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Die
Erfindung betrifft ein Kältegerät mit einem
Kühlraum
und einem darin angeordneten Eisbereiter nach dem Oberbegriff von
Anspruch 1 und ein Verfahren zum Überwachen des ordnungsgemäßen Zulaufs
von Wasser in den Eisbereitungsbehälter nach dem Oberbegriff von
Anspruch 9.
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Es
ist bekannt, im Kühlraum
von Kältegeräten Eisbereiter
anzuordnen. Hierbei kommen zum einen Eisbereiter zum Einsatz, die
mit Wasser gefüllt und
von Außen
gekühlt
werden, wobei das Wasser von Außen
nach Innen gefriert und dabei schließlich einen Eiswürfel ergibt.
Ferner gibt es so genannte Klareisbereiter, bei denen eine Mehrzahl
von Kühlfingern
in einen mit Wasser gefüllten
Behälter
eintaucht. Durch Zirkulation eines Kältemittels im Inneren der Eisfinger
werden diese so abgekühlt,
dass an den in das Wasser eintauchenden Kühlfingern eine Eisschicht wächst. Sobald
die Eisschicht an den Kühlfingern
eine gebrauchsfertige Größe erreicht
hat, wird sie von den Kühlfingern
gelöst.
Ein derartiger Klareisbereiter ist in der
DE 103 36 834 A1 beschrieben. Derartige
Eisbereiter werden im Allgemeinen im Kühlfach einer Kühl-Gefrier-Kombination
eingebaut.
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Es
gibt diese Art von Eisbereitern in einer Vielzahl von Ausführungsformen.
Dazu gehören
vollautomatische Ausführungen,
die an eine Frischwasserleitung angeschlossen werden und die das
nach der Eisbereitung im Behälter
zurückbleibende
Wasser selbständig
in die Abwasserleitung pumpen. Der Vorteil dieser Eisbereiter liegt
in der einfachen Anwendung, indem sozusagen auf Knopfdruck Klareis produziert
wird. Diese Art der Ausführung
setzt jedoch voraus, dass an dem Ort, an dem das Kältegerät aufgestellt
werden soll, eine Zu- und
Abwasserleitung vorhanden ist.
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Um
unabhängig
vom Wasseranschluss zu sein, wurden auch Eisbereiter für Kältegeräte entwickelt,
welche mit einem Frischwassertank ausgestattet sind, der das für die Eisbereitung
notwendige Wasser zur Verfügung
stellt.
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Bei
derartigen Eisbereitern kann es zu Funktionsstörungen kommen, die ein weiteres
zuverlässiges
Bereiten von Klareis beeinträchtigen
oder unmöglich
machen können.
Wenn beispielsweise der Frischwassertank leer ist oder die Zuleitung
vom Frischwassertank zum Eisbereiter nicht mehr durchgängig ist,
und das Eisbereitungssystem weiter arbeitet, kann es im besten Fall
zur Produktion von unvollkommenem Klareis, im schlimmsten Fall aber auch
zu Folgedefekten im Eisbereitungssystem kommen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Störungen bzw.
deren negative Auswirkungen auf das Eisbereitersystem möglichst
bereits im Vorfeld zu verhindern.
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Gelöst wird
die Aufgabe gemäß der Erfindung
durch ein Kältegerät mit einem
Eisbereiter mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Überwachen
des ordnungsgemäßen Zulaufs von
Wasser in den Eisbereitungsbehälter
mit den Merkmalen von Anspruch 9.
