-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ermittlung
eines festgelegten Füllstandes,
insbesondere eines festgelegten Sicherheits-Füllstandes eines Flüssigkeitsbehälters eines mit
einer Flüssigkeit
arbeitenden oder diese verarbeitenden Gerätes, insbesondere eines Hausgerätes mittels
einer mit einer Flüssigkeits-Füllstandssensoranordnung
verbundenen Detektorschaltung, die bei Erreichen oder Überschreiten
eines bestimmten festgelegten Füllstandes
durch die betreffende Flüssigkeit
in dem diese aufnehmenden Flüssigkeitsbehälter ein
Meldesignal abzugeben vermag.
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf einen Flüssigkeits-Füllstandssensor
für eine
Vorrichtung der vorstehend genannten Art sowie auf eine Detektorschaltung,
die mit einem solchen Flüssigkeits-Füllstandssensor
verbindbar ist.
-
Zur
Ermittlung des Füllstandes
eines mit einer Flüssigkeit
zu befüllenden
Flüssigkeitsbehälters sind
nach verschiedenen Prinzipien arbeitende Füllstandssensoren und diese
enthaltende Vorrichtungen bekannt. So ist beispielsweise ein Füllstandssensor
bekannt (
DE 196 43
753 C1 ), der wenigstens einen durch die in einem Flüssigkeitsbehälter enthaltene
Flüssigkeit
beaufschlagbaren Auftriebskörper enthält, durch
den das freie Ende eines Kraftmesselements kontaktierend mit einer
Kraft beaufschlagbar ist. Zwischen dem betreffenden Kraftmesselement und
dem Auftriebskörper
ist ein auf einer Drehpunktauflage aufliegender Kompensationsstab
mit einem Ende angeordnet, und am gegenüberliegenden Ende ist ein Kompensationsgewicht
angehängt. Das
einseitig festgelegte Kraftmesselement ist durch einen Widerstandssensor,
einen Piezomesswertumformer, ein Federweg-Messsystem oder durch
ein Biegekörperelement
gebildet. Damit weist aber dieser bekannte Füllstandssensor einen relativ
hohen konstruktiven Aufwand auf.
-
Ferner
sind mit Druckwandlern arbeitende Füllstandssensoren im Zusammenhang
mit elektrisch betriebenen Hausgeräten bekannt (
DE 198 35 865 C2 ;
DE 199 08 804 A1 ,
DE 199 20 870 C2 ).
Bei diesen bekannten Füllstandssensoren
werden entweder übliche
mechanische Druckmessdosen oder Durchflussmesser bzw. Staudruckmesser
eingesetzt, um Flüssigkeitsstände in Flüssigkeitsbehältern zu
ermitteln. Der damit verbundene konstruktive Aufwand ist ebenfalls
relativ hoch.
-
Es
sind auch schon Füllstandssensoren
zur Ermittlung des Flüssigkeits-Füllstandes
von Flüssigkeitsbehältern bekannt
(
DE 101 35 191 A1 ,
DE 102 01 767 A1 ),
die jeweils ein Lichtabgabeelement, insbesondere in Form einer Leuchtdiode,
und einen Lichtempfänger,
insbesondere in Form einer Fotodiode enthalten und bei denen der
Lichtsender und der Lichtempfänger
jeweils auf der Außenseite
des jeweiligen Flüssigkeitsbehälters an
gegenüberliegenden
Stellen angeordnet sind, die dem zu ermittelnden Flüssigkeitspegel
und damit Füllstand
innerhalb des betreffenden Flüssigkeitsbehälters entsprechen.
Das Funktionieren solcher Füllstandssensoren
setzt allerdings einen entsprechend gestalteten optischen Verbindungsweg
zwischen dem jeweiligen Lichtsender und dem jeweiligen Lichtempfänger durch
den betreffenden Flüssigkeitsbehälter voraus.
Damit ist jedoch ein nicht unerheblicher konstruktiver Aufwand verbunden,
der generell als unerwünscht
angesehen wird.
-
Es
ist außerdem
auch schon ein Wäschebehandlungsgerät, wie eine
Waschmaschine, ein Waschtrockner oder ein Wäschetrockner mit einem elektrisch
leitenden Flüssigkeitsbehälter in
Form eines Laugenbehälters
und/oder einer Wäsche
aufnehmenden Trommel bekannt (
DE 43 04 009 C2 ), bei dem mittels einer Flüssigkeits-Füllstandssensoranordnung
der elektrische Widerstand oder eine andere elektrische Eigenschaft
der Flüssigkeit
in dem betreffenden Flüssigkeitsbehälter gemessen
und in einer Auswerteschaltung ausgewertet werden. Im Falle des
zu einer elektrischen Waschmaschine, einem Waschtrockner oder einem
Wäschetrockner
gehörenden
Flüssigkeitsbehälters ist
die erwähnte
Flüssigkeits-Füllstandssensoranordnung
zum einen mit diesem Behälter
und zum anderen mit der leitenden Oberfläche einer Tür elektrisch verbunden, mittels der
der betreffende Flüssigkeitsbehälter zur
Außenseite
hin verschließbar
ist. Die genannte Tür
besteht dabei aus einem topfförmigen
Schauglas, welches mit einer elektrisch leitenden Beschichtung aus
Zinndioxid, Zinndioxid mit einer metallischen Legierung oder einer
elektrisch leitenden Keramikschicht versehen ist. Der somit erforderliche
konstruktive Aufwand ist damit relativ hoch. Außerdem besteht die Gefahr, dass
die Funktionsfähigkeit
einer solchen Flüssigkeits-Füllstandssensoranordnung
im Laufe des Betriebs durch die in dem genannten Gerätebehälter verwendeten
Flüssigkeiten
beeinträchtigt
wird.
