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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Filter- und Schmutzsammelsystem
für Geschirrspülmaschinen
und insbesondere ein System, mit dem ein Filter- und Schmutzsammelsystem
in einem Geschirrspüler selbsttätig freispülbar ist,
um angesammelten Schmutz zu beseitigen.
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Heute
im Einsatz befindliche typische Haushalts-Geschirrspüler ziehen
Waschlauge aus einem Sumpf am Boden eines Waschbottichs an und versprühen sie
im Bottich, um Schmutz von dem Spülgut abzuwaschen, das sich
in Körben
in ihm befindet. Im Versuch, die Leistung und Wirksamkeit zu verbessern,
arbeiten einige Geschirrspüler
mit einem System, mit dem sich Schmutz aus der im Umlauf geführten Waschlauge
abtrennen und in einer Auffangkammer sammeln lässt. Dabei wird häufig ein
Filtersieb verwendet, um den Schmutz in der Sammelkammer zurück zu halten.
Bspw. die US-PS 5165 433 offenbart ein Geschirrspülsystem
mit einem Zentrifugal-Schmutzseparator, der verschmutzte Waschlauge
in einen Schmutzbehälter
schickt, wonach sie ein in der Wandung des Schmutzbehälters befindliches feinporiges
Filter durchläuft.
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Das
in der genannten US-Patentschrift beschriebene sowie jedes System
mit feinporigem Filter in einem Geschirrspüler ist problematisch, da vom Spülgut entfernte
Speisereste das Filter zusetzen können. Typischerweise werden
daher Spülstrahlen rückwärts auf
das Filter gerichtet, um es freizuspülen und ein Zusetzen zu verhindern.
Bei starker Verschmutzung der Lauge kann das Sieb jedoch trotz der
Rückspülstrahlen
zusetzen.
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Das
Zusetzen des Siebes kann die Reinigungsfähigkeit des Geschirrspülers beeinträchtigen und
zu schlechter Spülleistung
und indirekt auch zu einem höheren
Wasser- und Energieverbrauch führen.
Darüber
hinaus kann der Druckanstieg hinter dem Sieb (auf ein Maximum, das
sich aus der Fähigkeit
der Pumpe bestimmt, dem Sieb verschmutze Waschlauge zuzupumpen)
zunehmen und dazu führen,
dass sich Schmutz im Sieb festsetzt, bis er danach nicht mehr aus
dem Sieb entfernbar ist.
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Man
hat versucht, ein Spülsystem
für Geschirrspüler zu entwickeln,
das in der Lage ist, auch mit starker Laugenverschmutzung umzugehen
und ein Zusetzen des Filters zu vermeiden. Die US-PS 4 559 959 offenbart
einen Geschirrspüler,
bei dem die Schmutzbelastung an Hand des Drucks in einer Schmutzsammelkammer
gemessen wird, in der Schmutz zurück gehalten wird, nachdem die
Lauge ein Filtersieb durchlaufen hat. Übersteigt der Druck einen vorbestimmten
Grenzwert, was bedeutet, dass das Filtersieb verstopft ist, wird
die Spüllauge
vollständig
aus dem Laugenbottich abgelassen und dieser mit frischem Wasser
aufgefüllt.
Nach der genannten US-Patentschrift werden zu Beginn jedes Geschirrspülvorgangs
maximal drei komplette Spülungen
durchgeführt.
Zusätzlich
wird die Anzahl der erforderlichen Spülgänge überwacht und an Hand dieser
Information die auf sie folgende Geschirrspülung gesteuert, also die für die Schmutzbelastung
des Geschirrs passende Anzahl Spülgänge bestimmt.
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Wegen
Bedenken hinsichtlich des Wasser- und Energieverbrauchs ist ein
vollständiges
Ablassen der Spüllauge
aus dem Bottich unerwünscht.
Daher arbeiten einige Geschirrspüler
mit Freispülungen, bei
denen die Lauge aus dem Bottich nur teilweise abgelassen wird. Bspw.
die US-PS 4 346 723 offenbart ein Geschirrspülsystem, bei dem ein Beipass-Schmutzsammler
den Schmutz auffängt.
Dieser Schmutzsammler lässt
sich freispülen,
indem man früh
im Waschzyklus durch wahlweises Öffnen und
Schließen
eines Ablassventils kleine Laugenmengen "stoßweise" ablässt.
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Die
US-PS 5 223 042 offenbart ein Geschirrspülverfahren, bei dem während des
Spülzyklus
ein Teil der Spüllauge
vom Boden des Bottichs abgelassen wird, um Schmutz abzuführen. Die
Lauge wird dann mit einem Frischwasservolumen gleich dem der abgelassenen
Spüllauge
aufgefüllt.
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Die
US-PS 5 429 679 stellt ein Schmutzsammelsystem bereit, bei dem Waschlauge
in eine Filterkammer geschickt und dann über ein Filter in den Sumpf
des Bottichs zurück
geführt
wird. Nach dem ersten Waschzyklus wird ein Teil der Lauge – etwa 1 Gallone
(3,7 l) von insgesamt 2,3 Gallonen (8,5 l) Spüllauge – abgelassen und durch Zugabe
von Frischwasser in den Bottich aufgefüllt.
