DE102016123409A1

DE102016123409A1 - Pumpe, insbesondere für ein wasserführendes Haushaltsgerät wie insbesondere eine Waschmaschine

Info

Publication number: DE102016123409A1
Application number: DE102016123409.5A
Authority: DE
Inventors: Günther Esch; Thomas Lochner; Klaus Schaefer-van den Boom
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2016-12-05
Filing date: 2016-12-05
Publication date: 2018-06-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpe (1), insbesondere für ein wasserführendes Haushaltsgerät wie insbesondere eine Waschmaschine, mit einer Antriebseinheit (2), insbesondere mit einem Elektromotor (21), und mit einer Heizeinheit (3) mit wenigstens einem Heizelement (33), insbesondere einem elektrischen Heizelement (33), wobei die Antriebseinheit (2) ausgebildet ist, ein Fluid durch die Pumpe (1) hindurch zu fördern, und wobei das Heizelement (33) ausgebildet ist, das Fluid während der Förderung durch die Pumpe (1) hindurch zu erwärmen. Die Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinheit (3) ausgebildet ist, eine Temperatur des Heizelements (33) zu erfassen

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe für ein fluidführendes, insbesondere wasserführendes Haushaltsgerät gemäß dem Patentanspruch 1 sowie ein wasserführendes Haushaltsgerät mit einer derartigen Pumpe gemäß dem Patentanspruch 15.
Zu dem technischen Gebiet der Haushaltsgeräte gehören die Waschautomaten, auch Waschmaschinen genannt. Eine Waschmaschine weist üblicherweise einen Laugenbehälter auf, in dem eine Wäschetrommel um eine Rotationsachse drehbar angeordnet ist. Die Wäschetrommel kann durch eine Öffnung der Waschmaschine, welche über eine Tür verschließbar ist, von außen mit Wäsche befüllt werden.
Ist die Tür geschlossen und wurde ein automatisches Waschprogramm gestartet, so wird der Laugenbehälter teilweise mit Wasser, welches mit einem Waschmittel versetzt ist, befüllt und die Wäschetrommel in Rotation versetzt, so dass das Wasser die Wäsche reinigen kann. Das Wasser nimmt dabei die Verschmutzung aus der Wäsche auf und kann diese mit sich aus dem Laugenbehälter abführen. Dies kann mittels einer Pumpe erfolgen, welche üblicherweise unterhalb der tiefsten Stelle des Laugenbehälters angeordnet ist, um das Wasser, welches sich an dieser Stelle sammeln kann, aus dem Laugenbehälter abführen zu können. Hierdurch kann erreicht werden, dass das Wasser möglichst vollständig aus dem Laugenbehälter abgeführt werden kann. Ferner kann das abgepumpte Wasser mittels der Pumpe als sog. Umflutungssystem erneut, insbesondere von oben, in den Laugenbehälter zurückgefördert werden, um die reinigende Wirkung zu verstärken bzw. den hierfür erforderlichen Wasserverbrauch zu reduzieren.
Üblicherweise wird das Wasser innerhalb der Waschmaschine erwärmt, um die reinigende Wirkung auf die verschmutze Wäsche zu erhöhen. Dies geschieht durch ein Heizelement, welches üblicherweise innerhalb des Laugenbehälters an dessen tiefster Stelle angeordnet ist, damit auch bei geringem Füllstand des Wassers innerhalb des Laugenbehälters das Heizelement innerhalb des Wassers angeordnet ist und dieses erwärmen kann. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, falls der Waschvorgang mit einer möglichst geringen Wassermenge durchgeführt werden soll, um den Wasserverbrauch gering zu halten.
Die EP 2 428 608 A1 beschreibt in Verfahren zum Betreiben einer Pumpe für eine Umfluteinrichtung oder Ablaufeinrichtung in einem wasserführenden Haushaltsgerät wie in einer Waschmaschine oder in einem Geschirrspüler mit einem Behandlungsbehälter zur Aufnahme von Waschflüssigkeit zum Behandeln von Behandlungsgut innerhalb des Behandlungsbehälters. Die Waschflüssigkeit kann mittels der Pumpe zum einen über eine Umfluteinrichtung von oben dem Behandlungsbehälter erneut zugeführt oder mittels der Pumpe über eine Ablaufeinrichtung aus dem wasserführenden Haushaltsgerät abgefördert werden. Innerhalb des Behandlungsbehälters ist an dessen unterster Stelle ein Heizelement angeordnet, um das Wasser innerhalb des Behandlungsbehälters zu erwärmen. Die Pumpe ist außerhalb des Behandlungsbehälters und unterhalb des Heizelements angeordnet. Zur Verbesserung des Behandlungsablaufs im wasserführenden Haushaltsgerät kann eine bedarfsgerechte Förderleistung der Pumpe dadurch erreicht werden, dass die Förderleistung der Pumpe in Abhängigkeit des erfassten Pegels der Waschflüssigkeit im Behandlungsbehälter variiert wird.