-
Es
ist schließlich
auch schon eine Wassersicherungseinrichtung für ein Haushaltsgerät, nämlich für eine Geschirrspül- oder
Waschmaschine bekannt (
DE
195 28 322 C2 ), welche einen Arbeitsbehälter aufweist, dem eine Arbeitsflüssigkeit
zuführbar
ist. Die betreffende bekannte Wassersicherungseinrichtung umfasst
eine Auffangwanne am Geräteboden,
in die die Arbeitsflüssigkeit
bei einem ununterbrochenen Wasserzulauf nach einem Überlauf
im Arbeitsbehälter
einleitbar ist. Dabei sind ein Füllstandssensor, der
die Befüllung
des Arbeitsbehälters
mit Arbeitsflüssigkeit
während
eines Zeitpunkts ermittelt, zu dem eine solche Befüllung nicht
vorgesehen ist, und eine Steuerelektronik für die Programmsteuerung der Geschirrspül- oder
Waschmaschine vorgesehen. Von der Steuerelektronik ist eine Entleerungspumpe aktivierbar,
wenn die zu diesem Zeitpunkt unzulässige Befüllung erkannt wird. Mit Hilfe
des genannten Füllstandssensors,
der zwei in Abstand voneinander vorgesehene Elektroden aufweist,
erfolgt eine Leitfähigkeitsmessung
der zwischen diesen Elektroden befindlichen Arbeitsflüssigkeit.
Die beiden Elektroden sind gewissermaßen als Stiftelektroden ausgebildet, die
in unterschiedlichen Höhen
in dem erwähnten
Arbeitsbehälter
angeordnet sind. Somit ist auch in diesem Fall ein relativ hoher
Aufwand mit der Flüssigkeits-Füllstandssensoranordnung
gegeben.
-
Für sämtliche
vorstehend betrachteten bekannten Flüssigkeits-Füllstandssensoranordnungen ist,
sofern ihre konstruktive Ausgestaltung erkennbar ist, jeweils ein
konstruktiver Aufwand erforderlich, der häufig als zu hoch anzusehen
ist. Dies trifft insbesondere für
den Fall zu, dass eine derartige Flüssigkeits-Füllstandssensoranordnung zur
Ermittlung eines Sicherheits-Füllstandes
eines Flüssigkeitsbehälters herangezogen
werden soll. Unter einem Sicherheits-Füllstand wird hier ein oberhalb
eines Normal-Füllstandes
des jeweiligen Flüssigkeitsbehälters liegender
Flüssigkeits-Füllstand
verstanden, der auf keinen Fall überschritten
werden darf. Bei Überschreiten
eines derartigen Sicherheits-Füllstandes bestünde nämlich die
Gefahr, dass die in dem betreffenden Flüssigkeitsbehälter enthaltene
Flüssigkeit aus
diesem auszutreten vermag, und zwar auch bei mittels einer Tür verschlossenem
Flüssigkeitsbehälter, beispielsweise
durch normalerweise mit dem betreffenden Flüssigkeitsbehälter verbundene
Zulauföffnungen.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen,
wie ein Flüssigkeits-Füllstand
und insbesondere ein Sicherheits-Füllstand eines Flüssigkeitsbehälters eines
Gerätes,
insbesondere eines Hausgerätes
mit besonders geringem konstruktiven Aufwand ermittelt werden kann
und wie überdies
dabei Flüssigkeits-Füllstandssignale
effektiv erzeugt und ausgewertet werden können.
-
Gelöst wird
die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß dadurch,
dass die Flüssigkeits-Füllstandssensoranordnung wenigstens
einen Flüssigkeits-Füllstandssensor
enthält,
der ein isoliert angeordnetes elektrisch leitendes Kontaktteil mit
einem lediglich in Höhe
des genannten festgelegten Füllstandes
für eine
Berührung
mit der genannten Flüssigkeit
freigelegten oder freiliegenden Bereich aufweist und dass dieses
Kontaktteil mit einem Signaleingang der Detektorschaltung verbunden
ist, deren dem betreffenden Signaleingang zugehöriger Bezugspotentialeingang
mit der genannten Flüssigkeit in
Verbindung steht.
-
Hierdurch
ergibt sich der Vorteil eines besonders geringen Aufwands für die Ermittlung
eines festgelegten Füllstandes
und insbesondere eines festgelegten Sicherheits-Füllstandes
eines Flüssigkeitsbehälters eines
Gerätes
und insbesondere eines Hausgerätes,
bei dem es sich beispielsweise um eine Waschmaschine oder um eine
Geschirrspülmaschine
handeln kann. Der gemäß der Erfindung
jeweils eingesetzte Flüssigkeits-Füllstandssensor – gegebenenfalls
sind zwei Flüssigkeits-Füllstandssensoren vorgesehen – kann beispielsweise
durch ein generell isoliertes Metallblechteil, wie aus rostfreiem
Stahl, gebildet sein, welches lediglich in Höhe des genannten festgelegten
Füllstandes,
der insbesondere ein festgelegter Sicherheits-Füllstand sein kann, für eine Berührung mit
der genannten Flüssigkeit
freigelegt ist bzw. freiliegt, also eine elektrisch leitende Verbindung
in diesem Bereich mit der dort auftretenden Flüssigkeit herzustellen erlaubt.
Außerdem
ist die Anordnung dieses Flüssigkeits-Füllstandssensors besonders
einfach. Der genannte generell isolierte elektrisch leitende Kontakttaktteil
kann nämlich,
wie weiter unten noch näher
ersichtlich werden wird, einfach über den Rand des Flüssigkeitsbehälters gehängt sein,
in welchem der Füllstand
zu überwachen und
damit zu ermitteln ist.
