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Die Erfindung betrifft eine Feuchtigkeitsmesseinrichtung, insbesondere für Wasch- oder Geschirrspülmaschinen, bestehend aus einem Feuchtigkeitssensor mit zwei auf einer isolierenden Unterlage angebrachten, ineinander verzahnten, kammförmigen Elektroden, die als Metallschicht auf eine Isolierstoffplatte aufgebracht sind, wobei die Isolierstoffplatte in Metallschichtnähe mit einer weiteren Metallschichtanordnung versehen ist, die mittels eines bei Schliessen eines Überwachungsstromkreises durch Kriechströme einschaltbaren Heizwiderstandes beheizbar ist, wobei eine vom Überwachungsstrom auslösbare, mit Verzögerung ansprechende Signalisier- und Schaltvorrichtung vorgesehen ist.
Unerwünschter Wasseraustritt durch ein Gebrechen an Druckschläuchen kann, soferne das Gebrechen nicht rechtzeitig erkannt und Gegenmassnahmen ergriffen werden, grossen wirtschaftlichen Schaden anrichten. Diese Voraussetzungen sind bei halb-oder vollautomatisch arbeitenden und nicht stationär angeschlossenen wasserverbrauchenden Anlagen in besonderem Masse gegeben (z. B. im Haushalt, Geschirrspüler ; Waschmaschinen ; in der Industrie ; Kühlung nicht stationärer Anlagen).
Die Inbetriebnahme von Scheibenwischeranlagen bzw. das automatische Schliessen der Fensterscheiben von Kraftfahrzeugen bei beginnendem Regen ist ebenfalls in vielen Fällen wünschenswert, wobei entfernt ähnliche Problemlösungen Anwendung finden.
In der DE-OS 1926791 wird eine Überwachungseinrichtung beschrieben, bei der durch einen Flüssigkeitsfühler, der am Ort einer möglichen Überschwemmung derart angeordnet ist, dass bei Auftreten einer Wasserlache der Flüssigkeitsfühler von dieser benetzt wird und ferner durch eine vom Flüssigkeitsfühler beeinflusste elektronische Schaltung, die bei einer Störung im Wasserkreislauf in diesen eingreift und/oder ein Warnsignal erzeugt. Nachteilig ist hier, dass schon geringe Flüssigkeitsmengen in der Fühlerumgebung zu einer Abschaltung führen bzw. dass keine Einstellmöglichkeit für die tolerierbaren Feuchtigkeits- bzw. Wassermengen bestehen.
In der DE-OS 1665017 ist eine Betätigungseinrichtung für Scheibenwischer, insbesondere von Kraftfahrzeugen beschrieben, bestehend aus einer wetterzugänglichen Kontaktanordnung mit zwei oder einer Vielzahl im Abstand voneinander angeordneten elektrischen Kontaktelementen, welche bei Beginn und Ende von Niederschlag den Stromkreis für den Scheibenwischerantrieb durch elektrische Leitfähigkeit des Wassers selbsttätig schliesst bzw. unterbricht, wobei mindestens ein Kontaktelement der Kontaktanordnung gleichzeitig als Heizleiter dient, und wobei allenfalls die Kontaktelemente im Stromkreis eines vorzugsweise elektronischen Schaltorganes, z.
B. eines Schalttransistors, liegen, welches mit Hilfe vorzugsweise eines Relais, dessen Schaltkontakte im Arbeitsstromkreis des Scheibenwischermotors bzw. -antriebes und zugleich im Stromkreis für die Erwärmung des Heizleiters liegen, den Wischerantrieb und die Aufheizung des Heizleiters einleitet bzw. unterbricht.
In der GB-PS Nr. 1, 101, 441 wird eine Kontrolleinrichtung für eine Scheibenwischeranlage beschrieben, mittels derer durch elektrische Impulse, die durch einen elektronischen Zeitgeber erzeugt werden, und die zur Aktivierung eines Schalters im Motorkreis vorgesehen sind, ein intermittierender Betrieb des Motors und infolgedessen ein periodisches Anhalten des Scheibenwischers erfolgt. Die Anhaltefrequenz ist variabel. Der Schalter ist als Relais ausgebildet. Die Motoreinschaltung erfolgt über einen Feuchtigkeitssensor. Kammförmige, beheizte Elektroden finden Anwendung.
