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Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät, insbesondere eine Geschirrspülmaschine oder Waschmaschine, mit zumindest einer Heizung zur Erwärmung einer im Betrieb zirkulierbaren Flüssigkeit zur Beaufschlagung von Spül- und/oder Waschgut nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es ist bekannt, in wasserführenden Haushaltsgeräten Flüssigkeit zu erhitzen, um diese – beispielsweise mit Wasch- oder Spülmittel versetzt – zur Beaufschlagung von Spül- oder Waschgut einzusetzen.
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Durch teilweise hohen Kalkgehalt im zur Verfügung stehenden Leitungswasser laufen derartige Geräte Gefahr, schnell im Innern von wasserführenden Bereichen Kalkschichten anzusetzen, die sowohl den Querschnitt verengen als auch einen Wärmeübertrag auf die Flüssigkeit gefährden und damit auch zu lokalen Überhitzungen einer Heizung führen können. Des weiteren können sich aus den Kalkschichten Brocken lösen und strömungsabwärts querschnittskleinere Bereiche, wie etwa Austrittsdüsen, verstopfen.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, hier eine Verbesserung zu schaffen.
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Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Haushaltsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Vorteile und Merkmale sowie Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 angegeben, deren Merkmale jeweils einzeln oder in Kombination untereinander verwirklicht sein können.
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Mit der Erfindung ist dadurch, dass in zumindest einem Programmschritt die Flüssigkeit im Nahbereich einer Heizung auf eine Temperatur oberhalb ihrer Siedetemperatur bringbar ist, eine effektive Entkalkung erreicht. Einerseits findet dabei eine Blasenbildung in der Flüssigkeit statt, die ein großes Potential zur Beeinflussung randseitig anhanftender Kalkpartikel hat. Andererseits ist das Temperaturausdehnungsverhalten von Kalk und einer außen liegenden Stahl- oder Keramikwandung unterschiedlich, so dass es zu einer Relativbewegung zwischen den genannten Komponenten kommt und das Abplatzen von Kalk von einer anliegenden Wandung gefördert wird.
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Wenn dabei die Flüssigkeit im Nahbereich der Heizung, also zum Beispiel in randnahen Bereichen eines umgebenden Rohrs, mehrere Sekunden lang oberhalb ihrer Siedetemperatur gehalten wird, ergibt sich eine zuverlässige Entkalkung, bei der auch bereits entstandene Schichten gelöst werden können.
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Insbesondere ist das Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb der Siedetemperatur mehrere Male hintereinander durchführbar, um eine hohe Effektivität der Entkalkung zu erreichen. Untersuchungen mit einem Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb der Siedetemperatur zumindest fünf Male hintereinander haben zu sehr guten Ergebnissen geführt. Ein schneller Wechsel zwischen einem sehr guten und einem kurzfristig sehr schlechten Wärmeabtrag durch die Flüssigkeit kann effektiv Abplatzungen eines eventuell gebildeten Belags bewirken.
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Günstig ist in dem Programmschritt zum Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb der Siedetemperatur ein periodischer Ablauf von hohen Temperaturen oberhalb der Siedetemperatur und von Temperaturen unterhalb der Siedetemperatur vorgesehen, um dadurch einerseits die genannte hohe Effektivität des Abbaus von Verkalkungen zu erreichen und andererseits Überhitzungen vorzubeugen.
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Sofern die Erhitzung auf eine Temperatur oberhalb der Siedetemperatur ohne Erfordernis einer Sensorik in einer Programmsteuerung des Haushaltsgeräts hinterlegt ist, ergibt sich eine große konstruktive Einfachheit. Ein Regelkreis mit gewonnenen Eingangsdaten muss nicht aufgebaut werden.
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Wenn die Flüssigkeit im Bereich der Heizung einen Kanal durchläuft, kann die Heizung sämtliche Kanalwände umgreifen, so dass eine gleichmäßige Erhitzung über den gesamten Kanal erreicht ist. Insbesondere kann dabei der Kanal umlaufend geschlossen sein und so ermöglichen, dass beim Sieden der Flüssigkeit alle Wandungen des Kanals bearbeitet werden und dennoch kein Wasser verlorengeht.
