DE102016002124A1

DE102016002124A1 - Kühl- und/oder Gefriergerät

Info

Publication number: DE102016002124A1
Application number: DE102016002124.1A
Authority: DE
Inventors: Herbert Gerner
Original assignee: Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Current assignee: Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem gekühlten Innenraum, in dem sich zumindest ein Eiswürfelbereiter befindet, der wenigstens eine Schale zur Aufnahme von Wasser und des oder der daraus gebildeten Eiswürfel aufweist, wobei die Schale einen oder mehrere kapazitive Sensoren mit wenigstens zwei Elektroden aufweist, die derart angeordnet sind, dass die Kapazität des Sensors von der Füllhöhe des Wassers in der Schale und/oder von dem Durchfrierzustand des Wassers bzw. des oder der Eiswürfel in der Schale abhängig ist, wobei des Weiteren wenigstens eine Auswerteeinheit vorgesehen ist, der wenigstens ein Sensorsignal zugeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem gekühlten Innenraum, in dem sich zumindest ein Eiswürfelbereiter befindet, der wenigstens eine Schale zur Aufnahme von Wasser und des oder der daraus gebildeten Eiswürfel aufweist.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Füllung der Eiswürfelschale über eine verstellbare Zulaufzeit vorzunehmen, während der der Wasserzulauf geöffnet ist.
Mittels eines Temperatursensors wird ermittelt, ob sich tatsächlich eine gewisse Menge Wasser in der Schale befindet. Beim Befüllen der Schale mit Wasser erwärmt sich der Temperatursensor, so dass die Befüllung durch eine Temperaturänderung feststellbar ist.
Das Durchfrieren der Eiswürfel wird dadurch bestimmt, dass der Temperatursensor eine bestimmte Temperatur unterschritten hat und seit dem Einlassen des Wassers eine bestimmte Zeitspanne verstrichen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder Gefriergerät der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass eine möglichst effiziente Herstellung von Eiswürfeln ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach ist vorgesehen, dass die Schale einen oder mehrere kapazitive Sensoren mit wenigstens zwei Elektroden aufweist, die derart angeordnet sind, dass die Kapazität des Sensors von der Füllhöhe des Wassers in der Schale und/oder von dem Durchfrierzustand des Wassers bzw. des oder der Eiswürfel in der Schale abhängig ist, wobei des Weiteren wenigstens eine Auswerteeinheit vorgesehen ist, der wenigstens ein Sensorsignal des kapazitiven Sensors zugeführt wird.
Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, mittels einer kapazitiven Sensorik den Füllstand des Wassers in der Schale während des Wasserzulaufs und/oder den Gefrierzustand des Wassers in der Schale zu ermitteln und dadurch die Produktion der Eiswürfel zu optimieren. Es ist gemäß der Erfindung nicht erforderlich, eine festgelegte Zeitspanne nach dem Einlassen des Wassers zu definieren, nach deren Ablauf das Eis ausgeworfen wird. Vielmehr lässt sich durch die erfindungsgemäße Sensorik der Gefrierzustand und damit auch der Zeitpunkt der Fertigstellung der Eiswürfel ermitteln.
Denkbar ist es, dass die Elektroden an einer oder mehreren Außenseiten der Wandung(en) der wenigstens einen Schale angeordnet sind. Dadurch lässt sich durch die Messung der Kapazitätsänderung über die Zeit sowohl die Füllhöhe als auch der Fortschritt des Durchfriervorgangs der Eiswürfel messtechnisch ermitteln.
Auch ist es denkbar, dass die Elektroden auf einer oder mehreren Innenseite(n) der Wandung(en) bzw. im Inneren der Schale angeordnet sind. In diesem Fall haben beide Elektroden Kontakt zum Wasser bzw. zum Eis. Solange das Wasser nicht gefroren ist, besteht eine leitfähige Verbindung, die im Laufe des Durchfrierens des Wassers aufgrund der schlechteren Leitfähigkeit von Eis abnimmt.
In einer weiteren Ausgestaltung sind eine oder mehrere der Elektroden auf einen oder den mehreren Innenseite(n) der Wandung(en) der Schale bzw. im Inneren der Schale und eine oder mehrere der Elektroden auf der einen oder mehreren Außenseite der Wandung(en) der Schale angeordnet. Auch durch diese Anordnung lässt sich der Füllstand sowie auch der Durchfrierzustand ermitteln. Solange das Wasser noch flüssig ist und somit noch eine gewisse Leitfähigkeit besteht, bildet sich ein Kondensator im Wesentlichen an der Elektrode aus, die sich auf der Außenseite befindet. Das Dielektrikum bildet im nicht gefrorenen Zustand somit im Wesentlichen die Wandung der Schale.
Da die Leitfähigkeit im gefrorenen Zustand stark abnimmt, ändern sich die Kapazitätsverhältnisse, was entsprechend messbar ist.
Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit ausgebildet, den zeitlichen Verlauf des Sensorsignals auszuwerten, wobei die Auswerteeinheit des Weiteren derart ausgebildet ist, basierend auf dieser Auswertung den frühestmöglichen Auswerfzeitpunkt der Eiswürfel zu bestimmen. Da in diesem Fall das Durchfrieren, d. h. die Fertigstellung der Eiswürfel messtechnisch ermittelt wird, kann die produzierte Eismenge optimiert werden, da die tatsächlichen Umgebungsbedingungen des Eiswürfelbereiters im Gegensatz zu einer zeitgesteuerten Auslegung nicht berücksichtigt werden müssen.
Vorzugsweise findet keine Temperaturmesssung statt, d. h. vorzugsweise wird auf einen Temperaturfühler verzichtet, was eine entsprechende Vereinfachung darstellt.
