DE3537789A1 - Verfahren und vorrichtung zum befuellen eines behaelters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 2.

Es ist eine Niveausteuereinrichtung für eine Geschirrspülmaschine bekannt (DE-OS 27 44 262), bei der abhängig von einem vorbestimmten Füllniveau eines Behälters für die Aufnahme von zu spülendem Gut ein Niveauschalter gesteuert wird. Das vorbestimmte Füllniveau entspricht dabei dem maximalen Füllniveau, bei dem der Zustrom weiterer Flüssigkeit in den Behälter unterbrochen wird. Die Erfassung des maximalen Füllniveaus erfolgt durch eine Überlaufkante, über die beim Erreichen des maximalen Füllniveaus Flüssigkeit durch eine Falleitung in eine Luftfallenkammer fließt, an die ein Druckschalter angeschlossen ist, welcher das Zulaufventil in den Schließzustand steuert. Vom Zulaufventil strömt die zulaufende Flüssigkeit durch eine Luftstrecke in eine Zulaufleitung und weiter in den zu befüllenden Behälter. Bei dieser Anordnung ergeben sich beachtliche Füllmengendifferenzen, wenn der Behälter mit der in dem Bereich einer senkrechten Seitenwand angeordneten Überlaufkante geneigt steht oder der Boden des Behälters trichterförmig nach unten abfällt. Geringe Differenzen im Füllniveau bewirken dabei relativ große Abweichungen der Füllmengen vom Sollwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Niveausteuereinrichtung zum Befüllen eines Behälters der eingangs genannten Art anzugeben, das mit einfachen Mitteln eine sehr geringe Zulaufmengentoleranz einzuhalten ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die Kennzeichen der Ansprüche 1 bzw. 2.

Wird gemäß dem Anspruch 1 verfahren, dann strömt in den Behälter zunächst nur eine relativ geringe Flüssigkeitsmenge, bis ein unterhalb des maximalen Füllniveaus liegendes vorbestimmtes Füllniveau erreicht ist. Dieses Füllniveau kann in einen Bereich gelegt werden, bei dem die waagerechte Querschnittsfläche des Behälterbodens klein gegenüber der Fläche beim Erreichen des maximalen Füllniveaus ist. Dementsprechend vermindert sich auch die Füllmengenabweichung vom Sollwert bei vorbestimmtem Füllniveau. Bei danach abgeschalteten Zulaufventil wird dann die bevorratete Flüssigkeitsmenge aus einem Auffanggefäß nachgefüllt, dessen Volumen der Differenzmenge entspricht, die zum Befüllen des Behälters vom vorbestimmten Füllniveau bis zum maximalen Füllniveau erforderlich ist. Die Füllmenge des Auffanggefäßes kann dabei veränderlich sein, wenn das maximale Füllniveau z. B. in verschiedenen Arbeitsphasen bei einer Geschirrspül- oder Waschmaschine unterschiedlich sein soll.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels einer Niveausteuereinrichtung näher erläutert.

Ein Behälter 1, insbesondere der Arbeitsbehälter der Geschirrspül- oder Waschmaschine weist einen nach innen und unten abfallenden Boden 2 auf, der in eine nach unten gezogene Auflaufwanne 3 einmündet. An die Ablaufwanne 3 ist eine Entleerungs- und/oder Umwälzpumpe 4 angeschlossen, die bei Geschirrspülmaschinen die Spülflüssigkeit in ein Sprühsystem bzw. bei Geschirrspül- und Waschmaschinen in ein Ablaufsystem fördert. An die Ablaufwanne ist über einen Verbindungsstutzen 5 auch ein Steigrohr 6 angeschlossen, in welches der Verbindungsstutzen 5 unterhalb der Ablaufwanne 3 mündet und das über ein wählbares maximales Füllniveau im Behälter 1 hinausreicht sowie außerhalb des Behälters 1 angeordnet ist. Im Steigrohr 6 befindet sich eine Trennwand 8, deren obere Kante eine Überlaufkante 9 bildet. Die Überlaufkante 9 liegt in einer waagerechten Ebene, welche den Querschnitt der Ablaufwanne 3 in einer Höhe schneidet, die einem vorbestimmten Füllniveau 10 entspricht.

