DE19630357A1 - Vorrichtung zur Regelung der Wassermenge in vorzugsweise Spülmaschinen - Google Patents
Vorrichtung zur Regelung der Wassermenge in vorzugsweise SpülmaschinenInfo
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- A47L15/4244—Water-level measuring or regulating arrangements
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der
Wassermenge in vorzugsweise Geschirrspülmaschine nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Spülwasserverbrauch von Geschirrspülmaschinen z. B. von
handelsüblichen Haushaltsgeschirrspülern ist aus ökologischen
und auch ökonomischen Gesichtspunkten ein wichtiger
Funktionsparameter. Die Spülmaschinenhersteller sind deshalb
bemüht, besonders geringe Wasserverbrauchswerte zu erreichen.
Bei einer bekannten Ausführungsform wird für den üblichen
Spülbetrieb das Spülwasser über ein elektrisch betätigbares
Absperrventil zugeführt, wobei die entsprechende Wassermenge
für z. B. einen Programmzyklus über die Öffnungszeit des
Ventils einzustellen ist. Die Gesamtwassermenge pro Spülgang
setzt sich dabei aus den einzelnen Wassermengen der
Programmzyklen zusammen. Eine Umwälzpumpe, in der Regel eine
Kreiselpumpe, fördert das zulaufende Wasser über
beispielsweise Sprüharme, die durch den Wasserrückstoß in
Drehung versetzt werden, in das Spülmaschineninnere. Die
Sprüharme verteilen das Spülwasser über die Geschirrbeladung.
Das vom Geschirr abfließende Wasser läuft in einen Sammeltopf
vor der Umwälzpumpe, um erneut zu den Sprüharmen gefördert zu
werden. Nach einem einmaligen Wasserzulauf entsteht auf diese
Weise ein an sich geschlossener Wasserkreislauf.
Problematisch wird es allerdings, wenn ein Teil des
zirkulierenden Wassers von der Geschirrbeladung (z. B. ein
falsch herum eingestellter Kochtopf) aufgefangen wird. Dies
kann zur Folge haben, daß die Umwälzpumpe nicht ausreichend
vom zurücklaufenden Wasser versorgt wird und sich keine
stabilen Druckverhältnisse in den Rohren und Sprüharmen des
Spülsystems einstellen. Aufgrund dessen neigt die Pumpe zu
einem unrunden geräuschvollen Lauf.
In gleicher Weise ungünstige Betriebsverhältnisse für die
Umwälzpumpe ergeben sich auch, wenn z. B. durch stark
eiweißhaltige Geschirrverschmutzungen bzw. eine Überdosierung
von Reinigungsmittel eine starke Schaumbildung innerhalb des
Spülraums auftritt und so das zu pumpende Spülwasser mit
Luftbläschen unregelmäßig angereichert ist. Die sich dadurch
wechselnde Konsistenz des zu pumpenden Spülwassers treibt die
Pumpe ebenfalls in einen unrunden mit erhöhten Pumpgeräuschen
verbundenen Lauf.
Bislang wird zur Lösung des Problems so lange frisches Wasser
von außen zugeführt, bis die Pumpe wieder einen stabilen Lauf
erreicht. Dazu wird ein Absperrventil über einen
Druckschalter geöffnet, der Druckschwankungen im
Pumpengehäuse erfassen kann und als Signal an die Steuerung
des Absperrventils weitergibt. Erst wenn die
Druckschwankungen abgeklungen sind und die Pumpe dadurch
gleichmäßig läuft, wird das Absperrventil wieder geschlossen
und damit die Frischwasserzufuhr gestoppt.
Nachteilig hierbei ist, daß nur eine relativ grobe
Regulierung der Wassermenge vorgenommen werden kann, was
gegebenenfalls zu einem unvorteilhaften hohen Wasserverbrauch
aufgrund des zusätzlich zugeführten Spülwassers führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Regelung
der Wassermenge in vorzugsweise Geschirrspülmaschinen
bereitzustellen, die einen mengenmäßig genaueren,
bedarfsgerechteren Zulauf von Spülwasser ermöglicht und
kostengünstig zu realisieren ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben.