Bei derartigen Heizelementen in Waschmaschinen ist ein Mindestwasserstand erforderlich, damit das Heizelement jederzeit ausreichend mit Wasser bedeckt ist. Hierdurch wird eine Mindestmenge der freien Flotte benötigt, d.h. die Menge des Wassers, welche nicht in der Wäsche gebunden ist. Damit ist eine Verringerung des Wasserstandes unter ein bestimmtes Mindestniveau nicht möglich und der weiteren Reduzierung des Verbrauchs an Wasser und an Energie sind Grenzen gesetzt. Die weitere Reduzierung der Wassermenge wird in Verbindung mit den heutigen Heizungstechnologien aufgrund thermischer Belastung des Heizelements nämlich als kritisch angesehen. Es könnte bei nicht ausreichender Benetzung der Oberfläche des Heizelements wie z.B. eines Rohrheizkörpers zur Verkalkung oder zu einer Hot-Spot-Bildung kommen, was jeweils auf die Dauer zum Ausfall des Heizelements führen könnte.
Dies kann dem Ziel widersprechen, energieeffizientere Waschmaschinen zur Verringerung der Energiekosten und zur Schonung von Ressourcen zu schaffen. Nachteilig ist bei den bekannten Waschmaschinen weiterhin, dass die vorhandenen Waschmaschinen aus Aggregat, Trommel, Heizung, Verschlauchung, Messglied bzw. Messglieder, wenigstens einer Pumpe, Dichtstellen etc. bestehen, was zu hohen Systemkosten führen kann.
Nachteilig ist bei der Anordnung des Heizelements zwischen der Wäschetrommel und dem Laugenbehälter auch, dass das Heizelement als Schmutzfänger wirken kann, d.h. sich Schmutz und bzw. oder Flusen der Wäsche an dem Heizelement sammeln können. Dies kann die Heizleistung des Heizelements beeinträchtigen. Nachteilig ist dabei, dass das Heizelement im Allgemeinen für einen Benutzer gar nicht oder höchstens mit größerem Aufwand und bzw. oder nur unvollständig zu reinigen sein kann, weil das Heizelement zwischen der Wäschetrommel und dem Laugenbehälter gar nicht oder höchstens schwierig zugänglich sein kann.
Nachteilig ist ferner bei der Anordnung des Heizelements zwischen der Wäschetrommel und dem Laugenbehälter, dass das Heizelement mechanischen Belastungen und bzw. oder Schwingungen ausgesetzt sein kann.
Nachteilig ist weiterhin, dass die Anordnung des Heizelements zwischen der Wäschetrommel und dem Laugenbehälter konstruktiv vergleichsweise aufwendig sein kann. Dies kann zu einem erhöhten Montageaufwand sowie zu einem erhöhten Aufwand bei der Wartung und Reparatur führen, so dass die Montagekosten sowie Kundendienstkosten vergleichsweise hoch ausfallen können.
Die DE 10 2007 017 271 A1 beschreibt eine Pumpe, insbesondere für Geschirrspülmaschinen, mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen der Spülflüssigkeit, welche innerhalb des Gehäuses eines Hydraulikteils der Pumpe angeordnet ist. Die Heizeinrichtung bildet eine ringförmige Seitenwand des Gehäuses des Hydraulikteils. Innerhalb der Heizeinrichtung ist ein Laufrad angeordnet, welches mittels eines elektrischen Motors derart angetrieben werden kann, dass die Spülflüssigkeit über einen Saugstutzen angesogen und über einen Druckstutzen abgegeben werden kann. Der Saugstutzen und der Druckstutzen sind in einem Gehäusedeckel angeordnet, welcher das Gehäuse des Hydraulikteils an dem Ende abschließt, welches dem elektrischen Motor gegenüberliegt. Der Saugstutzen ist in Richtung der Rotationsachse des Laufrades angeordnet. Auf diese Weise kann eine sehr kompakte derartige Pumpe bereitgestellt werden, die gleichzeitig die Spülflüssigkeit erwärmen kann.
Der Erfindung stellt sich das Problem, eine Pumpe, insbesondere für ein wasserführendes Haushaltsgerät wie insbesondere eine Waschmaschine, mit verbesserter und bzw. oder erweiterter Funktion zur Verfügung zu stellen. Wenigstens soll eine Alternative zu bekannten derartigen Pumpen geschaffen werden.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch eine Pumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein wasserführendes Haushaltsgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Pumpe, insbesondere für ein wasserführendes Haushaltsgerät wie insbesondere eine Waschmaschine, mit einer Antriebseinheit, insbesondere mit einem Elektromotor, und mit einer Heizeinheit mit wenigstens einem Heizelement, insbesondere einem elektrischen Heizelement, wobei die Antriebseinheit ausgebildet ist, ein Fluid durch die Pumpe hindurch zu fördern und wobei das Heizelement ausgebildet ist, das Fluid während der Förderung durch die Pumpe hindurch zu erwärmen. Die erfindungsgemäße Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinheit ausgebildet ist, eine Temperatur des Heizelements zu erfassen, und dass das Heizelement eine Flächenheizung ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass eine Pumpe trocken laufen kann. Wird dann das Heizelement weiterhin betrieben, ohne seine Wärme an ein Fluid abgeben zu können, welches diese Wärme durch seine Bewegung oder zumindest durch Wärmeleitung innerhalb des Fluids von dem Heizelement weg befördern kann, kann es zu einer Überhitzung des Heizelements kommen. Diese Überhitzung kann das Heizelement und bzw. oder die Pumpe beschädigen oder sogar zerstören. Insbesondere können die Pumpe und damit die Umgebung in Brand geraten.
