DE3610968A1

DE3610968A1 - Blockiervorrichtung fuer die tuer einer waschmaschine, insbesondere einer haushaltswaschmaschine

Info

Publication number: DE3610968A1
Application number: DE19863610968
Authority: DE
Inventors: Giovanni Rivoli Turin/Torino Bianco
Original assignee: OMP OFF MECCANO PLAST
Current assignee: OMP OFF MECCANO PLAST
Priority date: 1985-04-03
Filing date: 1986-04-02
Publication date: 1986-10-16
Anticipated expiration: 2006-04-03
Also published as: ES293327U; FR2580005A1; ES293327Y; GB2174140B; IT8567328A1; FR2580005B1; IT1183794B; DE3610968C2; GB8607903D0; IT8567328A0; GB2174140A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing": H.^:WEiCK^ÄNNVpifR.-PHYS. Dr. K. Fincke

Dipl.-Iing.'F:A.Weickman'n, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska, Dipl-Phys. Dr. J. Prechtel

8OCO MÜNCHEN S6

POSTFACH S60S20 QO Agril

O.M.P. Officine Meccano-Plastiche muhlsi-rassek

tf.ii-γόν i:s^r

di Precisione S.p.A.
Via del Campo Sportivo
Alatri (Frosinone)
Italien

Blockiervorrichtung für die Tür einer Waschmaschine, insbesondere einer Haushaltswaschmaschine

Die Erfindung betrifft eine Blockiervorrichtung für die Tür einer Waschmaschine, insbesondere einer Haushaltswaschmaschine,

mit einem tragenden Gehäuse,

mit einem in dem Gehäuse gehalterten als Kaltleiter (PTC-Element) ausgebildeten Widerstandsheizelement, das beim Einschalten der Waschmaschine mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt wird und sich erwärmt, mit einem Bimetall-Betätigungselement, das mit einer Fläche des Widerstandsheizelements derart in Kontakt steht, daß beim Erwärmen des Widerstandsheizelements dessen Temperatur und die Temperatur des Bimetall-Betätigungselements während einer Anfangsperiode schnell ansteigen und während einer sich daran anschließenden Periode langsamer anwachsen, wobei das Bimetall-Betätigungselement aufgrund seiner Erwärmung derart verformt wird, daß es die Bewegung eines Blockierorgans bewirkt, durch das das Öffnen der Tür verhinderbar ist,

sowie mit wenigstens einem Bimetall-Steuerelement, das über ein leitfähiges Zwischenelement elektrisch mit der

anderen Seite des Widerstandsheizelements verbunden ist und das bei seiner Erwärmung eine Verformung erfährt, deren Wirkung derjenigen der Verformung des Bimetall-Betätigungselements entgegengesetzt ist. 5

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise durch die italienische Patentanmeldung 48 663-A/76 bekannt. Sie umfaßt ein als Bimetallelement ausgebildetes Betätigungsglied sowie ein ebenfalls als Bimetallelement ausgebildetes Kompensationsglied. Das Bimetall-Kompensationsglied ist derart geformt und angeordnet, daß es vorwiegend mit der inneren "Umgebungsluft" des Gehäuses der Vorrichtung in thermischem Kontakt steht: Seine Temperatur folgt deshalb mehr der Entwicklung der Umgebungstemperatur als den Temperaturänderungen der das Widerstandsheizelement bildenden PTC-Pille.

Ein großer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß die Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, in dem die Waschmaschine ausgeschaltet wird, und dem Zeitpunkt, in dem die Tür sich öffnen läßt, stark variiert und umso größer ist, je größer das Zeitintervall ist, das den Zeitpunkt, in dem die Blockiervorrichtung wirksam wird, von dem Zeitpunkt trennt, in dem die Vorrichtung ausgeschaltet wird. Wenn die Maschine nach einer vergleichsweise langen Betriebsdauer ausgeschaltet wird, kann es also geschehen, daß man einige Sekunden oder gar einige Minuten warten muß, bis die Tür sich öffnen läßt.

M 30 0er Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Blockiervorrichtung so weiterzubilden, daß der vorangehend beschriebene Nachteil bekannter Blockiervorrichtungen nicht auftritt.

