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Die
Erfindung betrifft Gargerät
mit einem Garraum und einem über
ein Strömungsleitglied
vom Garraum abgetrennten Gebläseraum,
wobei eine Garraumbodenöffnung
eine fluidale Verbindung mit einem Ablöschkasten oder Kondensator,
der einen Ablauf hat, aufweist, und innerhalb des Gebläseraums
ein Gebläserad,
eine Heizeinrichtung und ein Abzug vorgesehen sind, und jeweils
einer Vorrichtung zum Verschließen/Öffnen der
Garraumbodenöffnung,
des Ablaufs und des Abzugs mit einem Dichtkörper, der zwischen einer die
Garraumbodenöffnung,
den Ablauf oder den Abzug zumindest teilweise offenhaltenden, offenen
Stellung und einer die Garraumbodenöffnung, den Ablauf oder den
Abzug zumindest im wesentlichen flu iddicht schließenden, geschlossenen
Stellung verlagerbar ist und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen
Gargeräts.
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Gargeräte, die
in der Regel eine Heizung, ein Gebläse, einen Dampfgenerator, einen
Garraum, einen Garraumablauf, einen Dampfkondensierer und einen
Gargeräteablauf
umfassen, werden zum Garen von Lebensmitteln verwendet. Während des
Garbetriebs ist es wünschenswert,
daß der
Gargeräteablauf
fluiddicht verschlossen ist, um ein Entweichen von Dampf oder Flüssigkeiten
aus dem Gargerät
zu verhindern. Allerdings kann es bei Gargeräten notwendig sein, den Ablauf
insbesondere in bestimmten oder vorbestimmbaren Betriebszuständen zu öffnen, insbesondere
ein den Ablauf schließendes
oder öffnenden
Stellorgan in eine Zwischen- oder Endstellung zum teilweisen oder
vollständigen Öffnen zu bringen.
Beim Reinigen der Gargeräte
ist es üblich, ebenfalls
den Gargeräteablauf
zu verschließen
und in einem über
dem Gargeräteablauf
befindlichen Behälter,
insbesondere einem Ablöschkasten,
eine Waschflotte anzustauen. Die Waschflotte wird zum Reinigen in
dem Garraum verteilt, indem die Waschflotte zum Beispiel in den
Garraum eingesprüht
wird, und läuft
anschließend
durch den Garraumablauf in den Behälter oberhalb des Gargeräteablaufs
zurück.
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Aus
der Patentanmeldung
WO
02/068876 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Reinigen eines gattungsgemäßen Gargerätes bekannt. Darin
ist eine Verschlußvorrichtung
für die
Ablauföffnung
eines Gargerätes
offenbart, die einen Stößel in Form
eines unten angeschrägten
Hohlzylinders umfaßt,
der mittels Führungselementen
relativ zu der Ablauföffnung
bewegt werden kann. Durch einen Kontakt des Stößels mit der Ablauföffnung wird
der Behälter
verschlossen. Um ein Entweichen von Dampfen durch den als Hohlzylinder
ausgebildeten Stößel im Betrieb
zu verhindern, ist um den Stößel ein
Rohr angeordnet, wobei ein unteres Ende des Rohres von einer Flüssigkeit
unterspült
werden kann. Während
sich der Stößel in einer
den Gargeräteablauf
abdichtenden Stellung befindet, kann eine Flüssigkeitsvorlage um den Stößel angestaut
werden, die zusammen mit dem den Stößel umgebenden Rohr eine siphonartige
Abdichtung des Behälters
für Dämpfe gegenüber dem
Gargeräteablauf
schafft.
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Die
Druckschrift
EP 0 848
115 B1 offenbart ebenfalls ein Gargerät mit einem Gargeräteablauf, der
mittels einer siphonartigen Verschlußvorrichtung verschlossen werden
kann. Auch bei dieser Vorrichtung tritt eine Abdichtung des Gargeräteablaufs
gegenüber
Dämpfen
nur ein, wenn sich eine gewissen Menge Flüssigkeit um die Verschlußvorrichtung
des Gargeräteablaufs
angesammelt hat.
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Aus
der
EP 0 193 108 A2 ist
eine pneumatische Intervallschaltvorrichtung als Taktgeber für Koch-
oder Heizgeräte
bekannt, bei der ein Ventil mit einem stationären Ventilsitz und einem entlang
einer Gehäuseachse
bewegbaren Schließbauteil
im Verbindungsweg zwischen Gehäuseeinlaß und Gehäuseauslaß angeordnet
ist. Der Schließbauteil
wird in der Schließstellung
durch zwei zusammenwirkende magnetische Bauteile gehalten. Eine
axial auslenkbare Gummimembran unterteilt den Gehäuseinnenraum
in zwei Gehäusekammern,
von denen eine mit dem Einlaß und
die andere über
einen ein Kapillarrohr enthaltenden Druckausgleichskanal mit dem Auslaß verbunden
ist. Eine Mitnahmevorrichtung ist mit der Membran derart bewegungsgekoppelt,
daß sie
den Schließbauteil
erst nach einem bestimmten Membranhub mitnimmt.
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Zumindest
bei der Inbetriebnahme des Gargerätes, ist es nachteilig, daß bei den
genannten Geräten
der Gargeräteablauf
nicht sofort gegenüber Dampfaustritt
verschlossen ist. Es ist erforderlich, daß jeweils eine bestimmte Flüssigkeitsmenge,
insbesondere Wasser, in das Gargerät gefüllt wird, um eine Dichtung
zu erreichen. Darüber
hinaus weisen siphonartige Verschlußsysteme den Nachteil auf, daß sie bei
plötzlich
auftretenden Druckschwankungen nicht immer eine Dichtung gewährleisten
können.
So kann es bei starken Druckschwankungen zum unbeabsichtigten Entweichen
von Flüssigkeiten oder
Dampfen aus dem Gargeräteablauf
kommen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Gargerät derart
weiterzuentwickeln, daß die
Nachteile des Stands der Technik überwunden werden. Insbesondere soll
ein Gargerät
mit einer Absperrvorrichtung bzw. Verschlußvorrichtung geliefert werden,
bei der ein jederzeit sicherer Verschluß gewährleistet werden kann.
