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Die Erfindung betrifft ein wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere eine Geschirrspülmaschine, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Im Hydraulikkreislauf einer Geschirrspülmaschine sind Sprüheinrichtungen, etwa im Spülbetrieb rotierende Sprüharme, vorgesehen, über die die im Hydraulikkreislauf umgewälzte Spülflüssigkeit das zu reinigende Spülgut mechanisch beaufschlagt.
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Aus der
DE 10 2006 007 327 A1 ist eine Geschirrspülmaschine bekannt, die einen solchen Sprüharm aufweist. Der Sprüharm kann am Spülbehälter-Boden unterhalb des unteren Geschirrkorbes drehbar gelagert sein. An seiner Oberseite weist der Sprüharm eine Vielzahl von Austrittsdüsen auf, durch die die Spülflüssigkeit mit einem Überdruck ausgestoßen wird. Die Leistung der ebenfalls im Hydraulikkreislauf vorgesehenen Umwälzpumpe ist so bemessen, dass sich ein Überdruck im Bereich von beispielhaft 200 mbar einstellen kann. Der Sprüharm ist üblicherweise aus einem formstabilen Kunststoff oder aus Metall hergestellt und weist eine entsprechend große Eigensteifigkeit auf. Die Austrittsdüsen sind in der
DE 10 2006 007 327 A1 materialeinheitlich und einstückig unmittelbar im Sprüharmmaterial ausgebildet.
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Während eines Spülbetriebes können sich an den Austrittsdüsen des Sprüharmes Verunreinigungen sammeln, die den Düsenquerschnitt zusetzen können. Die Austrittsdüsen der Sprüharme müssen daher in regelmäßigen Abständen manuell gereinigt werden, zum Beispiel mit Hilfe eines spitzen Gegenstandes (Zahnstocher oder dergleichen), mit dem der Düsenquerschnitt wieder freigelegt werden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere eine Geschirrspülmaschine, bereitzustellen, bei der die Reinigung der Sprüheinrichtung des Haushaltsgerätes vereinfacht ist.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 weist die Sprüheinrichtung zumindest eine Düse mit einem Strömungsquerschnitt auf, der bei einer Erhöhung des Überdruckes vergrößerbar ist. Die Erfindung ist insbesondere bei einem Sprüharm mit einer Vielzahl von Düsen von Nutzen. Solche Düsen können sich während des Spülbetriebes zumindest teilweise zusetzen. Die Erfindung beruht dabei auf dem Sachverhalt, dass sich bei teilweise verstopften Sprüharm-Düsen die Summe der Spülflüssigkeits-Austrittsflächen reduziert. In gleichem Maße erhöht sich der Überdruck, mit dem die Spülflüssigkeit aus den verbleibenden, noch offenen Austrittsdüsen austreten kann. Diese Erhöhung des Überdruckes führt erfindungsgemäß jeweils zu einer Ausweitung oder Aufweitung der Strömungsquerschnitte der Düsen. Durch die vergrößerten Strömungsquerschnitte der Düsen kann das, den Strömungsweg blockierende Material, wie z. B. Reiskörner, entweichen. Dadurch ergibt sich eine vorteilhafte Selbstreinigung der Sprüheinrichtung, so dass eine manuelle Reinigung durch den Benutzer wegfallen kann.
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Die oben genannte Selbstreinigung der Düsen erfolgt aufgrund sich zusetzender Düsen, wodurch der Überdruck ansteigt. Mit dem ansteigenden Überdruck erhöht sich auch der Strömungsquerschnitt der Düsen, wodurch das blockierende Material austreten kann. Alternativ und/oder zusätzlich dazu kann im Spülbetrieb zweckmäßigerweise eine spezielle Reinigungsbetriebsart vorgesehen werden, bei der die Umwälzpumpe mit einer zeitweilig erhöhten Drehzahl betrieben wird. Durch Erhöhung der Drehzahl kann der Überdruck zielgerichtet erhöht werden, wodurch sich eine zeitweilige Ausweitung der Strömungsquerschnitte der Düsen ergibt, die zu einer Ableitung von sich im Sprüharm gesammelten Verunreinigungen genutzt werden kann.
