БЫТОВОЙ ПРИБОР С ЗАПИРАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ
DOMESTIC APPLIANCE HAVING LOCKING DEVICE

Область техники
Данное изобретение относится к бытовому прибору с запирающим устройством для запирания двери.
Уровень техники
В бытовых приборах, таких, как, например, стиральные машины, удержание двери закрытой в запертом положении происходит за счет механического геометрического замыкания. С этой целью двери оборудованы крючками или проушинами, которые при запирании вводятся во внутреннюю часть затвора. Для открывания двери у некоторых бытовых приборов имеется механическая клавиша открывания.
Патентный документ ЕР 0109590 В1 описывает устройство защитной блокировки двери, в котором все конструктивные элементы предохранительного приспособления и элементы для открывания и закрывания двери объединены в одном корпусе, так что для этих функций требуется только один конструктивный элемент. Два датчика крайнего положения и силовой электромагнит электромеханического блокирующего устройства заключены в корпусе в единый узел.
В патентном документе US 2888290 показан холодильник, включающий в себя устройства для электромагнитной фиксации.
Выложенная (неакцептованная) заявка WO 00/11296 А1 демонстрирует корпус холодильника, причем корпус имеет запирающее устройство, включающее в себя электромагнит.
Выложенная (неакцептованная) заявка ЕР 2284340 А2 демонстрирует магнитную защелку для запирания отверстия.
Патентный документ US 3146381 демонстрирует систему для управления усилием электромагнита.
Выложенная (неакцептованная) заявка ЕР 2045423 А2 демонстрирует устройство для активируемой блокировки деталей, подвижных относительно друг друга.
Раскрытие изобретения
Задача, лежащая в основе изобретения - указать такой бытовой прибор, в котором имеется возможность без использования механики удерживать дверь в закрытом положении и снова разблокировать ее.
Эта задача решена предметом изобретения с признаками по независимому пункту формулы. Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметом фигур, описания и зависимых пунктов.
Согласно аспекту изобретения задача решена бытовым прибором, который содержит запирающее устройство с постоянным магнитом для создания удерживающего усилия для удержания двери в закрытом положении и катушку для создания противодействующего магнитного поля с обеспечением нейтрализации удерживающего усилия. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что возможно упрощение конструкции окна, так как не обязательно наличие крючка и механизма рукоятки. Запирающее устройство позволяет, с одной стороны, производить открывание двери изнутри и, с другой стороны, открывать дверь посредством клавиши для открывания двери. Двери бытовых приборов удерживаются посредством удерживающей силы, реализуемой за счет силового замыкания. Затвор с силовым замыканием предоставляет удерживающие силы в виде двух ступеней. Это незначительная удерживающая сила для удержания двери закрытой и повышенная удерживающая сила, которая препятствует открыванию двери без применения силы, то есть которую можно приравнять к блокировке. Переключение между обеими силами или их отключение возможно посредством целенаправленного управления катушкой.
Под бытовым прибором понимается устройство, которое используется для ведения домашнего хозяйства. Это может быть крупное бытовое устройство, например стиральная машина, сушильная машина для белья, посудомоечная машина, устройство для термообработки пищи, вытяжное вентиляционное устройство или такой бытовой прибор, как, например, холодильник, морозилка или комбинированный холодильник-морозильник. Однако это может быть и малое бытовое устройство, например водонагреватель, кофейный автомат, кухонный комбайн или пылесос.
В предпочтительном варианте осуществления бытового прибора запирающее устройство расположено в двери или в корпусе бытового прибора. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что имеется возможность эффективной передачи удерживающего усилия.
В следующем предпочтительном варианте осуществления бытового прибора дверь или корпус бытового прибора включает в себя, целиком или частично, материал с высокой магнитной проницаемостью для взаимодействия с создаваемым магнитным полем. Магнитопроницаемый материал позволяет достигать, например, технического преимущества, состоящего в том, что генерируется удерживающая сила двери или корпуса.
В следующем предпочтительном варианте осуществления бытового прибора запирающее устройство включает в себя магнитопроводящую деталь с высокой магнитной проницаемостью для прохождения магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что возможно проведение магнитного поля в заданном месте.