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Die
Aufgabe wird für
das eingangs genannte Gargerät
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß der Dichtkörper über einen
Kraftkopplungsmechanismus an ein Volumen eines Schaltfluids gekoppelt
ist, so daß mit
Hilfe einer Änderung
einer Druckbeaufschlagung des Schaltfluids der Dichtkörper zwischen
der offenen und der geschlossenen Stellung verlagert werden kann,
wobei das Gargerät
eine absperrbare Überströmungsleitung
aufweist, in der eine Fluidverbindung zwischen dem Volumen des Schaltfluids
und einem Behälter,
ausgewählt
aus dem Garraum, dem Gebläseraum
oder dem Ablöschkasten,
gebildet ist, um eine Änderung
der Druckbeaufschlagung des Schaltfluids durch ein Austauschen von
Schaltfluid zwischen dem Volumen des Schaltfluids und dem Behälter zu
ermöglichen.
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Die
Erfindung liefert ferner ein weiterentwickeltes Verfahren zum Betreiben
eines Gargeräts
mit jeweils einer Vorrichtung zum Verschließen/Öffnen der Garraumbodenöffnung,
des Ablaufs und des Abzugs mit jeweils einem Dichtkörper, der
zwischen einer die Garraumbodenöffnung,
den Ablauf oder den Abzug zumindest teilweise offenhaltenden, offenen Stellung
und einer die Garraumbodenöffnung,
den Ablauf und den Abzug im wesentlichen fluiddicht schließenden,
geschlossenen Stellung verlagert wird.
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Die
das Verfahren betreffende Weiterentwicklung ist zur Überwindung
der Nachteile des Stands der Technik dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckbeaufschlagung
eines Volumens eines Schaltfluids verändert, eine hieraus resultierende Druckkraftänderung
in dem Volumen über
einen Kraftkopplungsmechanismus auf den Dichtkörper übertragen und der Dichtkörper zwischen
der offenen und der geschlossenen Stellung verlagert wird, wobei
beim Verändern
der Druckbeaufschlagung des Volumens des Schaltfluids über die Überströmungsleitung,
in der eine weitere Fluidverbindung zwischen dem Volumen des Schaltfluids
und dem Behälter gebildet
ist, Schaltfluid zwischen dem Volumen des Schaltfluids und dem Behälter ausgetauscht
wird.
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Das
Verschließen/Öffnen der Öffnung wird mit
Hilfe des Übertragens
einer Kraft, die bei der Änderung
der Druckbeaufschlagung des Volumens des Schaltfluids gebildet wird, über den
Kraftkopplungsmechanismus auf den Dichtkörper zur Verlagerung des Dichtkörpers bewirkt.
Aufgrund des vorzugsweise fluiddichten Anliegens des Dichtkörpers an
der Dichtfläche
der Garraumbodenöffnung,
des Ablaufs und des Abzugs in der geschlossenen Stellung wird jederzeit
ein fluiddichter Verschluß desselben
erreicht. Ferner ist das Öffnen
und das Schließen
der Verschlußvorrichtung
einfach über
eine Steuerung der Druckbeaufschlagung des Schaltfluids erreichbar.
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Bei
einer Weiterbildung des Gargeräts
wird bevorzugt, daß der
Kraftkopplungsmechanismus einen Faltenbalg umfaßt. Diese Weiterbildung der
Erfindung ermöglicht,
daß der
Dichtkörper
in der geöffneten
Stellung der Vorrichtung in einem großen Abstand zu der Dichtfläche des
Eingangs und/oder Ausgangs angeordnet werden kann, so daß ein schnelles Strömen größerer Fluidmengen
durch die Öffnung des
Behälters,
also die Garraumbodenöffnung
des Garraums, den Abzug des Gebläseraums
oder den Ablauf des Ablöschkastens,
möglich
ist.
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Um
ein sicheres Öffnen/Schließen der Öffnung zu
gewährleisten,
kann vorgesehen sein, daß der
Kraftkopplungsmechanismus eine Feder umfaßt. Eine Federkraft der Feder
unterstützt
eine Stellkraft des Kraftkopplungsmechanismus, die bei einer Druckentlastung
des Schaltfluids den Dichtkörper
in die offene/geschlossene Stellung verlagert.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Kraftkopplungsmechanismus
ein elastisches Verformungselement umfaßt, das sich bei der Änderung
der Druckbeaufschlagung des Schaltfluids verformt. Bei dieser Weiterbildung
wird die Änderung
der Druckkraft in dem Volumen des Schaltfluids mittels der Verformung
des Verformungselements in eine Bewegung umgesetzt, die die Verlagerung
des Dichtkörpers
bewirkt. Das Verformungselement stellt einen einfach herzustellenden
und störungsfreien
Kraftkopplungsmechanismus dar. In der Regel muß das Verformungselement nicht geführt werden,
so daß an
dem Kraftkopplungsmechanismus keine Reibung auftritt, die zu Verschleiß führt. Ferner
entfallen notwendige Wartungsarbeiten, die zum Aufbringen von Gleitmitteln
an den Führungsflächen von
beweglichen Teilen ansonsten erforderlich sind.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist das Verformungselement als
eine gleichzeitig den Dichtkörper
bildende Membran ausgebildet. Diese Ausführungsform des Verformungselements
ist besonders einfach herzustellen. Verschließt die Membran eine Öffnung eines
starren Gehäuses,
in dem sich das druckbeaufschlagte Volumen des Schaltfluids befindet,
so wird eine Verformung des Verformungselements entlang im wesentlichen
einer Normalen einer Öffnungsfläche gewährleistet.