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Regelung der
Wassermenge in vorzugsweise Geschirrspülmaschinen mit einer
von einem Elektromotor angetriebenen Umwälzpumpe aus, wobei
die Vorrichtung über wenigstens ein über eine Steuerung
betätigbares Dosierventil verfügt. Der Kern der Erfindung
liegt darin, daß eine Einrichtung für die Detektion von
wenigstens einem für eine Momentenänderung an der
Ausgangswelle des Elektromotors charakteristischen Parameter
vorgesehen ist und die Steuerung des Ventils derart ausgelegt
ist, daß das Ventil öffnet, sobald der wenigstens eine
detektierte Parameter einen vorgegebenen Wertebereich
verläßt. Auf diese Weise gewinnt man nicht nur eine Größe,
die unmittelbar den Belastungszustand der Pumpe
widerspiegelt, sondern auch eine Möglichkeit eine sehr
sensible Nachregulierung von Spülwasser durchführen zu
können. Die Erfindung macht sich zunutze, daß die
unerwünschten Gleichlaufschwankungen der Pumpe von einer
schwankenden Pumpenlast herrühren, wodurch der die Pumpe
antreibende Elektromotor ein entsprechend variierendes
Antriebsmoment an seiner Ausgangswelle zur Verfügung stellen
muß. Die Momentenänderung am Elektromotor ist somit
unmittelbar mit dem Betriebszustand der Pumpe gekoppelt.
Anstelle einer aufwendigen direkten Bestimmung des
Betriebszustands der Pumpe ist es somit völlig ausreichend
für die Gewinnung eines geeigneten Steuerparameters eine
Zustandsgröße zu überwachen, die Aufschluß über die
Momentenänderung an der Antriebswelle des Elektromotors gibt.
In Abhängigkeit von dieser Größe kann dann sehr feinfühlig
durch Öffnen des Ventils Wasser nachgeführt werden, bis die
Schwankungsbreite des Antriebsmoments wieder in einem
vorgegebenen Wertebereich zu liegen kommt. Ein weiterer
Vorteil liegt darin, daß es in der Praxis einfacher ist,
einen momentencharakteristischen Parameter am Motor
aufzunehmen als einen geeigneten Sensor, wie beispielsweise
der im Stand der Technik beschriebene Drucksensor, im
Pumpengehäuse unterzubringen.
Um eine unmittelbare Kontrolle der verbrauchten Wassermenge
zu erhalten, wird im weiteren vorgeschlagen, daß Mittel zur
Bestimmung der Wassermenge vorgesehen sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Steuerung des Ventils
derart ausgelegt ist, daß das Ventil nur öffnet, solange eine
vorbestimmte maximale Wassermenge noch nicht erreicht ist.
Auf diese Weise wird verhindert, daß vorgegebene Grenzwerte
für den maximalen Spülwasserverbrauch auf keinen Fall
überschritten werden, auch dann wenn dies zu Lasten der
Laufruhe der Pumpe geht.
Um eine vergleichsweise einfache und kostengünstige Messung
des Spülwasserverbrauchs vornehmen zu können, wird überdies
vorgeschlagen, daß die Mittel zur Bestimmung der Wassermenge
ein Volumenzählrad umfassen.
Zur Vermeidung von unnötigen Verzögerungszeiten im
Spülwasserzuführregelkreis wird weiterhin vorgeschlagen, die
Einlaßöffnung einer durch das Ventil gesteuerten
Wasserzuführleitung im Bereich eines Ansaugstutzens der
Umwälzpumpe anzuordnen. Jede Verzögerungszeit kann den Zulauf
von für ein stabiles Pumpverhalten überflüssigem Wasser zur
Folge haben und den Gesamtwasserverbrauch bei einem
Spülvorgang somit unnötigerweise erhöhen.
Außerdem ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt, wenn das
Ventil im Bereich der Einlaßöffnung der
Wasserzuführungsleitung positioniert ist. Auch dadurch werden
Verzögerungszeiten im Spülwasserzuführkreislauf vermindert
und die Ansprechzeiten der Regelung verkürzt.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der
für die Momentenänderung an der Ausgangswelle des
Elektromotors zu detektierende charakteristische Parameter
der Spulenstrom z. B. einer Ständerwicklung des Elektromotors.
Die Detektion beschränkt sich somit auf die Messung des
Spulenstromes, was vergleichsweise einfach zu realisieren ist
und vor allem einen geringen Kostenaufwand mit sich bringt.
Schließlich ist es besonders vorteilhaft, wenn für die
Steuerung des Ventils ein Mikroprozessor verwendet wird, der
bereits zur Regelung des Elektromotors vorgesehen ist. Auf
diese Weise werden bereits vorhandene Ressourcen in der
Geschirrspülmaschine besser ausgenutzt. Für den Fall, daß als
momentencharakteristischer Parameter der Spulenstrom gemessen
wird, beschränkt sich überdies der zusätzliche Aufwand für
die Regelung der Wassermenge darauf, ein steuerbares
Dosierventil bereitzustellen, da für die Regelung des
Elektromotors die Messung des Spulenstroms ohnehin
erforderlich ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in einer Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter
Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer
Haushaltsgeschirrspülmaschine mit einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Regelung
der Wassermenge.
