DE102017207990B4

DE102017207990B4 - Schaltbarer Flüssigkeitsausbringer mit Federelement

Info

Publication number: DE102017207990B4
Application number: DE102017207990.8A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dotzer; Peter Bächer
Original assignee: Haier Deutschland GmbH
Current assignee: Haier Deutschland GmbH
Priority date: 2017-05-11
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2020-07-30
Anticipated expiration: 2037-05-12
Also published as: WO2018206563A1; DE102017207990A1

Abstract

Flüssigkeitsausbringer zur definiert schaltbaren Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente, umfassend- eine Schalteinheit (13) mit-- einem Schaltgehäuse (15),-- mindestens einer Zuflussöffnung (16) zur Zufuhr des Spülwassers in das Schaltgehäuse (15),-- mindestens zwei Abflussöffnungen (17a, 17b) zum Abfluss von Spülwasser aus dem Schaltgehäuse (15),-- einem in dem Schaltgehäuse (15) angeordneten Schaltelement (18) zum reversiblen Verschluss der Abflussöffnungen (17a, 17b) und-- einer mittels des Spülwassers betätigten Schaltmechanik (19) zum Umschalten des Schaltelements (18), wobei die Schaltmechanik (19) ein mittels des Spülwassers elastisch verformbares Federelement (25) zum Umschalten des Schaltelements (18) umfasst, und- mindestens zwei Sprühelemente (3) mit-- jeweils mindestens einer Sprühöffnung (23) zur Ausbringung des Spülwassers und-- jeweils mindestens einem Verbindungskanal (24) zur Verbindung der jeweiligen Abflussöffnung (17a, 17b) mit der mindestens einen Sprühöffnung (23), dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmechanik (19) eine Kolben-Zylinder-Einheit (26), mit einem Schaltzylinder (30) und einem darin angeordneten Schaltkolben (29), und einen Schaltarm (28) zum Überführen einer translatorischen Bewegung des Schaltkolbens (29) in eine Drehbewegung des Schaltelements (18) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsausbringer zur definiert schaltbaren Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente, eine Sprühvorrichtung für Spülmaschinen mit einem solchen Flüssigkeitsausbringer sowie eine Spülmaschine mit einer solchen Sprühvorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb der Sprühvorrichtung.
Aus der EP 2 522 268 A1 sind ein Flüssigkeitsausbringer für Geschirrspülmaschinen und ein Verfahren zum Betrieb dieses Flüssigkeitsausbringers bekannt. Das Spülwasser wird dabei über unterschiedliche Kammern ausgebracht, die in zwei einander gegenüberliegenden Sprüharmen angeordnet sind. Innerhalb jedes Sprüharms sind je zwei Kammern ausgebildet und durch Trennwände flüssigkeitsdicht voneinander getrennt. In dem Gehäuse des Flüssigkeitsausbringers ist ein Schaltkörper angeordnet und drehbar gelagert. Abhängig von seiner rotatorischen Ausrichtung gibt dieser Schaltkörper unterschiedliche, mit den Spülkammern verbundene Kommunikationskanäle frei. Durch Variation des Spülwasserdrucks wird der Schaltkörper wechselnd angehoben und abgesenkt und dabei über Getriebeteile gedreht. Zum sicheren Schalten muss der Schaltkörper hoch gebaut werden, was zu einem unerwünschten Platzverbrauch führt.
Flüssigkeitsausbringer sind ferner bekannt aus der DE 600 13 345 T2 und der DE 10 2011 056 065 A1 . Eine Flüssigkeitsflusssteuereinrichtung für eine Geschirrspülmaschine ist bekannt aus der DE 10 2009 028 454 A1 .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Flüssigkeitsausbringer zu schaffen, der in einfacher und robuster Weise die definiert schaltbare Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Flüssigkeitsausbringer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass das in der Schalteinheit des Flüssigkeitsausbringers angeordnete Schaltelement zum definiert schaltbaren Verschluss einzelner Abflussöffnungen durch das Federelement betätigt werden muss, um eine in Betrieb robuste Schalteinheit zu schaffen. Die Schaltung des Flüssigkeitsausbringers erfolgt durch das Umlagern des Schaltelements von einer ersten Verschlussposition, in der eine erste Abflussöffnung verschlossen ist, in eine zweite Verschlussposition, in der eine zweite Abflussöffnung verschlossen ist. Das zur Umlagerung des Schaltelements notwendige Potential wird durch das unter Druck stehende Spülwasser bereitgestellt. Dazu wird das Federelement über die Schaltmechanik durch einen ersten, erhöhten Spülwasserdruck elastisch verformt und gespannt. Sinkt der Spülwasserdruck auf ein zweites Druckniveau, so entspannt sich das Federelement. Die freigegebene potentielle Energie des Federelements wird durch die Schaltmechanik zur Umschaltung des Schaltelements genutzt. Hierdurch kann die Schalteinheit niedrig gebaut werden. Zusätzliche Antriebskomponenten für die Schaltung des Flüssigkeitsausbringers können vermieden werden. Durch die Betätigung der Schalteinheit kann das Spülwasser wechselnd über die verschiedenen Sprühelemente ausgebracht werden. Vorzugsweise sind die mindestens zwei Sprühelemente an der Schalteinheit angeordnet. Eine wechselnde Ausbringung von Spülwasser über eine unterschiedliche Anzahl an Sprühöffnungen oder unterschiedlich ausgebildete Sprühöffnungen erhöht die Effizienz des Spülprozesses. Folglich kann eine Reduktion des Energie- und Wasserverbrauchs erzielt werden.
