ITTO20070295A1 - Sistema blocca-porta per un apparecchio elettrodomestico - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Sistema biocca-porta per un apparecchio elettrodomestico"
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un sistema biocca-porta per un apparecchio elettrodomestico, quale una macchina lavabiancheria od un forno.
Più specificamente l'invenzione ha per oggetto un sistema biocca-porta comprendente
un primo ed un secondo terminale elettrico; un interruttore elettrico normalmente aperto, disposto fra il primo ed il secondo terminale elettrico e destinato a controllare l'alimentazione di corrente a dispositivi utilizzatori dell'apparecchio elettrodomestico collegati al secondo terminale, ed includente un contatto mobile controllato a mezzo di un elemento bimetallico,
un organo mobile di blocco operativamente accoppiato a detto interruttore ed atto ad assumere una posizione di riposo e rispettivamente una posizione di lavoro nelle quali consente e rispettivamente impedisce l'apertura della porta dell'apparecchio elettrodomestico;
un terzo terminale elettrico destinato a ricevere nel funzionamento una tensione di alimentazione;
un elemento resistivo riscaldante a coefficiente di temperatura positivo, disposto fra il primo ed il terzo terminale, in relazione di scambio termico con l'elemento bimetallico associato a detto interruttore; e
un dispositivo attuatore a comando elettrico predisposto per controllare secondo modalità prestabilite la posizione di detto organo mobile di blocco e del suddetto interruttore.
Sistemi biocca-porta di tale tipo sono descrìtti ed illustrati ad esempio nel brevetto europeo EP 0354 191 B1 e nel brevetto USA n.
6.334.637 B1 (dì quest<1>ultimo si vedano in particolare le figure da 10 a 12 e la relativa descrizione), entrambi a nome della stessa Richiedente.
I dispositivi biocca-porta descritti in tali brevetti anteriore presentano almeno quattro terminali elettrici di collegamento. I cablaggi necessari per collegare un tale dispositivo biocca-porta all<1>impianto elettrico ed ai sistemi elettronici interni dell'apparecchio elettrodomestico in cui esso viene incorporato risultano corrispondentemente complessi e costosi.
Uno scopo della presente invenzione è di realizzare un tale sistema biocca-porta che presenti un numero ridotto di terminali elettrici e richieda dunque cablaggi dì collegamento semplificati.
Questo ed altri scopi vengono realizzati secondo l'invenzione con un sistema biocca-porta le cui caratteristiche salienti sono definite nell'annessa rivendicazione 1.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell<1>invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
la figura 1 è uno schema elettrico di un dispositivo biocca-porta secondo la presente invenzione;
la figura 2 è uno schema elettrico di un sistema biocca-porta secondo la presente invenzione, includente un dispositivo biocca-porta del tipo illustrato nella figura 1; e
le figure 3 e 4 sono diagrammi che mostrano, in funzione del tempo T riportato in ascissa, andamenti esemplificativi di segnali sviluppati nel funzionamento in un sistema biocca-porta secondo 1<1>invenzione.
Nelle figure 1 e 2 con 100 è complessivamente indicato un dispositivo biocca-porta secondo l'invenzione, per un apparecchio elettrodomestico.
Il dispositivo biocca-porta 100 comprende tre soli terminali elettrici, indicati con 1, 2 e 3.
Con riferimento alla figura 2 i terminali 1 e 3 sono destinati ad essere accoppiati a terminali A, B di alimentazione di tensione alternata dell'associato apparecchio elettrodomestico, tramite un conduttore 4 e, rispettivamente, una scheda elettronica 5 predisposta in tale apparecchio elettrodomestico .
Il terminale elettrico 2 del dispositivo biocca-porta 100 è destinato ad essere collegato, in modo non rappresentato, a dispositivi utilizzatori interni all'apparecchio elettrodomestico.
