DE202019107128U1

DE202019107128U1 - Aktuator für elektrisches Haushaltsgerät

Info

Publication number: DE202019107128U1
Application number: DE202019107128.1U
Authority: DE
Original assignee: Bitron Poland Sp zoo
Current assignee: Bitron Poland Sp zoo
Priority date: 2018-12-31
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2020-03-10
Anticipated expiration: 2029-12-20
Also published as: PL127936U1; PL72757Y1

Abstract

Aktuator (20) für ein elektrisches Haushaltsgerät, welcher aufweist:
zumindest ein festes Element (21, 22),
zumindest ein bewegliches Element (23), das so konfiguriert ist, dass es zwischen zumindest zwei unterschiedlichen Positionen relativ zu dem festen Element (21, 22) beweglich ist,
ein Formgedächtnislegierungselement (24), das mit dem festen Element (21, 22) betriebsmäßig in Eingriff steht und sich davon in Verbindung mit dem beweglichen Element (23) erstreckt, wobei das Formgedächtnislegierungselement (24) konfiguriert ist, um ein Aktivierungssignal zu empfangen und in Antwort darauf seine Dimension zu verändern, um das bewegliche Element (23) relativ zu dem festen Element (21, 22) zu bewegen,
wobei das zumindest eine feste Element (21, 22) eine gedruckte Schaltplatine (21) aufweist, mit der das Formgedächtnislegierungselement (24) elektrisch verbunden ist, wobei die gedruckte Schaltplatine (21) nur zwei elektrische Anschlüsse (25a, 25b) aufweist, durch die die gedruckte Schaltplatine (21) mit einer Steuereinheit des elektrischen Haushaltsgeräts verbindbar ist,
wobei der Aktuator dadurch gekennzeichnet ist, dass er ferner Sensiermittel (26, 27) aufweist, die auf der gedruckten Schaltplatine angeordnet und konfiguriert sind, um ein Positionssignal zu liefern, das eine Position des beweglichen Elements (23) angibt.

Description

Aspekte der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf einen Aktuator für ein elektrisches Haushaltsgerät , und insbesondere einen Aktuator, welcher aufweist: zumindest ein festes Element, zumindest ein bewegliches Element, das so konfiguriert ist, dass es zwischen zumindest zwei unterschiedlichen Positionen relativ zu dem festen Element beweglich ist, ein Formgedächtnislegierungselement, das mit dem festen Element betriebsmäßig in Eingriff steht und sich davon in Verbindung mit dem beweglichen Element erstreckt, wobei das Formgedächtnislegierungselement konfiguriert ist, um ein Aktivierungssignal zu empfangen und in Antwort darauf seine Dimension zu verändern, um das bewegliche Element relativ zu dem festen Element zu bewegen.
Die Verwendung von auf Formgedächtnislegierung (SMA)-basierenden Aktuatoren in elektrischen Haushaltsgeräten kann das Erfordernis mit sich mitbringen, die Steuereinheiten der Geräte derart zu konstruieren, dass die Steuereinheiten in der Lage sind, Stromsignale auszugeben, die von den Aktuatoren akzeptiert werden können. In dieser Hinsicht kann es passieren, dass eine Steuereinheit, die zur Arbeit mit Solenoidaktuatoren konstruiert ist, mit einem SMA-basierten Aktuator nicht korrekt arbeiten kann.
Demzufolge besteht Bedarf nach einem SMA-basierten Aktuator, der konfiguriert werden kann, um mit Steuereinheiten von gegenwärtigen elektrischen Haushaltsgeräten zu arbeiten.
Die obigen uns andere Erfordernisse werden durch einen Aspekt der vorliegenden Offenbarung erfüllt, die gemäß einem Aspekt angibt, dass der Aktuator ferner eine Modulationsschaltung aufweist, mit der das Formgedächtnislegierungselement elektrisch verbunden ist, wobei die Modulationsschaltung eine Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen aufweist, durch die die Modulationsschaltung mit einer Steuereinheit des elektrischen Haushaltsgeräts verbindbar ist, wobei die Modulationsschaltung konfiguriert ist, um ein Stromsignal von der Steuereinheit in ein Aktivierungssignal umzuwandeln, das dazu geeignet ist, das Formgedächtnislegierungselement zu aktivieren, und um eine Position des beweglichen Elements basierend auf einer Dauer des Stromsignals zu setzen.
Vorteilhaft kann die Modulationsschaltung auch konfiguriert sein, um das Aktivierungssignal derart zu konditionieren, dass das Aktivierungssignal durch das Formgedächtnislegierungselement toleriert wird. Zum Beispiel kann die Modulationsschaltung das Aktivierungssignal modulieren, um zu veranlassen, dass das Formgedächtnislegierungselement seine Länge ändert, um eine gewünschte Position des beweglichen Elements zu erreichen, und dann seine Länge beibehält, wenn die gewünschte Position erreicht worden ist, während gleichzeitig der dem Formgedächtnislegierungselement zugeführte elektrische Strom gesteuert oder begrenzt wird, um zu verhindern, dass das Formgedächtnislegierungselement überhitzt oder starken elektrischen Zyklen ausgesetzt ist, die das Altern der SMA beschleunigen und einen vorzeitigen Ausfall verursachen können.
Gemäß einem Aspekt kann der Aktuator ferner Sensiermittel aufweisen, die an Bord der Modulationsschaltung angeordnet sind, und konfiguriert sind, um ein Positionssignal zu liefern, das eine Position des beweglichen Elements angibt. Die Modulationsschaltung kann konfiguriert sein, um das Formgedächtnislegierungselement basierend auf dem Positionssignal zu steuern. Die Modulationsschaltung braucht nur zwei der elektrischen Anschlüsse aufweisen. Gemäß einem Aspekt können die Sensiermittel einen Lichtsender und einen Lichtempfänger aufweisen, die voreinander angeordnet sind, wobei das bewegliche Element ein Kupplungsprofil aufweisen, das zwischen den Lichtsender und den Lichtempfänger eingefügt ist und konfiguriert ist, um, basierend auf der Position des beweglichen Elements, den Lichtempfänger mit dem Lichtsender optisch zu koppeln oder den Lichtempfänger von dem Lichtsender optisch zu entkoppeln. Das Kupplungsprofil kann gestaltet sein, um für einen glatten Übergang zwischen einem Zustand, in dem der Lichtempfänger mit dem Lichtsender optisch gekoppelt ist, und einem Zustand, in dem der Lichtempfänger von dem Lichtsender optisch entkoppelt ist, zu sorgen.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht einen Spender zum Spenden eines Waschmittels und eines Spülmittels in einer Geschirrspülmaschine vor, wobei der Spender aufweist: eine Aufnahme, die dazu dient, eine Menge eines Waschmittels aufzunehmen; einen beweglichen Deckel, der der Aufnahme zugeordnet ist und von einer offenen Position zu einer geschlossenen Position, in der er die Aufnahme jeweils öffnet und schließt, verlagerbar ist; ein automatisch gesteuertes Schließelement, das in der Lage ist, eine deaktivierte Konfiguration einzunehmen, in der das Schließelement konfiguriert ist, um den Deckel in der geschlossenen Position zu sperren, sowie eine aktivierte Konfiguration, in der das Schließelement den Deckel löst, um zu erlauben, dass er von der geschlossenen Position in die offene Position übergeht; und ein Dosierventil, das konfiguriert ist, um das Spülmittel zu spenden; wobei der Spender einen SMA-basierten Aktuator aufweist, wobei das bewegliche Element des Aktuators zu einer ersten aktiven Position, in der das bewegliche Element das Schließelement steuert, um von der deaktivierten Konfiguration zur aktivierten Konfiguration überzugehen, und zu einer zweiten aktiven Position, in der das bewegliche Element das Dosierventil zum Spenden des Spülmittels steuert, beweglich ist.
In herkömmlichen Spendern, wo der Aktuator konfiguriert ist, um das bewegliche Element nur zu einer aktiven Position zu bewegen, ist ein Antriebsmechanismus erforderlich, der in der Lage ist, umzuschalten zwischen einer Konfiguration, in der das bewegliche Element das Türöffnen aktiviert, und einer Konfiguration, in der das bewegliche Element das Dosierventil aktiviert („mechanisches Rücksetzen“), wie in der EP 1 740 082 B1 oder der EP 1 909 632 B1 beschrieben. In einem Spender, der gemäß der Erfindung mit einem SMA-basierten Aktuator versehen ist, können zwei oder mehr aktive Positionen für das bewegliche Element inhärent durch die Eigenschaft des Aktuators selbst vorgesehen werden („elektronisches Rücksetzen“), und ist daher kein Schaltantriebsmechanismus erforderlich.
Ein noch anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht einen Luftverteiler für ein Kühlgerät vor, welcher aufweist: einen Luftkanal und einen Obturator, der so konfiguriert ist, dass er zwischen unterschiedlichen Positionen beweglich ist, in der jeweils der Luftkanal geschlossen, teilweise offen und vollständig offen ist, wobei der Luftverteiler dadurch gekennzeichnet ist, dass er einen erfindungsgemäßen Aktuator aufweist, wobei das bewegliche Element des Aktuators mit dem Obturator betriebsmäßig verbunden ist, um die Position des Obturators zu steuern.
Ein weiterer Aspekt gibt ein Verfahren zum Steuern eines Linearaktuators für ein elektrisches Haushaltsgerät an, wobei der Linearaktuator zumindest ein festes Element und zumindest ein bewegliches Element, das konfiguriert ist, um, in Antwort auf ein Aktivierungssignal von einer Steuerschaltung, zwischen zumindest zwei unterschiedlichen Positionen relativ zu dem festen Element bewegt zu werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines Positionssignals, das eine Position des beweglichen Elements angibt, und Steuern des beweglichen Elements basierend auf dem Positionssignal, wobei das Steuern des beweglichen Elements aufweist, eine Charakteristik des Aktivierungssignal basierend auf dem Positionssignal zu ändern.
Ein anderer Aspekt gibt ein Verfahren zum Steuern eines Linearaktuators für ein elektrisches Haushaltsgerät an, wobei der Linearaktuator zumindest ein festes Element und zumindest ein bewegliches Element aufweist, das konfiguriert ist, um in Antwort auf ein Aktivierungssignal von einer Steuerschaltung zwischen zumindest zwei unterschiedlichen Positionen relativ zu dem festen Element bewegt zu werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines Zeitsignals, und Ändern einer Charakteristik des Aktivierungssignals basierend auf dem Zeitsignal.
Ein noch anderer Aspekt gibt ein Verfahren zum Steuern eines Linearaktuators für ein elektrisches Haushaltsgerät an, wobei der Linearaktuator zumindest ein festes Element und zumindest ein bewegliches Element aufweist, das konfiguriert ist, um in Antwort auf ein Aktivierungssignal von einer Steuerschaltung zwischen zumindest zwei unterschiedlichen Positionen relativ zu dem festen Element bewegt zu werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines Positionssignals, das eine Position des beweglichen Elements angibt, und Steuern des beweglichen Elements basierend auf dem Positionssignal gemäß einer Konditionalregel; wobei das Verfahren ferner aufweist: Bereitstellen eines Zeitsignals, wobei das Steuern des beweglichen Elements aufweist, die Konditionalregel basierend auf dem Zeitsignal zu ändern.
Weitere Aspekte geben Kombinationen von zwei oder mehr der oben erwähnten Steuerverfahren an. Es ist anzumerken, dass die oben erwähnten Verfahren allgemein an Linearaktuatoren angewendet werden können, wie etwa zum Beispiel die oben erwähnten SMA-basierten Aktuatoren, Solenoidaktautoren, Wachsaktuatoren usw.
Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung, die nur als nicht einschränkendes Beispiel angegeben ist, in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei

