具有失衡檢測裝置的蓋子開關的製作方法
2023-09-17 04:03:50 2
專利名稱：具有失衡檢測裝置的蓋子開關的製作方法
技術領域：
本發明涉及洗衣機，特別地涉及當洗衣機的蓋子抬高或發生失衡情況時，使機器停止工作的電氣開關。
從頂部放入衣物的用洗衣機具有一上部開口的桶，衣物可放入其中清洗。操作時，通過一電磁閥使桶及其內部甩幹籃都充滿水，並且桶內的一個中央攪拌器攪拌衣物和水使髒物從織物中分離(「攪拌周期」)。在攪拌周期結束時，水從桶內排出，而甩幹籃繞其軸線旋轉利用離心力的作用使水從溼衣物中甩幹(「甩幹周期」)。
在甩幹周期中，如果溼衣物在旋轉籃的軸周圍分布得不均勻，快速轉動的甩幹籃就可能不平衡。少量的不平衡可以通過桶(包括甩幹籃)安裝到與洗衣機外殼有關的「浮筒」上來補償，因此某些運動可以在兩者之間進行。這種浮動安裝系統例如可以使洗衣機頂部的桶懸在一個或多個樞軸式連杆上。
然而即使具有這種浮動安裝系統，也只可能補償桶和外殼之間有限的相對運動範圍。對於劇烈的不平衡載荷而言，桶將劇烈運動而超出安裝系統的極限。在這些情況下，失衡的桶可能向洗衣機施加足夠的力以使它發生不能接受的走動或搖晃，或者桶可能撞擊洗衣機框架，因而可以損壞洗衣機。為此，需要提供一個開關，它可響應於劇烈的失衡狀態而使甩幹籃停止轉動，以便使用者重新分布溼衣物。
這種使失去平衡的甩幹周期停止的功能目前是由一「踢出」開關完成的，在輕微的不平衡工作過程中，該開關就定位在桶的外振幅的外側。在劇烈的不平衡工作過程中，該踢出開關由於桶的搖擺而受到衝擊並切斷電動機電路使甩幹周期停止。這種踢出開關在轉讓給本發明的受讓人的美國專利第3,958,094號中有所描述，並且在此引作參考。
在洗衣機的甩幹周期中，蓋子要保持關閉以保護使用者不受快速轉動的甩幹籃的傷害也是很重要的。為此，一般在靠近蓋子處設置一蓋子開關以檢測甩幹周期中蓋子開啟情況，而且如果蓋子在甩幹過程中抬高還可使甩幹籃停轉。
理想的是，失衡開關的功能和蓋子開關的功能可以組合在一個單個裝置內以降低成本。這種組合可能需要蓋子開關放置在一小於甩幹籃不平衡運動的振幅主模的最佳位置上，或者需要加上另外的結構以將甩幹籃的任何偏心量傳送到蓋子開關所放的位置處。
本發明提供了一種具有失衡檢測裝置的蓋子開關，根據其蓋子開關功能的需要，可靈活地放在洗衣機外殼上。這一設計採用了一擺動式加速度表，它不需直接與甩幹籃接觸，就可測出洗衣機外殼沿著不同軸線以不同振動方式所發生的不平衡振動。
尤其是，本發明提供了一具有用來檢測洗衣機不平衡的蓋子開關，該洗衣機具有一相對其外殼可打開的蓋子，該外殼內有一甩幹籃。該蓋子開關包括一開關架，該開關架具有一用於安裝到洗衣機外殼上的表面，以及一從開關架伸出的開關操作件，以便當開關架安裝到洗衣機外殼時接觸蓋子。該開關操作件在蓋子關閉時的蓋子關閉位置和蓋子打開時的打開位置之間運動。一壓鐵可移動地連接到開關架上，以便靠開關架加速從相對開關架的一靜止位置移去。一對觸點位於開關架內，當壓鐵從靜止位置移動或蓋子打開時與開關操作件和壓鐵連接。
因此，本發明的一個目的在於提供一種成本效果合算的開關，它既可檢測失衡情況，又可檢測蓋子打開情況。利用加速計失衡檢測裝置可使蓋子開關靈活地位於洗衣機外殼上，而不直接與甩幹籃接觸。