Vor diesem Hintergrund ist es vorteilhaft, eine Temperatur des Heizelements zu erfassen. Dies kann durch entsprechende Sensoren erfolgen. Beispielsweise kann dies über einen gewissen Abstand vom Heizelement entfernt z.B. über einen Infrarot-Sensor erfolgen, welcher vorzugsweise auf das Heizelement ausgerichtet ist. Auch kann die Wärmestrahlung oder die Wärme der Luft in der Umgebung des Heizelements erfasst und hierdurch auf die Temperatur des Heizelements selbst geschlossen werden. Alternativ kann die Temperatur des Heizelements direkt am Heizelement erfasst werden, wie im Folgenden näher erläutert.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Pumpe wenigstens einen Temperatursensor auf, welcher ausgebildet ist, eine Temperatur des Heizelements direkt am Heizelement zu erfassen. Als Temperatursensor können beispielsweise ein NTC-Sensor (Negative Temperature Coefficient Thermistors; Heißleiter) oder ein PTC-Sensor (Positive Temperature Coefficient Thermistors; Kaltleiter) verwendet werden. Vorteilhaft ist hierbei, dass zu vergleichsweise günstigen Kosten eine Temperatur des Heizelements durch Berührung direkt am Heizelement selbst erfasst werden kann. Dies kann zu einer verlässlichen sowie zu einer verzögerungsfreien Erfassung der Oberflächentemperatur des Heizelements führen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Temperatursensor an der höchsten Stelle des Heizelements angeordnet. Mit anderen Worten ist der Temperatursensor in der Höhe dort angeordnet, wo das Heizelement am weitesten nach oben ragt. Hierdurch soll erreicht werden, dass die Temperatur des Heizelements an der Stelle sensorisch erfasst werden kann, welche aufgrund ihrer Höhe am ehesten dazu neigt, bei einem fallenden Pegel des Fluids trocken zu fallen und damit seine Wärme nicht mehr an das Fluid abgeben zu können. Dies könnte zu einer Überhitzung des Heizelements führen, welche an dieser höchsten Stelle beginnen kann. Diese Überhitzung kann jedoch erfindungsgemäß dadurch frühzeitig erkannt werden, indem genau diese Stelle des Heizelements mittels des Temperatursensors überwacht wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Temperatursensor durch das Heizelement von dem Fluid getrennt. Mit anderen Worten ist der Temperatursensor auf der einen Seite, vorzugsweise auf der Außenseite, des Heizelements und das Fluid auf der gegenüberliegenden Seite, vorzugsweise auf der Innenseite, des Heizelements angeordnet, so dass das Fluid von dem Temperatursensor ferngehalten werden kann. Auf diese Weise können Temperatursensoren verwendet werden, welche nicht mit einem Fluid in Kontakt kommen dürfen. Dies kann die Auswahl verwendbarer Temperatursensoren erweitern und hierdurch die Kosten für den Temperatursensor senken. Ferner kann auf einen Fluidschutz wie z.B. eine Ummantelung des Temperatursensors verzichtet werden, was die Kosten reduzieren sowie eine durch die Ummantelung bedingte Verzögerung der Temperaturerfassung vermeiden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Pumpe eine Mehrzahl von Temperatursensoren auf, welche ausgebildet sind, jeweils eine Temperatur des Heizelements zu erfassen. Auf diese Weise kann eine Erfassung bzw. Überwachung der Temperatur des Heizelements an verschiedenen Stellen erfolgen. Hierdurch kann eine unzulässige Erwärmung besser vermieden werden, weil diese schneller erkannt werden kann. Insbesondere können verschiedene Stellen, an denen eine unzulässige Erwärmung z.B. durch Trockenfallen dieser Stellen bei sinkendem Stand des Fluids zu erwarten sein kann, überwacht werden. Auch kann über die einzelnen erfassten Temperaturwerte ein Mittelwert gebildet werden, um eine durchschnittliche Temperatur des Heizelements bereitstellen zu können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Temperatursensoren zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, gleichmäßig über das Heizelement verteilt angeordnet. Auf diese Weise kann eine möglichst großflächige Überwachung einer unzulässigen Erwärmung erfolgen. Ebenso kann ein möglichst repräsentativer Mittelwert der einzelnen erfassten Temperaturen erzeugt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Heizelement wenigstens einen ersten Heizkreis und einen zweiten Heizkreis auf, welche zur Veränderung der Heizleistung getrennt ansteuerbar sind. Auf diese Weise kann die Heizleistung des Heizelements einfach dadurch variiert werden, dass unterschiedliche Heizkreise betrieben werden. Dabei können die beiden Heizkreise die gleiche Heizleistung oder unterschiedliche Heizleistungen aufweisen. Die beiden Heizkreise können dabei