EP0483697A1

EP0483697A1 - Magnetverschluss

Info

Publication number: EP0483697A1
Application number: EP91118277A
Authority: EP
Inventors: Rolf BRÜCKNER; Friedhelm Geuer
Original assignee: Ymos AG Industrieprodukte
Current assignee: Ymos AG Industrieprodukte
Priority date: 1990-11-02
Filing date: 1991-10-26
Publication date: 1992-05-06
Also published as: DE4034853C2; DE4034853A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Magnetverschluß für eine Haushaltsmaschine, insbesondere für die Tür einer Waschmaschine mit einem Schließhaken einerseits und mit einem beweglichen, mit Hilfe einer Magnetspule und ihres Ankers arretierbaren sowie freigebbaren Sperrelement für den Schließhaken und mit weiteren, mechanischen und elektrischen Schalt- und Sicherungselementen andererseits. Der Kern der Erfindung besteht darin, daß a) für den Anker (10) zwei Endstellungen (A, B) vorgesehen sind, in denen er in der Magnetspule (9) mechanisch fixierbar ist, b) daß die den Anker (10) in der Magnetspule (9) bewegende Magnetkraft größer ist als die den Anker (10) in den Endstellungen (A, B) fixierende Haltekraft, c) daß die den Anker (10) bewegende Magnetkraft ihn in Richtung einer Zwischenstellung (C) zwischen den beiden mechanisch fixierbaren Endstellungen (A, B) zieht und d) daß der Stromkreis in der Magnetspule (9) unterbrochen wird, sobald sich der Anker (10) unter Überwindung der mechanisch fixierenden Haltekraft aus seiner jeweiligen Endstellung (A bzw. B) entfernt hat und eine ausreichende Beschleunigung besitzt, um sich bis in die andere Endstellung (A bzw. B) zu bewegen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetverschluß für eine Haushaltsmaschine, insbesondere für die Tür einer Waschmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Ein derartiger Magnetverschluß weist z.B. türseitig einen gefederten Schließhaken und am Waschmaschinengehäuse ein bewegliches, mit Hilfe einer Magnetspule und ihres Ankers arretierbares sowie freigebbares Sperrelement für den Schließhaken und weitere, mechanische und elektrische Schalt- und Sicherungselemente auf. Bei einem bekannten Magnetverschluß dieser Art erfolgt die Verriegelung der Tür unmittelbar beim Schließen, wozu das in einem Verschlußgehäuse beweglich angeordnete Sperrelement den gefederten Schließhaken hintergreift. Zum Öffnen muß der Magnetspulen-Stromkreis mit Hilfe eines Tasters geschlossen werden. Aus Sicherheitsgründen ist dieser Stromkreis während des Waschprogrammablaufs unterbrochen.
Als nachteilig wird bei diesem bekannten Magnetverschluß angesehen, daß er nur geöffnet werden kann, wenn elektrischer Strom zur Verfügung steht. Dies ist z.B. in Verkaufsräumen häufig nicht in ausreichendem Maße gegeben.
Ein weiterer, bekannter Magnetverschluß für Waschmaschinen ist mit einem Schwinganker und zwei Magnetspulen versehen, so daß er sowohl elektrisch geöffnet als auch elektrisch geschlossen werden kann. Dieser bekannte Magnetverschluß weist in großer Zahl elektrische Bauteile und zwei auf eine Platine montierte Endschalter auf. Die Herstellungskosten dieses Magnetverschlusses sind daher beträchtlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Magnetverschluß der hier interessierenden Art zu schaffen, der nur eine einzige Magnetspule aufweist, der sich elektrisch öffnen und schließen läßt, der keine teuren, elektrischen Bauteile aufweist, der sich einfach montieren läßt und aus wenigen Bauteilen besteht sowie mit einem mechanisch wirksamen Element zum Notöffnen ausgestattet werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß für den Anker zwei Endstellungen vorgesehen sind, in denen er mechanisch in der Magnetspule fixierbar ist, daß die den Anker in der Magnetspule bewegende Magnetkraft größer ist als die den Anker in den Endstellungen fixierende Haltekraft, daß die den Anker bewegende Magnetkraft ihn in Richtung einer Zwischenstellung zwischen den beiden mechanisch fixierbaren Endstellungen zieht und daß der Stromkreis in der Magnetspule unterbrochen wird, sobald sich der Anker unter Überwindung der mechanisch fixierenden Haltekraft aus seiner jeweiligen Endstellung entfernt hat und eine ausreichende Beschleunigung besitzt, um sich bis in die andere Endstellung zu bewegen.
Beim Verriegeln und beim Entriegeln fließt der Strom durch die Magnetspule jeweils nur kurzzeitig. Hierdurch wird erreicht, daß sich der Anker aus seiner ersten, stabilen Endstellung aufgrund der Magnetkraft entfernt, sodann aber nicht in einer elektromagnetisch stabilen Zwischenstellung verharrt, sondern sich bis in seine zweite, ebenfalls mechanisch stabilisierten Endstellung weiterbewegt. Durch rechtzeitiges Öffnen des Stromkreises bricht das Magnetfeld zusammen und der Anker bewegt sich aufgrund seiner Geschwindigkeit und seiner Masse bis in die zweite Endstellung weiter. In der ersten und in der zweiten Endstellung wird der Anker rein mechanisch vorzugsweise mit Hilfe eines Federelementes in stabiler Form gehalten. Hierzu ist der Anker an seinen Enden mittelbar oder unmittelbar mit dem Federelement verbunden.
Die Kombination von einfachen, mechanischen Elementen mit einer Magnetspule und einem Anker führt zu einem Magnetverschluß, der sich sowohl elektrisch öffnen und schließen läßt, nur aus wenigen unkomplizierten Teilen besteht und kostengünstig herstellbar ist.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Zeichnung hervor.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1:: eine Prinzipskizze des Magnetverschlusses in der Stellung "entriegelt";
Fig. 2:: eine Draufsicht auf den Magnetverschluß sowie zum Teil im Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3:: eine Prinzipskizze des Magnetverschlusses wie in Fig. 1, jedoch in der Stellung "verriegelt" und
Fig. 4:: eine teilweise geschnittene Ansicht wie in Fig. 2 von dem Magnetverschluß in der Stellung "verriegelt" sowie mit einem abgebrochenen, nur teilweise dargestellten Schließhaken.