Diesem Stand der Technik folgend dient die Heizung zur Festlegung eines definierten Abschaltzeitpunktes, damit die Wischerblätter nicht über eine trockene Scheibe streichen und nicht zu erhöhter Abnützung führen und auch nicht zu einer sinnlosen Batteriebeanspruchung Anlass gegeben ist.
Zum Stand der Technik ist noch anzuführen : In der DE-AS 2255264 wird ein elektronischer Sensor für elektrisch leitfähige Niederschläge zur Steuerung eines Scheibenwischermotors, bestehend aus zumindest zwei im Abstand voneinander angeordneten, dem leitfähigen Niederschlag frei ausgesetzten und frei im Abstand vor ihrer Halterung angeordneten blanken Elektroden als Sensorelemente, die als Teil einer entsprechenden elektrischen Schaltung bei Veränderung des Widerstandes zwischen ihnen ein Steuersignal abgeben, beschrieben, bei dem die Sensorelemente aus mehreren, fächerartig auseinandergehenden, stehend angeordneten Elektroden bestehen, die über
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ihre Länge in voneinander getrennte Messbereiche unterschiedlicher Empfindlichkeit unterteilt sind und wobei die Elektroden des Sensors allenfalls direkt oder indirekt beheizt werden.
Eine stufenweise oder kontinuierliche Geschwindigkeitsregelung des Wischermotors erfolgt, in Abhängigkeit von der Feuchtigkeitsmenge, über eine Transistorschaltung.
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das Vorliegen von Feuchtigkeit in einem Fühlbereich anzeigt und eine Steuerschaltung zur Betätigung eines Wischermechanismus oder Beschlagentfernermechanismus entsprechend dem Signal von dem Wandler auslöst, wobei ein Heizelement zur Beheizung des Fühlbereiches dient und wobei allenfalls ein temperaturempfindlicher Spannungsteiler zur Steuerung der Heizeinrichtung dient, so dass die Energiebeaufschlagung des Heizelementes abfällt, wenn die Temperatur ansteigt.
In der DE-AS 2510885 wird ein elektronischer Sensor für elektrisch leitfähige Niederschläge zur Steuerung eines Scheibenwischermotors beschrieben, bestehend aus zumindest zwei im Abstand voneinander und frei vor ihrer Halterung angeordneten, dem leitfähigen Niederschlag frei ausgesetzten blanken elektrischen Leitern als Sensorelemente, die als Teil einer entsprechenden elektrischen Schaltung bei Veränderung des Widerstandes zwischen ihnen ein Steuersignal abgeben, wobei zumindest einem oberen, angenähert horizontal angeordneten leistenförmigen Sensorelement ein unteres kammartig ausgebildetes Sensorelement zugeordnet ist, dessen nach oben gerichtete Kammzähne jeweils in eine Spitze mit sich verjüngendem Querschnitt auslaufen. Allenfalls ist eine elektrische Beheizung der Sensorelemente vorgesehen.
Durch Zusammenwirken eines beheizten und eines nicht beheizten Sensorelementes wird eine Eiswarnung ermöglicht.
Diesem Stande der Technik folgend sind hier beheizte, kammförmig ausgebildete Elektroden speziell für Feuchtigkeitssensoren für Scheibenwischeranlagen angegeben, wogegen auf spezifisch andere Bedingungen bei Wasch- und Geschirrspülmaschinen kein Bezug genommen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angeführten Nachteile zu vermeiden und eine wirtschaftlich günstigere als integrierten Schaltkreis ausführbare Auswerteeinrichtung im Zusammenwirken mit Fühlerelektroden als Feuchtigkeitsmesseinrichtung mit entsprechender Einstellmöglichkeit für den zulässigen Feuchtigkeitsgrad zu erstellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Komparator vorgesehen ist, dessen einer Eingang über einen Vorwiderstand an die eine Elektrode angeschlossen ist, wobei die andere Elektrode über einen weiteren Vorwiderstand an Spannung liegt, und dessen anderer Eingang an einer einstellbaren Referenzspannung liegt, dass vom Komparatorausgang für das Zusammenspiel einer Ansprechverzögerung des Feuchtigkeitssensors mit einer elektronischen Ansprechverzögerung über ein Schaltglied, beinhaltend einen Zeit- und Strombegrenzer, die Aufheizung der Metallschichtanordnung steuerbar und gleichzeitig ein in seiner Zeit einstellbares Verzögerungsglied einschaltbar ist, und dass an den Verzögerungsglied-Ausgang als Signalisiervorrichtung ein bistabiler Schalter angeschlossen ist, über den die Schaltvorrichtung schaltbar ist,
wobei die Weiterleitung des Ausgangssignals des Komparators an die Signalisier-und Schaltvorrichtung nur dann erfolgt, wenn die Dauer des Ausgangssignals des Komparators die Schaltdauer des Verzögerungsgliedes übersteigt. Vorteilhaft ist hiebei, dass durch ein zeitlich differenziertes Zusammenwirken eines Verzögerungsteils in der Signalisier- und Schaltvorrichtung und der Abdampf- und Trockenzeit bei der Fühlerelektrode ein tolerierbarer Feuchtigkeitsgrad bzw. eine geringe zulässige Wassermenge einstellbar ist, und dass die mit Verzögerung ansprechende Signalisier- und Schaltvorrichtung als integrierter Schaltkreis kompakt mit geringem Platzbedarf ausführbar ist.