Der Flüssigkeitsausbringer gewährleistet eine einfache und robuste, definiert schaltbare Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente. Die Kolben-Zylinder-Einheit unterstützt die Betätigung des Schaltelements und damit die Schaltung des Flüssigkeitsausbringers durch den Spülwasserdruck. Die Kolben-Zylinder-Einheit ist dazu über eine Schaltleitung mit dem Schaltgehäuse verbunden. Bei ansteigendem Spülwasserdruck wird der Schaltkolben entlang der Mittellängsachse des Schaltzylinders verschoben. Diese translatorische Bewegung wird zur Verformung des Federelements und zur Betätigung des Schaltelements genutzt. Der Schaltkolben ist gegenüber dem Schaltzylinder flüssigkeitsdicht ausgeführt. Das geförderte Spülwasser tritt einzig über die Sprühelemente aus, wodurch die Kolben-Zylinder-Einheit effizient arbeitet.
Das Schaltgehäuse der Schalteinheit weist mindestens eine Zuflussöffnung zur Zufuhr von Spülwasser und mindestens zwei Abflussöffnungen, welche mit den Sprühelementen in Verbindung stehen, zum Abfluss des Spülwassers auf. In dem Schaltgehäuse ist das mindestens eine Schaltelement zum reversiblen, insbesondere flüssigkeitsdichten, Verschluss der Abflussöffnungen angeordnet. Die Abflussöffnungen weisen insbesondere einen gegenüber dem Schaltelement abgestimmten Ventilsitz zum Verschluss der Abflussöffnungen auf. Je nach Schaltzustand der Schalteinheit verschließt das Schaltelement unterschiedliche Abflussöffnungen. Unterschiedliche Schaltzustände sind dadurch definiert, dass Abflussöffnungen unterschiedlicher Position und/oder Anzahl durch das Schaltelement verschlossen sind.
Die Sprühelemente sind in Form von Sprüharmen ausgebildet. Die Sprüharme können in einer Sprühebene oder in mehreren Sprühebenen angeordnet sein. Mehrere Sprühelemente können auch in einen einzigen Sprüharm integriert sein. Die Verbindungskanäle der Sprühelemente können durch Trennwände flüssigkeitsdicht voneinander getrennt sein. Die Sprühelemente sind mit dem Schaltgehäuse einteilig ausgebildet. Die Sprühelemente können auch in Form separater Bauteile an dem Schaltgehäuse angebracht sein. Zur effektiven Ausbringung des Spülwassers können die Sprühelemente eine gerade oder eine gekrümmte, insbesondere bogenförmige, Form aufweisen.
Das Schaltgehäuse kann mehrteilig ausgeführt sein. Beispielsweise weist das Schaltgehäuse einen Gehäusedeckel auf, der reversibel und flüssigkeitsdicht an einer Gehäusebasis angebracht ist. Gehäusedeckel und Gehäusebasis können verschraubt oder durch Klemmelemente miteinander verbunden werden. Gehäusedeckel und Gehäusebasis können zu deren Verbindung Rastelemente aufweisen. Ein mehrteiliges Schaltgehäuse ermöglicht eine einfache Montage der Schalteinheit.
Die Schalteinheit umfasst die Schaltmechanik zur Umschaltung des Schaltelements mit einem mittels des Spülwassers spannbaren Federelements. Das Federelement kann in Form einer Druck-, Zug- oder Drehfeder vorliegen. Das Federelement gewährleistet eine effektive und robuste Schaltung des Flüssigkeitsausbringers.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Flüssigkeitsausbringer um eine Ausbringerachse drehbar gelagert. Die Schalteinheit des Flüssigkeitsausbringers ermöglicht die Schaltung von rotierenden Flüssigkeitsausbringern. Die Schaltung des Flüssigkeitsausbringers kann bei unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten erfolgen. Nicht rotierende Flüssigkeitsausbringer sind ebenso schaltbar.
Einzelne Sprühöffnungen können das Spülwasser derart gegenüber der Ausbringerachse ausbringen, dass der entstehende Impuls ein Moment um die Ausbringerachse des Flüssigkeitsausbringers bewirkt. Das auf den drehbaren Flüssigkeitsausbringer wirkende Moment versetzt diesen in eine Drehbewegung. Ein separater Antrieb für den drehbaren Flüssigkeitsausbringer kann entfallen. Alternativ kann ein motorischer Antrieb zur Drehung des Flüssigkeitsausbringers vorgesehen sein. Durch die Steuerung des Drehmoments auf den Flüssigkeitsausbringers wird vorteilhaft erreicht, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsausbringers steuerbar ist und ein zusätzlicher Parameter zur Variation der Spülwirkung zur Verfügung steht.
Ein Flüssigkeitsausbringer nach Anspruch 2 gewährleistet eine einfache und robuste, definiert schaltbare Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente. Das Schaltelement ist in dem Schaltgehäuse beispielsweise über eine Schaltwelle gelagert. Die Schaltwelle ist dazu, insbesondere einteilig mit dem Schaltelement verbunden. Die Lagerung der Schaltwelle kann über die Gehäusebasis oder über den Gehäusedeckel erfolgen. Ein drehbar gelagertes Schaltelement ermöglicht in einfacher Weise den Verschluss unterschiedlicher Abflussöffnungen, welche in unterschiedlichen Winkelpositionen um die Schaltachse des Schaltelements angeordnet sind. Vorzugseise ist die Schaltachse koaxial zu der Ausbringerachse ausgebildet.
