电冰箱用制冰机的制作方法

专利名称：电冰箱用制冰机的制作方法
技术领域：
本发明有关于制冰机，尤其是有关于一种改良的应用于电冰箱或类似装置的制冰机用驱动控制模块。
背景技术：
众所周知，制冰机用在电冰箱或冷藏装置中，例如，美国专利第5， 261， 248号专利公开的制冰机，其包括铸模，水在该铸模内冻结形成立方体或其它形状的冰块，可旋转的冰排出器，其具有多个放射状冰弹射臂。驱动模块，设置用来旋转排出器轴，其包括一个驱动马达，该驱动马达驱动具有轴向套管的齿轮的外围，该套管容纳和驱动垂直的凸轮轴，在排出循环期间凸轮轴的旋转依次转动排出器，同时控制冰面触臂的旋转。
在排出循环期间，冰块有时会卡在排出器臂和剥离器之间，以致阻止或中断排出器的旋转。为了克服上述障碍，更大转矩的驱动马达被应用在冰排出器中。由于在驱动马达和排出器轴之间的动力传动系统包括塑料部件，包括齿轮和垂直的凸轮轴，当冰排出器轴的旋转被阻塞的冰块中断时，较大的动力驱动马达会在齿轮和垂直的凸轮轴之间产生足可以使塑料驱动部件破碎或破损的高转矩。 这种制冰机的另一个问题是关于制冰机的水填充循环问题。为了控制水再次填充循环的可操作性，控制模块的电气水填充触头将周期性地接触安装于齿轮上的表面凸轮电路的相对可移动的圆周轨道。为了有选择性的调整填充循环时间(并因此调整制冰机模内水的深度)，利用调节螺丝，触头呈放射状设置，并利用可旋转电路轨道内的带角度的凹槽来确定其初始位置。 为建立适当的填充标准，该水填充触头的调节螺丝必须准确地设置。这种情况典型地要求水填充检查程序和装配检查的多样性。此外，触头位置被正确确定后，制冰机的载运和搬运，以及在电冰箱或冷藏装置中的后续安装可能改变触头的径向位置，因此导致在水再次填充期间不想要的变化。此外，由于触头调节螺丝会从装置中突出，因此可能会妨碍包装，且在制冰机搬运期间易遭受破碎或破损。因此，迄今为止，在水再次填充触头相对于齿轮接触导轨的可调整定位意在使铸模内能够有一个精确的填充标准，但是也会导致本领域内一些不确定性因素和水填充循环问题。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种制冰机，该制冰机具有一个驱动控制模块，该驱动控制模块设计简单，操作更加可靠。 本发明的另一个目的是提供一种具有上述特点的制冰机，其具有一个冰体排出驱动，该驱动在排出循环期间如果发生冰立方体阻塞也很少受破碎或故障的影响。
本发明的又一 目的是提供一种前述类型的制冰机，该制冰机具有一个控制模块，该控制模块无需工厂检测即可与制冰机装配以准确控制水填充循环。 本发明的再一 目的是提供一种上述类型的制冰机，该制冰机具有一个控制模块，其中，水填充循环基本不受水填充控制相对控制器的表面凸轮电路轨道的径向位置变化的影响。 本发明的再一目的仍然是提供一种制冰机，其中的的控制模块具有一个水填充触头，该水填充触头的位置几乎不受制冰机载运和搬运期间，或在电冰箱/冷藏装置的安装期间变化的影响。 本发明的其他目的和优点在阅读完下面的具体实施方式
和所涉及的附图后会变得显而易见。


图1是根据本发明电冰箱制冰机的分解图； 图2是图1中示例的制冰机沿线2-2剖面垂直部分的放大分解图，为清楚起见将某些部件移除； 图3是根据本发明一实施例冰排出驱动离合器的放大分解 图3A是图3中齿轮驱动器套管的局部放大立体 图4是图3所示的驱动离合器组装状态的截开的立体 图5是根据本发明冰排出器驱动离合器一变例的分解立体 图6是图5所示的齿轮驱动套管的局部放大立体 图7是示例的制冰机控制器的表面凸轮电气线路的前视图； 图8是图1中沿线2-2剖面例示的制冰机控制模块的侧板的侧视图和放大的局部
