EP1388604A1 - Elektrothermisch gesteuerte Verriegelungsvorrichtung für eine Gerätetür - Google Patents

Elektrothermisch gesteuerte Verriegelungsvorrichtung für eine Gerätetür Download PDF

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EP1388604A1
EP1388604A1 EP03017945A EP03017945A EP1388604A1 EP 1388604 A1 EP1388604 A1 EP 1388604A1 EP 03017945 A EP03017945 A EP 03017945A EP 03017945 A EP03017945 A EP 03017945A EP 1388604 A1 EP1388604 A1 EP 1388604A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
locking
temperature
locking device
unlocking
appliance door
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03017945A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hubert Harrer
Günter Hengelein
Wolfgang Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ellenberger and Poensgen GmbH
Original Assignee
Ellenberger and Poensgen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ellenberger and Poensgen GmbH filed Critical Ellenberger and Poensgen GmbH
Priority to DE20320530U priority Critical patent/DE20320530U1/de
Publication of EP1388604A1 publication Critical patent/EP1388604A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/02—Doors specially adapted for stoves or ranges
    • F24C15/022—Latches
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L15/00—Washing or rinsing machines for crockery or tableware
    • A47L15/42—Details
    • A47L15/4251—Details of the casing
    • A47L15/4257—Details of the loading door
    • A47L15/4259—Arrangements of locking or security/safety devices for doors, e.g. door latches, switch to stop operation when door is open
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F49/00—Domestic spin-dryers or similar spin-dryers not suitable for industrial use
    • D06F49/003—Doors or covers; Safety arrangements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
    • E05B47/0009—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with thermo-electric actuators, e.g. heated bimetals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2501/00—Output in controlling method of washing or rinsing machines for crockery or tableware, i.e. quantities or components controlled, or actions performed by the controlling device executing the controlling method
    • A47L2501/22—Loading doors, e.g. door latches, inflatable door seals
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/42—Safety arrangements, e.g. for stopping rotation of the receptacle upon opening of the casing door
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F39/00—Details of washing machines not specific to a single type of machines covered by groups D06F9/00 - D06F27/00 
    • D06F39/12—Casings; Tubs
    • D06F39/14—Doors or covers; Securing means therefor

Definitions

  • the invention relates to an electrothermally controlled locking device for an appliance door with a locking element, which is operated by a bimetal drive at a locking temperature in a locked position, and at a Unlocking temperature is moved to an open position.
  • a device locking by means of such a locking device is, for example a domestic appliance, in particular an oven with pyrolytic self-cleaning. Opening such a device is during operation, e.g. during pyrolysis, because in this case due to the high temperature inside the device there is a risk of injury to a user.
  • the term device also means any lockable room, whose internal temperature is occasionally very different from room temperature (approx. 20 ° C) deviates, and which is to be locked during this time. Although subsequently from the case is assumed that the internal temperature of the device during operation the room temperature greatly exceeds, it is in principle also possible / conceivable that the inside temperature of the device falls far below the room temperature.
  • lock / lock "and” close “are referred to below used a closed or locked door still from an external user with simple effort or actuation of a Can be opened.
  • a locked or locked door is one closed door, not under the action of a locking device external user can be opened.
  • the same convention applies to derived ones Terms.
  • the invention has for its object an electrothermally controlled locking device to specify for an appliance door that is technically simple is to be realized and the release must be followed in compliance with the safety regulations the device when the operating conditions have expired. Furthermore, a method to be carried out using simple means should be used Locking a device door can be specified, which is the unlocking of the device ensures when the operating conditions have expired.
  • the Door locking can be implemented with very simple means.
  • An advantage of the invention is that the device is largely independent of external Action works and is therefore still functional even after a power failure is.
  • the jump temperature and the return temperature independently of one another with an accuracy of approx. ⁇ 5 ° C by embossing the Snap disc can be determined. This can cause the locking temperature and the unlocking temperature of the locking device is selected appropriately become. In particular, the locking temperature and the unlocking temperature also be different.
  • the lock is activated by actuating a triggered the bimetallic heating element. So that is a precise Control of the locking time possible, which is particularly true for fast Heating rates at the start of operation is appropriate.
  • the heating element can be inexpensive can be realized by a PTC resistor.
  • the bimetal drive is preferably heated until the local ambient temperature has reached or exceeded the locking temperature. In a energy-saving mode of operation, the heating element is then switched off. A Further heating is unnecessary because the bimetallic drive locks the device holds itself in the locked position.
  • the unlocking temperature is expediently chosen such that the inside temperature of the device fell below a permissible limit at the time of unlocking Has.
  • a suitable unlocking temperature to determine is to use the device-specific cooling characteristic.
  • the movement of the locking member switched at least one electrical contact. This can make it easier Way additional functions are controlled. It would be conceivable, for. B. the wiring of signal lamps or a safety circuit that stops the operation of the device releases as soon as the appliance door is locked.
  • the locking member acts indirectly on the appliance door by the Movement of one of the appliance door and the locking element interposed Locking mechanism inhibits.
  • the locking mechanism is used to secure the appliance door, z. B. against automatic opening, also possible in the unlocked state.
  • a cheap and stable implementation of such a locking mechanism is through given a screw cap.