Con riferimento alla figura 1, fra i terminali 1 e 2 è disposto un interruttore elettrico 10, normalmente aperto, destinato a controllare l'alimentazione di corrente ai suddetti dispositivi utìliz zatori . In un primo modo esemplificativo di realizzazione, che riprende la soluzione nota da US 6.334.637 Bl, l'interruttore 10 in modo per sé noto comprende un contatto mobile 13 portato da una lamina bimetallica 14 stabilmente connessa in 15 al terminale 1.
La lamina bimetallica 14 e l'associato contatto 13 sono mobili fra due contatti elettrici fissi, rispettivamente indicati con 11 e 12. Il terminale 11 è stabilmente collegato al terminale 2.
In modo per sé noto, come dettagliatamente descritto nel brevetto statunitense sopra citato, la lamina bimetallica 14 è operativamente connessa ad un organo mobile di blocco 9 che quando l'interruttore 10 è aperto e, rispettivamente, è chiuso, assume una posizione di riposo e rispettivamente una posizione di lavoro nella quale consente e rispettivamente impedisce l’apertura della porta dell'apparecchio elettrodomestico.
In modo parimenti per sé noto, fra il primo terminale 1 ed il terzo terminale 3 è collegato elettricamente un elemento resistivo riscaldante 50 a coefficiente positivo di temperatura (PTC). Nel modo dettagliatamente illustrato e descritto nel brevetto statunitense sopra citato, l'elemento resistivo PTC 50 è disposto in relazione di scambio termico con la lamina bimetallica 14 dell'interruttore 10 {si veda ad esempio la figura 11 del brevetto US 6.334.637 Bl).
In un altro modo di realizzazione, ispirato al dispositivo noto da EP 054191 Bl e qui non illustrato, l'interruttore 10 può comprendere una lamina 14 non bimetallica, recante il contatto mobile 13 e controllata a mezzo di uno o più elementi bimetallici a cui è associato un resistore PCT.
Nella figura 1 con 7 è indicato un sensore elettrico di posizione associato alla porta dell'apparecchio elettrodomestico. Tale sensore nella realizzazione illustrata è essenzialmente un interruttore 8, normalmente aperto, interposto fra il terminale 3 e l'elemento resistivo riscaldante 50. Tale sensore di posizione rappresenta un dispositivo di sicurezza ridondante: esso è aperto e impedisce l'alimentazione dì corrente all'elemento resistivo 50 quando la porta dell'apparecchio elettrodomestico è aperta, mentre si chiude e consente l'alimentazione di corrente a detto elemento resistivo riscaldante 50 quando la porta è chiusa.
Nella figura 1 con 25 è complessivamente indicato un dispositivo attuatore a comando elettrico, includente un solenoide 26 e predisposto per controllare secondo modalità prestabilite la posizione della lamina bimetallica 14 dell'interruttore 10 e la posizione dell'associato organo mobile di blocco 9. Tale dispositivo attuatore è ad esempio del tipo dettagliatamente descritto ed illustrato nel brevetto statunitense più volte sopra citato.
Con 30 nella figura 1 è indicato un circuito elettrico di controllo che è collegato in ingresso ai terminali 1 e 3, in modo diretto e, rispettivamente, attraverso 1'interruttore-sensore di posizione 7. Tale circuito elettronico di controllo 30 ha l'uscita collegata al solenoide di comando 26 del dispositivo attuatore 25.
Con riferimento alla figura 2, il dispositivo biocca-porta 100 è convenientemente pilotabile a mezzo di una scheda elettronica di controllo 5 predisposta nell'apparecchio elettrodomestico. Peraltro, tale scheda elettronica 5 potrebbe essere realizzata integrata con il dispositivo biocca-porta 100 stesso. In tal caso, il sistema biocca-porta nel suo complesso presenterebbe comunque tre soli terminali, ovvero i terminali A, B ed il terminale indicato con 2.