В следующем предпочтительном варианте осуществления бытового прибора катушка намотана вокруг магнитопроводящей детали. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что возможно эффективное наложение магнитного поля катушки на магнитное поле постоянного магнита.
В следующем предпочтительном варианте осуществления бытового прибора запирающее устройство содержит первую магнитопроводящую деталь и вторую магнитопроводящую деталь. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что возможна реализация магнитной цепи посредством двух магнитопроводящих деталей, которые могут быть эффективно оснащены катушкой для наложения магнитного поля.
В следующем предпочтительном варианте осуществления бытового прибора между первой магнитопроводящей деталью и второй магнитопроводящей деталью расположены первый постоянный магнит и второй постоянный магнит. Благодаря этому достигается, например, также техническое преимущество, состоящее в том, что создается долговечная магнитная цепь. При помощи материалов с хорошей проводимостью или с высокой магнитной проницаемостью возможно распространение силовых линий магнитного поля по длинным путям. В следующем предпочтительном варианте осуществления бытового прибора катушка намотана вокруг первой магнитопроводящей детали и второй магнитопроводящей детали. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что уменьшается монтажное пространство, а запирающее устройство образовано в симметричной форме.
В следующем предпочтительном варианте осуществления бытового прибора первая магнитопроводящая деталь содержит первую катушку, а вторая магнитопроводящая деталь - вторую катушку. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что возможно управление двумя противоположно направленными магнитными полями независимо друг от друга.
В следующем предпочтительном варианте осуществления бытового прибора запирающее устройство содержит подвижную направляющую штангу для проведения магнитного поля, имеющую высокую магнитную проницаемость. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что имеется возможность целенаправленно усиливать магнитное поле, которое производит удерживающую силу, или ослаблять его.
В следующем предпочтительном варианте осуществления бытового прибора направляющая штанга соединена с магнитопроводящей деталью посредством упругого элемента. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что создается легко управляемая конструкция для усиления магнитного поля. В общем случае упругий элемент может быть соединен также с корпусом или быть связан с ним. Упругий элемент создает усилие для разделения направляющей штанги и магнитопроводящей детали.
В следующем предпочтительном варианте осуществления бытового прибора обеспечена возможность наложения направляющей штанги на первую магнитопроводящую деталь и на вторую магнитопроводящую деталь. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что имеется возможность управлять удерживающей силой.
В следующем предпочтительном варианте осуществления бытового прибора направляющая штанга соединена посредством первого упругого элемента с первой магнитопроводящей деталью и посредством второго упругого элемента со второй магнитопроводящей деталью. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что имеется возможность приводить направляющую штангу по обеим магнитопроводящим деталям. В общем случае в качестве упругого элемента может использоваться любой элемент, создающий усилие для разделения направляющей штанги и магнитопроводящей детали.
В следующем предпочтительном варианте осуществления бытового прибора запирающее устройство содержит переключатель, регистрирующий положения направляющей штанги. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что имеется возможность регистрировать положение открывания двери.
В следующем предпочтительном варианте осуществления бытового прибора бытовой прибор содержит упругий элемент между запирающим устройством и дверью. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что, при удерживающей силе, меньшей, чем определенное небольшое значение, автоматически производится открывание двери.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления изобретения представлены на чертежах и в дальнейшем описываются более подробно. Показаны:
фиг. 1 - схематичный вид запирающего устройства;
фиг. - 2А-2Н разные фазы при запирании, отпирании и открывании двери посредством запирающего устройства;
фиг. - 3А-3С разные варианты осуществления запирающего устройства;
фиг. - 4А и 4В две разные конструкции запирающего устройства; и
фиг. - 5А и 5В две схемы управления запирающим устройством.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показан схематичный вид электромагнитного запирающего устройства 103 с двумя постоянными магнитами 105-1 и 105-2 и катушкой 107 в обесточенном положении, дверь 101 открыта с широким зазором относительно запирающего устройства 103.
Запирающее устройство 103 расположено в корпусе бытового прибора 100 и выполнено с возможностью взаимодействия с расположенной в двери 101 бытового устройства запирающей штангой 117, имеющей высокую магнитную проницаемость, посредством создаваемого магнитного поля. Магнитная запирающая штанга 117 может включать в себя, например, железный сердечник. Магнитное поле постоянных магнитов 105-1 и 105-2 позволяет создавать удерживающую силу, которая удерживает дверь в закрытом положении.