1a und 1b sind Draufsichten, jeweils von oben und von unten, einer Spendervorrichtung, die einen Aktuator gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält;
2a und 2b sind Ansichten in unterschiedlichen Ebenen der Spendervorrichtung der 1a und 1b in einer ersten Betriebsposition;
3a und 3b sind Ansichten in unterschiedlichen Ebenen der Spendervorrichtung der 1a und 1b in einer zweiten Betriebsposition;
4a und 4b sind Ansichten in unterschiedlichen Ebenen der Spendervorrichtung der 1a und 1b in einer dritten Betriebsposition;
5a und 5b sind Ansichten in unterschiedlichen Ebenen der Spendervorrichtung der 1a und 1b in einer vierten Betriebsposition;
6a und 6b sind Ansichten in unterschiedlichen Ebenen der Spendervorrichtung der 1a und 1b in einer fünften Betriebsposition;
7 ist eine Explosionsansicht des Aktuators der Spendervorrichtung der 1a und 1b;
8 ist ein Zeitdiagramm, das das Betriebsverfahren des Aktuators von 7 zeigt;
9 ist ein Diagramm, das Spannung und durchschnittliche Aktuatorleistung gegen die Zeit während des Betriebs des Aktuators von 7 zeigt;
10 zeigt einen Vergleich zwischen dem Tastzyklus eines Stromsignals, das von einer Steuereinheit des elektrischen Haushaltsgeräts einem konventionellen Solenoidaktuator geliefert wird (oberes Diagramm) und dem Tastzyklus eines Stromsignals, das von einer Steuereinheit des elektrischen Haushaltsgeräts dem Aktuator von 7 geliefert wird (unteres Diagramm);
11a und 11b zeigen jeweils ein Schaltungslayout und ein Blockdiagramm einer ersten beispielhaften Modulationsschaltung für den Aktuator von 7;
11c und 11d zeigen jeweils ein Schaltungslayout und ein Blockdiagramm einer zweiten beispielhaften Modulationsschaltung für den Aktuator von 7;
12a bis 12d zeigen alternative Wellenverläufe für das von der Modulationsschaltung gelieferte Aktivierungssignal;
13a und 13b sind jeweils eine Perspektivansicht und einer Draufsicht einer weiteren Ausführung des Aktuators der Spendervorrichtung; und
14a und 14b sind jeweils eine Perspektivansicht und eine Draufsicht einer noch weiteren Ausführung des Aktuators der Spendevorrichtung.

