DE19840291C2 - Geschirrspülmaschine mit einem rotierbaren Sprüharm, dessen Drehbewegung erkennbar ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Geschirrspülmaschine mit einem ro­ tierbaren Sprüharm, dessen Drehbewegung erkennbar ist.

In einer Geschirrspülmaschine zum Spülen von Spülgut, insbeson­ dere einer Haushalts-Geschirrspülmaschine, ist wenigstens ein rotierbarer Sprüharm angeordnet. Dieser wenigstens eine Sprüharm befindet sich üblicherweise unterhalb eines Geschirr­ korbes, in welchen von einer Bedienperson Spülgutteile zum Zwecke der Reinigung eingebracht werden können. Der Sprüharm weist nach oben gerichtete Sprühdüsen auf, mit deren Hilfe das darüber angeordnete Spülgut mit einer Spülflüssigkeit beauf­ schlagt werden kann. Eine in der Geschirrspülmaschine angeord­ nete Umwälzpumpe führt dem Sprüharm die Spülflüssigkeit über eine Rohrzuleitung zu. Der Sprüharm umfaßt neben den nach oben gerichteten Sprühdüsen auch wenigstens eine Antriebsdüse, die annähernd tangential zu einer Kreisbahn, welche der Sprüharm bei seiner Drehbewegung beschreibt, gerichtet ist.

Wird das Spülgut von der Bedienperson ordnungsgemäß in den Ge­ schirrkorb eingeordnet, so kann der Sprüharm angetrieben durch die an der Antriebsdüse gebildete Rückstoßkraft seine Drehbewe­ gung ausführen. Wird das Spülgut jedoch so in den Geschirrkorb eingeordnet, daß es in die Drehebene des Sprüharmes hineinragt, so wird der Sprüharm blockiert. Die Folge ist ein schlechtes Reinigungsergebnis während dieses Spülganges, da die Spülflüssigkeit nicht dem gesamten zu reinigenden Spülgut zugeführt werden kann.

Um eine Bedienperson auf das Blockieren des Sprüharmes aufmerk­ sam zu machen, ist aus der DE 40 20 898 A1 bekannt, einen orts­ festen Sensor beispielsweise an einer Wand eines Spülbehälters anzuordnen, der mit einem weiteren signalgebenden Element, das am rotierenden Sprüharm angeordnet ist, signalerzeugend zusam­ menwirkt. Jedesmal wenn der Sprüharm am Sensor vorbeistreicht, wird ein elektrisches Signal erzeugt und an eine Auswerte- Elektronik weitergeleitet. Erfolgt keine Signalerzeugung, so weist dies auf einen blockierten Sprüharm hin. Diese vorbekann­ te Dreherkennung für einen Sprüharm einer Geschirrspülmaschine benötigt mehrere, zum Teil sehr kostenaufwendige Bauteile. Aus DE 44 18 558 A1 ist eine Vorrichtung zur Detektierung der Dreh­ bewegung eines Sprüharmes bekannt, wobei zur Erkennung der Drehbewegung veränderliche Drücke in Folge eines veränderlichen Strömungswiderstandes ausgewertet werden. Der Strömungswider­ stand verändert sich dabei in Folge einer unterschiedlichen Überdeckung von einer ersteh Blende, die in einer feststehenden Zuleitung angebracht ist, und einer zweiten Blende, die der er­ sten Blende im rotierbaren Sprüharm gegenüberliegt. Besonders nachteilig an dieser Ausführungsform ist, daß in Folge der an­ geordneten Blenden im Übergangsbereich zwischen Zuleitung und Sprüharm sich plötzlich der Durchtrittsquerschnitt sehr stark ändert, so daß die hauptsächlich laminare Strömung in der Zu­ leitung sprunghaft in eine turbulente Strömung übergeht, so daß die auszuwertenden Druckdifferenzen starken Schwankungen unter­ liegen. Ferner ist von besonderem Nachteil, daß in Folge der Anordnung des Blendenpaares der effektive Strömungsquerschnitt verringert wird, so daß die durch die Umwälzpumpe den Sprühar­ men zugeführte Spülflüssigkeit in ihrem Sprühdruck reduziert wird, was nicht nur zu einer verminderten Spülwirkung, sondern auch zu einem reduzierten Wirkungsgrad der Geschirrspülmaschine führt. Aus DE 42 15 574 A1 ist eine Sensierung der freien Sprüharmdrehbarkeit bekannt, wobei ein Drucksensor vorgesehen ist, welcher periodisch wie­ derkehrende Druckschwankungen zur Erzeugung eines entsprechen­ den Impulssignales nutzt, welches an eine Sensorsteuereinrich­ tung weitergeleitet wird. Die Druckschwankungen kommen durch Änderungen der Strömungswiderstände zweier axialer Bohrungen zustande, wobei eine erste Bohrung in einer seitlichen Verbrei­ terung des Zuleitungsrohres liegt und eine zweite axiale Gegen­ bohrung mit der Frequenz des Sprüharmes um diese erste Bohrung umläuft. Kommen beide Bohrungen kurzzeitig zur Deckung tritt in der Zuleitung und vor dem Sprüharm Spülflüssigkeit aus der Boh­ rung aus, so daß sich der in der Zuleitung gemessene Druck der Spülflüssigkeit kurzzeitig verringert. Der sich mit dem Umlauf des jeweiligen Sprüharmes wiederholende Druckabfall wird vom Drucksensor erfaßt und von der Drucksensorsteuerung beispiels­ weise als Impulssignal ausgefiltert, aus der Impulsfolge ergibt sich dann ein Kennsignal für den ordnungsgemäßen oder nicht ordnungsgemäßen Umlauf des jeweiligen Sprüharmes. Nachteilig an dieser Dreherkennung des Sprüharmes ist, daß zum einen Spül­ flüssigkeit unnötig vor Erreichen des Sprüharmes verloren geht und zum anderen infolge der, Ausgestaltung der Vorrichtung zwei­ mal eine sprunghafte Änderung des Durchtrittquerschnittes im Zuleitungsrohr auftritt, so daß die dem Sprüharm zugeführte Spülflüssigkeit unnötig in Turbulenzen versetzt wird, was er­ höhte Reibung und Verminderung des Sprühdruckes im Sprüharm nach sich zieht und zu einem verminderten Reinigungsergebnis führt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Geschirrspülmaschine mit einem rotierbaren Sprüharm, dessen Drehbewegung erkennbar ist, anzugeben, bei dem ein hoher Kostenaufwand und ungünstige meßtechnische Bedingungen, infolge sprunghafter Änderungen der Durchtrittsquerschnitte und die Ausbildung turbulenter Strömun­ gen vermieden werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer Geschirrspülmaschi­ ne mit einem rotierbaren Sprüharm durch die Merkmale des An­ spruchs 1.

