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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Vakuumiergerätes, insbesondere einer Vakuumschublade, mit einer ölgeschmierten Vakuumpumpe zum Abpumpen von Luft aus einer Vakuumkammer. Ferner betrifft die Erfindung eine Vakuumschublade mit einer Steuerungslogik zur Ausführung des Verfahrens.
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Vakuumiergeräte umfassen eine Vakuumkammer, in die ein geeignetes Behältnis, beispielsweise in Form eines versiegelbaren Beutels, eingelegt wird. Innerhalb der Kammer erstreckt sich ein Schweißbalken, der in vertikaler Richtung höhenverstellbar ist. Das mit Lebensmitteln befüllte Behältnis wird in die Vakuumkammer eingelegt, diese im Anschluss über einen Deckel luftdicht verschlossen, um mittels einer Vakuumpumpe ein Kammervakuum zu erzeugen.
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Da der Schweißbalken zunächst in geöffneter Stellung positioniert ist, kann auch die Luft aus dem Behältnis abgesaugt werden. Im Anschluss wird der Schweißbalken höhenverstellt und der Beutel zwischen Schweißbalken und Gegenstelle eingeklemmt. Über die zugeführte Schweißenergie wird der Beutel versiegelt.
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Beim Vakuumieren beginnen Flüssigkeiten bereits bei Raumtemperatur zu sieden. Gerade Lebensmitteln enthalten einen hohen Wasseranteil, der während des Vakuumiervorgangs zumindest teilweise zum Sieden gebracht wird und verdampft. Der entstandene Wasserdampf wird von der Vakuumpumpe des Vakuumiergerätes angesaugt und gelangt bis in das Pumpengehäuse. Dort kommt es zur Emulsion des Wassers mit dem enthaltenen Schmiermittel, dass zur Abdichtung der Pumpe eingesetzt wird.
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Die Verunreinigung des Pumpenöls beeinträchtigt aufgrund der nachlassenden Dichtwirkung die Pumpenleistung und das gewünschte Endvakuum innerhalb der Vakuumkammer kann unter Umständen nicht mehr erreicht werden. Ein weiterer Seiteneffekt der Verunreinigung ist die Korrosionsgefahr für einzelne Pumpenelemente. Auch vor diesem Hintergrund sollte das Wasser innerhalb der Pumpe möglichst regelmäßig entfernt werden.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich damit, ein geeignetes Verfahren zur zuverlässigen Erkennung möglicher Verunreinigungen des Pumpenöls aufzuzeigen. Weiterhin soll nach geeigneten Gegenmaßnahmen zur Beseitigung des Wassers innerhalb der Pumpe gesucht werden.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der sich an den Hauptanspruch anschließenden abhängigen Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Betrieb eines Vakuumiergerätes vorgeschlagen, dass mit einer ölgeschmierten Vakuumpumpe zur Bereitstellung eines Vakuums innerhalb einer Vakuumkammer arbeitet. Das Verfahren sieht dabei vor, dass der Druck innerhalb der Vakuumkammer während des Vakuumiervorgangs erfasst und gegen eine Referenzvorgabe geprüft wird. Abweichungen zur Referenzvorgabe lassen auf ein Fehlverhalten der Vakuumierfunktion bzw. eine Verunreinigung des Pumpenöls schliessen.
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Während des Vakuumiervorgangs soll folglich geprüft bzw. überwacht werden, ob das gewünschte Druckniveau innerhalb der Vakuumkammer nach Abschluss des Vakuumiervorgangs erzielt wird oder ob dieses Druckniveau innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens erreicht wird. Abweichungen von internen Vorgaben sind ein Indikator dafür, dass das Pumpenöl verschmutzt ist und aufgrund der abnehmenden Dichtwirkung des Öls die Leistungsfähigkeit der Pumpe reduziert ist.