Vorteilhaft ist noch, dass hier ein Zusammenwirken zweier Ansprechverzögerungen gegeben ist. Ist die hydrologische Verzögerung (durch Heizung) kleiner als die elektrische Verzögerung, findet keine Auslösung und Signalisierung statt ; ist sie grösser, findet eine statt.
Wesentlich ist hier, dass die Wasser- bzw. Feuchtigkeitsmenge begrenzbar ist, so dass kleine Mengen zu keiner Auslösung führen. Vorteilhaft ist weiterhin die besondere beheizbare Elektrodenausbildung, die durch die Kammform eine erhöhte Empfindlichkeit für das Ansprechen auf Kriechströme bietet, und die durch die Steuerbarkeit des Aufheizstromes eine Fein-bzw. Grobeinstellung der Trockenzeit der Elektrode bietet, die länger oder kürzer als die durch das
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Verzögerungsglied vorgegebene Zeit zur Auslösung weiterer Schalteinrichtungen ist, wobei durch diese Toleranzschwelle der zulässige Feuchtigkeitsgrad einstellbar ist.
Nach weiteren erfindungsgemässen Merkmalen ist vor dem Verzögerungsglied eine Oder-Schaltung für den Anschluss mehrerer Sensoren mit Auswerteeinheiten vorgesehen, bzw. dient eine auf analoger Basis realisierte Oder-Verknüpfung, die an eine Auswerteeinheit angeschlossen ist, zum Anschluss mehrerer Sensoren. Der Vorteil liegt hier insbesondere darin, dass örtlich getrennte Messpunkte erfassbar sind, wobei zudem bei der zweiten Version Auswerteeinheiten einsparbar sind. In vorteilhafter Weise sind hier auch die Differenzeigenschaften von Operationsverstärkern als analoge Oder-Verknüpfung einsetzbar.
Weitere vorteilhafte Merkmale zur Ausgestaltung der Erfindung sind, dass ein Funktionszustandsanzeiger vom bistabilen Schalter in der Signalisiervorrichtung steuerbar ist, wodurch bei abgestellter Alarmeinrichtung die Schaltstellung z. B. optisch erkennbar ist und zudem eine Funktionsprüfung der Schalteinrichtung ermöglicht ist, dass der bistabile Schalter in der Signalisiervorrichtung durch einen Wiedereinschalt-Taster schaltbar ist, wodurch die Einrichtung nach Erkennen der Abschaltursache oder bei einem Fehlalarm durch eine bewusste Handlung händisch wiedereinschaltbar ist, dass als Schaltvorrichtung ein Magnetventil vorgesehen ist, das zur Sperrung des Wasserzu- bzw. Abflusses der Wasch- oder Geschirrspülmaschine dient.
Als weitere Ausgestaltung der Erfindung ist noch vorgesehen, dass die Stromversorgung der Elektroden potentialfrei gegenüber Erde ist, wodurch Sicherheitsmassnahmen gegen Potentialverschleppungen im Fehlerfall in vorteilhafter Weise erreichbar sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. An Hand der Zeichnung wird der Wirkungsablauf der Feuchtigkeitsmesseinrichtung beschrieben. Beispielsweise ist bei einer Waschmaschine in Bodennähe ein Fühler --1--, bestehend aus zwei kammförmig ineinandergreifenden Elektroden --2, 3--, die als Metallschicht auf eine dünne Isolierstoffplatte --4-- aufgedampft sind, und einer weiteren Metallschicht, die als Heizschicht dient, vorgesehen.