Ein Flüssigkeitsausbringer nach Anspruch 3 gewährleistet eine einfache und robuste, definiert schaltbare Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente. Die über die Schaltleitung mit dem Schaltgehäuse verbundene Kolben-Zylinder-Einheit ist außerhalb von dem Schaltgehäuse angeordnet. Beispielsweise ist die Kolben-Zylinder-Einheit seitlich von dem Schaltgehäuse angeordnet. Eine seitliche Anordnung verringert den Platzbedarf des Flüssigkeitsausbringers, insbesondere für den Fall, in dem der Flüssigkeitsausbringer als rotierender Flüssigkeitsausbringer ausgebildet ist. Die Kolben-Zylinder-Einheit kann so in dem von den rotierenden Sprühelementen überstrichenen Volumen angeordnet werden. Eine Anordnung der Kolben-Zylinder-Einheit oberhalb oder unterhalb des Schaltgehäuses ist ebenso möglich.
Ein Flüssigkeitsausbringer nach Anspruch 4 gewährleistet eine einfache und robuste, definiert schaltbare Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente. Dadurch, dass die Mittellängsachse des Schaltkolbens quer zu der Schaltachse orientiert ist, kann die Schaltmechanik besonders effizient ausgebildet sein. Die translatorische Bewegung des Schaltkolbens kann auf einfache Weise in eine Drehbewegung des Schaltelements um die Schaltachse überführt werden. Die Mittellängsachse und die Schaltachse können einander schneidend oder zueinander beabstandet ausgebildet sein. Über den Abstand zwischen diesen beiden Achsen lässt sich das auf das Schaltelement einwirkende Moment einstellen. Der Abstand zwischen diesen beiden Achsen dient dabei als Hebelarm zur Übertragung der auf den Schaltkolben wirkenden Kraft. Für eine seitliche Anordnung der Kolben-Zylinder-Einheit an dem Schaltgehäuse kann die Mittellängsachse des Schaltkolbens im Mittenbereich des Schaltgehäuses angeordnet sein. Die Mittellängsachse des Schaltkolbens kann auch oberhalb oder unterhalb des Schaltgehäuses angeordnet sein.
Ein Flüssigkeitsausbringer nach Anspruch 5 gewährleistet eine einfache und robuste, definiert schaltbare Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente. Dadurch, dass das Federelement zwischen dem Schaltkolben und dem Schaltzylinder wirkt, kann eine zusätzliche Mechanik zum Spannen des Federelements entfallen. Das Federelement kann auf einfache Weise in die Kinematik der Kolben-Zylinder-Einheit integriert werden. Das Federelement kann dabei als Druckfeder oder als Zugfeder ausgeführt sein. Das Federelement kann auf eine mit dem Schaltkolben verbundene Kolbenstange aufgeschoben und in dem von dem Schaltkolben und dem Schaltzylinder eingeschlossenen Volumen angeordnet sein. Das Federelement kann somit auf einfache Weise zwischen Schaltkolben und Schaltzylinder wirken. Das Federelement kann auch als Torsionsfeder ausgebildet sein.
Ein Flüssigkeitsausbringer nach Anspruch 6 gewährleistet eine einfache und robuste, definiert schaltbare Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente. Zur Übertragung der Bewegung bzw. der Kräfte von dem Schaltkolben auf das Schaltelement umfasst die Schaltmechanik den mit dem Schaltkolben verbundenen Schaltarm. Der Schaltarm ist mit dem Schaltkolben insbesondere über die Kolbenstange verbunden. Der Schaltarm ist mit dem Schaltkolben einteilig verbunden. Zur Übertragung der translatorischen Bewegung des Schaltkolbens in eine Drehbewegung des Schaltelements ist der Schaltarm vorteilhafterweise elastisch verformbar ausgebildet. Der Schaltarm kann als elastischer Biegebalken, insbesondere mit rechteckigem Querschnitt, ausgeführt sein. Der Schaltarm kann an seiner freien, dem Schaltkolben abgewandten Seite eine Profilierung zum Eingriff in die Schaltmechanik, insbesondere in ein Schaltrad, aufweisen. Der Schaltarm kann gekrümmt ausgeführt sein. Hierdurch kann erzielt werden, dass der biegeweiche Schaltarm auch in Längsrichtung elastisch ist. Der Schaltarm ist vorzugsweise außerhalb des Schaltgehäuses angeordnet.
Ein Flüssigkeitsausbringer nach Anspruch 7 gewährleistet eine einfache und robuste, definiert schaltbare Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente. Das Schaltrad ist vorzugsweise außerhalb des Schaltgehäuses angeordnet und über die Schaltwelle mit dem Schaltelement drehfest verbunden. Das Schaltrad wird mittels eines Schaltarmes betätigt und überführt die translatorische Bewegung des Schaltarmes in eine Drehbewegung des Schaltelements. Das Schaltrad kann über eine Mutter axial auf der Schaltwelle festgelegt sein. Zur Übertragung des Drehmomentes kann das Schaltrad kraftschlüssig über eine Verschraubung oder formschlüssig, über eine entsprechende Verzahnung zwischen Schaltwelle und Schaltrad, auf der Schaltwelle angebracht sein.