Weist eine Geschirrspülmaschine mit einem rotierbaren Sprüharm, welchem Spülflüssigkeit zuführbar ist und von welchem die Spül­ flüssigkeit abgebbar ist, Mittel zu einer von der Drehwinkel­ stellung des Sprüharms abhängigen Zufuhr und/oder Abgabe der Spülflüssigkeit und eine Einrichtung zur Ermittlung der zuge­ führten und/oder abgegebenen Spülflüssigkeit auf, so kann auf kostengünstige Weise ein Blockieren des Sprüharmes festgestellt werden. Die Einrichtung zur Ermittlung der Spülflüssigkeit kann dabei Mittel umfassen, die bereits für andere Funktionen in der Geschirrspülmaschine, zum Beispiel für eine Niveausteuerung, verwendet werden. Auf diese Weise reduziert sich der Kostenauf­ wand für die Dreherkennung des Sprüharmes noch weiter.

Die Menge der zugeführten bzw. abgegebenen Spülflüssigkeit än­ dert sich im Verlauf einer vollen Umdrehung des Sprüharmes, so daß diese Spülflüssigkeitsmenge wenigstens einmal zwischen ei­ nem kleineren und einem größeren Wert wechselt.

Dieser Wechsel wiederholt sich bei jeder erneuten Umdrehung des Sprüharmes, so daß ein zyklisches Verhalten der den Sprüharm durchströmenden Spülflüssigkeitsmenge vorliegt.