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So kann der Kanal einen Rohrabschnitt ausbilden, etwa aus hitzebeständigem Stahl oder Keramik, der außenseitig mit einer Flächenheizung belegt ist. Die Verwendung einer Dünnschichtheizung erleichtert dabei auch die Zusammenfassung von Heizung und Pumpe zu einer integrierten Heizpumpe. Derartige Heizpumpen sind ohnehin in vielen Maschinen montiert und benötigen für die erfindungsgemäße Ausbildung keine Umbaumaßnahmen.
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Die Pumpe kann sowohl eine reine Umwälzpumpe als auch eine in das Haushaltsgerät einfördernde Pumpe sein.
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Um das Sieden der Flüssigkeit zu erreichen, können beispielsweise alle Ausgänge einer der Heizpumpe nachgeschalteten Wasserweiche offen stehen und/oder die Heizpumpe unter hoher Drehzahl Luft mit ansaugen, so dass durch den hohen Luftanteil ein Unterdruck mit Blasenbildung am Kanalrand entsteht.
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Alternativ kann zum Sieden der Flüssigkeit alle Ausgänge einer der Heizpumpe nachgeschalteten Wasserweiche geschlossen sein und die Heizpumpe bei stehendem Wasser betrieben werden, wodurch die Wärmeabfuhr minimiert ist und sich das Wasser in den Grenzschichten zur Heizung stark aufheizt.
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Zusätzlich oder alternativ kann Heizpumpe mit sehr wenig Wasser betrieben werden, um ein Sieden in den Grenzschichten zur Heizung zu erreichen, etwa in einer Abpumpphase.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen des Gegenstandes der Erfindung.
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In der Zeichnung zeigt:
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1 eine beispielhaftes Haushaltsgerät, hier eine Geschirrspülmaschine, in schematischer, teilweise aufgeschnittener Ansicht mit einer Umwälz- und/oder Absaugpumpeinheit,
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2 eine beispielhafte Pumpe in montierter Stellung ihrer Teile in schematischer Seitenansicht,
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3 eine perspektivische Ansicht eines von einer Flächenheizung umgebenen Rohrabschnitts,
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4 einen Schnitt durch das von einer Heizung umgebenen Rohrabschnitt nach 3.
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Elemente mit der gleichen Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das in 1 schematisch dargestellte Haushaltsgerät 1 bildet hier beispielhaft eine Geschirrspülmaschine aus. Es kommen auch andere wasserführende Haushaltsgeräte für eine erfindungsgemäße Ausbildung in Betracht, so etwa auch Waschmaschinen oder Kaffeevollautomaten.
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Die hier schematisch dargestellte Geschirrspülmaschine 1 ist eine Haushaltsgeschirrspülmaschine und weist einen Spülbehälter 2 zur Aufnahme von zu bearbeitendem Spülgut wie Geschirr, Töpfen, Bestecken, Gläsern, Kochutensilien u. ä. auf. Der Spülbehälter 2 kann einen zumindest im Wesentlichen rechteckigen Grundriss mit einer in Betriebsstellung einem Benutzer zugewandten Vorderseite V aufweisen.
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Der Spülbehälter 2 kann ganz oder teilweise (je nach Einbausituation) von einem Gehäuse 4 umgeben sein und ist zu seiner Be- und Entladung an seiner dem Benutzer zugewandten Vorderseite V von einer beweglichen Tür 3 verschließbar. Diese Tür 3 ist in 1 in geschlossener Stellung gezeigt und beispielsweise um eine untere Horizontalachse 3a in Richtung des Pfeils 3d aufschwenkbar. Auch eine andere, vom Schwenken abweichende Öffnungsbewegung ist möglich.
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Das Spülgut ist in zumindest einem Spülkorb 4 halterbar; hier sind im Spülbehälter 2 genau zwei Geschirrkörbe 4, 5 übereinander vorgesehen. Die Anzahl an Spülkörben 4, 5 kann je nach Ausmaß und Art der Geschirrspülmaschine 1 variieren. Auch eine sog. Besteckschublade kann zusätzlich vorgesehen sein. Diese Geschirrkörbe 4, 5 sind über Sprüheinrichtungen 6, 7, zum Beispiel über in radialer Richtung lang erstreckte, jeweils um ein Zentrum rotierbare Sprüharme und/oder über einzelne Düsen mit Frischwasser FW und/oder mit umlaufendem Wasser, das mit Reinigungsmittel versetzt sein kann, sog. Spülflotte S, beaufschlagbar.
