln bzw. Entkoppeln der beiden Kupplungsteile 16 und 17 erfolgt in einfacher Weise durch Abschalten der Stromzufuhr, was eine Abkühlung des als Stellglied 21 dienenden Federkörpers bewirkt. Infolge dieser Abkühlung ist der Federkörper nicht mehr in axialer Richtung ausgelenkt, so dass die als Zugmittel 22 dienenden Federn das erste Kupplungsteil 16 axial zurückziehen, d.h. mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach Fig. 3 in axialer Richtung 19 nach rechts. Hierdurch werden die beiden Kupplungsteile 16 und 17 voneinander entkoppelt, so dass eine Kraft- bzw. Drehmomentenübertragung von der Motoreinheit 13 auf das Zwischenglied 11 unterbrochen ist.
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Wie sich aus der vorstehenden Darstellung ergibt, ist die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung 14 durch eine einfache Bestromung bzw. Nicht-Bestromung des elektrisch schaltbaren Stellglieds 21 schaltbar. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die von der Kupplungseinrichtung 14 bereitgestellte Kupplung 15 im Nicht-Bestromungsfall entkoppelt, d.h. die beiden Kupplungsteile 16 und 17 sind voneinander getrennt, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Sobald eine Bestromung des Stellglieds 21 erfolgt, dehnt sich dieses in axialer Richtung 19 aus, wobei es sich am Nabenkörper 18 abstützt, was zu einer axialen Verschiebung des Kupplungsteils 16 in Längsrichtung 19 mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach Fig. 3 nach links führt. Infolge dieser Verschiebebewegung kommt es zu einem Anlegen des ersten Kupplungsteils 16 am zweiten Kupplungsteil 17 und damit zu einem Schalten der Kupplung 15. In dieser geschalteten Stellung greifen die von den beiden Kupplungsteilen 16 und 17 jeweils bereitgestellten Reibbeläge 33 und 34 kraft- und/oder formschlüssig ineinander, was eine Drehmomentenübertragung von der Motoreinheit 13 über die Welle 20, das erste Kupplungsteil 16 und das zweite Kupplungsteil 17 auf das Zwischenglied 11 ermöglicht.
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Von Vorteil dieser Kupplungsausgestaltung ist, dass sie eine schnelle Reaktionszeit bereitstellt, mithin insbesondere vergleichsweise schnell aus einer gekoppelten Stellung in eine entkoppelte Stellung überführt werden kann. Von weiterem Vorteil ist, dass eine Kraftübertragung je nach Drehrichtung des Motors 24 in beide Motordrehrichtungen möglich ist, eine in Wirkverbindung mit der Motoreinheit 13 stehende Gerätetür 6 mithin sowohl aus einer Offenstellung in eine Verschlussstellung als auch umgekehrt motorunterstützt verschwenkt werden kann.
Bezugszeichen
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- 1
- Geschirrspülmaschine
- 2
- Außengehäuse
- 3
- Gerätegehäuse
- 4
- Geräteraum
- 5
- Beschickungsöffnung
- 6
- Gerätetür
- 7
- Federmechanik
- 8
- Federelement
- 9
- Kraftübertragungsmittel
- 10
- Hebel
- 11
- Zwischenglied
- 12
- Umlenkrolle
- 13
- Motoreinheit
- 14
- Kupplungseinrichtung
- 15
- Kupplung
- 16
- erstes Kupplungsteil
- 17
- zweites Kupplungsteil
- 18
- Nabenkörper
- 19
- Längsrichtung
- 20
- Welle
- 21
- Stellglied
- 22
- Zug-/Druckmittel
- 23
- Getriebe
- 24
- Motor
- 25
- Lager
- 26
- Lager
- 27
- Passfeder
- 28
- Lagerhalter
- 29
- Platte
- 30
- Ringkörper
- 31
- Nut
- 32
- Verzahnung
- 33
- Reibbelag
- 34
- Reibbelag