纵剖面，为例示电控制器移走了某些部件； 图9是图8中水填充触头的放大的侧视图； 图10-13是分别沿图9中线10-10、 11-11、 12-12和13_13所在面剖开的水填充触头及其在例示的控制器中的安装的局部放大截面图。 本发明允许各种修改与结构的变化，其某些幅图中显示的实施例将在下面详细阐述。然而，可了解的是，本发明并不局限于所公开的说明书形式，相反地，本发明所做的所有修改、结构变化和等价变化都落入本发明的精神和范围内。
具体实施例方式
更具体地参见图l，是根据本发明例示的制冰机10的示意图。可以理解的是制冰机的基本结构和操作已经公开于前面所提到的美国专利第5， 261， 248号专利，该专利公开的内容合并到本发明中作参考用，在此不做重复描述。 图1所描述的例示制冰机，包括一个铸模ll，水通过填充分配器12传送到铸模11内形成冰体，该填充分配器12通过一条水补给线15与螺线管阀14相连接。螺线管阀14可依次与适当加压的水供应器相连接。制冰机IO进一步包括一个控制模块18，其位于铸模11的前面，用以操纵冰排出器20，铸模11内的水结冰循环一完成就将冰体移出铸模。冰排出器20有多个径向弹射臂21 ，这些弹射臂可旋转的齿合并将冰从铸模11内运出，这些冰被剥离器22剥碎并掉入附近的收集箱24内。枢轴安装的冰面触臂25向下延伸在收集箱24上方，以检测箱24内冰体的高度。例示的铸模11包括多个隔板28，这些隔板横向延伸贯穿该铸模ll以形成多个腔，在这些腔内形成相应数目的冰体。这些隔板28可以形成有在各个腔之间连通的多个适当的凹槽29，以便在水填充循环操作期间允许水从一个腔流到另一个腔。可以理解的是，冰体从铸模腔内的移出可已通过加热铸模ll的下面而变得容易，使冰体通过排出器20从腔内自由排出。 该控制模块18包括一个具有一个输出齿轮31的马达30，该马达驱动安装在控制模块18的侧板34前面的相对较大的齿轮32的外围。该齿轮32依次驱动一个垂直的凸轮轴35，凸轮轴35依次驱动冰排出器20的一个中心轴36。因此该垂直凸轮轴35有一个D形的开口 37，该开口容纳冰排出器轴36以随其旋转。垂直的凸轮轴35带动一个凸轮38，在本领域中指法向凸轮，具有一个凸轮表面，该凸轮表面协同一个杠杆机构39响应凸轮38的旋转以传统方式来控制冰面触臂25的定位。因此杠杆机构39包括一个杠杆臂40，该杠杆臂具有一个与凸轮38配合的凸轮从动表面，并枢轴响应凸轮轴35的旋转使其上固定有触臂25的执行机构41枢轴转动。 为了降低制造成本，熟知的是用模制塑料制成制冰机控制模块18的各种部件，包括齿轮32，法向凸轮轴35，杠杆臂40和执行机构41。正如前述指出的，在冰排出循环期间排出器臂21和剥离器22之间出现冰阻塞的情况下，大的压力由驱动器马达30加在驱动部件上，容易导致塑料驱动部件的破损或破碎，驱动部件尤其包括齿轮和/或凸轮轴。
根据本发明的一个方面，驱动齿轮和法向凸轮轴具有花键连接，能够更有效的分布驱动力和充分减少破裂或部件故障的风险。在例示的实施例中，齿轮32具有一个中心的向后延伸的套管45，该套管与扩大直径的圆柱形的沉孔部分46 —起形成，其限定了一个环形定位凸块47，并与延伸贯穿齿轮32前侧的小直径孔48相通。法向凸轮轴35具有一个包括一个圆柱部分50的向前的末端，所述圆柱部分50位于齿轮套管45的圆柱形沉孔部分48内，突出的锁闭腿51向前延伸穿过齿轮32的中央的小直径孔48。本例中该锁闭腿具有锥形的末端表面52，以便在用力插入齿轮孔48时使锁闭腿51靠拢在一起，且向外指向的锁定凸块54锁定啮合齿轮32前侧。 根据本发明，齿轮套管45的圆柱形沉孔部分46和法向凸轮轴35的圆柱形部分50
分别与纵向延伸、圆周间隔的花键55、56—起形成，适于内部装配及相互间径向力的传送
啮合。因此花键55、56每一个都呈带有可以是圆形或方形的齿顶58和齿槽59的普通的V
形。可以理解的是，齿轮32和凸轮轴35的花键55、56被纵向安置形成彼此配合的关系以
提供随着驱动器马达30的操作和齿轮32的旋转而产生的径向力的传送。必须的是，花键
连接必须允许充分大的转矩通过驱动装置的传送而没有塑料驱动部件的破碎，转矩可以达