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Die
genannten Systeme haben mehrere Nachteile. Einer der wesentlichsten
ist, dass in ihnen allen bei jedem Freispülvorgang verhältnismäßig viel Wasser
abgelassen wird. Weiterhin lehren mehrere der genannten Druckschriften
das Unterbrechen des Waschvorgangs in jedem Ablasszyklus derart,
dass während
des Ablassens keine Lauge auf das Geschirr gespritzt wird. Ein weiteres
Problem bei diesen Systemen ist das der Schmutzablagerung: In der Schmutzsammelkammer
vor jedem Spülvorgang aufgefangener
Schmutz lagert sich beim Spülen
wieder auf dem Geschirr ab.
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Zusätzlich zu
den Unzulänglichkeiten
des Standes der Technik hinsichtlich des Umgangs mit sich zusetzenden
Filtersieben besteht Bedarf für
eine verbesserte Größenklassierung
von Speiserestteilchen in einem Geschirrspüler. Moderne Geschirrspüler werden
mit dem Versprechen beworben, dass sie verschmutztes Spülgut mit
nur minimaler Vorreinigung oder Vorspülung aufnehmen. Um dieses Versprechen
zu erfüllen,
sind viele Geschirrspüler
intern mit einer Speiserestbearbeitung oder Abfallentsorgung ausgerüstet. Moderne
Einrichtungen zur Speiserestbearbeitung oder "Zerhacker" weisen typischerweise eine gradlinige
Klinge auf, die in einem zylindrischen Gehäuse an einer Klassierplatte angeordnet
ist. Dabei sitzt die Klinge typischerweise auf der Ausgangswelle
des Geschirrspülermotors
und läuft
bei drehendem Flügelrad
mit um.
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Das
Problem mit derzeit verfügbaren
Konstruktionen ist deren Unfähigkeit,
zähe oder
fasrige Speisereste wie Maiskornhäutchen zu verarbeiten. Insbesondere
wurde beobachtet, dass letztere sich um die vorlaufende Schneide
einer gradlinigen Klinge wickeln und von der Kraft der durch das
Wasser laufenden Schneide auf dieser gehalten werden. Werden Speisereste
wie Maiskornhäutchen
auf der Klinge festgehalten, lassen sie sich nicht wirksam durch
die Klassierplatte hindurch in den Schmutzsammler leiten. Sie verbleiben
nach dem Ablassen der Spüllauge
im Zerhackergehäuse,
verlassen den Sumpf erst spät
im Spülzyklus
und setzen sich auf dem Spülgut
ab. Daher werden schwierige Verschmutzungen wie Maiskornhäutchen nie
beseitigt, denn derzeit verfügbare
Speisezerhacker können
sie nicht zu so kleinen Teilchen zerhacken, dass sie sich im Sammlersystem
ausfiltern lassen.
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Ein
weiteres Problem bei derzeit verfügbaren Zerhackern ist die Ablagerung
von Schmutz auf der Innenwandfläche
des die Klinge umgebenden Gehäuses.
Beim Umlauf der Klinge im Gehäuse
werden die Speisereste oft an die Innenwandfläche des Gehäuses geschleudert und verbleiben
während
der Wäsche
dort. Offensichtlich ist vorzuziehen, alle Speisereste oder "Schmutz" so durch den Klingenbereich
zu führen,
dass sie zerhackt werden und die Klassierplatte passieren, wo Schmutz
abgetrennt und in einem Sammelsystem aufgefangen werden kann.
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Folglich
besteht Bedarf an einem Geschirrspüler mit verbesserter Schmutz-Zerhackerleistung.
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Erfindungsgemäß wird ein
Geschirrspüler nach
dem Anspruch 1 bereit gestellt.
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Der
Geschirrspüler
kann weiter eine Ablassleitung aufweisen, die den Sumpf mit der
Ablasspumpe strömungsmäßig verbindet.
Ein Steuerventil ist vorgese hen, das während des Freispülens des
Sammelbereichs bei arbeitender Spülpumpe eine Strömung vom
Geschirrspülersumpf
zur Ablasspumpe verhindert. Das Steuerventil wird ansprechend auf den
von der Laugenpumpe erzeugten Laugendruck betätigt.
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Weiterhin
weist der Geschirrspüler
ein verbessertes Zerhackersystem für Speisereste auf, in dem an
Stelle einer gradlinigen eine gekrümmte Zerhackerklinge arbeitet.
Die Zerhackerklinge ist von ihrer Umlaufrichtung weg gekrümmt. Schwer
zerschneidbare zähe
und fasrige Speisereste rutschen von den gekrümmten Klingenenden ab und werden von
der gegenüberliegenden
ankommenden Klingenhälfte
erfasst. Um weiterhin das Problem der Schmutzablagerungen auf den
Innenwandflächen des
die Klingen umgebenden Gehäuses
zu lösen, sind
einwärts
vorstehende Ablenkrippen vorgesehen, die den gekrümmten Klingenenden
nahe kommen, sie aber nicht berühren.
