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Vorrichtung zur Steuerung des Flüssigkeitsstandes im Laugenbehälter
einer Wasch- oder Geschirrspülmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zur Steuerung des Flüssigkeitsstandes im Laugenbehälter einer Wasch- oder Geschirrspülmaschine,
die mit einer Laugenpumpe und einem von der Pumpe zu einem Ausguß führenden Ablaufschlauch
mit einem Krümmer versehen ist, wobei die Laugenpumpe von einer den Flüssigkeitsstand
überwachenden Schaltvorrichtung betätigbar ist und die Meßleitung für den Flüssigkeitsstand
im Laugenbehälter an einer Stelle des Flüssigkeitsablaufes angeschlossen ist, die
das Nullniveau, d. h. das Leersein des Laugenbehälters,zu messen gestattet.
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Bei den meisten der z.- Z. handelsüblichen Waschmaschinen wird der
Abpumpvorgang über das Programmsteuergerät zeitabhängig gesteuert. Die zur Verfügung
stehende maximale Zeit entspricht der Dauer eines Schaltschrittes des Programmsteuergerätes
und ist nicht veränderlich. Die Abpumpzeit muß aber auch so gewählt werden, daß
selbst bei ungünstigsten Betriebsbedingungen (sehr hoch gelegenes Abflußbecken,
maximaler Laugenstand, zulässige Verschmutzung des Flusenfilters und sehr niedrige
Netzspannung) die Maschine noch sicher entleert wird.
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Diese Bedingungen haben zur Folge, daß in den überwiegenden Fällen
die Abpumpzeit viel zu lang ist und die Pumpe also eine mehr oder weniger lange
Zeit leer läuft, was wiederum zu einer unnötigen Verlängerung der Programmdauer
und zu einer unangenehmen Geräuschbelästigung führt, da die Pumpe im Leerlauf ein
störendes Schlürfgeräusch erzeugt.
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Es ist naheliegend, ap der Druckentnahmestelle für die Überwachung
des Laugenniveaus auch das Nullniveau zu messen.
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Eine rein niveauabhängige Steuerung des Abpumpvorganges ist auf diese
Weise jedoch mit den bisher üblichen Membrandruckschaltern nicht möglich, da deren
Rückschaltpunkt zu hoch liegt. Wenn man das Flüssigkeitsniveau unter den Rückschaltpunkt
absenken will, muß man das Abschalten der Pumpe verzögern. Die durch die Verzögerung
gewonnene Zeit muß wiederum mit einer gewissen Reserve ausgelegt sein. Die Zeitreserve
kann zwar geringer gewählt werden als bei rein zeitabhängigen Pumpen, im Normalfall
ergibt sich jedoch ebenfalls eine gewisse Leerlaufzeit der Pumpe.
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Um diese Probleme weitgehend zu umgehen, ist aus der DT-AS 1 249 812
eine Kombination beider Abpumpüberwachungen bekannt.
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Das Abpumpen der Flüssigkeit wird bis zum Erreichen eines bestimmten
Niveaus flüssigkeitsstandsabhängig überwacht. Daran schließt sich eine zum Abpumpen
der Restflüssigkeit zeitlich gesteuerte Phase an, bei der die Zeitreserve relativ
klein gewählt werden kann. Jedoch ist auch hier eine gewisse Leerlaufzeit der Pumpe
nicht zu vermeiden.
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Bei der im DT-GM 6 604 612 beschriebenen Vorrichtung kann auf eine
zeitliche Überwachung verzichtet werden, weil dabei der Druckanstieg im Leerlauf
der Pumpe über ein Zungenventil zum Regeln des Pumpvorganges ausgenutzt wird. Dem
Zungenventil nachgeschaltet ist ein Windkessel und ein daran angeschlossener Membrandruckschalter.
Das Zungenventil befindet sich bei üblichem Wasserstand im Wasser. Man erreicht
damit, daß die Flüssigkeit aus dem Meßrohr derart verzögert abläuft, daß der beim
Abpumpvorgang durch die Laugenpumpe bewirkte Sog nicht verfälschend auf die Messung
des Flüssigkeitsstandes einwirken kann. Die Abstimmung eines solchen Ventils dürfte
allerdings Schwierigkeiten bereiten, da nur sehr geringe Druckdifferenzen (ca. 50
mm WS) zur Verfügung stehen. Außerdem weist
eine solche Anordnung
den' Nachteil auf, daß bei dem sog. Durchlaufspülen eine zeitliche Steuerung angewendet
werden muß, weil der Membrandruckschalter erst beim Leerlaufen der Pumpe zurückschaltet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Überwachung
des Pumpvorganges zu schaffen, die eine zustandsabhängige Steuerung mit einfachen
Mitteln sicherstellt. Zu diesem Zweck dient gemäß der Erfindung als Geber für den
Flüssigkeitsstand ein U-Rohr, dessen einer Schenkel als Windkessel ausgebildet und
mit einem Druckschalter verbunden ist, während an dem zweiten, mit der Atmosphäre
in Verbindung stehenden Schenkel drei Leitungen angeschlossen sind, die diesen Schenkel
mit der Auslauföffnung des Laugenbehälters, mit der Ansaugöffnung der Laugenpumpe
und mit dem Krümmer des Ablaufschlauches auf der der Auslaufseite gegenüberliegenden
Seite etwas oberhalb der Auslauföffnung verbinden, wobei die zur Ansaugöffnung der
Pumpe führende Leitung als Saugheber ausgebildet und bis wenig oberhalb der tiefsten
Stelle des U-Rohres geführt ist.