Nella realizzazione esemplifreamente illustrata nella figura 2, la scheda elettronica 5 comprende un'unità elettronica di elaborazione e controllo o CPU 40, realizzata ad esempio con l’impiego di un microprocessore. Tale unità ha un'uscita collegata al gate di un triac 41, interposto su una linea 42 che interconnette il terminale di alimentazione A con il terminale del dispositivo biocca-porta 100.
Un diodo raddrizzatore 43 è collegato in parallelo al triac 41.
Il sistema biocca-porta sopra descritto è predisposto per operare nel modo che verrà ora dettagliatamente illustrato, facendo ulteriormente riferimento alle figure 3 e 4.
A riposo, il solenoide 26 dell<1>attuatore 25 è diseccitato. In tale condizione l'attuatore, nel modo illustrato nel brevetto statunitense sopra citato, impedisce la chiusura dell<1>interruttore 10 ed il passaggio dell'organo di blocco 9 alla sua posizione di lavoro. Di conseguenza, a riposo la porta dell'apparecchio elettrodomestico può essere aperta e chiusa a piacere.
All'avvio del funzionamento dell'apparecchio elettrodomestico, fra i terminali A e B (figura 2) viene applicata la tensione alternata di alimentazione, quale la tensione di rete a 50(60) Hz. Sotto il controllo della CPU 40, la scheda di controllo 5 determina l'applicazione fra i terminali 1 e 3 del dispositivo biocca-porta 100 di una tensione iniziale Vi-3raddrizzata, corrispondente ad esempio alle sole semionde negative della tensione alternata di alimentazione applicata fra i terminali A e B. La tensione Vi_3di alimentazione raddrizzata iniziale è peraltro sufficiente a far sì che l'elemento resistivo PTC 50 in un periodo di tempo minimo predeterminato TP {di ad esempio in 6-8 secondi), raggiunga una temperatura tale per cui la lamina bimetallica 14 sia abilitata a poter operare la chiusura dell'interruttore 10, il quale rimane tuttavia ancora aperto, sotto il controllo del dispositivo attuatore 25, 26. Durante il suddetto periodo di tempo, indicato con TP nella figura 3, il circuito di controllo 30 del dispositivo bioccaporta 100 continua a mantenere diseccitato il solenoide 26 del dispositivo attuatore 25.
Trascorso il periodo di tempo TP la scheda elettronica 5 applica al terzo terminale 3 o, meglio, fra i terminali 3 ed 1, del dispositivo biocca-porta 100 una (unica) semionda positiva della tensione alternata dì alimentazione, per cui all'ingresso del circuito elettronico di controllo 30 appare ora un'onda completa della tensione alternata di alimentazione, tale onda completa essendo indicata con CW nella figura 3. Il circuito elettronico di controllo 30 è predisposto per emettere allora in uscita, verso il solenoide 26 del dispositivo attuatore 25, un impulso di eccitazione, indicato con I nel secondo diagramma della figura 3, che illustra l'andamento nel tempo del segnale T applicato a tale solenoide.
L'impulso I di eccitazione al solenoide 26 provoca a questo punto la chiusura dell'interruttore 10 ovvero la dispositivo della lamina bimetallica 14 nella condizione in cui il contatto mobile 13 insiste contro il contatto fisso il, consentendo l'alimentazione dei dispositivi utilizzatori dell'apparecchio elettrodomestico che sono collegati al terminale 2 del dispositivo biocca-porta 100.
Lo status dell'interruttore 10 è illustrato dal terzo diagramma presentato nella figura 3.
Dopo la (sola) onda completa CW la scheda elettronica 5 continua ad applicare fra i terminali 1 e 3 del dispositivo biocca-porta 100 una tensione V1-3raddrizzata, a sole semionde negative, come si vede nella parte di destra del primo diagramma della figura 3, e nella parte di sinistra del primo diagramma della figura 4 {che rappresenta la continuazione temporale del corrispondente diagramma della figura 3). Nel proseguimento del ciclo di funzionamento dell'apparecchio elettrodomestico, il dispositivo resistore riscaldante 50 continua ad essere alimentato, e continua a mantenere la lamina 14 nella condizione di chiusura dell’interruttore 10.