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Beispielsweise wird während des Vakuumiervorgangs eine Druckverlaufkurve über die Zeit erstellt und gegen passende Referenzvorgaben verglichen. Denkbar ist der Vergleich gegen eine Referenzkurve oder ein vergleich bestimmter Kurvenpunkte gegen entsprechende Referenzwerte zu vordefinierten Zeitpunkten. Abweichungen müssen vorzugsweise einen bestimmten Toleranzbereich übersteigen um einen Rückschluss auf ein Fehlverhalten treffen zu können. Abweichungen des Kurvenverlaufs von einer Referenzkurve dienen als Indikator für eine reduzierte Leistungsfähigkeit der Pumpe. Möglich ist es ebenfalls, die Anzahl der Abweichungen über die Zeit zu zählen und erst bei Überschreitung eines Grenzwertes ein Fehlverhalten zu folgern. Möglich ist es ebenfalls, die Steigung des Kurvenverlaufs zu untersuchen und bei Abweichungen von einer Mindeststeigung auf ein mögliches Fehlverhalten zu schließen.
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Ausreichend kann es ebenfalls sein, dass lediglich der erzielte Endwert des Druckniveaus innerhalb der Vakuumkammer als Indikator für ein Fehlverhalten dient. Beispielsweise wird untersucht, ob nach einer gewissen Zeit ein bestimmtes Druckniveau erreicht wird oder nicht.
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Auch nach Erkennung eines Fehlverhaltens ist es oftmals nicht angebracht, sofort eine Fehlfunktion des Gerätes anzunehmen. In diesem Fall ist es zweckmäßig, einen internen Zähler vorzusehen, der das Auftreten erkannter Fehlverhalten während mehrerer Vakuumierprozesse zählt und erst bei Erreichen eines definierten Zählerstandes eine Fehlfunktion des Gerätes annimmt.
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Eine erkannte Fehlfunktion und/oder ein erkanntes Fehlverhalten kann dem Bediener durch visuelle und/oder akustische Darstellung am Gerät angezeigt werden. Die Darstellung setzt den Bediener nicht nur in Kenntnis über die Fehlfunktion/Fehlverhalten, sondern kann den Bediener zudem zur Einleitung von geeigneten Gegenmaßnahmen auffordern. Beispielsweise kann durch Benutzereingabe ein Trockenlauf in Gang gesetzt werden, um das in der Pumpe enthaltene Wasser durch einen Dauerlauf der Pumpe auszutrocknen. Der Dauerlauf bringt die Pumpe auf ein gewisses Temperaturniveau, das zur Verdunstung des im Öl enthaltenen Wassers führt.
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Der Trockenlauf könnte zudem auch automatisch ohne vorherige Bestätigung durch den Bediener ausgelöst werden.
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Die visuelle und/oder akustische Darstellung erlaubt nicht nur die Anzeige eines Fehlverhaltens/Fehlfunktion, sondern kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante auch die Dringlichkeit für die Ausführung eines Trockenlaufs anzeigen. Die Dringlichkeit kann beispielsweise in Abhängigkeit des Zählerstandes, der Anzahl an Abweichungen oder anhand des Abweichungsgrades zwischen Messwert und Referenzwert(en) bestimmt werden. Die Häufigkeit des Auftretens von Abweichungen und/oder erkannten Fehlverhalten bestimmt die Dringlichkeit eines Trockenlaufs. Zudem kann der zeitliche Abstand zu einem vorangegangenen Trockenlauf bzw. zum letzten erkannten Fehlverhalten bedeutend für die Definition der Dringlichkeit sein, denn der zeitliche Abstand erhöht die Korrosionswahrscheinlichkeit.
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Für die Ausführung des Trockenlaufs bieten sich unterschiedliche Vorgehensweisen an. Beispielsweise kann der Trockenlauf über ein festgelegtes oder auch variabel konfigurierbares Zeitintervall ausgeführt werden. Für die Einstellung des Zeitintervalls kann beispielsweise auf die erfasste Druckkurve und/oder auf den internen Zählerstand, die Anzahl an Abweichungen, etc. zurückgegriffen werden. Beispielsweise kann bei größeren Abweichungen der Druckkurve von Referenzwerten ein längerer Trockenlauf eingestellt werden, da die höheren Abweichungen bzw. der höhere Zählerstand ein Indikator für die Menge des innerhalb der Pumpe vorhandenen Wassers sein kann.