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Auf diese Weise wird eine Meß- und Steuervorrichtung geschaffen, die
einfach im Aufbau und funktionssicher ist, weil bei der neuen Anordnung durch die
am Ende des Abpumpvorganges in das Urförmige Meßrohr hineinlaufende Wassermenge
ein eindeutiger Schaltvorgang bewirkt wird.
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Der neuen Anordnung liegt folgende Überlegung zugrunde: Das Ende des
Ablaufschlauches der bekannten Wasch- oder Geschirrspülmaschinen ist üblicherweise
als starrer Krümmer zum Einhängen in einen Abfluß ausgebildet. Bei voller Pumpleistung
ist dieser Krümmer über den gesamten Querschnitt mit Wasser gefüllt. Da sich der
Querschnitt üblicherweise nicht verändert, ist die Durchflußgeschwindigkeit und
damit der dynamische Druck überall gleich, während sich der statische Druck in Abhängigkeit
von der Höhenlage ändert. Im Bereich der Austrittsöffnung
entspricht
der statische Druck dem Umgebungsdruck. Bis zum oberen Punkt des Krümmers nimmt
dieser Druck dann ab und auf der Zuflußseite bis in Höhe der Austrittsöffnung wieder
bis zum Wert des Umgebungsdruckes zu. Im Bereich des Krümmers herrscht also gegenüber
der Umgebung Unterdruck.
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Am Ende des Pumpvorganges, wenn der ausflußseitige Teil des Krümmers
nicht mehr mit Wasser gefüllt ist, hält die noch laufende Pumpe auf der Zuflußseite
des Abflußschlauches eine Wassersäule aufrecht, die bis zum oberen Punkt des Krümmers
reicht.
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In dieser Phase des Pumpvorganges herrscht also am oberen Punkt des
Krümmers Umgebungsdruck. Auf der Zuflußseite des Ausflußkrümmers herrscht somit
ein proportional mit der Wassersäule steigender Überdruck gegenüber der Umgebung.
Demzufolge fließt aus einer Bohrung im Bereich oberhalb der Austrittsöffnung solange
kein Wasser aus, solange die Pumpe mit voller Förderleistung arbeitet, weil dann
in diesem Bereich gegenüber der Umgebung Unterdruck herrscht. Geht dagegen die Fördermenge
gegen Null, führt der im Bereich der Bohrung entstehende Uberdruck dazu, daß Wasser
austritt.
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Bei der Ausgestaltung der Erfindung wird man vorzugsweise den Querschnitt
des Krümmers des Ablaufschlauches gegenüber dessen Querschnitt vermindert ausführen,
um auf diese Weise sicherzustellen, daß der Krümmer bei voller Pumpleistung über
seine gesamte Länge mit Wasser gefüllt ist.
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Den die Öffnung im KrUmmer mit dem Gebergehäuse verbindenden Entnahmeschlauch
wird man mit dem Ablaufschlauch zu einer Einheit verbinden, so daß aus der Maschine
nur ein Schlauch herausgeführt zu werden braucht.
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In der Zeichnung wird anhand einer Troiiuiielwaschmaschine ein schematisch
gehaltenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Darin zeigt:
Figur
1 ein Schemabild einer Trommelwaschmaschine und deren Wasserablaufvorrichtungen
nebst der Meß- und Steuervorrichtung für die Laugenpumpe und Figur 2 die elektrische
Schaltung der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung.
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Der Laugenbehälter 11 mit der darin angeordneten Trommel 12 weist
an seinem Boden 13 eine Ablauföffnung 14 auf, an der die zur Laugenpumpe 15 führende
Ablaufleitung 16 angeschlossen ist.
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Die Druckseite der Laugenpumpe ist über den Ablaufschlauch 18 mit
einem höher gelegenen Ablauf 19 verbunden. Zum sicheren Einhängen in diesen Ablauf
ist der Schlauch 18 an seinem Ende als starrer Krümmer 20 ausgebildet. Um sicherzustellen,
daß der Krümmer 20 bei voller Pumpleistung über die gesamte Länge mit Wasser gefüllt
ist, ist sein Querschnitt gegenüber dem des Ablaufschlauches 18 etwas kleiner ausgeführt.