Ein Flüssigkeitsausbringer nach Anspruch 8 gewährleistet eine einfache und robuste, definiert schaltbare Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente. Für eine robuste Schaltung des Flüssigkeitsausbringers ist es notwendig, die Zahl der vom Spülwasser umflossenen Bauteile der Schaltmechanik zu reduzieren. Eine Anbringung des Schaltarmes und des Schaltrades außerhalb des Schaltgehäuses ermöglicht eine solche robuste Schaltmechanik sowie eine einfache Montage und Wartung.
Ein Flüssigkeitsausbringer nach Anspruch 9 gewährleistet eine einfache und robuste, definiert schaltbare Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente. Dadurch, dass das Schaltrad eine Verzahnung aufweist, in die der Schaltarm eingreifen kann, kann eine Bewegung des Schaltarmes besonders effizient in eine Bewegung des mit dem Schaltrad verbundenen Schaltelements überführt werden. Die Verzahnung des Schaltrades ist dabei derart ausgebildet, dass die Profilierung des freien Endes des Schaltarmes sicher und effizient über die gesamte Drehbewegung des Schaltrades hinweg in diese Verzahnung eingreift. Der Winkel zwischen den mit dem Schaltarm in Eingriff stehenden Zahnflanken und der Schaltachse ist geringer als 45°, insbesondere geringer als 30°, insbesondere geringer als 15°, insbesondere geringer als 5°. Die Verzahnung kann in Form einer Evolventenverzahnung ausgeführt sein.
Ein Flüssigkeitsausbringer nach Anspruch 10 gewährleistet eine einfache und robuste, definiert schaltbare Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente. Dadurch, dass die Verzahnung des Schaltrades einseitig rastend ausgebildet ist, kann erreicht werden, dass das Schaltrad das Schaltelement ausschließlich in eine gewünschte Drehrichtung bewegt. Die Anzahl an Schaltzuständen des Schaltelements wird damit durch die Anzahl an Zähnen des Schaltrades festgelegt. Für jeden Schaltzustand können unterschiedliche Abflussöffnungen des Schaltgehäuses von dem Schaltelement verschlossen sein. Die einseitig rastend ausgebildete Verzahnung des Schaltrades ermöglicht somit eine Anzahl an unterschiedlichen Schaltzuständen, die größer als 7, insbesondere größer als 5, insbesondere größer als 3, insbesondere größer als 1 ist. An der Schalteinheit kann ein Sicherungsarm angeordnet sein, der verhindert, dass das Schaltelement entgegen seiner Sollbewegung gedreht werden kann. Der Sicherungsarm greift einseitig rastend in die Verzahnung des Schaltrades ein und sperrt die Drehbewegung des Schaltrades in eine nicht gewünschte Drehrichtung. Eine Drehung des Schaltrades entgegen der Soll-Drehbewegung wird damit zuverlässig verhindert. Der Sicherungsarm kann einseitig mit dem Schaltgehäuse verbunden sein. Der Sicherungsarm kann als elastischer Biegebalken ausgeführt sein.
Ein Flüssigkeitsausbringer nach Anspruch 11 gewährleistet eine einfache und robuste, definiert schaltbare Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente. Dadurch, dass das Verschlussmittel des Verschlusselements durch ein elastisches Verbindungsmittel an das Schaltgehäuse angedrückt wird, kann der flüssigkeitsdichte Verschluss der Abflussöffnungen besonders effektiv erfolgen. Die Verschlussmittel können in Form eines Kreiszylindersektors ausgebildet sein. Die elastischen Verbindungsmittel können in Form von mäanderförmigen Festkörpergelenken, oder in Form von Federelementen ausgebildet sein. Da das Schaltelement in dem vom Spülwasser durchflossenen Innenbereich des Schaltgehäuses angeordnet ist, führt eine Ausbildung des elastischen Verbindungsmittels als Festkörpergelenk zu einer besonders robusten Schalteinheit.
Eine Sprühvorrichtung nach Anspruch 12 gewährleistet eine einfache und robuste, definiert schaltbare Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente. Der Flüssigkeitsausbringer ist über Spülwasserleitungen mit der Spülwasserpumpe verbunden. Die Spülwasserpumpe ist dazu eingerichtet, die Förderung des Spülwassers auf unterschiedlichen Druckniveaus zu gewährleisten. Auf einem ersten Druckniveau wird das Spülwasser mit einem höheren Druck gefördert und auf einem zweiten Druckniveau ist der Spülwasserdruck verringert. Ein Absinken des Spülwasserdrucks kann durch eine Reduktion der Pumpenleistung oder durch ein Abstellen der Spülwasserpumpe erzielt werden. Ein Steuersignal zur Schaltung der Spülwasserpumpe wird durch die mit der Spülwasserpumpe über eine Signalverbindung verbundene Steuereinheit bereitgestellt. Die Sprühvorrichtung erlaubt somit in vorteilhafter Weise die Beaufschlagung des Flüssigkeitsausbringers mit Spülwasser sowie die Ausführung eines Spülprogramms, welches die Schaltung des Flüssigkeitsausbringers beinhaltet.