So kann die Richtung der Verformung gut festgelegt werden. Die gesamte
Verformung des Verformungselements erfolgt in nur einer Richtung,
die vorzugsweise die Richtung ist, entlang derer sich der Dichtkörper zwischen
der geöffneten
und der geschlossenen Stellung verlagert.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper durch das
Verformungselement gebildet ist. Dieses bietet den Vorteil, daß sich auch
bei leichten Verschmutzungen auf der Dichtfläche der Öffnung noch ein dichter Verschlußzustand
einstellt, da sich der Dichtkörper
an die durch die Verschmutzung hervorgerufenen Unebenheiten anpaßt.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Dichtkörper aus
einem elastisch dehnbaren Material hergestellt ist und sich bei
der Änderung der
Druckbeaufschlagung des Schaltfluids in dem Volumen ausdehnen/zusammenziehen
kann, um einen Dichtabschnitt des Dichtkörpers zwischen der geschlossenen
Stellung und der offenen Stellung durch die Ausdehnung/das Zusammenziehen
des Dichtkörpers
zu verlagern. Diese Ausführungsform ist besonders
für einen
Einsatz geeignet, bei dem Verschmutzungen an und nahe der Dichtfläche der Gargeräteablauföffnung auftreten.
Eine ballonartige Ausdehnung des Dichtabschnitts kann in alle Richtungen
dichtend wirken und sich so besonders gut um Verschmutzungen herum
anlegen sowie einen sicheren, dichten Verschluß der Öffnung gewährleisten. Zugleich werden
Verschmutzungen aus dem Bereich der Öffnung verdrängt.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, daß der
als Verformungselement gebildete Dichtkörper in der geöffneten
Stellung zumindest teilweise in der Öffnung angeordnet ist. Diese
Ausführungsform
kann eine besonders gute Dichtwirkung erzielen, da die Membran eine
große
Auflagefläche
an der Dichtfläche
im Innern der Öffnung
ausbilden kann. Zugleich richtet sich der Dichtabschnitt bei dieser Ausführungsform
bei der Verlagerung in die geschlossene Stellung selbstständig optimal
gegenüber
der Dichtfläche
der Öffnung
aus.
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Der
Dichtkörper
kann als Rohrbauteil einer Rohr-in-Rohr-Verschlußanordnung ausgebildet sein, wobei
ein Rohrteil eine oder mehrere Flußdurchgänge ggf. unterschiedlicher
Größe aufweist,
um je nach Stellung der Rohre zueinander unterschiedliche Durchflußsätze zu gewährleisten.
Durch Verschieben des Dichtkörperrohres
kann ein Durchflußquerschnitt vergrößert und
verkleinert werden, vor allem im wesentlichen vollständig geschlossen
und geöffnet
werden. Das Öffnen
und Schließen
der Rohr-in-Rohr-Verschlußanordnung
kann entweder durch eine translatorische oder rotatorische Bewegung
des den Dichtkörper
bildenden Rohrabschnitts realisiert sein. Bei einer alternativen
Ausführung kann
der Dichtkörper
als Schieber einer Verschlußschieberanordnung
ausgebildet sein, wobei der Schieber entweder translatorisch oder
rotatorisch von seiner geschlossenen Stellung in seine geöffnete Stellung
gebracht werden kann. Bei einer rotatorischen Schieberanordnung
befindet sich die Rotationsachse des Schiebers im wesentlichen auf
der Höhe
einer Begrenzungswand des Ablaufs. Bei einer weiteren alternativen
Weiterbildung der Erfindung ist der Dichtkörper als Drosselklappe ausgelegt.
Dabei kann die Drosselklappe mit Anschlägen in der geschlossenen Stellung
zusammenwirken, die an einer den Ablauf begrenzenden Wand angeordnet
sind. Der Dichtkörper kann
außerdem
als Tür
einer Verschlußtüranordnung
ausgebildet sein. Bei einer weiteren alternativen Ausführung der
Erfindung kann der Dichtkörper
ballonartig ausgebildet sein. Dieser Ballonverschluß oder diese
Ballonsperreinrichtung ist an eine Fluiddruckquelle anschließbar, damit
der Ballon für
unterschiedliche Durchlaßquerschnitte
mit dem Fluid aufgebläht
oder das Fluid von dem Ballon abgezogen werden kann. Schließlich ist
als mögliche
Realisierung des Dichtkörpers
ein waschbeckenartiger Konusverschluß vorstellbar. Bei einer anderen
alternativen Ausbildung der Erfindung kann der Dichtkörper als
Irisblende ausgeführt
sein, durch welche der Durchströmungsquerschnitt
des Ablaufs kontinuierlich erweitert oder bis zu einer geschlossenen
Stellung verengt werden kann.
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Die
genannten Dichtkörper-Ausführungen sind
dazu ausgelegt, durch die Kraftkupplungsmechanismen betrieben zu
werden.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das
Verformungselement außerhalb
des Behälters
angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform
wird gewährleistet,
daß heiße Gase und/oder
Reinigungschemikalien, die zum Beispiel einer in dem Behälter aufgestauten
Waschflotte zugesetzt werden, nicht mit dem Verformungselement in
Kontakt kommen. Insbesondere ist das Verformungselement keiner großen Hitzebelastung
ausgesetzt. Hierdurch wird die Abnutzung des Materials, das das
Verformungselement bildet, verringert und somit die Lebensdauer
des Verformungselements gesteigert. Insgesamt wird die Wahrscheinlichkeit
für eine
Beschädigung
des Verformungselementes gesenkt.
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Eine
andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Kraftkopplungsmechanismus
eine Kolbenstange umfaßt,
deren eines Ende an das Volumen des Schaltfluids gekoppelt ist und
deren entgegengesetztes Ende mit dem Dichtkörper gekoppelt ist, und die
Kolbenstange eine durch die Änderung der
Druckbeaufschlagung erzeugte Kraft in dem Volumen des Schaltfluids
auf den Dichtkörper überträgt. Bei
dieser Ausführungsform
wird die Druckkraft des Schaltfluids über die Kolbenstange auf den
Dichtkörper übertragen,
welcher die Abdichtung des Behälters
gegenüber
dem Geräteablauf
herstellt. Vorteilhaft ist, daß das
Volumen des Schaltfluids räumlich von
dem Dichtkörper
getrennt werden kann.
