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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft das Gebiet der Geschirrspülmaschinen, insbesondere, jedoch
nicht ausschließlich,
gewerbliche Geschirrspülmaschinen und
solche für
den professionellen Gebrauch.
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Insbesondere
betrifft die Erfindung Systeme zum Dosieren von flüssigem Wasch-
bzw. Reinigungsmittel für
Geschirrspülmaschinen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Die
meisten gewerblichen und professionellen Geschirrspülmaschinen
sind gegenwärtig
mit einer automatischen Dosiereinrichtung für ein flüssiges Waschmittel ausgestattet,
das allgemein eine stark kaustische alkalische Mischung ist, was
die Verwendung einer automatischen Dosiereinrichtung notwendig macht,
die üblicherweise
von einer peristaltischen Pumpe gebildet wird.
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Die
automatischen Dosiereinrichtungen, mit denen Geschirrspülmaschinen
gegenwärtig
ausgestattet sind, werden unter der Aufsicht der Firmen installiert,
welche das Reinigungsmittel herstellen, und werden zum Gebrauch überlassen,
d.h., dass die Herstellerfirmen die Inhaber der Dosiereinrichtungen bleiben.
Deshalb wird die Installation in Bezug auf die erste Herstellung
des Geschirrspülmaschinen
zu einem zweiten Zeitpunkt durchgeführt.
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Es
kann passieren, dass ein Austauschen der automatischen Reinigungsmitteldosiereinrichtungen
durch den Hersteller auf der Seite der Verwender und/oder Besitzer
von Geschirrspülmaschinen
stattfindet, wodurch mit der Zeit mehrere Installationen an derselben
Geschirrspülmaschine
durch den Hersteller erfolgen.
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Diese
Art von Tätigkeit
hat den Nachteil, dass die Installation der Dosiereinrichtung eine
aktivierende und/oder elektrische Energiezufuhr auf der Seite der
Geschirrspülmaschine
erforderlich macht, damit man das Reinigungsmittel im richtigen
Moment zugeben kann, bspw. zum Zeitpunkt der Spülungsstufe der Geschirrspülmaschine
und/oder der ursprünglichen
Behälterbeladungsstufe
der Geschirrspülmaschine.
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Darüber hinaus
besteht der Nachteil eines potentiellen Eingriffs in das Schema
der elektrischen Schaltung der Geschirrspülmaschine insofern, als es notwendig
ist, sich an einigen Punkten, allgemein an einem Magnetventil der
Geschirrspülmaschine,
mit derselben zu verbinden.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Dosieren eines
flüssigen
Waschbzw. Reinigungsmittels anzugeben, welche derartige Nachteile
vermeidet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Dosiervorrichtung gelöst,
welche eine Proportionalregelung ausführt, d.h. gemäß dem folgenden
Regelungsschema: y = Kpewobei
y eine Ausgangsvariable ist, e eine Eingangsvariable und Kp eine konstante Übertragungsfunktion.
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Tatsächlich hat
sich herausgestellt, dass mit einer Proportionalregelung auf elektrische
Hardware zur Steuerung auf Zeitbasis verzichtet werden kann.
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Im
Stand der Technik ist das Prinzip der Proportionalregelung bekannt,
und insbesondere die Verwendung von Durchsatzsensoren für deren
Realisierung.
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Jedoch
wurde das Konzept des Verwendens eines solchen Prinzips gemäß der Aufgabe
der Erfindung nie zuvor vorgeschlagen.
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Die
GB 2 312 419 A (CHEMICAL CONTROLS LTD), nachstehend als Druckschrift
D1 bezeichnet und am 29.10.1997 veröffentlicht, betrifft eine "Dosing Control Apparatus" (Dosierungsregelungseinrichtung).
Insbesondere betrifft die D1 eine Vorrichtung zum Regeln der Dosierung
von Materialien, hauptsächlich
für Geschirrspül- und Wäschesysteme.
Sie umfasst Mittel zum Überwachen
des Betriebszustandes einer Maschine, in der die Dosierung zu regeln
ist, und Mittel zum Regeln der Dosierungspumpen gemäß dem Betriebszustand
der Maschine und mindestens einem vorgegebenen Parameter, welcher
Parameter das Flüssigkeitsleitvermögen, die Zeit,
die Strömungsrate
oder die Strömungsgeschwindigkeit
des Fluids sein kann.
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In
der D1 ist eine Ausführungsform
mit einem Mikroprozessor gezeigt. Der Ausgang eines in Reihe geschalteten
Leitfähigkeitssensors,
der bspw. den Zustand einer Flüssigkeit
in einer Spülpumpe überwacht,
und mehrerer zusätzlicher
Sensoren, die bspw. die Systemtemperatur und die Waschmitteleigenschaften überwachen,
ist mit dem Mikroprozessor verbunden. Der Ausgang einer Pumpenregelungsschaltung
ist ebenfalls mit dem Mikroprozessor verbunden. Der Mikroprozessor
weist wiederum einen Ausgang zur Pumpenregelungsschaltung auf. Die
Pumpenregelungsschaltung ist wiederum mit einer Pumpe und einem
Wasserströmungssensor
verbunden. Die Pumpenströmungssensoren
können auch
mit der Pumpenregelungsschaltung verbunden sein.