  • there is a direct interaction of the locking member with the appliance door conceivable. Such is in itself DE 198 52 578 C1 (FIGS. 5 and 6) are known.
  • An embodiment of the invention in which the bimetallic drive is used is particularly space-saving with respect to its drive direction perpendicular to the direction of mobility of the locking member is oriented.
  • Snap disc is the drive direction the jump direction of the snap disc. Your plane is then aligned parallel to the base of the locking device, whereby the locking device can be made very flat.
  • a motion deflector is expediently provided, which vertical movement of the snap disc in the horizontal movement of the locking member implements.
  • the motion deflector is in an uncomplicated implementation wedge-shaped.
  • FIG. 1 schematically shows a locking device installed in a device 1 2, with which the appliance door 3 can be secured against opening.
  • a possible The position of the door 3 in the open state is indicated by dashed lines 4.
  • the device 1 shown is, for example, a Oven with pyrolytic self-cleaning.
  • the inside of the device 5 has an inside temperature T i of about 500 ° C., in particular a temperature which greatly exceeds the room temperature T r outside the device 1 and contains a risk of injury for users of the device 1.
  • T i inside temperature
  • the course of the ambient temperature T u depends in a manner characteristic of the device 1 on the course of the device internal temperature T i over time. For a given device 1, this relationship can be clearly determined by measuring the ambient temperature T u and comparing it with the inside temperature T i .
  • Such a characteristic curve of the ambient temperature T u is shown as an example in FIG. 2. It can be seen in this that the ambient temperature T u and the inside temperature T i follow a similar time course, but the ambient temperature T u lags behind the inside temperature T i and reaches a maximum value that is greatly reduced in comparison to the inside temperature T i .
  • the cooling characteristic that is to say the return of both the device internal temperature T i and the ambient temperature T u to room temperature T r after the end of the operation at the time t B , depends only on the insulation properties of the device 1.
  • the characteristic curve shown in FIG. 2 it is therefore possible to draw conclusions about the internal device temperature T i based on the ambient temperature T u .
  • a switching condition for the unlocking can thus be developed in a simple manner. Unlocking takes place when the ambient temperature T u falls below a predetermined unlocking temperature T E , the unlocking temperature T E being selected such that the device internal temperature T i falls below an allowable limit value T G at the unlocking time t E.
  • an equivalent switching condition can also be developed for locking.
  • this control signal S is expediently applied by heating the locking device 2 to a locking temperature T V. It should be mentioned in this connection that due to the low heating power required, this heating has no significant influence on the development of the ambient temperature T u .
  • the control signal S must be activated at least until the time t 0 when the ambient temperature T u exceeds the locking temperature T V. Thereafter, the locking device 2 remains locked under the influence of the ambient temperature T u .
  • the control signal S can still be maintained after the time t 0 . It must only be switched off at the time of unlocking t E.
  • the locking method described is in the in the following figures in Locking device 2 shown in detail realized.
  • Fig. 3 shows this at open appliance door 3.
  • the locking device 2 comprises a rotary lock 8 trained locking mechanism, the gripping end 9 configured in this way is that it has a corresponding receptacle 10 of the appliance door 3 Device door 3 closing form closure can enter.
  • the twist lock 8 is pivotally mounted about a pivot axis 11 and is when the appliance door is open 3 oriented obliquely with respect to the closing direction 12 of the appliance door 3.
  • the pivot axis 11 can be moved in an elongated hole 13 along the closing direction 12 held, and is counteracted by means of a return spring 14 Biased closing direction 12.
  • the rotary lock 8 is first removed from it inclined position in the one parallel to the closing direction 12 tilted position.
  • the appliance door 3 is now between the gripping end 9 and the receptacle 10 manufactured positive locking held in the closed state.
  • the pivot axis 11 is complete by the closing pressure closed appliance door 3 also slightly shifted in the closing direction 12, whereby the twist lock 8 both in and against the closing direction Has 12 game.
  • a locking member shown in Fig. 5 in the open position 15 provided in a locking direction parallel to the pivot axis 11 16 slidably guided in the housing 17 of the locking device 2 is.
  • the locking member 15 has a fork shape 18 which with a corresponding fork end 19 of the rotary closure 8 for producing a Locking device interacts.
  • the tines 20 are in the open position the fork shape 18 and the prongs 21 of the fork end 19 in the locking direction 16 offset from one another, so that the tines 20 and the tines 21 in the Projection shown by Fig. 5 how the teeth of two gears interlock seem to grip. Due to this offset the tines 20 and the tines 21 is the path of the fork end 19 during the pivoting movement of the twist lock 8 Approved.
  • the locking member 15 is driven by a bimetallic snap disk 22, the moving end 23 is fixed to the locking member 15, and Fixed end 24 is fixedly connected to the housing 17.
  • the snap disc 22 is arranged with respect to the locking member 15 such that the movement of the moving end 23 parallel to the locking direction during the snap process 16 runs.
  • a heating element 25 is provided for heating the snap disk 22 Form of a PTC resistor provided. To always have a good thermal To ensure contact between the heating element 25 and the snap disk 22, the heating element 25 is pressed against the snap disk by a compression spring 26 22 biased.
  • the locking takes place by applying an electrical voltage to the heating element 25 via the snap disk 22 and a contact 27 connected to it in a conductive manner and via the compression spring 26 and a contact 28 connected to it.
