DE10042781A1 - Ventil für eine Geschirrspülmaschine mit einem beweglich angeordneten Verschliesselement - Google Patents
Ventil für eine Geschirrspülmaschine mit einem beweglich angeordneten VerschliesselementInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Ventil für eine Geschirrspülmaschine mit einem Hohlraum, der durch einen Ventilkörper (12) abgegrenzt wird, mit einem Einlaß für Spülflüssigkeit und zumindest einem Auslaß (15, 16), der durch ein im Hohlraum beweglich angeordnetes Verschließelement (14) versperrbar ist. Erfindungsgemäß wird am Ventilkörper (12) zumindest ein Sensor (21, 22) angeordnet, mit dem das Verschließelement (14) an zumindest einer ersten Position (A, B, C) im Hohlraum (13) erfassbar ist. Damit ist zumindest eine Schaltstellung (I, II, III) des Ventils (8) überwachbar und die Steuerung der Geschirrspülmaschine kann entsprechend der erfaßten Ventilstellung erfolgen oder korrigiert werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Ventil für eine
Geschirrspülmaschine mit einem in einem Hohlraum eines
Ventilkörpers beweglich angeordneten Verschließelement.
In der DE 197 10 644 A1 ist ein Ventil für eine
Geschirrspülmaschine beschrieben, bei dem der Ventilkörper
einen Hohlraum umschließt, in dem eine beweglich angeordnete
Ventilkugel eingeschlossen ist. Die Einlaßseite des Ventils
ist mit einer Umwälzpumpe und die Auslaßseite mit einem
Sprüharm eines Spülraums verbunden. Ohne Flüssigkeitsströmung
nimmt die Ventilkugel eine Ruhestellung im Hohlraum ein, in
der sie durch ein Betätigungselement fixiert werden kann, so
daß trotz einsetzender Strömung die Ventilkugel in der
Ruhestellung festgehalten wird. Durch Lösen des
Betätigungselements wird die Ventilkugel durch die
Flüssigkeitsströmung mitgerissen und gegen den Auslaß
gedrückt, so daß dieser vollständig verschlossen ist. Bei
diesem Ventil kann es jedoch vorkommen, daß die Kugel bei nur
kurzen Unterbrechungsphasen der Umwälzpumpe durch den
Rücklauf aus der Flüssigkeitsleitung nicht in die
Ruhestellung zurückkehrt. Dadurch wird nach dem
Wiedereinsetzen des Betriebes der Umwälzpumpe die Kugel
wiederum zum Auslaß gedrängt, so daß sie diesen verschließt.
Da die Kugel nicht in Ihre Ruhestellung zurückgekehrt ist,
kann durch das Betätigungselement die Kugel nicht in dieser
Stellung gehalten werden, obwohl in der entsprechenden
Spülphase eine Flüssigkeitsströmung durch den Auslaß
erwünscht wäre. Weiterhin kann ein Verklemmen der Kugel in
der Ruhestellung oder an einer anderen Position des Hohlraums
nicht erkannt werden.
Die EP 0 237 994 B1 offenbart ein Umsteuerventil, bei dem in
einem Hohlraum eine Kugel eingeschlossen ist. Der Hohlraum
ist eingangsseitig mit einer Umwälzpumpe verbunden und
ausgangsseitig durch einen ersten Auslaß mit einer ersten
Leitung zu einem unteren Sprüharm sowie durch einen zweiten
Auslaß mit einer zweiten Leitung zu einem oberen Sprüharm.
Bei länger ausgeschalteter Pumpe liegt die Ventilkugel in
einer Ruhestellung, von der sie nach dem Einschalten der
Pumpe zum zweiten Auslaß angehoben wird und diesen
verschließt. Bei kurzzeitigem Ausschalten der Pumpe wird die
Ventilkugel durch die rückströmende Flüssigkeit aus der
zweiten Leitung vom zweiten Auslaß weg in Richtung des ersten
Auslasses gedrängt. Die Ventilkugel bleibt in der Nähe des
ersten Auslasses so lange die Flüssigkeit aus der zweiten
Leitung strömt. Wird innerhalb dieses Zeitraums die
Umwälzpumpe wieder angeschaltet, so wird die Kugel von der
Flüssigkeitsströmung im Hohlraum zum ersten Auslaß gedrückt
und verschließt diesen. Damit wird ein Ventil mit zwei
Schaltstellungen zur Verfügung gestellt, bei dem die
Flüssigkeitsströmung entweder durch den ersten oder durch den
zweiten Auslaß ausgelassen werden kann. Durch einen
Leckflüssigkeits-Bypass vom Hohlraum zum zweiten Auslaß wird
gewährleistet, daß auch in der Stellung, in der die
Ventilkugel den zweiten Auslaß verschließt, eine geringe
Flüssigkeitsmenge in die zweite Leitung strömt, um den
beschriebenen Umschaltvorgang durch die zurückfließende
Spülflüssigkeit aus der zweiten Leitung zu ermöglichen. Eine
Kontrolle der tatsächlichen Schaltstellung ist dabei jedoch
nicht möglich.
Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Ventil
für eine Geschirrspülmaschine vorzuschlagen, bei dem die
Schaltstellung des Ventils erfassbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 wird ein Ventil für eine
Geschirrspülmaschine vorgesehen, bei dem ein Ventilkörper
einen Hohlraum umschließt, in dem ein beweglich angeordnetes
Verschließelement eingeschlossen ist. Durch einen Zulauf
wird eine Flüssigkeit in den Hohlraum zugeführt und durch
zumindest einen Auslaß (der im folgenden als erster Auslaß
bezeichnet wird) in eine Flüssigkeitsleitung (die im
folgenden als erste Flüssigkeitsleitung bezeichnet wird)
ausgelassen. Der erste Auslaß ist durch das Verschließelement
sperrbar. Weiterhin ist am Ventilkörper zumindest ein Sensor
angeordnet, mit dem das Schließelement an einer ersten
Position im Hohlraum erfassbar ist.
Ein Sensor zur Erfassung der Position ist dabei regelmäßig
ein optischer Sensor, ein Leitfähigkeitssensor, ein
Ultraschallsensor, ein mechanischer Bewegungssensor usw.. Mit
dem Leitfähigkeitssensor kann z. B. erfaßt werden, daß die
Leitfähigkeit bei Positionierung des Verschließelements an
der Sensorposition absinkt, wenn das Verschließelement
isolierend ist, oder daß die Leitfähigkeit ansteigt, wenn das
Verschließelement leitfähig ist.
Durch den Sensor kann erfaßt werden, ob das Verschließelement
eine bestimmte Stellung einnimmt oder es an einer bestimmten
Position passiert. Dadurch kann durch Auswerten der Signale
vom Sensor in einer Erfassungseinrichtung das Funktionieren
des Umschaltens des Ventils überprüft und ggf. eine
Ansteuerung des Ventils zur Korrektur der Schaltstellung
ausgeführt werden. Eine solche Fehlfunktion könnte z. B.
auftreten, wenn das Schaltverhalten des Ventils zeitlichen
Schwankungen unterliegt oder wenn das Verschließelement im
Hohlraum verklemmt ist und daher nicht die gewünschte
Stellung einnimmt.
Wenn die Position des Sensors die Schließstellung des
Verschließelements am ersten Auslaß ist, kann das Sperren der
Flüssigkeitsströmung durch den ersten Auslaß erfaßt werden.
Dabei liegt das Erfassungssignal während der Verschließzeit
dauerhaft an.
Bei einer alternativen, vorteilhaften Ausgestaltung ist die
Position des Sensors an einer Durchgangsposition des
Verschließelements, die das Verschließelement zwischen der
Schließstellung am ersten Auslaß und einer Ruhestellung des
Verschließelements einnimmt. Ein Beispiel für die Anwendung
ist das aus der DE 197 10 644 A1 bekannte Ventil. Durch
Anordnen des Sensors an der Durchgangsposition wird das
Verschließelement nur dann erfaßt, wenn es zwischen den
beiden Stellungen wechselt. Da eine Änderung der Stellung des
Verschließelements nur dann erfolgt, wenn zuvor in der
Geschirrspülmaschine ein Schaltzustand verändert wurde, kann
durch Abwarten auf das Signal vom ersten Sensor erfaßt
werden, ob das Verschließelement die Umschaltung der
Ventilstellung tatsächlich ausgeführt hat. Somit ist nur ein
Sensor erforderlich, um beide Stellungen zu erfassen.
Bei einer weiteren Ausgestaltung verbindet ein weiterer
Auslaß, der im folgenden als zweiter Auslaß bezeichnet wird,
eine zweite Leitung mit dem Hohlraum und ist ebenfalls durch
das Verschließelement versperrbar. Durch den ersten Sensor
kann dann das Umschalten zwischen der Schließstellung des
Verschließelements am ersten Auslaß und der Schließstellung
am zweiten Auslaß und umgekehrt erfaßt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Leckstromungs-
Einrichtung am ersten Auslaß angeordnet, die bewirkt, daß bei
gesperrten ersten Auslaß eine reduzierte Flüssigkeitsströmung
in die erste Flüssigkeitsleitung einströmt und diese gefüllt
hält. Bei diesem Ventil kann eine Umschaltung zwischen dem
Sperren des ersten Auslasses und des zweiten Auslasses
erzielt werden, wie es z. B. aus der EP 0 237 994 B1 bekannt
ist.