Запирающее устройство 103 включает в себя две проходящих параллельно друг другу магнитопроводящих детали 109-1 и 109-2, между которыми расположены постоянные магниты 105-1 и 105-2. Катушка 107 намотана вокруг обеих магнитопроводящих деталей 109-1 и 109-2 и выполнена с возможностью создавать магнитное поле, накладывающееся на то магнитное поле, которое создается обоими постоянными магнитами 105-1 и 105-2.
Дополнительно запирающее устройство 103 включает в себя направляющую штангу 111, которая позволяет воздействовать на магнитное поле. Направляющая штанга 111 содержит материал с высокой магнитной проницаемостью.
Направляющая штанга 111 укреплена на постоянном магните 105-2 посредством предварительно напряженного упругого пружинящего элемента 113, например спиральной нажимной пружины. Силовые линии 119 магнитного поля проходят внутри обеих магнитопроводящих деталей 109-1 и 109-2, обоих постоянных магнитов 105-1 и 105-2 и направляющей штанги 111. Между запирающим устройством 103 и дверью 101 расположен еще один упругий пружинящий элемент 115, который нажимает на дверь 101, если удерживающая сила не превышает силу упругости. Пружинящий элемент 115 реализован, например, в виде спиральной нажимной пружины или упругого уплотнения двери.
Сила, удерживающая дверь, создается магнитным взаимодействием. За счет изменения магнитного поля посредством электрических катушек 107 и/или посредством перемещения магнита либо железного сердечника направляющей штангой 111 реализуются различные значения удерживающей силы при открывании, запирании или отпирании, в разблокированном и запертом положении. Вследствие этого в разблокированном положении возможно достижение незначительных удерживающих сил, т.е. усилий обслуживающего персонала, не превышающих 50 N, а в запертом положении - достижение высоких значений удерживающей силы, например 200 N. Деталь на стороне двери должна быть выполнена из материала с высокой магнитной проницаемостью.
На фиг. 2А показано запирающее устройство 103 при обесточенном положении катушки 107. Дверь 101 открыта с зазором и удерживается упругим элементом 115 на расстоянии от запирающего устройства 103. Направляющая штанга 111 посредством магнитного поля постоянных магнитов 105-1 и 105-2 прижимается к магнитопроводящим деталям 109-1 и 109-2, так что магнитное поле направляется в область направляющей штанги 111.
На фиг. 2В показано запирающее устройство 103 при обесточенном положении катушки 107 после произведенного вручную прижатия и закрывания двери 101. Дверь 101 прижимают к запирающему устройству 103, преодолевая силу упругости упругого элемента 115, и удерживают в этом положении посредством магнитного поля магнита 105-1, который оказывает удерживающее усилие на запирающую штангу 117 в двери. Удерживающее усилие в этом положении составляет, например, 50 N. На другой стороне запирающего устройства 103 направляющая штанга 111 удерживается постоянным магнитом 105-2 в положении соприкосновения с магнитопроводящими деталями 109-1 и 109-2.
На фиг. 2С запирающее устройство 103 показано в положении, соответствующем началу воздействия положительно направленного электрического тока на катушку 107. Магнитное поле, создаваемое катушкой 107, накладывается на то магнитное поле, которое создается постоянными магнитами 105-1 и 105-2. В левой части запирающего устройства 103 магнитное поле в области направляющей штанги 111 аннулируется (противоположное направление силовых линий магнитного поля). Затем на направляющую штангу 111 нажимают пружинящим элементом 113 в направлении наружу. Вследствие этого в правой части запирающего устройства 103 магнитное поле в области запирающей штанги 117 усиливается, так что удерживающая сила между запирающим устройством 103 и запирающей штангой 117 повышается, и дверь 101 заперта. Удерживающая сила, действующая на дверь 101, в этом положении составляет, например, 280 N. После этого электрический ток, идущий через катушку 107, прерывают.
