DE3537789C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters und
eine Niveausteuereinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß
dem Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 2.
Bei einer bekannten Niveausteuereinrichtung dieser Art (DE-OS 30 14 225 A1)
wird beim Befüllen des Spül- bzw. Waschbehälters einer Geschirrspül-
oder Waschmaschine mit Flüssigkeit so verfahren, daß anfangs die
Flüssigkeit bis zu einem vorbestimmten Füllniveau in ein vorbestimmtes
Volumen eingelassen und nachfolgend die bis zu einem maximalen
Füllniveau erforderliche Differenzmenge in der Weise nachgefüllt wird,
daß das Zulaufventil um ein Vielfaches der Dauer offengehalten wird, die
für das Füllen bis zum vorbestimmten Füllniveau erforderlich war. Hierzu
wird dem zu füllenden Behälter bodenseitig ein Meßraum für die zuerst
einfließende Teilflüssigkeitsmenge zugeordnet, der als Hohlkörper
geringen Querschnitts mit senkrecht verlaufender Achse ausgebildet ist.
Beim Zulauf von Flüssigkeit wird hierbei die Dauer gemessen, die bis zum
Erreichen des vorbestimmten Füllniveaus verstreicht. Anschließend wird
das Zulaufventil über eine Zeitschalteinrichtung je nach gewünschtem
maximalen Füllniveau für ein Mehrfaches der zuerst ermittelten Dauer für
den weiteren Zufluß von Flüssigkeit offengehalten.
Bei dieser zweistufigen Füllmethode besteht die Gefahr, daß sich ein
Meßfehler, der beim Befüllen bis zum vorbestimmten Füllniveau durch eine
ungünstige Schieflage des Behälters oder Erschütterungen und dergleichen
eintreten kann, durch die Vervielfachung der Zulaufdauer in gleicher
Weise als vervielfachter Volumenfehler einstellt. Es ergeben sich so
entsprechend hohe Zulaufmengentoleranzen. Zudem ist das Zeitschaltwerk
für die Dauer, die für das Nachfließen der mehrfachen Flüssigkeitsmenge
erforderlich ist, für weitere Steuerungsvorgänge nicht nutzbar, was
sonst z. B. bei Prozessorsteuerungen möglich ist.
Es ist auch 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.
Daneben ist es bekannt (GB 20 54 856 A), in einem manuell mit
Flüssigkeit gefüllten Behälter zum Ausgleich von verdampfter Flüssigkeit
eine Niveausteuereinrichtung vorzusehen, die das Unterschreiten eines
Mindestflüssigkeitsstandes verhindert. Hierzu ist ein Vorratsbehälter
oberhalb des annähernd konstant zu haltenden Füllniveaus des Behälters
angeordnet, der bis auf eine bodenseitige, in den Behälter mündende
kleine Abflußleitung und eine oben angesetzte, bis zum konstant zu
haltenden Füllniveau zurückgeführte Steuerrohrleitung geschlossen ist.
Die Öffnung der Steuerrohrleitung liegt dabei in der Ebene des ansich
konstant zu haltenden Füllniveaus. Sinkt der Flüssigkeitsstand z. B.
durch Verdunstung unter diese Ebene ab, dann strömt Luft durch die
Steuerrohrleitung in den Vorratsbehälter ein, wodurch Flüssigkeit aus
dem Vorratsbehälter durch die bodenrohrseitige Leitung in den Behälter
abfließt. Hierdurch steigt das Füllniveau im Behälter wieder bis zur
Öffnung der Steuerrohrleitung, wodurch der weitere Zustrom von Luft zum
Vorratsbehälter hin unterbunden ist. Hierdurch wird das Ablaufen von
Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter nach einer für den Druckausgleich
erforderlichen Dauer unterbrochen, so daß das Füllniveau im Behälter
wieder über das durch die freie Öffnung der Steuerrohrleitung gegebene
Niveau ansteigt.