Durch Anordnen eines zweiten Sensors an einer zweiten
Position, können unabhängig zwei verschiedene
Schließstellungen des Verschließelements oder
Durchgangsstellungen des Verschließelements erfaßt werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste
oder zweite Position des Sensors eine dynamische
Gleichgewichtsposition des Verschließelements, in der das
Verschließelement während einer Rückströmphase der
Flüssigkeiten aus der ersten und zweiten Flüssigkeitsleitung
zeitweise verweilt. Die Verweilzeit des Verschließelements in
dieser Position ist im Vergleich zu anderen
Durchgangspositionen länger, so daß das Verschließelement
sicher an dieser Stellung erfassbar ist. Durch die längere
Verweildauer des Verschließelements in dieser Position
vereinfacht sich weiterhin eine Steuerung der Schaltstellung
des Ventils, da ein längeres Zeitfenster besteht, um das
Ventil so zu schalten, daß der erste oder der zweite Auslaß
gesperrt wird. An dieser Position kann z. B. durch nur einen
Sensor ein sicheres Umschalten des Ventils erreicht werden.
Durch Vorsehen eines weiteren Sensors z. B. an einer
Durchgangsposition kann die Reaktion des Ventils nach einer
Änderung der Geschirrspülmaschinensteuerung erkannt und
gegebenenfalls eine Fehlerkorrektursteuerung veranlaßt
werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Ventils ist zwischen dem
ersten Auslaß und dem zweiten Auslaß ein dritter Auslaß
angeordnet, der ebenfalls durch das Verschließelement
sperrbar ist. Durch den dritten Auslaß kann die
Spülflüssigkeit z. B. in eine dritte Leitung ausgelassen
werden oder unmittelbar aus dem Ventil in einen Spülraum der
Geschirrspülmaschine. Die dritte Leitung kann z. B. mit einem
Spülmaschinensumpf, einer Ansaugleitung einer Umwälzpumpe
oder einem zusätzlichen Sprüharm verbunden sein.
Wenn das Verschließelement den dritten Auslaß verschließt, so
wird durch die Druckdifferenz zwischen dem Hohlraum des
Ventils und der Austrittsseite des dritten Auslasses das
Verschließelement in dieser Stellung eingefangen, so daß
sowohl der erste als auch der zweite Auslaß freigeschaltet
sind.
Durch entsprechendes Anordnen eines der beiden Sensoren z. B.
an der Durchgangsposition zwischen der Schließstellung am
ersten Auslaß und der Schließstellung am dritten Auslaß sowie
einem Sensor in der dynamischen Gleichgewichtsposition können
alle drei Schaltstellungen des Ventils sicher erfaßt werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung sind der Sensor oder die
Sensoren optische Sensoren, die das Verschließelement
berührungsfrei und damit verschleißfrei erfassen können.
Besonders vorteilhaft ist die gleichzeitige Verwendung des
optischen Sensors als Trübungssensor. Damit übernimmt der
Sensor eine Doppelfunktion, indem zum einen eine Position des
Verschließelements erfaßt wird und zum anderen die
Verschmutzung der Spülflüssigkeit in der Geschirrspülmaschine
erfassbar ist.
Vorteilhaft ist hierbei die Anordnung des Sensors in einer
Durchgangsposition des Verschließelements oder in dar
dynamischen Gleichgewichtsposition des Verschließelements, da
an diesen Positionen das Verschließelement nur kurzzeitig
erfaßt wird und in der übrigen Zeit der Sensor die Trübung
der Spülflüssigkeit erfassen kann. Eine Trübung wird in
diesen Stellungen von dem Verschließelement z. B. dadurch
unterschieden, daß das Passieren des Verschließelements durch
eine kurzzeitige starke Änderung des Signals erfaßt wird,
während der Verschmutzungsgrad über zeitliche
Mittelwertbildung als längerfristige Änderung des Signals
erkannt wird.
Werden in diesem Fall zwei Sensoren an einer ersten Position
in der Verbindungsleitung vom Einlaß zum ersten Auslaß und in
einer zweiten Position vom Einlaß zum zweiten Auslaß oder in
deren Nähe angeordnet, so kann auf jeden Fall der
Verschmutzungsgrad der vorbeiströmenden Spülflüssigkeit
erfaßt werden. Falls z. B. nur der erste oder nur der zweite
Auslaß freigeschaltet sind, wird so verhindert, daß ein
Schmutzpartikel im Totvolumen an der strömungsfreien Position
das Signal beeinträchtigt und somit den Trübungsgrad nicht
richtig wiedergibt.
Der Trübungssensor kann dabei ein Leitfähigkeitssensor sein,
der die Änderung der Leitfähigkeit aufgrund der Verschmutzung
erfaßt. Vorzugsweise wird ein optischer Sensor verwendet. Der
optische Sensor kann als Reflektionssensor ausgebildet sein,
der entweder die Reflektion von den Schmutzpartikeln in der
Spülflüssigkeit oder vom Verschließelement erfaßt oder die
Reflektion des optischen Signals an der gegenüberliegenden
Innenwand des Hohlraums, die das Signal zum Sensor
zurückreflektiert. Bei Verwendung des Reflektionssensors muß
nur an einer Seite des Ventilkörpers der Sensor integriert
werden. Alternativ kann eine Lichtschranke verwendet werden,
die an gegenüberliegenden Positionen an der Innenwand des
Hohlraums angeordnet ist, wobei die Änderung der
Lichtintensität bei Durchtritt durch die Spülflüssigkeit im
Hohlraum erfaßt wird.