  • the heat generated when the heating element 25 is energized becomes the snap disk 22 heated. If its temperature exceeds the locking temperature T V , the snap disc 22 changes its shape abruptly. With this change in shape, the snap disk 22 moves the locking member 15 along the locking direction 16 from the open position shown in FIG. 5 to the locked position shown in FIG. 6.
  • the locking effect is brought about by the fact that during this movement the tines 20 are pushed under the tines 21 in the viewing direction of FIGS. 5 and 6, and thus project into the pivoting path of the latter.
  • the rotary lock 8 is thereby fixed in the closed position, and the appliance door 3 can no longer be opened from the outside.
  • Unlocking takes place in that the snap disc 22 springs back against the locking direction 16 under the influence of the falling ambient temperature T u , and thereby moves the locking member 15 back into the open position.
  • an electrical locking contact 29 is provided, which is closed in the locked position and open in the open position.
  • the Locking contact 29 comprises one arranged parallel to the snap disk 22 movable leg 30, which is similar to the snap disk 22 on the one hand on the locking member 15, and on the other hand fixed to the housing 17 is. It is also conceivable that the function of the leg 30 directly through the Snap disk 22 to realize.
  • Another leg 31 is only on the housing 17 fixed and thus displaced in the locking direction 16 to the leg 30 arranged that in the locking movement of the locking member 15 the Legs 30 and 31 to form an electrically conductive connection against each other be pressed.
  • a further provided door contact 32 serves to indicate whether the appliance door 3 is closed.
  • the door contact 32 comprises a microswitch 33 and one Door contact slide 34.
  • the door contact slide 34 has the microswitch on it 33 facing end 35 a recess 36 for receiving the button 37 of the microswitch 33.
  • the opposite (in Figs. 5 and 6 is hidden under the screw cap 8) end of the door contact slide 34 so positively connected to the twist lock 8 that during movement the rotary lock 8 when closing the appliance door 3 of the door contact slide 34 is moved in the closing direction 12. With this movement the Push button 37 pressed through the edge of the recess 36 and so the microswitch 33 switched.
  • the end 35 of the door contact slide 34 is one Compression spring 38 biased towards the twist lock 8.
  • the compression spring 38 causes the door contact slide 34 to be reset on the one hand against the twist lock 8, on the other hand a tilting of the twist lock 8 when opening the appliance door 3 into its inclined starting position shown in FIG. 3.
  • a particularly space-saving variant of the locking device 2 is in the 7 to 9 are shown.
  • This embodiment is distinguished by that the snap disc 22 is arranged such that its jumping direction 39 is perpendicular to the locking direction 16.
  • the moving 23 is in this Case not fixed directly on the locking member 15, but on a movement deflector 40, the vertical movement of the snap disc 22 and the generated by this, parallel to the jump direction 39 force in the locking direction 16 implements.
  • the motion deflector 40 works according to Art a wedge by moving with an inclined plane 41 to a corresponding one Surface 42 of the locking member 15 acts.
  • One on the snap disk 22 opposite end 43 of the locking member 15 arranged compression spring 43 causes the resetting of the locking member in this embodiment 15th

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Abstract

Es wird eine einfach zu realisierende Verriegelungsvorrichtung (2) für eine Gerätetür (3), insbesondere die Tür eines Backofens mit pyrolytischer Selbstreinigung, vorgeschlagen, die die Öffnung des Gerätes (1) sicherstellt, wenn die Betriebsbedingungen des Gerätes (1) erloschen sind. Für diese Verriegelungsvorrichtung (2) ist ein bimetallischer Antrieb (22) vorgesehen, der die Entriegelung vollzieht, wenn die lokale Umgebungstemperatur (Tu) eine vorgegebene Entriegelungstemperatur (TE) unterschreitet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrothermisch gesteuerte Verriegelungsvorrichtung für eine Gerätetür mit einem Verriegelungsglied, welches von einem Bimetallantrieb bei einer Verriegelungstemperatur in eine Sperrstellung, und bei einer Entriegelungstemperatur in eine Öffnungsstellung bewegt wird.
Ein durch eine derartige Verriegelungsvorrichtung verriegelndes Gerät ist beispielsweise ein Hausgerät, insbesondere ein Backofen mit pyrolytischer Selbstreinigung. Das Öffnen eines solchen Gerätes ist während des Betriebs, also z.B. während der Pyrolyse, zu verhindern, da in diesem Fall aufgrund der hohen Geräteinnentemperatur eine Verletzungsgefahr für einen Benutzer besteht. Im abstrakten Sinn wird unter dem Begriff Gerät ferner jeder abschließbare Raum verstanden, dessen Innentemperatur zeitweise stark von Raumtemperatur (ca. 20°C) abweicht, und der während dieser Zeit zu verriegeln ist. Obwohl nachfolgend von dem Fall ausgegangen wird, dass während des Betriebs die Geräteinnentemperatur die Raumtemperatur stark überschreitet, ist es prinzipiell auch möglich/denkbar, dass die Geräteinnentemperatur die Raumtemperatur stark unterschreitet.