壓鐵可藉一擺動臂連接到開關架上，該擺動臂包括一當壓鐵從靜止位置移動時將一個觸點從另一個觸點移開的杆。該擺動臂可限定在一處於與壓鐵分開位置的頭部構件內，其中擺動臂連接開關架，通過向上穿過開關架中的一個孔，並由一靠著孔上方的開關架表面的頭部構件支撐面而在孔中向下懸著。杆的部分可由靠著開關架的頭部構件的樞軸構成。
本發明的另一個目的在於提供一種不平衡檢測裝置，它可靈活地與一蓋子開關一起放置，而且還對洗衣機任意的不平衡振動方式有感應。由於由頭部構件樞軸構成杆部，所以無論擺動臂擺動的軸線如何都可實現杆的作用。
蓋子開關可包括一彈簧，它將壓鐵保持在靜止位置以使開關架的加速度小於甩幹籃失衡工作情況的預定量。該彈簧的尺寸可使桶與外殼間不發生接觸時洗衣機外殼的運動不會使開關打開。
本發明還有一個目的在於提供一種失衡檢測裝置，通過調節一彈簧就可方便地校正該裝置，以防止洗衣機較小量運動而引起局部接觸。由於洗衣機外殼和桶之間接觸而產生的洗衣機外殼加速度明顯大於由桶內其它可承受的不平衡而引起的加速度。通過校正彈簧以使失衡檢測裝置僅由桶和洗衣機外殼間的實際接觸起動，基本上避免了檢測器有害的跳閘。
開關操作件可包括一彈簧臂，當開關操作件在一蓋子打開位置和蓋子關閉位置之間運動時，該彈簧臂將一個觸點移向另一個，並且在觸點關閉之後可便於補償開關操作件的額外運動。該蓋子開關可包括一裝到開關架上的擋塊，當開關操作件在蓋子打開位置和蓋子關閉位置之間運動時，彈簧臂將一個觸點移到擋塊上，該擋塊的位置在壓鐵從靜止位置移走以及一個觸點在擋塊上時，可使壓鐵將另一個觸點從前一個觸點上移走。
因此本發明的目的又在於提供一種具有失衡檢測裝置的蓋子開關，可採用一套觸點。
通過以下的描述將可更加了解本發明的前述目的和其它目的及優點。在此說明書中，附圖中有標號，並且出示了本發明一較佳實施例。這種實施例並不代表本發明整個範圍，然而，必需要作的標號是因為要說明本發明的範圍所附的權利要求。
圖1是一從頂部放衣物的家用洗衣機的立體圖，具有一後託架，並且示出了一處於打開位置的蓋子以顯示用來啟動本發明的蓋子開關的弧形臂；圖2是圖1中沿線2-2的橫截面圖，示出了弧形臂穿過頂邊上的一槽而推壓本發明蓋子開關的開關操作件；圖3是在圖2中的蓋子在關閉之前的蓋子開關縱向截面圖，並且不處於失衡狀態；圖4是與圖3類似的視圖，示出了當蓋子處於關閉位置並且不處於失衡狀態時的蓋子開關；以及圖5是與圖4和3類似的視圖，示出當蓋子處於關閉和失衡狀態時的蓋子開關視圖。
參見圖1，一從頂部放衣物的洗衣機10一般具有一桶12，衣服可以放在其中並在中央攪拌器14的作用下清洗。桶12的入口具有圓形開口的平面和水平的頂面16構成一般固定式洗衣機外殼17的部分。該圓形開口基本上與桶12的開口一致，並且由一頂部凸緣18所環繞並且從圓形開口向下伸入桶12中一小段距離，以便於將衣物放入桶12中。
一方蓋20可關到一水平位置，貼著頂部16，並且位於頂部16的一狹窄凹槽19中。該凹槽19略大於蓋子20，因此蓋子20可閉合在凹槽19中，與頂部16齊平。溼衣從桶12移到頂部16時從中滴出的水將因此而大部分收集在凹槽19中。蓋20包括一向下延伸的邊21，它使蓋20更具剛性而且邊緣光滑。