Auf der Zulaufseite 17 ist etwas oberhalb der gegenüberliegenden Ausflußöffnung
21 ein Entnahmeschlauch 22 angeschlossen. Die Öffnung 23 dieser Entnahmestelle schließt
mit der Innenfläche des Krümmers ab. Man kann aber auch ein Rohrstück in den Krümmer
hineinragen lassen.
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Der Entnahmeschlauch 22 verbindet die Öffnung 23 mit dem einen Schenkel
29 eines U-förmigen Gebergehäuses 25, dessen einer Schenkel als Windkessel 26 ausgebildet
ist. Eine Druckleitung 27 verbindet den Windkessel mit einem Membrandruckschalter
28, während der andere Schenkel 29 als Steigrohr dient, das über ein Rohr 30 mit
der Abflußöffnung 14 des Laugenbehälters 11 verbunden ist. Uber dieses Rohr werden
die Laugenstände 31 und 32 auf das Gebergehäuse 25 übertragen. Außerdem dient dieses
Rohr der Belüftung des Gebergehäuses. Mit 33 und 34 sind das obere und untere Schaltniveau
im Falle des entleerten Laugenbehälters bezeichnet. Zur Entleerung des Gebergehäuses
ist ein Saugheber 24 vorgesehen, dessen eine Seite im Bereich der Ansaugstelle der
Pumpe 15 mündet. Die Schaltniveaus 33 und 34 für die Steuerung des Abpumpvorganges
liegen unterhalb des Uberlaufniveaus des Saughebers 24.
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Bei dem in Figur 2 dgrgestellten Ausschnitt aus der Steuerschaltung
für die im Beispiel behandelte Trommelwaschmaschine sind die Netzleitungen mit 51
und 52, die Kontakte des Programmsteuergerätes mit u und angehängtem Index, der
Steuergerätemotor mit 53, die verschiedenen Systeme des der Wasserstandsüberwächung
dienenden Membrandruckschalters 28 mit f und angehängtem Index, das Magnetventil
mit 54, der Laugenpumpenmotor mit 55 und ein Kupplungsmagnet des Schrittschaltwerkes
für das Programmsteuergerät mit 56 bezeichnet.
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Der Steuerungsablauf beim Abpumpvorgang ist folgender: Am Ende eines
Waschabschnittes, z. B. der Vorwäsche, schließt der Steuergerätekontakt u2 und der
Pumpenmotor 55 erhält Spannung. Beim System ~1 des Nembrandruckschalters 28 ist
der Kontakt 18b geschlossen, da der Laugenbehälter gefüllt ist. Durch die Niveauabsenkung
wird beim Abpumpen auf den Kontakt 28a umgeschaltet. Dabei wird das Schütz S erregt,
das sich über dem Kontakt s1 selbst hält. Wenn am Ende des Abpumpvorganges das Gebergehäuse
25, wie weiter unten näher erläutert wird, über die Leitung 22 wieder aufgefüllt
wird, wird im System f1 der Kontakt 28b geschlossen. Über den dann geschlossenen
Schützkontakt s2 erhält der Kupplungsmagnet 56 des Schrittschaltwerkes Spannung,
und das Programmsteuergerät vollzieht einen Schritt, wobei der Kontakt u2 (Abpumpen)
wieder geöffnet wird. Damit wird der Motor 55 der Laugenpumpe 15 abgeschaltet und
das Schütz S stromlos.
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Die Schließzeit des Kontaktes u2 ohne Eingriff der Abpumpautomatik
ist so bemessen, daß bei Versagen der Automatik eine ausreichende Zeit für den Abpumpvorgang
zur Verfügung steht.
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Zu Beginn des Abpumpvorganges wird das Gebergehäuse 25 über den Saugheber
24 entleert, so daß im System f1 (Figur -1) des Membrandruckschalters 28 der Schaltkontakt
28a geschlossen werden kann. Gegen Ende des Abpumpvorganges bei Leerlauf der
Pumpe
verbleibt im Ablauf;;chlauch 18 eine Wassersäule, die bis zum oberen Bereich des
Krümmers 20 hinaufreicht, so daß in den darunter liegenden Teilen ein Überdruck
auftritt, der dem statischen Druck entspricht. Dadurch bedingt fließt über die Leitung
22 Wasser in das Gebergehäuse 25, wodurch im System f1 der Kontakt 28b wieder geschlossen
wird, so daß der zuvor beschriebene Steuerungsablauf sich vollziehen kann.
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3 Ansprüche 2 Figuren