Bekannt ist auch eine Niveausteuereinrichtung (DE 34 10 826 A1), bei der
die Flüssigkeitszufuhr bei ordnungsgemäßer Programmsteuerung so lange
erfolgt, bis ein dem maximalen Füllniveau zugeordneter Niveauschalter
anspricht und ein Zulaufventil in die Schließstellung steuert. Selbst im
Falle eines Fehlers wird bei dieser Niveausteuereinrichtung nur ein
zeitabhängiges Nachfließen von Flüssigkeit durch zeitverzögertes
Abschalten eines zweiten Ventils möglich. Zum einen gehört jedoch der
Fehlerfall nicht zum ordnungsgemäßen Befüllen des betreffenden Behälters,
während andererseits selbst in diesem Falle nur eine zeitabhängige
während andererseits selbst in diesem Falle nur eine zeitabhängige
Zuflußbegrenzung eintritt. In keinem Fall ist jedoch auch hier
vorgesehen, zunächst ein vorbestimmtes unteres Niveau anzusteuern und
dabei gleichzeitig eine Flüssigkeitsmenge in einem Auffangbehälter zu
bevorraten, die nach dem Erreichen des vorbestimmten Füllniveaus in den
Behälter nachgefüllt wird.
Bei einer weiteren bekannten Niveausteuereinrichtung (DE-GM 66 09 432)
wird lediglich eine abgemessene Flüssigkeitsmenge in eine Mischmaschine
eingelassen. Das Füllniveau der Mischmaschine steht jedoch in keinem
Zusammenhang mit der zudosierten Flüssigkeitsmenge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Niveausteuereinrichtung zum Befüllen eines Behälters der eingangs
genannten Art anzugeben, durch die mit einfachen Mitteln eine sehr
geringe Zulaufmengentoleranz eingehalten werden kann.
Durch die Maßnahmen gemäß der Erfindung wird erreicht, daß gleichzeitig
mit dem Zulauf der für das Befüllen bis zum vorbestimmten Füllniveau
erforderlichen Teilflüssigkeitsmenge die weitere, für das Erreichen des
maximalen Füllniveaus erforderliche Flüssigkeitsmenge zuläuft und
bevorratet wird, bis das niedrigere, vorbestimmte Füllniveau erreicht
ist. Dann wird das Zulaufventil geschlossen und es kann die bevorratete
Flüssigkeitsmenge z. B. durch Schwerkraft in den Behälter nachfließen.
Außer einer einfachen Niveausteuereinrichtung für die Steuerung des
Zulaufventils sind andere Schalteinrichtungen nicht erforderlich. Da das
Volumen des Auffanggefäßes im übrigen genau bestimmbar ist, kann bei der
Einfüllmengenbemessung daher nur insoweit eine Zulaufmengentoleranz
auftreten, wie sie sich in bezug auf das vorbestimmte Füllniveau ergibt.
Dabei kann bis zum Erreichen des vorbestimmten Füllniveaus die
Flüssigkeitsmenge und damit die mögliche Zulaufmengentoleranz
kleingehalten werden. 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 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 Ablaufwanne 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, das 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 mit Flüssigkeit, die
zunächst bis zu einem vorbestimmten Füllniveau
niveauunabhängig eingefüllt und anschließend in einer
Menge nachgefüllt wird, die der Differenzmenge zwischen dem
vorbestimmten und dem maximalen Füllniveau entsprechend
bemessen ist, dadurch gekennzeichnet, daß während des
Zulaufs der Flüssigkeit bis zu Erreichen des vorbestimmten
Füllniveaus zusätzlich ein Auffanggefäß mit einem der
Differenzmenge entsprechenden Volumen mit Flüssigkeit gefüllt
wird, die nach dem Erreichen des vorbestimmten
Füllniveaus dem Behälter zugeführt wird.
2. Niveausteuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1 mit einem mit einer bestimmten
Flüssigkeitsmenge zu befüllenden Behälter, mit einem bei
einem unterhalb eines wählbaren maximalen Füllniveaus
liegenden 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 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 einem der Ansprüche 2 bis 7, 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 einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere Entleerungsöffnungen in unterschiedlichen
Höhen im Auffanggefäß vorgesehen sind, und daß den Entleerungsöffnungen je
ein Entleerungsventil zugeordnet ist.
10. Niveausteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, 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 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungsöffnung (21) oberhalb des maximalen
Füllniveaus (7) liegt.
13. Niveausteuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Entleerungsöffnung (21) im Querschnitt so bemessen ist, daß das
Auffanggefäß (16) vor dem Erreichen des Füllniveaus (10) gefüllt ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
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Owner name: AEG HAUSGERAETE GMBH, 90429 NUERNBERG, DE |