到30%或更大。在操作理论完全被理解的情况下，可以认为因咬合的花键55、56而增加的
表面区域减小了齿轮和法向凸轮轴之间的传送压力的量级，此压力是在高转矩情况下产生
的，例如，在一个排出循环内铸模和弹射臂之间出现冰体的暂时阻塞的情况下。可以理解的是，虽然在例示的实施例里齿轮32驱动凸轮轴35，凸轮轴依次选择性
地机械联接至与排出器轴36，凸轮轴35可以是排出器轴36的一个完整的部分。对于此目
的，所参考的可操作地与排出器轴连接的轴部分是指机械联接至排出器轴或与其一体构成
的轴部分。
如图5和图6所示，描述一个在齿轮32和法向凸轮轴35之间驱动离合器的可选实施例，这种驱动离合器可以提高通过驱动模块18的塑料驱动部件的转矩传送，其中，与上面描述相似的部件给出一个相似的参考数字。在这个实施例里，法向凸轮轴35还有一对锁闭腿51，该对锁闭腿穿过齿轮32的中心孔放置以便与它的前侧锁闭啮合。为了在齿轮32和垂直凸轮轴35之间传送转矩，齿轮32的圆柱形驱动套管50在其末端形成有一对完全反向向后延伸的驱动耳60，这些触点与锁闭腿51相反侧面附近的凸轮轴35的轴向末端表面内的反向凹槽成嵌入式装配关系而定位。齿轮32和凸轮轴35组合之后，可以看到驱动耳60将传送伴随驱动马达30的运作而产生的转矩给凸轮轴32。 在执行本发明的这个实施例中，一个环形的金属环61可定位成围绕齿轮32的圆柱形驱动套管50紧密配合。金属环61最好由钢制成并压配合到齿轮套管50上，出乎预料的是发现该金属环61提高了在齿轮32和法向凸轮轴35之间的转矩传送而毫无塑料驱动部件的破损或裂缝现象。金属环61被认为是加强驱动连接和由此允许无部件破损的充分大的转矩的传送。 根据本发明的另一方面，驱动模块18的塑料驱动部件、尤其是齿轮32和法向凸轮轴35是由抗应力的材料制成，这种材料进一步加强了通过驱动控制模块到排出器20的转矩传送而无塑料元件裂缝或其它破损。为此，在示例的实施例中，塑料驱动部件由聚酰胺树脂制成。该树脂可以是任何适合的聚酰胺树脂，但最好是尼龙树脂。适合的尼龙树脂包括但不限于尼龙_6 (例如，聚己内酰胺)、尼龙6/6 (例如，聚乙烯(hexamethyleneadipamide))、尼龙6/12 (例如，poly(hexamethylene dodecanediamide))、它们的共聚物和它们的混合物。优选的是，聚酰胺树脂是尼龙6/6(例如，poly(hexamethylene adipamide))，其典型地由己二胺(hexamethylenediamine)和己二酰酸(adipic acid)组成的縮聚物制成。为了进一步加大驱动部件制成材料聚酰胺树脂的机械强度，聚酰胺树脂尤其进一步包括一种增强装填物，例如玻璃纤维。聚酰胺树脂可以包括适量的增强装填物。例如，当增强装填物是玻璃纤维时，聚酰胺树脂尤其包括基于树脂和增强装填物总重量的大约20%到30% (例如，大约25%)的玻璃纤维。商业上可得的树脂/填料混合物包括，但不局限于由商标Zytel下的DuPont提供的尼龙6/6树脂，例如Zytel的FR50HF NC010尼龙6/6树脂，和由商标VYDYNE下的Solutia提供的尼龙6/6树脂，例如VYDYNE909尼龙6/6树脂。
为了控制制冰机10电气响应功能的运作，一种表面凸轮电路65安置在控制模块18的齿轮32的后侧。正如本领域所熟知，表面凸轮电路65，如图7所示，可以定义导电材料的多个弓形的表面凸轮电路导轨。齿轮32和表面凸轮电路65的自零度中心位置逆时针方向的旋转，将顺序移动弓形导轨与安装在模块18的侧板34上的各个触头电接触，各个触头相应于表面凸轮电路导轨径向布置，以运行制冰机的电激励功能。 示例的制冰机10的水填充循环由表面凸轮电路65的导轨A来控制，在制冰机10内水直接被引到填充分配器12用以填充铸模11的多个间室。伴随着驱动马达30的运行和齿轮32的旋转，导轨A可移动到与水填充触头66相接触。