In den Zeichnungen bezeichnet die Bezugszahl 1 die Gesamtheit einer Spendevorrichtung zum Spenden eines Waschmittels und eines Spülmittels. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese spezifische Anwendung beschränkt, und kann auch auf andere elektrische Haushaltsgeräte angewendet werden.
Wie an sich bekannt, dient eine solche Spendevorrichtung 11 dazu, an einer Innenwand einer Tür befestigt zu werden, die eine Spülkammer einer Geschirrspülmaschine verschließt.
Die Spendevorrichtung 1 enthält einen Körper 2, der zum Beispiel aus geformten Kunststoff hergestellt ist, und dazu dient, in einer an sich bekannten und nicht gezeigten Weise) mit der Tür der Geschirrspülmaschine an der Seite verbunden zu werden, die während des Betriebs zur Spülkammer dieser Geschirrspülmaschine hin weist.
Der Körper 2 enthält eine vertiefte Aufnahme 3 (in den 2b bis 6b sichtbar), im Wesentlichen in der Form einer Schale). Die Aufnahme 3 dient zur Aufnahme einer Waschmittelmenge, wie etwa eines Pulverdetergens oder eines flüssigen Detergens oder eines festen Waschmittels in der Form einer „Seifenstange“ oder einer Tablette.
Die Vorrichtung 1 enthält einen beweglichen Deckel 5, der der Aufnahme 3 zugeordnet ist und mit dem Körper 2 verbunden ist. Der bewegliche Deckel 5 ist in einer Weise verlagerbar, die auf den Körper 2 zwischen einer geschlossenen Position (1a) und einer offenen Position (nicht gezeigt) begrenzt beschränkt ist, wo er die Aufnahme 3 jeweils dicht verschließt und öffnet. Im in den Zeichnungen gezeigten Beispiel ist der Deckel 5 in der mit dem Pfeil y angegeben Richtung verschiebbar. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Bewegungsart beschränkt, und umfasst zum Beispiel auch Ausführungen, in denen sich der Deckel um eine feste Achse herum dreht, sowie auch Ausführungen, in dem der Deckel einer komplexeren Bahn folgt, wie etwa einer Bahn, die eine Schiebekomponente und eine Kippkomponente aufweist.
Ein elastisches Rückstellement (nicht gezeigt) ist herkömmlich dem Deckel 5 zugeordnet, wobei das Rückstellement Tendenz hat, den letzteren zur offenen Position hin zu verschieben. Dieses Rückstellement kann zum Beispiel eine Torsionsfeder sein.
Wenn sich der bewegliche Deckel 5 in der geschlossenen Position befindet (1), hält ihn eine Sperranordnung in dieser Position gegen die Wirkung der Rückstellfeder 8, die ihn tendenziell zur offenen Position zurückbringen würde. Diese Sperranordnung umfasst herkömmlich ein elastisch vorgespanntes Sperrelement (nicht gezeigt), das an dem Deckel 5 angeordnet ist, sowie ein automatisch gesteuertes Schließelement (nicht gezeigt), das an dem Körper 2 angeordnet ist.
Das Sperrelement ist mit einem manuell betätigten Öffnungselement 15, wie etwa einem an dem Deckel 5 angeordneten Knopf, einstückig ausgebildet oder damit fest verbunden. Das Öffnungselement 15 ist herkömmlich betätigbar, um das Sperrelement von dem Schließelement zu lösen, wenn das Schließelement in einer deaktivierten Konfiguration ist, um zu erlauben, dass der Deckel 5 unter der Wirkung eines Rückstellements wie etwa einer Feder (nicht gezeigt) von der geschlossenen Position zur offenen Position übergeht.
Im in den Zeichnungen gezeigten Beispiel kann das Schließelement als Schwenkhebel ausgebildet sein, das der Aufnahme 3 für das Spülmittel benachbart ist. Die Schwenkachse des Schließelements ist durch eine Welle 13 des Schließelements definiert und erstreckt sich im Wesentlichen orthogonal zum Körper 2 der Spendevorrichtung. Ein unteres Ende der Welle 13 ist in den 1a, b bis 6a, b, sichtbar. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Bewegungsart für das Schließelement beschränkt.
Das untere Ende der Welle 13 ist mit einem gabelförmigen Antriebselement 14 fest verbunden, durch das die Welle 13 des Schließelements mit einem elektrisch betätigten Aktuator 20 betriebsmäßig verbunden ist, der im Folgenden beschrieben wird. Aufgrund dieser Verbindung ist das Schließelement herkömmlich umschaltbar und beweglich zwischen einer deaktivierten Konfiguration, in der das Schließelement von dem Sperrelement des Deckels ergriffen werden kann, wenn es in der geschlossenen Position ist, sowie einer aktivierten Konfiguration, in der das Schließelement das Sperrelement des Deckels löst, um zu erlauben, dass der Deckel 5, unter der Wirkung der zugeordneten Rückstellfeder 8, von der geschlossenen Position in die offene Position übergeht.
Der Körper 2 der Spendevorrichtung enthält ferner einen in dem Körper 2 ausgebildeten Tank 17 für Spülmittel. Die Position des Spülmittels während des Betriebs des Spenders ist in den 2b bis 6b mit einer kreuzschraffierten Fläche angegeben. Der Tank 17 ist durch eine erste Öffnung 18a mit einer Dosierkammer 18 fluidisch verbunden. In der Dosierkammer 18 ist ein Dosierventil 19 angeordnet. Das Dosierventil 19 enthält einen festen Ventilkörper 19a und einen verschiebbaren Obturator 19b, der mit einem Verbindungselement 19c fest verbunden ist. Durch das Verbindungselement 19c kann der Obturator 19d durch den Aktuator 20 gesteuert werden. Die Dosierkammer 18 ist mit einer Auslassleitung 19e durch eine zweite Öffnung 18b verbunden, die an dem Ventilkörper 19a vor der ersten Öffnung 18a ausgebildet ist. Die Auslassleitung 19e ist herkömmlich mit einem Auslass (nicht gezeigt) verbunden, durch den das Spülmittel in die Spülkammer der Geschirrspülmaschine ausgegeben werden kann. Der Obturator 19d ist konfiguriert, um während seiner Gleitbewegung alternativ die erste Öffnung 18a oder die zweite Öffnung 18b der Dosierkammer 18 zu verschließen.
Wie insbesondere in 7 gezeigt, enthält der Aktuator 20 zumindest ein festes Element. Im Beispiel von 7 sind dies zwei feste Elemente, bezeichnet mit 21 und 22. Das erste feste Element 21 ist eine gedruckte Schaltplatine, die in der folgenden Beschreibung der Einfachheit wegen so genannt wird. Die gedruckte Schaltplatine trägt eine Modulationsschaltung 21a, die im Folgenden diskutiert wird. Die zweite feste Kammer 22 ist eine Deckhülle, die an der gedruckten Schaltplatine 21 und in der folgenden Beschreibung der Einfachheit halber so genannt wird. Gemäß anderen Ausführungen können weitere feste Elemente vorhanden sein, wie etwa zum Beispiel ein fester Hauptkörper, an dem die gedruckte Schaltplatine angebracht ist.
