-
Die
Erfindung betrifft eine ventilgesteuerte Zulaufvorrichtung für wasserführende Haushaltgeräte mit Misch-
und Verteilerfunktion, insbesondere für programmgesteuerte Wasch-
oder Geschirrspülmaschinenmaschinen,
die an getrennte Kalt- und Warmwasserzuleitungen anschließbar sind.
-
Durch
den Anschluss von Haushaltgeräten an
ein Warmwassernetz können
die Energiekosten gesenkt und auch deren Programmdauer verkürzt werden
und zwar durch Reduzierung der Zeit, die zum Aufheizen der Flüssigkeit
auf die von der Programmsteuerung vorgegebene Temperatur benötigt wird.
Um dem Betreiber diese Möglichkeiten
optimal zu erschließen,
geht das Bestreben der Gerätehersteller
dahin, den Aufheizvorgang zu verkürzen oder ganz zu vermeiden,
in dem der Zulauf von Kalt- und Warmwasser so gesteuert wird, dass
das Mischwasser eine vom Programm vorbestimmte Temperatur hat. Als
weitere Aufgabe ist die Verteilung des Wasserstromes entsprechend
der Programmfolge bei veränderter
Wasserführung
auf effiziente Weise, vorzugsweise mittels einer Wasserweiche, zu
lösen.
-
Die
bekannten und in vielen Gerätetypen
eingesetzten Wasserweichen gestatten es, über zwei Sperrventile den Flüssigkeitsstrom
ohne weitere zusätzliche
mechanische und/oder elektronische Steuerteile in drei verschiedene
Bereiche der Wasch- oder Spülmaschine
zu leiten. Die Wasserweiche ist so konstruiert, dass die beiden
einlaufenden Wasserströme
sich über
eine Luftstrecke kreuzen und auf eine in der resultierenden Richtung
angeordnete Auslassöffnung
treffen. Bei gleichzeitigem Öffnen beider
Einlassventile wird daher ein resultierender Wasserstrahl erzeugt,
dessen Richtung sich vektoriell aus der Richtung und der Stärke der
eingeleiteten Wasserstrahlen ergibt. Da die Zulaufkanäle über eine Verzweigung
gemeinsam mit dem Gerätewasseranschluss
verbunden sind, herrscht in beiden Leitungen derselbe Druck, die
Richtung des resultierenden Wasserstrahls bei Öffnung beider Einlassventile
ergibt sich dann in einfacher Weise aus der Hälfte des Winkels zwischen den
einfließenden
Wasserstrahlen.
-
Die
Konstruktion einer solchen Weiche insbesondere in Bezug auf die
Anordnung des dritten Auslaufkanals ist relativ einfach. Ihr Vorteil
liegt insbesondere darin, dass die Wasserweiche einstückig gefertigt
werden kann und keine zusätzlichen,
mechanisch bewegbaren Teile erforderlich sind, um die gewünschte Funktion
zu erfüllen.
-
Weniger
einfach ist die Gestaltung einer Wasserweiche für Haushaltgeräte mit Kalt-
und Warmwasseranschluss. In
DE 100 09 293 A1 wird eine Wasserweiche beschrieben,
die mit einer dritten Zuflussleitung für das Warmwasser ausgerüstet ist. Die
Warmwasserzuflussleitung wird über
ein zusätzliches
drittes Ventil gesteuert und dient zur Beimischung von Warmwasser.
Diese zusätzliche
Zuflussleitung ist so angeordnet, dass sie eine der beiden Kaltwasser-Zuflussleitungen
kreuzt und zu der zweiten Zuflussleitung spitzwinklig ausgerichtet
ist und wie diese auf denselben Abflusskanal zielt. Durch eine Mengenregulierung
z.B. durch zeitliches Takten der zulaufenden Wasserströme kann
die in den Laugenbehälter
eingeleitete Wassermenge auf eine beliebige Temperatur eingestellt
werden, die zwischen der Betriebstemperatur des Warmwassersystems und
der des Kaltwassers liegt.
-
Die
beschriebene Wasserweiche ist relativ sperrig und damit schwierig
zu montieren. Ihr wesentlicher Nachteil besteht aber darin, dass
die Anzahl der zur Steuerung und für die Wasserführung notwendigen
Bausteine sowie die zu ihrer Befestigung erforderlichen Einzelteile
nicht unerheblich ist. Dadurch sind auch der Aufwand für die Lagerhaltung und
die Kosten für
die Montage relativ hoch.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes und mechanisch
robust aufgebautes System für
die Wasserzuführung
und Mischung von Kalt- und Warmwasser anzugeben, das den bekannten,
vorhandenen und bewährten
Systemen im Handling bei Konstruktion und Fertigung so ähnlich ist,
dass keine zu ihrer Anpassung erforderlichen, ungewohnten Prozesse
implementiert werden müssen. Es
ist auch Aufgabe der Erfindung die Anzahl der Bauteile, die das
System bilden, die zu seiner Befestigung und seinem Anschluss an
das Wassernetz notwendig sind, auf ein Minimum zu beschränken.