由於一鉸鏈(未示)使蓋子20的一條邊可繞沿著其後邊緣的鉸鏈軸線22轉動，蓋子可打開到基本上垂直的方向。一支撐洗衣機10的操作裝置的託架24位於洗衣機10頂部16的後邊緣處，在蓋子20打開時位於其後方。
參見圖1和2，一弧形臂26裝到蓋子20的底部，靠近鉸鏈軸線22中央並沿蓋子20的後邊緣。當蓋子20處於關閉位置時該弧形臂26從蓋子20上向下伸，並且在蓋子20打開和關閉過程中，繞鉸鏈軸線22向後彎並且穿過頂部凸緣18上的一開口30。該弧形臂可由塑料注塑模製成型以形成一基本上矩形截面並與開口30的外形一致，並且由一穿過邊21、蓋20並進入弧形臂26的螺釘32固定到蓋上。螺釘32可在將蓋子20組裝到洗衣機10上之前插過邊21，以便使用者在正常使用情況下碰不到。
當蓋子20處於關閉位置時，弧形臂26的自由端34穿過開口30並且向上移到靠近洗衣機10頂部16的底側，並且推靠在一個開關操作件36的第一端，使開關操作件36從蓋子20在打開時的水平位置向上移到蓋子關閉時的近似25°的角度。
開關操作件36連接到本發明的蓋子開關38上，具有一開關架40，該開關架40由一從該頂部16向下伸的支架42固定到洗衣機頂部16的下邊。該支架42由金屬螺釘44裝到開關架40上，該螺釘(在圖2中僅可見一個)穿過蓋子開關38的開關架40的側耳46。
現參見圖3，該開關操作件36繞裝到開關架40的一樞節48轉動，以便當蓋子20處於打開位置時，在處於基本上水平位置的開關架40中安設一內杆50。一彈簧臂52在鉸接點54處開關操作件36的內杆50，靠近支點48。
一螺旋壓縮彈簧64夾在彈簧臂52自由端56的底面和開關操作件36內杆50的上表面之間。當洗衣機的蓋子20打開時，彈簧64完全伸長，並且彈簧臂52的自由端56就緊貼一片彈簧60的底面。彈簧臂52的向下運動是由一從彈簧臂向下伸的支腳66貼著內杆50的底面而阻止的。
現參見圖4，在洗衣機10的蓋子20關閉過程中，當開關操作件36在弧形臂26的作用下向上運動大約25°時，內杆50與彈簧臂52一起升高。彈簧臂52的自由端56向上推到片彈簧60上。片彈簧60於其上表面支撐第一個觸點62。片彈簧60的向上運動將觸點62移到與片彈簧74自由端72的底面上的第二個觸點70貼緊。
片彈簧60(從自由端58上除去的)的一固定端由開關架40的壁抓住，以將片彈簧60保持在開關架40中的懸臂位置。片彈簧60繼續穿過開關架40以露在開關38外部成為一電極76。類似的片彈簧74以懸臂狀態保持在開關架40中，其除去的停止端(與自由端72相反的那端)還保持在開關架40中，並且穿過其中以提供一接線頭78。
當開關操作件36由於洗衣機10的蓋子20關閉而升高時，觸點70和62移動至緊貼，以形成一從接線頭76至接線頭78的電路。這些接線頭76和78之間的電流可在甩幹周期中以眾所周知的方法啟動甩幹籃。
當觸點70和62靠緊時，由於開關操作件36升高，片彈簧60的自由端58緊靠一形成在開關架40上部的擋塊80。片彈簧60不可能移到此擋塊80之上。因此，由於開關操作件36較大的向上運動或「過份移動」，彈簧臂52向下彎向內杆50，壓縮彈簧64以補償運動差。臂52的向下彎曲現在是可能的，因為支腳66已經從開關架40上提起。