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Erfindungsgemäß wird ein
Sensor zur Ermittlung des Füllzustandes
für die
Eisbereitungsschale bereit gestellt. Anhand dieses Sensors wird
die Wassermenge ermittelt, welche aktuell für die Bereitung des Eises zur
Verfügung
steht. Dieser Sensor ist mit einer Steuerung des Eisbereiters und/oder
einer Anzeige verbunden, so dass im Falle einer zu geringen Wassermenge
in der Eisbereitungsschale automatisch eine Reaktion erfolgt und/oder
der Benutzer zum Eingegriffen veranlasst werden kann. Um Defekte
der Wasserversorgung im Eisbereiter sofort zu erkennen und umgehend
handeln zu können,
wird erfindungsgemäß ein Kontrollmechanismus
an der Stelle integriert, an der sich ein möglicher Defekt, unabhängig von
seinem Entstehungsort, immer negativ auswirkt. Die Defektursachen
können
nämlich
verschieden sein. So kann z. B. ein leerer Frischwassertank, eine
unterbrochene Zulaufleitung oder ein schlecht angeflanschter Frischwassertank
die Ursache einer unzulänglichen
Wasserversorgung sein. Um diese diversen Defektquellen alle durch
einen einzigen Mechanismus überwachen
zu können
erfolgt die Kontrolle also nicht an der Seite, an der ein möglicher
Defekt verursacht wird, da hier mehrere Systeme zu überwachen
wären,
sondern es wird in besonders effizienter Form nur ein Kontrollmechanismus
eingesetzt und zwar an genau der Stelle, an der sich diverse mögliche Defekte
auswirken. Hiermit können
verschiedene mögliche
Probleme mittels eines einzigen Kontrollmechanismus überwacht
und Hilfemaßnahmen
sofort eingeleitet werden. Insbesondere kann ein an dieser Stelle
eingesetzter Füllstandssensor
aber auch noch Zusatzfunktionen erfüllen. So kann er zusätzlich einen Überlaufschutz
für den
Eisbereitungsbehälter
bereitstellen, so dass ein weiterer Sensor eingespart werden kann.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
steht der in Eisbereitungsbehälter
angeordnete Füllstandssensor
mit einem Zeitgeber in Verbindung, so dass die ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit
des Eisbereiters bereits vor einem Defektausfall kontrolliert und damit
besonders zuverlässig überprüft werden
kann. Es ist davon auszugehen, dass der für die Eisbereitung notwendige
Füllstand
im regulären
Betrieb nach einer bestimmten vorgegebenen Laufzeit einer Wasserpumpe
oder eines sonstigen Wasserzuführsystems
erreicht sein muss. Ist diese Zeit überschritten, der Füllstand
aber nicht erreicht, obwohl weiter Wasser nachläuft, so ist dies ein Hinweis
darauf, dass das notwendige Wasser zwar zur Verfügung steht aber am Zulaufsystem
etwas nicht in Ordnung ist. Wird der Füllstand jedoch auch nach Ablauf
einer weiteren Zeitspanne nicht erreicht sondern verharrt der Wasserpegel
statt dessen auf seinem niedrigen Niveau so ist davon auszugehen,
dass der Wasserzulauf vollständig
unterbrochen oder der Wassertank leer ist. Steht der Füllstandsdetektor
also in Verbindung mit einem Zeitgeber, so ist es möglich definierte
Bedingungen zu schaffen und nach einer bestimmten Füllstandszeit
eine zuverlässige
Aussage über
eine mögliche
Fehlerursache zu treffen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Füllstandssensor
so ausgebildet, dass er das Erreichen eines bestimmten Niveaus anzeigt.
In einer sehr einfachen Ausführungsform
eines Kältegerätes ist
es ausreichend, wenn der Füllstandssensor genau das
Niveau anzeigt, welches für
eine ordnungsgemäße Eisbereitung
erreicht werden muss. Ein solcher Sensor kann sehr einfach und damit
kostengünstig sein.