Das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 umfaßt einen
Spülmaschinenraum 1, in dem zwei drehbar gelagerte Sprüharme
2, 3 angeordnet sind und über das Zuführrohr 4 mit Spülwasser
versorgt werden. Die Sprüharme 2, 3 weisen Düsen 5 auf, die
das Spülwasser über eine Geschirrbeladung verteilen. Das aus
den Düsen 5 versprühte und am Geschirr ablaufende Wasser
fließt in einem Sammeltopf 6 im unteren Bereich des
Spülmaschinenraums 1 zusammen. Hier wird es über das Rohr 7
von der Pumpe 8, die von einem Synchronmotor 9 angetrieben
wird, angesaugt und über das am Ausgang der Pumpe 8 sitzende
Zuführrohr 4 und die Sprüharme 2, 3 wieder in den Spülraum 1
gedrückt. Die Pumpe 8 ist über eine Ausgangswelle 10 des
Synchronmotors 9 mit diesem verbunden. Der Synchronmotor 9
wird von einem Mikroprozessor 11 geregelt. Der Mikroprozessor
11 hat überdies die Aufgabe, die Regelung Frischwasserzufuhr
von der Wasserzuführungsleitung 12 vorzunehmen. Hierfür
steuert der Mikroprozessor 11 ein Dosierventil 13 und
empfängt Signale von einem Volumenzählrad 14. Die
Kommunikation des Mikroprozessors 11 mit dem Synchronmotor 9,
dem Dosierventil 13 und dem Volumenzählrad 14 soll in Fig. 1
durch die vom Mikroprozessor ausgehenden bzw. zu diesem
hinzeigenden Pfeile dargestellt werden. Zur Veranschaulichung
der Flußrichtung des Spülwassers sind zusätzlich die mit
ausgefüllten Pfeilspitzen versehenen Pfeile an den Rohren des
Spülsystems eingezeichnet.
Beim Beginn eines Spülvorgangs wird zunächst über die
Einlaßöffnung 15 der Wasserzuführleitung 12 Spülwasser in den
Spülmaschinenraum 1 eingeleitet. Dadurch füllt sich der
Sammeltopf 6. Gleichzeitig beginnt die Pumpe 8, durch den
Synchronmotor 9 angetrieben, das Wasser von dort über das
Rohr 7 anzusaugen und über das Zuführrohr 4, die
Sprüharme 2, 3 und die darauf sitzenden Düsen 5 im
Spülmaschinenraum 1 zu verteilen. Der Wasseraustritt an den
Düsen 5 bzw. der Wasserspiegel im Sammeltopf 6 soll durch die
punktierten Linien veranschaulicht werden. Das
Dosierventil 13 bleibt so lange geöffnet, bis eine
vorgegebene Wassermenge, die vom Volumenzählrad 14 gemessen
wird, in den Spülmaschinenraum eingeleitet worden ist.
Daraufhin wird das Dosierventil 13 mikroprozessorgesteuert
geschlossen. Der weitere Spülvorgang kann nun so aussehen,
daß es sich bei der vorgegebenen Spülwassermenge um lediglich
eine Basismenge handelt, die auf jeden Fall durch eine
Nachregulierung ergänzt werden muß. Auf diese Weise kann bei
jedem Spülvorgang die bestmögliche Wassermenge, bei der sich
gerade noch ein stabiler Pumpenlauf einstellt, angenähert
werden. Als charakteristischen Parameter für die Auslastung
der Pumpe 8 kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Stromverlauf durch die Ständerwicklung des die Pumpe
antreibenden Synchronmotors 9 verwendet werden. Der gemessene
Stromverlauf wird vom Mikroprozessor 11 weiterverarbeitet. Im
vorliegenden Beispiel wird der Stromverlauf nicht nur für die
Wassernachregulierung genutzt, sondern auch für die Steuerung
des Synchronmotors 9 und bedeutet somit keinen Mehraufwand.
Für den Fall, daß z. B. die Auslastung der Pumpe absinkt, muß
vom Synchronmotor ein ebenfalls kleineres Antriebsmoment
bereitgestellt werden. Dementsprechend wird sich der vom
Motor aufgenommene mittlere Spulenstrom erniedrigen.