Bei Auftreten von Feuchtigkeit oder Nässe zwischen den Kammzähnen der Elektroden --2, 3-- entstehen Kriechströme, die in einem Schwellwertverstärker und Komparator --6-- zu einem Ausgangssignal verarbeitet werden, das einerseits in einem Schaltglied --7-- die Stromversorgung der Heizschicht --5-- einschaltet, wobei der Heizstrom durch ein Stellglied -8-- einstellbar und durch ein Zeitglied --9-- in seiner Einschaltdauer einschränkbar ist. Durch Wärmezufuhr bei den Elektroden wird die Feuchtigkeit bzw. Nässe verdampft und bei Aufhören des Kriechstromflusses das Ausgangssignal vom Schwellwertverstärker und Komparator gelöscht. Weiters wird das Ausgangssignal über eine Oder-Schaltung --10--, an die mehrere nicht gezeichnete Auswerteeinheiten (bestehend z.
B. aus Schwellwertverstärker und Kompa- rator-6'-und Schaltglied-7'-) samt Fühler --1'-- einem Verzögerungsglied --11-- zuge- führt. Ist nun der Feuchtigkeitsgrad bzw. die Nässe bei den Elektroden --2, 3-- entsprechend gross, so durchlauft ein von der Oder-Schaltung --10-- kommendes Signal das Verzögerungsglied --11--, dessen Verzögerungszeit voreinstellbar und grösser als die Einschaltzeit des Zeitschaltgliedes --9--
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Ist der Feuchtigkeitsgrad bei den Elektroden --2, 3-- nicht ausreichend, wird das Signal vom Verzögerungsglied -11-- nicht weitergegeben. In der Signalisier- und Schaltvorrichtung ist eine bistabile Schalteinrichtung --14-- vorgesehen, an deren Ausgang ein optischer und/oder akustischer Signalgeber-15-angeschlossen ist. Die ausgelöste bistabile Schalteinrichtung -14-- ist über einen Rücksetztaster nur von Hand aus abschaltbar ; ein Wiedereinschalten bei Stromausfall ist auch nur auf diese Weise möglich. Aus Sicherheitsgründen ist das Magnetventil unmittelbar an den Leitungsauslass angeschlossen. Durch eine geringe Schichtdicke des Kunststoffes zwischen Elektrodenschicht und Heizschicht ist die Trägheit der Heizung verminderbar.
Durch die Kammstruktur der Fühlerelektrode wird die Detektion geringster Wassermengen möglich. Die Mehrfachfühleranordnung (an voneinander entfernt liegenden Stellen) und deren Parallelschaltung mittels einer logischen Oder-Verknüpfung (maximal 10 Fühlerelektroden) bietet eine besondere Sicherheit der Einrichtung. Der Funktionszustand des Magnetventils ist über die bistabile Schalteinrichtung signalisierbar, z. B. eine grüne Lampe wenn die Wasserzufuhr freigegeben ist und eine rote, wenn sie gesperrt ist.
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Aus Gründen der Betriebssicherheit ist eine kompakte, metallische Anordnung, die über entsprechende Fittings an die Auslaufarmatur angeschlossen wird, vorgesehen. Erst nach dem Magnetventil werden die Druckschläuche angeordnet. Werden überdies die zu-bzw. abführende Leitung so ausgebildet, dass sie Armaturen, entsprechend den Schlaucharmaturen aufweisen, kann die Schutzeinrichtung auch in bereits bestehende Anlagen einfach eingebaut werden.
Wird bei Wasch- oder Geschirrspülmaschinen nur die Wasserzufuhr durch ein Magnetventil unterbrochen, so bringt dies auch einen gewissen Schutz gegen Gebrechen in Abwasserschläuchen, da damit nur mehr das in der Maschine befindliche Wasser ausfliessen kann. Da nahezu alle wasserverbrauchende halb-bzw. vollautomatischen Anlagen mit Druckwächtern ausgestattet sind, werden Folgeschäden durch Wassermangel ohnehin vermieden.
Für Intervallwischer und Scheibenwischer bzw. zum automatischen Schliessen von Fenstern oder Schiebedächern bei Kraftfahrzeugen ist eine ähnliche Anordnung vorzusehen. Es wird nur statt des Magnetventils ein entsprechender Motor eingeschaltet.
Der erfindungsgemässe stufenweise oder kontinuierlich einstellbare Feuchtigkeitserkenner ist auch für viele landwirtschaftliche oder gewerbliche Anwendungszwecke vorteilhaft. PATENTANSPRÜCHE :
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