Die Ablenkrippen verstärken die
Turbulenz der Strömung
an der Innenwandfläche des
Gehäuses
und reduzieren daher dort die Bildung von Schmutzablagerungen erheblich.
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1 zeigt
als Perspektive einen Geschirrspüler
mit einem erfindungsgemäßen Schmutzabtrenn-
und -sammelsystem;
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2 zeigt
schaubildlich das erfindungsgemäße Schmutzabtrenn-
und -sammelsystem in dem Geschirrspüler nach 1;
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3 ist
eine Draufsicht des Pumpsystems des Geschirrspülers der 1;
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4 zeigt
als Schnitt in der Ebene IV-IV der 3 die Strömung beim
Freispülen
des Schmutzsammelbereichs;
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5a zeigt
als schaubildlicher Schnitt in der Ebene V-V der 3 das
Steuerventil in der Schließstellung;
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5b zeigt
als schaubildlicher Teilschnitt in der Ebene V-V der 3 das
Steuerventil in seiner Offenstellung;
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6 ist
ein Schnitt im wesentlichen in der Ebene VI-VI der 4;
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7 ist
ein Teilschnitt durch das Pump- und Schmutzsammelsystem mit einer
alternativen Ausführungsform
der Ablasspumpe für
die vorliegende Erfindung;
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8 zeigt
schaubildlich die elektrische Schaltung für eine elektromechanische Ausführungsform
des Geschirrspülers
in der 1;
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9 zeigt
schaubildlich die Steuerelemente für eine elektronische Ausführungsform
des Geschirrspülers
der 1; und
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10 zeigt
als Flussdiagramm die Arbeitsweise einer alternativen mikroprozessorgesteuerten Ausführungsform
des Geschirrspülers
der 1.
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Entsprechend
der in den Zeichnungen und insbesondere in der 1 dargestellten
Erfindung weist ein – allgemein
mit 10 bezeichneter – Geschirrspülautomat
innen einen Bottich 12 auf, der eine Wasch- bspw. Geschirrspülkammer 14 bildet.
Der Bottich 12 hat einen schrägen Boden 16, der
einen unteren Bottichbereich bzw. Sumpf 18 (4)
bildet. Eine Schmutzabtrenn- und Pumpanordnung 20 ist mittig
im Boden 16 angeordnet und weist eine untere Wascharmanordnung 22 auf,
die von einem oberen Teil derselben absteht. Ein Grobteilchenrost 24 erlaubt
der Spüllauge,
vom Boden 16 zur Schmutzabtrenneinrichtung 20 zu
fließen,
während
er große Fremdkörper am
Zutritt zum Pumpsystem hindert.
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Die
grundsätzlichen
baulichen Besonderheiten der Schmutzabtrenneinrichtung sind in der US-PS
5 803100 auf einen "Soil
Separation Channel for a Dishwasher Pump System" erläutert.
In dieser Druckschrift sind die Arbeitsweise einer Schmutz-Trennschleuder
und der Aufbau einer Schmutzabtrenn- und -sammeleinrichtung ausführlich erläutert.
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Wie
die 2, 3 und 4 zeigen, weist
die Schmutzabtrenn-/Pumpanordnung 20 eine Laugenpumpe 28 mit
einem Laugen-Laufrad 32 in einer Pumpkammer 30 auf,
die ein Pumpengehäuse 31 umschließt. Das
Pumpengehäuse 31 wird
von einer Grundplatte 33 getragen. Während eines Spülzyklus saugt
das Laufrad 32 vom Motor 34 angetrieben Flüssigkeit
aus dem Sumpf 18 in einen Pumpenzu lauf 36 zwischen
dem Pumpengehäuse 31 und
der Grundplatte 33 und pumpt sie durch einen Haupt-Pumpenablauf 38 in
den unteren Sprüharm 22.
Ein erster Teil der Spüllauge
wird aus dem unteren Spritzarm 22 auf das Spülgut in
einem unteren Spülgutkorb 40 gespritzt
und ein zweiter Teil der Spüllauge
wird einem oberen Spritzarm 42 zugeleitet. Die Spüllauge wird
mehrfach über
das Spülgut geleitet,
um den Schmutz von ihm zu entfernen.
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Vom
Spülgut
abgespülter
Schmutz wird abwärts
in den Sumpf gespült
und in den Pumpenzulauf 36 gesaugt. Er trifft dann auf
einen Zerhackerbereich 68, den eine Ringwand 69 umschließt, die
eine Zerhackeranordnung 70 umgibt, mit der der in die Pumpkammer 30 gelangende
Schmutz zerhackt und in seiner Teilchengröße verringert wird. Viele der
grundsätzlichen
baulichen Besonderheiten der Zerhackeranordnung sind in der US-PS
4 319 599 auf einen "Vertical
Soil Separator for Dishwasher" erläutert. Die Zerhackeranordnung 70 weist
ein Klassiersieb 72 und einen Zerhacker 74 auf,
den eine Schraubfeder 76 auf eine abwärts gewandte Schulter 32a des
Laufrades 32 drückt.