Das vorbestimmte Füllniveau 10 liegt unterhalb des wählbaren maximalen Füllniveaus 7, das in den gegenüber der Ablaufwanne 3 im Querschnitt erweiterten Bereich des abfallenden Bodens 2 oder darüber liegt. Das maximale Füllniveau 7 kann nach der für einzelne im Behälter 1 auszuführende Arbeitsgänge erforderlichen Wassermenge gewählt werden. Von der Überlaufkante 9 führt eine im Steigrohr 6 ausgebildete Falleitung 11 in eine übliche Luftfallenkammer 12, an deren Oberseite ein z. B. als Druckschalter ausgebildeter Niveauschalter 13 angeschlossen. Der Niveauschalter 13 steuert ein elektromagnetisches Zulaufventil 14, das aus einer Flüssigkeitsleitung 15 gespeist wird. Vom Zulaufventil 14 strömt die Flüssigkeit in ein Auffanggefäß 16, dessen Volumen der Differenzmenge entspricht, welche zum Befüllen des Behälters 1 vom vorbestimmten Füllniveau 10 bis zum wählbaren maximalen Füllniveau 7 erforderlich ist. Das Auffanggefäß 16 weist eine Abteilwand 17 auf, deren oberes freies Ende ebenfalls eine Überlaufkante 18 bildet. Die Abteilwand 17 trennt das Auffanggefäß 16 von einer Zulaufleitung 19, welche in den Behälter 1 mündet, vorzugsweise im Bereich des Verbindungsstutzens 5, um aus dem Behälter 1 bzw. der Ablaufwanne 3 eingeschwemmte Verunreinigungen beim Befüllen des Behälters 1 zurück in den Behälter 1 zu schwemmen. Am Übergang des Bodens 20 des Auffanggefäßes 16 befindet sich in der Abteilwand 17 eine Entleerungsöffnung 21, die oberhalb der durch das wählbare maximale Füllniveau 7 gebildeten Ebene liegt.

Soll der Behälter 1 mit Flüssigkeit aus der Versorgungsleitung 15 gefüllt werden, dann wird über eine Schalteinrichtung, insbesondere ein Programmschaltwerk das Zulaufventil 14 aus dem gesperrten in den geöffneten Zustand gesteuert. Die Flüssigkeit strömt dann über die Fülleitung 22 in das Auffanggefäß 16 und füllt das Volumen des Auffanggefäßes 16 so schnell, daß die Flüssigkeit über die Überlaufkante 18 in die Zulaufleitung 19 und weiter über den Verbindungsstutzen 5 in die Ablaufwanne 3 bzw. den Behälter 1 strömt. Mit steigendem Flüssigkeitsstand erreicht die Füllmenge ein Niveau, bei dem die Flüssigkeit über die Überlaufkante 9 im Steigrohr 6 hinweg durch die Fallleitung 11 in die Luftfallenkammer 12 einfließt. Der hierdurch sehr schnell eintretende Druckanstieg bewirkt eine Betätigung des Niveauschalters 13, der dann das Schließen des Zulaufventils 14 veranlaßt.

Die Größe der Entleerungsöffnung 21 ist dabei so bemessen, daß die daraus ausströmende Flüssigkeitsmenge nicht zu einem Befüllen des Behälters 1 bis zum vorbestimmten Füllniveau 10 führt, bevor die Flüssigkeit über die Überlaufkante des Auffanggefäßes 16 getreten ist. Im Augenblick des Schließens des Zulaufventils 14 ist somit das Auffanggefäß gefüllt, wobei das Volumen der darin umschlossenen Kammer der Differenzmenge entspricht, welche zum Füllen des Behälters 1 vom vorbestimmten Füllniveau 10 bis zum wählbaren maximalen Füllniveau 7 erforderlich ist. Nach dem Schließen des Zulaufventils fließt diese Flüssigkeitsmenge durch die Entleerungsöffnung 21 selbstätig über die Zulaufleitung 19 in den Behälter 1 ab und bewirkt somit dessen Füllen bis zum wählbaren maximalen Füllniveau 7. Da die Entleerungsöffnung 21 oberhalb des maximalen Füllniveaus 7 liegt, fließt auch der gesamte Inhalt des Auffanggefäßes 16 ab.

Bei diesem Aufbau und der Befüllungsart wird eine sehr geringe Streuung der zulaufenden Wassermenge erreicht, da das Volumen im Auffanggefäß 16 sehr genau bestimmt ist und in der Ablaufwanne mit ihrer geringen waagerechten Querschnittsfläche bereits nach dem Einlaufen einer relativ geringen Flüssigkeitsmenge ein Ansprechen des Niveauschalters 13 erreicht wird. Bei einer Schräglage des Behälters 1 oder dem Auftreten nicht zu vermeidender Fertigungstoleranzen genügt somit bereits eine gegenüber dem Sollwert geringe größere oder kleinere Flüssigkeitsmenge, um den Niveauschalter 13 zum Ansprechen zu bringen. Entsprechend gering ist auch die Streuung der hierfür erforderlichen Füllmenge. Bei einer Änderung des vorbestimmten Füllniveaus 10 ist somit aufgrund des geringen Querschnitts der Ablaufwanne 3 die Füllmengenstreuung wesentlich geringer, als wenn die Niveauerfassung im Bereich des maximalen Füllniveaus mit der wesentlich größeren Querschnittsfläche erfolgte, nachdem eine Füllhöhenschwankung bei kleinem Durchmesser eine wesentlich geringere Füllmengenstreuung nach sich zieht, als bei großer Querschnittsfläche.