Anhand von Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
Spülflüssigkeitskreislaufs einer Geschirrspülmaschine,
Fig. 2A ein Umschaltventil mit einer Kugel in verschiedenen
Stellungen im Hohlraum des Umschaltventils,
Fig. 2B das Umschaltventil von Fig. 2A mit einer weiteren
Stellung der Kugel und
Fig. 3 die Anordnung von Lichtschranken am Ventilgehäuse in
Draufsicht.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des
Spülflüssigkeitskreislaufs bei einer Geschirrspülmaschine. In
einem Spülraum 1 der Geschirrspülmaschine ist ein oberer
Sprüharm 2 und ein unterer Sprüharm 3 zur Beaufschlagung des
in Geschirrkörben 4 gelagerten Spülguts mit Spülflüssigkeit
angeordnet. Die von den Sprüharmen 2, 3 versprühte
Spülflüssigkeit wird am Boden des Spülraums 1 im
Spülmaschinensumpf 5 aufgefangen. Die aufgefangene
Spülflüssigkeit wird über einen Zulauf von einer Umwälzpumpe
6 angesaugt und durch eine Verbindungsleitung 7 einem
Umschaltventil 8 zugeführt.
Vom Umschaltventil 8 läuft die Spülflüssigkeit durch eine
erste Spülleitung 9 zum oberen Sprüharm 2 und durch eine
zweite Spülleitung 10 zum unteren Sprüharm 3. Weiterhin
zweigt vom Umschaltventil 8 eine Bypass-Leitung 11 ab, die in
den Zulauf zur Umwälzpumpe 6 mündet.
In Fig. 2A ist das Umschaltventil 8 in schematischer,
vergrößerter Darstellung wiedergegeben. Ein Ventilkörper 12
des Umschaltventils 8 umschließt einen Hohlraum 13, in dem
eine Kugel 14 eingeschlossen ist.
Wie in Fig. 2A dargestellt, weist der Ventilkörper 12 eine
erste Öffnung 15 an der rechten Seite auf, die den Hohlraum
13 mit der ersten Spülleitung 9 verbindet. An der linken
Seite weist der Ventilkörper 12 eine zweite Öffnung 16 auf,
die den Hohlraum 13 mit der zweiten Spülleitung 10 verbindet.
Weiterhin ist an der Oberseite des Ventilkörpers 12 eine
Bypass-Öffnung 17 angeordnet, die den Hohlraum 13 mit der
Bypass-Leitung 11 verbindet. Im Hohlraum 13 ist ein
Strömungsleitkörper 18 ausgebildet, der die aus der
Verbindungsleitung 7 einströmende Spülflüssigkeit
strömungsgünstig zur ersten und/oder zweiten Öffnung 15, 16
leitet.
Die im Hohlraum 13 beweglich gelagerte Kugel 14 wird im
Hohlraum 13 durch untere Führungskanten 19 und obere
Führungskanten 20 geführt. Die Führungskanten 19, 20
ermöglichen der Kugel 14 ein Verschieben längs der Achse
zwischen der ersten und zweiten Öffnung 15, 16, wobei durch
ein Führungsspiel ein seitlicher Versatz der Kugel gegenüber
den Führungskanten ermöglicht wird, um ein Festklemmen der
Kugel zu vermeiden.
Das Umschaltventil 8 ermöglicht drei Schließstellungen der
Kugel 14, die in Fig. 2A und 2B mit I, II und III bezeichnet
sind. Die geometrischen Verhältnisse der relativen Stellungen
der Kugel sind nur schematisch wiedergegeben, um die
Schaltabläufe zu erläutern.
In der Stellung I verschließt die Kugel 14 die erste Öffnung
15, so daß die eingeleitete Spülflüssigkeit im wesentlichen
durch die zweite Öffnung 16 austritt. Eine geringe Bypass-
Flüssigkeitsmenge tritt ebenfalls durch die Bypass-Öffnung 17
aus. Eine nicht dargestellte Leckströmungseinrichtung
bewirkt, daß trotz des Verschließens der ersten Öffnung 15
eine geringe Leckflüssigkeitsmenge in die erste Leitung 9
eintritt. Durch diese Leckflüssigkeitsströmung wird
gewährleistet, daß bei Betrieb der Umwälzpumpe 6 immer die
Flüssigkeitssäule in der ersten Leitung 9 bis zum oberen
Sprüharm 2 ansteigt.
In der Stellung II, die in Fig. 2A durch eine gestrichelte
Kugel dargestellt ist, verschließt die Kugel 14 die zweite
Öffnung 16, so daß die Spülflüssigkeit im wesentlichen durch
den ersten Auslaß 15 und geringfügig durch die Bypass-Öffnung
17 austritt.