Die Schraubfeder 76 steht mit ihrem oberen distalen Ende
der Schraubfeder 76 radial auswärts in eine Nut im Zerhacker 74 und
mit ihrem unteren distalen Ende in ein Blindbohrung in der Antriebsnabe 77 hinein
vor, von der es in Drehung angetrieben wird.
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Wie
die 6 zeigt, weist der Zerhacker 74 ein Paar
auswärts
abstehender gekrümmter
Zerhackerklingen 74a auf, deren Schneiden 74b auf
dem Klassiersieb 72 abgefangene Schmutzteilchen so zerkleinern,
dass sie dann das Sieb passieren können. Der Zerhacker 74 wird
in der mit dem Pfeil 79 angedeuteten Drehrichtung so angetrieben,
dass Schmutzteilchen, die mit den Schneiden 74b in Berührung geraten
und sich auf und um die Klingen 74a legen, von der Kraft
des auf den umlaufenden Zerhacker 74 wirkenden Wassers
von den Klingenenden abgeschleudert werden. Im Zerhackerbereich
außerhalb
der Außenkanten
der Klingen 74a umherwirbelnder Speiseschmutz wird von
Ablenkrippen 78, die aus der Ringwand 69 einwärts vorstehen,
in den Weg der Klingen 74a zurück getrieben.
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Wie
an Hand der 2 und 4 einzusehen
ist, werden nach dem Zerhacken und Klassieren durch die Zerhackeranordnung 70 die
Schmutzteilchen gemeinsam mit der Spüllauge in die Pumpkammer 30 gesaugt.
In der Pumpkammer 30 wird unter der Einwirklung des drehenden
Laufrads 32 der Schmutz zentrifugal getrennt und eine Probe
der Waschlauge mit hohem mitgeführtem
Schmutzanteil aus der Pumpkammer 30 durch einen Probenablauf 43 in
einen Schmutzsammler 45 gelenkt, der einen ringförmigen Schmutzabtrennkanal 46 und
einen Schmutzsammelbereich 50 aufweist. Der Probenablauf 43 ist
als ringförmige
Führungskammer 44 mit einer
Bodenöffnung 47 dargestellt,
durch die der Schmutz in den Schmutzabtrennkanal 46 fließt. Folglich
wird die verschmutzte Waschlauge in den Schmutzabtrennkanal 46 geleitet,
dessen obere Abschlusswand von einem Filtersieb 48 gebildet
wird. Während
die schmutzbelastete Spüllauge
im Abtrennkanal 46 auf einer Ringbahn umläuft, tritt
Wasser durch das Filtersieb 48 empor und zurück zum Sumpf 18;
der Schmutz bleibt im Abtrennkanal 46 zurück. Im Schmutzabtrennkanal 46 verlangsamt
sich die verbleibende Waschlauge und der Schmutz setzt sich im Sammelbereich 50 ab.
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Im
Waschzyklus wird das Filtersieb 48 wiederholt rückgespült. Beim
Umlauf des unteren Wascharms 22 wird von abwärts gerichteten
Rückspüldüsen druckbeaufschlagte
Spüllauge
abgegeben. Es können
Einrichtungen vorgesehen sein, mit denen sich der aus den Rückspüldüsen austretenden Spüllauge ein
fächerförmiges Wurfbild
erteilen lässt. Beim
Umlauf des unteren Spülarms überstreicht
der fächerförmige Sprühnebel das
Filtersieb 48 in einer Rückspülfunktion, die das Sieb von
Schmutzteilchen frei hält,
die den Abfluss gereinigter Waschlauge in den Sumpf 18 behindern
könnten.
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Wie
oben beschrieben, kann trotz des Rückspülens das Filtersieb 48 sich
bei hoher Schmutzbelastung mit Speiseresten zusetzen. In diesem
Fall wird die Waschleistung beeinträchtigt und der Druck im Sammelbereich 50 steigt
an. Der Druckanstieg wird mit einem Druckfühler 52 erfasst, der
einem Druckaufnahmerohr zugeordnet ist, das seinerseits mit einem
Kopfraum 53 über
dem Schmutzsammelbereich 50 verbunden ist, so dass der
Druckfühler 52 den
Druck im Sammelbereich 50 misst. Der Druckfühler 52 kann
analog oder digital arbeiten. Übersteigt
der Druck im Sammelbereich einen vorbestimmten Grenzwert, der ein
zugesetztes Sieb 48 anzeigt, wird eine Ablaufpumpe 54 erregt,
um das Sieb zu reinigen. Die Ablaufpumpe 54 saugt Lauge
mit hohem Schmutzanteil durch die Ablassleitung 55 aus dem
Sammelbereich 50 ab und pumpt sie am Rückschlagventil 56 vorbei
durch den Ablassschlauch 58 zum Ablauf. Ist der Druck im
Sammelbereich wieder unter den vorbestimmten Grenzdruck abgesunken, wird
die Ablasspumpe abgeschaltet. Die Einschaltdauer der Ablasspumpe
zum Reinigen des Sammelbereichs 50 und des Filtersiebs 48 wird
als Freispülintervall
bezeichnet.