-
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs aufgeführten Merkmale
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben
und können
in beliebiger Weise untereinander kombiniert werden.
-
Die
erfindungsgemäße Zulaufvorrichtung
ist ein kompakter Baustein, der insbesondere zum Anschluss an bekannte
Wasserweichen geeignet ist. Durch die konstruktive Anordnung von
drei Magnetventilen, zwei Eingängen
und zwei Ausgängen,
sowie den notwendigen Leitungen zur Wasserführung in dem einheitlichen
Ventilgehäuse
sind die Mischfunktion für
die einzuleitenden Kalt- und Warmwasserströme und die Schaltfunktion zur
Lenkung des ablaufenden Wasserstroms entsprechend dem Programmablauf
in verschiedene Waschmittelkammern in einem einzigen Bauteil integriert.
Damit entfällt eine
große
Anzahl von Bauteilen und Mitteln zur Befestigung der Ventile, und
entsprechend sinken die Kosten für
Montage und Lagerhaltung. Insbesondere entfallen eine Reihe von
kosten- und zeitintensiven Handhabungen bei der Montage der Wasserleitungsteile.
Die Anzahl der sonst üblichen
Verbindungs- und Dichtungselemente ist ebenfalls reduziert, mit
dem Vorteil, dass sich die Gefahr eines Lecks verringert und die
Betriebssicherheit der Waschmaschine als Ganzes dadurch erhöht wird.
Aus der kompakten Bauweise ergeben sich weitere nicht unwesentliche Vorteile
dadurch, dass der Ventilgehäuse
mittels Rastvorrichtungen in der Gehäusewand der Waschmaschine befestigt
werden kann und dass alle Versorgungs- und Steuerkabel in einem
einzigen Kabelbaum herangeführt
und über
einen gemeinsamen Stecker verbunden werden können.
-
In
Verbindung mit einer Mengenregelung der einlaufenden Wasserströme ist die
Temperatur des erzeugten Mischwassers auf einen beliebigen Wert zwischen
den Temperaturen des Kalt- und des Warmwassers einstellbar. Dazu
wird vorteilhafterweise ein Thermosensor eingesetzt, der im Abgang
für das
Mischwasser angeordnet ist.
-
Die
Erfindung ist nachstehend anhand einer in einer Zeichnung dargestellten
Ausführungsform erläutert. Darin
zeigen
-
1 ein
erfindungsgemäß gestaltetes Mischventil
in perspektivischer Darstellung und
-
2 ein
Mischventil gemäß 1 im Schnitt.
-
In 1 sind
die räumliche
Anordnung der Wasseranschlüsse 1 und 2 und
der aktiven Funktionsteile eines Mischventils besonders gut erkennbar. Die
als Schaltelemente dienenden Ventile 3, 4 und 5 sind
dicht nebeneinander auf einer Montageschiene 16 mittels
Magnethaltern 19, 20 und 21, die für die Montage
der Magnetspulen 31, 41 und 51 dienen, fest
angeordnet und in einem einheitlichen Ventilgehäuse 10 zusammengefasst.
Durch die enge Anordnung ergeben sich kurze Verbindungsleitungen,
der Platzbedarf für
die Vorrichtung ist sehr gering.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
hat eingangsseitig zwei Anschlüsse 1 und 2 für die Kalt-
und die Warmwasserleitung und abgangsseitig zwei Anschlüsse 6 und 7 für Kalt- und Mischwasser,
die mit einer Wasserweiche 23 verbunden sind. Ein weiterer Mischwasserabfluss 22 kann
als Bypassversorgung direkt mit dem Laugenbehälter einer Waschmaschine oder
mit einer Faltenmanschette in der Beschickungsöffnung verbunden sein. Im Abgang 7 ist
ein Thermosensor 15 (2) installiert,
mit dem die Temperatur des Mischwassers unmittelbar hinter demjenigen
Ort erfasst wird, an dem sich die Kalt- und Warmwasserströme mischen. Der Sensor 15 ist mit
einem intelligenten Auswertesystem 24 verbunden, das die
Steuerimpulse zur Regelung der Mischwassertemperatur erzeugt. Auf
diese Weise wird die Trägheit
des Regelsystems gering gehalten.