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Die
Erfindung ist durch eine absperrbare Überströmungsleitung gekennzeichnet,
in der eine Fluidverbindung zwischen dem Volumen des Schaltfluids
und dem Behälter
gebildet ist, um eine Änderung
der Druckbeaufschlagung des Schaltfluids durch ein Austauschen von
Schaltfluid zwischen dem Volumen des Schaltfluids und dem Behälter zu
ermöglichen.
Das Schaltfluid kann vorteilhafterweise über die Geräteablauföffnung entsorgt werden, wenn es
in den Behälter
einströmt,
um eine Druckentlastung des Schaltfluids in dem Volumen zu erzeugen. Eine Änderung
kann auch herbeigeführt
werden, indem Schaltfluid aus dem Behälter in das Volumen des Schaltfluids
strömt,
wenn zum Beispiel Wasserdampf, der unter einem Innendruck in dem
Behälter steht,
als Schaltfluid verwendet wird.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung umfaßt eine
Zuleitung, in der eine weitere Fluidverbindung zwischen dem Volumen
des Schaltfluids und einem Reservoir des Schaltfluids gebildet ist,
und ein Ventil, das in der Zuleitung angeordnet ist und die weitere Fluidverbindung
in einem geschlossen Zustand des Ventils absperrt. Diese Ausführungsform
der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Öffnen und das Schließen der
Verschlußvorrichtung
durch das Schließen
bzw. das Öffnen
eines Ventils erfolgt, welches das Volumen des Schaltfluids mit
einem Reservoir des Schaltfluids verbindet. Der Druck in dem Reservoir
kann hierbei größer oder
kleiner als ein Druck des Volumens des Schaltfluids vor dem Öffnen des Ventils
sein. Im zweiten Fall kann ein Schließen der Ablauföffnung dadurch
bewirkt werden, daß sich
der Dichtabschnitt des Dichtkörpers
auf die Dichtfläche der
Ablauföffnung
setzt, wenn sich beispielsweise aufgrund der Verringerung der Druckbeaufschlagung des
Schaltfluids das Verformungselement zusammenzieht. Alternativ ist
in dem zweiten Fall ebenfalls möglich,
daß das
Verformungselement so gestaltet ist, daß es in einer Grundstellung,
in der der Druck des Schaltfluids innerhalb des Volumens einem Druck
entspricht, der von außen
auf das Verformungselement wirkt, die Ablauföffnung verschließt. Dies
kann beispielsweise erreicht wer den, wenn das Verformungselement
die Feder umfaßt.
Die Ablauföffnung
wird dann durch das Zusammenziehen des Verformungselements geöffnet, indem
die Druckbeaufschlagung des Schaltfluids in dem Volumen durch das
Herstellen einer Verbindung mit dem Reservoir abgesenkt wird.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung umfaßt das Ventil eine Überströmungseinrichtung
zum Ermöglichen
der Änderung
der Druckbeaufschlagung des Volumens des Schaltfluids in dem geschlossenen
Zustand des Ventils. Bei dieser Ausführungsform kann das Schaltfluid
durch die Überströmungseinrichtung
des Ventils aus dem Volumen des Schaltfluids entweichen/in das Volumen
des Schaltfluids einströmen,
wenn das Volumen von dem Reservoir des Schaltfluid abgetrennt ist.
Somit erfolgt ein Druckausgleich zwischen dem Druck innerhalb des
Volumens des Schaltfluids und dem von außen auf das Volumen wirkenden
Druck. Daraufhin wird über
den Kraftkopplungsmechanismus, beispielsweise aufgrund einer Rückstellkraft
des Verformungselement, eine Verlagerung des Dichtkörpers von
dem geschlossenen Zustand in den offenen Zustand oder umgekehrt bewirkt.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, daß die Überströmungseinrichtung
des Ventils fluidleitend über
die Überströmungsleitung
mit dem Behälter
verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform
kann das Schaltfluid bei geschlossenem Ventil über die Überströmungseinrichtung und die Überströmungsleitung
in den Behälter
strömen
und über den
Geräteablauf
verlassen.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Ventil ein
Magnetventil. Ein Magnetventil zeichnet sich dadurch aus, daß es besonders
einfach zu schalten ist, zum Beispiel mittels der Unterstromsetzung
einer Spule.
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Eine
besonders bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtabschnitt und/oder
der Faltenbalg und/oder das Verformungselement aus Silikon kautschuk
oder einem Fluorkunststoff, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE),
hergestellt ist. Diese Kunststoffe haben sich als besonders geeignet
für den
Einsatz in Gargeräten
gezeigt. Diese Materialien weisen eine ausreichende Elastizität auf und
sind zugleich in der Weise formstabil, daß ein Gegenstand aus diesen Materialien
bei einer Verformung eine Stellkraft aufweist, die ein Zurückkehren
des Gegenstands in eine Ausgangsstellung bewirkt.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung
zum Steuern der Änderung
der Druckbeaufschlagung des Schaltfluids vor. Bei dieser Weiterbildung
wird ein gezieltes Öffnen
und Schließen
der Verschlußvorrichtung
zum Beispiel im Verlauf eines Reinigungsprogramms für das Gargerät ermöglicht.
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Eine
Weiterbildung des Verfahrens der Erfindung sieht vor, daß zum Verändern der
Druckbeaufschlagung des Schaltfluids ein Ventil geschaltet wird, das
in einer Zuleitung angeordnet ist, in der eine Fluidverbindung zwischen
dem Volumen des Schaltfluids und einem Reservoir gebildet ist, in
dem das Schaltfluid mit einem Reservoirdruck beaufschlagt ist, und
der Reservoirdruck über
das Schaltfluid in der Zuleitung übertragen wird, um die Druckbeaufschlagung
des Volumens des Schaltfluids zu erzeugen. Bei dieser Weiterbildung
wird der Druck des Reservoirs genutzt, um die Änderung der Druckbeaufschlagung
zu erzeugen, indem das Ventil geöffnet
wird. Es werden keine besonderen einen Druck erzeugenden oder einen
Druck aufbauenden Verfahrensschritte benötigt. Ferner ist eine Schaltung
eines Ventils einfach ausführbar.