Der Aktuator 20 enthält ferner zumindest ein bewegliches Element, das so konfiguriert ist, dass es zwischen zumindest zwei unterschiedlichen Positionen relativ zu den festen Elementen 21 und 22 beweglich ist. Im Beispiel von 7 ist dies ein bewegliches Element 23, das als Schieber konfiguriert ist (und wird im Folgenden der Einfachheit wegen so genannt), der so konfiguriert ist, dass er zwischen zumindest zwei unterschiedlichen Positionen relativ zu den festen Elementen 21 und 22 translatorisch beweglich ist. Der Schieber 23 umfasst einen ersten geführten Vorsprung 23a und einen zweiten geführten Vorsprung 23b, die jeweils in einem ersten Führungsschlitz 21a und einem zweiten Führungsschlitz 21b aufgenommen sind, welche die gedruckte Schaltplatine 21 durchsetzen. Der erste geführte Abschnitt 23a umfasst einen Verbindungsstift 23a', der in ein Loch eingesetzt ist, das in dem mit dem Obturator 19b des Dosierventils 16 verbundenen Verbindungselement 19c ausgebildet ist. Auf diese Weise ist der Schieber 23 mit dem Obturator 19b des Dosierventils 19 betriebsmäßig verbunden.
Der Schieber 23 umfasst ferner einen Antriebsabschnitt 23b, der mit dem gabelförmigen Antriebselement 14 gekoppelt ist, das mit der Welle 13 des Schließelements des Sperrsystems des Deckels15 verbunden ist. Auf diese Weise ist der Schieber 23 mit dem Sperrelement des Sperrsystems Deckels 5 betriebsmäßig verbunden. Gemäß anderen Ausführungen können auch andere Antriebsverbindungen zwischen dem Schieber und dem Sperrelement des Deckels vorgesehen sein.
Der Schieber 23 umfasst ferner ein Kupplungsprofil 23e, dessen Funktion im Folgenden beschrieben wird.
Der Aktuator 20 umfasst ferner ein Formgedächtnislegierungs (SMA)-Element 24, das mit der gedruckte Schaltplatine 21 betriebsmäßig in Eingriff steht und sich von dort in Verbindung mit dem Schieber 23 erstreckt. Im in den Zeichnungen gezeigten Beispiel ist das Formgedächtnislegierungselement 21 als SMA-Draht konfiguriert, und wird im Folgenden der Einfachheit wegen so genannt. Insbesondere ist der SMA-Draht 24 ein U-förmig gebogener Draht, dessen entgegengesetzte Enden 24a und 24b mit der Modulationsschaltung 21a der gedruckten Schaltplatine 21 mechanisch und elektrisch verbunden sind, und dessen zwischenliegende Biegung 24c an ihrem den Enden 24a und 24b des SMA-Drahts 24 entgegengesetzten Ende mit einer in dem Schieber 23 ausgebildeten Nut 23d gekoppelt ist. Gemäß anderen Ausführungen kann der SMA-Draht auf anderen Wegen verlegt sein, wie etwa zum Beispiel einer V-förmig gebogenen Form oder geraden Form.
Durch die Modulationsschaltung 21a der gedruckten Schaltplatine 21 ist der SMA-Draht 24 konfiguriert, ein Stromsignal von einer Steuereinheit (nicht gezeigt) des elektrischen Haushaltsgeräts aufzunehmen und in Antwort hierauf seine Dimension zu verändern, um den Schieber 23 relativ zu den festen Elementen 21, 22 zu bewegen. Durch die betriebsmäßige Verbindung zwischen dem Schieber 23 und der Welle 13 des Deckelsperrsystems einerseits, und zwischen dem Schieber 23 und dem Obturator 19b des Dosierventils 19 andererseits, ist der Aktuator 20 in der Lage, das Öffnen des Deckels 5 und des Dosierventils 19 zu steuern. Der von dem SMA-Draht 24 ausgeübten Betätigungskraft wirkt ein Rückstellement 24f wie etwa eine Feder entgegen, deren erstes Ende 23g mit dem Schieber 23 verbunden ist, und dessen zweites Ende 23" in 21c mit der gedruckten Schaltplatine 21 verbunden ist.
Die Modulationsschaltung 21a der gedruckten Schaltplatine 21 ist so konfiguriert, dass sie mit der Steuereinheit des elektrischen Haushaltsgeräts durch elektrische Anschlüsse verbindbar ist. Im in den Zeichnungen gezeigten Beispiel sind dies zwei elektrische Anschlüsse, mit 25a und 25b bezeichnet. Herkömmlich kann mit diesen elektrischen Anschlüssen ein elektrischer Stecker 26 zum Beispiel ein Stecker vom RAST-Typ, zur elektrischen Verbindung mit der Steuereinheit des elektrischen Haushaltsgeräts gekoppelt werden.
Die Modulationsschaltung 21a der gedruckten Schaltplatine 21 ist konfiguriert, um das Stromsignal von der Steuereinheit in ein Aktivierungssignal umzuwandeln, das zum Aktivieren des SMA-Drahts 24 geeignet ist.
Bevorzugt sind Sensiermittel auf der gedruckten Schaltplatine 21 angeordnet und konfiguriert, um ein Positionssignal zu liefern, das eine Position des Schiebers 23 angibt. Im in den Zeichnungen gezeigten Beispiel sind die Sensiermittel als optische Sensiermittel konfiguriert. Gemäß anderen Ausführungen können die Sensiermittel zum Beispiel auch magnetische Sensiermittel sein, wie etwa Hall-Effekt-Sensoren, oder mechanische Sensiermittel, wie etwa Mikroschalter.
Bevorzugt ist die Modulationsschaltung 21a der gedruckten Schaltplatine 21 konfiguriert, um den SMA-Draht 24 basierend auf dem Positionssignal zu steuern, das von den Sensiermitteln geliefert wird. Gemäß alternativen Ausführungen, in denen die Steuereinheit des elektrischen Haushaltsgeräts konfiguriert ist, um den SMA-Draht 24 basierend auf dem von den Sensiermitteln gelieferten Positionssignal zu steuern, ist ein weitere Anschluss auf der gedruckten Schaltplatine 21 vorgesehen, um für eine Positionssignalverbindung zwischen der gedruckten Schaltplatine 21 und der Steuereinheit des elektrischen Haushaltsgeräts vorzusehen.
Im in den Zeichnungen gezeigten Beispiel umfassen die Sensiermittel einen Lichtsender 26, wie etwa eine Leuchtdiode, und einen Lichtempfänger 27, wie etwa einen Photodetektor, die voreinander angeordnet sind. Das Kupplungsprofil 29e des Schiebers 23 ist zwischen den Lichtsender 26 und den Lichtempfänger 27 eingefügt und ist konfiguriert, um den Lichtempfänger 27 mit dem Lichtsender 26 optisch zu koppeln oder den Lichtempfänger 27 von dem Lichtsender 26, basierend auf der Position des Schiebers 27, optisch zu entkoppeln.
Im in den 7 und 8 gezeigten Beispiel umfasst das Kupplungsprofil 29e eine erste Signalerzeugungsfront 23ea, die als Endrand des Kupplungsprofils 23e ausgebildet ist, und eine zweite Signalerzeugungsfront 23eb, die als Vorderrand eines in dem Kupplungsprofil 23e ausgebildeten Schlitzes ausgebildet ist. Die Signalerzeugungsfronten sind entlang der Bewegungsrichtung des Schiebers 23, in den Zeichnungen mit einem Pfeil x bezeichnet, aufeinanderfolgend angeordnet.
Nun wird der Betrieb des oben diskutierten Spenders beschrieben.