Die Begriffe "verriegeln"/versperren" sowie "schließen" werden nachfolgend dahingehend verwendet, dass eine geschlossene oder verschlossene Tür noch von einem externen Benutzer unter einfacher Kraftaufwendung oder Betätigung eines Öffners geöffnet werden kann. Dabei ist eine verriegelte oder versperrte Tür eine geschlossene Tür, die unter Wirkung einer Verriegelungsvorrichtung nicht von einem externen Benutzer geöffnet werden kann. Die gleiche Konvention gilt für abgeleitete Begriffe.
Aus der DE 37 09 660 A1 ist eine insbesondere für eine Waschmaschinentür vorgesehene elektrothermisch gesteuerte Verriegelungsvorrichtung vorbekannt, bei der eine durch einen PTC-Widerstand beheizbare bimetallische Schnappscheibe vorgesehen ist, die einen Sperrschieber bei Beheizung in einer Sperrstellung hält. Nach Abschalten des PTC-Widerstandes ändert die nun unbeheizte Schnappscheibe nach einer kurzen Abkühlzeit sprunghaft ihre Form und zieht den Sperrschieber in eine Öffnungsstellung. Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, dass bei einem Stromausfall die Verriegelung der Gerätetür nicht mehr sichergesellt ist, selbst wenn im Geräteinnenraum noch die Betriebstemperatur herrscht.
Bei einer weiteren, aus der DE 198 52 578 C1 bekannten Verriegelungsvorrichtung ist dieser Nachteil überwunden, indem zwei beheizbare Bimetallscheiben vorgesehen sind, die auf ein als mechanisches bistabiles System ausgeführtes Verriegelungswerk wirken. Durch kurzzeitige Beheizung jeweils einer der beiden Bimetallscheiben wird ein korrespondierender stabiler Zustand, entsprechend Öffnungsstellung oder Sperrstellung, des Verriegelungswerkes eingestellt. Der Zustand der Verriegelung bleibt daher auch bei einem Stromausfall erhalten. Nachteilig daran ist jedoch wiederum, dass das Gerät auch dann noch verschlossen bleibt, wenn es nach einem Stromausfall bereits wieder erkaltet ist. Außerdem ist die letztgenannte Vorrichtung nur mit vergleichsweise hohem Aufwand zu realisieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrothermisch gesteuerte Verriegelungsvorrichtung für eine Gerätetür anzugeben, die fertigungstechnisch einfach zu realisieren ist und unter Einhaltung der Sicherheitsvorschriften die Entriegelung des Gerätes sicherstellt, wenn die Betriebsbedingungen erloschen sind. Des Weiteren soll ein mit einfachen Mitteln zu bewerkstelligendes Verfahren zur Verriegelung einer Gerätetür angegeben werden, das die Entriegelung des Gerätes sicherstellt, wenn die Betriebsbedingungen erloschen sind.
Bezüglich der Verriegelungsvorrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst. Danach erfolgt die Entriegelung, wenn die lokale Umgebungstemperatur, d. h. die in unmittelbarer Umgebung der Verriegelungsvorrichtung herrschende Temperatur die Entriegelungstemperatur unterschreitet. Die Entriegelung wird also nicht aktiv durch Steuersignale herbeigeführt, sondern ergibt sich automatisch durch den Verlauf der lokalen Umgebungstemperatur.
Da als Regelgröße die lokale Umgebungstemperatur herangezogen wird, also eine Größe, der die Verriegelungsvorrichtung ohnehin ausgesetzt ist, kann die Türverriegelung mit sehr einfachen Mitteln umgesetzt werden. Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Vorrichtung weitgehend unabhängig von externer Einwirkung arbeitet und damit auch nach einem Stromausfall noch funktionstüchtig ist. Bei einem bimetallischen Antrieb, insbesondere einer bimetallischen Schnappscheibe, können die Sprungtemperatur und die Rücksprungtemperatur, unabhängig voneinander mit einer Genauigkeit von ca. ±5°C durch Prägung der Schnappscheibe bestimmt werden. Dadurch kann die Verriegelungstemperatur und die Entriegelungstemperatur der Verriegelungsvorrichtung geeignet gewählt werden. Insbesondere können die Verriegelungstemperatur und die Entriegelungstemperatur auch verschieden sein.
In vorteilhafter Ausgestaltung wird die Verriegelung durch Ansteuerung eines auf den Bimetallantrieb wirkenden Heizelementes ausgelöst. Damit ist eine präzise Steuerung des Verriegelungszeitpunktes möglich, was insbesondere bei schnellen Aufheizraten zu Betriebsbeginn zweckmäßig ist. Das Heizelement kann preisgünstig durch einen PTC-Widerstand realisiert werden.
Bevorzugt wird der Bimetallantrieb so lange beheizt, bis die lokale Umgebungstemperatur die Verriegelungstemperatur erreicht oder überschritten hat. In einer energiesparenden Betriebsweise wird das Heizelement danach abgeschaltet. Eine weitere Beheizung ist überflüssig, da der Bimetallantrieb die Verriegelungsvorrichtung von sich aus in Sperrstellung hält.
Zweckmäßigerweise ist die Entriegelungstemperatur derart gewählt, dass die Geräteinnentemperatur zum Entriegelungszeitpunkt einen zulässigen Grenzwert unterschritten hat. Ein einfaches Verfahren, eine geeignete Entriegelungstemperatur zu bestimmen, besteht darin, die gerätetypische Abkühlcharakteristik heranzuziehen.