Al termine del ciclo di funzionamento dell’apparecchio elettrodomestico, ad un istante indicato con txnei diagrammi della figura 4, la scheda elettronica 5 applica fra i terminali 1 e 3 del dispositivo biocca-porta 3 una prima onda completa CWl, e poi una seconda onda completa CW2, separate da un predefinito intervallo di tempo dì pausa, preferibilmente senza interrompere l'applicazione delle semionde negative della tensione di alimentazione. Il circuito elettronico dì controllo 30 è predisposto per applicare corrispondentemente al solenoide 26 del dispositivo attuatore 25 due successivi impulsi II e 12 (figura 4) i quali, in virtù delle caratteristiche del meccanismo del dispositivo attuatore 25 (che è ad esempio quello dettagliatamente descritto nel brevetto USA 6.334.637) provoca, dopo il secondo impulso 12, ovvero ad un istante indicato con t2 nella figura 4, la riapertura immediata dell'interruttore 10 ed il ritorno dell'organo mobile di blocco 9 alla sua posizione di riposo nella quale consente la riapertura della porta dell'apparecchio elettrodomestico.
Con il sistema biocca-porta secondo l'invenzione, se la tensione alternata di alimentazione viene a mancare nel corso di un ciclo di funzionamento dell’apparecchio elettrodomestico, la riapertura della porta potrà essere attuata solo dopo che il resistore PTC 50 si sia sufficientemente raffreddato. Ciò consente di riaprire la porta solo dopo che sia trascorso un tempo minimo di sicurezza .
Il sistema biocca-porta sopra descritto opera in sicurezza intrinseca, nel caso si verifichi una di una pluralità di possibili condizioni di guasto della scheda elettronica 5:
se durante un ciclo di funzionamento dell'apparecchio elettrodomestico, la scheda elettronica 5 prende ad applicare fra i terminali 3 ed 1 del dispositivo biocca-porta 100 la tensione alternata di alimentazione completa, il circuito elettronico 30 del dispositivo biocca-porta emette un solo impulso verso il solenoide 26 del dispositivo attuatore, e il meccanismo di quest'ultimo impedisce l'apertura dell’interruttore 10, nonché l'apertura della porta, in quanto tale meccanismo necessita di due azionamenti impulsivi successivi per consentire tali manovre;
se nel funzionamento dell'apparecchio elettrodomestico il triac 41 della scheda 5 prendesse ad operare come diodo, conducendo soltanto semionde negative, il circuito elettronico di controllo 30 non emetterebbe alcun impulso di eccitazione verso il solenoide 26; se il triac 41 prendesse invece a condurre solamente semionde positive, il circuito elettronico 30 emetterebbe verso il solenoide 26 un unico impulso, che in quanto unico non è in grado di determinare la riapertura dell'interruttore 10 e di consentire la riapertura della porta dell'apparecchio elettrodomestico;
se il triac 41 si "apre", la tensione Vi_3viene meno, e dopo che il resistore PTC 50 si sarà sufficientemente raffreddato, l'interruttore 10 potrà aprirsi e la porta dell'apparecchio potrà essere aperta, in condizione di sicurezza.
Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall ' ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.