Eine Spülmaschine nach Anspruch 13 ermöglicht in einfacher und robuster Weise die Reinigung von Spülgut mittels einer Sprühvorrichtung zur definiert schaltbaren Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente. Durch die unterschiedliche Funktionalität der Sprühelemente können bestimmte Bereiche innerhalb der Spülkammer besonders intensiv mit Spülwasser beaufschlagt werden. Durch die unterschiedliche Ausgestaltung der mit den verschiedenen Sprühelementen in Verbindung stehenden Sprühöffnungen bezüglich Größe, Anzahl und Anordnung kann das Spülgut je nach Schaltzustand des Flüssigkeitsausbringers mit unterschiedlichen Intensitäten gereinigt werden. Die Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente kann dazu genutzt werden, einen Drehimpuls um die Ausbringerachse des Flüssigkeitsausbringers zu erwirken. Eine variable, insbesondere in seiner Richtung umkehrbare, Drehgeschwindigkeit des Flüssigkeitsausbringers lässt sich durch die Schaltung unterschiedlicher Sprühelemente bewirken. Da jeweils nur ein Teil der Sprühelemente in Betrieb ist, reinigt die Spülmaschine das Spülgut besonders effizient. Energie- und Wasserverbrauch können reduziert werden.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das in einfacher und robuster Weise den Betrieb einer Sprühvorrichtung zur definiert geschalteten Ausbringung von Spülwasser auf verschiedene Sprühelemente ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den bereits beschriebenen Vorteilen der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung. Das Verfahren kann insbesondere auch mit den Merkmalen von mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13 weitergebildet werden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

1 eine Schnittdarstellung einer Spülmaschine mit einer Sprühvorrichtung und einem Flüssigkeitsausbringer zur definiert geschalteten Ausbringung von Spülwasser,
2 eine perspektivische Darstellung eines Flüssigkeitsausbringers in 1 zur definiert schaltbaren Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente,
3 eine Schnittdarstellung des Flüssigkeitsausbringers durch eine Schalteinheit entlang einer Schnittlinie I-I in 2,
4 eine Draufsicht auf den Flüssigkeitsausbringer in 2 in einem ersten Schaltzustand, ohne Gehäusedeckel und mit gespanntem Federelement,
5 eine Draufsicht auf den Flüssigkeitsausbringer in 2 in einem zweiten Schaltzustand, ohne Gehäusedeckel und mit entspanntem Federelement, und
6 eine Draufsicht auf den Flüssigkeitsausbringer in 2 in einem dritten Schaltzustand, ohne Gehäusedeckel und mit gespanntem Federelement.

Eine Spülmaschine 1 umfasst eine Sprühvorrichtung 2 zur definiert geschalteten Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente 3. Die in 1 dargestellte Sprühvorrichtung 2 umfasst einen Flüssigkeitsausbringer 4, eine Spülwasserpumpe 5 sowie eine Steuereinheit 6 zur Steuerung der Spülwasserpumpe 5. Der Flüssigkeitsausbringer 4 ist in einer Spülkammer 7 der Spülmaschine 1 angeordnet. Innerhalb der Spülkammer 7 sind Spülgutaufnahmen 8 zur Aufnahme von Spülgut angebracht. Zusätzlich zu dem schaltbaren Flüssigkeitsausbringer 4 kann die Spülmaschine 1 sonstige Flüssigkeitsausbringer 9 aufweisen. Der Flüssigkeitsausbringer 4 ist über Spülwasserleitungen 10 mit der Spülwasserpumpe 5 verbunden. Zwischen Spülwasserpumpe 5 und Steuereinheit 6 besteht eine Signalverbindung 11. Die Spülwasserpumpe 5 ist derart ausgestaltet, dass diese gesteuert von der Steuereinheit 6 das Spülwasser mit mindestens zwei unterschiedlichen Druckniveaus fördern kann. Hierdurch wird die Schaltung des Flüssigkeitsausbringers 4 ermöglicht. Der Flüssigkeitsausbringer 4 ist in einem Mittenbereich der Spülkammer 7 angeordnet und um eine vertikal orientierte Ausbringerachse 12 drehbar gelagert. Das in die Spülgutaufnahme 8 oberhalb und unterhalb des Flüssigkeitsausbringers 4 eingelegte Spülgut kann so über den Flüssigkeitsausbringer 4 mit Spülwasser beaufschlagt werden. Je nach Schaltzustand erfolgt die Ausbringung des Spülwassers über unterschiedliche Sprühelemente 3, welche unterschiedliche Spülfunktionen aufweisen.
Der Flüssigkeitsausbringer 4 umfasst eine Schalteinheit 13 und vier an der Schalteinheit 13 angeordnete Sprühelemente 3. Die Sprühelemente 3 bilden jeweils einen Sprüharm 14 des Flüssigkeitsausbringers 4 aus. Die Schalteinheit 13 umfasst ein Schaltgehäuse 15, eine Zuflussöffnung 16, vier Abflussöffnungen 17a, 17b, ein Schaltelement 18 sowie eine Schaltmechanik 19. Das Schaltgehäuse 15 ist zweiteilig ausgeführt und wird von einer Gehäusebasis 20 und einem zugehörigen Gehäusedeckel 21 gebildet. Der Gehäusedeckel 21 ist über Klemmelemente 22 flüssigkeitsdicht mit der Gehäusebasis 20 verbunden. Die Zuflussöffnung 16 zur Zufuhr von Spülwasser in das Schaltgehäuse 15 ist an der Gehäusebasis 20 angeordnet. Der Flüssigkeitsausbringer 4 ist über das Schaltgehäuse 15 um die Ausbringerachse 12 drehbar gelagert. Zum Abfluss des Spülwassers weist das Schaltgehäuse 15 zwei erste Abflussöffnungen 17a und zwei zweite Abflussöffnungen 17b auf, die einander jeweils gegenüberliegen. An den Sprühelementen 3 sind mehrere Sprühöffnungen 23 angebracht. Zur Verbindung der Abflussöffnungen 17a, 17b mit diesen Sprühöffnungen 23 weisen die Sprühelemente 3 Verbindungskanäle 24 auf.