На фиг. 2D показано запирающее устройство 103 при обесточенном положении катушки 107. Направляющая штанга 111 удерживается упругим элементом 113 на расстоянии от магнитопроводящих деталей 109-1 и 109-2, так что магнитные поля, создаваемые обоими постоянными магнитами 105-1 и 105-2, смещаются на правую сторону в направлении запирающей штанги 117. Пружинящий элемент 113 создает воздушный зазор между направляющей штангой 111 и магнитопроводящими деталями 109-1 и 109-2. Вследствие этого также и в обесточенном положении запирающего устройства 103 поддерживается повышенная удерживающая сила, так что дверь 101 остается запертой.
На фиг. 2Е показано запирающее устройство 103 в положении при подаче более высокого положительного напряжения на катушку 107 после начала фазы открывания для разблокирования и открывания двери 101. Для разблокирования сначала закрывают воздушный зазор между направляющей штангой 111 и магнитопроводящими деталями 109-1 и 109-2. Это осуществляют посредством кратковременной подачи на катушку 107 более высокого напряжения. Магнитное поле, создаваемое таким образом катушкой 107, усиливает то магнитное поле, которое создается постоянными магнитами 105-1 и 105-2. Вследствие этого силовые линии магнитного поля на левой стороне магнитопроводящих деталей 109-1 и 109-2 вступают во взаимодействие с направляющей штангой 111. Сила, действующая на направляющую штангу 111, превышает силу пружинящего элемента 113, так что направляющая штанга 111 вновь притягивается к магнитопроводящим деталям 109-1 и 109-2. Удерживающая сила, действующая на дверь 111, в результате этого еще больше увеличивается на короткий срок.
На фиг. 2F показано запирающее устройство 103 с прилегающей направляющей штангой 111 в положении при подаче более высокого положительного напряжения на катушку 107. Как направляющая штанга 111, так и запирающая штанга 117 удерживаются у магнитопроводящих деталей 109-1 и 109-2.
На фиг. 2G показано запирающее устройство 103 в обесточенном положении катушки 107 с прилегающей направляющей штангой 111. В обесточенном состоянии положение направляющей штанги 111 сохраняется. Это положение соответствует положению с фиг. 2В, которое устанавливается вскоре после закрытия двери 101.
На фиг. 2Н показано запирающее устройство 103 в положении при подаче на катушку 107 отрицательного напряжения. При этом катушкой 107 создается противоположно направленное магнитное поле, которое нейтрализует удерживающую силу постоянного магнита 105-1. Удерживающая сила в этом положении составляет, например, 0 N. Затем упругий элемент 115 отжимает дверь 101 наружу, и возможно ее открывание вручную. Возможно электрическое управление катушкой 107, осуществляемое в виде импульсов либо в виде воздействия постоянным или переменным током в течение ограниченного времени посредством электрической схемы.
На фиг. 3А показан вариант осуществления запирающего устройства 103, при котором обмотка катушки 107-1 намотана вокруг первой магнитопроводящей детали 109-1 в направлении, аксиально противоположном направлению обмотки катушки 107-2 вокруг второй магнитопроводящей детали 109-2. Катушка 107-1 и катушка 107-2 включены последовательно. Направляющая штанга 111 укреплена посредством единственного упругого элемента 113. Между запирающим устройством 103 и тягой 117 затвора расположен упругий элемент 115 для открывания двери 101 и/или удержания ее в области запирающего устройства 103.
При применении секций обмотки направление намотки отдельных секций обмотки выбирают так, что электромагнитные воздействия секций обмотки дополняют друг друга. В принципе разделение катушки на секции не обязательно. Тем не менее упругий элемент 113 может быть соединен с корпусом или связан с ним таким образом, что он создает силу, действующую на разделение направляющей штанги 111 и магнитопроводящих деталей 109-1 и 109-2.
На фиг. 3В показан вариант осуществления запирающего устройства 103, при котором обмотка катушки 107-1 намотана вокруг первой магнитопроводящей детали 109-1 аксиально в том же направлении, что и обмотка катушки 107-2 вокруг второй магнитопроводящей детали 109-2. Катушка 107-1 и катушка 107-2 включены последовательно. Направляющая штанга 111 укреплена на магнитопроводящих деталях посредством двух упругих элементов 113-1 и 113-2. В общем случае могут быть предусмотрены один или несколько упругих элементов. Упругие элементы 113-1 и 113-2 обеспечивают силу, которая противодействует магнитному полю.
