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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Dosiervorrichtung.
Der Zweck der Vorrichtung ist es, im Inneren eines Behälterteils
befindliches Material aufzubewahren und zu dosieren und es einem
Bediener zu ermöglichen,
den Behälter
mit Material aufzufüllen.
Die automatische Dosiervorrichtung umfasst daher einen Auffüllbehälter, eine
Dosierschraube, ein Steuersystem, einen Antriebsmotor und einen
Führungsmechanismus.
Der Behälter speichert
das Material, die Schraube dosiert es aus dem Behälter heraus,
das System steuert die Dosierung und der Mechanismus führt den
Behälter
zwischen einer inneren Position, in der die Vorrichtung das Material
dosieren kann, und einer äußeren Position,
in der es einem Bediener möglich
ist, ihn mit Material aufzufüllen.
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HIMTERGRUND DER ERFINDUNG
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Automatische
Dosiervorrichtungen für
verschiedene Typen von Maschinen sind seit langem ein Ziel für Hersteller.
Diese Vorrichtungen sollen in der Lage sein, Pulver, Flüssigkeit
oder andere Arten von Material von einem Behälter in einen Prozess zu dosieren.
Daher sind verschiedenartige Dosiervorrichtungen entwickelt worden.
Meist wurden diese Vorrichtungen für industrielle Anwendungen
entwickelt. Sie sind daher oft relativ teure und/oder komplexe Konstruktionen.
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In
jüngster
Zeit wurde der Schwerpunkt stärker
auf die Entwicklung von automatischen Dosiervorrichtungen für Haushaltsgeräte oder
zumindest billigere Geräte
gelegt. Speziell im Zusammenhang mit Maschinen zum Waschen von Wäsche besteht ein
großes
Interesse daran, einfache und zuverlässige Vorrichtungen zu schaffen.
In der Vergangenheit sind solche automatische Dosiervorrichtungen
zur Abgabe eines Waschmittels in eine Waschtrommel vorgeschlagen
worden. Das Waschmittel wird in einem Behälter aufbewahrt und von einer
Ausstoßvorrichtung
am Auslass des Behälters
abgegeben. Um zu verhindern, dass Vibrationen dazu führen, dass Waschmittel
zu anderen Zeitpunkten als zu jenen, in denen Waschmittel abgegeben
werden muss, aus dem Behälter
fällt,
weisen einige vorgeschlagene Dosiervorrichtungen einen Ausstoßmechanismus
auf, der sowohl dosieren als auch den Auslass verschließen kann.
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US 5063757 schlägt eine
Waschmittelabgabevorrichtung mit diesem Typ von Dosier- und Verschlussmechanismus
vor. Die Abgabevorrichtung umfasst einen Waschmittelbehälter mit
einem unteren Abgabeauslass, aus dem das gespeicherte Waschmittel
abgegeben wird, und ein Element zum Verhindern des Herausfallens
von Waschmittel, das im Auslass verschoben wird, um den Auslass
zu verschließen,
wenn kein Waschmittel dosiert wird. Die Dosierung wird durch eine
schneckenförmige
Spule/Schraube erreicht, die in einem Ausstoßdurchlass angeordnet ist.
Ein Rührelement
ist im Waschmittelbehälter
angeordnet, um ein Klumpigwerden des Waschmittels zu verhindern.
Die schneckenförmige Spule
oder Schraube und das Rührelement
werden durch einen Elektromotor gedreht, der zusammen mit dem Behälter montiert
ist. Der Behälter
mit einem äußeren und
inneren Gehäuse
ist durch Klauen lösbar an
der Maschine montiert.
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US 4207995 offenbart eine
andere Abgabevorrichtung. Ein Behälter ist mit einer Schraube
zur Abgabe von körnigem
Material versehen. Ein Rührwerk
im Behälter
weist Zähne
auf, um mit den Gewindegängen
der Schraube zusammenzuarbeiten. Die Abgabevorrichtung, wie sie
in
1 dargestellt ist, ist für freies Stehen und nicht für einen
Einbau in eine Vorrichtung b konzipiert. Ein Motor
36 treibt
die Schraube über
einen Mitnehmer
34 an, um Material durch die Öffnung am
Ausflussrohr
38 abzugeben.
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Obwohl
die Konstruktion so entwickelt wurde, dass sie lösbar in einer Maschine zu montieren ist,
hat sie Nachteile. Der Lösemechanismus
verlangt eine sorgfältige
Behandlung durch den Bediener. Darüber hinaus müssen der
Behälter
und die anderen Teile sauber sein, um mit der Maschine zusammenzuarbeiten
und um durch die Klauen befestigt werden zu können. Da der Motor zusammen
mit dem Behälter
angeordnet ist, ist es teurer, mehr als eine Abgabevorrichtung für eine Maschine
vorzusehen. Zudem ist der Behälter
so konzipiert, dass es schwierig ist, ihn auf ordnungsgemäße weise
in einen Raum in einer Waschmaschine einzupassen. Schließlich ist es
auch wichtig, eine Konstruktion zu schaffen, die so einfach und
billig wie möglich
ist, was weniger und einfachere Teile als bei dieser Konstruktion
bedeutet.