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Des Weiteren können die Spülkörbe 4, 5 beispielsweise auf Rollen 10 nach vorne verlagerbar sein, um so eine Zugriffstellung für den Benutzer zu erreichen, in der dieser die Spülkörbe 4, 5 bequem be- und entladen kann. Als Bahnen für die Rollen 10 sind seitliche Schienen im Spülbehälter 2 vorgesehen. Zudem können an den jeweils in Richtung zur Vorderseite V weisenden Randebenen der Spülkörbe 4, 5 Zug- und Schubgriffe zur Vereinfachung des Ein- und Ausschiebens der Spülkörbe 4, 5 vorgesehen sein.
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Das Frischwasser FW und/oder die umlaufende und mit Reinigungsmittel und/oder Klarspüler oder anderen Mitteln und/oder Verschmutzungen aus dem Spülgut versetzte Spülflotte S läuft nach seiner oder ihrer Verteilung im Spülbehälter 2 und auf das Spülgut nach unten hin über eine im Bodenbereich 8 des Spülbehälters 2 angeordnete Siebeinheit 11 zu einer dieser nachgeordneten umwälzende Pumpeinheit 12, von der es hier beispielhaft über zumindest eine in 1 nur schematisch dargestellte Heizung 13 wieder zu einem Verteiler 14, etwa einer Wasserweiche, und von dort aus zu den genannten Sprüheinrichtungen 6, 7 geleitet wird. Zum Abpumpen wird die Flüssigkeit aus dem Spülbehälter hingegen über eine Pumpeinheit 9 als Abwasser AW aus der Maschine 1 geleitet.
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Die Pumpeinheiten 9, 12 können auch kombiniert miteinander sein, so dass dann nur eine Pumpeinheit insgesamt vorhanden ist, die sowohl den Flüssigkeitsumlauf als auch das Abpumpen der Flüssigkeit bewirken kann.
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Ebenso kann insbesondere eine umwälzende Pumpe 12 eine integrierte Heizpumpe 15 ausbilden, wobei die Heizung 13 dann einen integrierten Bestandteil 23 dieser Heizpumpe Pumpe 15 bildet, wie dies in den weiteren Figuren dargestellt ist. Diese Anordnung ist jedoch nicht zwingend.
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Die zumindest eine flüssigkeitsfördernde Heizpumpe 15 umfasst zumindest zwei axial aufeinanderfolgende Gehäuseteile 16, 17, wie etwa in 2 zu erkennen ist. Das Teil 17 ist ein Pumpengehäuseteil und kann einen Leitungsabschnitt umfassen, während das gegenüberliegende Teil 16 ein Motorgehäuseteil bildet.
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Die hier gezeigte Pumpe 12 umfasst zudem weitere Baugruppen, insbesondere einen Rotor 18, hier als Flügelrad ausgebildet, einen Stator 19, ein Spaltrohr 20 einen insbesondere rundsymmetrischen (3, 4), umlaufend geschlossenen Rohrabschnitt 21 zur Flüssigkeitsleitung und die darauf außen angeordnete integrierte Heizung 23, die beispielsweise als Dünnschicht- oder Dickschichtheizung ausgebildet sein kann. Hier ist eine Dünnschichtheizung mit mäandrierenden Leiterbahnen dargestellt.
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Der Rotor 18 ist von einer zentralen Antriebswelle 22 angetrieben, die in ihrem Endbereich Nass gelagert ist. Die Antriebswelle 22 ist durch einen Elektromotor rotierbar, der Rotor 18 ist in zu fördernder und im Betrieb zirkulierender Flüssigkeit wie Spülflotte oder Wasser gelagert. Der Stator 19 steht hingegen außen im Trockenraum.
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Die gemäß der Zeichnung in die Pumpe 15 integrierte Heizung 23 kann in zumindest einem Programmschritt des Reinigungsablaufs des Haushaltsgeräts 1 die Flüssigkeit in der – integrierten oder nicht integrierten – Heizung 23 bzw. 13 in den äußeren, der Heizung 23 bzw. 13 zugewandten Schichten auf eine Temperatur oberhalb ihrer Siedetemperatur bringen.