再參見圖4，一擺動裝置82懸在開關架40的下方以垂直吊在其上。該擺動裝置82包括一擺動臂84，其下端支撐一壓鐵86，該壓鐵86由多個擠壓在擺動臂84底部的金屬墊圈構成，並且由可壓縮的倒鉤保持著。一鐘形外殼100可配合在擺動臂84的底端，既可使它擺動，又可保護它不受幹擾和汙染。
擺動臂84的上端穿過開關架40底部的一個孔90，並且限定在一盤形頭部92內。該孔90切削得略大於擺動臂84以使擺動臂84在孔90中可搖動。當擺動裝置82停止時，該盤形頭部92具有一平底面靠著開關架40的底面。該盤形頭部92的上表面是拱形的，以在其最高點接觸隨動杆94的自由端，後者是在鉸接頭96處與開關架鉸接。
其一端支持片彈簧74的一片彈簧98伸到開關架40中，並且在其自由端向下壓在隨動杆94上。這又使隨動杆94在頭部92中央的且對著擺動臂84的中心軸線的盤形頭部92上施加一向下力。另外，片彈簧98還可由一保持在開關架40的內上表面和隨動杆94的頂部之間的壓縮螺旋彈簧(未示)所代替。
調節彈簧98，這樣施加在盤形頭部92上的力足夠大，以阻止洗衣機10的加速度小於不平衡狀態的加速度時擺動裝置82的擺動。因此對於洗衣機10的意外振動而言，擺動裝置82可保持在與開關架40固定的垂直位置上。
當洗衣機不處於失衡狀態時，一延伸臂102連接到隨動杆94上並且伸到片彈簧74下方的一個位置上，但不壓著片彈簧74。參見圖5，當發生失衡狀態時，可發生由箭頭104所指的加速度。這種加速度可使一力施加在擺動裝置82上，而使擺動臂84擺離一垂直軸線。這又使得頭部92的中心升高象一隨動杆，其支點在頭部92的周邊與開關架40底面的接觸點上。它將被認為，一對稱的頭部92因此可提供一槓桿作用，升高其中心，而不論擺動臂84的擺動角度如何和無論加速度104的軸線如何。
頭部92的升高可提高隨動杆94以及延伸臂102。延伸臂102向上移動以向上壓在片彈簧74的底面上，將觸點70移離觸點62，即使後者完全向上的位置是片彈簧60靠著擋塊80。當蓋子20關閉並發生失衡狀態時，該擋塊80因此起到防止觸點62跟著觸點70的作用。當發生失衡狀態時，由於洗衣機10的蓋子20關閉，接線頭76和78之間的電流通道因此被切斷。
通過未鎖住一繼電器或本技術領域中眾所周知的類似裝置，這種電流的瞬時切斷可用來停止甩幹籃的運轉。一般情況下，在已測出失衡狀態後，採用一分開的重新限定作用來啟動洗衣機10是必要的。
通過調節壓鐵86、擺動裝置82和頭部92的幾何形狀以及彈簧98的強度可調節用來起動開關失衡操作所必要的加速度量。如圖所示的，盤形頭部92是對稱的，所以開關38在水平面內360°範圍內的任何角度對加速度都有相同的敏感。因此，洗衣機10的精確振動方式不必事先知道。而且，開關38加速度的極限振幅可以設定以便不受小於由於桶12的偏心運動而造成的洗衣機外殼17和桶12之間第一次接觸所引起的振動振幅的影響。這些「接觸」振動的振幅是足以從在桶12的非接觸運動過程中去除所產生的振幅，以便在洗衣機10正常操作過程中去除切實避免開關38不必要的跳閘。