Ein z.B. für die Tür einer Waschmaschine bestimmter Magnetverschluß 1 umfaßt einen vorzugsweise in der Tür federnd angeordneten Schließhaken 2 und vorzugsweise im Waschmaschinengehäuse angeordnete Teile, die den Schließhaken 2 in der Schließstellung gemäß Fig. 4 verriegeln und sichern.
Hierzu weist der Magnetverschluß 1 ein Schließblech 3 mit einer Öffnung 4 bzw. eine Wand mit einer Öffnung 4 auf, deren Rand vom Schließhaken 2 in der Schließstellung gemäß Fig. 4 hintergriffen wird. Um zu verhindern, daß der Schließhaken 2 während des Waschvorganges durch unbeabsichtigtes oder beabsichtigtes Öffnen der Tür aus der Öffnung 4 heraustritt, wird er in der Schließstellung gesichert. Hierzu dient ein Sperrelement 5, das hinter dem Schließblech 3 verschiebbar angeordnet ist und von einer Feder 6 derart in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist, daß eine Ausnehmung 7 im Sperrelement 5 bei geöffnetem Magnetverschluß 1 unmittelbar hinter der Öffnung 4 im Schließblech 3 steht (Figuren 1 und 2). Die dem Schließhaken 2 zugeordnete Feder 2a ist stärker als die Feder 6.
Beim Schließen der Tür tritt der Schließhaken 2 mit seinem freien Ende 8 durch die Öffnung 4 im Schließblech 3 sowie in die Ausnehmung 7 des Sperrelementes 5 ein und verschiebt sodann dieses gegen die Kraft der Feder 6 aufgrund einer ihn beaufschlagenden, in den Figuren nicht dargestellten Feder bis in die Schließstellung gemäß Fig. 4. In der Stellung gemäß Fig. 4 wird das Sperrelement 5 sodann verriegelt, wozu eine Magnetspule 9 mit einem Anker 10 vorgesehen sind, der mit seinem einen freien Ende 11 unmittelbar in eine weitere Ausnehmung 12 im Sperrelement 5 eintreten kann, sobald ein gewähltes Waschprogramm eingeschaltet wird. Wenn sich das freie Ende 11 des Ankers 10 in der Ausnehmung 12 des Sperrelementes 5 befindet, ist das Sperrelement 5 unverschiebbar arretiert mit der Folge, daß es auch den Schließhaken 2 in der Schließstellung gemäß Fig. 4 formschlüssig hält. Die Tür läßt sich daher nicht öffnen. Erst wenn der Anker 10 die Ausnehmung 12 im Sperrelement 5 wieder verlassen hat, was entweder automatisch oder manuell per Drucktaste nach Programmablauf möglich ist, ist das Sperrelement 5 grundsätzlich wieder bewegbar, so daß die Tür mit Hilfe einer in den Figuren nicht dargestellten Betätigungstaste geöffnet werden kann. Hierzu wird der Schließhaken 2 gegen die Kraft der ihn beaufschlagenden Feder in Fig. 4 im Uhrzeigersinn verschwenkt, wobei das Sperrelement 5 formschlüssig sowie aufgrund der es beaufschlagenden Feder 6 mit seiner Ausnehmung 7 hinter die Öffnung 4 im Schließblech 3 bewegt wird. Die Tür läßt sich daraufhin öffnen.
Zum Verriegeln und entriegeln des Sperrelementes 5 sind für den Anker 10 zwei Endstellungen A und B gemäß den Darstellungen in den Figuren 1 und 3 vorgesehen. In der Endstellung A ist das Sperrelement 5 entriegelt, in der Endstellung B ist das Sperrelement 5 verriegelt. In beiden Endstellungen A und B nimmt der Anker 10 jeweils eine stabile Lage ein, wozu mechanisch wirksame Teile vorgesehen sind.