Die 2a und 2b zeigen den Spender 1 in einer Startposition, die allgemein einer Situation entspricht, in der ein Benutzer einige Steuerungen des Geschirrspülers eingestellt hat, um ein Spülprogramm zu starten, und die Tür des Geschirrspülers geschlossen hat, nachdem er die Aufnahme 3 mit einem Detergens gefüllt und den Spenderdeckel 5 geschlossen hat. Der Aktuator 20 ist in seiner deaktivierten Konfiguration, mit dem Schieber 23 in seiner Startposition. Die erste Öffnung 18a der Dosierkammer 18 ist durch den Obturator 19b des Dosierventils 19 geschlossen, während die zweite Öffnung 18b offen ist. Der Deckel 5 ist geschlossen.
Die 3a und 3b zeigen den Spender 1, nachdem der Aktuator 20 aktiviert worden ist, um den Schieber 23 um einen ersten Hub (in den Zeichnungen zur linken Seite hin) zu bewegen. Dieser erste Hub ist derart dimensioniert, dass er den Zustand der ersten Öffnung 18a und der zweiten Öffnung 18b der Dosierkammer 18 nicht ändert. Daher ist nach dem ersten Hub die erste Öffnung 18a der Dosierkammer 18 durch den Obturator 19b des Dosierventils 19 noch immer geschlossen, und ist die zweite Öffnung 18b noch immer offen. Andererseits hat die Bewegung des Schiebers 18 das gabelförmige Antriebselement 18 und die Welle 13 zur Drehung angetrieben. Daher hat sich das der Welle 13 zugeordnete Schließelement bewegt und hat das Sperrelement des Deckels 5 gelöst, und demzufolge hat sich der Deckel 5 unter der Wirkung der Rückstellfeder 8 zu seiner offenen Position hin bewegt.
Die 4a und 4b zeigen den Spender 1, nachdem der Aktuator 20 deaktiviert worden ist. Der Schieber 23 ist daher in seine Startposition zurückgekehrt. Die erste Öffnung 18a der Dosierkammer 18 ist durch den Obturator 19b des Dosierventils 19 noch immer geschlossen, und die zweite Öffnung 18b ist noch immer offen. Andererseits hat die Bewegung des Schiebers das gabelförmige Antriebselement 14 und die Welle 13 der Rückwärtsdrehung zu ihren Ausgangspositionen hin angetrieben. Der Deckel 5 ist offen und bleibt in dieser Position.
Die 5a und 5b zeigen den Spender 1, wenn der Aktuator 20 wieder aktiviert worden ist, um den Schieber 23 um einen zweiten Hub (in den Zeichnungen zur linken Seite hin) zu bewegen, der länger ist als der erste Hub. Natürlich hat der zweite Hub keinerlei Wirkung auf den Deckel, da der Deckel bereits in seiner offenen Position ist. Anderseits ist nach dem zweiten Hub der Obturator 19b des Dosierventils 19 in der ersten Öffnung 18a der Dosierkammer 18 um einen solchen Weg wegbewegt worden, dass die Öffnung 18a geöffnet wird, und zu der zweiten Öffnung 18b um einen solchen Weg, dass die zweite Öffnung 18b geschlossen wird. Daher eine Menge von Spülmittel aus dem Tank 17 zu der Dosierkammer 18 geflossen.
Die 6a und 6b zeigen den Spender 1, nachdem der Aktuator 20 wieder deaktiviert worden ist. Die Bewegung des Schiebers hat den Obturator 19b des Dosierventils 19 zurück zu deren Anfangspositionen angetrieben. Die erste Öffnung 18a der Dosierkammer 18 ist daher zu ihrer geschlossenen Position zurückgekehrt, und die zweite Öffnung 18b ist zur ihrer offenen Position zurückgekehrt. Anderseits ist der Deckel 5 offen und bleibt in dieser Position. Demzufolge ist die Menge des Spülmittels in der Dosierkammer 18 von der Dosierkammer 18 zu der Auslassleitung 19e geflossen, und daher in die Spülkammer der Geschirrspülmaschine.
Die Schritte der 5a-5b und 6a-6b werden während der Dosierung in Abhängigkeit von der erforderlichen Gesamtmenge von Spülmittel wiederholt, die während des Waschzyklus freigesetzt werden soll.
8 zeigt ein Zeitdiagramm des Spenderbetriebs. Es ist anzumerken, dass der Betrieb des Aktuators 20 mit einer Timerschaltung koordiniert wird, welche bevorzugt in die Modulationsschaltung 21 der gedruckten Schaltplatine 21 implementiert ist. Jedoch könnte gemäß einer alternativen Ausführung die Timerschaltung auch in die Steuereinheit des elektrischen Haushaltsgeräts implementiert sein. Die Setzpunktposition für die Aktuatoren (die von dem beweglichen Teil des Aktuators abgedeckte Distanz) wird als Funktion der Dauer des Stromsignals bestimmt, das von der Steuereinheit des elektrischen Haushaltsgeräts geliefert wird. In 8 repräsentieren die mit „Signalzeit < Tt“ und Signalzeit > Tt“ angegebenen Balken die Dauer der Stromsignale, die von der Steuereinheit des elektrischen Haushaltsgeräts geliefert werden. Ein Stromsignal kurzer Dauer, d.h. kürzer als eine Schwellenzeit Tt, veranlasst, dass der Aktuator 20 das bewegliche Element 23 von einer Startposition höchstens bis zu einer ersten Position bewegt. Ein Stromsignal längerer Dauer, d.h. länger als die Schwellenzeit Tt, veranlasst, dass der Aktuator 20 das bewegliche Element 23 von der Startposition zu einer zweiten Position bewegt, die weiter von der Startposition entfernt ist als die erste Position. Genauer gesagt, das Stromsignal, das zum Erreichen der ersten Position erforderlich ist, hat eine Dauer, die zeitlich kürzer ist als die Schwellenzeit Tt und länger als die Zeit, die das bewegliche Teil des Aktuators braucht, um den Zustand zu erreichen, in dem die erste Signalerzeugungsfront 23aA den zum optischen Empfänger gerichteten Lichtstrahl das erste Mal vollständig blockiert, wodurch verhindert wird, dass der Empfänger den Lichtstrahl empfängt (nachfolgend als „Verdeckungszeit“, T1, bezeichnet). Diese Verdeckungszeit kann bei jeder Aktivierung oder für jeden Aktuator in Abhängigkeit von Grenzbedingungen in einer Toleranz von Komponenten, Umgebungstemperatur des Systems und unkontrollierbaren mechanischen Ursachen variieren.
Die Einsätze A, B und C in 8 zeigen den schematischen Querschnitt des Aktuators 8 an einem Bereich, wo der Lichtsender 26 und der Lichtempfänger 27 angeordnet sind. Insbesondere entspricht der Einsatz A einem Zustand, in dem der Schieber 23 sich bei Aktivierung zu bewegen beginnt, von der Position der 2a bis 2b oder von der Position der 4a-4b. In diesen Positionen wird der vom Lichtsender 26 erzeugte Lichtstrahl vom Lichtempfänger 27 empfangen.
Wenn der Schieber 23, der sich von der Position der 2a-b bewegt, die Position der 3a-3b erreicht und veranlasst, dass sich der Deckel 5 öffnet (bei der Verdeckungszeit T1), d.h., wenn der erste Hub abgeschlossen ist (in 8 auch als Hub 1 bezeichnet), erreicht die erste Signalerzeugungsfront 23eA des Schiebers 23 die Position des Einsatzes B von 8, d.h. es unterbricht den Lichtstrahl und entkoppelt den Lichtempfänger 27 von dem Lichtsender 26. Dies löst die mit dem Lichtsender 26 und dem Lichtempfänger 27 verbundene Sensierschaltung aus, um ein Positionssignal auszugeben, welches angibt, dass der erste Hub abgeschlossen worden ist.