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Denkbar ist es ebenfalls, den Trockenlauf zu regeln, beispielsweise wird dieser solange ausgeführt, bis ein vordefiniertes Mindestdruckniveau innerhalb der Vakuumkammer erreicht wird. Denkbar ist es ebenfalls, dieses zu erreichende Mindestdruckniveau während des Trockenlaufs variabel zu konfigurieren.
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Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung zudem eine Vakuumschublade mit einer Vakuumkammer und einer ölgeschmierten Vakuumpumpe zum Vakuumieren der Vakuumkammer. Ferner ist eine Steuerung mit einer Logik vorgesehen, wobei die Logik zur Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
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Die Vakuumschublade umfasst folglich eine geeignete Sensorik zur Erfassung des Drucks innerhalb der Vakuumkammer. Weiterhin sind optional Mittel zur akustischen und/oder visuellen Ausgabe einer erkannten Fehlfunktion vorgesehen. Daneben sind etwaige Eingabemittel zur bedienerseitigen Auslösung eines Trockenlaufs der Vakuumkammer an zugänglicher Stelle des Gerätes angeordnet. Denkbar ist es ebenfalls, dass Ausgabe- sowie Eingabemittel auf ein- und dasselbe Mittel fallen, beispielsweise in Form ein oder mehrere Druckelemente, die ebenfalls Leuchtmittel zur visuellen oder akustischen Ausgabe umfassen.
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Die Vakuumschublade ist zweckmäßigerweise zum Einbau innerhalb eines Möbelstückes geeignet. Die Abmessung der Vakuumschublade entspricht damit etwaigen Normvorgaben für die Dimensionierung eines derartigen Möbelstückes, insbesondere dient die Vakuumschublade zum Einbau in eine Küchenschublade.
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Zuletzt betrifft die Erfindung ein Möbelstück mit eingebauter Vakuumschublade gemäß der vorliegenden Erfindung. Sowohl das Möbelstück als auch die Vakuumschublade zeichnen sich folglich durch dieselben Vorteile und Eigenschaften aus, wie sie bereits voranstehend anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht wurden. Auf eine wiederholende Beschreibung wird aus diesem Grund verzichtet.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
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1a, 1b: zwei isometrische Darstellungen der erfindungsgemäße Vakuumschublade,
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2: eine Diagrammdarstellung zum Vergleich von Soll- und Istkurve während des Vakuumierens,
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3: eine Diagrammdarstellung des Druckverlaufs bei einem ersten Trockenlauf und
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4 eine Diagrammdarstellung des Druckverlaufs bei einem weiteren Trockenlauf.
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Die zwei 1a, 1b zeigen isometrische Darstellungen der erfindungsgemäßen Vakuumschublade. Die Darstellung der 1a zeigt die ausgefahrene Schublade für den regulären Vakuumierbetrieb. In 1b ist die Schublade zu Wartungszwecken noch ein Stück weiterausgefahren, um einen Blick auf die Vakuumpumpe 30 zu ermöglichen. Die Schublade eignet sich für den Einsatz in einem Küchenmöbel, da sie sich durch eine Einbauhöhe von ca. 140 mm auszeichnet und demnach dem Normmaß von Einbauküchen entspricht.
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Die Vakuumschublade umfasst einen Schubladenauszug 10, der in einem Schubladenkorpus 12 über seitliche Führungsschienen längsverschieblich geführt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Frontabdeckung 11 grifflos, der Schubladenauszug ist als Push-Pull-Einrichtung zum Öffnen und Schließen konstruiert. Innerhalb des Schubladenauszuges ist eine Vakuumkammer 20 gelagert, die mit einer Vakuumpumpe 30 der Vakuumschublade strömungstechnisch gekoppelt ist, um die Luft aus der verschlossenen Vakuumkammer 20 abzupumpen. Die Vakuumkammer 20 kann über den schwenkbar an der Kammer 20 montierten Deckel 21 luftdicht verschlossen werden. Der Deckel 21 selbst kann aus Designgründen aus Glas gefertigt sein.