In zweckmäßiger Weiterbildung wird durch die Bewegung des Verriegelungsgliedes mindestens ein elektrischer Kontakt geschaltet. Dadurch können in einfacher Weise Zusatzfunktionen gesteuert werden. Denkbar wäre z. B. die Beschaltung von Signallampen oder eine Sicherheitsschaltung, die den Betrieb des Gerätes freigibt, sobald die Gerätetür verriegelt ist.
Bevorzugt wirkt das Verriegelungsglied indirekt auf die Gerätetür, indem es die Bewegung einer der Gerätetür und dem Verriegelungsglied zwischengeschalteten Schließmechanik hemmt. Mittels der Schließmechanik ist eine Sicherung der Gerätetür, z. B. gegen selbsttätiges Öffnen, auch im entriegelten Zustand möglich. Eine günstige und stabile Realisierung einer solchen Schließmechanik ist durch einen Drehverschluss gegeben. Alternativ dazu ist ein direktes Zusammenwirken des Verriegelungsgliedes mit der Gerätetür denkbar. Ein solches ist an sich aus der DE 198 52 578 C1 (Fig. 5 und 6) bekannt.
Besonders Platz sparend ist eine Ausführung der Erfindung, in welcher der Bimetallantrieb bezüglich seiner Antriebsrichtung senkrecht zur Beweglichkeitsrichtung des Verriegelungsglieds orientiert ist. Bei einer als Bimetallantrieb verwendeten Schnappscheibe ist die Antriebsrichtung die Sprungrichtung der Schnappscheibe. Ihre Ebene ist dann parallel zur Grundfläche der Verriegelungsvorrichtung ausgerichtet, wodurch die Verriegelungsvorrichtung sehr flach gestaltet werden kann. In diesem Fall ist zweckmäßigerweise ein Bewegungsumlenker vorgesehen, der die senkrechte Bewegung der Schnappscheibe in die horizontale Bewegung des Verriegelungsglieds umsetzt. In einer unaufwändigen Realisierung ist der Bewegungsumlenker keilförmig gestaltet.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1
in schematischer Darstellung einen Schnitt durch ein Gerät mit einer Verriegelungsvorrichtung für eine Gerätetür,
Fig. 2
beispielhaft den Verlauf der Geräteinnentemperatur und der lokalen Umgebungstemperatur während des Betriebs des Gerätes in Abhängigkeit der Zeit,
Fig. 3
in Seitenansicht die Verriegelungsvorrichtung bei geöffneter Gerätetür,
Fig. 4
in einer Darstellung gemäß Fig. 3 die Verriegelungsvorrichtung bei geschlossener Gerätetür,
Fig. 5
in Draufsicht die Verriegelungsvorrichtung in Öffnungsstellung,
Fig. 6
in Draufsicht die Verriegelungsvorrichtung in Sperrstellung,
Fig. 7
in einem Längsschnitt eine vorteilhafte Variante der Verriegelungsvorrichtung,
Fig. 8
die Fig. 7 dargestellte Verriegelungsvorrichtung in Draufsicht und
Fig. 9
die in den Fig. und 8 dargestellte Verriegelungsvorrichtung in einem Querschnitt lX-lX gemäß Fig. 8. ,
Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt schematisch eine in einem Gerät 1 eingebaute Verriegelungsvorrichtung 2, mit welcher die Gerätetür 3 gegen Öffnung sicherbar ist. Eine mögliche Stellung der Tür 3 in geöffnetem Zustand ist durch gestrichelte Hilfslinien 4 angedeutet. Bei dem dargestellten Gerät 1 handelt es sich beispielsweise um einen Backofen mit pyrolytischer Selbstreinigung.
Bei der Pyrolyse herrscht im Geräteinnenraum 5 eine Geräteinnentemperatur Ti von etwa 500°C, insbesondere also eine Temperatur, die die außerhalb des Gerätes 1 herrschende Raumtemperatur Tr stark überschreitet und für Benutzer des Gerätes 1 eine Verletzungsgefahr beinhaltet. In der durch die Gerätewand 6 thermisch abgeschirmtem unmittelbaren Umgebung 7 der Verriegelungsvorrichtung 2 herrscht eine lokale Umgebungstemperatur Tu, die während des Betriebs des Gerätes 1 gegenüber der Raumtemperatur Tr erhöht, jedoch klein gegenüber der Geräteinnentemperatur Ti ist.