Die Schaltmechanik 19 befindet sich nur teilweise innerhalb des Schaltgehäuses 15. Die Schaltmechanik 19 umfasst ein Federelement 25, eine Kolben-Zylinder-Einheit 26, ein Schaltrad 27 und einen Schaltarm 28. Das Federelement 25 ist als Druckfeder ausgeführt und zwischen einem Schaltkolben 29 und einem Schaltzylinder 30 der Kolben-Zylinder-Einheit 26 angeordnet. Das Federelement 25 kann so zwischen Schaltkolben 29 und Schaltzylinder 30 gespannt werden. Die Kolben-Zylinder-Einheit 26 ist außerhalb des Schaltgehäuses 15 angeordnet und über eine Schaltleitung 31 mit diesem verbunden. Schaltkolben 29 und Schaltzylinder 30 sind flüssigkeitsdicht zueinander ausgebildet. Der Schaltkolben 29 kann bei Betätigung durch den Spülwasserdruck entlang der Mittellängsachse 32 des Schaltzylinders 30 verschoben werden. Die Kolben-Zylinder-Einheit 26 ist gegenüber dem Schaltgehäuse 15 derart orientiert, dass die Mittellängsachse 32 gegenüber der Ausbringerachse 12 radial verläuft.
Das Schaltrad 27 ist außerhalb des Schaltgehäuses 15 angeordnet und um eine Schaltachse 33 drehbar gelagert. Zur Betätigung des Schaltelements 18 ist das Schaltrad 27 drehfest mit einer Schaltwelle 34 verbunden. Die Schaltwelle 34 ist in dem Gehäusedeckel 21 gelagert und mit dem Schaltelement 18 einstückig ausgeführt. Das Schaltrad 27 ist mittels einer Mutter 35 axial auf der Schaltwelle 34 fixiert. Die drehfeste Verbindung zwischen Schaltwelle 34 und Schaltrad 27 erfolgt kraftschlüssig über die Mutter 35 und formschlüssig über eine entsprechende Profilierung zwischen Schaltwelle 34 und Schaltrad 27. Das Schaltrad 27 weist umfangsseitig eine Verzahnung 36 auf, die einseitig rastend ausgebildet ist. Zwischen dem Schaltkolben 29 und der Verzahnung 36 des Schaltrades 27 ist ein Schaltarm 28 angeordnet, der die translatorische Bewegung des Schaltkolbens 29 in eine Rotationsbewegung des Schaltrades 27 überführt. Der Schaltarm 28 ist dabei über eine Kolbenstange 38 mit dem Schaltkolben 29 verbunden und steht einseitig rastend im Eingriff mit der Verzahnung 36 des Schaltrades 27. Der Schaltarm 28 ist als elastischer Biegebalken und im Querschnitt rechteckförmig ausgeführt und außerhalb des Schaltgehäuses 15 angeordnet. Ein Sicherungsarm 37a ist an dem Gehäusedeckel 21 angebracht. Der Sicherungsarm 37a steht in Eingriff mit der Verzahnung 36 des Schaltrades 27 und ist derart angeordnet, dass eine Drehung des Schaltrades 27 nur in eine Soll-Drehrichtung 37b erfolgen kann.
Das durch das Schaltrad 27 drehangetriebene Schaltelement 18 ist innerhalb des Schaltgehäuses 15 angeordnet und umfasst mehrere Verschlussmittel 39 zum Verschluss der Abflussöffnungen 17a, 17b, welche durch elastische Verbindungsmittel 40 an das Schaltgehäuse 15 angedrückt werden. Die Verbindungsmittel 40 sind als mäanderförmige Filmgelenke ausgeführt. Die Verschlussmittel 39 weisen die Form eines Kreiszylindersektors auf. Der von dem Verschlussmittel 39 eingenommene Winkelbereich des Kreiszylindersektors wird durch die Anzahl an Abflussöffnungen 17a, 17b definiert und beträgt beispielsweise 90°. Die Verzahnung 36 des Schaltrades 27 ist derart ausgebildet, dass die Anzahl an Zähnen doppelt so groß ist wie die Anzahl an Abflussöffnungen 17a, 17b. Die Zähne 36 sind gleichmäßig über den Umfang des Schaltrades 27 verteilt, sodass eine Verdrehung des Schaltrades 27 um einen zwischen drei Zähnen 36 eingeschlossenen Winkel zu einer Überführung der Verschlussmittel 39 von einer ersten Abflussöffnung 17a in eine zweite Abflussöffnung 17b erfolgt.