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Dies muss nicht exakt eine Temperatur von 100°C bedeuten, sondern je nach Druckverhältnissen in diesem Programmschritt kann die benötigte Temperatur auch leicht darüber oder darunter liegen. In jedem Fall liegt sie mehr als zwanzig Grad oberhalb der bisher maximalen Betriebstemperatur von ca. 75°C.
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Hierfür sind Programmschritte fest in einer Steuerung des Haushaltsgeräts implementiert. Wahlweise kann auch ein Benutzer auswählen, ob der jeweilige Wasch- oder Spülgang mit oder ohne Entkalkungsprozedur durchgeführt werden soll. Auch ist es möglich, dass die jeweilige Entkalkungsprozedur nur in Intervallen, d.h. von Zeit zu Zeit durchgeführt wird, d.h. nach der Ausführung einer bestimmten Anzahl von flüssigkeitsführenden Teilspülgängen oder Spülgängen wird eine Entkalkungsprozedur eingefügt. So kann beispielsweise automatisch nur jeder 10. oder 20. (oder ...) Spülgang von dem Gerät 1 mit der Entkalkungsprozedur durchgeführt werden.
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Zur Steuerung dieser Entkalkungsprozedur ist es erforderlich, dass durch die Heizung 13, 23 Flüssigkeit in den Grenzschichten zur Heizung 13, 23 kurzzeitig zum Sieden gebracht wird. Hierfür können beispielsweise alle Ausgänge der der Heizpumpe 15 nachgeschalteten Wasserweiche 14 kurzzeitig offen stehen, wodurch ein hohes Flüssigkeitsvolumen abgegeben wird. Dabei kann die Heizpumpe unter hoher Drehzahl betrieben werden und aus dem Pumpentopf Luft mit ansaugen. Bei gleichzeitig eingeschalteter Heizung 23 erhitzt daher der Inhalt, der den Rohrabschnitt 21 durchströmt, weit mehr als ansonsten bei eingeschalteter Heizung 23.
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Alternativ können zum Sieden der Flüssigkeit im Nahbereich zur Heizung 13, 23 alle Ausgänge der der Heizpumpe 15 nachgeschalteten Wasserweiche 14 geschlossen werden und die Heizpumpe 15 dann bei (zumindest nahezu) stehendem Wasser betrieben werden. Die in die Flüssigkeit eingeleitete Wärmeenergie wird dann kaum abgeführt, sondern heizt diese weiter und weiter auf, bis es zum kurzzeitigen Sieden kommt, ehe die Heizung abgeschaltet oder die Wasserweiche 14 kurz geöffnet wird.
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Auch kann zum Sieden der Flüssigkeit die Heizpumpe 15 mit sehr wenig Wasser betrieben werden, zum Beispiel indem gleichzeitig Wasser aus dem Gerät 1 abgepumpt wird. Auch hier erhitzt die mit enthaltener Luft dann im Rohrabschnitt 21 sehr schnell, es kommt zum Sieden der noch enthaltenen Flüssigkeit.
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Das Rohr 21 ist beispielsweise aus Stahl oder einer Keramik gebildet. Bei diesem Sieden dehnt sich das – hier vollständig umlaufende – Rohr 21 anders aus als daran eventuell innenseitig festgelegter Kalk 24, wie in 4 durch die Ausdehnungs- oder Kontraktionspfeile 25 angedeutet ist. Dadurch kommt es zu Rißbildung und Abplatzen des Kalks, und Wasser kann hinter die Kalkschicht 24 eindringen, um beim nächsten Heizschritt den Kalk durch Dampfbildung „abzusprengen“.
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Insbesondere wird die Flüssigkeit (Spülflotte S) mehrere Sekunden lang oberhalb ihrer Siedetemperatur gehalten, um ein hinreichendes Aufheizen auch des umgebenden Rohrs 21 zu ermöglichen. Insbesondere wenn sich bereits eine Kalkschicht 24 gebildet hatte, erhöht es die Effektivität, wenn das Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb der Siedetemperatur mehrere Male hintereinander durchgeführt wird, da, wie oben beschrieben, hinter die Kalkschicht 24 eingedrungenes Wasser dann beim nächsten Erhitzen in die Gasphase übergehen und sich dabei ausdehnen und so Kalk absprengen kann.