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Für das Versiegeln eines eingelegten Beutels dient ein Schweißbalken 22, der sich im Kammerinneren in Auszugsrichtung der Schublade erstreckt. Ein mit Lebensmitteln befüllter Beutel wird zum Vakuumieren in die Kammer 20 eingelegt und der Deckel 21 luftdicht verschlossen. Nach dem Auspumpen der Kammer 20 mittels der in 1 b sichtbaren Vakuumpumpe 30 kann der Beutel mittels des Schweißbalkens 22 versiegelt werden. Dazu wird die zu versiegelnde Beutelöffnung auf dem Schweißbalken 22 abgelegt, der diesen nach dem Vakuumieren gegen eine Andruckstelle drückt und durch Hitzeeinwirkung versiegelt. Der Balken 22 kann entweder an einen am Deckel 21 befestigten Gegendruckbalken 23 oder gegen eine alternative Anpressfläche gepresst werden.
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Die Vakuumpumpe 30 sitzt hinter der Kammer 20 am hinteren Teil des Schubladenauszuges 10. Die Vakuumpumpe 30 ist mit der Vakuumkammer 20 strömungstechnisch gekoppelt und pumpt zur Vakuumerzeugung die Luft aus der Kammer 20 ab. Aufgrund der bodenseitigen Montage der Vakuumpumpe 30 an dem Schubladenauszug 11 wird diese beim Ausfahren des Schubladenauszuges 11 zwar mit der Kammer 20 mitbewegt, verbleibt jedoch bei reguläre Ausfahrposition des Schubladenauszug 11 im Korpus 12 (siehe 1a). Zu Wartungszwecken kann der Auszug 11 ein Stück weiter ausgezogen werden, um den Zugang zur Vakuumpumpe 30 zu ermöglichen.
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Die Vakuumierpumpe 30 ist als ölgeschmierte Drehschiebervakuumpumpe ausgestaltet. Wünschenswert ist es für dieses Modell der Vakuumpumpe 30, dass auf Kundenseite möglichst kein Ölwechsel notwendig ist. Da in der Regel durch die Vakuumierschublade Lebensmittel innerhalb eines Beutels vakuumiert werden, kann es aufgrund des Wasseranteils der Lebensmittel zu einer erhöhten Menge an Wasserdampf während des Vakuumiervorgangs kommen. Der Wasserdampf wird durch die Saugleistung in die Saugkammer der Vakuumpumpe gesaugt, was zu einer Vermischung des angesaugten Wassers mit dem im Ölbad der Vakuumpumpe 30 enthaltenen Öl führt.
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Die resultierende Emulsion beeinträchtigt die Pumpenleistung und das gewünschte Endvakuum für das Vakuumieren kann nicht mehr erreicht werden bzw. nicht innerhalb des gewünschten Zeitintervalls erreicht werden. Weiterhin fördert das innerhalb der Emulsion enthaltene Wasser die Korrosion etwaiger Pumpenkomponenten und muss bereits aus diesem Grund regelmäßig aus der Pumpenmechanik entfernt werden.
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Als Indikator für die Leistung der Pumpe 30 wird während des Vakuumiervorgangs folglich durch eine Steuerungsroutine der Vakuumschublade eine Druckverlaufskurve erstellt. Dazu hat die Vakuumschublade einen internen Drucksensor in der Kammer 20 und der gemessene Druckverlauf wird über die Zeit eines Vakuumiervorgangs durch eine interne Steuerungssoftware der Schublade ausgewertet.