-
Vorzugsweise
ist das von der zuvor genannten Detektorschaltung abgebbare Meldesignal
für eine
Regulierung des Flüssigkeits-Füllstandes
in dem Flüssigkeitsbehälter heranziehbar.
Dies ermöglicht
in vorteilhafter Weise, ein Überlaufen
des betreffenden Flüssigkeitsbehälters durch
die von ihm aufgenommene Flüssigkeit
zu vermeiden.
-
Dabei
ist der Flüssigkeitszulauf
in den betreffenden Flüssigkeitsbehälter zweckmäßigerweise stillsetzbar,
d.h. der Flüssigkeitszulauf
kann unterbunden werden, und/oder es ist eine Flüssigkeitsableitung aus dem
betreffenden Flüssigkeitsbehälter vornehmbar.
-
Zweckmäßigerweise
ist der genannte Füllstandssensor
im Bereich einer Gerätetür angeordnet, durch
die der genannte Flüssigkeitsbehälter zur
Außenseite
hin verschließbar
ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine sichere Füllstandsermittlung auch
bei zur Ge rätetür hin geneigtem
Flüssigkeitsbehälter und
damit diesen enthaltendem Gerät
gewährleistet
ist. Bei zu anderen Seiten des den Flüssigkeitsbehälter enthaltenden
Gerätes,
also zu dessen linken und rechten und hinteren Seiten geneigtem Flüssigkeitsbehälter treten
in der Regel keine Probleme auf, da der betreffende Flüssigkeitsbehälter lediglich
zur Gerätevorderseite
hin offen ist, auf der die Gerätetür vorgesehen
ist.
-
Vorzugsweise
ist der Flüssigkeits-Füllstandssensor
dabei an einer Stelle im Bereich der Mitte des genannten Flüssigkeitsbehälters angeordnet.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ferner ein Flüssigkeits-Füllstandssensor
für eine
Vorrichtung zur Ermittlung eines festgelegten Füllstandes, insbesondere eines
festgelegten Sicherheits-Füllstandes
eines Flüssigkeitsbehälters eines
mit einer Flüssigkeit
arbeitenden oder diese verarbeitenden Gerätes, insbesondere eines Hausgerätes geschaffen.
Dieser Flüssigkeits-Füllstandssensor
ist dadurch gekennzeichnet, dass er ein isoliert angeordnetes elektrisch
leitendes Kontaktteil mit einem lediglich in Höhe des genannten festgelegten
Füllstandes
für eine
Berührung
mit der genannten Flüssigkeit
freigelegten bzw. freiliegenden Bereich aufweist, mit welchem ein
Signaleingang einer Detektorschaltung verbindbar ist, die mit einem
dem betreffenden Signaleingang zugehörigen Bezugspotentialeingang
mit der genannten Flüssigkeit
verbindbar ist. Durch einen solchen Aufbau des Flüssigkeits-Füllstandssensors
ist mit besonders geringem konstruktiven Aufwand eine sichere Ermittlung
eines Füllstandes,
insbesondere eines Sicherheits-Füllstandes
eines Flüssigkeitsbehälters ermöglicht.
-
Vorzugsweise
dient zur Ermittlung und Auswertung von Flüssigkeits-Füllstandssignalen, die von einem
Flüssigkeits-Füllstandssensor
insbesondere gemäß der zuvor
genannten Art abgebbar sind, eine Detektorschaltung, die eine an
einer Versorgungs-Gleichspannungsquelle angeschlossene Halbleiterschaltung
enthält,
welche mit einem Signaleingang mit dem Flüssigkeits-Füllstandssensor und mit einem
Bezugspotentialeingang mit der Flüssigkeit in Verbindung bringbar
ist, deren Füllstand
in einem diese enthaltenden Flüssigkeitsbehälter mittels des
Flüssigkeits-Füllstandssensors
feststellbar ist, und die lediglich bei Berührung des freigelegten oder freiliegenden
elektrisch leitenden Kontaktteiles des Füllstandssensors durch die genannte
Flüssigkeit
einen leitenden Stromweg wirksam schaltet, über den Signale von einer mit
der betreffenden Halbleiterschaltung verbundenen Wechselspannungsquelle zur
Auswertung führbar
bzw. als Meldesignale abgebbar sind. Damit zeichnet sich die besonders
sicher arbeitende Detektorschaltung gemäß der Erfindung durch einen
geringen Aufwand aus.
-
Vorzugsweise
ist die Wechselspannungsquelle eine Rechtecksignalquelle, die mit
der Versorgungsgleichspannungsquelle in Reihe geschaltet ist. Dies
bringt den Vorteil mit sich, dass die Detektorschaltung besonders
einfach zu realisieren und sicher zu betreiben ist.
-
Zweckmäßigerweise
enthält
die genannte Halbleiterschaltung einen einzigen Bipolar-Transistor, der basisseitig
mit dem genannten Flüssigkeits-Füllstandssensor
verbindbar ist und der emitter- bzw. kollektorseitig mit der Versorgungsspannungsquelle
verbunden ist. Dies bringt den Vorteil eines ganz besonders geringen
Aufwands für
die Realisierung der Detektorschaltung gemäß der Erfindung mit sich.
-
Zweckmäßigerweise
ist der genannte Bipolar-Transistor basisseitig über eine Kondensatoranordnung
mit dem Flüssigkeits-Füllstandssensor
verbunden. Dadurch ist auf relativ einfache Weise ein ganz besonders
sicherer Betrieb der Detektorschaltung gemäß der Erfindung gewährleistet.