Упругий элемент 115 расположен в области не показанного шарнира или в передней стенке бытового прибора. В общем случае с этой целью могут быть предусмотрены также несколько упругих элементов.
На фиг. 3С показан вариант исполнения запирающего устройства 103 с двумя катушками 107-1 и 107-2, для которых возможно управление, осуществляемое по отдельности. В этом варианте осуществления возврат направляющей штанги 111 осуществляется посредством двух упругих элементов 113-1 и 113-2.
На фиг. 4А показана конструкция электрически управляемой части запирающего устройства в корпусе 121 бытового прибора 100. Тяга 117 затвора расположена в двери 101. Если дверь 101 в соответствующем месте по меньшей мере частично состоит из материала с высокой магнитной проницаемостью, сама дверь образует тягу 117 затвора. Тяга 117 затвора не обязательно выполнена как отдельная деталь.
На фиг. 4В показана конструкция электрически управляемой части запирающего устройства в двери 101 бытового прибора 100. Тяга 117 затвора расположена в корпусе 121.
На фиг. 5А показана схема 200 подключения для управления запирающим устройством 103. Схема 200 включает в себя источник 201 напряжения, сопротивления 203-1, 203-2 и 203-3 и микропереключатели 205-1, 205-2, 205-3. В зависимости от положения переключателей 203-1, 203-2 и 203-3 схема 200 подает на катушку 107 напряжение, создавая два разных по величине тока в положительном направлении или один ток в отрицательном направлении, величины которых определяются сопротивлениями 203-1, 203-2 и 203-3. В результате возможны вызываемые ими разблокирование или запирание, а также открывание двери 101. Однако в общем случае возможно также использование других схем включения с одной или несколькими катушками.
На фиг. 5В показана еще одна схема 200 подключения для управления запирающим устройством 103. В этом варианте исполнения источник напряжения включен в направлении, противоположном фиг. 5А. Электрические цепи переключателей для контроля положения двери на электрических схемах не показаны.
Контроль запертого или отпертого положения запирающего устройства возможен посредством запроса о включенном состоянии переключателя, который электрически размыкается или замыкается посредством деталей, перемещаемых во время запирания или отпирания - например, направляющей тяги 111. Кроме того, возможен контроль закрытого или открытого положения двери посредством запроса о включенном состоянии переключателя, который электрически размыкается или замыкается посредством деталей, перемещаемых во время ее закрывания или открывания - например, двери 101 или тяги 117 затвора двери 101.
Запирающее устройство 103 позволяет, с одной стороны, производить открывание двери 101 изнутри в разблокированном положении, так что достигается вскрываемая герметизация с функцией детской безопасности. С другой стороны, достигается открывание двери 101 посредством клавиши открывания двери, которая разблокирует дверь 101 или раскрывает ее. Благодаря запирающему устройству 103 упрощается конструкция окна, при которой отпадает необходимость в крючке и в механизме рукоятки. Запирающее устройство 103 не предъявляет высоких требований к допускам по положению в вертикальном направлении, как, например, в случае навесного окна.
Все признаки, разъясненные и показанные в сочетании с отдельными вариантами осуществления изобретения, могут быть предусмотрены в предмете изобретения в различных комбинациях, чтобы реализовать их предпочтительные воздействия одновременно.
Объем охраны настоящего изобретения определен пунктами формулы и не ограничивается признаками, разъясненными в описании или показанными на фигурах.
Обозначения
100 бытовой прибор
101 дверь
103 запирающее устройство
105 постоянный магнит
107 катушка
107-1 катушка
107-2 катушка
109 магнитопроводящая деталь с высокой магнитной проницаемостью
109-1 магнитопроводящая деталь с высокой магнитной проницаемостью
109-2 магнитопроводящая деталь с высокой магнитной проницаемостью
111 управляющая тяга с высокой магнитной проницаемостью
113 упругий элемент
115 упругий элемент
117 тяга затвора с высокой магнитной проницаемостью
119 силовые линии магнитного поля
121 корпус
200 схема подключений
201 источник напряжения
203-1 сопротивление
203-2 сопротивление
203-3 сопротивление
205-1 микропереключатель
205-2 микропереключатель
205-2 микропереключатель.