Weiterhin kann wenigstens eine Kalibrierungseinheit vorhanden sein, die mit dem Sensor und/oder mit der Auswerteeinheit in Verbindung steht und die ausgebildet ist, den Sensor und/oder die Auswerteeinheit zu kalibrieren. Insbesondere nachdem der Auswurf der Eiswürfel erfolgt ist und die Schale somit leer ist, kann die Messtechnik kalibriert werden, um bei der nächsten Füllung von einem definierten Ausgangszustand auszugehen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Elektroden gegenüberliegend angeordnet.
Von der Erfindung ist jedoch auch der Fall umfasst, dass die Elektroden an zueinander benachbarten Wandungen der Eiswürfelschale angeordnet sind.
Die Elektroden können beispielsweise aus Metall, leitfähigem Kunststoff oder aus leitfähigem Schaumstoff ausgebildet sein oder eines oder mehrere dieser Materialien enthalten.
Die Elektroden bzw. die Sensoren können mechanisch an der Schale befestigt sein oder auch in diese integriert sein. In Betracht kommt beispielsweise ein Spritzgussteil, das die Wandung und die darin eingebettete Elektrode umfasst.
Vorzugsweise ist die Schale drehbar angeordnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist nicht nur eine einzige Schale vorgesehen, sondern eine Vielzahl von Schalen, die nebeneinander angeordnet sind, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Sind mehrere Schalen vorhanden, können eine, mehrere oder alle Schalen mit den erfindungsgemäßen Sensoren ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist die Gesamtheit der Schalen drehbar angeordnet.
Der oder die Sensoren können permanent oder nur in der Position der Eiswürfelschale kontaktiert sind, in der Eiswürfel gebildet werden.
In Betracht kommt beispielsweise eine Kontaktierung der Elektroden zur Ermittlung der Sensorsignale über ein oder mehrere Verbindungskabel oder beispielsweise über einen Hohlleiter im Drehpunkt der Schalen(n).
Da eine Kontaktierung der Elektroden nur in der waagrechten Position der Schale erforderlich ist, kann vorgesehen sein, dass diese nicht permanent, sondern nur oder auch in dieser Position kontaktiert werden, d. h. mit der Auswerteeineinheit in Verbindung stehen.
Dabei ist eine Kontaktierung über Kontaktflächen denkbar, die nur im waagrechten Zustand der Schale kontaktiert werden. Die Kontaktflächen können metallische Kontakte, leitfähigen Schaumstoff oder eine Kombination aus diesen Materialen aufweisen oder daraus bestehen.
Die Auswerteeinheit kann in die Schale integriert sein bzw. an der Schale angeordnet sein oder auch in den Eiswürfelbereiter integriert sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren eine Schale gemäß der Erfindung, d. h. eine Schale, die mit einem oder mehren der erfindungsgemäßen Sensoren ausgebildet ist.
An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass der Begriff „ein” oder „eine” nicht zwingend auf ein einziges der genannten Elemente verweist, sondern auch eine Mehrzahl der Elemente mit einschließt. Ebenso ist der Begriff „Eiswürfel” nicht auf eine bestimmte Form des gebildeten Eises beschränkt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine Eiswürfelschale mit möglichen Positionen zur Anordnung der Elektroden.
Die Eiswürfelschale 10 besteht aus einem Boden B und vier Wandungen, die jeweils über eine Außen- und eine Innenseite verfügen. Die Innenseite ist zu dem Aufnahmeraum 20 hin gewandt, der durch den Boden B und die Wandungen begrenzt wird.
Das Bezugszeichen A kennzeichnet die Außenseite der vorne dargestellten Wandung und das Bezugszeichen D kennzeichnet die Außenseite der hinten dargestellten Wandung. B1 und B2 kennzeichnen die Außenseiten der linken Wandung und C1 und C2 die Außenseiten der rechten Wandung, wobei die ersten Hälften B1 und C1 der Wandung D und die zweiten Hälften B2 und C2 der Wandung A zugewandt sind bzw. an diese angrenzen.
Besonders gute Messergebnisse werden erhalten, wenn die Elektroden in den Bereichen A und D aufgebracht werden bzw. wenn zwischen A und D die Kapazität und deren zeitlicher Verlauf gemessen wird.
Ebenfalls gute Messergebnisse ergeben sich bei der Messung an benachbarten Platten bzw. Elektroden, wie beispielsweise zwischen A und C1. Auch wäre es denkbar, B1 und C2 miteinander zu verbinden und gegen die Elektrode auf der Position A zu messen.
Die Elektroden sind vorzugsweise als Platten ausgebildet, die auf der Außen- oder Innenseite der Schale angeordnet sind. Auch eine Integration der Elektroden in die Wandung der Schale ist denkbar und von der Erfindung mit umfasst.
Vorzugsweise besteht die gesamte Eiswürfelschalenanordnung aus einer Mehrzahl von Schalen 10, die nebeneinander angeordnet sind. Die Eiswürfelschalenanordnung ist zum Auswerfen der fertigen Eiswürfel vorzugsweise um eine horizontale oder schräg stehende Achse drehbar.
Durch eine Kapazitätsmessung zu verschiedenen Zeitpunkten und die Auswertung der Messergebnisse lässt sich der Füllstand des Wassers sowie auch der Durchfrierzustand des Wassers ermitteln. Aufgrund dieses Vorgehens kann das Durchfrieren des Wassers und damit die Fertigstellung der Eiswürfel gemessen werden, ohne dass zwingend eine bestimmte Zeit seit dem Wasserzulauf abzuwarten ist.