Ausgehend von einer Blockiervorrichtung der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das leitfähige Zwischenelement in dem Betriebstemperaturbe-

reich des genannten Widerstandsheizelements keine wesentliche Verformung erleidet und eine solche Formgebung und eine solche thermische Kapazität besitzt, daß das wenigstens eine Bimetall-Steuerelement sich aufgrund der Erwärmung des Widerstandsheizelements mit einer gegenüber der Erwärmung des Bimetall-Betätigungselements vorbestimmten Verzögerung und anschließend mit einer Dynamik erwärmt, die der Dynamik langsamen Wachstums der Temperatur des Bimetall-Betätigungselements entspricht, und daß die genannte Verzögerung im wesentlichen die gleiche Größenordnung hat wie die Anfangsperiode langsamen Wachstums der Temperatur des Widerstandsheizelements.

Aufgrund dieser Merkmale ist die Verzögerung zwischen dem Ausschalten der Waschmaschine und dem Zeitpunkt, in dem die Tür sich öffnen läßt, praktisch konstant und insbesondere unabhängig von der Zeit, die zwischen dem Einschalten und dem Ausschalten der Blockiervorrichtung vergangen ist.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der Erfindung, 25

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entsprechend der Linie H-II von Fig. 1,

Fig. 3 und 4 zeigen die Vorrichtung in zwei verschiedenen Betriebszuständen, wobei die Darstellung derjenigen von Fig. 2 entspricht,

Fig. 5 zeigt eine Einzelheit von Fig. 2 in vergrößertem

Maßstab,
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Fig. 6 zeigt eine Draufsicht entsprechend dem Pfeil VI von Fig. 5,

Fig. 7 zeigt eine Reihe karthesischen Diagrammen zur Erläuterung der Funktion der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt ein Gehäuse 1 aus Isoliermaterial, aus aus einem Behälter 2 und einem Abdeckelement 3 besteht. Mit 4 ist ein relativ zu dem Gehäuse 1 verschiebbares Organ bezeichnet, das den Riegel zum Öffnen und Schließen der Tür einer (nicht dargestellen) Waschmaschine, z.B. einer Haushaltswaschmaschine, bildet.

Drei elektrische Kontaktorgane in Form von Lamellen 5, 6 und 7 sind im Innern des Behälters 2 fixiert und ragen durch in einer seiner Wandungen vorgesehene Schlitze in der in Fig. 1 dargestellten Weise nach außen. Der Kontakt 5 ist mit elektrischen Speisestromkreisen der Waschmaschi ne verbindbar. Der Kontakt 6 ist mit einer der Adern der Leitung für die Stromversorgung der Waschmaschine verbind bar, während der Kontakt 7 mit der anderen Ader dieser Leitung verbindbar ist.

Der Lamellenkontakt 7 ist auf der Innenseite der Bodenwan dung des Behälters 2 fixiert. Durch eine entsprechende Öffnung in der Bodenwandung des Behälters 2 ist eine Einstellschraube 8 in der aus Fig. 2 bis 5 erkennbaren Weise in den Kontakt 6 eingeschraubt. In gleichen Abständen von der Achse der Schraube 8 und von der Innenseite der Bodenwandung des Behälters 2 erstrecken sich vier parallele Ansätze 9. Mit 10a, 10b und 10c sind Bimetall-Steuerelemente bezeichnet, die im wesentlichen die Form rechteckiger Zungen mit einem verdickten Mittelteil (Fig. 5 und 6) haben und die sich an der Einstellschraube 8 abstützen. Wie insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht, verlaufen diese Bimetallelemente zwischen Paaren von Ansätzen 9.

Mit 11 ist ein Metallelement bezeichnet, das sich auf den

Bimetall-Steuerelementen abstützt. Oas Metallelement 11 besitzt - ähnlich wie die Bimetall-Steuerelemente 10a, 10b, 10c - eine im wesentlichen rechteckige Form mit einem verdickten Mittelteil. An den Enden des Elements 11 sind beispielsweise durch Formprägen Ansätze 11a ausgebildet, mit denen es sich gegen die Bimetall-Steuerelemente abstützt. Die nach oben weisende Seite des Elements 11 besitzt eine Reihe von Warzen, die in Fig. 5 und 6 mit 11b bezeichnet sind.
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Das Element 11 besteht aus einen elektrisch leitfähigen Material mit großer spezifischer Leitfähigkeit und großem thermischem Widerstand, z.B. aus Stahl.

Auf dem leitfähigen Element 11 ist eine Pille 12 aus Widerstandsmaterial mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC-Element) angeordnet. Der Durchmesser dieser Pille ist so gewählt, daß sie sich mit einem gewissem Spiel relativ zu den Ansätzen 9 (Fig. 5 und 6) bewegen kann. Wie aus der folgenden Beschreibung ersichtlich wird, dient dieses PTC-Element als Heizelement und wird beim Einschalten der Waschmaschine mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt.