Unterschreitet der mittlere Spulenstrom einen vorgegebenen
Grenzwert, wird der Mikroprozessor 11, der den Strom
überwacht, das Dosierventil 13 öffnen, um Wasser
nachzulassen. Dadurch wird sich die Auslastung der Pumpe
wieder erhöhen, das erforderliche Antriebsmoment und somit
auch der Spulenstrom ansteigen, was unmittelbar dazu führt,
daß der Mikroprozessor 11 das Dosierventil 13 wieder
schließt. Bleibt daraufhin der Spulenstrom in einem
vorgegebenen Wertebereich, ist die Nachregulierung von
Spülwasser beendet. Tritt eine weitere Gleichlaufschwankung
auf, wird zusätzliches Wasser nachgelassen, jedoch nur so
viel, bis ein vorgegebener Grenzwert erreicht ist.
Ab diesem Wert, der lediglich bei ungünstigen Konstellationen
erreicht werden sollte, werden dann auch geringe
Gleichlaufschwankungen der Pumpe in Kauf genommen. Derartige
Situationen werden jedoch nur selten auftreten, wenn es
beispielsweise bei einer Falschdosierung von Spülmittel zu
einer starken Schaumbildung kommt oder ein falsch herum
eingestelltes Gefäß einen großen Teil des eingeführten
Wassers abfängt. Für den normalen Betriebsfall wird
allerdings durch die erfindungsgemäße Nachregulierung von
Wasser immer eine optimale Spülwassermenge angenähert, so daß
insgesamt eine Reduzierung des Wasserverbrauchs bei stabilem
Lauf der Pumpe erzielt werden kann.
Ergänzend zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Wasserregelung kann bei der Auslegung des Spulwassersystems
darauf geachtet werden, daß alle erforderlichen
Leitungsquerschnitte möglichst klein und Leitungslängen kurz
gehalten werden. Damit wird die Wassermenge zur Befüllung des
Systems reduziert, was letzten Endes den Wasserverbrauch
weiter herabsetzt.
Bezugszeichenliste
1 Spülmaschinenraum
2 Sprüharm
3 Sprüharm
4 Zuführrohr
5 Düse
6 Sammeltopf
7 Rohr
8 Pumpe
9 Synchronmotor
10 Ausgangswelle
11 Mikroprozessor
12 Wasserzuführungsleitung
13 Dosierventil
14 Volumenzählrad
15 Einlaßöffnung
16 Wasserpegel
2 Sprüharm
3 Sprüharm
4 Zuführrohr
5 Düse
6 Sammeltopf
7 Rohr
8 Pumpe
9 Synchronmotor
10 Ausgangswelle
11 Mikroprozessor
12 Wasserzuführungsleitung
13 Dosierventil
14 Volumenzählrad
15 Einlaßöffnung
16 Wasserpegel
Claims (8)
1. Vorrichtung zur Regelung der Wassermenge in vorzugsweise
Geschirrspülmaschinen mit einer von einem Elektromotor (9)
angetriebenen Umwälzpumpe (8), wobei wenigstens ein über eine
Steuerung betätigbares Dosierventil (13) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung für die
Detektion von wenigstens einem für eine Momentenänderung an
der Ausgangswelle (10) des Elektromotors (9)
charakteristischen Parameter vorgesehen ist und die Steuerung
(11) des Ventils (13) derart ausgelegt ist, daß das Ventil
öffnet, sobald der wenigstens eine detektierte Parameter
einen vorgegebenen Wertebereich verläßt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Mittel zur Bestimmung der Wassermenge vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerung (11) des Ventils (13) derart ausgelegt ist, daß
das Ventil nur öffnet, solange eine vorbestimmte maximale
Wassermenge noch nicht erreicht ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bestimmung der Wassermenge
ein Volumenzählrad (14) umfassen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (15) einer
durch das Ventil (13) gesteuerten Wasserzuführungsleitung
(12) im Bereich eines Ansaugstutzens der Pumpe angeordnet
ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventil (14) im Bereich der Einlaßöffnung (15) der
Wasserzuführungsleitung (12) positioniert ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der für die Momentenänderung an
der Ausgangswelle (10) des Elektromotors (9) zu detektierende
charakteristische Parameter der Spulenstrom einer
Ständerwicklung ist.
8. Geschirrspülmaschine mit einer Vorrichtung nach einem
der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuerung des Ventils (13) einen Mikroprozessor (11) umfaßt,
der gleichzeitig zur Regelung des Elektromotors (9)
vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996130357 DE19630357A1 (de) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | Vorrichtung zur Regelung der Wassermenge in vorzugsweise Spülmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996130357 DE19630357A1 (de) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | Vorrichtung zur Regelung der Wassermenge in vorzugsweise Spülmaschinen |
Publications (1)
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---|---|
DE19630357A1 true DE19630357A1 (de) | 1998-02-05 |
Family
ID=7801033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996130357 Withdrawn DE19630357A1 (de) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | Vorrichtung zur Regelung der Wassermenge in vorzugsweise Spülmaschinen |
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