-
Die
genannte Kondensatoranordnung enthält gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
wenigstens einen hochspannungsfesten Kondensator, einen sogenannten
Y2-Kondensator.
Es können auch
wenigstens zwei in Reihe liegende derartige hochspannungsfeste Kondensatoren
eingesetzt werden oder ein Bauteil, dass zwei in Reihe liegende hochspannungsfeste
Kondensatoren umfasst. Dadurch ist auf relativ einfache Weise ein
sicherer Betrieb der Detektorschaltung gemäß der Erfindung unter Berücksichtigung
von Spannungs-Sicherheitsaspekten gewährleistet.
-
Vorzugsweise
ist im Kollektor- bzw. Emitterkreis des genannten Bipolar-Transistors
eine für
den Emitter-Kollektor-Strom bzw. den Kollektor-Emitter-Strom des
genannten Bipolar-Transistors
leitende Diode angeordnet, mit der ein RC-Glied in Reihe geschaltet
ist, an dem bei in den leitenden Zustand gesteuertem Bipolar-Transistor
eine Spannung abfällt, die
als Meldesignal oder zur Abgabe eines Meldesignals heranziehbar
ist. Durch diese Maßnahme
ist sichergestellt, dass die an dem Kondensator des genannten RC-Gliedes
jeweils liegende Spannung nicht über
den genannten Bipolar-Transistor wieder entladen werden kann, sondern
lediglich über
den vorzugsweise hochohmigen Widerstand des betreffenden RC-Gliedes
langsam entladen wird.
-
Zweckmäßigerweise
liegt zwischen dem Emitter bzw. dem Kollektor und der Basis des
genannten Bipolar-Transistors ein ohmscher Widerstand. Durch diese
Schaltungsmaßnahme
lässt sich der
betreffende Bipolar-Transistor auf relativ einfache Weise durch
Spannungssignalanteile einer Polarität der von der genannten Wechselspannungsquelle bzw.
Rechtecksignalquelle abgegebenen Spannungssignale in den leitenden
Zustand steuern, um dadurch ein auswertbares Signal über seine
dann leitend gesteuerte Emitter-Kollektor-
bzw. Kollektor-Emitter-Strecke abzugeben.
-
Anhand
von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert.
-
1 zeigt
in einer verkleinerten ausschnittweisen Vorderansicht ein Hausgerät, bei dem
die vorliegende Erfindung angewandt ist.
-
2 zeigt
in einer vergrößerten Schnittansicht
längs der
in 1 eingetragenen Schnittlinie I-I einen Flüssigkeits-Füllstandssensor
gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
-
3 zeigt
in einem Schaltbild schematisch den Aufbau einer Auswerteschaltung
mit einer Detektorschaltung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
-
In 1 ist
in einem verkleinerten Ausschnitt eine Vorderansicht eines Gerätes, insbesondere
eines Hausgerätes
HG dargestellt, welches mit einer Flüssigkeit arbeitet oder diese
verarbeitet. Bei dem betreffenden Gerät bzw. Hausgerät HG kann
es sich beispielsweise um eine Waschmaschine, um einen Waschtrockner
oder um eine Geschirrspülmaschine handeln.
Im vorliegenden Fall sei das in 1 ausschnittweise
dargestellte Hausgerät
HG beispielsweise eine Geschirrspülmaschine.
-
Von
dem Hausgerät
HG ist im oberen Teil der 1 eine Tür T angedeutet,
mit der ein in dem Hausgerät
HG enthaltener Arbeitsbereich flüssigkeitsdicht
verschließbar
ist. Dieser Arbeitsbereich umfasst im Falle einer Waschmaschine
oder eines Waschtrockners eine Waschtrommel und im vorliegenden
Fall einer Geschirrspülmaschine
wenigstens einen Geschirraufnahmekorb.
-
Im
Bereich unterhalb der Tür
T weist das in 1 ausschnittweise dargestellte
Hausgerät
HG einen durch einen Verkleidungsteil V abgedeckten Bereich auf,
in welchem sich eine Spülwanne
SW befindet, die zur Aufnahme einer Spülflüssigkeit dient, mit der die
das Hausgerät
HG hier bildende Geschirrspülmaschine
arbeitet, um von ihr aufgenommenes Geschirr zu spülen. Die
Spülwanne
SW ist, wie in 1 angedeutet, bottichförmig ausgebildet.
-
Unterhalb
der Spülwanne
SW ist noch eine weitere Wanne, eine sogenannte Bodenwanne BW angeordnet,
die gewissermaßen
als Schutzwanne für Flüssigkeit
dient, welche über
die Spülwanne
SW hinaus gelangt.
-
Das
Hausgerät
HG weist an der Unterseite Aufstellfüße auf, von denen in 1 zwei
Aufstellfüße F1, F2
angedeutet sind. In der Regel sind vier Aufstellfüße an allen
vier Ecken des betreffenden Hausgeräts HG vorgesehen.