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Die
vorliegende Erfindung wurde mit der Absicht entwickelt, den oben
genannten Mängeln
des Stands der Technik abzuhelfen. Der erste Zweck der vorliegenden
Erfindung ist es daher, eine automatische Dosiervorrichtung als
Waschmittelabgabevorrichtung zu schaffen, die einfach und auf ordnungsgemäße Weise
in eine Maschine einzubauen ist und die durch einen Bediener einfach
zu handhaben ist. Um dies zu erreichen, umfasst die Vorrichtung
Mittel, um den Behälter
freizulegen, wenn dies notwendig ist, und ihn zu verbergen, wenn
dies nicht notwenig ist. Ein zweiter Zweck der vorliegenden Erfindung
ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die mehr oder weniger automatisch
dosiert. Um dies zu erreichen, umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit
und Möglichkeiten,
Informationen einzulesen, auf deren Basis die Vorrichtung gesteuert
wird. Ein dritter Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine
billige Vorrichtung zu schaffen, die einfach herzustellen ist. Um
dies zu erreichen, weist die Vorrichtung wenige einfache Teile aus
billigem, zuverlässigem
Material auf. Die Vorrichtung ist hauptsächlich für eine Maschine zum Waschen
von Wäsche
konzipiert, die zugrunde liegende Idee ist jedoch auf jede Art von
Maschine anwendbar, die eine automatische Dosiervorrichtung benötigt. Die
Lösung
der vorliegenden Erfindung wird durch die in Anspruch 1 offenbarten
Merkmale erzielt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine automatische Dosiervorrichtung zum Aufbewahren und
automatischen Dosieren von Material für einen Prozess geschaffen.
Die Vorrichtung umfasst einen Auffüllbehälter, eine Dosierschraube,
einen Antriebsmotor, ein Steuersystem und einen Führungsmechanismus.
Der Behälter
speichert das Material, die Schraube dosiert es aus dem Behälter heraus,
das System steuert die Dosierung und der Mechanismus führt den
Behälter
zwischen einer inneren Position, in der die Vorrichtung das Material
dosieren kann, und einer äußeren Position,
in der es einem Bediener möglich
ist, ihn mit Material aufzufüllen.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird in Form einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, wobei
auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer automatischen Dosiervorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Behälterteils der vorliegenden
Erfindung gemäß 1 ist;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines Mischerteils der vorliegenden Erfindung
gemäß 1 ist;
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4 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Motorteils der
vorliegenden Erfindung gemäß 1 ist;
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5 eine
perspektivische Ansicht eines Führungsrahmens
der vorliegenden Erfindung gemäß 1 ist;
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6 eine
perspektivische Ansicht eines Führungschafts
der vorliegenden Erfindung gemäß 1 ist.
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EINE VERANSCHAULICHENDE BEVORZUGTE ALSFÜHRUNGSFORM
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Die
automatische Dosiervorrichtung ist eine Dosiervorrichtung für Maschinen
zum Waschen von Wäsche,
wobei sich jeder Verweis auf Dosiermaterial auf Waschmittel bezieht.
Die Dosiervorrichtung weist einen Behälterteil 1 auf, der
ein Gefäß 2,
in dem das Waschmittel aufbewahrt wird, und einen Deckel 3 umfasst.
Ein Griff 4 dient als Verriegelungsmittel für den Deckel.
Ein Ende einer Dosierschraube 5 erstreckt sich aus dem
Gefäß heraus
und umfasst zwei Flügel 6,
deren Funktion unten beschrieben werden wird. Die Vorrichtung umfasst
einen Mischer 7, der an seiner Rückseite eine Motoröffnung 8 und
eine Führungsöffnung 18 aufweist.
Die Funktion des Mischers und des Behälters wird unten näher erklärt.
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Eine
Motoröffnung 8 führt einen
Motorteil, siehe 4. Der Motorteil weist einen
Elektromotor 9 mit einem Getriebe 10 auf. Eine
Motorwelle 11 überträgt die Drehung
vom Motor auf eine Kupplung 13. Die Kupplung ist an der
Welle befestigt, so dass sie sich zusammen mit ihr dreht. Ein Motorträger 12,
der die Bauteile des Motors trägt,
ist an einem Führungsrahmen 14 befestigt.
Die Funktion des Motorteils wird unten näher beschrieben.