Mit 14 ist ein Bimetall-Betätigungselement bezeichnet, das mit einem Endbereich zwischen die Kontaktlamelle 7 und eine innere Schulter des Behälters 2 eingespannt ist. Dieses Bimetall-Betätigungselement 14 erstreckt sich oberhalb des Heizelements 12 und über dieses hinaus und ist vorzugsweise derart vorgespannt, daß es dieses Heizelement in Richtung der Einstellschraube 8 drückt.

Mit 15 ist eine Metallamelle bezeichnet, die mit einem Ende durch eine Schraube 16 an dem Lamellenkontakt 7 befestigt ist. Diese Lamelle 15 ist langer als das Bimetallelement 14. Die Metallamelle 15 besitzt eine zentrale Öffnung 15a, durch die das freie Ende des Bimetallelements 14

hindurchragen kann.

Mit 17 ist eine Feder bezeichnet, die mit einem Ende an dem freien Ende des Bimetallelements 14 verankert ist und deren anderes Ende mit der Lamelle 15 verbunden ist. Letztere besitzt einen Kontakt 15b, der mit einem entsprechenden Kontakt 5a der Anschlußlamelle 5 zusammenarbeiten kann.

Im Innern des Behälters 2 ist ein Stift 18 in einer in diesem Behälter angebrachten Öffnung 19 in einer Richtung verschiebbar, die senkrecht zur Bewegungsrichtung des Riegels 4 verläuft. Der Stift 18 kann eine in Fig. 2 dargestellte zurückgezogene Ruheposition einnehmen sowie eine in Fig. 3 und 4 dargestellte ausgefahrene Arbeitspositon, in der er in eine in dem Riegel 4 angebrachte Öffnung 4a derart eingreift, daß eine Verschiebung dieses Riegels verhindert wird.

In dem Stift 18 ist eine Kerbe 18a angebracht, in die das freie Ende der Lamelle 15 eingreifen kann.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung gemäß der Erfindung in Ruhestellung: Die Bimetall-Steuerelemente 10a, 10b, 10c sind im wesentlichen eben, die Lamelle 15 ist nicht verformt und hält den Stift 18 in der zurückgezogenen Ruheposition. Außerdem ist der Kontakt 15b der Lamelle 15 von dem von der Kontaktlamelle 5 getragenen zugeordneten festen Kontakt 5a entfernt. Das Bimetall-Betätigungselement 14 ist nach oben gewölbt.

Wenn die Waschmaschine aktiviert, d.h. an das elektrische Stromnetz angeschaltet wird, fließt ein Strom durch die Kontaktlamelle 7, das Bimetall-Betätigungselement 14, das PTC-Element 12, das leitfähige Zwischenelement 11, die Bimetall-Steuerelemente 10a, 10b, 10c, die Einstellschraube 8 und den Lamellenkontakt 7. Die Temperatur des Heiz-

elements steigt zunächst rasch, dann langsamer an, wobei sie einem stabilen Zustand zustrebt. Die Temperatur des Bimetallelements 14 wächst im wesentlichen wächst in der gleichen Weise an, da es in engem thermischem Kontakt mit dem Widerstandsheizelement 12 steht.

Das obere karthesische Diagramm in Fig. 7 zeigt eine Kurve, die im wesentlichen der Temperatur des Bimetall-Betätigungselements 14 entspricht, in Abhängigkeit von der auf der Abszissenachse aufgetragenen Zeit t. Mit tg ist der Einschaltzeitpunkt der Waschmaschine und damit der Zeitpunkt bezeichnet, in dem der Stromfluß durch die Lamellenkontakte 6 und 7 begonnen hat. Zwischen dem Zeitpunkt tg und dem Zeitpunkt t^ wächst die Temperatur des Bimetallelements 14 recht schnell an, wie dies durch den ansteigenden Teil der Kurve A in Fig. 7 angedeutet ist. Das Bimetall-Betätigungselement 14 verformt sich deshalb, wobei es von der in Fig. 2 dargestellten Form in die in Fig. 3 dargestellte Form übergeht: Über die Feder 17 wird die Lamelle 15 nach oben gedrückt. Die Kontakte 5a und 5b treffen zusammen und der Stift 18 greift in die Öffnung 4a des Riegels 4 ein, der somit in der Position gehalten wird, in der er die Tür der Waschmaschine in ihrer Schließposition blockiert.