Die Funktionsweise der Sprühvorrichtung 2 ist wie folgt:
Die in der Spülmaschine 1 angebrachte Sprühvorrichtung 2 ermöglicht die definiert schaltbare Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente 3 des Flüssigkeitsausbringers 4. In einem ersten Schaltzustand wird Spülwasser von der Spülwasserpumpe 5 über die Spülwasserleitungen 10 zu dem Flüssigkeitsausbringer 4 auf einem ersten Druckniveau gefördert. Das Spülwasser gelangt über die Zuflussöffnung 16 in das Schaltgehäuse 15 der Schalteinheit 13. In dem ersten Schaltzustand sind die ersten Abflussöffnungen 17a durch die Verschlussmittel 39 des Schaltelements 18 flüssigkeitsdicht verschlossen. Das Spülwasser wird über die zweiten Abflussöffnungen 17b und die Verbindungskanäle 24 der Sprühelemente 3 gefördert und über die Sprühöffnungen 23 ausgebracht. Einzelne der Sprühöffnungen 23 bewirken bei Ausbringung des Spülwassers einen Drehimpuls um die Ausbringerachse 12, wodurch der Flüssigkeitsausbringer 4 in Rotation versetzt wird. Der an dem Schaltkolben 29 über die Schaltleitung 31 anliegende Spülwasserdruck spannt das Federelement 25 zwischen Schaltkolben 29 und Schaltzylinder 30.
Zur Schaltung des Flüssigkeitsausbringers 4 wird über die Steuereinheit 6 ein Signal zur Betätigung der Spülwasserpumpe 5 bereitgestellt. Die Spülwasserpumpe 5 wird mit verringerter Leistung weiterbetrieben oder abgeschaltet, wodurch der Spülwasserdruck auf ein zweites reduziertes Druckniveau sinkt. Durch den reduzierten Spülwasserdruck werden die auf den Schaltkolben 29 wirkenden Kräfte verringert und das Federelement 25 wird entspannt. Der über die Kolbenstange 38 mit dem Schaltkolben 29 verbundene Schaltarm 28 überführt die zur Mittellängsachse 32 parallele Bewegung des Schaltkolbens 29 in eine Rotation des Schaltrades 27. Hierzu steht der Schaltarm 28 in Bewegungsrichtung rastend mit der Verzahnung 36 des Schaltrades 27 in Eingriff. Der Sicherungsarm 37a gleitet über die Verzahnung 36. Das Schaltrad 27 dreht über die Schaltwelle 34 das Schaltelement 18 und die daran angebrachten Verschlussmittel 39 von einer ersten Verschlussstellung, in der die ersten Abflussöffnungen 17a verschlossen sind, in Richtung einer zweiten Verschlussstellung, in der die zweiten Abflussöffnungen 17b verschlossen sind.
Die Steuereinheit 6 betätigt im Folgenden die Spülwasserpumpe 5 über die Signalverbindung 11 zur Erhöhung der Pumpleistung, wodurch der Spülwasserdruck auf das erste Druckniveau angehoben wird. Das Federelement 25 wird zwischen dem Schaltkolben 29 und dem Schaltzylinder 30 gespannt. Der elastische Schaltarm 28 gleitet über die Verzahnung 36 des Schaltrades 27, ohne das Schaltrad 27 dabei zu drehen. Der Sicherungsarm 37a sichert das Schaltrad 27 gegen eine Verdrehung entgegen der Soll-Drehrichtung 37b. Um das Schaltelement 18 von der ersten Verschlussstellung, in der die ersten Abflussöffnungen 17a verschlossen sind, in eine zweite Verschlussstellung, in der die zweiten Abflussöffnungen 17b verschlossen sind, zu überführen, ist dieser Schaltprozess zweimalig auszuführen. Dies wird dadurch bedingt, dass die Anzahl der Zähne 36 doppelt so groß ist wie die Anzahl an Abflussöffnungen 17a, 17b. Eine einzelne Betätigung der Schaltmechanik 19 durch Druckreduktion und Druckanstieg erlaubt eine Drehung des Schaltelements 18 um 45°. Da der Winkelabstand zwischen den Abflussöffnungen 17a, 17b 90° beträgt, ist dieser Schaltprozess für eine vollständige Schaltung des Flüssigkeitsausbringers 4 zweimalig auszuführen.
In der zweiten Verschlussstellung wird das Spülwasser über die ersten Abflussöffnungen 17a ausgebracht. Zum Überführen der Schalteinheit 13 in die erste Verschlussstellung wird die oben beschriebene Vorgehensweise entsprechend wiederholt.

Claims

Flüssigkeitsausbringer zur definiert schaltbaren Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente, umfassend - eine Schalteinheit (13) mit -- einem Schaltgehäuse (15), -- mindestens einer Zuflussöffnung (16) zur Zufuhr des Spülwassers in das Schaltgehäuse (15), -- mindestens zwei Abflussöffnungen (17a, 17b) zum Abfluss von Spülwasser aus dem Schaltgehäuse (15), -- einem in dem Schaltgehäuse (15) angeordneten Schaltelement (18) zum reversiblen Verschluss der Abflussöffnungen (17a, 17b) und -- einer mittels des Spülwassers betätigten Schaltmechanik (19) zum Umschalten des Schaltelements (18), wobei die Schaltmechanik (19) ein mittels des Spülwassers elastisch verformbares Federelement (25) zum Umschalten des Schaltelements (18) umfasst, und - mindestens zwei Sprühelemente (3) mit -- jeweils mindestens einer Sprühöffnung (23) zur Ausbringung des Spülwassers und -- jeweils mindestens einem Verbindungskanal (24) zur Verbindung der jeweiligen Abflussöffnung (17a, 17b) mit der mindestens einen Sprühöffnung (23), dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmechanik (19) eine Kolben-Zylinder-Einheit (26), mit einem Schaltzylinder (30) und einem darin angeordneten Schaltkolben (29), und einen Schaltarm (28) zum Überführen einer translatorischen Bewegung des Schaltkolbens (29) in eine Drehbewegung des Schaltelements (18) umfasst.