Zum Erreichen der stabilen Endstellungen A und B weist der Magnetverschluß 1 ein Federelement 13 auf. Dieses Federelement 13 ist gemäß Ausführungsbeispiel eine Totpunktfeder und beaufschlagt einen Hebel 14, der über einen Arm 15 und eine Stange 16 mit dem dem Sperrelement 5 abgewandten Ende 17 des Ankers 10 verbunden ist. Die Stange 16 ist sowohl an das freie Ende 15 des Hebels 14 als auch an das freie Ende 17 des Ankers 10 angelenkt. Das Federelement 13 hält über den Hebel 14 und die Stange 16 den Anker 10 in kraftschlüssiger Weise stabil in beiden Endstellungen A und B. Keine dieser beiden Endstellungen A und B entspricht dabei einer elektromagnetisch stabilen Lage des Ankers 10 in der Magnetspule 9 bei geschlossenem Stromkreis. Die elektromagnetisch stabile Lage des Ankers 10 in der Magnetspule 9 entspricht einer Zwischenstellung C zwischen den beiden mechanisch stabilen Endstellungen A und B entsprechend der Linie C in den Figuren 1 und 3.
Um zu erreichen, daß der Anker 10 nicht die elektromagnetisch stabile Zwischenstellung C, sondern jeweils nur alternativ die Endstellungen A und B einnimmt, fließt der Strom in der Magnetspule 9 nur kurzzeitig. Hierzu wird die Magnetspule 9 jeweils erregt, damit der Anker 10 die Endstellung A oder B in Richtung Zwischenstellung C verläßt. Dann wird der Stromkreis rechtzeitig wieder unterbrochen, so daß der Anker 10 aufgrund seiner Beschleunigung und Masse sowie unter Berücksichtigung des Federelementes 13 bzw. der Totpunktfeder 13, die zwar zunächst als Bremse wirkt, dann aber als Hilfe dient, die andere Endstellung A oder B erreicht. Die Unterbrechung des Stromkreises geschieht dabei ebenfalls durch den Anker 10 bzw. wird von ihm gesteuert. Dies geschieht gemäß Ausführungsbeispiel dadurch, daß zwei auf dem Hebel 14 erhaben angeordnete Betätigungsnocken 42, 43,zwischen denen der Arm 41 mit dem Kontakt 24 liegt, diesen entweder auf den Kontakt 25 oder 27 drückt.
Die zum Einschalten des Spulenstromkreises und zum sofortigen Ausschalten erforderlichen Teile gehen ebenfalls aus den Figuren 1 und 3 hervor. Für die nicht dargestellte Waschmaschine ist ein Hauptschalter 18 vorgesehen, der über eine Kontaktfahne 19 auch mit dem einen Pol 20 der Magnetspule 9 verbunden ist. An den anderen Pol 21 schließen eine Kontaktfahne 22 und ein Schalter 23 an. Der Schalter 23 ist ein Wechselschalter und wird mittelbar von dem Anker 10 und unmittelbar von dem Hebel 14 gesteuert. Der Kontakt 24 des Schalters 23 liegt entweder an einem Kontakt 25 einer Kontaktfahne 26 oder an einem Kontakt 27 einer Kontaktfahne 28 an. Die beiden Kontaktfahnen 26 und 28 sind mit einem in den Figuren nicht dargestellten und hier nicht näher interessierenden Programmschaltwerk verbunden.
Der Hauptschalter 18 umfaßt einen beweglichen Kontaktarm 29 mit einem Kontakt 30 und einen nicht beweglichen Kontakt 31 an einer Kontaktfahne 32, die ebenso wie die andere Kontaktfahne 33 des Hauptschalters 18 mit dem nicht dargestellten Programmschaltwerk verbunden ist.
Bei entriegeltem Sperrelement 5 ist der Hauptschalter 18 offen. Sobald der Schließhaken 2 das Sperrelement 5 in die Schließstellung gemäß Fig. 4 verschiebt, schließt eine Schaltnase 34 am Sperrelement 5 den Hauptschalter 18, wozu die Sperrnase 34 auf den beweglichen Kontaktarm 29, der in bekannter Weise als Springelement ausgebildet ist, auftrifft und ihn derart verschwenkt, daß sein Kontakt 30 auf den Kontakt 31 der Kontaktfahne 32 zu liegen kommt. Gleichzeitig liegt der Kontakt 24 des Schalters 23 an dem Kontakt 25 der Kontaktfahne 26 an. Ein Strom kann jetzt grundsätzlich durch die Magnetspule 9 fließen. Sobald dieser Strom aufgrund der weiteren Steuerung durch das Programmschaltwerk die Magnetspule 9 erregt, zieht sie den Anker 10 aus der Endstellung A in Richtung zu der Zwischenstellung C hin. Mit der Bewegung des Ankers 10 ist ein Verschwenken des Hebels 14 verbunden. Dieser öffnet daher mit seinem Betätigungsnocken 42, der