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Der
Führungsmechanismus
umfasst den Führungsrahmen 14 und
einen Führungsschaft 15. Der
Führungsschaft,
siehe 6, weist ein flaches Eisenteil 16 und
eine Behälterauflage 17 auf,
die an einem Ende befestigt ist. Der Schaft erstreckt sich durch
die Führungsöffnung 18,
und die Auflage ist am Behälter 1 befestigt
oder lösbar
befestigt. Der Rahmen 14 ist U-förmig und umfasst eine Öffnung 19. Eine
Front 20 ist ein Teil der Maschine zum Waschen von Wäsche, in
der die automatische Dosiervorrichtung angewendet wird. Die Funktion
der Führungsteile
wird unten näher
beschrieben.
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Um
eine funktionelle automatische Dosiervorrichtung zu schaffen, wird
ein Steuersystem benötigt.
Ein Zweck dieses Systems ist es, Informationen über den Stand des Waschmittels
in dem Behälterteil 1 zu
gewinnen, um anzuzeigen, wenn es Zeit ist, den Behälter aufzufüllen, und
wenn der Behälter
leer ist. Eine erste und einfache Methode besteht darin, den Stand
durch einen durchsichtigen Teil des Gefäßes 2 oder des Deckels 3 zu
ermitteln.
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Eine
zweite Methode besteht darin, einen Photodetektor mit einem Lichtsender
und einen optischen Sensor als Lichtempfänger zu verwenden. Der Sender
könnte
auf verschiedene Arten angeordnet werden. Eine erste Anordnung besteht
darin, sie zu beiden Seiten eines Hohlraums zu platzieren, der in dem
Behälterteil
gebildet ist, wobei der Hohlraum am niedrigsten Punkt des Behälterteils
angeordnet ist. Wenn sich kein Waschmittel mehr zwischen dem Sender
und dem Empfänger
befindet, was einem niedrigen Waschmittelstand im Behälter entspricht, erreicht
das Licht den Empfänger,
und das System zeigt den niedrigen Waschmittelstand an. Eine zweite Anordnung
besteht darin, einen Spiegel im Waschmittelbehälter zu platzieren, der das
gesendete Licht zum Empfänger
hin reflektiert. Wenn das Waschmittel einen bestimmten niedrigeren
Stand erreicht, erreicht das reflektierte Licht den Empfänger, und
das System zeigt einen niedrigen Waschmittelstand an. Der Spiegel
ist auf geeignete Weise angeordnet, um das beste Ermittlungsergebnis
bezüglich
des Waschmittelstands zu erreichen.
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Eine
dritte Anordnung zielt darauf ab, festzustellen, ob Waschmittel
aus dem Behälterteil
kommt. Der Sender und der Empfänger
sind am Auslass des Behälterteils
angeordnet, und wenn kein oder wenig Waschmittel im Auslass ist,
ermittelt dies der Empfänger,
und das System zeigt einen niedrigen Waschmittelstand oder Probleme
bei der Zufuhr zum Auslass an.
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Eine
vierte Methode besteht darin, einen Sensor zu verwenden, der die
Bewegung eines sich bewegenden Teils feststellt, der so angeordnet
ist, dass er in dem Behälterteil
gleitet. Wenn viel Waschmittel vorhanden ist, wird der sich bewegende
Teil durch das Waschmittel in eine erste Richtung gezwungen. Wenn
der Waschmittelstand sinkt, bewegt sich der sich bewegende Teil
mit dem Stand hin zum Sensor. Dadurch wird auf den Sensor eingewirkt,
und dieser ermittelt ein Signal oder dergleichen, das der verbleibenden
Waschmittelmenge entspricht. Der Sensor könnte ein Halleffekt-Sensor
sein, der Magnetfelder von dem sich bewegenden Teil feststellt, der
ein magnetisches Bauteil umfasst. Der sich bewegende Teil könnte mit
einem Flansch oder dergleichen versehen sein, um auf der Waschmitteloberfläche zu schwimmen
und sich mit dieser zu bewegen.
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Um
die oben beschriebenen Teile und die Arbeitsweise der automatischen
Dosiervorrichtung zu verstehen, soll nun die Funktionsweise der
Vorrichtung unter Bezugnahme auf die obigen Informationen und die
Zeichnungen beschrieben werden. Die Vorrichtung gemäß der bevorzugten
Ausführungsform ist
auch dazu gedacht, mit einem Steuersystem zu arbeiten, wobei die
Funktionsweise dieses Systems ebenfalls beschrieben wird. Das Ziel
der Dosiervorrichtung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die
die oben erwähnten
Zwecke erfüllt.