Der Verlauf der Kurve A in Fig. 7 ist qualitativ kennzeichnend für den raschen zeitlichen Bewegungsablauf des freien Endes des Bimetall-Betätigungselements 14, da diese Bewegung in ihrem zeitlichen Verlauf der Temperatur des Bimetallelement proportional ist. Das konstante Niveau S₁ repräsentiert die Position (die Temperatur des Bimetallelements), bei der die Lamelle 15 infolge des Schnappeffekts der Feder 17 von der Ruheposition (Fig. 2) in die Arbeitsposition (Fig. 3) übergeht. Das Intervall Tiiiii zwisehen dem Zeitpunkt tg der Aktivierung der Waschmaschine und dem Zeitpunkt ts des Umschnappens der Lamelle 15 repräsentiert die sogenannte "Eingreifzeit" der Vorrich-

tung gemäß der Erfindung.

Nach dem Zeitpunkt tj_ würde die Temperatur des Bimetall-Betätigungselements 14 zu einem langsameren Anstieg in Richtung auf einen thermischen Stabilitätszustand tendieren, wie er durch in Fig. 7 gestrichelt dargestellte Kurve A' angedeutet ist. Wenn das Bimetall-Betätigungselement sich in der durch diese Kurve A' angedeuteten Weise weitererwärmen würde, wäre die Verzögerungszeit zwischen dem Ausschalten der Waschmaschine und dem Zeitpunkt, in dem die Blockiervorrichtung die Tür freigibt, so daß diese sich öffnen läßt, eine mit der Einschaltdauer der Waschmaschine anwachsende Funktion. Wenn somit die Waschmaschine beispielsweise im Zeitpunkt t2 ausgeschaltet würde, würde die Temperatur des Bimetallelements 14, das nun nicht mehr vom Strom durchflossen wird, nach der in Fig. 7 gestrichelt dargestellten Kurve B abfallen, und die Lamelle 15 würde im Zeitpunkt t^ in die Ruheposition zurückkehren, so daß die Tür geöffnet werden könnte. Wenn die Waschmaschine hingegen in dem auf den Zeitpunkt t₂ folgenden Zeitpunkt t₂' ausgeschaltet würde, könnte die Tür erst im Zeitpunkt t-^' , d.h. mit einer Verzögerung T_r' geöffnet werden, die größer ist als die Verzögerung T_r=t3-t₂·

Um die Verzögerung zwischen dem Ausschalten der Waschmaschine und dem Zeitpunkt, in dem ein Wiederöffnen der Tür möglich ist, im wesentlichen konstant zu machen, sind die Bimetall-Steuerelemente 10a, 10b, 10c vorgesehen. Diese sind elektrisch und thermisch mit dem Heizelement 12 über das leitfähige Zwischenelement 11 gekoppelt. Die Form und die thermische Kapazität des letzteren sind so gewählt, daß die Temperaturänderungen der Bimetall-Steuerelemente 10a, 10b, 10c den Temperaturänderungen des Heizelements und damit des Bimetall-Betätigungselements 14 mit einer Verzögerung, die im wesentlichen gleich t-^-tg ist, und mit einer ähnlichen Dynamik folgen. Sobald die Temperatur der Bimetall-Steuerelemente anzuwachsen beginnt, tendieren sie

zu einer solchen Verformung (Fig. 4), daß sie der weiteren Verformung des Bimetall-Betätigungselements zur Bewegung des Stifts 18 entgegenwirken. In Fig. 7 zeigt die Kurve C den Verlauf der Temperatur der Bimetall-Steuerelemente 10a, 10b, 10c und damit die GröBe ihrer Verformung in Abhängigkeit von der Zeit t. Da zur Verschiebung des Stifts 18 die Verformung der Bimetall-Steuerelemente, wie erwähnt, in einer Richtung wirkt, die der Verformung des Bimetall-Betätigungselements entgegengesetzt ist, besteht die Wirkung der Bimetall-Steuerelemente in der Praxis darin, die Charakteristik A-A' des Bimetallelements 14 in die Charakteristik A-A" (Fig. 7) umzuwandeln: Ausgehend von dem Zeitpunkt t·^ verläuft die thermische Kennlinie A" des von den Bimetallelementen 14 und 10a, 10b, gebildeten Komplexes praktisch parallel zur Zeitachse t. Infolgedessen wird die Verzögerung zwischen dem Ausschalten der Waschmaschine und dem Zeitpunkt, in dem die Tür sich öffnen läßt, im wesentlichen konstant.