-
Im
Bereich der Mitte der Spülwanne
SW, und zwar genauer gesagt im oberen Bereich dieser Spülwanne SW
ist ein Flüssigkeits-Füllstandssensor
S1 innerhalb der Spülwanne
SW angeordnet. Prinzipiell können
hier auch mehrere Flüssigkeits-Füllstandssensoren
vorgesehen sein, insbesondere in unterschiedlichen Höhen. Ein
weiterer Flüssigkeits-Füllstandssensor S2 ist im mittleren
Bereich der Bodenwanne BW angeordnet, und zwar genauer gesagt am Boden
dieser Bodenwanne BW oder in dessen Nähe. Die betreffenden Flüssigkeits-Füllstandssensoren S1,
S2 sind, darauf sei hier hingewiesen, innerhalb der beiden Wannen
SW, BW jeweils zur Vorderseite des Hausgeräts HG, also zu der Geräteseite
hin angeordnet, auf der sich die Tür T befindet. Dadurch können, wie
oben bereits ausgeführt,
Flüssigkeitspegel
in den beiden Wannen SW, BW gerade bei der nach vorn, das heißt zur Türseite hin
geneigten kritischen Schräglage
des Hausgeräts
HG sicher ermittelt werden. Es ist alternativ auch möglich, bei
der Spülwanne
SW einen gezielten Überlauf
vorzusehen, so dass bei einem vorbestimmten Flüssigkeitspegel Flüssigkeit
von der Spülwanne
SW in die Bodenwanne BW abfließen
kann. Auf diese Weise kann der Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 der Spülwanne SW
eingespart werden, da die übergelaufene Flüssigkeit
durch den Flüssigkeits-Füllstandssensor S2
der Bodenwanne BW detektiert werden kann.
-
Von
den beiden in 1 nur schematisch angedeuteten
Flüssigkeits-Füllstandssensoren
S1 und S2 ist der Flüssigkeits-Füllstandssensor
S1 in 2 in einem vergrößerten Aus schnitt näher dargestellt.
Dieser Ausschnitt entspricht einem Schnitt I-I gemäß den in 1 eingetragenen
Schnittlinien I-I. Dabei sind die im Zusammenhang mit 1 erwähnte Tür T und
das Verkleidungsteil V des Hausgerätes HG ausschnittweise dargestellt.
Ferner ist die Spülwanne
SW angedeutet, die wie auch die in 1 gezeigte
Bodenwanne BW aus einem elektrisch leitenden Material, wie insbesondere
aus rostfreiem Stahl bestehen mag und die an einer Stelle mit Schutzerde PE
verbunden ist. Auch die Bodenwanne BW kann bzw. wird mit der Schutzerde
PE verbunden sein. An dieser Stelle sei angemerkt, dass in dem Fall,
dass die jeweilige Wanne SW, BW bzw. die in dieser enthaltene Flüssigkeit
keinen unmittelbaren Kontakt mit der Schutzerde PE hat, ein solcher
Kontakt mittels einer gesonderten Elektrode hergestellt werden kann. Es
ist aber auch möglich,
in der jeweiligen Wanne SW, BW zwei Flüssigkeits-Füllstandssensoren vorzusehen.
-
Die
Spülwanne
SW ist im Bereich ihres Wannenrandes WR von einer beispielsweise
aus Gummi oder Kunststoff bestehenden Spritzschutzvorrichtung SP
umgeben, die mit ihrem von dem Wannenrand WR abgewandten Ende an
einem Abdeckteil A des Verkleidungsteiles V befestigt ist. Dadurch
ist sichergestellt, dass innerhalb der Spülwanne SW auftretende Bewegungen
einer von dieser Spülwanne
SW aufgenommenen Spülflüssigkeit
nicht über
den Wannenrand WR hinaus gelangen.
-
Auf
dem in 2 gezeigten Wannenrand WR der Spülwanne SW
ist der in 1 schematisch angedeutete Flüssigkeits-Füllstandssensor
S1 aufgesetzt bzw. angebracht. Dies ist in 2 lediglich schematisch
dargestellt, um das Prinzip der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen.
Der Flüssigkeits-Füllstandssensor
S1 enthält
ein elektrisch leitendes Kontaktteil LE, welches mit Ausnahme eines freigelegten
Bereiches FR vollständig
von einer elektrischen Isolierung IS umgeben ist. Der freigelegte bzw.
freiliegende Bereich FR befindet sich hier lediglich auf der zur
Geräteoberseite
hin liegenden Seite des Kontaktteiles LE. Dadurch ist sichergestellt,
dass der das Kontaktteil LE enthaltende Flüssigkeits-Füllstandssensor
S1 erst dann den festgelegten Flüssigkeits-Füllstand
bzw. -Pegel N1 sicher ermittelt, wenn er in seinem in Höhe dieses
Pegels N1 liegenden Bereich FR von Flüssigkeit umspült wird.
Vor Erreichen des Pegels N1 durch die in der Spülwanne SP befindliche und annahmegemäß im Pegel
ansteigende Flüssigkeit
auftretende und gegen das Kontaktteil LE gerichtete Flüssigkeitsspritzer
verursachen somit keine fehlerhafte Pegelermittlung.
-
Das
elektrisch leitende Kontaktteil LE ist gemäß 2 zusammen
mit seiner Isolierung IS hier entsprechend der Form eines umgedrehten
Buchstabens S derart gebogen, dass sein freiliegender bzw. freigelegter
Bereich FR im Bereich des festgelegten Flüssigkeits-Füllstandes
bzw. -Niveaus oder -Pegels N1 innerhalb der Spülwanne SW liegt. Bei diesem Flüssigkeitsstand
N1 handelt es sich im vorliegenden Fall insbesondere um einen Sicherheits-Füllstand, bei
dessen Erreichen oder Überschreiten
bestimmte Sicherheitsmaßnahmen
in dem Hausgerät
HG zu treffen sind, wie beispielsweise die Stillsetzung eines Flüssigkeitszulaufs
in das Hausgerät
HG und/oder die Vornahme einer Flüssigkeitsableitung aus dem betreffenden
Hausgerät
HG.