Nachdem die Position der 3-3b und des Einsatzes B erreicht worden ist, bleibt der Schieber 23 in dieser Position, bis die vorbestimmte Schwellenzeit Tt erreicht ist. Die Zeitspanne, entlang der der Schieber in der Position der 3a-3b und des Einsatzes B gehalten wird, ist in 8 als „ Verweilposition 1“ angegeben. Wie oben gesagt, ist die Zeit, zu der die erste Erzeugungsfront 23eA das Licht von dem Emitter vollständig blockiert, aufgrund unterschiedlicher Toleranzen der Komponenten und unterschiedlicher Betriebsbedingungen desselben Spenders allgemein unterschiedlich. Der Effekt der oben beschriebenen Konfiguration ist es, eine definierte Rückkupplungssystem-EIN-Position des Schiebers zu bekommen, die dem Aktuator des Spenders eigen ist, ohne Wechselwirkung mit der Steuereinheit des Geräts (aus diesem Grund werden nur zwei Kabel zum Verbinden mit der Steuereinheit benötigt). Der in dieser Ausführung beschriebene Aktuator stellt sicher, dass die erste Hubposition erreicht wird, insofern die Zeit zum Erreichen der ersten Hubposition kürzer ist als die Schwellenzeit Tt. In einer spezifischen Anwendung beträgt die Verdeckungszeit T1 etwa 0,5 Sekunden, beträgt die Schwellenzeit Tt etwa 0,8 Sekunden.
Wie in 9 gezeigt, wird die Verlagerung des Schiebers 23 von der Position der 2a-2b bis zu der Position der 3a-3b (als „Deckel öffnen“ bezeichneter Zeitbereich) durch eine Serie von relativ häufigeren elektrischen Pulsen verursacht, während der Verbleib des Schiebers 23 in dieser Position (als „Verweilposition 1“ angegebener Zeitbereich) durch eine Serie von relativ weniger häufigen elektrischen Pulsen verursacht wird. Wie in 10 im unteren Diagramm gezeigt, kann diese erste Hubsequenz (die „Deckel öffnen“ und „Verweilposition 1“ aufweist) mehrere Male wiederholt werden (im Beispiel von 10 fünf Mal), um zu garantieren, dass der Deckel 5 am Ende dieses Vorgangs tatsächlich offen ist. Es ist klar, dass theoretisch nur ein einziger Öffnungszyklus für das Öffnen des Deckels ausreicht: Wiederholungen werden gesetzt, um Verklebungseffekten mit nassen Detergens entgegenzuwirken, das nach dem ersten Öffnungszyklus den Deckel unabsichtlich in der geschlossenen Position halten könnte. Nach jedem Öffnungszyklus wird eine Zeit zum Rücksetzen des Schiebers in der ersten Position wie in den 2a-2b gesetzt (diese Zeit ist erforderlich, damit die Temperatur des SMA-Drahts abnimmt und kann zum Beispiel 0,2 Sekunden sein). In 10 zeigt das obere Diagramm auch den Tastzyklus eines herkömmlichen Solenoidaktuators zum Vergleich.
Zur Schwellenzeit Tt wird der Aktuator 20 deaktiviert und geht der Spender 1 in die Position der 4a-4b nach einer Abkühlzeit für den SMA-Draht (zum Beispiel etwa 0,2 Sekunden).
Ferner ist die Logik des Steuersystems programmiert, um die Schwellenzeit Tt zu ändern, wenn das Stromsignal eine längere Dauer als die Schwellenzeit Tt hat. In einer Ausführung, in der die Dauer des Stromsignals länger als die Schwellenzeit Tt ist, wird die Logik des Steuersystems der Schwellenzeit Tt geändert. Die Logik des Steuersystems schaltet von der Bedingung „wenn der Lichtstrahl von EIN zu AUS schaltet, dann triggere ein Positionssignal“ (und demzufolge ändere das Aktivierungssignal von kräftiger zu weniger kräftig, um nur die Position zu halten), die dem ersten Hub zugeordnet war, zu der Bedingung „wenn der Lichtstrahl von AUS zu EIN umschaltet, dann triggere ein Positionssignal“. Daher nimmt zur Schwellenzeit Tt, wenn das Licht zu dem Empfänger ausgeht, das Aktivierungssignal auf ein stärkeres zu und bleibt auf diesem Niveau, bis das Licht wieder einschaltet. Die Zeit, zu der die zweite Signalerzeugungsfront 23eB den Lichtstrahl den Empfänger wieder erreichen lässt, wird nachfolgend als „Freigabezeit“ T2 bezeichnet. Zu dieser Freigabezeit, die länger ist als die Schwellenzeit Tt, erreicht das bewegliche Teil des Aktuators die zweite Hubposition. Diese Freigabezeit ist aufgrund von Grenzbedingungen, wie sie für die Verdeckungszeit beschrieben sind, nicht konstant. In einer Ausführung kann sie gleich etwa 1,3 Sekunden betragen.
Wenn der Schieber 23, der sich von der Position der 4a-4b weg bewegt, wieder die Position des Einsatzes B erreicht, triggert er das erste Positionssignal und bleibt die Position des Einsatzes B bis zur Schwellenzeit Tt erhalten. Da die Stromsignaldauer länger ist als die Schwellenzeit Tt, startet, nachdem die Schwellenzeit Tt abgelaufen ist, das bewegliche Teil des Aktuators erneut zur Bewegung, bis die zweite Hubposition erreicht ist (dieser Zustand wird von dem Sensor erkannt, wenn die Bewegung der zweiten Signalerzeugungsfront 23eB - siehe Einsatz C - veranlasst, dass der Lichtstrahl von AUS zu EIN schaltet). Wenn jedoch der Schieber 23 die Position der 5a-5b erreicht und das Dosierventil 19 aktiviert, d.h., wenn er den zweiten Hub abgeschlossen hat (in 8 auch als Hub 2 bezeichnet), erreicht die zweite Signalerzeugungsfront 23eB des Schiebers 23 die Position des Einsatzes C in 8, d.h. lässt den Lichtstrahl passieren und kuppelt den Lichtempfänger 27 mit dem Lichtsender 26. Dies triggert die mit dem Lichtsender 26 und dem Lichtempfänger 27 verbundene Sensierschaltung, um ein Positionssignal auszugeben, welches angibt, dass der zweite Hub abgeschlossen worden ist.
Nachdem die Position der 5a-5b und des Einsatzes C erreicht worden ist, bleibt der Schieber 23 in dieser Position, bis eine vorbestimmte Zeit erreicht ist. Eine Zeitspanne, entlang der der Schieber in der Position der 5a-5b und des Einsatzes B bleibt, ist in 8 als „Verweilposition 2“ bezeichnet. Die Zeit, zu der die zweite Signalerzeugungsfront 23eB das Licht von dem Emitter vollständig freigibt, ist gemäß unterschiedlichen Toleranzen der Komponenten und unterschiedlichen Betriebszuständen des gleichen Spenders unterschiedlich. Der Effekt der oben beschriebenen Konfiguration ist es, für den Spender eine definierte Rückkopplungssystem-EIN-Position des Schiebers zu bekommen, die dem Aktuator eigen ist, ohne Wechselwirkung mit der Steuereinheit des Geräts (aus diesem Grund können nur zwei Kabel zur Verbindung mit der Steuereinheit erforderlich sein). Die Gesamtzeit des Stromsignals zur Bewegung des beweglichen Teils des Aktuators zu der zweiten Hubposition und Halten des beweglichen Teils in dieser Position kann in einer Ausführung gleich etwa 8,1 Sekunden betragen, wie in 9 gezeigt.