Der Verlauf der Umgebungstemperatur Tu hängt dabei in einer für das Gerät 1 charakteristischen Weise vom zeitlichen Verlauf der Geräteinnentemperatur Ti ab. Bei gegebenem Gerät 1 lässt sich dieser Zusammenhang eindeutig durch Messung der Umgebungstemperatur Tu und Vergleich mit der Geräteinnentemperatur Ti bestimmen. Eine solche Kennlinie der Umgebungstemperatur Tu ist in Fig. 2 beispielhaft dargestellt. Man erkennt darin, dass die Umgebungstemperatur Tu und die Geräteinnentemperatur Ti einem ähnlichen zeitlichen Verlauf folgen, jedoch die Umgebungstemperatur Tu der Geräteinnentemperatur Ti zeitlich verzögert nacheilt und einen im Vergleich zur Geräteinnentemperatur Ti stark verminderten Maximalwert erreicht. Insbesondere hängt die Abkühlcharakteristik, also die Rückkehr sowohl der Geräteinnentemperatur Ti als auch der Umgebungstemperatur Tu auf Raumtemperatur Tr nach Beendigung des Betriebs zum Zeitpunkt tB, nur von den Isolationseigenschaften des Gerätes 1 ab. Durch Aufnahme der in Fig. 2 dargestellten Kennlinie kann daher anhand der Umgebungstemperatur Tu auf die Geräteinnentemperatur Ti zurückgeschlossen werden. Durch Erfassung der Umgebungstemperatur Tu kann somit auf einfache Weise eine Schaltbedingung für die Entriegelung entwickelt werden. Die Entriegelung erfolgt, wenn die Umgebungstemperatur Tu eine vorbestimmte Entriegelungstemperatur TE unterschreitet, wobei die Entriegelungstemperatur TE derart gewählt ist, dass zum Entriegelungszeitpunkt tE die Geräteinnentemperatur Ti einen zulässigen Grenzwert TG unterschreitet.
Prinzipiell kann eine äquivalente Schaltbedingung auch für die Verriegelung entwickelt werden. Aufgrund der üblicherweise schnellen Aufheizrate der Geräteinnentemperatur Ti zu Beginn des Betriebs und dem zeitverzögerten Echo der Umgebungstemperatur Tu ist es jedoch vorteilhaft, den Zeitpunkt der Verriegelung tV durch ein externes Steuersignal S zu bestimmen. Bei einer bimetallisch angetriebenen Verriegelungsvorrichtung 2 wird dieses Steuersignal S zweckmäßigerweise durch Beheizung der Verriegelungsvorrichtung 2 auf eine Verriegelungtemperatur TV aufgebracht. Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, dass aufgrund der geringen nötigen Heizleistungen diese Beheizung keinen nennenswerten Einfluss auf die Entwicklung der Umgebungstemperatur Tu hat. Das Steuersignal S muss mindestens bis zum Zeitpunkt t0 aktiviert sein, wenn die Umgebungstemperatur Tu die Verriegelungtemperatur TV überschreitet. Danach bleibt die Verriegelungsvorrichtung 2 allein unter dem Einfluss der Umgebungstemperatur Tu in verriegeltem Zustand. Optional kann das Steuersignal S nach dem Zeitpunkt t0 noch aufrechterhalten werden. Es muss erst zum Entriegelungszeitpunkt tE ausgeschaltet sein.
Das beschriebene Verriegelungsverfahren ist in der in den folgenden Figuren im Detail dargestellten Verriegelungsvorrichtung 2 realisiert. Fig. 3 zeigt diese bei geöffneter Gerätetür 3. Die Verriegelungsvorrichtung 2 umfasst eine als Drehverschluss 8 ausgebildete Schließmechanik, deren Greifende 9 derart ausgestaltet ist, dass es mit einer korrespondierenden Aufnahme 10 der Gerätetür 3 einen die Gerätetür 3 verschließenden Formschluss eingehen kann. Der Drehverschluss 8 ist um eine Schwenkachse 11 schwenkbar gelagert, und ist bei geöffneter Gerätetür 3 bezüglich der Schließrichtung 12 der Gerätetür 3 schräg orientiert. Die Schwenkachse 11 ist in einem Langloch 13 entlang der Schließrichtung 12 verschiebbar gehalten, und wird mittels einer Rückstellfeder 14 entgegen der Schließrichtung 12 vorgespannt.
Beim Schließen der Gerätetür 3 wird zunächst der Drehverschluss 8 aus seiner schiefen Lage in die eine bezüglich der Schließrichtung 12 parallele Lage verkippt. Die Gerätetür 3 wird nun durch den zwischen dem Greifende 9 und der Aufnahme 10 hergestellten Formschluss im geschlossenen Zustand gehalten. Wie in Fig. 4 dargestellt, wird die Schwenkachse 11 durch den Schließdruck der vollständig geschlossenen Gerätetür 3 zudem leicht in Schließrichtung 12 verschoben, wodurch der Drehverschluss 8 sowohl in als auch entgegen der Schließrichtung 12 Spiel hat.
Zur Verriegelung ist ein in Fig. 5 in Öffnungsstellung dargestelltes Verriegelungsglied 15 vorgesehen, das in einer zur Schwenkachse 11 parallelen Verriegelungsrichtung 16 verschiebbar im Gehäuse 17 der Verriegelungsvorrichtung 2 geführt ist. Das Verriegelungsglied 15 weist eine Gabelausformung 18 auf, die mit einem korrespondierenden Gabelende 19 des Drehverschlusses 8 zur Herstellung einer Verschlusssicherung zusammenwirkt. In Öffnungsstellung liegen die Zinken 20 der Gabelausformung 18 und die Zinken 21 des Gabelendes 19 in Verriegelungsrichtung 16 versetzt zueinander, so dass die Zinken 20 und die Zinken 21 in der durch Fig. 5 dargestellten Projektion wie die Zähne zweier Zahnräder ineinanderzu greifen scheinen. Durch diesen Versatz der Zinken 20 und der Zinken 21 ist der Weg des Gabelendes 19 bei der Schwenkbewegung des Drehverschlusses 8 freigegeben.