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Auf
diese Weise wird das erfindungsgemäße Schmutzabtrenn- und -sammelsystem
von Schmutz freigespült.
Es ist jedoch einzusehen, dass, da die Ablasspumpe 54 von
der Laugenpumpe 28 getrennt arbeitet, das Freispülen des
Sammelbereichs 50 und des Sammelkanals 46 bei
weiter laufendem Laufrad 32 der Laugenpumpe erfolgen kann,
die die Lauge im Geschirrspülraum 14 im
Umlauf hält.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass für
diese Ausgestaltung des Systems eine Mindest-Ablassdruckhöhe aufrecht
erhalten werden muss, die höher ist
als der Ansprechdruck des Druckschalters, da sonst der Druckanstieg
im Sammelbereich zusammen mit dem Zusetzen des Filters hoch genug
ist, dass der Sammlerinhalt an der Ablasspumpe vorbei gedrückt wird,
falls die Druckhöhe
geringer ist als der Auslösedruck;
dann wird schließlich
das gesamte Wasser aus dem Geschirrspüler geleert. Außerdem kann
beim ersten Einschalten der Ablasspumpe das Wasser siphonartig aus
dem Geschirrspüler
gesaugt werden. Eine Lösung
wäre, im
Ablassrohr 58 eine Schleife vorzusehen, die ausreicht,
um die erforderliche Druckhöhe
zu erzeugen, und am obersten Punkt des Ablassrohrs 58 ein
Rückschlagventil 57 vorzusehen,
das sich zum Inneren des Geschirrspülers öffnet, um einen Druckausgleich
zwischen der Luft im Ablassrohr und der im Bottich zu erreichen.
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Alternativ
zum oben beschriebenen Ablasspumpsystem kann die vorliegende Erfindung
mit einer Ablasspumpe arbeiten, die vom Laugenpumpenmotor ähnlich der
Ablasspumpe in der US-PS 4 319 599 angetrieben wird. In einem derartigen
System kann der Drucksensor 52 einem Ablassventil und dieses
seinerseits einer Ablassleitung stromabwärts der Ablasspumpe zugeordnet
sein, so dass beim Zusetzen des Filtersiebs 48 das Ablassventil öffnet, damit die
Ablasspumpe den Sammelbereich freispülen kann. In einem derartigen
System können
Leckverluste aus der Pumpkammer zum Ablasspumpbereich auftreten;
es würde
aber noch einen gewissen Nutzen ergeben.
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Wie
nun an Hand der 5a und 5b einzusehen
ist, kann die Ablasspumpe 54 zusätzlich Spüllauge aus dem Schmutzsammelbereich 50 ansaugen,
Spüllauge
aus dem Sumpfbereich 18 ablassen, indem sie Spüllauge durch
einen Ablassanschluss 62 absaugt. Um jedoch den Sammelbereich möglichst
schnell und wirksam freizuspülen,
muss dieser bei arbeitender Ablasspumpe hydraulisch vom Rest des
Geschirrspülers
isoliert werden. Während des
Spülens,
wenn das Laufrad 32 Spüllauge
durch die innere Waschkammer 14 im Umlauf hält, wird also
der Ablassanschluss 62 durch ein druckbetätigtes Steuerventilsystem 60 geschlossen
derart, dass der Sumpf 18 bei arbeitender Laugenpumpe 28 von der
Ablasspumpe getrennt bleibt.
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Das
Steuerventilsystem 60 kann eine beliebige Ausführung sein,
die auf den von der arbeitenden Laugenpumpe 28 erzeugten
Druck anspricht; es ist hier als bewegbarer Ventilschaft 61 dargestellt,
der einen Verschlussstopfen 63 trägt. Der Ventilschaft 61 ist
auf der Unterseite des Pumpgehäuses 31 gelagert.
Er weist eine obere Andruckfläche 61a auf,
die an einer flexiblen Membran 65 befestigt ist. Eine Schraubfeder 67 ist
zwischen einem Rückhalter 69 und
der Rückseite
der oberen Andruckfläche 61a so komprimiert,
dass letztere aufwärts
in eine Kammer 71 gedrückt
wird. Die Druckkammer 71 steht über einen Kanal 73 in
Strömungsverbindung
mit dem Ring-Führungskanal 44,
so dass das Steuerventil 60 auf den vom Laufrad 32 erzeugten
Druck anspricht.