Die Entleerungsöffnung 21 kann auch mit einem Entleerungsventil verschlossen werden, daß im Wechsel mit dem Zulaufventil 14 gesteuert wird. Bei geschlossenem Zulaufventil soll demnach das Entleerungsventil geöffnet sein. Soll das maximale Füllniveau 7 unterschiedlich hoch gewählt werden können, dann können mehrere Entleerungsöffnungen mit zugeordneten Entleerungsventilen in unterschiedlichen Höhen im Auffanggefäß vorgesehen werden. Abhängig vom gewünschten maximalen Füllniveau kann dann eines der Entleerungsventile geöffnet werden. Es können auch mehrere Auffanggefäße mit getrennt steuerbaren Entleerungsventilen an die Zulaufleitung angeschlossen werden, um den gleichen Zweck zu erzielen. Dabei können Auffanggefäße unterschiedlichen Fassungsvermögen vorgesehen sein, wodurch nicht nur die Volumina der einzelnen Auffanggefäße sondern durch Öffnen mehrerer Entleerungsventile auch der Inhalt von zwei oder mehreren Auffanggefäßen ablaufen kann. Im übrigen ist es auch möglich, über die Überlaufkante einen Saugheber zu führen, der bei gefülltem Auffanggefäß 16 selbstätig in Aktion tritt. Bei der Anwendung mehrerer Auffanggefäße kann in diesem Falle in die jeweilige Zulaufleitung ein Ventil geschaltet sein, mit dem die Befüllung programmabhängig so zu steuern ist, daß nur der oder die Behälter gefüllt werden, deren Volumen zum Auffüllen des Behälters 1 bis zum gewählten maximalen Füllniveau erforderlich ist.

Claims (13)

1. Verfahren zum Befüllen eines Behälters bis zu einem wählbaren maximalen Füllniveau, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter bis zu einem vorbestimmten Füllniveau niveauabhängig gefüllt wird und daß anschließend eine Flüssigkeitsmenge nachgefüllt wird, die der Differenzmenge zwischen den Füllniveaus entsprechend bemessen ist.

2. Niveausteuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem mit einer bestimmten Flüssigkeitsmenge zu befüllenden Behälter, mit einem bei einem vorbestimmten Füllniveau wirksamen Niveauschalter, und mit einer in den Behälter mündenden Zulaufleitung, der ein vom Niveauschalter gesteuertes Zulaufventil vorgeschaltet ist, insbesondere für Geschirrspül- oder Waschmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß das vorbestimmte Füllniveau (10) unterhalb eines wählbaren maximalen Füllnivaus (7) liegt und daß in einem Auffanggefäß (16) eine Flüssigkeitsmenge bevorratet ist, die nach dem Sperren des Zulaufventils (14) in den Behälter (1) fließt und der Differenzmenge zwischen dem vorbestimmten Füllniveau (10) und dem maximalen Füllniveau (7) entsprechend bemessen ist.

3. Niveausteuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter (1) ein Steigrohr (6) zugeordnet ist, das unterhalb des maximalen Füllniveaus (7) über einen Verbindungsstutzen (5) mit dem Behälter (1) kommuniziert und mit seinem oben offenen Ende über das maximale Füllniveau reicht sowie eine Überlaufkante (9) in der Höhe des vorbestimmten Füllniveaus (10) aufweist, von der eine Falleitung (11) nach unten in eine Luftfallenkammer (12) führt, an die ein das Zulaufventil (14) steuernder Niveauschalter (13) angeschlossen ist.

4. Niveausteuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auffanggefäß (16) an die Zulaufleitung (19) angeschlossen ist.

5. Niveausteuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auffanggefäß (16) eine Überlaufkante (18) aufweist, die eine der Differenzmenge entsprechende Kammer begrenzt, daß in die Kammer eine Fülleitung (22) mit vorgeschaltetem Zulaufventil (14) mündet und daß von der Überlaufkante (18) die Zulaufleitung (19) wegführt.

6. Niveausteuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Abteilwand (17) des Auffanggefäßes (16) unterhalb der Überlaufkante (18) eine Entleerungsöffnung (21) oder ein im Wechsel mit dem Zulaufventil gesteuertes Entleerungsventil angeordnet ist und daß die Entleerungsöffnung bzw. das Entleerungsventil in die Zulaufleitung mündet.

7. Niveausteuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß über die Überlaufkante ein Saugheber geführt ist.

8. Nivausteuereinrichtung nach Anspruch 2 oder einer der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) im Boden (2) eine im Querschnitt gegenüber der Bodenfläche kleine Ablaufwanne (3) aufweist und daß das vorbestimmte Füllniveau (10) innerhalb der Höhe der Ablaufwanne (3) liegt.

9. Niveausteuereinrichtung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Entleerungsöffnungen in unterschiedlichen Höhen im Auffanggefäß vorgesehen sind, und daß den Entleerungsöffnungen je ein Entleerungsventil zugeordnet ist.

10. Niveausteuereinrichtung nach Anspruch 2 oder einer der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Auffanggefäße mit getrennt steuerbaren Entleerungsventilen an die Zulaufleitung angeschlossen sind.

11. Niveausteuereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Auffanggefäße unterschiedlichen Fassungsvermögens vorgesehen sind.

12. Niveausteuereinrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungsöffnung (21) oberhalb des maximalen Füllniveaus (7) liegt.

13. Niveausteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungsöffnung (21) im Querschnitt so bemessen ist, daß das Auffanggefäß (16) vor dem Erreichen des Füllniveaus (10) gefüllt ist.