Wie in 9 gezeigt, wird die Verlagerung des Schiebers 23 von der Position der 4a-4b zu der Position der 5a-5b (als „Ventil öffnen“ angegebener Zeitbereich) durch eine Serie von relativ häufigeren elektrischen Pulsen verursacht, während das Halten des Schiebers 23 in dieser Position (als „Verweilposition 2“ bezeichneter Bereich) durch eine Serie von relativ weniger häufigen elektrischen Pulsen verursacht wird. Die häufigeren elektrischen Pulse sind erforderlich, um dem SMA-Draht mehr elektrische Leistung zu geben (zum Beispiel mehr als 4W), die bewirkt, dass die Drahttemperatur ansteigt und die Drahtlänge abnimmt, wie für SMA-Drähte herkömmlich bekannt. Weniger häufige elektrische Pulse erlauben eine Leistungsstreuung für den Joule-Effekt, (zum Beispiel etwa 2W), die die Temperatur des SMA-Drahts lediglich konstant halten und demzufolge auch die Länge des SMA-Drahts konstant halten; auf diese Weise bleibt die erste Hubposition erhalten.
Wie in 10 im unteren Graph gezeigt, kann diese erste Hubsequenz (die „Ventil öffnen“ und „Verweilposition 2“ aufweist), mehrere Male wiederholt werden (im Beispiel von 10 sechs Mal), um zu garantieren, dass eine gewisse Menge des Spülmittels freigesetzt wird, im Hinblick darauf, dass nach jeder Aktivierung von (zum Beispiel 1,8 Sekunden) eine gewisse Menge von Spülhilfe gespendet worden ist.
Diese Ausführung benötigt kein mechanisches System, das in der Lage ist, zwischen der Aktivierung zum Öffnen des Spenders und Aktivieren zum Spenden Spülhilfe umzuschalten (wie in der Technik bekannt und in EP 1 740 082 B1 oder EP 1 909 632 B1 beschrieben), da der Spender für die Öffnungsaktivierung oder Spendeaktivierung lediglich basierend auf der Dauer des Stromsignals sorgt. Mit einer Dauer des Stromsignals, die kürzer als oder gleich der Schwellenzeit Tt ist und länger als die Verdeckungszeit T1, wird nur das Öffnen des Deckels des Spenders 5 aktiviert; mit einer Aktivierungszeit, die länger als die Freigabezeit T2 wird, wird die Spülhilfepumpe aktiviert, und somit kann mit einer Zeitsignalsteuerung die Steuereinheit des Geschirrspülers die Aktivierung des Spenders ändern.
Gemäß weiteren, nicht gezeigten Ausführungen, könnte die Steuerprozedur dafür sorgen, dass die Spülhilfe-Spendeaktion aktiviert wird, ohne zu erfordern, dass das bewegliche Element während seiner Bewegung von der Startposition zu der zweiten Hubposition zeitweilig in der ersten Hubposition verbleibt. In diesem Fall würde die oben beschriebene Signalmodulation Verdeckungszeit T1 und der Schwellenzeit Tt nicht erfolgen.
Die 11a und 11b zeigen jeweils ein Schaltungslayout und ein Blockdiagramm eines ersten Beispiels der Modulationsschaltung, die in der gedruckten Schaltplatine 21 implementiert werden kann, und die in der Lage ist, die oben beschriebenen Signalgebungs- und Steueroperationen durchzuführen. Die Schaltung umfasst einen Signalgenerator 30, der dem Lichtsender 26 zugeordnet ist, den Lichtempfänger 27 sowie eine Schalteinheit 40, und ist mit einer Timerschaltung 60 und mit einer Leistungsstufe verbunden, die den SMA-Draht 24 aufweist. Die 11c und 11d zeigen jeweils ein Schaltungslayout und ein Blockdiagramm eines zweiten Beispiels der Modulationsschaltung, die in der gedruckten Schaltplatine 21 implementiert werden kann, und die in der Lage ist, die oben beschriebene Signalgebungs- und Steueroperationen durchzuführen. Die Schaltung umfasst einen Mikroprozessor 70, der mit dem Lichtsender 26 und dem Lichtempfänger 27 verbunden ist, sowie eine Leistungsstufe 50, die den SMA-Draht 24 aufweist. Natürlich können von Fachkundigen auch andere Schaltungskonfigurationen in Betracht gezogen werden.
Im oben diskutierten Aktuator wird ein SMA-basierter Aktuator durch Ändern des Tastzyklus des Aktivierungssignals gesteuert, um eine Abnahme der SMA-Drahtlänge zum Aktivieren des Aktuators oder einen Beibehalt der Länge des SMA-Drahts zum Beibehalt der vom Aktuator erreichten Position zu realisieren. Allgemeiner gesagt, wird gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren zum Steuern der Position eines Linearaktuators angegeben, wie etwa zum Beispiel eines SMA-Aktuators, eines Solenoidaktuators oder eines Wachsaktuators, durch Ändern einer Charakteristik des Aktivierungssignals, wie zum Beispiel der Pulsintensität, des Tastzyklus, der Dauer des Signals, der Pulslänge, der Spannung, des Stroms oder RMS des Signals. Jede von diesen Änderungen in der Charakteristik des Aktivierungssignals ist in der Lage, die durch den Joule-Effekt des SMA-Drahts erzeugte thermische Energie zu ändern und seine eigene Temperatur und dann seine eigene Länge zu ändern. In dieser Hinsicht zeigen die 12a und 12b ein Beispiel eines alternativen Wellenverlaufs, in dem es die Spannungspulsintensität ist, die geändert wird. Insbesondere zeigt 12a den Wellenverlauf eines Aktivierungssignals, der erforderlich ist, um das bewegliche Element zu der ersten Position (Tür öffnen) zu bewegen und das bewegliche Element in der ersten Position zu halten, wohingegen 12b den Wellenverlauf eines Aktivierungssignals zeigt, der erforderlich ist, um das bewegliche Element zu der zweiten Position (Dosierventilaktivierung) zu bewegen, und das bewegliche Element in der zweiten Position zu halten. Andererseits zeigen die 12c und 12b ein weiteres Beispiel eines alternativen Wellenverlaufs, in der ein kontinuierliches Spannungssignal verwendet wird. Insbesondere zeigt 12c den Wellenverlauf eines Aktivierungssignals, der erforderlich ist, um das bewegliche Element zu der ersten Position zu bewegen und das bewegliche Element in der ersten Position zu halten, wohingegen 12d den Wellenverlauf eines Aktivierungssignals zeigt, der erforderlich ist, um das bewegliche Element zur zweiten Position zu bewegen, damit das bewegliche Element in der zweiten Position bleibt.
In weiteren nicht gezeigten Ausführungen, wo der Aktuator mehr als zwei unterschiedliche Betriebspositionen erreichen muss, sind entsprechende Serien von Modulationssignalen erforderlich, unter Verwendung der gleichen Prozedur wie oben beschrieben.
Dementsprechend wird ein Verfahren zum Steuern eines Linearaktuators 20 für ein elektrisches Haushaltsgerät angegeben, wobei der Linearaktuator 20 zumindest ein festes Element 21, 22 und zumindest ein bewegliches Element 23 aufweist, das so konfiguriert ist, dass es in Antwort auf ein Aktivierungssignal von einer Steuerschaltung zwischen zumindest zwei unterschiedlichen Positionen relativ zu dem festen Element 21, 22 beweglich ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