Vorzugsweise ist dabei der Strömungsquerschnitt einer für die Zufuhr der Spülflüssigkeit vorgesehenen Zuleitung abhängig von der Drehwinkelstellung des Sprüharmes. Bei einer Änderung des Strömungsquerschnittes stellt sich eine entsprechend geänderte Durchfußmenge der Spülflüssigkeit ein. Eine solche Einstellung eines drehwinkelabhängigen Strömungsquerschnittes kann im Be­ reich eines Lagers des rotierbaren Sprüharmes erfolgen. Dies kann so realisiert sein, daß an der Zuleitung und am Sprüharm rotationsunsymmetrische Strömungsquerschnitte einander gegen­ überliegen. Im Verlauf der Rotationsbewegung des Sprüharmes liegt der Strömungsquerschnitt des Sprüharmes kontinuierlich in einer geänderten Lage dem Strömungsquerschnitt der Zuleitung gegenüber, so daß sich bei der rotationsunsymmetrischen Ausge­ staltung dieser beiden Strömungsquerschnitte ein sich ändernder effektiver Durchlassquerschnitt einstellt. Eine andere Ausge­ staltung der Erfindung sieht vor, daß am Sprüharm ein Über­ gangsquerschnitt angeordnet ist, welcher eine Exzentrizität zur Rotationsachse des Sprüharmes aufweist. Bei diesem Beispiel än­ dert sich ebenfalls der effektive Durchlaßquerschnitt von der Zuleitung zum Sprüharm, wobei die durchgelassene Spülflüssig­ keitsmenge während einer vollständigen Umdrehung des Sprüharmes nur einmal zwischen einem minimalen und einem maximalen Wert variiert.

Vorzugsweise werden z. B. die Strömungsquerschnitte am Sprüharm und an der Zuleitung in einer flächengleichen Ellipse einge­ stellt und verläuft die Drehachse des Sprüharmes senkrecht zu den beiden Zentren der Ellipsen so nimmt der effektive Durch­ laßquerschnitt während einer vollständigen Umdrehung des Sprüharmes jeweils zweimal die Form eines Kreises und einer den Strömungsquerschnitten entsprechenden Ellipse an.

Um eine besonders hohe Empfindlichkeit dieser Überwachungsan­ ordnung zu erhalten, ist es günstig, bei der Konstruktion der Geschirrspülmaschine eine schwingungstechnische Feinabstimmung der an der Umwälzung der Spülflüssigkeit beteiligten Hohlräume, insbesondere einer Umwälzpumpe, der Zuleitung und des Sprühar­ mes für die dem Sprüharm zugeordnete Drehzahl vorzunehmen. Dies kann beispielsweise dadurch gewährleistet sein, daß luftgefüll­ te Hohlräume als Helmholtz-Resonator oder Leitungsabschnitte als U-Rohr-Schwinger ausgeprägt werden.

Die Änderung des effektiven Durchlaßquerschnittes erzeugt Schwankungen des Wasserstromes bzw. des Gegendrucks für die Um­ wälzpumpe. Diese Schwankungen lassen sich aus der Drehzahl, dem Strom und/oder Spannung der Pumpe auswerten. Auch eine Auswer­ tung durch Druck- oder Durchflußmengenzähler ist möglich. In diesem Falle umfaßt die Einrichtung zur Ermittlung der Spül­ flüssigkeitsmenge einen Drucksensor oder einen Druchflußmengen­ sensor. Diese rein durch elektrische Größen realisierte Varian­ te bietet den Vorteil, daß keine weiteren mechanischen Bauteile benötigt werden, so daß die zu lösende Aufgabe einer kostengün­ stigen Dreherkennung des Sprüharmes in besonders guter Weise gelöst ist.

Zur Auswertung des Signals kann weiterhin ein elektrischer Schwingkreis dienen, der auf die charakteristische Frequenz der Querschnittsänderung im auszuwertenden Signal abgestimmt ist. Eine so vorgenommene Abstimmung erhöht in weiterer Weise die Empfindlichkeit der Überwachungsanordnung.

Weist die Geschirrspülmaschine neben dem ersten Sprüharm wenig­ stens noch einen zweiten Sprüharm auf, so ist eine gleichzeiti­ ge sichere Erkennung der Drehbewegung dieser mehreren Sprüharme möglich, wenn am zweiten Sprüharm ein gegenüber dem ersten Sprüharm verändertes Wechselspiel zwischen kleineren und größe­ ren Werten eingestellt ist. Insbesondere findet beim zweiten Sprüharm der Wechsel zwischen den kleineren und größeren Werten häufiger statt als beim ersten Sprüharm.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen eines Ausführungsbei­ spieles im folgenden näher erläutert:

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Haushalts-Geschirrspülmaschine in einer Prin­ zipskizze;

Fig. 2 ein Lager eines unteren Sprüharmes im Vertikal­ schnitt;

Fig. 3a, b einen drehwinkelabhängigen Übergangsquerschnitt von einer Sprüharm-Zuleitung zu einem unteren Sprüharm; und