-
Unterhalb
des Flüssigkeits-Füllstandes
bzw. -Pegels N1 ist in 2 ein weiterer Flüssigkeits-Füllstand
bzw. -Pegel N2 angedeutet. Bei diesem Flüssigkeits-Füllstand bzw. -Pegel N2 mag
es sich beispielsweise um den Flüssigkeits-Füllstand
bzw. -Pegel für
den Normalbetrieb des Hausgeräts
HG handeln. Dieser Flüssigkeits-Füllstand
bzw. -Pegel N2 kann grundsätzlich
mit einem dem Flüssigkeits-Füllstandssensor
S1 völlig
entsprechenden Flüssigkeits-Füllstandssensor
ermittelt bzw. überwacht
werden. Es ist aber auch möglich,
für diese
Aufgabe irgendeinen anderen bekannten Flüssigkeits-Füllstandssensor einzusetzen.
-
Im
Hinblick auf den Flüssigkeits-Füllstandssensor
S1, wie er in 2 näher dargestellt ist, sei noch
angemerkt, dass dessen elektrisch leitendes Kontaktteil LE beispielsweise
durch ein einige Zentimeter, wie beispielsweise 1 bis 10 cm breites
Blechteil aus einem Metall, wie insbesondere aus rostfreiem Stahl,
bestehen kann. Alternativ dazu kann sich das Blechteil aber auch über die
gesamte Breite der in 1 angedeuteten Spülwanne SW
erstrecken. Die Isolierung IS kann durch irgendein Isoliermaterial gebildet
sein, welches resistent ist gegenüber der Flüssigkeit, mit der der Flüssigkeits-Füllstandssensor S1
in dem betreffenden Hausgerät
HG in Kontakt gelangen kann.
-
Wie
in 2 angedeutet, führt das elektrisch leitende
Kontaktteil LE des Flüssigkeits-Füllstandssensors S1 zu einer
(in 2 nicht dargestellten) Detektorschaltung. Mit
dieser Detektorschaltung können
im übrigen
auch der in 1 angedeutete Flüssigkeits-Füllstandssensor
S2 und eventuell noch vorgesehene weitere Flüssigkeits-Füllstandssensoren verbunden
sein. Die betreffende Detektorschaltung bzw. eine diese enthaltende
Auswerteschaltung kann entweder direkt an dem Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 bzw. S2 angebracht
oder mit diesem elektrisch verbunden sein. Ferner ist es auch möglich den Flüssigkeits-Füllstandssensor
S2 inklusive Detektorschaltung in eine Leistungselektronik (nicht
gezeigt) des betreffenden Hausgeräts HG zu integrieren.
-
3 zeigt
an Hand eines elektrischen Schaltbildes schematisch den Aufbau einer
Auswerteschaltung, in welcher die vorstehend erwähnte Detektorschaltung in einer
Ausführungsform
enthalten ist. Bevor auf diese Detektorschaltung näher eingegangen
wird, sei zunächst
der grundsätzliche
Schaltungsaufbau gemäß 3 betrachtet.
-
Im
linken Teil des Schaltbildes gemäß 3 ist
eine Wechselspannungsquelle WE angedeutet, bei der es sich um eine
Netzwechselspannungsquelle handeln kann, die beispielsweise eine
50-Hz-Netzwechselspannung von 230 Veff abgibt. Bei der betreffenden
Wechselspannungsquelle WE kann es sich alternativ um eine eine von
der Netzwechselspannung abgeleitete Wechselspannung abgebende Stromversorgungsvorrichtung
für den
Betrieb des Hausgerätes
HG handeln, in welchem die betreffende Schaltungsanordnung enthalten
ist. Im Falle einer Netzwechselspannungsquelle WE weist diese, wie
in 3 angedeutet, einen Phasenleiter P und einen Nullleiter
N auf. Mit diesen beiden Leitern P, N ist gemäß 3 ein Netzfilter
NF verbunden, zu dem zwei in Reihe liegende Kondensatoren C1 und
C2 gehören.
Diese Kondensatoren C1, C2 sind vorzugsweise so genannte Y2-Kondensatoren,
also hochspannungsfeste Kondensatoren (Spannungsfestigkeit >5000 V), die für besondere
Sicherheit im Netzfilter NF und damit im gesamten Gerät bzw. Hausgerät sorgen.
Der gemeinsame Verbindungspunkt der beiden Kondensatoren C1 und
C2 des Netzfilters NF ist im vorliegenden Fall mit Schutzerde PE
des Hausgeräts
HG verbunden.
-
Nunmehr
wird auf die oben erwähnte
Detektorschaltung näher
eingegangen, von der in 3 eine Ausführungsform dargestellt ist.
Die betreffende Detektorschaltung enthält eine Halbleiterschaltung, die
hier durch einen einzigen Bipolar-Transistor Q1 vom pnp-Leitfähigkeitstyp
gebildet ist. Dieser Transistor Q1 ist mit seinem Emitter über einen
ohmschen Widerstand R3 am Pluspol VCC einer
nicht näher
dargestellten Versorgungsgleichspannungsquelle angeschlossen. Mit
seinem Kollektor ist der Transistor Q1 über die Reihenschaltung aus
einer für
einen Stromfluss über
die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Q1 in Leitrichtung
beanspruchten Diode D1 und einem mit dieser verbundenen Parallel-RC-Glied
aus einem ohmschen Widerstand R2 und einem Kondensator C5 mit dem
Minuspol V0 der erwähnten Versorgungsgleichspannungsquelle
verbunden. Der betreffende Minuspol V0 der
erwähnten
Versorgungsgleichspannungsquelle ist im übrigen mit dem Nullleiter N der
bereits erwähnten
Wechselspannungsquelle WE verbunden.