Ist das Ventil beispielsweise als Magnetventil ausgebildet, so kann
das Schalten des Ventils und damit das Schließen/Öffnen der Ablauföffnung mit
Hilfe des Schaltens eines Stroms erfolgen, der durch eine Spule
in dem Magnetventil fließt. Ferner
läßt sich
die maximale Änderung
der Druckbeaufschlagung des Volumens des Schaltfluids mit Hilfe
der Regelung des Reservoirdrucks einstellen. Außerdem sorgt ein Reservoir
dafür,
daß immer
ausreichend Schaltfluid vorhanden ist, um den Dichtabschnitt zwischen
der offenen und der geschlossenen Stellung zu verlagern.
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Eine
Ausführungsform
des Verfahrens sieht vor, daß beim
Verändern
der Druckbeaufschlagung des Schaltfluids ein von dem Kraftkopplungsmechanismus
umfaßtes
elastisches Verformungselement verformt wird. Bei dieser Ausführungsform
wird eine elastisches Verformungselement des Kraftkopplungsmechanismus
genutzt, um die Druckkraftänderung
in eine Bewegung umzuwandeln. Diese Bewegung kann verwendet werden,
um den Dichtabschnitt zu verlagern.
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Die
Erfindung sieht vor, daß beim
Verändern der
Druckbeaufschlagung des Volumens des Schaltfluids über die Überströmungsleitung,
in der eine weitere Fluidverbindung zwischen dem Volumen des Schaltfluids
und dem Behälter
gebildet ist, Schaltfluid zwischen dem Volumen des Schaltfluids
und dem Behälter
ausgetauscht wird. Dies umfaßt
einen einfachen Verfahrensschritt zum Bewirken einer Änderung
der Druckbeaufschlagung. Es wird lediglich Schaltfluid zwischen
dem Volumen des Schaltfluids und dem Behälter ausgetauscht. Um zum Beispiel eine
Druckentlastung zu bewirken, strömt
Schaltfluid in den Behälter
und kann dann über
die Ablauföffnung
entsorgt werden.
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Eine
andere vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung sieht vor, daß der
Kraftkopplungsmechanismus eine Kolbenstange umfaßt, deren eines Ende an das
Volumen des Schaltfluids und deren entgegengesetztes Ende mit dem
Dichtkörper
gekoppelt ist und eine bei der Änderung
der Druckbeaufschlagung des Volumens des Schaltfluids auftretende
Druckkraftänderung
auf den Dichtkörper überträgt, indem
die Kolbenstange eine Bewegung ausführt und den Dichtkörper zwischen
der offenen und der geschlossenen Stellung verlagert. Der Kraftkopplungsmechanismus
umfaßt
bei dieser Ausführungsform
eine Kolbenstange, die beispielsweise eine beliebige Bewegung, die
durch die Änderung
der Druckbeaufschlagung an dem einen Ende der Kolbenstange bewirkt
wird, an das entgegengesetzte Ende der Kolbenstange übermittelt.
Hierbei kann sich die Kolbenstange insbesondere eine Translationsbewegung entlang
einer Langsachse der Kolbenstange ausführen oder eine hebelartige
Bewegung um einen Drehpunkt ausführen.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, daß sich
der Dichtkörper
beim Verlagern des Dichtkörpers
zwischen der offenen und der geschlossenen Stellung ausdehnt/zusammenzieht. Eine
beispielsweise ballonartige Ausdehnung bewirkt eine sehr effektive
Abdichtung, insbesondere kann sich eine große Auflagefläche zwischen
dem Dichtabschnitt des Dichtkörpers
und der Dichtfläche
der Ablauföffnung
ausbilden. Darüber
hinaus ist bei dieser Ausführungsform
des Verfahrens eine Ausrichtung des Dichtabschnitts und der Dichtfläche relativ unkritisch,
was die Abdichtsicherheit weiter erhöht.
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Eine
andere Ausführungsform
sieht vor, daß ein
Druckausgleich zwischen einem Innendruck in dem Volumen und einem
Umgebungsdruck des Verformungselements hergestellt wird und sich
der Dichtkörper
aufgrund einer mit Hilfe des Kopplungsmechanismus ausgebildeten
Stellkraft von der geschlossenen/offenen Stellung in die offene/geschlossene
Stellung verlagert. Bei dieser Ausführungsform ist eine Stellung
als "Grundstellung" ausgezeichnet, in
die sich der Dichtkörper
bei einer Störung
verlagert, wenn das Schaltfluid nicht mit einem Druck beaufschlagt
ist. Dies bietet zum Beispiel die Gewähr dafür, daß bei einem unerwünschten
Austritt von Schaltfluid aus dem Volumen in den Behälter sichergestellt
werden kann, daß die
Ablauföffnung
sich öffnet
und ein Fluten des Behälters
mit dem Schaltfluid verhindert wird.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf eine schematische Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1A eine
erste Verschlußvorrichtung
in einem geschlossenen Zustand;
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1B die
Ausführungsform
nach 1A in einem offenen Zustand;
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2A eine
zweite Ausführungsform
einer Verschlußvorrichtung
in einem geschlossenen Zustand;
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2B die
Verschlußvorrichtung
nach 2A in einem offenen Zustand;
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3 eine
dritte Ausführungsform
einer Verschlußvorrichtung;
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4A und 4B schematische
Darstellungen zur Erläuterung
des Wirkprinzips einer vierten Verschlußvorrichtung;
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5A bis 5D technische
Ansichten einer fünften
Ausführungsform
eines Verformungselements;
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6 eine
sechste Verschlußvorrichtung
mit einem sich ballonförmig
verformenden Dichtabschnitt; und
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7 eine
Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Gargeräts, in dem die Verschlußvorrichtung
eingesetzt ist.
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In
der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche
Merkmale in den verschiedenen Figuren.
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Die 1A und 1B zeigen
Schaltschemata einer Verschlußvorrichtung 1.