表面凸轮电路导轨A因此是最放射地向外设置的表面凸轮电路导轨，被看作是水填充触头66。迄今为止，如上面所提到的，对于工厂安装这样的水填充触头和测试水填充循环是有难度的，这种触头用来填充铸模腔到一个预定高度而无需选择性调整水填充触头的位置。在电冰箱/冷藏装置内的制冰机的后续载运或安装期间，水填充触头的安装也是可被改变的，这样会导致水填充高度的不需要的改变。 根据本发明的另一方面，表面凸轮电路导轨A和水填充触头66可以有效地进行工厂安装和组装，以便在铸模内建立预定的水填充高度，并且水填充高度不会被在搬运或载运制冰机10期间所造成水填充触头66轴向位置的轻微改变所影响。在这种情况下，水填充触头66有一个一般的延长结构，该延长结构包括一个第一延长部分68，该第一延长部分68具有一个触头69以平行于表面凸轮电路导轨A越过触头66的运动的圆周线路方向横向延伸。触头69因此有分指70，随着表面凸轮电路导轨A穿越触头的圆周运动，该分指70偏置与表面凸轮电路导轨A配合。可选择的是，可以理解为触头66时呈刷子形式，以类似平行于表面凸轮电路导轨圆周运动线路导向。在本例中，例示的水填充触头66有一个第二延长部分70横向偏置于第一延长部分68，在第二延长部分70的末端有一个横腿71与制冰机的控制线路以熟知的方式电气连接。 示例的水填充触头66被安置在模块侧板34的后侧类似通道的凹陷处，其具有贯穿侧板34的开口 72延伸至邻接齿轮32后侧的触头69。水填充触头66的第一延长部分68可安置在由平行臂74、75限定的通道凹陷处，并形成具有与侧臂74、75偏置啮合来保持触头66固定在侧臂之间的侧翼76。为了保持水填充触头66的对应的纵向末端，和因此保持触头69相对于表面凸轮电路导轨A的轴向位置，侧板34形成有肋78、79，水填充触头66的反向延长末端在肋78、79之间彼此邻接。 在制冰机驱动马达30的运行和齿轮32以及显示于图7中的起始位置处的表面凸轮电路65的旋转期间，水填充触头66最初将以与齿轮32后表面临近间隔关系设置。表面凸轮电路导轨A的后续圆周前进运动将会移动表面凸轮电路导轨A的起始部分84的斜坡82与水填充触头66配合致使触头69的分指70向上拱到斜坡82上，并被迫与表面凸轮电路导轨A的起始部分84偏置啮合。由于在示例的实施例中，表面凸轮电路导轨A的起始部分84与制冰机10的控制线路不是电气连接的，只是提高并偏置触头分指70以与导轨滑动连接。 表面凸轮电路导轨A的后续圆周运动将产生一个缝隙85以在水填充触头66下面移动，用由缝隙85限定的边缘86、88来清洁在触指70上堆积的任何外来杂质，该缝隙85形成在表面凸轮电路导轨A的起始导轨部分84的尾缘86和表面凸轮电路导轨A的进一步可操作部分89的前缘88之间。表面凸轮电路导轨A的可操作部分89的前缘88与水填充触头66的啮合将会闭合电路而有效的激励并打开螺线管水供应阀14。螺线管水供应阀14在已穿过水填充触头66的表面凸轮电路导轨A的可操作部分89的圆周运动期间保持打开状态，并且当表面凸轮电路导轨A的可操作部分89的尾缘90沿圆周穿越超出水填充触头66时由螺线管阀14的失电(de-energization)而关闭。 根据本发明，表面凸轮电路导轨A的可操作部分89的前缘88和尾缘90被这样设计以便实现一个持续的预定的重复填充循环，尽管水填充触头69通过水填充触头延长部分68-70的纵向运动相对于表面凸轮电路导轨A的轴向位置有轻微的改变，例如可能由于触头保持肋78、79的制造公差原因或在制冰机的载运/搬运或安装期间触头受力而被暴露。为此，表面凸轮电路导轨A的可操作部分89的前缘和尾缘相对于齿轮和表面凸轮电路65的旋转轴径向定位，这样，不管水填充触头69轴向位置的轻微变化，水填充时间维持持续和不受影响。由于表面凸轮电路导轨A的前缘88和尾缘90的径向定位，其可用紧公差形成，水填充触头66和表面凸轮电路65能够有效地进行工厂安装而不需要乏味的和耗费时间的组装和测试程序。并且，由于水填充周期，也就是铸模内水填充深度完全由表面凸轮电路导轨A的前缘88和尾缘90的位置所控制，在每个填充循环期间，铸模可以被填充到相同预定的水深度，尽管在制冰机组装或搬运期间水填充触头径向位置有轻微的变化。