-
Die
Wasseranschlüsse 1 und 2 der
Vorrichtung sind mit Zulaufschläuchen 11 und
Schellen verbunden. Jede andere Anschlussart ist möglich, insoweit
damit eine betriebssichere Verbindung herstellbar ist.
-
Zur
nachfolgend beschriebenen Betriebsweise des erfindungsgemäßen Ventils
wird davon ausgegangen, dass eine Waschmaschine an ein Kalt- und
ein Warmwassernetz angeschlossen ist und dass ihr Waschprogramm
die Abschnitte Vorwäsche, Hauptwäsche und
Spülen
enthält.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung
als Regler für
die Temperatur des Mischwassers und als Verteiler der Wasserströme ist an
Hand von 2 erläutert. Aus Gründen der
Vereinfachung wurde in der Zeichnung auf die Darstellung der Wasserweiche 23 im
Einzelnen verzichtet. Die mit Hilfe der den Abgängen 6 und 7 nachgeschalteten
Wasserweiche 23 erzielbare Verteilung der Wasserströme ist daher
nur durch Pfeile gekennzeichnet. Eine zur Bevorratung von für die verschiedenen
Programmabschnitte benötigten Wasch-
und Pflegemitteln bekannte Einspülschale mit
drei Kammern 12, 13 und 14 ist schematisch
dargestellt.
-
Zu
Beginn des Waschprogramms soll das Waschmittel VW für die Vorwäsche aus
der Kammer 12 in den Laugenbehälter gespült werden. Dazu wird das Ventil 3 geöffnet, und
kaltes Wasser fließt
aus dem Anschluss 1 über
den Abgang 6 in die Kammer 12 der Einspülschale,
in der das Waschmittel VW für den
Programmabschnitt Vorwäsche
bevorratet ist. Für
die Hauptwäsche
soll gemäß der Aufgabenstellung
Waschmittel und Wasser mit einer Mischtemperatur, die für den Waschgang
erforderlich ist, in den Laugenbehälter geleitet werden. Zu Beginn
des Hauptwaschgangs werden daher das Ventil 3 geschlossen
und die Ventile 4 und 5 für Kalt- bzw. Warmwasser jeweils
so weit geöffnet,
dass der Thermosensor 15 im Mischwasserabgang 7 den
vorgegebenen Temperaturwert detektiert. Dabei fungiert der Abgang 7 als
Mischkammer. Die Regelung der Mengenströme durch die Ventile 4 und 5 erfolgt über die vom
Thermosensor 15 aufgenommenen Messdaten. Da der Druck in
der Kaltwasserleitung höher
ist als in der Warmwasserleitung, reicht es zur Temperaturregelung
aus, wenn lediglich im Kaltwasserventil 4 ein Durchflussbegrenzer
angeordnet ist. Das Mischwasser spült nun das Waschmittel HW für den Hauptwaschgang über die
Wasserweiche 23 aus der Kammer 13 aus.
-
Der
Spülvorgang
in einem Waschprogramm wird regelmäßig mit kaltem Wasser ausgeführt. Um das
Spülmittel
Sp aus der Kammer 14 auszuspülen und dem Waschgut zuzuführen, werden
die Ventile 3 und 4 geöffnet. Dadurch fließt kaltes
Wasser aus dem Anschluss 1 über die Abgänge 6 und 7 in
die Kammer 14 der Waschmitteleinspüleinrichtung. Da nämlich beide
Wasserströme
bei voll geöffneten
Ventilen den gleichen Druck aufweisen, wird über die Wasserweiche 23 der
resultierende Strahl in die mittlere Einspülschale 14 geleitet.
Es ist üblich
geworden, den letzten Spülgang
mit angewärmtem
Wasser durchzuführen,
um beim abschließenden
Schleudern die im Waschgut verbleibende Restfeuchte besser austreiben
zu können.
Dem kann in der Weise entsprochen werden, dass für den letzten Spülgang das
Ventil 3 zusammen mit dem dritten Ventil 5 geöffnet und
zusätzlich über den
Kanal 7 Warmwasser der Wasserweiche 23 zugeführt wird.
-
Auf
der Wasserzulaufseite (Anschlussstutzen 1 und 2)
weist das Ventilgehäuse 10 plane
Anlageflächen
und Rastvorrichtungen an einer Montageplatte 8 auf, mit
denen der Ventilkörper
an komplementären
Ausnehmungen in der Gehäusewand 9 der Waschmaschine
befestigt werden kann. Die Füge- und
Rastelemente sowie die Anlagefläche
sind so ausgebildet, dass der Ventilkörper ausreichend fest, d.h.
insbesondere schwingungssicher, gehalten wird. Auf zusätzliche
Befestigungselemente, etwa auf Schrauben, kann verzichtet werden.