D.h. es soll eine Vorrichtung geschaffen werden, die leicht aufzufüllen ist, mit
der leicht zu arbeiten ist, die billig ist, wenige Bauteile aufweist
und einfach herzustellen ist. Gemäß 1 hat der
Führungsmechanismus 14–16 und 19 die
Aufgabe, den Behälterteil 1 zwischen
einer vom Mischer 7 entfernten äußeren Position und einer inneren
Position im Inneren des Mischers zu führen, die nicht dargestellt
ist. In seiner äußeren Position befindet
sich das flache Eisenteil 16 in einer Position, in der
es durch die Öffnung 19 herausragt,
siehe 1. Dies macht es möglich, den Behälterteil
und seine Front in die in 1 dargestellte
aufrechte Position zu drehen. In dieser Position kann der Deckel 3 des
Behälters
geöffnet
werden, und es kann Waschmittel in das Gefäß 2 gefüllt werden.
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Wenn
dies durchgeführt
ist, wird der Deckel 3 geschlossen und durch den Griff 4 verriegelt.
Der Bediener dreht anschließend
den Behälterteil 1 entgegen
dem Uhrzeigersinn (in 1 von der linken Seite gesehen),
bis das Eisenteil 16 an die Innenwand des Führungsrahmens 14 stößt. Der
Bediener bewegt sodann den horizontalen Behälterteil zum Mischer 7 hin,
wobei er vom Führungsmechanismus geführt wird.
Durch die Form des Mischers wird der kegelförmige Behälterteil schließlich in
die innere Position im Inneren des Mischers geführt. während dieser letzten Bewegung
bewegt sich das Ende der Dosierschraube zur Motoröffnung 8 hin,
in der die Kupplung 13 angeordnet ist. Die Bauweisen der
Flügel 6 und
der Kupplung 13 (nicht dargestellt) arbeiten zusammen,
um die Schraube 5. in drehenden Eingriff mit der Welle 11 zu
führen.
Der Motor 9 befindet sich dadurch in drehendem Eingriff
mit der Dosierschraube 5. Die Front 20 als Teil
der Waschmaschine hält schließlich den
Behälter
in seiner inneren Position.
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Wenn
die Maschine gestartet wird, dreht sich der Motor, sooft Waschmittel
durch die Schraube aus dem Behälterteil
herausbefördert
werden muss. Das Steuersystem stellt fest, ob ausreichend Waschmittel im
Behälterteil 1 vorhanden
ist, siehe oben. Wenn ausreichend Waschmittel vorhanden ist, dosiert
die Schraube Waschmittel zum Mischer 7 hin heraus. Der
Mischer umfasst auch einen Wassereinlass (nicht dargestellt), der
kurz bevor das Waschmittel dosiert wird, während des Dosierens und während eines
kurzen Zeitraums danach Wasser in den Mischer füllt. Das Wasser und das Waschmittel
werden in dem Mischer gemischt und fließen weiter in Richtung der
Waschtrommel.
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Das
Steuersystem benötigt
einige Informationen, um das Waschen und Dosieren zu steuern und die
richtige Waschmittelkonzentration zu erzielen. Zweck dieses Systems
ist es daher, Informationen über
die Menge an Wäsche
und Wasser sowie über das
Waschprogramm zu gewinnen und mittels dieser Parameter die richtige
Waschmittelkonzentration zu erzielen. Um dies zu erreichen, wird
das System dazu veranlasst, eine der folgenden Lösungen zu nutzen. Eine erste
Lösung
besteht darin, eine Schnittstelle zu verwenden, durch die der Bediener mindestens
einige dieser Informationen programmieren kann. Dies ist ein normaler
Vorgang und bedarf keinerlei spezieller Anstrengungen seitens des
Bedieners. Die einzige neue Information, die der Bediener einstellen
muss, ist die benötigte
Waschmittelmenge.
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Eine
zweite Lösung
im Hinblick auf die Schaffung einer „Ein-Knopf-Maschine" besteht darin, Sensoren zu verwenden,
die mindestens einen der folgenden Parameter ermitteln: das Waschmittel,
das Wasser, die Wasser/Material-Konzentration und die Wäschemenge.
Je mehr Informationen die Maschine selbst sammelt, umso einfacher
ist es für
den Bediener. Eine Alternative besteht darin, die automatische Dosiervorrichtung
mit einer Datenbank oder einem Speicher zu verbinden, zum Beispiel
im Internet.
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Es
sollte einem Fachmann klar sein, dass es möglich ist, die automatische
Dosiervorrichtung in einer anderen Maschine zu verwenden, die eine
leicht zu handhabende Dosieranordnung benötigt. Solche Geräte könnten Geschirrspülmaschinen
oder Kaffeemaschinen sein. Der Schutzbereich der Erfindung ist nicht
die Maschine, in der die automatische Dosiervorrichtung verwendet
wird. Vielmehr ist dies die Handhabung von Material in jeder geeigneten
Form (Körnchen,
Pulver, Flüssigkeit
usw.) in einer rauen Umgebung, um das bestmögliche Ergebnis beim automatischen
Dosieren zu erzielen.