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Der
Mikroprozessor kann eingerichtet werden, indem Regelungsparameter
vorgegeben werden, mit denen die Pumpenregelungsschaltung arbeitet.
Regelungsparameter werden in Abhängigkeit von
der Art des Waschsystems aus einer Gruppe ausgewählt, welche aus der Fluidleitfähigkeit,
der Fluidströmungsrate,
der Fluidgeschwindigkeit und der Zeit besteht, und können sich
auf flüssiges
Reinigungsmittel, Wasser oder eine Kombination derselben beziehen.
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Gemäß der D1
sind dementsprechend die Konzepte einer mikroprozessorgesteuerten
Vorrichtung (praktisch Mehrzweckvorrichtung) und der Fluidströmungsrate
als derjenige Parameter, auf dessen Basis die Regelung durch die
Mikroprozessorvorrichtung ausgeführt
werden kann, offenbart.
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Jedoch
fehlt dem Konzept der D1 die Regelung der Reinigungsmitteldosierung,
welche proportional zur Strömungsrate
von Waschwasser ist, welches der Geschirrspülmaschine zugeführt wird.
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Die
US 5 014 211 (nachstehend
als Druckschrift D2 bezeichnet) von Turner et al. betrifft ein System
zum automatischen Abgeben viskoser flüssiger Chemikalien für eine Anzahl
an Bestimmungen, bspw. industrielle Waschmaschinen. Ein solches System
weist einen Satz Dosierungspumpen auf, welche jeweilige viskose
Chemikalien in eine Sammelleitung pumpen, und ein Verteilungsrohr,
durch das die Chemikalien an den einzelnen Bestimmungsorten abgegeben
werden. Die viskosen Chemikalien werden in der Sammelleitung verwässert, und
anschließend
werden die so erhaltenen verwässerten Chemikalien
durch das Verteilungsrohr zu einem spezifischen Bestimmungsort übertragen.
Ein Strömungsmessgerät wird dazu
verwendet, alle Dosierungspumpen zu kalibrieren. Sobald Wasser durch die
Sammelleitung fließt,
errechnet ein Pumpenregler, der in Funktionsverbindung mit dem Strömungsmessgerät steht,
basierend auf den vom letztgenannten an ihn gesendeten Signale den
Volumendurchgang der Wasserströmung
durch die Sammelleitung.
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Somit
ist in der D2 die Verwendung eines Strömungsmessgeräts und eines
Mikroprozessors offenbart, jedoch unter einem anderen Aspekt als
bei der vorliegenden Erfindung, da die Druckschrift auf die Aufgabe
des Verwässerns
von Chemikalien gerichtet ist, welche im viskosen Zustand leichter
zu beschaffen, aber schwieriger zu verwenden sind. Somit lehrt die
D2 nichts Relevantes bezüglich
der Aufgabe dieser Erfindung.
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Gegenstand
der Erfindung
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Deshalb
ist der Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zur Dosierung
eines flüssigen Wasch-
bzw. Reinigungsmittel in Geschirrspülmaschinen, insbesondere in
gewerblichen oder professionellen Geschirrspülmaschinen, wobei die Geschirrspülmaschine
folgendes umfasst:
- (a) eine Rohrleitung, um
Waschwasser in die Geschirrspülmaschine
zu speisen, welche einen Wassereinlass darstellt;
- (b) Pumpenmittel für
das flüssige
Waschmittel, um ein flüssiges
Waschmittel in das Waschwasser innerhalb der Geschirrspülmaschine
einzuleiten;
- (c) Flüssigkeitsdurchflusssensormittel;
- (d) programmierbare Datenverarbeitungs- und Regelungsmittel,
um die Pumpenmittel für
das flüssige
Waschmittel zu regeln;
- (e) Zeichengebungsmittel, um die Flüssigkeitsdurchflussdaten, die
von dem Flüssigkeitsdurchflusssensormittel
bestimmt werden, zu den programmierbaren Datenverarbeitungs- und
Regelungsmittel zu übertragen;
- dadurch gekennzeichnet, dass
- (i)
die Flüssigkeitsdurchflusssensormittel
für die Einfügung in
der Rohrleitung zum Zuleiten von Waschwasser vorgesehen sind, um
den Durchfluss durch den Wassereinlass zu messen; und dass
- (ii) die programmierbaren Datenverarbeitungs- und Regelungsmittel
dafür programmiert
sind, es den Pumpenmitteln für
das flüssige
Waschmittel zu ermöglichen,
eine Menge an flüssigem
Waschmittel in die Geschirrspülmaschine
einzuleiten, die proportional dem Durchfluss im Wassereinlass ist, welcher
von dem Flüssigkeitsdurchflusssensormittel
erfasst wird.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfassen in der Vorrichtung zur Dosierung eines flüssigen Waschmittels
in Geschirrspülmaschinen
die programmierbaren Datenverarbeitungs- und Regelungsmittel zum
Regeln der Pumpenmittel für
das flüssige
Waschmittel einen eingebauten VLSI-Mikrocontroller.