Zur Montage des Ventilkörpers
in der Fabrik ist nur ein einfacher Handgriff erforderlich. Dazu
ist im dargestellten Beispiel der 1 an der
Montageplatte 8 die Oberkante abgekröpft, so dass sie eine zurückgesetzte
Anlagefläche 17 bildet,
und die Unterkante mit elastischen Rastelementen 18 versehen.
Die Montageplatten 8 der beiden Eingänge 1 und 2,
der Absatz für
die Anlagefläche 17 und
die Rastelemente 18 sind so dimensioniert, dass ein passgenaues
Fügen des
Ventilgehäuses 10 mit
vorzugsweise rechteckig ausgebildeten Durchbrüchen im Gerätegehäuse möglich ist, wodurch die Verbindung
außerdem
gegen Verdrehen gesichert ist.
-
Neben
der sehr einfachen Befestigung und der daraus resultierenden Kostensenkung
bei der Montage des Gerätes
entfällt
eine Vielzahl einzelner Befestigungselemente, die bei bekannten
Waschmaschinen für
eine sichere Halterung der Magnetventile und der Zuleitungen benötigt werden.
Die logistische Handhabung solcher zusätzlichen Teile in der Fertigung
und ihre Lagerhaltung entfallen und damit ein wesentlicher Kostenfaktor.
-
Die
Montage der elektrischen Anschlüsse kann
dadurch vereinfacht werden, dass alle Leitungen in einem Kabelbaum
zusammengefasst sind und die Verbindung über einen einzigen Vielfachstecker 25 erfolgt.
Dabei ist die Montageschiene 16 als Führungshilfe für den Stecker
ausgebildet.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist als Ventilbaustein im Austausch einsetzbar, wenn bereits verkaufte
Waschmaschinen zusätzlich
für den
Anschluss an ein vorhandenes Warmwasserversorgungssystem ausgerüstet werden
sollen.
-
Waschmaschinen
mit dem erfindungsgemäßen Ventilbaustein
können
aber auch in herkömmlicher
Weise betrieben werden, d.h. nur mit einem Kaltwasseranschluss.
Indem der Ventilbaustein dann nur mit dem Kaltwasseranschluss 1 am
Netz angeschlossen ist, wird die übliche Funktion eines Y-Verteilers
wahrgenommen, der mit geteilten Kaltwasserleitungen nachgeordneter
Magnetventile die Wasserweiche 23 beaufschlagt. Die Ventile 3 und 4 verteilen dann
wie gewohnt das Zulaufwasser entweder per Einzelstrahl auf die Kammer 12 bzw. 13 der
Waschmitteleinspüleinrichtung
oder per resultierendem Strahl auf die Kammer 14. In diesem
Falle ist das dritte Ventil 5 des Bausteins ohne Funktion
oder ausschließlich
für eine
Bypassversorgung erforderlich. Ein Auslaufen von Kaltwasser über dieses
dritte Ventil und den Warmwasseranschluss kann – wenn nicht benötigt – durch
eine hier nicht dargestellte Rücklaufsperre
verhindert werden. Für
den Nutzer entsteht bei der Umstellung auf unterschiedliche Anschlussbedingungen
kein zusätzlicher
Aufwand, Umrüstungen
oder Betriebsänderungen
jeglicher Art am Gerät sind
nicht erforderlich. Für
die Anpassung der Geräte an
die speziellen, im Haushalt vorhandenen Wasseranschlüsse ist
lediglich dafür
Sorge zu tragen, dass die entsprechenden Programme im Speicher der Waschmaschine
aktiviert werden. Dies kann beim Endverkäufer oder beim Kunden durch
einen Servicedienst durchgeführt
werden. Die Möglichkeiten und
Verfahrensweisen dazu sind bekannt, auf eine nähere Erläuterung der dazu üblichen
Vorgehensweise kann an dieser Stelle verzichtet werden. Die beschriebene
doppelte Einsatzmöglichkeit
wirkt sich vorteilhaft beim Handel aus. In Ländern oder Gebieten mit einer uneinheitlichen
Struktur der Hauswasserversorgung müssen nicht zwei verschieden
ausgestattete Geräte
gleichen Typs vorgehalten werden. Bei Planungsunsicherheiten bzw.
der Umstellung von Haushalten mit ausschließlich Kaltwasseranschlüssen auf
ein Kombisystem mit Warmwasserversorgung bietet die Ausrüstung der
Waschmaschinen mit dem erfindungsgemäßen Ventilbaustein ein zusätzliches
Verkaufsargument.