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Lässt also
das Laufrad 32 Spüllauge
in der Pumpkammer 30 umlaufen, wird der Ventilschaft 61 vom
Druck in der Kammer 71 abwärts gedrückt (vergl. 5a),
so dass der Verschlussstopfen 63 den Abfluss 62 verschließt. Dreht
das Laufrad 32 nicht oder liegt nicht genug Spüllauge vor,
um die Kammer 71 mit Druck zu beaufschlagen, wird der Ventilschaft 61 aufwärts gedrückt und
so der Verschlussstopfen 63 über den Abfluss 62 angehoben
(vergl. 5b), um diesen zu öffnen, wenn
die Laugenpumpe 28 nicht arbeitet.
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Wie
in den 5 und 5a ersichtlich, saugt
bei geschlossenem Steuerventil 60 die Ablasspumpe 54 Spüllauge nur
dann aus dem Sammelbereich 50, wenn sie zum Freispülen eingeschaltet
ist, wie mit den Flusslinien 64 angedeutet. Es ist einzusehen,
dass beim Einschalten der Ablasspumpe 54 während des
Spülzyklus
der Sammelbereich 50 und der Schmutzabtrennkanal 46 sehr
schnell freigespült werden,
was den Druck im Sammelbereich 50 und im Schmutzabtrennkanal 46 senkt,
so dass die Rückspüldüsen 51 das
Filtersieb 48 reinigen können. Im Ergebnis werden der
Sammelbereich 50, der Schmutzabtrennkanal 46 und
das Filtersieb 48 sehr schnell freigespült, so dass sehr wenig Lauge – wie bspw.
nur 0,1 l pro Freispülung – zum Abfluss
zu schicken ist, um ein wirksames Freispülintervall zu erreichen.
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Die 4 und 5b zeigen
die Strömung in
der Schmutzabtrenn- und -pumpanordnung 20, die sich ergibt,
wenn man das Steuerventil 60 sich öffnen lässt und die Ablasspumpe 54 einschaltet.
Die Strömungslinien 66 zeigen
den Weg der aus dem Sumpf durch den Abfluss 62 abgelassenen
Waschlauge. Gleichzeitig wird Waschlauge aus dem Sammelbereich 50 durch
die Ablassleitung 55 abgelassen.
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Das
Steuerventilsystem 60 lässt
sich benutzen, um zu Beginn eines Ablasszyklus den Sumpf 18 vom
Sammelbereich 50 zu trennen und so ein Wiederablagern von
Schmutz auf dem Spülgut
zu vermeiden. Dies lässt
sich erreichen, in dem man die Laugenpumpe 28 zu Anfang
des Ablasszyklus weiter arbeiten lässt, um das Steuerventil 60 geschlossen zu
halten, so dass Spüllauge
zunächst
nur über
den Sammelbereich 50 abgelassen wird und aus dem Sumpf
zuströmendes
Wasser den Sammelbereich 50 reinigt und spült. Nach
einer gewissen Zeit oder wenn die Laugenpumpe 28 trockenzulaufen
beginnt, kann der Motor 34 abgeschaltet werden, so dass
das Steuerventil 60 öffnet.
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Für den Fachmann
ist einzusehen, dass das Steuerventilsystem 60 ein gründliches
Auspumpen von Waschlauge beim Ablassen ermöglicht, so dass am Ende eines
Ablasszyklus wenig Spüllauge
im Sumpf 18 verbleibt. Es wäre jedoch eine alternative Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung möglich,
bei der das Steuerventilsystem 60 entfällt. In einer solchen Ausführungsform
würde die
gesamte Spüllauge über den
Schmutzsammelbereich 50 aus dem Geschirrspüler abgelassen
werden.
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Die 2 zeigt
die Ablasspumpe 54 als separates Element von der Haupt-Schmutzabtrenn- und
-pumpanordnung 20 getrennt. Wie dargestellt, hätte die
Ablasspumpe 54 einen eigenen Motor und liesse sich unabhängig vom
Laugenpumpenmotor 34 einschalten. Die 7 zeigt
eine alternative Ausführungsform
dieser Art eines separaten Ablasspumpsystems, bei der die Ablasspumpe
sich getrennt vom Haupt-Laugenpumpsystem wahlweise einschalten, aber
immer noch vom Laugenpumpenmotor 34 antreiben lässt.
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In
der 7 weist die Ablasspumpe 130 ein Laufrad 131 auf,
das in einem in den Pumpensockel 33' eingeformten Ablasspumpengehäuse gelagert ist.
Das Laufrad 131 wird von eine Welle 132 angetrieben,
die unter die Grundplatte 33' hinaus
vorsteht, wo eine Riemenscheibe 134 auf sie aufgesetzt
ist. Die Riemenscheibe 134 wird mit einem Riemen 136 angetrieben,
der um eine der Antriebswelle des Hauptmotors 34' zugeordnete
Antriebs- und eine Leerlaufscheibe 138 bzw. 140 läuft. Um
die Ablasspumpe 130 zu erregen, wird die Leerlaufscheibe 140 mit
einem Stellelement wie einem Elektromagneten oder Wachsmotor (nicht
gezeigt) so bewegt, dass der Riemen 136 gespannt wird und
Drehmo ment von der Antriebs- auf die Riemenscheibe 138, 134 übertragen
kann, um das Laufrad 131 zu drehen. Auf diese Weise lässt sich
die Ablasspumpe 130 einschalten, um den Sammelbereich freizuspülen oder
den Geschirrspüler
abzulassen, wie oben beschrieben, indem der dem Leerlaufrad 140 zugeordnete
Stellmotor betätigt
wird.