Vorteilhafter kann es jedoch auch in diesem Fall sein, wenn der
Sensor wenigstens zwei bestimmte Niveaus anzeigen kann. In diesem
Fall kann nämlich das
für die
Eisproduktion notwendig zu erreichende Niveau angezeigt werden und
auch ein dieses überschreitendes
Niveau, welches das Erreichen der Kapazitätsgrenze des Eisbereitungsbehälters anzeigt und
damit eine Überlaufsicherung
darstellen kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Füllstandsensor
als kontinuierlicher Sensor ausgebildet. In diesem Fall kann der
gesamte Füllprozess
genau überwacht
werden und insbesondere in Verbindung mit dem Zeitgeber Rückschluss auf
mögliche
Defektursachen getroffen werden. Eine derartige Ausführungsform
empfiehlt sich für
ein Kältegerät, das umfangreichere
Steuermechanismen aufweist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist ein Schwimmer als Füllstandsensor
vorgesehen. Dieser kann je nach dem ob er mit einem Schalter oder
einem Wegaufnehmer gekoppelt ist, besonders einfach sowohl als kontinuierlicher
als auch als Grenzsensor genutzt werden. Hierdurch ist es möglich, eine
prinzipielle Ausführungsform
eines Eisbereiters für
unterschiedliche Kühlschranktypen
zu konstruieren, welche mit nur geringen Änderungen an unterschiedliche
Gütestandards
von Kältegerättypen angepasst
werden kann. Wird der Schwimmer als kontinuierlicher Sensor verwendet,
so lässt
sich der entsprechende Eisbereiter gut in einer Luxusausführung eines
Kältegeräts verwenden,
bei der aufwändige Steuermechanismen
vorhanden sind und eine mögliche
Information über
Fehlerursachen entsprechend für
die Steuerung von Eisbereiter oder gar gesamtem Kältegerät genutzt
werden kann. Wird der Eisbereiter dagegen in ein einfaches kostengünstiges
Kältegerät eingebaut,
so kann der Schwimmer mit einem Schalter gekoppelt werden welcher
beispielsweise bei Erreichen eines einzigen vorgesehenen Niveaus gleichzeitig
den Wasserzulauf abschaltet und die Eisbereitung in Gang setzt,
wenn dieses Niveau nicht erreicht wird aber entsprechende Maßnahmen
einleitet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Sensor als
optischer Sensor beispielsweise in Form eines Lichtleiters ausgebildet.
Auch hier ist es prinzipiell möglich
sowohl wenige Niveaus zu überwachen
als auch über
die Überwachung
vieler Niveaus eine nahezu kontinuierliche Überwachung vorzusehen, je nach
dem wie der Sensor ausgebildet ist. Derartige Sensoren sind dem
Fachmann hinreichend bekannt. Insbesondere ist der Vorteil dieser
Sensoren aber, dass sie weniger störungsanfällig sind und auch eventuell
in dem Kühlgerät auftretenden
starken Temperaturschwankungen gegenüber tolerant sind.
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Ein
weiterer möglicher
Füllstandsensor,
der sich insbesondere für
die Verwendung als kontinuierlicher Sensor hervorragend anbietet
ist ein Füllstandsensor,
der mittels zweier Elektroden eine kapazitive Messung der Füllhöhe vornimmt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist der Füllstandsensor
an den Hauptschalter des Eisbereiters angeschlossen, so dass er
veranlassen kann, dass der Eisbereiter bei Unterschreiten des notwendigen
Niveaus abgeschaltet oder in einen Stand-By-Modus überführt wird.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren
für den
Eisbereiter wird also in einer bevorzugten Ausführungsform nach einer für den Wasserzulauf vorgesehenen
Zulaufzeit ermittelt, ob der aktuelle Füllstand dem für die Bereitung
des Eises notwendigen Füllstand
der Eisbereitungsschale entspricht und bei Nichterreichen desselben
ein Fehlermechanismus in Gang gesetzt. Wie bereits vorher erläutert kann
dabei entweder der tatsächliche
Füllstand
ermittelt und zur Ableitung einer detaillierteren Fehleranalyse
genutzt oder einfach das Erreichen eines bestimmten Niveaus überprüft werden.