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Zur technischen Realisierung der erfindungsgemäßen Düse kann es von Vorteil sein, wenn die Sprüheinrichtung zweiteilig aus einem Düsenkörper und einem Grundkörper der Sprüheinrichtung ausgeführt ist. Der Düsenkörper kann in beliebiger Weise im Grundkörper der Sprüheinrichtung eingesetzt sein. Dabei kann der Grundkörper der Sprüheinrichtung, etwa des Sprüharmes, geometrisch identisch wie bereits bekannte Sprüharme ausgeführt sein. Der Düsenkörper kann dagegen im Vergleich zum vorzugsweise eigensteifen Grundkörper elastisch deformierbar ausgebildet sein, um die erfindungsgemäß erforderliche Vergrößerung des Strömungsquerschnittes zu realisieren. Verallgemeinert ausgedrückt weist der Düsenkörper der jeweiligen Düse vorteilhaft eine größere elastische Deformierbarkeit als der Grundkörper der Sprüheinrichtung auf. Anders ausgedrückt ist der Grundkörper zweckmäßigerweise eigensteifer als der Düsenkörper der jeweiligen Düse ausgebildet. Dadurch bleibt der Grundkörper insbesondere weitgehend formstabil, während der Düsenkörper der jeweiligen Düse aufgrund dessen Elastizität so variable deformierbar ist, dass bei Erhöhung des Überdrucks der Spülflüssigkeit sein Öffnungsquerschnitt vergrößerbar und bei Erniedrigung des Überdrucks sein Öffnungsquerschnitt entsprechend verkleinerbar ist. Der Düsenkörper kann insbesondere durch entsprechende geometrische Gestaltung elastisch deformierbar ausgeführt sein. Bevorzugt ist es jedoch, wenn der Düsenkörper aus einer Weichkomponente mit geringer Eigensteifigkeit hergestellt ist, während der Grundkörper aus einer Hartkomponente mit erhöhter Eigensteifigkeit hergestellt ist, um den Düsenkörper betriebssicher zu tragen. Der Düsenkörper und/oder der Grundkörper der Sprüheinrichtung können bevorzugt aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien. hergestellt sein, wie z. B. PP als Hartkomponente und TPE als Weichkomponente. In diesem Fall kann die Sprüheinrichtung in einem gemeinsamen Herstellungsschritt in einem an sich bekannten Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt werden.
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Die elastische Deformation der Düse kann insbesondere durch eine spezielle Düsen-Geometrie unterstützt werden. So kann die Düse eine Düsenmündung aufweisen, die in der Ausströmrichtung der Spülflüssigkeit mit einem lichten Übermaß vom Grundkörper der Sprüheinrichtung vorragt oder hervorsteht. Die frei überstehende Düsenmündung ist daher unabhängig vom starren Grundkörper frei deformierbar. Um eine einwandfreie Selbstreinigung im Sinne der Erfindung zu erzielen, ist insbesondere die Mündungsöffnung der Düse elastisch deformierbar ausgebildet. So ist es von Vorteil, wenn zumindest der Mündungsquerschnitt der Mündungsöffnung bei der Erhöhung des Überdruckes sich ausweitet oder aufweitet.
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Die Düsenmündung kann zusätzlich zweckmäßigerweise eine umlaufende Mantelwand aufweisen, die einen Düsenraum begrenzt. Die Mantelwand kann sich bis zur Mündungsöffnung trichterförmig verjüngen. Auf diese Weise wird auch der Düsenraum in Richtung auf die Mündungsöffnung konisch verjüngt, wodurch sich ein für das Spülergebnis vorteilhaftes Sprühbild der austretenden Spülflüssigkeit ergibt.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann sich die trichterförmige Mantelwand der Düsenmündung bei der Erhöhung des Überdruckes zweckmäßigerweise unter Vergrößerung des Mündungsquerschnittes vorzugsweise radial ausweiten. Um eine, insbesondere eine solche radiale, Ausweitung oder Aufweitung zu ermöglichen, stellt die trichterförmige Mantelwand zweckmäßigerweise auf ihrer, dem Düsenraum zugewandten Seite vorteilhafterweise eine Kraftangriffsfläche bereit, auf die die ausströmende Spülflüssigkeit mit einer, aus dem Überdruck resultierenden Druckkraft einwirkt. Die Druckkraft bewirkt wiederum die radiale Ausweitung der trichterförmigen Mantelwand.
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Der Durchmesser der Düse, insbesondere der Mündungsöffnung der Düse, kann im Ruhezustand vorzugsweise in einem Bereich von 3 mm liegen, während der sich im Spülbetrieb einstellende Überdruck zwischen dem Spülraum und dem Flüssigkeitsdruck in der Sprüheinrichtung in einem Bereich von 200 mbar liegen kann. Versuche haben gezeigt, dass bereits eine Durchmessererhöhung der Düse um etwa 0,5 mm zu dem erfindungsgemäß angestrebten Selbstreinigungseffekt führen.