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Die
Erfindung ist vorteilhafterweise in einem Geschirrspüler einsetzbar,
der entweder eine elektromechanische Steuerung unter Verwendung
eines herkömmlichen
Zeitschalters oder eine elektronische Steuerung mit einem Mikroprozessor
aufweist.
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Die 8 zeigt
Bauteile einer elektromechanischen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Die Stromzufuhr zum Geschirrspüler erfolgt über die
Leitungen L1, L2. Ein Türkontakt 80 gewährleistet,
dass der Geschirrspüler
bei geöffneter
Tür abschaltet.
Der Arbeitszyklus des Geschirrspülers
wird mit einem Schaltknopf 82 eingeleitet, den man einige Winkelgrade
und somit die Welle eines Zeitgebermotors 84 dreht, so
dass die Nockenscheibe 86 den Schalter 88 schließt, der
den Zeitgebermotor 84 erregt. Mit dem Vorlauf dieses Motors
werden die Nockenscheiben 90, 92, 94, 96 und 98 gedreht,
die wahlweise die Schalter 100, 102, 104, 106 bzw. 108 steuern.
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Gelangt
der Schalter 102 in eine Stellung, in der er über den
Kontakt 110 den Stromkreis schließt, wird die Ablasspumpe 54 immer
dann eingeschaltet, wenn der betrieblich dem Kopfbereich 53 zugeordnete
Druckschalter 116 schließt, weil der Druck im Sammelbereich 50 den
vorbestimmten Grenzdruck übersteigt.
Entsprechend wird die Ablasspumpe 54 abgeschaltet, wenn
der Druck im Sammelbereich 50 unter den vorbestimmten Grenzwert
abfällt
und der Schalter 116 öffnet.
Es ist einzusehen, dass die Ablasspumpe 54 unabhängig von
der Drehung des Zeitgebermotor 84 ein- und ausschaltet,
so dass sehr kurze Freispülintervalle
möglich
sind. Darüber
hinaus wird die Ablasspumpe 54 unabhängig vom Laugenpumpenmotor 34 eingeschaltet.
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Die
in jedem Freispülintervall
zum Abfluss geschickte Spüllauge
lässt sich
ersetzen, indem man die Nockenscheibe 94 den Schalter 104 schließen lässt, so
dass das Füllventil 118 gleichzeitig
mit der Ablasspumpe 54 eingeschaltet wird. Während des Füllintervalls
des Geschirrspülzyklus
ist der Schalter 104 offen und das Füllventil 118 wird über den
Schalter 106 eingeschaltet.
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Alternativ
kann man die in jedem Freispülintervall
zum Abfluss geschickte Spüllauge
berücksichtigen,
indem man während
des anfänglichen
Füllzyklus
einfach eine kleine zusätzliche
Wassermenge in den Geschirrspüler
einlässt;
der Schalter 104 und die Leitung 120 können dann
aus der Geschirrspülerschaltung
entfallen. Dieser "Überfüllungs"-Ansatz ist eine
realistische Alternative, berücksichtigt
man, dass in jedem Freispülintervall
nur wenig Spüllauge – wie bspw.
nur 0,1 l – zum
Abfluss geschickt wird.
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Die 9 zeigt
eine elektronisch gesteuerte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, die eine mit einem Mikroprozessor arbeitende Steuerung 120 aufweist,
die die in 10 gezeigte Steuerlogik benutzt.
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Es
sei nun auf die 10 verwiesen. In den Schritten 142, 144 wird
der Bottich des Geschirrspülers
bis zu einer Sollhöhe
mit Spülflüssigkeit
gefüllt und
dann die Laugenpumpe 34 eingeschaltet. Im Schritt 145 bestimmt
die Steuerung 120 den Druck im Sammelbereich 50 an
Hand des Eingangssignals aus dem Druckfühler 52 und speichert
die Druckänderung
("rate of pressure
change") (Pc). Übersteigt der
Druck einen vorbestimmten Grenzwert, wie im Schritt 146 gezeigt,
wird eine Freispülroutine 148 mit den
Schritten 150, 152 eingeleitet. Nach dem Freispülen des
Sammlers 50 und Reinigen des Filtersiebs 148 wird
im Schritt 154 die Ablasspumpe 54 abgeschaltet.