In 1A ist die Verschlußvorrichtung 1 in
einem geschlossenen Zustand dargestellt. Ein Behälter 2 weist einen
Geräteablauf 3 mit
einer Ablauföffnung 4 auf.
Die Ablauföffnung 4 ist
von einer Dichtfläche 5 des
Geräteablaufs 3 umgeben.
An die Dichtfläche 5 liegt
in dem geschlossenen Zustand der Verschlußvorrichtung 1 ein Dichtabschnitt 6 eines
Dichtkörpers
fluiddicht an. Hierdurch ist die Ablauföffnung 4 des Geräteablaufs 3 fluiddicht
verschlossen. Der Dichtabschnitt 6 des Dichtkörpers befindet
sich in einer geschlossenen Stellung.
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In
dem Behälter 2,
der Bestandteil eines nicht dargestellten Gargerätes ist, wird in der geschlossenen
Stellung des Dichtabschnitts 6 des Dichtkörpers eine
Flüssigkeit 7 angestaut.
Hierbei handelt es sich insbesondere um Rückstände aus einem Garvorgang und/oder
um aus einem nicht dargestellten Garraum in den Behälter 2 eintretende Dämpfe, die
in dem Behälter 2 kondensieren.
Die sich ansammelnde Flüssigkeit 7 kann
beispielsweise auch eine Waschflotte sein, die zum Reinigen des Gargerätes verwendet
wird und gezielt in den Behälter
eingelassen werden kann. Ist die Ablauföffnung 4 mittels des
Dichtabschnitts 6 des Dichtkörpers fluiddicht verschlossen,
so können
die Dampfe, die in den Behälter
eintreten oder sich in die sem bilden, ebenfalls nicht durch die
Ablauföffnung 4 über den
Geräteablauf 3 aus
dem Behälter 2 entweichen.
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Ein
Kraftkopplungsmechanismus umfaßt
ein Verformungselement 9 mit einem Faltenbalg 8.
An dem Verformungselement 9 ist der Dichtkörper mit dem
Dichtabschnitt 6 ausgebildet. Ein Volumen 11 eines
Schaltfluids 12 befindet sich in dem Verformungselement 9.
Als Schaltfluid 12 kann Wasser oder jedes andere Druckmedium
dienen. Das Verformungselement 9 verformt sich bei einer Änderung der
Druckbeaufschlagung des Schaltfluids 12 in dem Volumen 11 und
setzt so eine auf das Schaltfluid 12 wirkende Druckkraft
in eine Bewegung des Dichtabschnitts 6 um.
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Das
Volumen 11 ist mittels einer Zuleitung 13 über ein
Ventil 14 mit einem Reservoir 15 des Schaltfluids 12 verbunden.
Bei dem Reservoir 15 kann es sich zum Beispiel um einen
Hauswasseranschluß handeln.
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Das
Ventil 14 ist ein Magnetventil, das in 1A in
seiner geöffneten
Stellung gezeigt ist. Eine Magnetspule 16 ist mit einem
Steuergerät 17 verbunden.
Das Steuergerät
bewirkt, daß ein
Strom durch die Magnetspule 16 fließt. Dieses bewirkt, daß sich ein
Ventilkörper 18 von
der Magnetspule 16 weg bewegt und eine Ventilfeder 19 komprimiert.
Das Ventil 14 befindet sich nun in der geöffneten
Stellung, und die Durchlaßöffnung 20 des
Ventilkörpers 18 verbindet
das Reservoir 15 mit der Zuleitung 13. Das Schaltfluid 12 in
dem Reservoir 15 weist einen Druck auf, der bewirkt, daß das Schaltfluid 12 bei
geöffnetem
Ventil 14 durch die Durchgangsöffnung 20 und die
Zuleitung 13 in das Volumen 11 in dem Verformungselements 9 strömt. Das
Verformungselement 9 dehnt sich aus und drängt den
Dichtabschnitt 6 gegen die Dichtfläche 5 der Ablauföffnung 4,
bis der Dichtabschnitt 6 fluiddicht an die Dichtfläche 5 anliegt.
In dieser Stellung des Dichtabschnitts 6, die in 1A dargestellt
ist, ist der Behälter 2 fluiddicht
gegenüber
dem Geräteablauf 3 verschlossen,
so daß die
Flüssigkeit 7 in
dem Behälter 2 angestaut
werden kann.
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1B zeigt
die Verschlußvorrichtung 1 nach 1A in
einem offenen Zustand. Das Steuergerät 17 hat den Stromfluß durch
die Magnetspule 16 unterbrochen. Somit wirkt keine Magnetkraft
mehr, die den Ventilkörper 18 von
der Magnetspule 16 weg drängt. Die Ventilfeder 19 ist
entspannt und hat den Ventilkörper 18 in
eine geschlossene Stellung bewegt. Hierdurch ist die Verbindung
des Reservoirs 15 mit der Zuleitung 13 unterbrochen. Über eine Überströmungseinrichtung 21 in
dem Ventilkörper 18 kann das
Schaltfluid 12 aus dem Volumen 11 über die
Zuleitung 13 und eine Überströmungsleitung 22 in
den Behälter 2 entweichen.
Eine Rückstellkraft
des Verformungselements 9 bewirkt ein Zusammenziehen des
Verformungselements, so daß der
Dichtabschnitt 6 des Dichtkörpers von der Dichtfläche 5 der
Ablauföffnung 4 abhebt
und der Geräteablauf 3 geöffnet wird.
Der Dichtabschnitt 6 befindet sich in einer geöffneten
Stellung. Die Flüssigkeit 7 läuft durch
die Ablauföffnung 4 in
den Geräteablauf 3 und
verläßt den Behälter 2.
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Vorteilhafterweise
kann das Verformungselement 9 eine Feder umfassen, die
in 1A und 1B nicht
dargestellt ist und die Stellkraft des Verformungselements 9 steigert.