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Es
wird bevorzugt, dass in der Vorrichtung zur Dosierung von flüssigem Waschmittel
in Geschirrspülmaschinen
die Flüssigkeitsdurchflusssensormittel
einen volumetrischen Turbinensensor enthalten.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird auf der Basis der folgenden detaillierten Beschreibung
klar verständlich.
Die Beschreibung betrifft nur beispielhaft, und keinesfalls beschränkend, Ausführungsformen
der Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung, deren einzige 1 ein Schema einer Geschirrspülmaschine
zeigt, die mit einer Wasserzufuhr mit einer darin enthaltenen erfindungsgemäßen Vorrichtung
verbunden ist.
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Detaillierte
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Wie
in 1 gezeigt, ist die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Proportionaldosierung von flüssigem
Waschmittel dafür
gedacht, in die Rohrleitung P1, P2 zum Einspeisen von Waschwasser
in eine Geschirrspülmaschine
DW eingesetzt zu werden, insbesondere eine gewerbliche oder professionelle
Geschirrspülmaschine,
deren Wassereinlass sie bildet. Die Geschirrspülmaschine ist mit Mitteln 4, bspw.
einer peristaltischen Pumpe, zum Pumpen eines flüssigen Waschmittels aus einer
Rohrleitung 8 eines flüssigen
Waschmittels ausgerüstet,
welche dieses in das Waschwasser innerhalb der Geschirrspülmaschine
durch eine Einlassrohrleitung 9 einleiten.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
umfasst Flüssigkeitsdurchflusssensormittel 1,
die dafür
gedacht sind, in die Einlassrohrleitung P1, P2 für das Waschwasser eingesetzt
zu werden. In 1 ist derjenige
Zweig der Rohrleitung zum Einspeisen von Waschwasser, der sich stromaufwärts des
Flüssigkeitsdurchflusssensormittels 1 in
Bezug auf die Geschirrspülmaschine
befindet, mit dem Bezugszeichen P1 gekennzeichnet, und derjenige
Zweig der Rohrleitung zum Einspeisen von Waschwasser, der sich in
Bezug auf die Geschirrspülmaschine
stromabwärts
des Flüssigkeitsdurchflusssensormittels
befindet, d.h. in direkter Verbindung mit der Geschirrspülmaschine
selbst, ist mit dem Bezugszeichen P2 gekennzeichnet. Die Sensormittel 1 weisen
Ausgabemittel 5, 6 für den erfassten Wert auf, um
den hierdurch erfassten Durchgangswert, d.h. die Daten des Wertes
des momentanen Durchflusses der Strömung durch den Waschwassereinlass,
zu übertragen.
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Die
Ausgabemittel 5, 6 für den erfassten Wert enden
in programmierbaren Datenverarbeitungs- und Regelungsmitteln 3,
welche durch eine Regelungsschaltung verwirklicht sind, die für das Regeln
der vorgenannten Pumpmittel 4 für das flüssige Waschmittel programmiert
sind, über
eine Regelsignalleitung 7, um das flüssige Waschmittel in das Waschwasser
proportional dem Durchfluss durch den Wassereinlass in die Geschirrspülmaschine
einzuspeisen, wobei die Daten über
die Ausgabe- oder Übertragungsmittel 5, 6 für den erfassten
Wert selbst genommen werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung umfassen die Flüssigkeitsdurchflusssensormittel
einen volumetrischen Turbinensensor mit einem Rotor 2,
welcher, wenn der Einlassstrom des Waschwassers ihn kreuzt, mit
einer Geschwindigkeit rotiert, die proportional zum Durchfluss der
Strömung
selbst ist. Die Rotationsgeschwindigkeit wird von im Stand der Technik
bekannten Mitteln erfasst, bspw. einem optischen oder magnetischen
Pulszählungssensor, und
in Signale umgewandelt, die in Übertragungsleitungen 5, 6 für die erfassten
Werte (Übertragungsmittel
für die
erfassten Werte) eingespeist werden und durch sie programmierbaren
Datenverarbeitungs- und Regelungsmitteln 3 durchgeführt werden.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfassen die programmierbaren Datenverarbeitungs-
und Regelungsmittel zum Regeln der Pumpenmittel für das flüssige Waschmittel
einen eingebauten Regelungsmikrocontroller mit sehr hohem Integrationsgrad
(VLSI-Mikrocontroller), bspw. den 8-Bit-Mikrocontroller PIC16C62
von Microchip Technology Inc., USA, mit unterstützendem elektrisch löschbaren
programmierbaren Lesespeicher (E2PROM),
bspw. das Model 24LC04B, ebenfalls von Microchip Technology Inc.
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Die
Erfindung wurde mit Bezug auf ihre spezifischen Ausführungsformen
beschrieben und veranschaulicht, wobei jedoch anzumerken ist, dass Hinzufügungen,
Variationen und/oder Auslassungen gemacht werden können, ohne
den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, der durch die folgenden Ansprüche definiert
ist.