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Mögliche Druckverlaufskurven sind in der 2 dargestellt. Auf der x-Achse ist die während des Vakuumiervorgangs vergangene Zeit aufgetragen, während auf der y-Achse das erzielte Druckniveau innerhalb der Vakuumkammer 20 eingetragen ist. Ist nun innerhalb der Vakuumkammer 20 Wasser enthalten, führt dies zu einer Verunreinigung des Öls innerhalb der Vakuumpumpe 30. In Konsequenz kommt es zu einer Beeinträchtigung der Pumpenleistung und die während des Vakuumiervorgangs erfasste Druckverlaufskurve ändert sich. In der 2 ist eine Gegenüberstellung einzelner Druckverlaufskurven ersichtlich. Die Kurve a kennzeichnet die gewünschte Sollkurve, die bei regulärer Pumpenleistung erreicht werden sollte. Die Kurve b kennzeichnet eine gemessene Druckverlaufskurve ohne Verunreinigung des Pumpenöls. Die Kurve b liegt unterhalb der Sollkurve a, d. h. die erzielte Pumpenleistung ist besser als die Mindestleistung gemäß der Sollkurve a. Das Zieldruckniveau wird ca. nach 64s erreicht.
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Ein Beispiel für den Druckverlauf bei einer mit Wasser verunreinigten Pumpe 30 ist durch die Kurven c, d dargestellt. Die Kurven spiegeln unterschiedliche Messergebnisse für einen identischen Verunreinigungsgrad des Öls mit selbiger Wassermenge wieder, die Wassertemperatur der Kurve c ist jedoch höher als die Wassertemperatur der Kurve d. Erkennbar ist, dass die Druckabnahme innerhalb der Vakuumkammer 20 deutlich träger gegenüber der Referenzkurve a bzw. der Kurve b ohne Wasser verläuft, was auf eine verminderte Leistungsfähigkeit der Vakuumpumpe 30 hindeutet. Zudem ist auch das nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer erzielte Druckniveau höher gegenüber dem erreichten Druckniveau der Sollkurve a bzw. der regulären Kurve b, vielmehr wird das gewünschte Endvakuum erst gar nicht erreicht.
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Über die Software der Schubladensteuerung kann nun erkannt werden, ob der gemessene Druckverlauf b, c, d oberhalb oder unterhalb der Sollkurve a liegt oder nicht. Wenn die gemessene Kurve b, c, d außerhalb der Referenzkurve a liegt, wird zum einen ein Warnsymbol am Schubladenkorpus angezeigt und zum anderen intern über die Software ein Zähler gesetzt. Beispielsweise kann ab zehn Abweichungen der gemessenen Ist-Kurve b, c, d gegenüber der Soll-Kurve a, d. h. bei einem Zählerstand von zehn, ein Trockenlauf durch die Software empfohlen werden. Dies wird über das Bedienteil der Vakuumschublade, so zum Beispiel über gelbe und rote Trocknungssymbole, angezeigt. Selbstverständlich kommen auch abweichende Zählerstände in Frage, die Erfindung soll auf keinen bestimmten Zählerstand beschränkt sein.
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Nach manueller Bestätigung der Symbole über die Bedientaste kann das Wasser durch einen nachfolgenden Dauerlauf (Trockenlauf) der Pumpe unter Vakuum aus dem Öl herausgetrocknet werden. Die Pumpe läuft dabei solange bis ein Enddruck von zum Beispiel 10 mbar erreicht wird oder die Pumpe zum Beispiel maximal 20 Minuten im Dauerlauf arbeitet. Die genauen Trockenlaufbedingungen sind unter Umständen abhängig vom eingesetzten Pumpenmodell bzw. der Dimensionierung der Vakuumschublade. Nach dem Abkühlen der Pumpe 30 ist das Öl wieder soweit trocken und das Wasser aus dem Ölbad der Pumpe 30 herausgetrocknet. Die 3, 4 zeigen Druckverlaufskurven während eines ersten (3) und eines zweiten Trockenlaufs (4) der Vakuumpumpe 30.