Claims (7)
- RIVENDICAZIONI l. Sistema biocca-porta per un apparecchio elettrodomestico, comprendente un primo ed un secondo terminale elettrico (1, 2); un interruttore elettrico (10) normalmente aperto, disposto fra detti terminali elettrici (1, 2) e destinato a controllare l'alimentazione di corrente a dispositivi utilizzatori dell'apparecchio elettrodomestico collegati al secondo terminale (2), ed includente un contatto mobile (13) controllato a mezzo di un elemento bimetallico (14); un organo mobile di blocco (9) operativamente accoppiato a detto interruttore (10) ed atto, quando detto interruttore (10) è aperto e rispettivamente è chiuso, ad assumere una posizione di riposo e rispettivamente una posizione di lavoro nelle quali consente e rispettivamente impedisce l'apertura della porta dell'apparecchio elettrodomestico; un terzo terminale elettrico (3) destinato a ricevere nel funzionamento una tensione di alimentazione (Vj-3); un elemento resistivo riscaldante (50) a coefficiente positivo di temperatura, disposto fra il primo (1) ed il terzo terminale (3), e disposto in relazione di scambio termico con l'elemento bimetallico (14) associato a detto interruttore (10); e un dispositivo attuatore a comando elettrico (25) predisposto per controllare secondo modalità prestabilite la posizione di detto organo mobile di blocco (9) e di detto interruttore (10); il sistema biocca-porta essendo caratterizzato dal fatto che comprende un circuito elettronico di controllo (30) che è collegato in ingresso a detti primo e terzo terminale (1, 3), e che è collegato in uscita al dispositivo attuatore (25), ed è predisposto per pilotare detto dispositivo attuatore (25) in funzione di caratteristiche predeterminate di una tensione di alimentazione e comando (V1-3) applicata fra detti primo e terzo terminale (1, 3}.
- 2. Sistema biocca-porta secondo la rivendicazione 1, in cui la disposizione è tale per cui l'attuatore (25) a riposo è atto ad impedire la chiusura di detto interruttore (10) e il passaggio dell'organo di blocco (9) alla posizione di lavoro, e la porta può essere aperta e chiusa a piacere .
- 3. Sistema biocca-porta secondo la rivendicazione 2, in cui la disposizione è tale per cui, quando all'avvio del funzionamento dell'apparecchio dei1<1>elettrodomestico, al terzo terminale (3) viene applicata una tensione di alimentazione unidirezionale, l'elemento resistivo riscaldante (50) è atto, in un periodo di tempo minimo prestabilito (TP), ad abilitare la chiusura di detto interruttore (10), il quale rimane tuttavia ancora aperto sotto l'azione del dispositivo attuatore (25).
- 4. Sistema biocca-porta secondo la rivendicazione 3, in cui la disposizione è tale per cui quando, dopo detto periodo di tempo prestabilito (TP) al terzo terminale (3) viene applicata una tensione (V1-3) presentante una prima caratteristica di comando (CW), il circuito di controllo (30) è predisposto per pilotare l'attuatore (25) in modo tale per cui questo libera l'interruttore (10) e l'organo di blocco (9), consentendo il passaggio di questo alla posizione di blocco della porta in posizione chiusa e la chiusura di detto interruttore (10); detta tensione (Vi_3) essendo sufficiente ad alimentare l'elemento resistivo riscaldante (50) in modo tale da continuare a mantenere l'interruttore (10) in posizione di chiusura.
- 5. Sistema biocca-porta secondo la rivendicazione 4, in cui la disposizione è tale per cui quando, al termine di un ciclo di funzionamento dell<1>apparecchio elettrodomestico, al terzo terminale (3) viene applicata una tensione {να_3) presentante una seconda caratteristica predeterminata (CWl, CW2) il circuito di controllo (30) è predisposto per pilotare l'attuatore (25, 26) in modo tale per cui questo provoca l'apertura di detto interruttore (10) e il ritorno dell'organo di blocco (9) alla posizione di riposo, permettendo la riapertura della porta.
- 6. Sistema biocca-porta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui fra detto terzo terminale (3) ed il circuito di controllo (30) è interposto un interruttore-sensore di posizione (8) associato alla porta dell'apparecchio elettrodomestico .
- 7. Sistema biocca-porta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una scheda elettronica (5) includente un'unità di elaborazione e controllo (40) predisposta per pilotare un triac (41) disposto in serie fra un terminale (A) di alimentazione di una tensione alternata e il suddetto terzo terminale (3) del dispositivo biocca-porta (100); in parallelo a detto triac (41) essendo collegato un diodo raddrizzatore (43). Il tutto sostanzialmente secondo quanto descritto ed illustrato, e per gli scopi specificati.
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