In der Stellung III, die ebenfalls durch eine gestrichelte
Kugel dargestellt ist, verschließt die Kugel 14 die Bypass-
Öffnung 17, so daß sich die Spülflüssigkeitsströmung an dem
Leitkörper 18 aufteilt und sowohl durch die erste Öffnung 15
als auch durch die zweite Öffnung 16 tritt. In diesem Fall
werden sowohl der obere Sprüharm 2 als auch der untere
Sprüharm 3 mit Spülflüssigkeit versorgt. In den anderen
Fällen wird jeweils entweder dem oberen Sprüharm 2 oder dem
unteren Sprüharm 3 Spülflüssigkeit zugeführt.
In den Stellungen I, II und III wird die Kugel 14 aufgrund
des Druckunterschiedes zwischen dem Druck der Spülflüssigkeit
im Hohlraum 13 und dem ausgangsseitigen Druck der
Spülflüssigkeit in den Leitungen 9, 10 bzw. 11 festgehalten.
Es folgt eine kurze Beschreibung der Umschaltmöglichkeiten
für das Umschaltventil 8. Zunächst wird angenommen, daß die
Umwälzpumpe 6 eine längere Zeit (z. B. für 2 Sekunden) nicht
betrieben wurde. In diesem Zustand ist die Spülflüssigkeit
aus der ersten und zweiten Spülleitung 9, 10 sowie aus der
Bypass-Leitung 11 durch die Umwälzpumpe 6 abgelaufen bzw. es
sind keine Rückströmungen mehr im Hohlraum 13 vorhanden. In
diesem Zustand rollt die Kugel 14 entlang der unteren
Führungskanten 19 in die Ruhestellung, die der
Schließstellung I der Kugel 14 entspricht oder zumindest in
deren unmittelbaren Nähe liegt.
Wird aus diesem Zustand die Umwälzpumpe 6 eingeschaltet, so
wird aufgrund der Strömung die Kugel 14 in die Stellung I
gedrängt, in der sie die erste Öffnung 15 verschließt. Durch
die Leckflüssigkeitseinrichtung strömt jedoch Spülflüssigkeit
in die erste Spülleitung 9 ein und füllt diese mit
Spülflüssigkeit.
Wird die Umwälzpumpe 6 nun abgestellt, so bewegt sich die
Kugel 14 durch die Rückströmung der Spülflüssigkeit aus der
ersten Spülleitung 9 von der Stellung I über die Stellung III
in Richtung Stellung II. Wird während dieser Bewegung die
Umwälzpumpe 6 eingeschaltet, wenn die Kugel in der Nähe der
Stellung III ist, so wird die Kugel aufgrund der
Druckdifferenz der Spülflüssigkeit im Hohlraum und dem Druck
in der Bypass-Leitung 11 zur Bypass-Öffnung 17 gesogen und
dort festgehalten.
Wird während dieser schrägen Aufwärtsbewegung der Kugel 14
die Pumpe 6 noch nicht eingeschaltet, so bewegt sich die
Kugel über die Stellung III bis in die Nähe der Stellung II.
Ist die Kugel nahe der Stellung II und wird die Umwälzpumpe 6
eingeschaltet, so verschließt die Kugel die zweite Öffnung
16.
Wird jedoch die Umwälzpumpe 6 zum Zeitpunkt der Kugelstellung
II nicht eingeschaltet, so kehrt die Kugel nach dem Ablaufen
der Spülflüssigkeiten aus der ersten und zweiten Spülleitung
9, 10 zur Ruhestellung zurück, von wo aus der Umschaltzyklus
wiederholt werden kann.
Beim Zurückkehren der Kugel von der Stellung II zur Stellung
I kann die Umwälzpumpe 6 ebenfalls angeschaltet werden, so
daß sie wieder in der Stellung III gegen die Bypass-Öffnung
17 gedrückt wird. Somit gibt es zwei Zeitfenster, in denen
die Kugel die Stellung III passiert und durch Einschalten der
Umwälzpumpe 6 eine Ventilstellung erzielt wird, bei der beide
Sprüharme mit Spülflüssigkeit versorgt werden.
Fig. 2B zeigt eine Stellung IV der Kugel, die diese eine
vorübergehende Zeit einnimmt. Nach dem Abschalten der
Umwälzpumpe 6 in der Stellung I der Kugel bewegt sich diese
durch die Rückströmung der Spülflüssigkeit aus der ersten
Spülleitung 9 bis nahezu an die Stellung II. Aufgrund der
ausreichenden Ableitung der Spülflüssigkeit durch die
Umwälzpumpe 6 kann jedoch gleichzeitig Spülflüssigkeit aus
der zweiten Spülleitung 10 zurückströmen. Dadurch wird die
Kugel durch das Einwirken beider Rückströmungen aus den
Leitungen 9, 10 von der Stellung II in die Stellung IV
verschoben. In dieser Stellung wird die Kugel gehalten
solange noch aus beiden Spülleitungen Flüssigkeit
zurückströmt. In diesem Zustand kommt somit die Kugel
vorübergehend zum Stillstand bevor sie nach Ableitung der
Flüssigkeiten aus den Spülleitungen aufgrund der potentiellen
Energie über die untere Führungskante 19 wieder in ihre
Ruhestellung an oder in der Nähe Stellung I zurückkehrt.