综上所述，可以看出，制冰机具有一个设计简单、更可靠操作的驱动控制模块。这个模块具有一个在注射循环期间不受因冰立方体阻塞而导致的破损或破碎现象影响的冰排出驱动器，并且尽管由于制造公差或制冰机在载运/搬运或安装期间制冰机受力而导致的水填充开关触头位置有轻微的变化，控制模块仍然可操作的重复填充制冰机铸模到相同预定标准。
权利要求
一种制冰机，包括一个铸模，水在其内冻结形成冰体；一个可旋转排出器，其具有一个位于中心的排出器轴和多个用于从所述铸模排出冰体的径向臂；一个驱动器，可旋转地驱动所述冰排出器，所述驱动器包括一个驱动马达和一个由所述驱动马达可旋转驱动的塑料齿轮；一个驱动离合器，其包括一个一体形成在所述齿轮上的塑料套管和一个用于连接所述齿轮和所述排出器轴的塑料轴部分，所述轴部分有一端可定位于所述套管内并通过花键啮合连接在那里以在其中传送随着所述齿轮的旋转驱动运动而来的转矩，一个金属管紧配合套在所述套管上，用于通过所述驱动离合器加强转矩传送而对所述塑料套管和塑料轴部分无损害。
2. 如权利要求1所述的制冰机，其特征在于，所述套管外周面上形成具有多个转矩传 送凸块，所述轴部分外周面上形成具有多个凹槽用来容纳所述转矩传送凸块。
3. 如权利要求2所述的制冰机，其特征在于，所述转矩传送凸块从所述套管的一端径 向伸出。
4. 如权利要求1所述的制冰机，其特征在于，所述轴部分有一对腿，所述腿从所述轴部 分的末端延伸穿过所述套管，与所述套管相对所述齿轮的一侧啮合连接。
5. 如权利要求1所述的制冰机，包括一个贮藏容器用来储存从所述铸模排出的冰体， 一个具有自由端的触臂用来检测在所述贮藏容器内冰的深度，所述轴部分是一个凸轮轴， 所述凸轮轴具有一个激励所述触臂运动的法向凸轮，所述凸轮轴上与位于所述套管内的末 端相对的末端同轴机械连接至所述排出器轴以在所述轴部分和所述排出器轴之间传送转 矩。
6. 如权利要求1所述的制冰机，其特征在于，所述齿轮和所述轴部分由聚酰胺树脂组成。
7. 如权利要求6所述的制冰机，其特征在于，所述聚酰胺树脂包含一种从尼龙6、尼龙 6/6、尼龙6/12、其共聚物和其混合物所组成的群中选择的尼龙。
8. 如权利要求6所述的制冰机，其特征在于，所述聚酰胺树脂由尼龙6/6组成。
9. 如权利要求6所述的制冰机，其特征在于，所述聚酰胺树脂还包含一种增强填充料。
10. 如权利要求9所述的制冰机，其特征在于，所述增强填充料包括玻璃纤维。
11. 如权利要求io所述的制冰机，其特征在于，所述的聚酰胺树脂按重量计算包含基于树脂和增强填充料总重量20-30%的玻璃纤维。
全文摘要
一种电冰箱/冷藏装置用制冰机具有一个控制模块，可以更可靠地驱动可转动的冰排出器以将冰体从制冰机模中移走，再用水填满模腔。该控制模块耦合连接一个包括一个齿轮和一个排出器轴部件的冰排出器驱动器，该齿轮和排出器轴都由硬塑料物质制成，优选聚酰胺树脂，毫无塑料驱动器元件破损现象的传送高转矩给可旋转冰排出器。在一个实施例中，齿轮上的驱动器套管和驱动轴部分有一个花键连接，可以更有效地分配驱动离合器内的驱动力。另一个实施例中，金属管紧紧地套在齿轮套管上提高驱动离合器中转矩的传送。虽然由于制造公差或制冰机在装载、搬运或安装中所受到的力而使在水安置位置上的细微变化充满触头，但在每个操作循环期间，该控制模块进一步可操作地按照预定标准填满制冰机腔模。
文档编号F25C5/04GK101726141SQ200910225370
公开日2010年6月9日 申请日期2005年11月21日 优先权日2005年11月21日
发明者柯克·R·史蒂文斯, 约瑟夫·D·科梅尔奇, 蒂莫西·R·格雷戈里 申请人:莫列斯公司