jeweils digital, d.h. mit voller Heizleistung oder gar nicht, betrieben werden. Alternativ können die beiden Heizkreise auch in verschiedenen Stufen zwischen voller Heizleistung und gar keiner Heizleistung betrieben werden. Alternativ können die beiden Heizkreise auch mit einer stufenlos einstellbaren Heizleistung betrieben werden. Die beiden Heizkreise können dabei identisch oder unterschiedlich bzgl. der zuvor beschriebenen Eigenschaften ausgebildet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der erste Heizkreis oder der zweite Heizkreis alleinig betrieben werden. Dies ermöglicht die Auswahl zwischen zwei verschiedenen Heizleistungen, welche jeweils vorzugsweise mit voller Heizleistung oder gar nicht betrieben werden können. Dies kann eine einfache Veränderung der Heizleistung ermöglichen. Zusätzlich oder alternativ können der erste Heizkreis und der zweite Heizkreis in Reihe geschaltet betrieben werden und bzw. oder der erste Heizkreis und der zweite Heizkreis können parallel geschaltet betrieben werden. Dies kann weitere einfach einstellbare Möglichkeiten zur Veränderung der Heizleistung in vier Varianten bieten. Hierbei können die beiden Heizkreise identische oder unterschiedliche Heizleistungen aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Antriebseinheit ausgebildet, mit verschiedenen Drehzahlen betrieben zu werden, und das Heizelement ist ausgebildet, mit verschiedenen Leistungen betrieben zu werden. Auf diese Weise können die Heizleistung und die Strömungsgeschwindigkeit bzw. Strömungsmenge des Fluids variiert werden. Hierdurch kann beispielsweise die Heizleistung der Drehzahl und damit der Strömungsgeschwindigkeit bzw. der Strömungsmenge des Fluids angepasst werden, um das Fluid auch bei steigender oder sinkender Drehzahl ungefähr auf derselben Temperatur zu halten. Hierdurch können weitere Möglichkeiten zur Gestaltung des Prozesses wie z.B. des Waschprozesses geschaffen werden. Auch kann auf diese Weise eine möglichst effiziente Erwärmung des Fluid erreicht werden. Ferner kann dies zu einer Reduzierung der Fluidmenge führen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Heizelement eine Dickschichtheizung. Auf diese Weise kann ein Heizelement bereitgestellt werden, welches mehrere Heizkreise aufweisen kann, welche individuell angesteuert werden können, wie zuvor beschrieben. Vorteilhaft ist ferner, dass eine Flächenheizung und insbesondere eine Dickschichtheizung im Vergleich z.B. zu einem Rohrheizkörper eine geringere thermische Masse aufweisen kann, so dass im Falle eines Trockenheizens, d.h. eines Trockenfallens des Heizelements, es konstruktionsbedingt gar nicht zum Glühen des Heizelements kommen kann. Dies kann die Gefahren, welche bei einem Trockenheizen auftreten können, wie zuvor beschrieben, vermeiden helfen. Ferner kann ein derartiges Heizelement gezielt zum Trockenheizen und damit zur Erwärmung von Luft sowie zur Verdampfung des Fluids genutzt werden, um Dampf bereitstellen zu können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Pumpe ausgebildet, bei Überschreiten eines vorbestimmten Temperaturwertes durch die erfasste Temperatur des Heizelements abgeschaltet zu werden. Auf diese Weise kann mittels der erfassten Temperatur des Heizelements eine Überwachung des Heizelements erfolgen, welche zu einem rechtzeitigen Abschalten der Heizleistung führen kann, so dass eine thermische Überlastung des Heizelements mit den zuvor beschriebenen Folgen vermieden werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Pumpe ausgebildet, dass das Heizelement für einen Benutzer von außen, insbesondere über ein Flusensieb der Waschmaschine, derart zugänglich ist, dass das Heizelement vom Benutzer gereinigt werden kann, ohne die Pumpe ausbauen zu müssen. Auf diese Weise kann das Heizelement einfacher, schneller und bzw. oder regelmäßiger vom Benutzer selbst gereinigt werden. Ein gereinigtes Heizelement kann eine höhere Effizienz aufweisen, weil störende Elemente wie z.B. Schmutz und bzw. oder Flusen die Erwärmung des Fluids durch das Heizelement weniger behindern können. Dies kann zu einem effizienteren Betrieb der Pumpe und damit des wasserführenden Haushaltsgeräts, welches die erfindungsgemäße Pumpe nutzt, führen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Pumpe ausgebildet, als modulare Einheit montierbar und bzw. oder austauschbar zu sein. Dies kann dadurch ermöglicht werden, dass alle Elemente, welche zur Erwärmung und Förderung des Fluids inklusive Temperaturerfassung erforderlich sind, als hochintegrierte gemeinsame Baugruppe der Pumpe ausgebildet werden