In der Regel ist die Feder mit dem Verformungselement 9 gekoppelt,
so daß sie
sich gemeinsam mit dem Verformungselement 9 verformt. Die
hierbei entstehende Federkraft unterstützt eine Rückstellkraft des Verformungselements 9 aufgrund
der Verformung des Verformungselements 9. Das Ventil 14 und
die Überströmungseinrichtung 21 können auch
als zwei getrennte Ventileinrichtungen ausgeführt sein. Die Nutzung von zwei
getrennten Ventileinrichtungen bietet sich insbesondere aus Kostengründen an,
da so standardisierte Ventileinrichtungen verwendet werden können. Vorteilhaft ist
hierbei eine Ausführungsform,
bei der die beiden Ventileinrichtungen gekoppelt sind und jeweils
die eine Ventileinrichtung geöffnet
ist, wenn die andere Ventileinrichtung geschlossen ist und umgekehrt.
So wird ein Ventil 14 mit einer Überströmungseinrichtung 21,
wie es oben beschrieben ist, mit zwei Ventileinrichtungen nachgebildet.
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Die 2A und 2B zeigen
eine andere Ausführungsform
der Verschlußvorrichtung 1 in
dem geschlossenen Zustand bzw. in dem offenen Zustand. Bei dieser
Ausführungsform
ist das Verformungselement 9 außerhalb des Behälters 2 angeordnet.
Hierdurch ist es weder der Flüssigkeit 6 noch heißen Dämpfen oder
Wrasen ausgesetzt, die in einem Gargerät auftreten. Der Kraftkopplungsmechanismus
der Verschlußvorrichtung 1 umfaßt eine
Kolbenstange 23, die in den Behälter 2 geführt ist.
An einem Ende ist die Kolbenstange 23 über das Verformungselement 9 des
Kraftkopplungsmechanismus mit dem Volumen 11 des Schaltfluids 12 und
an einem anderen, entgegengesetzten Ende innerhalb des Behälters 2 mit
dem Dichtabschnitt 6 verbunden. Die Ausdehnung des Verformungselements 9 in
dem geschlossenen Zustand nach 2A wird über die Kolbenstange 23 auf
den Dichtabschnitt 6 des Dichtkörpers übertragen, der sich dichtend
an die Dichtfläche 5 der
Ablauföffnung 4 anlegt.
Hierdurch wird der Behälter 2 fluiddicht
gegenüber
dem Geräteablauf 3 verschlossen.
Im geschlossenen Zustand des Ventils 14 kann das Schaltfluid 12 über die
Zuleitung 13, die Überströmungseinrichtung 21 und
die Überströmungsleitung 22 aus
dem Verformungselement 9 in den Behälter 2 entweichen.
Die Rückstellkraft
des Verformungselements 9 bewirkt ein Zusammenziehen des
Verformungselements 9. Hierdurch wird die Kolbenstange 23 und
den daran befestigten Dichtabschnitt 6 des Dichtkörpers angehoben.
Die Ablauföffnung 4 des
Geräteablaufs 3 ist
nun offen, so daß die Flüssigkeit 7 aus
dem Behälter 2 entweichen
kann, wie in 2B dargestellt ist. Die Kraftkopplung
des Kraftkopplungsmechanismus erfolgt bei dieser Ausführungsform
von dem Volumen 11 des Schaltfluids 12 über das
Verformungselement 9 auf die Kolbenstange 23,
die sich in Folge der Kraftänderung
bewegt und den an die Kolbenstange gekoppelten Dichtabschnitt 6 verlagert.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Verschlußvorrichtung 1.
Der Verschlußvorrichtung 1 umfaßt ein Rohr 24,
das durch eine Außenwand
des Behälters 2 in
den Behälter 2 hineinragt. Das
Rohr 24 mündet
in einen Hohlzylinder 25, der über der Ablauföffnung 4 des
Geräteablaufs 3 angeordnet
ist. Der Hohlzylinder 25 weist an einer unteren Seite eine Öffnung 26 auf,
die vorzugsweise kreisrund ist. In den Hohlzylinder 25 ist
eine Membran 27 eingepaßt, die die Öffnung 26 fluiddicht
verschließt. Wird über das
Rohr 24 das Schaltfluid 12 in den Hohlzylinder 25 gedrückt, so
dehnt sich die Membran 27 aus und legt sich fluiddichtend an
die Dichtfläche 5 des
Dichtkörpers
der Ablauföffnung 4.
Bei dieser Ausführungsform
bildet die Membran 27 das Verformungselement 9.
Zugleich ist an der Membran 27 der Dichtabschnitt 6 gebildet.
Wird die Druckbeaufschlagung auf das Schaltfluid 12 verringert,
so kehrt die Membran 27 in eine Ausgangsstellung zurück, die mittels
gestrichelter Linien angedeutet ist. In dieser Stellung der Membran 27 weist
sie einen Abstand zu der Ablauföffnung 4 auf,
so daß die
Ablauföffnung 4 offen
ist. Der Kraftkopplungsmechanismus umfaßt bei dieser Ausführungsform
die Membran 27. Eine in dem Hohlzylinder auftretende Änderung
der Druckbeaufschlagung des Schaltfluids 12 bewirkt eine Änderung
der Kraft, die auf die Membran 27 wirkt. Die Membran 27 verformt
sich als Reaktion auf diese Kraftänderung. Diese Verformung verlagert
zugleich den Dichtabschnitt 6 des Dichtkörpers, der
an der Membran 27 gebildet ist. In 3 ist ferner
ein Verbindungselement 28 des Behälters 2 mit dem nicht dargestellten
Garraum angedeutet.
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Die 4A und 4B zeigen
eine weitere Ausführungsform.
Bei der Ausführungsform
nach den 4A und 4B umfaßt das Verformungselement 9 einen
Faltenbalg 8. Hierdurch kann ein größerer Hub des Verformungselements 9 bewirkt
werden. Zugleich kann durch das Einarbeiten einer Feder in den Faltenbalg 8 die
Rückstellkraft
des Verformungselements 9 erhöht oder erzeugt werden.