Claims

Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem gekühlten Innenraum, in dem sich zumindest ein Eiswürfelbereiter befindet, der wenigstens eine Schale zur Aufnahme von Wasser und des oder der daraus gebildeten Eiswürfel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale einen oder mehrere kapazitive Sensoren mit wenigstens zwei Elektroden aufweist, die derart angeordnet sind, dass die Kapazität des Sensors von der Füllhöhe des Wassers in der Schale und/oder von dem Durchfrierzustand des Wassers bzw. des oder der Eiswürfel in der Schale abhängig ist, wobei des Weiteren wenigstens eine Auswerteeinheit vorgesehen ist, der wenigstens ein Sensorsignal zugeführt wird.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale wenigstens eine Innenseite zur Aufnahme des Wassers und der Eiswürfel und wenigstens eine Außenseite aufweist und dass die Elektroden an der Außenseite der Schale angeordnet sind.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale wenigstens eine Innenseite zur Aufnahme des Wassers und der Eiswürfel und wenigstens eine Außenseite aufweist und dass die Elektroden auf der Innenseite der Schale angeordnet sind.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale wenigstens eine Innenseite zur Aufnahme des Wassers und der Eiswürfel und wenigstens eine Außenseite aufweist und dass eine oder mehrere der Elektroden auf der Innenseite der Schale und eine oder mehrere der Elektroden auf der Außenseite der Schale angeordnet sind.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit ausgebildet ist, den zeitlichen Verlauf des Sensorsignals auszuwerten, wobei die Auswerteeinheit des Weiteren derart ausgebildet ist, basierend auf dieser Auswertung den frühestmöglichen Auswerfzeitpunkt der Eiswürfel zu bestimmen.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kalibrierungseinheit vorhanden ist, die mit dem Sensor und/oder mit der Auswerteeinheit in Verbindung steht und die ausgebildet ist, den Sensor und/oder die Auswerteeinheit zu kalibrieren.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden gegenüberliegend angeordnet sind und/oder dass die Elektroden an zueinander benachbarten Wandungen der Eiswürfelschale angeordnet sind.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden aus Metall, leitfähigem Kunststoff oder aus leitfähigem Schaumstoff ausgebildet sind oder eines oder mehrere dieser Materialien enthalten.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Sensoren permanent oder nur in der Position der Eiswürfelschale kontaktiert sind, in der Eiswürfel gebildet werden.
Schale eines Kühl- und/oder Gefriergerätes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.