können. Auf diese Weise können weniger unterschiedliche Bauteile bei der Montage sowie bei der Reparatur und Wartung zu handhaben sein, was den jeweiligen Aufwand hinsichtlich Zeit und Kosten reduzieren kann. Auch kann eine Pumpe geschaffen werden, welche bei unterschiedlichen wasserführenden Haushaltsgeräten identisch modular einsetzbar sein kann. Dies kann die Herstellungskosten reduzieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Pumpe ausgebildet, die Antriebseinheit und das Heizelement derart zu betreiben, dass aus dem Fluid zumindest teilweise Dampf erzeugt werden kann. Dies kann wie zuvor bereits beschrieben durch ein zumindest abschnittsweises Trockenfallenlassen des Heizelements erfolgen, wobei die Antriebseinheit in diesem Fall dazu verwendet werden kann, den erzeugten Dampf in das wasserführende Haushaltsgerät wie z.B. in den Laugenbehälter einer Waschmaschine zu fördern. Hierdurch kann eine weitere Funktionalität ohne zusätzliche Bauteile bereitgestellt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein wasserführendes Haushaltsgerät wie insbesondere eine Waschmaschine oder einen Geschirrspüler, mit wenigstens einer Pumpe wie zuvor beschrieben mit einer Antriebseinheit, insbesondere mit einem Elektromotor, und mit einer Heizeinheit mit wenigstens einem Heizelement, insbesondere einem elektrischen Heizelement, wobei die Antriebseinheit ausgebildet ist, ein Fluid durch die Pumpe hindurch zu fördern, und wobei das Heizelement ausgebildet ist, das Fluid während der Förderung durch die Pumpe hindurch zu erwärmen, wobei die Heizeinheit ausgebildet ist, eine Temperatur des Heizelements zu erfassen, wobei das wasserführende Haushaltsgerät ausgebildet ist,

• eine Information, welche das Maß der Förderung des Fluids durch die Pumpe darstellt, insbesondere eine Drehzahl der Antriebseinheit, zu erfassen,
• diese Information mit einer erfassten Temperatur des Heizelements in Beziehung zu setzen, und
• in Reaktion hierauf eine Handlung auszulösen, insbesondere einem Benutzer ein Hinweis- und bzw. oder Warnsignal auszugeben und bzw. oder das Heizelement auszuschalten.

Diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass auf diese Art und Weise eine Störung des Heizelements wie z.B. eine Verkalkung erkannt werden kann. Denn wenn zum einen seitens der Antriebseinheit festgestellt werden kann, dass ein „normaler“ Fluidstrom z.B. aufgrund der entsprechenden Drehzahl der Antriebseinheit erzeugt wird, jedoch die erfasste Temperatur des Heizelements höher als bei diesem Fluidstrom üblich ist, so kann hieraus geschlussfolgert werden, dass die Abgabe der Wärme vom Heizelement an das Fluid gestört sein kann. Dies kann z.B. durch eine Verschmutzung des Heizelements, durch Schaumbildung, durch eine Verstopfung der Fluidleitungen oder durch eine Verkalkung des Heizelements bewirkt sein. Dann kann in Reaktion auf diese Erkenntnis z.B. ein Hinweis an den Benutzer als Warnung oder auch als Störmeldung ausgegeben werden, welche den Benutzer auffordern kann, z.B. das Heizelement zu untersuchen und ggfs. zu reinigen. Zusätzlich oder alternativ kann das Heizelement ausgeschaltet werden, um eine Überhitzung des Heizelements zu verhindern.
Die Erfindung kann insbesondere in einer Waschmaschine oder einem Geschirrspüler eingesetzt werden, ist aber nicht darauf eingeschränkt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Pumpe;
2 eine Seitenansicht der Darstellung der 1;
3 eine Schnittdarstellung B der Pumpe der 1 von oben;
4 eine Darstellung einer Draufsicht auf die Darstellung der 1 von rechts;
5 eine erste Schnittdarstellung C der Darstellung der 4; und
6 eine zweite Schnittdarstellung D der Darstellung der 4.

1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Pumpe 1. 2 zeigt eine Seitenansicht der Darstellung der 1. Die Pumpe 1 weist eine Längsachse L auf, zu der die Pumpe 1 im Wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaut ist. Senkrecht zur der Längsachse L erstreckt sich eine radiale Richtung R. Die Pumpe 1 ist im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene angeordnet, zu der sich eine vertikale Richtung Z als Höhe Z senkrecht erstreckt.
Die Pumpe 1 besteht im Wesentlichen aus einer Antriebseinheit 2, welche in den Darstellungen der 1 bis 3 jeweils rechts angeordnet ist. Die Pumpe 1 setzt sich nach links durch die Heizeinheit 3 fort, der sich weiter nach links die Hydraulikeinheit 4 anschließt. Die drei Einheiten 2, 3, 4 weisen jeweils ein Gehäuseteil 20, 30, 40 auf, welche die einzelnen Einheiten 2, 3, 4 miteinander verbinden und gemeinsam das Gehäuse der Pumpe 1 bilden.