- Bereitstellen eines Positionssignals, das eine Position des beweglichen Elements 23 angibt, und
- Steuern des beweglichen Elements 23 basierend auf dem Positionssignal,

23

26

27

23eA

23

26

27

23eB

26

27

Ferner wird ein Verfahren zum Steuern eines Linearaktuators 20 für ein elektrisches Haushaltsgerät angegeben, wobei der Linearaktuator 20 zumindest ein festes Element 21, 22 und zumindest ein bewegliches Element 23 aufweist, das so konfiguriert ist, dass es in Antwort auf ein Aktivierungssignal von einer Steuerschaltung zwischen zumindest zwei unterschiedlichen Positionen relativ zu dem festen Element 21, 22 beweglich ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

- Bereitstellen eines Zeitsignals, und
- Ändern einer Charakteristik des Aktivierungssignals basierend auf dem Zeitsignal (im näheren Detail basierend auf der Dauer des Zeitsignals). Zum Beispiel wird im oben diskutierten Beispiel der Tastzyklus des Aktivierungssignals vom „Verweilposition 1“-Bereich zum „Ventil öffnen“-Bereich geändert, wenn die Schwellenzeit Tt erreicht wird.

- Bereitstellen eines Positionssignals, das eine Position des beweglichen Elements 23 angibt, und
- Steuern des beweglichen Elements 23 basierend auf dem Positionssignal gemäß einer Konditionalregel,

Bereitstellen eines Zeitsignals, wobei das Steuern des beweglichen Elements aufweist, die Konditionalregel basierend auf dem Zeitsignal zu ändern. Zum Beispiel wird im oben diskutierten Beispiel die Konditionalregel des Aktivierungssignals von „wenn der Lichtstrahl von EIN zu AUS schaltet, dann triggere ein Positionssignal“, das dem ersten Hub zugeordnet ist, zu „wenn der Lichtstrahl von AUS zu EIN schaltet, dann triggere ein Positionssignal“, das dem zweiten Hub zugeordnet ist, geändert, wenn die Schwellenzeit Tt erreicht wird. Der hierin verwendete Begriff „Konditionalregel“ bedeutet allgemein, dass dann, wenn eine spezifische Bedingung erfüllt ist, eine spezifische Aktion durchgeführt wird.

Weitere Aspekte liefern Kombinationen von zwei oder mehr der oben erwähnten Steuerverfahren.
Die 13a und 13b zeigen eine andere Ausführung des Aktuators 20. Im Aktuator der 13a und 13 b sind der vorherigen Ausführung entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet worden. Während in den vorherigen Ausführungen der Aktuator zwischen drei unterschiedlichen Positionen (d.h. A, B, C) beweglich war, ist der Aktuator der 13a und 13b zwischen einer größeren Anzahl von Positionen beweglich, die jeweiligen Signalerzeugungsfront 23eA, 23eB, 23eC, 23eD, ..., zugeordnet werden können, die auf dem Kupplungsprofil 23e des Schiebers 23 ausgebildet sind. Es wird klar, dass in dieser Ausführung nicht nur eine Schwellenzeit definiert ist, sondern mehr als eine (Tt1, Tt2, Tt3, ...). Jede Schwellenzeit definiert eine entsprechende Aktivierungssetzpunktlänge des Aktuators. Durch Definieren jeder Schwellenzeit ist es in der Tat möglich, eine vom Aktuator erreichte und gehaltene Länge zu definieren, wie zuvor beschrieben.
Die 14a und 14b zeigen eine noch andere Ausführung des Aktuators. Im Aktuator der 14a und 14b sind den vorherigen Ausführungen entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet worden. Während in den vorherigen Ausführungen das Kupplungsprofil 23e des Schiebers 23 Signalerzeugungsfronten 23eA, ..., aufwies, die orthogonal zur Bewegungsrichtung des Schiebers 23 angeordnet sind, enthält in der Ausführung der 14a und 14b das Kupplungsprofil 23e' eine Signalerzeugungsfronten 23eK, die schräg zur Bewegungsrichtung des Schiebers 23 angeordnet ist. Dies sorgt für einen glatten Übergang zwischen einem Zustand, in dem der Lichtempfänger 27 mit dem Lichtsender 26 optisch gekoppelt ist, und einem Zustand, in dem der Lichtempfänger 27 von dem Lichtsender 26 optisch entkoppelt ist. Mit einer solchen Ausführung wäre es möglich, die Bewegung und Position des Schiebers 23 proportional in Bezug auf die Intensität des Lichtsignals, das den optischen Empfänger erreicht, konstant zu steuern.
Natürlich können, ohne das Prinzip der Erfindung zu berühren, die Ausführungen und konstruktiven Details in Bezug auf das, was lediglich als nichteinschränkendes Beispiel beschrieben und dargestellt ist, weithin verändert werden, ohne hierdurch vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Aktuator (20) für ein elektrisches Haushaltsgerät, welcher aufweist: zumindest ein festes Element (21, 22), zumindest ein bewegliches Element (23), das so konfiguriert ist, dass es zwischen zumindest zwei unterschiedlichen Positionen relativ zu dem festen Element (21, 22) beweglich ist, ein Formgedächtnislegierungselement (24), das mit dem festen Element (21, 22) betriebsmäßig in Eingriff steht und sich davon in Verbindung mit dem beweglichen Element (23) erstreckt, wobei das Formgedächtnislegierungselement (24) konfiguriert ist, um ein Aktivierungssignal zu empfangen und in Antwort darauf seine Dimension zu verändern, um das bewegliche Element (23) relativ zu dem festen Element (21, 22) zu bewegen. Der Aktuator umfasst ferner eine gedruckte Schaltplatine (21), mit der das Formgedächtnislegierungselement (24) elektrisch verbunden ist. Die gedruckte Schaltplatine (21) umfasst zwei elektrische Anschlüsse (25a, 25b), durch die die gedruckte Schaltplatine (21) mit einer Steuereinheit des elektrischen Haushaltsgeräts verbindbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1740082 B1 [0008, 0056]
EP 1909632 B1 [0008, 0056]

Claims

Aktuator (20) für ein elektrisches Haushaltsgerät, welcher aufweist: zumindest ein festes Element (21, 22), zumindest ein bewegliches Element (23), das so konfiguriert ist, dass es zwischen zumindest zwei unterschiedlichen Positionen relativ zu dem festen Element (21, 22) beweglich ist, ein Formgedächtnislegierungselement (24), das mit dem festen Element (21, 22) betriebsmäßig in Eingriff steht und sich davon in Verbindung mit dem beweglichen Element (23) erstreckt, wobei das Formgedächtnislegierungselement (24) konfiguriert ist, um ein Aktivierungssignal zu empfangen und in Antwort darauf seine Dimension zu verändern, um das bewegliche Element (23) relativ zu dem festen Element (21, 22) zu bewegen, wobei das zumindest eine feste Element (21, 22) eine gedruckte Schaltplatine (21) aufweist, mit der das Formgedächtnislegierungselement (24) elektrisch verbunden ist, wobei die gedruckte Schaltplatine (21) nur zwei elektrische Anschlüsse (25a, 25b) aufweist, durch die die gedruckte Schaltplatine (21) mit einer Steuereinheit des elektrischen Haushaltsgeräts verbindbar ist, wobei der Aktuator dadurch gekennzeichnet ist, dass er ferner Sensiermittel (26, 27) aufweist, die auf der gedruckten Schaltplatine angeordnet und konfiguriert sind, um ein Positionssignal zu liefern, das eine Position des beweglichen Elements (23) angibt.
Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensiermittel einen Lichtsender (26) und einen Lichtempfänger (27) aufweisen, die voreinander angeordnet sind, wobei das bewegliche Element ein Kupplungsprofil (23e; 23e') aufweist, das zwischen den Lichtsender (26) und den Lichtempfänger (27) eingefügt und konfiguriert ist, um, basierend auf der Position des beweglichen Elements (23), den Lichtempfänger (27) mit dem Lichtsender (26) optisch zu koppeln oder den Lichtempfänger (27) von dem Lichtsender (26) optisch zu entkoppeln.
Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Element zwischen einer Mehrzahl von Positionen beweglich ist, wobei das Kupplungsprofil (23e) eine Mehrzahl von Signalerzeugungsfronten (23eA, 23eB, 23eC, 23eD) aufweist, die jeweils den Positionen zugeordnet sind.
Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsprofil (23e') ausgestaltet ist, um für einen glatten Übergang zwischen einem Zustand, in dem der Lichtempfänger (27) mit dem Lichtsender (26) optisch gekoppelt ist, und einem Zustand, in dem der Lichtempfänger (27) von dem Lichtsender (26) optisch entkoppelt ist, zu sorgen.