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Hier findet das Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb der Siedetemperatur zumindest fünf Male hintereinander statt, insbesondere ist im Programm ein Ablauf mit zehn Temperaturzyklen hinterlegt.
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Bei diesen Temperaturzyklen wird die Flüssigkeit im Rohrabschnitt 21 periodisch jeweils alternierend auf eine Temperatur oberhalb der Siedetemperatur erhitzt (zum Beispiel typisch 5 bis 8 Sekunden lang) und nachfolgend auf eine Temperatur unterhalb der Siedetemperatur abgekühlt, ehe die nächste Temperaturanhebung erfolgt. Damit wird auch ein zu hoher Wärmeübertrag auf die außen liegende Heizung 13, 23 oder auf strömungsabwärts liegende Teile vermieden.
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Der Programmablauf mit Erhitzung auf eine Temperatur oberhalb der Siedetemperatur und anschließendem Absenken ist hier ohne Erfordernis einer Sensorik in einer Programmsteuerung des Haushaltsgeräts hinterlegt. Der Ablauf benötigt daher weder Sensoren noch Signalkabel und keine Rückmeldung des Systems. Ein aufwendiger Regelkreis ist entbehrlich.
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Es ist allerdings möglich, dass an der Heizung 23 ohnehin zwei zueinander beabstandete Temperatursensoren vorgesehen sind, deren Differenztemperatur ermittelbar ist. Dann können diese Daten auch zum Aufbau eines Regelkreises genutzt werden, ohne einen konstruktiven Mehraufwand zu haben. Das Vorhandensein eines Regelkreises ist daher nicht ausgeschlossen.
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Grundsätzlich kann die Erfindung auch an einem topfartigen Bereich der Wasserführung durchgeführt werden. Für die Wasserbewegung und den Kalkabtrag besonders günstig durchläuft jedoch die Flüssigkeit im Bereich der Heizung 13, 23 einen Kanal, der insbesondere zur Vermeidung von Wasserverlusten, etwa durch Spritzwasser oder Dampf, umlaufend zu dem hier dargestellten Rohrabschnitt 21 geschlossen ist. In dem Rohrabschnitt 21 tritt zumindest während des Siedens turbulente Strömung auf.
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Wie oben bereits beschrieben, bildet der Kanal gemäß der Zeichnung einen Rohrabschnitt 21 ausbildet, der außenseitig mit einer Flächenheizung 13, 23 belegt ist.
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Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung eine erheblich längere Lebensdauer des Haushaltsgeräts 1, da in vielen Fällen eine Verkalkung des wasserführenden Systems zu so hohen Reparaturkosten führen würde, dass eine Neuanschaffung erwogen wird.
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Gleichzeitig kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante nach der Durchführung der jeweiligen Entkalkungsprozedur die Drehzahl der Umwälzpumpe gegenüber dem Drehzahl-Einstellwert abgesenkt werden, mit der die Umwälzpumpe während der zeitlich vorausgehenden Entkalkungsprozedur betrieben wird. Dadurch lässt sich eine Verringerung der Schaumbildung und ein ruhigerer Lauf des Geräts 1 herbeiführen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Haushaltsgerät,
- 2
- Spülbehälter,
- 3
- Tür,
- 3a
- Schwenkachse,
- 3d
- Schwenkrichtung,
- 4
- Spülkorb,
- 5
- Spülkorb,
- 6
- Sprüheinrichtung,
- 7
- Sprüheinrichtung,
- 8
- Bodenbereich,
- 9
- herausfördernde Pumpeinheit,
- 10
- Rollen,
- 11
- Siebeinrichtung,
- 12
- umwälzende Pumpe,
- 13
- Heizung,
- 14
- Verteiler,
- 15
- Heizpumpe,
- 16
- Gehäuseteil,
- 17
- Gehäuseteil,
- 18
- Rotor,
- 19
- Stator,
- 20
- Spaltrohr,
- 21
- Rohrabschnitt,
- 22
- Antriebswelle,
- 23
- integrierte Heizung,
- 24
- Kalkschicht,
- 25
- thermische Ausdehnungs- oder Kontraktionsrichtung,
- V
- Vorderseite,
- S
- Spülflotte