Die Antriebseinheit 2 weist einen Elektromotor 21 auf, dessen Stator 21a feststehend in dem Gehäuseteil 20 der Antriebseinheit 2 angeordnet ist. Der Rotor 21b des Elektromotors 21 ist feststehend an einer Welle 22 angeordnet, welche entlang der Längsachse L ausgerichtet und durch den Elektromotor 21 um die Längsachse L drehbar ist. An ihrem dem Elektromotor 21 abgewandten Ende weist die Welle 22 ein Laufrad 23 auf, welches in einen Innenraum 36 der Heizeinheit 3 hineinragt.
Die Heizeinheit 3 weist einen Druckstutzen 31 auf, welcher von dem Gehäuseteil 30 der Heizeinheit 3 nach oben in der Höhe Z absteht und den Innenraum 36 der Heizeinheit 3 mit der Umgebung verbinden kann. Das Laufrad 23 ist direkt unterhalb des Druckstutzens 31 angeordnet.
Die Hydraulikeinheit 4 weist ein in Umfangsrichtung geschlossen verlaufendes Dichtelement 43 auf, welches das Gehäuseteil 40 der Hydraulikeinheit 4 gegenüber dem Gehäuseteil 30 der Heizeinheit 3 fluiddicht abschließt. Die Pumpe 1 kann über ein Verbindungselement 42 der Hydraulikeinheit 4 innerhalb eines wasserführenden Haushaltsgeräts wie z.B. einer Waschmaschine positioniert werden. Die Hydraulikeinheit 4 weist ferner einen Saugstutzen 41 auf, welcher sich seitlich in der horizontalen Ebene von der Pumpe 1 weg erstreckt.
Im Betrieb wird ein Fluid wie z.B. die Laugenflüssigkeit oder auch die freie Flotte einer Waschmaschine durch den Saugstutzen 41 von der Pumpe 1 angesogen. Diese Saugwirkung wird durch die Rotation des Laufrads 23 erzeugt, welches von dem Elektromotor 21 angetrieben wird. Das Fluid wird in einer Strömungsrichtung A von dem Saugstutzen 41 durch einen Innenraum 44 der Hydraulikeinheit 4 hindurch in den Innenraum 36 der Heizeinheit 3 und von dort durch den Druckstutzen 31 wieder aus der Pumpe 1 heraus gefördert. Hierdurch kann eine Förderung des Fluids bei gleichzeitiger Aufheizung durch die Heizeinheit 3 erfolgen.
Die Heizeinheit 3 weist hierzu ein Heizelement 33 auf, welches als Flächenheizung 33 in Form einer Dickschichtheizung 33 ausgebildet ist. Die Dickschichtheizung 33 erstreckt sich auf einem konstanten Radius R in Umfangsrichtung um die Längsachse L herum und ist ringförmig geschlossen. In der Richtung der Längsachse L erstreckt sich die Dickschichtheizung 33 zwischen zwei in Umfangsrichtung geschlossen verlaufenden Heizelementdichtungen 34, welche die Dickschichtheizung 33 jeweils fluiddicht mit dem Gehäuseteil 30 der Heizeinheit 3 verbinden. Auf diese Weise trennt die Dickschichtheizung 33 den Innenraum 36 des Heizelements 3 von einem Zwischenraum 37, welcher durch die Außenseite der Dickschichtheizung 33, durch die beiden Heizelementdichtungen 34 sowie durch die Innenseite des Gehäuseteils 30 der Heizeinheit 3 gebildet wird.
Innerhalb des Zwischenraums 37 der Heizeinheit 3 sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrere Temperatursensoren 35 angeordnet. So zeigt die Darstellung der 3 von oben zwei Temperatursensoren 35, welche jeweils in dem Zwischenraum 37 in der Längsrichtung L zur Hydraulikeinheit 4 hin angeordnet sind. Die 6 zeigt einen Temperatursensor 35 von der Seite, welcher am höchsten Punkt der Dickschichtheizung 33 angeordnet ist. Das Auslesen der Temperatursensoren 35 sowie die Speisung und Ansteuerung der Temperatursensoren 35 und des Elektromotors 21 kann über eine Steckkontaktleiste 32 erfolgen, welche oben auf der Heizeinheit 3 drauf angeordnet ist, siehe z.B. 1, 2 und 6.
Mittels dieser Temperatursensoren 35 kann eine Überwachung der Erwärmung der Dickschichtheizung 33 erfolgen, um eine drohende thermische Überlastung rechtzeitig zu erkennen und die Heizleistung zu reduzieren oder ganz abschalten zu können. Dies kann die Dickschichtheizung 33 und damit die Pumpe 1 sowie das wasserführende Haushaltsgerät vor Ausfällen, Beschädigungen und bzw. oder Zerstörungen schützen helfen.
Ferner kann auf diese Art und Weise eine Störung der Dickschichtheizung 33 wie z.B. eine Verkalkung erkannt werden. Denn wenn zum einen seitens der Antriebseinheit 2 festgestellt werden kann, dass ein „normaler“ Fluidstrom z.B. aufgrund der entsprechenden Drehzahl des Elektromotors 21 erzeugt wird, jedoch zum anderen die durch wenigstens einen Temperatursensor 35 erfasste Temperatur der Dickschichtheizung 33 höher als bei diesem Fluidstrom üblich ist, so kann hieraus geschlussfolgert werden, dass die Abgabe der Wärme von der Dickschichtheizung 33 an das Fluid gestört sein kann. Dies kann z.B. durch eine Verschmutzung der Dickschichtheizung 33, durch Schaumbildung, durch eine Verstopfung der Fluidleitungen oder durch eine Verkalkung der Dickschichtheizung 33 bewirkt sein.