den Arm 41 nach unten drückt, die Kontakte 24 und 25 und schließt im weiteren Verlauf die Kontakte 24 und 27 nach Überwindung der Zwischenstellung C. Die Bestromung der Magnetspule 9 erfolgt dadurch nur über einen sehr kurzen Impuls und die Magnetspule 9 ist nach Umschalten des als Wechselschalter dienenden Schalters 23 sofort wieder stromlos. Die Beschleunigung und Masse des Ankers 10 und die bereits erfolgte Verformung der Totpunktfeder 13 reichen nun aus, um die Totpunktfeder 13 in ihre andere Endstellung umspringen zu lassen und den Anker 10 nach Erreichen der anderen Endstellung B gemäß Fig. 3 in dieser Endstellung stabil sowie kraftschlüssig zu halten.
In dieser Endstellung B verriegelt der Anker 10 das Sperrelement 5, gleichzeitig ist der Hauptschalter 18 geschlossen.
Nach Beendigung des durch das Programmschaltwerk vorgegebenen Programmes wird entweder automatisch oder manuell per Drucktaste die Kontaktfahne 28 mit Strom beaufschlagt. Die Magnetspule 9 erhält daher einen Stromimpuls, der wiederum nur kurzzeitig wirkt, bis der Anker 10 den Hebel 14 verschwenkt. Dieser öffnet mit dem Betätigungsnocken 43 die Kontakte 24 und 27 und schließt im weiteren Verlauf die Kontakte 24 und 25 nach Überwindung der Zwischenstellung C. Gleichzeitig hat der Anker 10 mit seinem freien Ende 11 die Ausnehmung 12 des Sperrelementes 5 verlassen und nimmt jetzt wieder seine Endstellung A gemäß Fig. 1 ein. Das Sperrelement 5 ist jetzt wieder entriegelt, so daß der Schließhaken 2 in die Öffnungsstellung verschwenkt werden kann.
Eine besonders flache Bauform wird erzielt, wenn der Anker 10 in derselben Ebene wie das Sperrelement 5 sowie quer zu diesem verschiebbar ist, und die Bauform als Flachanker ausgeführt ist.
Alle Teile des Magnetverschlusses sind zweckmäßigerweise in einem Gehäuse 35 untergebracht, aus dem lediglich ein zweiter Arm 36 des um eine Achse 37 verschwenkbaren Hebels 14 mit seinem freien Ende 38 herausragt. Über diesen zweiten Arm 36 ist der Hebel 14 jederzeit verstellbar, so daß der Anker 10 aus seiner das Sperrelement 5 verriegelnden Endstellung B auch dann gezogen werden kann, wenn kein Strom zur Verfügung steht. Der Magnetverschluß 1 weist daher auch eine Notöffnungsmöglichkeit auf.
An dem freien Ende 38 des zweiten Armes 36 des Hebels 14 kann beispielsweise ein Zugelement 39 angelenkt sein und mit seinem freien Ende 40 nach Öffnen einer Revisionsklappe zugänglich sein. Bei einem Defekt bzw. Stromausfall läßt sich die Verriegelung des Sperrelementes 5 über das Zugelement 39 aufheben.
Das zur Erzeugung der Haltekraft in den beiden Endstellungen A und B vorgesehene Federelement 13 ist einerseits am Hebel 14 fixiert und durchgreift ein Langloch 44 im Hebel 14, das sich längs eines Kreisbogenstückes zur Achse 37 des Hebels 14 erstreckt.
Funktionsentscheidend für die Wirkungsweise ist ferner eine genaue Abstimmung der Totpunktfeder 13 mit den beiden Betätigungsnocken 42, 43. Der Abstand der Betätigungsnocken 42 und 43 wird so gewählt, daß die jeweilige Abschaltung zum Zeitpunkt der größten Geschwindigkeit des Ankers 10 erfolgt.
Das Federelement 13 kann in einfachster Ausführungsform ein U-förmiger Federdraht sein, dessen Schenkel beim Verschwenken zunächst unter Erzeugung einer Federspannung zusammengedrückt werden. Beim weiteren Verschwenken öffnen sich die Schenkel wieder und geben die Spannung frei. Denkbare Ausführungsformen für Totpunktfederelemente sind ferner angespritzte Kunststoff-Federn, Dauermagnete oder Kugelschnäpper.