-
Die
Basis des Transistors Q1 ist über
einen ohmschen Widerstand R1 mit dem Emitter dieses Transistors
Q1 verbunden. Außerdem
ist die Basis des Transistors Q1 über eine Kondensatoranordnung,
die im vorliegenden Fall zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren
C3 und C4 umfasst, mit dem in 3 lediglich
als Schaltungspunkt angedeuteten Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 verbunden.
Bei diesen Kondensatoren C3 und C4 handelt es sich ebenfalls um
Y2-Kondensatoren, also um hochspannungssichere Kondensatoren, die
besonders betriebssicher sind. Diese beiden Kondensatoren C3, C4
können
Kapazitäten
beispielsweise von 2,7 nF bzw. 27 nF besitzen. Grundsätzlich wird
hier zwar mit lediglich einem Kondensator ausgekommen, allerdings
sind aus Sicherheitsgründen
die beiden Kondensatoren C3 und C4 als Reihenschaltung vorgesehen:
Sollte aus irgendeinem Grunde einer dieser Kondensatoren C3, C4
durchschlagen, so ist die betreffende Schaltungsanordnung dennoch
mit dem dann noch intakten Kondensator weiterhin betriebsfähig. Es
kann auch ein einzelnes Bauteil verwendet werden, in dem die beiden
Kondensatoren C3 und C4 als Reihenschaltung integriert sind. Bezüglich der Kondensatoren
C3, C4 sei hier noch angemerkt, dass diese für die 50-Hz-Wechselspannung
als Hochpass wirken und somit keine Störspannung zu dem Transistor
Q1 gelangen lassen.
-
Der
in 3 als Schaltungspunkt angedeutete Flüssigkeits-Füllstandssensor
S1 ist über
einen gestrichelt angedeuteten Widerstand RW – auch Flüssigkeits-Widerstand genannt – mit der
erwähnten Schutzerde
PE verbunden. Diese elektrische Verbindung ist dann hergestellt,
wenn der betreffende Flüssigkeits-Füllstandssensor
S1 in dem Hausgerät
HG gemäß 1 und 2 von
Spülflüssigkeit
bedeckt bzw. umspült
wird. Der genannte Widerstand RW weist je nach Zusammensetzung der
betreffenden Flüssigkeit
einen ohmschen Anteil in der Größenordnung
von einigen Ohm bis einigen hundert Ohm auf.
-
Zwischen
dem Verbindungspunkt des Emitters des Transistors Q1 und des ohmschen
Widerstands R3 einerseits und dem Minuspol V0 der
erwähnten
Versorgungsgleichspannungsquelle andererseits ist im vorliegenden
Fall eine Wechselspannungsquelle angeschlossen, bei der es sich
im vorliegenden Fall um eine Rechtecksignalquelle RE handelt, die
Rechteckimpulse mit einer Frequenz beispielsweise zwischen 1 kHz
und 20 kHz abgibt. Die betreffende Wechselspannungsquelle und die
genannte Versorgungsgleichspannungsquelle sind somit elektrisch
in Reihe geschaltet. Durch die so bereitgestellte Wech selspannung
bzw. durch die so bereitgestellten Rechteckimpulse erfolgt, wie
noch ersichtlich werden wird, gewissermaßen eine Widerstands- bzw.
Leitwertmessung (RW) in dem Fall, dass der Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 von Flüssigkeit
umspült
wird.
-
Mit
dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Diode D1 und des Parallel-RC-Gliedes,
bestehend aus dem ohmschen Widerstand R2 und dem Kondensator C5,
ist eine Pegelbewertungsschaltung PB mit ihrem Eingang EI verbunden.
Mit ihrem (nicht näher
bezeichneten) Bezugssignaleingang ist die Pegelbewertungsschaltung
PB mit dem Minuspol V0 der erwähnten Gleichspannungsversorgungsquelle verbunden.
Von einem Ausgangsanschluss AU vermag die Pegelbewertungsschaltung
PB Meldesignale in dem Fall abzugeben, dass mittels des Flüssigkeits-Füllstandssensors
S1 das Vorliegen einer Flüssigkeit
angezeigt wird. Die betreffende Pegelbewertungsschaltung PB kann
beispielsweise durch einen Mikrocontroller mit eingangsseitigem
A/D-Wandler gebildet sein. Dieser Mikrocontroller kann im übrigen mit
der Lieferung von Rechteckimpulsen die Aufgabe der erwähnten Rechtecksignalquelle
RE übernehmen.
-
Nachdem
zuvor der Aufbau der in 3 dargestellten Schaltungsanordnung
in dem für
ein Verständnis
der vorliegenden Erfindung ausreichenden Umfang erläutert worden
ist, wird nunmehr auf die Arbeitsweise dieser Schaltungsanordnung
eingegangen.
-
Im
Ruhezustand, das heißt
dann, wenn der Flüssigkeits-Füllstandssensor
S1 keine Flüssigkeit ermittelt,
ist der Transistor Q1 durch das vom Pluspol VCC der
Versorgungsgleichspannungsquelle bereitgestellte Pluspotential an
seiner Basis gesperrt. Die von der Rechtecksignalquelle RE abgegebenen Rechteckimpulse
können
den Transistor Q1 ebenfalls nicht leitend steuern, da für diese
Rechteckimpulse zu diesem Zeitpunkt kein Stromweg existiert. Am
gemeinsamen Verbindungspunkt der Diode D1 und des RC-Gliedes mit dem ohmschen
Widerstand R2 und dem Kondensator C5 liegt somit das Minuspotential
vom Minuspol bzw. -anschluss V0 der Versorgungsgleichspannungsquelle.
In diesem Fall gibt die Pegelbewertungsschaltung PB am Ausgangsanschluss
AU kein Meldesignal ab.