Beim Abweichen des Füllstands
von der gewünschten
Sollgröße kann
je nach gewünschter
Ausführungsform
des Kältegeräts entweder
eine Meldung für
die Bedienperson an einer Anzeige angezeigt werden, so dass diese
selbsttätig
den Eisbereiter ausschaltet, eventuell notwendiges Wasser nachfüllt oder
eine Kontrolle des Geräts
vornimmt oder in einem automatisch betriebenen Gerät kann der
Eisbereiter automatisch in der Annahme einer Fehlfunktion abgeschaltet
oder in einen Stand-By-Modus überführt werden.
Handelt es sich um ein vollautomatisches Gerät, welches an eine Wasserleitung
angeschlossen ist, so wäre
es sogar möglich,
bei einer ausführlichen
Analyse anhand eines Vergleichs von Zulaufzeit und zugeführter Wassermenge
darauf zu schließen,
dass das Zulaufsystem an sich in Ordnung, aber das Wasser abgeschaltet
ist und automatisch eine Einschaltung des Wasserzulaufs in Gang
zu setzen.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im
Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das anhand
der Zeichnung eingehend erläutert
wird.
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Es
zeigen:
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1 schematisch
ein Kältegerät mit Kühlfach,
Eisbereiter und Frischwasserbehälter
und
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2 eine
Schemazeichnung des Frischwasserbehälters und des Eisbereiters.
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1 zeigt
ein Kältegerät 1 mit
geöffneter Tür 2 und
einem Innenraum 3. Der Innenraum 3 teilt sich
in einen Kühlraum 4 und
ein Gefrierfach 5 auf. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist
an dem Gefrierfach 5 keine Verschlussklappe dargestellt.
Der Kühlraum 4 wird
in der Regel durch mindestens einen in der Höhe verstellbaren Fachboden 6 unterteilt.
In dem Kühlraum 4 befindet
sich ein Eisbereiter 7.
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Der
Eisbereiter 7 gliedert sich in ein Technikmodul 8,
eine Eisschale 9 und einen Frischwasserbehälter 10.
In einer weiteren Ausführungsform
kann sich der Frischwasserbehälter 10 auch
außerhalb des
gekühlten
Innenraums 3 befinden. Die Funktionsweise des Eisbereiters 7 wird
anhand von 2 näher erläutert.
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2 zeigt
schematisch den Eisbereiter 8, d. h. einen Teil des Technikmoduls 8 desselben
sowie dessen Eisschale 9 und den Frischwasserbehälter 10.
Der Frischwasserbehälter 10 ist
mit Trinkwasser 11 gefüllt,
das dem Frischwasserbehälter 10 über eine
Frischwasserleitung 12 zugeführt wird. Ein Füllstandsschalter 13 und
ein Frischwasserventil 14 sind mit einer Eisbereiter-Steuerung 19 verbunden.
Wenn ein gewisser Pegelstand im Frischwasserbehälter 10 erreicht oder
unterschritten wird, wird das Frischwasserventil 14 aufgrund
der durch den Füllstandsschalter 13 übermittelten
Informationen folgerichtig geschalten. Bei diesem Kältegerät 1 sollte
also der Frischwasserbehälter 10 mit
einem Wasserzulauf verbunden sein, so dass im Bedarffall automatisch Wasser
für die
Klareisbereitung nachgefüllt
werden kann.
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Der
Frischwasserbehälter 10 kann
außerdem
bei Bedarf über
eine Abwasserleitung 15 vollständig entleert werden. Hierzu
wird das Abwasserventil 16 betätigt. Dieses Abwasserventil 16 ist
ebenfalls mit der Eisbereiter-Steuerung 19 verbunden.
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Für die Eisbereitung
wird das Trinkwasser 11 mittels einer Pumpe 20 über die
Verbindungsleitung 21 in die Eisbereiterschale 22 des
Eisbereiters 8 gefördert.
Die Pumpe 20 wird durch die Eisbereiter-Steuerung 19 gesteuert.