Flüssigkeitsausbringer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (18) um eine Schaltachse (33) drehbar gelagert ist.
Flüssigkeitsausbringer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheit (26) außerhalb, insbesondere seitlich, von dem Schaltgehäuse (15) angeordnet ist.
Flüssigkeitsausbringer nach einem der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellängsachse (32) des Schaltkolbens (29) quer zu der Schaltachse (33) orientiert ist.
Flüssigkeitsausbringer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (25) zwischen dem Schaltkolben (29) und dem Schaltzylinder (30) wirkt.
Flüssigkeitsausbringer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmechanik (19) einen, insbesondere über eine Kolbenstange (38), an dem Schaltkolben (29) angebrachten, insbesondere elastisch verformbaren, Schaltarm (28) umfasst.
Flüssigkeitsausbringer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmechanik (19) ein drehfest mit dem Schaltelement (18) verbundenes Schaltrad (27) aufweist.
Flüssigkeitsausbringer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltarm (28) und das Schaltrad (27) außerhalb von dem Schaltgehäuse (15) angeordnet sind.
Flüssigkeitsausbringer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltrad (27) eine Verzahnung (36) aufweist, in die der Schaltarm (28) eingreift.
Flüssigkeitsausbringer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (36) des Schaltrades (27) einseitig rastend ausgebildet ist.
Flüssigkeitsausbringer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (18) mindestens ein Verschlussmittel (39) zum Verschluss der Abflussöffnungen (17a, 17b) aufweist, das durch elastische Verbindungsmittel (40) an das Schaltgehäuse (15) angedrückt wird.
Sprühvorrichtung für Spülmaschinen zur Förderung von Spülwasser und zu dessen definiert geschalteten Ausbringung über verschiedene Sprühelemente (3), umfassend - einen Flüssigkeitsausbringer (4) nach einem der vorgenannten Ansprüche, - eine Spülwasserpumpe (5) zur Förderung des Spülwassers und - eine Steuereinheit (6) zur Ausführung eines Spülprogramms und zur Schaltung des Flüssigkeitsausbringers (4) mittels der Spülwasserpumpe (5).
Spülmaschine zur Reinigung von Spülgut, insbesondere Geschirr, umfassend eine Spülkammer (7) zur Aufnahme des Spülguts und eine Sprühvorrichtung (2) nach Anspruch 12 zur Ausbringung von Spülwasser auf das Spülgut.
Verfahren zum Betrieb einer Sprühvorrichtung zur definiert geschalteten Ausbringung von Spülwasser über verschiedene Sprühelemente, umfassend die Schritte: - Bereitstellen einer Sprühvorrichtung (2) für Spülmaschinen (1), aufweisend -- einen Flüssigkeitsausbringer (4), mit --- einer Schalteinheit (13), welche ein Schaltgehäuse (15), mindestens eine Zuflussöffnung (16) zur Zufuhr des Spülwassers in das Schaltgehäuse (15), mindestens zwei Abflussöffnungen (17a, 17b) zum Abfluss von Spülwasser aus dem Schaltgehäuse (15), ein in dem Schaltgehäuse (15) angeordnetes Schaltelement (18) zum reversiblen Verschluss der Abflussöffnungen (17a, 17b) und eine mittels des Spülwassers betätigte Schaltmechanik (19) zum Umschalten des Schaltelements (18) umfasst, wobei die Schaltmechanik (19) ein mittels des Spülwassers elastisch verformbares Federelement (25) zum Umschalten des Schaltelements (18) umfasst, und ---- mindestens zwei Sprühelementen (3), welche jeweils mindestens eine Sprühöffnung (23) zur Ausbringung des Spülwassers und jeweils mindestens einen Verbindungskanal (24) zur Verbindung der jeweiligen Abflussöffnung (17a, 17b) mit der mindestens einen Sprühöffnung (23) umfassen, -- eine Spülwasserpumpe (5) zur Förderung des Spülwassers und -- eine Steuereinheit (6) zur Ausführung eines Spülprogramms und zur Schaltung des Flüssigkeitsausbringers (4) mittels der Spülwasserpumpe (5), wobei sich das Schaltelement (18) in einer ersten Verschlussstellung befindet und eine erste Abflussöffnung (17a) verschließt, - Fördern des Spülwassers mittels der Spülwasserpumpe (5) zu der Zuflussöffnung (16) des Flüssigkeitsausbringers (4) und Ausbringen des Spülwassers über die offene zweite Abflussöffnung (17b), wobei das Federelement (25) gespannt ist, - Schalten des Flüssigkeitsausbringers (4) durch -- Betätigen der Spülwasserpumpe (5) zur Reduktion des Spülwasserdrucks, -- Entspannen des Federelements (25) der Schaltmechanik (19) und Überführen des Schaltelements (18) in die zweite Verschlussstellung, in der die zweite Abflussöffnung (17b) verschlossen ist, wobei die freigegebene potentielle Energie des Federelements (25) zur Umschaltung des Schaltelements (18) genutzt wird, -- Betätigen der Spülwasserpumpe (5) zur Erhöhung des Spülwasserdrucks, und -- Spannen des Federelements (25) durch den Spülwasserdruck, und - Ausbringen des Spülwassers über die offene erste Abflussöffnung (17a), wobei das Federelement (25) gespannt ist.