-
Wird
nun mittels des Flüssigkeits-Füllstandssensors
S1 das Vorhandensein einer Flüssigkeit
in der diesen Sensor enthaltenden Spülwanne SW gemäß 1 und 2 ermittelt,
so dass ein relativ niederohmiger Flüssigkeits-Widerstand RW zwischen
diesem Flüssigkeits-Füllstandssensors S1 und Schutzerde
PE vorliegt, so fließt
ein Rechteckimpulsstrom von der Rechtecksignalquelle RE über den ohmschen
Widerstand R1, die beiden Kondensatoren C4, C3, den als Wasserwiderstand
zu betrachtenden Flüssigkeits-Widerstand
RW und den Kondensator C2 des Netzfilters NF. Dabei bewirken die positiven
Impulsanteile der betreffenden Rechteckimpulse, dass am Widerstand
R1 eine solche Spannung abfällt,
dass an der Basis des Transistors Q1 ein niedrigeres Potential liegt
als an dessen Emitter. Bei ausreichend hoher Potentialdifferenz
zwischen Basis und Emitter gelangt der Transistor Q1 so in den leitenden
Zustand, und zwar mit der Folge, dass über dessen Emitter-Kollektor-Strecke
und die mit dem Kollektor des betreffenden Transistors Q1 in Reihe liegende
Schaltung aus der Diode D1 und dem erwähnten RC-Glied R2, C5 ein Stromfluss
erfolgt. Aufgrund dieses Stromflusses bildet sich am Kondensator
C5 des betreffenden RC-Gliedes eine Spannung aus. Diese Spannung
wird sodann mittels der Pegelbewertungsschaltung PB ausgewertet,
woraufhin diese an ihrem Ausgangsanschluss AU nunmehr ein Meldesignal
abgibt. Dieses Meldesignal kann, wie oben ausgeführt, dazu herangezogen werden,
den Flüssigkeitszulauf
in das Hausgerät
HG, dem die betreffende Schaltungsanordnung zugehörig ist,
stillzusetzen und/oder den Flüssigkeitsablauf
aus diesem Hausgerät
vorzunehmen. Es ist aber auch möglich, ergänzend dazu
oder unabhängig
davon ein optisches und/oder akustisches Meldesignal abzugeben, um
von einer Bedienperson entsprechende Schutzmaßnahmen treffen zu lassen.
-
In
der vorstehend betrachteten Schaltungsanordnung gemäß 3 dient
die Diode D1 dazu, dass sich der Kondensator C5 bei Auftreten der
negativen Impulsanteile des von der Rechtecksignalquelle RE abgegebenen
Rechtecksignals nicht über die
Kollektor-Basis-Strecke
des dann gesperrten Transistors Q1 und den ohmschen Widerstand R1 entladen
kann. Der ohmsche Widerstand R2, der relativ hochohmig ist, dient
zur langsamen Entladung des Kondensators C5, wenn der Flüssigkeits-Füllstandssensor
S1 den Kontakt mit der Flüssigkeit
verliert und damit der Transistor Q1 in den Sperrzustand überführt wird.
Damit wird die Schaltungsanordnung wieder in ihren Ausgangszustand
zurückgeführt.
-
Abschließend sei
noch angemerkt, dass die in 3 dargestellte
Detektorschaltung auch in anderer Weise realisiert sein kann. So
kann der Bipolar-Transistor Q1 beispielsweise durch einen Bipolar-Transistor
vom npn-Leitfähigkeitstyp
ersetzt sein. In diesem Fall sind die Polarität der Versorgungsgleichspannung
und die Polung der Diode D1 den geänderten Verhältnissen
entsprechend anzupassen. In jedem Fall wird der Halbleiter bzw.
Bipolar-Transistor wechselstrommäßig durch
die positiven oder negativen Impulsanteile lei tend gesteuert, die
sich aus den von der Rechtecksignalquelle RE abgegebenen Rechteckimpulsen
am gemeinsamen Verbindungspunkt des ohmschen Widerstands R1 und
der Kondensatoranordnung aus den Kondensatoren C3, C4 ergeben, wenn
der Flüssigkeits-Füllstandssensor
S1 eine Flüssigkeit
ermittelt hat und somit eine elektrisch leitende Verbindung über den
Flüssigkeits-Widerstand
RW hergestellt ist.
-
- A
- Abdeckteil
- AU
- Ausgangsanschluss
- BW
- Bodenwanne
- C1,
C2, C3, C4, C5
- Kondensatoren
- D1
- Diode
- EI
- Eingangsanschluss
- F1,
F2
- Aufstellfüße
- FR
- freigelegter
Bereich
- HG
- Hausgerät
- IS
- Isolierung
- LE
- Kontaktteil
- N
- Nullleiter
- N1
- Flüssigkeits-Füllstand
bzw. -Niveau/-Pegel
- N2
- Flüssigkeits-Füllstand
bzw. -Niveau/-Pegel
- NF
- Netzfilter
- P
- Phasenleiter
- PB
- Pegelbewertungsschaltung
- PE
- Schutzerde
- Q1
- Bipolar-Transistor
- R1,
R2, R3
- ohmsche
Widerstände
- RE
- Rechtecksignalquelle
- RW
- Flüssigkeits-Widerstand
- S1,
S2
- Flüssigkeits-Füllstandssensoren
- SP
- Spritzschutzvorrichtung
- SW
- Spülwanne
- T
- Tür
- V
- Verkleidungsteil
- V0
- Minuspol
der Versorgungsgleichspannungsquelle
- VCC
- Pluspol
der Versorgungsgleichspannungsquelle
- WE
- Wechselspannungsquelle
- WR
- Wannenrand