Man erreicht dies durch die Anordnung der Bimetall-Steuerelemente 10a, 10b, 10c, die dem Heizelement 12 zugewandt und über das leitfähige Zwischenelement 11 elektrisch und thermisch mit diesem gekoppelt sind. Oieses Zwischenelement 11 entspricht vom thermischen Standpunkt aus betrachtet im wesentlichen dem "Serienwiderstand" einer "Parallelkapazität", d.h. in der elektrischen Analogie entspricht es im wesentlichen einem RC-Verzögerungsglied.

Aufgrund ihrer Dimensionierung und ihrer Positionierung tendieren die Bimetall-Steuerelemente 10a, 10b, 10c in der Zeitspanne, in der die Waschmaschine in Betrieb ist und die Elemente mithin von Strom durchflosssen werden, dazu, sich auf einer zwischen der Temperatur des PTC-Elements und der Temperatur des Behälters 2 liegenden Zwischentemperatur zu stabilisieren.

Bei dem in den Zeichnungen dargestellten und in der voran-

gehenden Beschreibung erläuterten Ausführungsbeispiel werden drei Bimetall-Steuerelemente verwendet. Die Blockiervorrichtung gemäß der Erfindung kann selbstverständlich auch mit nur einem solchen Bimetall-Steuerelement ausgestattet sein. Die Verbindung zweier oder mehrerer Elemente kann jedoch von Vorteil sein, da man mit ihnen eine grössere Auslenkung erzielen kann.

Claims

Ansprüche

1. Blockiervorrichtung für die Tür einer Waschmaschine mit einem tragenden Gehäuse (1 bis 3), mit einem in dem Gehäuse (1 bis 3) gehalterten als Kaltleiter (PTC-Element) ausgebildeten Widerstandsheizelement (12), das beim Einschalten der Waschmaschine mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt wird und sich erwärmt,

mit einem Bimetall-Betätigungselement (IA), das mit einer Fläche des Widerstandsheizelements (12) derart in Kontakt steht, daß beim Erwärmen des Widerstandsheizelements (12) dessen Temperatur und die Temperatur des Bimetall-Betätigungselements (14) während einer Anfangsperiode (t^-tg) schnell ansteigen und während einer sich daran anschließenden Periode (t>t^) langsamer anwachsen, wobei das Bimetall-Betätigungselement (14) aufgrund seiner Erwärmung derart verformt wird, daß es die Bewegung eines Blockierorgans (18) bewirkt, durch das das Öffnen der Tür verhinderbar ist,

sowie mit wenigstens einem Bimetall-Steuerelement (10a, 10b, 10c), das über ein leitfähiges Zwischenelement (11) elektrisch mit der anderen Seite des Widerstandsheizelements (12) verbunden ist und das bei seiner Erwärmung eine Verformung erfährt, deren Wirkung derjenigen der Verformung des Bimetall-Betätigungselements (14) entgegengesetzt ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß das leitfähige Zwischenelement (11) in dem Betriebstemperaturbereich des genannten Widerstandsheizelements (12) keine wesentliche Verformung erleidet und eine solche Formgebung und eine solche thermische Kapazität besitzt, daß das wenigstens eine Bimetall-Steuerelement (10a, 10b, 10c) sich aufgrund der Erwärmung des Widerstandsheizelements (12) mit einer gegenüber der Erwärmung des Bimetall-Betätigungselements (14) vorbestimmten Verzögerung und anschließend mit einer Dynamik (C) erwärmt,

die der Dynamik langsamen Wachstums (A' ) der Temperatur des Bimetall-Betätigungselements (14) entspricht,

und daß die genannte Verzögerung im wesentlichen die gleiche Größenordnung hat wie die Anfangsperiode (tj^-tg) langsamen Wachstums der Temperatur des Widerstandsheizelements (12).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Zwischenelement (11) von einer Metalllamelle gebildet ist, die auf einer Seite erste Ansätze (lla) besitzt, mit denen sie sich auf das genannte in wenigstens einem Exemplar vorgesehene Bimetall-Steuerelement (10a, 10b, 10c) abstützt, und daß auf der anderen Seite der Metallamelle (11) zweite Ansätze (Hb) vorgesehen sind, gegen die sich das Widerstandsheizelement (12) abstützt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Zwischenelement (11) aus elektrisch leitfähigem Material mit hoher spezifischer Wärme und großem thermischem Widerstand, z.B. Stahl, besteht.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt drei aneinander angrenzende Bimetall-Steuerelemente (10a, 10b, 10c) vorgesehen sind.