Dann kann in Reaktion auf diese Erkenntnis eine Meldung einer Störung an den Benutzer des wasserführenden Haushaltsgeräts ausgegeben werden, um den Benutzer aufzufordern, die Dickschichtheizung 33 zu untersuchen und ggfs. zu reinigen. Zusätzlich kann die Dickschichtheizung 33 ausgeschaltet werden, um eine Überhitzung der Dickschichtheizung 33 zu verhindern.
Im vorliegenden Beispiel werden mehrere Temperatursensoren 35 betrachtet, um eine Erfassung der Temperatur der Dickschichtheizung 33 an mehreren Stellen gleichzeitig zu ermöglichen, siehe 3 und 6. Vorzugsweise wird jedoch lediglich ein Temperatursensor 35 an der höchsten Stelle der Dickschichtheizung 35, wie in der 6 dargestellt, angeordnet, um die Kosten für weitere Temperatursensoren 35 und deren Auswertung etc. zu vermeiden. Gleichzeitig kann durch diesen Temperatursensor 35 die Temperatur an der höchsten Stelle der Dickschichtheizung 33 erfasst werden, welche als erstes trockenfallen kann. Dies kann für eine repräsentative Temperaturüberwachung zur Vermeidung von Überhitzung ausreichend sein.
Zur einfachen Variation der Heizleistung der Dickschichtheizung 33 ist diese in zwei Heizkreise 33a, 33b unterteilt, welche jeweils einzeln angesteuert und elektrisch versorgt werden können. Die beiden Heizkreise 33a, 33b weisen unterschiedliche Heizleistungen auf und können sowohl einzeln als auch in Reihe oder parallel geschaltet betrieben werden. Hierdurch können auf einfache Art und Weise vier verschiedene Heizleistungen zur Verfügung gestellt werden, welche mit entsprechenden Einstellungen der Drehzahl des Elektromotors 21 zur Erzeugung verschiedener Fluidströme mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Temperaturen betrieben werden kann.
Die Verwendung einer erfindungsgemäßen Pumpe 1, welche die Eigenschaften einer Pumpe und eines Heizelements ineinander vereint, ist insbesondere bei wasserführenden Haushaltsgeräten vorteilhaft, weil hierdurch die Mindest-Wassermenge bzw. die Mindestmenge der minimalen freien Flotte weiter reduziert werden kann. So kann das Niveau des Wassers bis auf die Höhe der Pumpe 1 abgesenkt werden, welche üblicherweise den tiefsten Punkt des hydraulischen Systems des wasserführenden Haushaltsgerätes darstellt. Da sich das Heizelement 33 auf diesem Niveau befindet, kann dieses weiterhin im Wasser eingetaucht bleiben, jedoch zu einem geringeren Wasserverbrauch als bisher üblich. Dies kann die Kosten für Energie und für Wasser reduzieren und zu einer effizienteren Wassernutzung führen. Dies kann auch die Lebensdauer der Pumpe 1 erhöhen.
Vorteilhaft ist hierbei auch, dass z.B. der Laugenbehälter einer Waschmaschine einfacher gestaltet werden kann, weil Halterungen für das Heizelement 33 sowie Durchgänge mit Dichtungen für die Versorgung des Heizelements 33 entfallen können. Dies kann die Herstellung einfach und kostengünstiger gestalten.
Vorteilhaft ist weiterhin, dass das Heizelement 33 als Bestandteil der Pumpe 1 weniger äußeren Belastungen wie z.B. Vibrationen ausgesetzt sein kann. Dies kann die Lebensdauer des Heizelements 33 erhöhen und bzw. oder zu einer einfacheren und kostengünstigeren Konstruktion des Heizelements 33 führen. Auch kann das Heizelement 33 als Bestandteil der Pumpe 1 weniger Ablagerungsmöglichkeiten für Verschmutzungen bieten sowie weniger anfällig für Verkeimungen und bzw. oder für Verkalkungen sein.
Dabei kann die erfindungsgemäße Pumpe 1 sowohl für ein Umflutsystem als auch zum Abpumpen einer Laugenflüssigkeit verwendet werden.