在頭部92平靠著開關架40時從擺動裝置82的靜止位置移動必需的力量的靜態實驗可簡單地設定起動開關38的極限振動振幅。調節彈簧98可使擺動裝置82上有所需的力。
當擺動裝置82處於靜止不運動時，擺動裝置82的頭部92表面靠在開關架40底面上不動，以便振動振幅小於設定的極限值，這可防止積儲共振能量，積儲能量可能使長時間後以較小的振動振幅使開關38跳閘。
以上的描述是本發明的一個較佳實施例。本技術領域中的熟練人員還可以從本發明的範圍中作出許多變化。本發明的範圍應由所附的權利要求書來確定。
權利要求
1.一種洗衣機用的具有失衡檢測裝置的蓋子開關，該洗衣機具有可相對洗衣機外殼打開的蓋子，該洗衣機外殼支持一安裝在一桶內的甩幹籃，該桶可相對外殼運動，所述蓋子開關包括一開關架，具有一用於安裝到洗衣機外殼上的表面；一開關操作件，當開關架安裝在洗衣機外殼上時，該開關操作件從開關架上伸出以接觸蓋子，該開關操作件在蓋子關閉時的關閉位置和蓋子打開時的打開位置之間移動；一壓鐵可移動地裝到開關架上以從一具有開關架加速度的相對開關架的靜止位置上移動；以及一對位於開關架內的觸點，並且與開關操作件和壓鐵連接，當壓鐵從靜止位置移動時促動，並且當蓋子打開時促動觸點，或者使觸點停止。
2.如權利要求1所述的蓋子開關，其特徵在於，包括一將壓鐵保持在靜止位置的彈簧，用於使開關架的加速度小於甩幹桶不平衡運轉的預定量。
3.如權利要求1所述的蓋子開關，其特徵在於，所述壓鐵通過一擺動臂連接到開關架上，並且該臂包括當壓鐵從靜移離停止位置移動時一桿部分將一個觸點從另一個移開。
4.如權利要求3所述的蓋子開關，其特徵在於，還包括一個彈簧，將壓鐵偏置到靜止位置。
5.如權利要求3所述的蓋子開關，其特徵在於，所述擺動臂在離開壓鐵的頭部終止，並且所述擺動臂通過向上穿過開關架的一孔、並由抵著孔上方開關架一表面的頭部支架而懸著安裝到開關架上，其中杆部是由靠著開關架頭部所形成的。
6.如權利要求3所述的蓋子開關，其特徵在於，還包括一向下壓著頭部的彈簧，當壓鐵處於靜止位置時，該彈簧可沿擺動臂的軸線方向施加一作用力。
7.如權利要求1所述的蓋子開關，其特徵在於，所述開關操作件包括一彈簧臂，當開關操作件在蓋子打開位置和蓋子關閉位置之間移動時將第一個觸點移向一擋塊，當壓鐵處於靜止位置時，擋塊靠近第二個觸點，在第一個觸點到達擋塊後、並且第一個觸點不再向第二個觸點進一步運動時，該彈簧臂彎曲以補償開關操作件的運動。
8.如權利要求7所述的蓋子開關，其特徵在於，所述擋塊可使當壓鐵從靜止位置移動和第一個觸點處於擋塊上時，將第二個觸點從第一個觸點上移走。
9.如權利要求1所述的蓋子開關，其特徵在於，加速度的預定量通過桶的運動所產生的桶和外殼之間接觸來表明。
全文摘要
一種蓋子開關和失衡開關的組合,用於家用洗衣機或類似物品上;在一預定加速度時,在觸點已由與蓋子連接的開關操作件關閉後,利用一擺動驅動杆打開觸點。
文檔編號D06F37/42GK1183492SQ9711112
公開日1998年6月3日 申請日期1997年5月6日 優先權日1996年11月27日
發明者斯潘塞·C·尚茨, 戴維德·G·哈克巴斯, 戴維德·M·豪威 申請人:美國控制設備有限公司