Der Antrieb des Verriegelungsglieds 15 erfolgt durch eine bimetallische Schnappscheibe 22, deren Bewegende 23 am Verriegelungsglied 15 fixiert ist, und deren Festende 24 mit dem Gehäuse 17 fest verbunden ist. Die Schnappscheibe 22 ist dabei bezüglich des Verriegelungsglieds 15 derart angeordnet, dass die Bewegung des Bewegendes 23 beim Schnappvorgang parallel zur Verriegelungsrichtung 16 verläuft. Zur Beheizung der Schnappscheibe 22 ist ein Heizelement 25 in Form eines PTC-Widerstandes vorgesehen. Um stets einen guten thermischen Kontakt zwischen dem Heizelement 25 und der Schnappscheibe 22 zu gewährleisten, wird das Heizelement 25 durch eine Druckfeder 26 gegen die Schnappscheibe 22 vorgespannt.
Die Verriegelung erfolgt lediglich bei geschlossener Gerätetür 3. Dann ist gemäß Fig. 4 der Drehverschluss 8 parallel zur Schließrichtung 12 ausgerichtet. In dieser Stellung liegen die Zinken 20 und die Zinken 21 in zur Zeichnungsebene von Fig. 5 parallel verschobenen Ebenen versetzt zueinander, so dass der Weg der Gabelausformung 18 bei der Verschiebung des Verriegelungsgliedes 15 in Verriegelungsrichtung 16 freigegeben ist.
Die Verriegelung erfolgt durch Anlegen einer elektrischen Spannung an das Heizelement 25 über die Schnappscheibe 22 und einen mit dieser leitend verbundenen Kontakt 27 sowie über die Druckfeder 26 und einen mit dieser verbundenen Kontakt 28. Durch die bei der Bestromung des Heizelements 25 entstehende Wärme wird die Schnappscheibe 22 aufgeheizt. Übersteigt ihre Temperatur die Verriegelungstemperatur TV, so ändert die Schnappscheibe 22 sprunghaft ihre Form. Bei dieser Formänderung verschiebt die Schnappscheibe 22 das Verriegelungsglied 15 entlang der Verriegelungsrichtung 16 aus der in Fig. 5 abgebildeten Öffnungsstellung in die in Fig. 6 abgebildete Sperrstellung. Die Verriegelungswirkung kommt dadurch zustande, dass bei dieser Bewegung die Zinken 20 in Blickrichtung von Fig. 5 und 6 unter die Zinken 21 geschoben werden, und damit in den Schwenkweg der letzteren hineinstehen. Der Drehverschluss 8 ist dadurch in schließender Stellung fixiert, und die Gerätetür 3 kann nicht mehr von außen geöffnet werden.
Die Entriegelung erfolgt dadurch, dass die Schnappscheibe 22 unter Einfluss der sinkenden Umgebungstemperatur Tu entgegen der Verriegelungsrichtung 16 zurückspringt, und dadurch das Verriegelungsglied 15 in die Öffnungsstellung zurückverschiebt.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist ein elektrischer Verriegelungskontakt 29 vorgesehen, der in Sperrstellung geschlossen, und in Öffnungsstellung offen ist. Der Verriegelungskontakt 29 umfasst einen parallel zur Schnappscheibe 22 angeordneten beweglichen Schenkel 30, der in ähnlicher Weise wie die Schnappscheibe 22 einerseits am Verriegelungsglied 15, und andererseits am Gehäuse 17 fixiert ist. Es ist auch denkbar, die Funktion des Schenkels 30 direkt durch die Schnappscheibe 22 zu realisieren. Ein weiterer Schenkel 31 ist nur am Gehäuse 17 fixiert und derart in Verriegelungsrichtung 16 verschoben zum Schenkel 30 angeordnet, dass bei der Verriegelungsbewegung des Verriegelungsglieds 15 die Schenkel 30 und 31 zur Bildung einer elektrisch leitenden Verbindung gegeneinander gedrückt werden.
Ein des Weiteren vorgesehener Türkontakt 32 dient zur Anzeige, ob die Gerätetür 3 geschlossen ist. Der Türkontakt 32 umfasst einen Mikroschalter 33 und einen Türkontaktschieber 34. Der Türkontaktschieber 34 weist an seinem, dem Mikroschalter 33 zugewandten Ende 35 eine Ausnehmung 36 zur Aufnahme des Tasters 37 des Mikroschalters 33 auf. Das entgegengesetzte (in den Fig. 5 und 6 unter dem Drehverschluss 8 verborgene) Ende des Türkontaktschiebers 34 ist derart formschlüssig mit dem Drehverschluss 8 verbunden, dass bei der Bewegung des Drehverschlusses 8 beim Schließen der Gerätetür 3 der Türkontaktschieber 34 in Schließrichtung 12 verschoben wird. Bei dieser Bewegung wird der Taster 37 durch den Rand der Ausnehmung 36 eingedrückt und so der Mikroschalter 33 geschaltet. Das Ende 35 des Türkontaktschiebers 34 wird von einer Druckfeder 38 in Richtung des Drehverschlusses 8 vorgespannt. Die Druckfeder 38 bewirkt dabei zum Einen eine Rückstellung des Türkontaktschiebers 34 gegen den Drehverschluss 8, zum Anderen eine Verkippung des Drehverschlusses 8 beim Öffnen der Gerätetür 3 in seine in Fig. 3 dargestellte schiefe Ausgangslage.