Fig. 4a, b einen drehwinkelabhängigen Übergangsquerschnitt von einer Sprüharm-Zuleitung zu einem oberen Sprüharm.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Haushalts- Geschirrspülmaschine weist einen Spülbehälter 1 auf, in dem in einem unteren Geschirrkorb 8 und einem oberen Geschirrkorb 7 Spülgut zum Zwecke der Reinigung anordenbar ist. Dem unteren Geschirrkorb 8 ist ein unterer Sprüharm 10 und dem oberen Ge­ schirrkorb 7 ein oberer Sprüharm 9 zugeordnet. Der untere Sprüharm 10 wird über eine untere Zuleitung 11 und der obere Sprüharm 9 über eine obere Zuleitung 12 mit Spülflüssigkeit ge­ speist. Die Zuuhr der Spülflüssigkeit erfolgt mit Hilfe einer Umwälzpumpe 4, die die Spülflüssigkeit aus einem Sumpfbereich 2 des Spülbehälters 1 über eine Rohrleitung 3 ansaugt. In dem Sumpfbereich 2 sammelt sich die Spülflüssigkeit, die von den Sprüharmen 9, 10 auf die Spülgutteile gesprüht wird und von diesen abtropft. Weiterhin ist eine Entleerungspumpe 6 über ei­ nen Rohrstutzen 5 an den Sumpfbereich 2 des Spülbehälters 1 an­ gekoppelt, um verbrauchte Spülflüssigkeit aus dem Spülbehälter 1 in eine Abwasserinstallation zu transportieren.

In Fig. 2 ist der Lagerbereich des oberen Sprüharmes 9 im Ver­ tikalschnitt dargestellt. An einen Anschlußstutzen 13 der obe­ ren Zuleitung 12 ist ein Rohrabschnitt 14 unverdrehbar befe­ stigt, der sich zu einem Austrittsbereich 15 mit einem zentra­ len Austrittsquerschnitt 16 verengt und um diesen einen Ring­ flansch 17 bildet. In Durchströmungsrichtung oberhalb des Aus­ trittsbereiches 15 ist ein drehbares Diffusorrohr 18 angeord­ net, dessen zentrale Einlaßöffnung 19 der Querschnittsfläche, welche gemäß Fig. 4a elliptische Gestalt hat, dem Austritts­ querschnitt 16 entspricht. Das Diffusorrohr 18 stützt sich mit seinem die Einlaßöffnung 19 umgebenden Ringflansch 20 auf den Ringflansch 17 des Zuleitungs-Rohrabschnittes 14 ab. Über die zentralen Öffnungen 16, 19 wird bei laufender Umwälzpumpe 4 ein Flüssigkeitsstrom zum oberen Sprüharm 9 gefördert, wobei am oberen Sprüharm 9 nicht dargestellte Antriebsdüsen den Sprüharm 9 mit der erforderlichen Drehzahl arbeiten lassen.

Durch die jeweils elliptische Ausbildung des Austrittsquer­ schnittes 16 und der Einlaßöffnung 19 ergibt sich je nach Win­ kelstellung des Sprüharmes 9 ein unterschiedlich großer Durch­ trittsquerschnitt. Befinden sich gemäß Fig. 4a die beiden el­ liptischen Öffnungen in einer Stellung, in der die beiden gro­ ßen Halbachsen der Ellipsen rechtwinkelig zueinander angeordnet sind, so ist der Durchlaßquerschnitt kleiner als der Durch­ laßquerschnitt gemäß Fig. 4b, der sich einstellt, wenn die beiden großen Halbachsen der Ellipsen parallel zueinander aus­ gerichtet sind. In den dazwischenliegenden Winkelstellungen bilden sich Durchlaßquerschnitte aus, die zwischen den beiden Durchlaßquerschnitten gemäß Fig. 4a und 4b liegen.