In den Fig. 2A und 2B sind durch die Positionen A, B und C
Positionen angedeutet, in denen die Kugel durch
Lichtschranken erfaßt wird. Die Lichtschranken sind unten
detaillierter beschrieben.
Kommt die Kugel 14 mit ihrem Querschnitt in den Bereich einer
der Lichtschranken, so wird deren Licht abgeschattet und das
Empfangssignal verringert sich entsprechend. Die an diesen
Positionen angeordneten Lichtschranken messen ebenfalls die
Trübung der Spülflüssigkeit. Mit zunehmender Verunreinigung
der Spülflüssigkeit durch Schmutzreste vom Spülgut wird die
Spülflüssigkeit trübe und das durch die Lichtschranke
empfangene Signal wird über die Zeit allmählich schwächer.
Dieses Signal kann verwendet werden, um bei zu starker
Verschmutzung der Spülflüssigkeit frische Spülflüssigkeit
nachzufüllen oder diese ggf. gegen Frischwasser aus einer
Frischwasserzuleitung austauschen.
In den dargestellten Positionen A, B und C verweilt die Kugel
14 nur während der Umschaltphasen des Ventils 8, so daß das
Lichtsignal nicht ständig durch die Kugel unterbrochen ist.
Damit kann die über längere Zeit gemittelte Messung der
Trübung der Spülflüssigkeit ungestört von dem kurzzeitigen
Kugelsignal (ca. 1/10 s bei A und B) vorgenommen werden.
Dagegen zeigt eine kurzfristige vollständige Abschattung des
Empfängers der Lichtschranke an, daß die Kugel eine
Durchgangsposition passiert hat.
Zur besseren Reproduzierbarkeit des Zeitpunkts und der
Zeitdauer der Stellung der Kugel in Stellung IV kann an der
zweiten Öffnung 16 ebenfalls eine Leckströmungseinrichtung
vorgesehen werden. Diese bewirkt bei der Schließstellung II,
daß eine definierte Flüssigkeitsmenge in der zweiten
Spülleitung 10 vorhanden ist. Dadurch wird durch das
Rückströmen der Flüssigkeit aus der ersten und zweiten
Spülleitung 9, 10 die Kugel 14 in der Stellung IV auf
wiederholbare Weise gehalten.
Bei der Beschreibung der folgenden Beispiele von Schaltzyklen
wird davon ausgegangen, daß die Umwälzpumpe 6 zunächst
längere Zeit in Betrieb war (über ca. 2 s) und die erste
Spülleitung 9 sowie ggf. die zweite Spülleitung 10 mit
Spülflüssigkeit gefüllt sind.
Der Schaltzyklus aus der Schließstellung I kann dabei wie
folgt gesteuert werden:
Bei der ersten Ausführungsform der Anordnung der
Lichtschranken an den Positionen A und B (Fig. 2A) läßt sich
das Umschaltventil wie folgt schalten:
Die Kugel ist in Schließstellung I und die Umwälzpumpe 6 wird abgeschaltet. Daraufhin wird an Position A durch die Lichtschranke das Wechseln der Stellung der Kugel von I nach III erfaßt. Wird unmittelbar daraufhin die Umwälzpumpe eingestellt, so kann die Kugel in der Stellung III festgehalten werden.
Die Kugel ist in Schließstellung I und die Umwälzpumpe 6 wird abgeschaltet. Daraufhin wird an Position A durch die Lichtschranke das Wechseln der Stellung der Kugel von I nach III erfaßt. Wird unmittelbar daraufhin die Umwälzpumpe eingestellt, so kann die Kugel in der Stellung III festgehalten werden.
Wird nach dem Signal von der Position A das
Lichtschrankensignal von der Position B erfaßt, so nimmt die
Kugel eine Position in der Nähe der Stellung II ein und das
Einschalten der Umwälzpumpe 6 hält die Kugel in der
Schließstellung II.
Wird nach den Lichtschrankensignalen von Position A und
Position B die Pumpe nicht eingestellt und erfolgt nochmals
das Signal von der Position B, so kann durch unmittelbar
danach erfolgendes Einschalten der Umwälzpumpe die Kugel
wieder an der Stellung III festgehalten werden.
Erfolgt nach den Signalen von den Positionen A und B wiederum
das Signal von der Position A, so hat die Kugel ihre
Ruhestellung eingenommen und durch Einschalten der
Umwälzpumpe kann die erste Öffnung 15 verschlossen werden
(Schließstellung I).
Bei der zweiten Ausführungsform mit der Anordnung der
Lichtschranken bei den Positionen A und C gemäß Fig. 2B läßt
sich das Umschaltventil 8 wie folgt schalten:
Ausgangsstellung ist wiederum die Stellung I und die Pumpe wird abgeschaltet. Wird nach dem Abschalten das Signal von der Position A erhalten, so kann durch Einschalten der Pumpe die Kugel in der Stellung III gehalten werden.