Claims

Magnetverschluß für eine Haushaltsmaschine, insbesondere für die Tür einer Waschmaschine mit einem Schließhaken einerseits und mit einem beweglichen, mit Hilfe einer Magnetspule und ihres Ankers arretierbaren sowie freigebbaren Sperrelement für den Schließhaken und mit weiteren, mechanischen und elektrischen Schalt- und Sicherungselementen andererseits, dadurch gekennzeichnet, daß
a) für den Anker (10) zwei Endstellungen (A, B) vorgesehen sind, in denen er in der Magnetspule (9) mechanisch fixierbar ist,

b) daß die den Anker (10) in der Magnetspule (9) bewegende Magnetkraft größer ist als die den Anker (10) in den Endstellungen (A, B) fixierende Haltekraft,

c) daß die den Anker (10) bewegende Magnetkraft ihn in Richtung einer Zwischenstellung (C) zwischen den beiden mechanisch fixierbaren Endstellungen (A, B) zieht und

d) daß der Stromkreis in der Magnetspule (9) unterbrochen wird, sobald sich der Anker (10) unter Überwindung der mechanisch fixierenden Haltekraft aus seiner jeweiligen Endstellung (A bzw. B) entfernt hat und eine ausreichende Beschleunigung besitzt, um sich bis in die andere Endstellung (A bzw. B) zu bewegen.
Magnetverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis in der Magnetspule (9) unterbrochen wird, ehe der Anker (10) bei seiner Bewegung in der Magnetspule (9) die elektromagnetisch stabile Zwischenstellung (C) zwischen den beiden mechanisch stabilen Endstellungen (A und B) erreicht.
Magnetverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis in der Magnetspule (9) mit Hilfe des sich bewegenden Ankers (10) unterbrochen wird.
Magnetverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Federelement (13) zum Halten des Ankers (10) in den beiden Endstellungen (A, B) vorgesehen ist.
Magnetverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis in der Magnetspule (9) mit Hilfe eines von dem Sperrelement (5) für den Schließhaken (2) steuerbaren Hauptschalters (18) schließbar ist und mit Hilfe eines von dem Anker (10) gesteuerten Schalters (23) während seiner Bewegung zur anderen Endstellung (A bzw. B) in der Magnetspule (9) geöffnet wird.
Magnetverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (23) ein Wechselschalter ist.
Magnetverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eine, erste Ende (11) des als Sicherungselement für das Sperrelement (5) dienenden Ankers (10) in eine Ausnehmung (12) im Sperrelement (5) greift und daß sein anderes, zweites Ende (17) den Schalter (23) zum Öffnen und Schließen des Magnetspulen-Stromkreises steuert sowie mit dem seine beiden Endstellungen stabilisierenden Federelement (13) verbunden ist.
Magnetverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende (17) des Ankers (10) mit einem zweiarmigen Hebel (14) verbunden ist und daß der Hebel (14) den als Wechselschalter ausgebildeten Schalter (23) steuert.
Magnetverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (14) einen freien Arm (36) für ein Element (39) zum Notöffnen des Magnetverschlusses (1) aufweist.
Magnetverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (10) quer zum Sperrelement (5) verschiebbar angeordnet ist.
Magnetverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Sperrelement (5) eine Schaltnase (34) zum Steuern des Elektro-Hauptschalters (18) aufweist und daß der Anker (10) bei seiner Bewegung in der Magnetspule (9) den Wechselschalter (23) öffnet und schließt.
Magnetverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker 10 ein Flachanker ist.