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Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können dabei – außer z. B. in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
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Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
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1 in einem schematischen Blockschaltbild den Hydraulikkreislauf einer Geschirrspülmaschine;
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2 einen Sprüharm der Geschirrspülmaschine in Alleinstellung;
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3 in einer Schnittdarstellung entlang einer Schnittebene aus der 2 eine Düse des Sprüharms in einer Ruhelage; die nach dem erfindungsgemäßen Konstruktionsprinzip ausgebildet ist, sowie
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4 eine Ansicht entsprechend der 3, die die mit einem Partikel zugesetzte Düse zeigt.
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In den folgenden Figuren sind einander entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Dabei sind nur diejenigen Bestandteile einer Geschirrspülmaschine mit Bezugszeichen versehen und erläutert, welche für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Es versteht sich von selbst, dass die erfindungsgemäße Geschirrspülmaschine weitere Teile und Baugruppen umfassen kann.
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In der 1 ist grob schematisch eine Geschirrspülmaschine mit einem Spülbehälter 1 gezeigt, in dem nicht dargestelltes, zu reinigendes Spülgut in Geschirrkörben 3, 5 angeordnet werden kann. Im gezeigten Spülbehälter 1 sind in zwei unterschiedlichen Sprühebenen vorgesehene Sprüharme 7 angeordnet, über die das zu reinigende Spülgut mit Spülflüssigkeit beaufschlagt wird. Im Spülbehälterboden ist ein Pumpentopf 9 ausgebildet, in dem eine Frischwasserzulaufleitung 11 mündet. Der Pumpentopf 9 ist außerdem über eine Umwälzleitung 13 mit einer Umwälzpumpe 15 in Verbindung. Die Umwälzpumpe 15 fördert die Spülflüssigkeit über Zuleitungen 14 zu den Sprüharmen 7. Diese sind Bestandteile des Hydraulikkreislaufs der Geschirrspülmaschine.
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In der 2 ist der untere Sprüharm 7 in Alleinstellung gezeigt. Demzufolge weist der untere Sprüharm 7 einen hohlzylindrischen, zentralen Nabenabschnitt 16 auf. Dieser ist in einem vertikal nach oben ragenden Leitungsende der Zuleitung 14 drehbar gelagert. An der zwischen dem Nabenabschnitt 16 und der Zuleitung 14 gebildeten Anschlussstelle wird die Spülflüssigkeit im Spülbetrieb in einen in der 3 und 4 angedeuteten Strömungsraum 17 geleitet, der durch eine Kunststoff-Oberschale 18 sowie eine Kunststoff-Unterschale 19 begrenzt ist. In der Kunststoff-Oberschale 18 sind Düsen 20 vorgesehen, durch die die Spülflüssigkeit in Richtung auf das zu reinigende Spülgut ausgestoßen wird. Die den Strömungsraum 17 des Sprüharms 7 durchströmende Flüssigkeit weist einen Flüssigkeitsdruck PF auf, der in etwa um einen Differenzdruck Δp von 200 mbar größer ist als der Umgebungsdruck PU im Spülraum.
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In der 3 ist in einer vergrößerten Schnittdarstellung die Geometrie einer der Düsen 20 ersichtlich. Demzufolge weist die Düse 20 einen in der Gerätehochrichtung z rotationssymmetrischen, hohlen Düsenkörper 21 auf, der nicht materialeinheitlich und einstückig mit der oberen Halbschale 18 des Sprüharms 7 ausgebildet ist, sondern vielmehr als ein separates Bauteil in der oberen Halbschale 18 integriert ist. Die Halbschale 18 ist hierbei aus einer, einen Grundkörper bildenden Kunststoff-Hartkomponente mit erhöhter Eigensteifigkeit gefertigt, während der darin integrierte Düsenkörper 21 aus einer Kunststoff-Weichkomponente mit vergleichsweise geringer Eigensteifigkeit gefertigt ist.
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Wie aus der 3 weiter hervorgeht, weist der Düsenkörper 21 eine austrittsseitige Düsenmündung 22 auf, die mit einem freien Übermaß a die obere Halbschale 18 überragt. Die Geometrie von speziell der mit dem Übermaß a vorragenden bzw. nach oben abstehenden Düsenmündung 22 ist von besonderer Bedeutung, um den erfindungsgemäßen Selbstreinigungseffekt zu erreichen. So weist die Düsenmündung 22 eine, einen Düsenraum 23 begrenzende umlaufende Mantelwand 24 auf. Die Mantelwand 24 verjüngt sich in der Ausströmrichtung der Spülflüssigkeit trichterförmig bis zu einer stirnseitigen Mündungsöffnung 25 der Düse 20.