Eine besonders Platz sparende Variante der Verriegelungsvorrichtung 2 ist in den Fig. 7 bis 9 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel ist dadurch ausgezeichnet, dass die Schnappscheibe 22 derart angeordnet ist, dass ihre Sprungrichtung 39 senkrecht auf die Verriegelungsrichtung 16 steht. Das Bewegende 23 ist in diesem Fall nicht direkt am Verriegelungsglied 15 fixiert, sondern an einem Bewegungsumlenker 40, der die senkrechte Bewegung der Schnappscheibe 22 und die von dieser erzeugte, zur Sprungrichtung 39 parallele Kraftwirkung in die Verriegelungsrichtung 16 umsetzt. Der Bewegungsumlenker 40 funktioniert nach Art eines Keils, indem er mit einer schiefen Ebene 41 auf eine korrespondierende Fläche 42 des Verriegelungsglieds 15 einwirkt. Eine am der Schnappscheibe 22 entgegengesetzten Ende 43 des Verriegelungsglieds 15 angeordnete Druckfeder 43 bewirkt bei diesem Ausführungsbeispiel die Rückstellung des Verriegelungsglieds 15.

Claims (15)

  1. Elektrothermisch gesteuerte Verriegelungsvorrichtung (2) für eine Gerätetür (3), mit einem Verriegelungsglied (15), welches ein Bimetallantrieb (22) bei einer Verriegelungstemperatur (TV) in eine Sperrstellung und bei einer Entriegelungstemperatur (TE) in eine Öffnungsstellung bewegt,
       dadurch gekennzeichnet, dass die Entriegelung erfolgt, wenn die lokale Umgebungstemperatur (Tu) die Entriegelungstemperatur (TE) unterschreitet.
  2. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1,
       dadurch gekennzeichnet, dass zur Auslösung der Verriegelung ein Heizelement (25) vorgesehen ist, mit welchem der Bimetallantrieb (22) über die Verriegelungstemperatur (TV) hinaus aufheizbar ist.
  3. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 2,
       dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (25) als PTC-Widerstand ausgeführt ist.
  4. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
       dadurch gekennzeichnet, dass die Entriegelungstemperatur (TE) derart gewählt ist, dass bei der Entriegelung die Geräteinnentemperatur (Ti) einen vorbestimmten Grenzwert (TG) unterschreitet.
  5. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
       dadurch gekennzeichnet, dass die Entriegelungstemperatur (TE) anhand der gerätetypischen Abkühlcharakteristik der Umgebungstemperatur (Tu) bestimmt ist.
  6. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
       dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Verriegelungsgliedes (15) zwischen der Sperrstellung und der Öffnungsstellung mindestens einen elektrischen Kontakt (29) schaltet.
  7. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6
       dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungsglied (15) indirekt auf die Gerätetür (3) als Verschlusssicherung wirkt, indem es in Sperrstellung das Öffnen einer die Gerätetür (3) haltenden Schließmechanik (8) hemmt.
  8. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 7,
       dadurch gekennzeichnet, dass die Schließmechanik als Drehverschluss (8) ausgebildet ist.
  9. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
       dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrichtung (38) des Bimetallantriebs (22) etwa senkrecht auf die Beweglichkeitsrichtung (16) des Verriegelungsglieds (15) ausgerichtet ist.
  10. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 9,
       gekennzeichnet durch
    einen die durch den Bimetallantrieb (22) erzeugte Kraftwirkung aus der Antriebsrichtung (38) in die Beweglichkeitsrichtung (16) umsetzenden Bewegungsumlenker (39).
  11. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 10,
       dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsumlenker (39) keilartig ausgebildet ist.
  12. Verfahren zur elektrothermisch gesteuerten Verriegelung einer Gerätetür mittels einer Verriegelungsvorrichtung (2), bei dem ein Verriegelungsglied (15) von einem Bimetallantrieb (22) bei einer Verriegelungstemperatur (TV) in eine Sperrstellung, und bei einer Entriegelungstemperatur (TE) in eine Öffnungsstellung bewegt wird,
       dadurch gekennzeichnet, dass als Kenngröße für die Auslösung der Entriegelung die lokale Umgebungstemperatur (Tu) der Verriegelungsvorrichtung (2) in der Art herangezogen wird, dass die Entriegelung dann durchgeführt wird, wenn die lokale Umgebungstemperatur (Tu) die Entriegelungstemperatur (TE) unterschreitet.
  13. Verfahren nach Anspruch 12
       dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelung durch Beheizung des Bimetallantriebs (22) ausgelöst wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13,
       dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung des Bimetallantriebs (22) so lange aufrechterhalten wird, bis die Umgebungstemperatur (Tu) die Verriegelungstemperatur (TV) erreicht hat.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
       dadurch gekennzeichnet, dass die Entriegelungstemperatur (TE) anhand der gerätetypischen Abkühlcharakteristik der Umgebungstemperatur (Tu) derart bestimmt ist, dass bei Entriegelung die Geräteinnentemperatur (Ti) einen vorbestimmten Grenzwert (TG) unterschreitet.
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