Infolge des sich von der Drehwinkelstellung des Sprüharmes 9 ergebenden Durchlaßquerschnittes 21a bzw. 21b ergibt sich eine entsprechend daran angepaßte Durchflußmenge der Spülflüssig­ keit. Bei der reduzierten Durchlaß-Querschnittsfläche 21a gemäß Fig. 4a stellt sich an der Umwälzpumpe 4 ein erhöhter Staudruck ein als bei der Durchlaß-Querschnittsfläche 21b gemäß Fig. 4b. Dieser Staudruck wird mit Hilfe eines an der Umwälzpumpe 4 an­ geordneten, nicht dargestellten Drucksensors erfaßt und an eine ebenfalls nicht dargestellte Auswerteelektronik weitergeleitet. Bei einem ordnungsgemäßen Drehbetrieb des Sprüharmes 9 ändert sich der Staudruck entsprechend der Drehzahl periodisch, wobei sich eine Periode mit doppelter Frequenz gegenüber der Drehfre­ quenz des Sprüharmes 9 einstellt, da bei einer Volldrehung des Sprüharmes 9 der Staudruck jeweils zweimal maximal bzw. minimal ist. Stellt die Auswerte-Elektronik fest, daß sich der Stau­ druck nicht ändert, so nimmt diese an, daß der Sprüharm blockiert ist und gibt ein entsprechendes Warnsignal als Hinweis für die Bedienperson ab.

Um die Drehung des oberen Sprüharmes 9 und des unteren Sprühar­ mes 10 gleichzeitig sicher erkennen zu können, ist die Ankopp­ lung des unteren Sprüharmes 10 an seine Zuleitung 11 gegenüber der Ausführung der Ankopplung des oberen Sprüharmes 9 an seine Zuleitung 12 variiert. Anstelle der zentralen Anordnung des Diffusorrohres 18 beim oberen Sprüharm 9 ist das entsprechende Diffusorrohr des unteren Sprüharmes 10 exzentrisch zur Drehach­ se des unteren Sprüharmes 10 angeordnet. Außerdem sind die Übergangsquerschnitte 16, 19 der unteren Zuleitung 11 zum unte­ ren Sprüharm 10 in einer kreisrunden Ausführung gemäß der Fig. 3a und 3b. Bei der Rotation des unteren Sprüharmes 10 ist somit der Mittelpunkt M_s des Eintrittsquerschnittes des Sprüharmes 10 gegenüber dem Mittelpunkt M_Z der unteren Zulei­ tung 11 entsprechend der Winkelstellung des unteren Sprüharmes 10 verändert. Auf diese Weise stellt sich nur bei einer Winkel­ stellung gemäß Fig. 3b ein maximaler Durchlaßquerschnitt ein, nämlich dann, wenn die beiden Mittelpunkte M_s und M_Z zusammen­ fallen. Dagegen stellt sich der geringste Durchlaßquerschnitt ein, wenn der untere Sprüharm 10 eine dazu um 180° versetzte Winkelstellung einnimmt. Auch beim unteren Sprüharm 10 stellt sich somit ein drehwinkelabhängiger Übergangsquerschnitt peri­ odisch ein, wobei der zeitliche Verlauf des Durchlaßquerschnit­ tes dieselbe Frequenz wie die Drehfrequenz des Sprüharmes 10 hat. Dadurch, daß der obere Sprüharm eine doppelte Frequenz be­ züglich seines Durchlaßquerschnittes gegenüber dem unteren Sprüharm 10 aufweist, ist eine Überwachung der beiden Sprüharme 9, 10 gleichzeitig möglich.

Claims (5)

1. Geschirrspülmaschine mit einem rotierbaren Sprüharm, welchem Spülflüssigkeit zuführbar ist und die Zuführung über einen feststehenden Rohrabschnitt zum Sprüharm erfolgt, wobei im Übergangsbereich die Strömungsquerschnitte des Rohrab­ schnitts und des Spüharms in einen von der Kreisform unter­ schiedlichen Querschnitt übergehen und/oder der Übergangs­ querschnitt am Sprüharm eine Exzentrizität zur Rotationsach­ se des Sprüharms aufweist, wobei mindestens bei einer Win­ kelstellung die Querschnitte annähernd zur Deckung kommen, so daß eine ungehinderte Durchströmung erfolgen kann.

2. Geschirrspülmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Strömungsquerschnitte elliptisch sind.

3. Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einer vorgegebenen Drehzahl des Sprüharmes (9, 10) im Umwälzsystem befindliche Hohlräume aufeinander schwingungstechnisch abgestimmt sind.

4. Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ermittlung der Spülflüssigkeitsmenge einen Drucksensor oder einen Durch­ flußmengensensor aufweist.

5. Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ermittlung der Spülflüssigkeitsmenge einen elektrischen Schwingkreis um­ faßt, der auf die charakteristische Frequenz der Quer­ schnittsänderung im auszuwertenden Signal abgestimmt ist.