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Die Innenseite der trichterförmig verjüngten Mantelwand 24 bildet im Spülbetrieb eine Kraftangriffsfläche, auf die die ausströmende Spülflüssigkeit mit einer Druckkraft F wirkt. In der 3 und 4 ist die auf die Mantelwand 24 wirkende Druckkraft F angedeutet. Die Druckkraft F verhält sich proportional zu einem Überdruck Δp, der die Differenz des Flüssigkeitsdruckes PF und des Umgebungsdruckes PU ist.
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Da der Düsenkörper 21 aus einer elastisch deformierbaren Weichkomponente gebildet ist, ist die Düsenmündung 22 nicht starr, sondern unter Krafteinwirkung elastisch verformbar. So kann bei Erhöhung des Überdrucks Δp die auf die Kraftangriffsfläche der Mantelwand 24 wirkende Druckkraft F so erhöht werden, dass sich die trichterförmige Mantelwand 24 aufstellt beziehungsweise deren Konuswinkel erhöht wird. Dadurch weitet sich automatisch der Mündungsquerschnitt der stirnseitigen Mündungsöffnung 25 der Düse 20 automatisch aus.
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Gemäß einer ersten vorteilhaften Variante kann die Erhöhung des Überdruckes Δp durch eine Drehzahl-Erhöhung der im Hydraulikkreislauf geschalteten Umwälzpumpe 15 erreicht werden. Dadurch kann beispielsweise in vorgegebenen Zeitintervallen kurzzeitig der Flüssigkeitsdruck PF derart erhöht werden, dass durch Aufweitung der Mündungsöffnungen 25 der Düsen 20 Verunreinigungspartikel ausgestoßen werden, die ansonsten im Normalbetrieb die Düsen 20 zusetzen. Eine derartige Reinigungsbetriebsart mit erhöhter Umwälzpumpen-Drehzahl kann von der elektronischen Steuereinrichtung der Geschirrspülmaschine selbsttätig vorgegeben werden. Alternativ kann auch durch manuelle Betätigung eines Bedienelementes diese Reinigungsbetriebsart vom Nutzer aktiviert werden.
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Die oben genannte Selbstreinigung der Düsen 20 kann zusätzlich oder unabhängig von vorstehendem Selbstreinigungsmodus durch Erhöhung der Drehzahl auch erst bei sich zumindest teilweise zugesetzten Düsen 20 von selbst erfolgen. Dieser Sachverhalt ist in der 4 dargestellt, wonach ein Verunreinigungspartikel 27 die Mündungsöffnung 25 der Düse 20 verstopft. Bei sich zusetzenden Düsen 20 steigt der Flüssigkeitsdruck PF aufgrund der insgesamt reduzierten Düsen-Strömungsquerschnitte automatisch an. Proportional dazu erhöht sich wiederum die auf die Mantelwand 24 einwirkende Druckkraft F. Die trichterförmig zulaufende Mantelwand 24 kann sich daher gemäß der 4 in Pfeilrichtung radial nach außen ausweiten. Entsprechend kann sich auch die stirnseitige Mündungsöffnung 25 ausweiten, wodurch die Verunreinigung 27 aus der Düse 20 gespült wird.
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Der Durchmesser d der Düse 20 kann im Bereich der stirnseitigen Mündungsöffnung 25 bei im Ruhezustand bei vorzugsweise etwa 3 mm liegen. Die Düsenmündung 22 ist dabei mit Bezug auf die Materialstärke der Weichkomponente sowie mit Bezug auf die Düsengeometrie insbesondere derart ausgelegt, dass sich bei Erhöhung des Überdrucks Δp der Durchmesser d um etwa 0,5 mm vergrößern kann. Derart geringe Durchmesser-Vergrößerungen sind ausreichend, um die, die Düsen zusetzenden Verunreinigungen 27 auszuspülen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spülbehälter
- 3, 5
- Geschirrkörbe
- 7
- Sprüharme
- 9
- Pumpentopf
- 11
- Frischwasserzulaufleitung
- 13
- Umwälzleitung
- 14
- Zuleitungen
- 15
- Umwälzpumpe
- 16
- Nabenabschnitt
- 17
- Strömungsraum
- 18
- obere Halbschale
- 19
- untere Halbschale
- 20
- Düsen
- 21
- Düsenkörper
- 22
- Düsenmündung
- 23
- Düsenraum
- 24
- Mantelwand
- 25
- Mündungsöffnung
- 27
- Verunreinigungs-Partikel
- a
- freies Übermaß
- d
- Durchmesser
- pF
- Flüssigkeitsdruck
- pU
- Umgebungsdruck
- Δp
- Überdruck
- z
- Gerätehochrichtung
- F
- Druckkraft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006007327 A1 [0003, 0003]