Bezugszeichenliste

A: Strömungsrichtung eines Fluids
B: B-Schnitt
C: C-Schnitt
D: D-Schnitt
L: Längsachse
R: radiale Richtung
Z: vertikale Richtung; Höhe
1: Pumpe
2: Antriebseinheit
20: Gehäuseteil der Antriebseinheit 2
21: Elektromotor
21a: Stator
21b: Rotor
22: Welle
23: Laufrad
3: Heizeinheit
30: Gehäuseteil der Heizeinheit 3
31: Druckstutzen
32: Steckkontaktleiste
33: Heizelement; Flächenheizung; Dickschichtheizung
33a: erster Heizkreis des Heizelements 33
33b: zweiter Heizkreis des Heizelements 33
34: Heizelementdichtungen
35: Temperatursensor(en)
36: Innenraum der Heizeinheit 3
37: Zwischenraum der Heizeinheit 3
4: Hydraulikeinheit
40: Gehäuseteil der Hydraulikeinheit 4
41: Saugstutzen
42: Verbindungselement
43: Dichtelement zwischen Gehäuseteil 30 der Heizeinheit 3 und Gehäuseteil 40 der Hydraulikeinheit 4
44: Innenraum der Hydraulikeinheit 4

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2428608 A1 [0005]
DE 102007017271 A1 [0011]

Claims

Pumpe (1) für ein fluidführendes, insbesondere wasserführendes Haushaltsgerät, mit einer Antriebseinheit (2), insbesondere mit einem Elektromotor (21), und mit einer Heizeinheit (3) mit wenigstens einem Heizelement (33), insbesondere einem elektrischen Heizelement (33), wobei die Antriebseinheit (2) ausgebildet ist, ein Fluid durch die Pumpe (1) hindurch zu fördern, und wobei das Heizelement (33) ausgebildet ist, das Fluid während der Förderung durch die Pumpe (1) hindurch zu erwärmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinheit (3) ausgebildet ist, eine Temperatur des Heizelements (33) zu erfassen, und das Heizelement (33) eine Flächenheizung ist.
Pumpe (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens einen Temperatursensor (35), welcher ausgebildet ist, eine Temperatur des Heizelements (33) direkt am Heizelement (33) zu erfassen.
Pumpe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (35) an der höchsten Stelle des Heizelements (33) angeordnet ist.
Pumpe (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (35) durch das Heizelement (33) von dem Fluid getrennt ist.
Pumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Temperatursensoren (35), welche ausgebildet sind, jeweils eine Temperatur des Heizelements (33) zu erfassen.
Pumpe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursensoren (35) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, gleichmäßig über das Heizelement (33) verteilt angeordnet sind.
Pumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (33) wenigstens einen ersten Heizkreis (33a) und einen zweiten Heizkreis (33b) aufweist, welche zur Veränderung der Heizleistung getrennt ansteuerbar sind.
Pumpe (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Heizkreis (33a) oder der zweite Heizkreis (33b) alleinig betrieben werden kann, und/oder dass der erste Heizkreis (33a) und der zweite Heizkreis (33b) in Reihe geschaltet betrieben werden können, und/oder dass der erste Heizkreis (33a) und der zweite Heizkreis (33b) parallel geschaltet betrieben werden können, wobei die beiden Heizkreise (33a, 33b) identische oder unterschiedliche Heizleistungen aufweisen können.
Pumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2) ausgebildet ist, mit verschiedenen Drehzahlen betrieben zu werden, oder dass das Heizelement (33) ausgebildet ist, mit verschiedenen Leistungen betrieben zu werden.
Pumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (33) eine Dickschichtheizung (33), ist.
Pumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (1) ausgebildet ist, bei Überschreiten eines vorbestimmten Temperaturwertes durch die erfasste Temperatur des Heizelements (33), zumindest einzelne oder alle Heizelemente, sowie optional zusätzlich auch die Antriebseinheit (2) abzuschalten.
Pumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (1) ausgebildet ist, dass das Heizelement (33) für einen Benutzer von außen, insbesondere über ein Flusensieb der Waschmaschine, derart zugänglich ist, dass das Heizelement (33) vom Benutzer gereinigt werden kann, ohne die Pumpe (1) ausbauen zu müssen.
Pumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (1) ausgebildet ist, als modulare Einheit montierbar und/oder austauschbar zu sein.
Pumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (1) ausgebildet ist, die Antriebseinheit (2) und das Heizelement (33) derart zu betreiben, dass aus dem Fluid zumindest teilweise Dampf erzeugt werden kann.
Wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere eine Waschmaschine oder ein Geschirrspüler, mit wenigstens einer Pumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einer Antriebseinheit (2), insbesondere mit einem Elektromotor (21), und mit einer Heizeinheit (3) mit wenigstens einem Heizelement (33), insbesondere einem elektrischen Heizelement (33), wobei die Antriebseinheit (2) ausgebildet ist, ein Fluid durch die Pumpe (1) hindurch zu fördern, und wobei das Heizelement (33) ausgebildet ist, das Fluid während der Förderung durch die Pumpe (1) hindurch zu erwärmen, wobei die Heizeinheit (3) ausgebildet ist, eine Temperatur des Heizelements (33) zu erfassen, wobei das wasserführende Haushaltsgerät ausgebildet ist, eine Information, welche das Maß der Förderung des Fluids durch die Pumpe (1) darstellt, insbesondere eine Drehzahl der Antriebseinheit (2), zu erfassen, diese Information mit einer erfassten Temperatur des Heizelements (33) in Beziehung zu setzen, und in Reaktion hierauf eine Handlung auszulösen, insbesondere einem Benutzer ein Hinweis- und/oder Warnsignal auszugeben und/oder das Heizelement (33) auszuschalten.