Ausgangsstellung ist wiederum die Stellung I und die Pumpe wird abgeschaltet. Wird nach dem Abschalten das Signal von der Position A erhalten, so kann durch Einschalten der Pumpe die Kugel in der Stellung III gehalten werden.
Wird für etwas längere Verweilzeit das Signal von der
Position C ermittelt, in der die Kugel in der Stellung IV
ist, so kann durch Einschalten der Umwälzpumpe 6 während der
Dunkelphase in der Position C die Kugel in die Stellung II
gedrängt werden.
Wird erfaßt, daß in der Position C das Signal wieder hell
wird, die Kugel sich also von der Stellung IV zu Stellung III
bewegt, so kann durch Einschalten der Pumpe die Kugel in der
Stellung III gehalten werden.
Wird nach der Dunkelphase, d. h. nach dem Hellwerden der
Lichtschranke an der Position C das Signal von der
Lichtschranke an der Position A erhalten, so ist die
Ruhestellung der Kugel erreicht und durch Anschalten der
Umwälzpumpe 6 kann die Stellung I der Kugel erreicht werden.
Der Vorteil der Anordnung der Lichtschranken gemäß Fig. 2B
liegt darin, daß die Lichtschranke in der Position C für ein
längeres Zeitfenster das Dunkelsignal erfassen kann, so daß
in dieser Stellung durch Einschalten der Pumpe die Stellung
II sicher angefahren werden kann. Bewegt sich andererseits
die Kugel aus der Stellung IV, so rollt diese allein aufgrund
der potentiellen Energie an der unteren Führungskante 19
zurück, was langsamer erfolgt, als wenn die Kugel durch die
rücklaufenden Strömungen angetrieben würde. Dadurch kann die
Stellung III beim Zurückrollen der Kugel ebenfalls sicherer
angesteuert werden. Damit ist das Umschalten unkritischer
gegenüber Einschaltverzögerungen, Alterungserscheinungen der
Pumpe oder sonstige Störungen der Strömungen und das
Umschalten des Umschaltventils 8 erfolgt zuverlässig.
Der Schaltzyklus aus der Schließstellung II kann dabei wie
folgt gesteuert werden:
Bei der Ausführungsform von Fig. 2A wird nach dem Abschalten
der Umwälzpumpe das Lichtschrankensignal von der Position B
erfaßt. Wird unmittelbar danach die Umwälzpumpe gestartet,
wird die Schließstellung III erreicht.
Wird nach dem Lichtschrankensignal von der Position B das
Lichtschrankensignal von der Position A erfaßt, so kann die
Kugel durch Starten der Umwälzpumpe nach einer kurzen
Wartezeit in die Schließstellung I gedrängt werden.
Bei der Ausführungsform von Fig. 2B wird nach dem Abschalten
der Umwälzpumpe das Lichtschrankensignal von der Position C
erfaßt. Wird eine kurze Zeit nach dem Erlöschen des
Lichtschrankensignals von der Position C die Umwälzpumpe
gestartet, so kann die Kugel in Schließstellung III gehalten
werden.
Wird nach dem Lichtschrankensignal von der Position C das
Lichtschrankensignal von der Position A erfaßt, so kann die
Kugel durch Starten der Umwälzpumpe nach einer kurzen
Wartezeit in die Schließstellung I gedrängt werden.
Der Schaltzyklus aus der Schließstellung III kann wie folgt
gesteuert werden:
Bei der Ausführungsform von Fig. 2A wird nach dem Abschalten
der Umwälzpumpe das Lichtschrankensignal von der Position B
erfaßt. Wird unmittelbar danach die Umwälzpumpe gestartet,
wird die Schließstellung II erreicht.
Wird nach dem Lichtschrankensignal von der Position B dieses
Signal ein zweites mal und danach das Lichtschrankensignal
von der Position A erfaßt, so kann die Kugel durch Starten
der Umwälzpumpe nach einer kurzen Wartezeit in die
Schließstellung T gedrängt werden.
Bei der Ausführungsform von Fig. 2B wird nach dem Abschalten
der Umwälzpumpe das Lichtschrankensignal von der Position C
erfaßt. Wenn die Umwälzpumpe gestartet wird solange dieses
Signal anliegt, wird die Schließstellung II erreicht.