In der Eisbereiterschale 22 befinden sich Eisfinger 23,
die bevorzugt eine Temperatur von –2°C bis –6°C aufweisen, und in das Trinkwasser 11 getaucht
sind. An den Eisfingern 23 blidet sich das Klareis, welches
sobald es eine ausreichende Größe angenommen
hat, durch Erhitzen der Eisfinger 23 von diesen gelöst wird.
Hierbei werden die klaren Eiswürfel 23 nach
ihrer Bereitung in der Eisschale 9 abgelegt und stehen
zur Entnahme bereit.
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Um
mögliche
Defekte der Wasserversorgung zu erkennen, ist an der Eisbereiterschale 22 ein
weiterer Füllstandssensor 25 vorgesehen,
welcher die zur Eisbereitung notwendige Füllhöhe in der Eisbereitungsschale 22 detektiert.
Dieser ist ebenfalls mit der Eisbereiter-Steuerung 19 verbunden.
In der Eisbereiter-Steuerung 19 ist die, für eine ausreichende Füllung der
Eisbereiterschale 22 notwendige Laufzeit der Pumpe 20 abgelegt.
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Soll
eine neue Portion Klareis 24 produziert werden, so muss
nach Abschluss der vorherigen Produktion erst einmal Frischwasser
aus dem Frischwassertank 10 nachgefüllt werden. Hierzu überprüft die Eisbereiter-Steuerung 19 erst
einmal den Füllstand
des Frischwassertanks 10 anhand des Sensors 13.
Anschließend
schaltet sie die Pumpe 20 ein, so dass entsprechend der
vorgegebenen Pumpenlaufzeit Wasser nachgefüllt wird. Sobald die Pumpenlaufzeit
abgelaufen ist, schaltet die Eisbereiter-Steuerung 19 die
Pumpe 20 ab und überprüft anhand
des Sensors 25, ob der für die Eisproduktion notwendige Wasserstand
in der Eisbereitungsschale 22 erreicht wurde. Ist dies
der Fall, so wird die Eisproduktion in Gang gesetzt. Ist dies nicht
der Fall, so schaltet die Eisbereiter-Steuerung 19 die
Pumpe erneut an und lässt
sie noch einmal eine vorgegebene Zeitspanne lang nachlaufen. Nach
Ablauf dieser Zeitspanne wird die Pumpe 20 erneut abgeschaltet
und die Füllstand am
Sensor 25 überprüft. Ist
dieser nunmehr auf dem vorgesehenen Niveau, so gibt die Eisbereiter-Steuerung 19 eine
Warnmeldung aus, die auf eine mögliche
Verstopfung an der Wasserzuleitung oder einen Pumpenfehler hindeutet,
setzt aber anschließend
die Eisproduktion in Gang. Ist nach Verstreichen dieser Zeit der
notwenige Füllstand
immer noch nicht erreicht, so überprüft die Eisbereiter-Steuerung 19 erneut
die Füllstandsanzeige 13.
Ist die Füllhöhe des Frischwassertanks 10 zu
gering, so veranlasst die Eisbereiter-Steuerung 19 dessen
Nachfüllung.
Ist dagegen diese Füllhöhe ausreichend,
so wird eine Warnung ausgegeben, die auf einen schweren Defekt im Wasserzulaufsystem
hindeutet.
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- 1
- Kältegerät
- 2
- Tür
- 3
- Innenraum
- 4
- Kühlraum
- 5
- Gefrierfach
- 6
- Fachboden
- 7
- Eisbereiter
- 8
- Technikmodul
- 9
- Eisschale
- 10
- Frischwasserbehälter
- 11
- Trinkwasser
- 12
- Frischwasserleitung
- 13
- Füllstandsschalter
- 14
- Frischwasserventil
- 15
- Abwasserleitung
- 16
- Abwasserventil
- 19
- Eisbereiter-Steuerung
- 20
- Pumpe
- 21
- Verbindungsleitung
- 22
- Eisbereiterschale
- 23
- Kältefinger
- 24
- Eiswürfel
- 25
- Füllstandssensor