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Vorzugsweise
werden das Verformungselement 9, der Dichtabschnitt 6 oder
die Membran 27 aus Silikonkautschuk gefertigt. Ein anderes
bevorzugtes Material für
die Herstellung des Dichtabschnitts 6, der Membran 27 und/oder
des Verformungselements 9 sind Fluorkunststoffe, insbesondere
Polytetrafluorethylen (PTFE).
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Die 5A bis 5D zeigen
verschiedene Schnitte und Ansichten eines bevorzugten Verformungselements 9,
das einen Faltenbalg 8 umfaßt, an dem der Dichtabschnitt 6 des
Dichtkörpers
ausgebildet ist. Die 5C zeigt eine Draufsicht auf
das Verformungselements 9, das in der 5D in
einer isometrischen Ansicht gezeigt ist. Die 5A und 5B zeigen Schnittansichten
des Verformungselements 9 entlang einer Linie A-A der 5C in
der Grundstellung (5A) und in einer verformten
Stellung (5B). Der Dichtabschnitt 6 des
Dichtkörpers und
der Faltenbalg 8 können
integral als Verformungselement 9 hergestellt sein.
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6 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Verschlußvorrichtung 1.
An dem Rohr 24 ist das Verformungselement 9 befestigt.
In der offenen Stellung des Dichtkörpers 6 ragt das Verformungselement 9 in
die Ablauföffnung 4 des
Geräteablaufs 3 hinein.
Das Verformungselement 9 ist in dieser Stellung gestrichelt
dargestellt. Wird das Schaltfluid 12 in dem Volumen 11 mit
einem Druck beaufschlagt, so dehnt sich das Verformungselement 9,
welches eine Membran ist und an dem zugleich der Dichtkörper 6 gebildet
ist, aus, wie dies durch die durchgezogenen Linien angedeutet ist.
Hierbei nimmt das Verformungselement 9 eine ballonähnliche
Form an. Diese Ausführungsform
weist den Vorteil auf, daß der
Dichtabschnitt 6 des Dichtkörpers mit der Dichtfläche 5 eine
große
Berührungsfläche ausbildet,
so daß eine besonders
gute Abdichtung des Behälters 2 gegenüber dem
Geräteablauf 3 erreicht
wird. Der Kraftkopplungsmechanismus umfaßt bei dieser Ausführungsform
das Verformungselement 9. Die Kraftkopplung erfolgt wie
bei der Ausführungsform
nach 3 über die
Verformung des Verformungselements, das bei dieser Ausführungsform
ebenfalls wie bei der Ausführungsform
nach 3 eine Membran ist.
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Das
in 7 gezeigte erfindungsgemäße Gargerät 31 umfaßt mehrere
Verschlußvorrichtungen,
ausgewählt
aus den zuvor beschriebenen Verschlußvorrichtungen, deren mögliche Einsatzbereiche
in dem Gargerät 31 im
folgenden erläutert
werden.
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Das
Gargerät 31 hat
einen Innenraum mit einem Garraum 32, der über ein
Strömungsleitglied 33 von
einem Gebläseraum 34 getrennt
ist. Zudem ist ein Installationsraum mit einem Dampfgenerator 35, in
den eine Wasserleitung 29 mündet, und dem Motor eines Gebläserades 36 vorgesehen.
Innerhalb des Gebläseraums 34 sind
das Gebläserad 36,
eine Heizeinrichtung 37 und ein Abzug 38 vorgesehen.
Am Abzug 38 ist eine erste erfindungsgemäße Verschlußvorrichtung 39 angeordnet,
die gemäß den Ausführungen
in den 1 bis 6 ausgebildet sein
kann. Die Verschlußvorrichtung 39 ist
mit einer Steuereinrichtung 40 betriebsmäßig verbunden.
Um die Garbedingungen in dem Garraum, beispielsweise die Luftfeuchtigkeit,
einstellen zu können,
kann die erfindungsgemäße verschlußvorrichtung 39 entsprechend
gestellt werden. Zudem kann zu diesem Zwecke eine Einsprühdüse 53 betätigt werden.
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Der
Garraumboden 41 weist eine fluidale Verbindung mit einem
Ablöschkasten
bzw. Kondensator 42, der auch als Waschflottenreservoir
fungieren kann, auf. Der Kondensator 42 hat einen Ablauf 43,
der zu einem als Kugelventil ausgebildeten Stellorgan 44 gelangt,
das eine fluidale Verbindung mit einer Abflußleitung 45 oder einer
Garraumrückleitung 46 herstellen
kann. Das Stellorgan 44 stellt insbesondere sicher, daß bei einem
Garverfahren aus dem Kondensator 42 ablaufendes Kondensat über die
Abflußleitung 45 aus
dem Gargerät 31 abfließen kann, während bei
einem Reinigungsverfahren Waschflotte aus dem Garraum 32 über die
Garraumrückleitung 46 durch
eine Pumpe 47 zurück
in den Garraum 32 gepumpt werden kann.
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Sowohl
die Öffnung 41a des
Garraumbodens 41 als auch der Ablauf 43 des Kondensators 42 können mittels
einer erfindungsgemäßen Verschlußvorrichtung 48, 50 geschlossen
oder geöffnet
werden. Die Verschlußvorrichtung 48 des
Ablaufs 43 des Kondensators 42 ist entsprechend
einer anhand der 1 bis 6 erläuterten
Verschlußvorrichtung ausgebildet. Über eine
Steuereinrichtung 49 wird die erfindungsgemäße Verschlußvorrichtung 48 pneumatisch
gestellt. Auch die Verschlußvorrichtung 50 der Öffnung 41a des
Garraumbodens 41 kann gemäß einer Ausführung anhand
der 1 bis 6 ausgebildet
sein. Der Schließkörper 51 der
Verschlußvorrichtung 50 ist
in der 7 in eine geschlossene Stellung gebracht und stützt sich
in dieser an einer im Garraum 32 ortsfest angeordneten Halterung 52 ab.
Die Verschlußvorrichtung 50 kann eine
eigene Steuerung oder mit der der Verschlußvorrichtung 48 zugeordneten
Steuerung 49 betriebsmäßig gekoppelt
sein.