Wird nach dem Lichtschrankensignal von der Position C das
Lichtschrankensignal von der Position A erfaßt, so kann die
Kugel durch Starten der Umwälzpumpe nach einer kurzen
Wartezeit in die Schließstellung I gedrängt werden.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht von oben auf das Umschaltventil
8 an dem eine Lichtschranke 21 zur Erfassung der Position A
und eine Lichtschranke 22 zur Erfassung der Position B bzw. C
angeordnet sind. An der in Fig. 3 oben dargestellten
Seitenfläche des Ventilkörpers 12 sind die Leuchtdioden der
Lichtschranken 21, 22 eingebaut, während an der unten
dargestellten Seitenfläche des Ventilkörpers 12 die Empfänger
eingebaut sind. Die Lichtschranken 21, 22 sind mit einer
Auswerteeinheit 23 verbunden, in der die Signale erfaßt und
ausgewertet werden. Die ausgewerteten Signale werden zur
Überwachung und Steuerung einer nicht dargestellten
Steuerschaltung der Geschirrspülmaschine zugeführt.
1
Spülraum
2
oberer Sprüharm
3
unterer Sprüharm
4
Geschirrkorb
5
Spülmaschinensumpf
6
Umwälzpumpe
7
Verbindungsleitung
8
Umschaltventil
9
erste Spülleitung
10
zweite Spülleitung
11
Bypass-Leitung
12
Ventilkörper
13
Hohlraum
14
Kugel
15
erste Öffnung
16
zweite Öffnung
17
Bypass-Öffnung
18
Strömungsleitkörper
19
untere Führungskante
20
obere Führungskante
21
Lichtschranke an Position A
22
Lichtschranke an Position B
23
Auswerteeinheit
Claims (13)
1. Ventil für eine Geschirrspülmaschine mit
einem Ventilkörper (12), der einen Hohlraum (13) umschließt,
einem Einlaß (7) für einen Flüssigkeitszulauf in den Hohlraum (13),
einem Auslaß (15), der eine Flüssigkeitsleitung (9) mit dem Hohlraum (13) verbindet,
einem im Hohlraum (13) beweglich angeordneten Verschließelement (14), durch das der Auslaß (15) sperrbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Ventilkörper (12) zumindest ein Sensor (21) angeordnet ist, mit dem das Verschließelement (14) an zumindest einer ersten Position im Hohlraum (13) erfassbar ist.
einem Ventilkörper (12), der einen Hohlraum (13) umschließt,
einem Einlaß (7) für einen Flüssigkeitszulauf in den Hohlraum (13),
einem Auslaß (15), der eine Flüssigkeitsleitung (9) mit dem Hohlraum (13) verbindet,
einem im Hohlraum (13) beweglich angeordneten Verschließelement (14), durch das der Auslaß (15) sperrbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Ventilkörper (12) zumindest ein Sensor (21) angeordnet ist, mit dem das Verschließelement (14) an zumindest einer ersten Position im Hohlraum (13) erfassbar ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Position des Sensors (21) eine Schließstellung (I) des
Verschließelements (14) am Auslaß (15) ist.
3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Position des Sensors (21) eine Durchgangsposition (A,
B, C) des Verschließelements (14) zwischen einer
Schließstellung (I) am Auslaß (15) und einer Ruhestellung des
Verschließelements (14) ist.
4. Ventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch
einen weiteren Auslaß (16), der eine weitere Leitung (10) mit
dem Hohlraum (13) verbindet, wobei der weitere Auslaß (16)
durch das Verschließelement (14) versperrbar ist.
5. Ventil nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine
Leckströmungseinrichtung, durch die eine reduzierte
Flüssigkeitsströmung in die Flüssigkeitsleitung (9)
einleitbar ist, wenn das Verschließelement (14) den Auslaß
(15) sperrt.
6. Ventil nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch einen
am Ventilkörper (12) angeordneten, weiteren Sensor (22), mit
dem das Verschließelement (14) an einer zweiten Position im
Hohlraum (13) erfassbar ist.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweite Position des Sensors (22) die Schließstellung (II) des
Verschließelements (14) am weiteren Auslaß (16) ist.
8. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweite Position des Sensors (22) eine Durchgangsposition (B,
C) des Verschließelements (14) zwischen dem weiteren Auslaß
(16) und einer Ruhestellung und/oder der Schließstellung (I)
des Verschließelements (14) am Auslaß (15) ist.
9. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste oder zweite Position des Sensors (21, 22) eine
dynamische Gleichgewichtsposition (IV) des Verschließelements
(14) ist, in der das Verschließelement (14) während einer
Rückströmphase der Flüssigkeiten aus der Flüssigkeitsleitung
(9) und der weiteren Flüssigkeitsleitung (10) vorübergehend
gehalten wird.
10. Ventil nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest ein dritter Auslaß (17)
zwischen dem Auslaß (15) und dem weiteren Auslaß (16)
angeordnet ist, wobei der dritte Auslaß (17) durch das
Verschließelement (14) sperrbar ist.
11. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der mindestens eine Sensor (21, 22) ein
optischer Sensor ist.
12. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der mindestens eine Sensor (21, 22) ein
Trübungssensor ist.
13. Ventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der mindestens eine Sensor (21, 22) ein Reflektionssensor
oder eine Lichtschranke ist.
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DE19947323A1 (de) * | 1999-10-01 | 2001-04-05 | Bsh Bosch Siemens Hausgeraete | Haushalt-Geschirrspülmaschine |
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