Die Ablasspumpe kann abgeschaltet werden, wenn der Sammlerdruck
unter den vorbestimmten Grenzdruck abfällt. Alternativ kann die Ablasspumpe
vorbestimmt lange eingeschaltet bleiben, nachdem der Druck im Sammelbereich
unter den vorbe stimmten Grenzwert abgefallen ist oder ein vorbestimmter
Rücksetzwert
unterhalb des vorbestimmten Grenzdrucks erreicht ist.
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In
den Schritten 156, 158, 160 zählt die
Steuerung 120, wie oft (Anzahl Np) die Freispülroutine eingeleitet
worden ist, und summiert die Einschaltzeit (Tp) der Ablasspumpe
in den vorgehenden Freispülintervallen.
Auf Grund dieser Informationen bestimmt die Steuerung 120,
ob zusätzliche
Spüllauge erforderlich
ist, um die in den vorangehenden Freispülroutinen zum Abfluss geschickte
Wassermenge zu ersetzen. Die Freispülroutine 148 wird
so oft eingeleitet wie vom Druckfühler 52 bestimmt erforderlich und
wird ausgeführt,
während
die Laugenpumpe weiter Spüllauge
im Geschirrspüler
umwälzt.
Am Ende des anfänglichen
Spülintervalls
wird die Laugenpumpe abgeschaltet und die Spüllauge aus dem Geschirrspüler abgelassen,
wie in den Schritten 162, 164, 166 gezeigt.
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Nach
der anfänglichen
Waschperiode lässt der
Geschirrspülerzyklus
sich auf Grund gesammelter Informationen (Pc, Tp oder Np) zur Schmutzmenge
und -art modifizieren, wie im Schritt 168 gezeigt. Bspw.
lässt der
Spülzyklus
sich verlängern,
wenn eine starke Schmutzbelastung erfasst wird, wie von der dem
Zyklus hinzugefügten
Anzahl der Freispülroutinen
oder zusätzlichen
Auffüllungen
angezeigt. Auf diese Weise reagiert der Geschirrspüler auf
die Schmutzbelastung mit dem optimalen Waschzyklus.
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Die
vorliegende Erfindung lässt
sich problemlos vollautomatisch einsetzen, um dem Geschirrspüler einen
einmalig einfachen Arbeitszyklus zu erteilen. Insbesondere ermöglicht die
vorliegende Erfindung es, Spülgut
mit einem Zyklus mit zwei Auffüllungen
effektiv zu behandeln – dies
im Gegensatz zu vorhandenen Systemen, die mindestens fünf Auffüllzyklen
erfordern. Beim Arbeiten mit zwei Auffüllungen wird im ersten Auffüllzyklus
der Geschirrspüler das
Spülgut
so behandeln, dass das Pumpsystem wiederholt freispült, bis
der Schmutzanteil der Spüllauge
auf ein sehr geringes Niveau absinkt. Der zweite Auffüllzyklus
lässt sich
dann als der einzige Wasch- bzw. Spülzyklus einsetzen.
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Ist
weiterhin der anfängliche
Schmutzanteil so niedrig, dass im Sammelbereich kein resultierender
Druck vorliegt, wie es bei vorgespültem Spülgut der Fall sein kann, dienen
beide Auffüllzyklen
als Normalzyklus.
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Es
ist also einzusehen, dass die vorliegende Erfindung einen erheblich
verbesserten Geschirrspülerbetrieb
ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung bietet ein neuartiges Pumpsystem, das
das Spülgut
auf eine Weise spült,
mit der es derzeit zum Kauf angebotenen Geschirrspülern überlegen
ist, während
es weitaus weniger Energie und Wasser verbraucht als diese. Insbesondere
haben die Erfinder errechnet, dass die vorliegende Erfindung, falls
in alle in den USA aufgestellten Geschirrspülern eingebaut, jährliche
Einsparungen von fast 24 Mrd. Gallonen (90 Mrd. Liter) Wasser und
fast 4 Mrd. kWh Strom erbringen würde (bei angenommen 18 Mio.
in den USA in Benutzung befindlichen Geschirrspülern, die 300 mal pro Jahr
(6 mal pro Woche für
50 Wochen im Jahr) in Betrieb sind).
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Während die
vorliegende Erfindung unter Bezug auf die oben beschriebenen Ausführungsformen
erläutert
wurde, wird der Fachmann einsehen, dass sich daran Änderungen
durchführen
lassen, ohne die Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen niedergelegt
ist, zu verlassen.
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ZEICHNUNGSBESCHRIFTUNGEN – LEGENDE
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4
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- To pressure switch... Zum Druckschalter 116
- To drain pump... Zur Ablasspumpe 54
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8
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- Drain pump Ablasspumpe
- Float switch Schwimmerschalter
- F.V. Auffüllventil
- Heater Heizelement
- Thermostat Thermostat
- T.M. Zeitgebermotor
- Wash pump Laugenpumpe
-
10
- 142
- Spüllauge auf
Sollhöhe
in Bottich füllen
- 144
- Laugenpumpe
einschalten
- 145
- Druckfühler ablesen
und Druckänderung
(Pc) speichern
- 146
- Sammlerdruck > Sollwert ?
- 150
- Ablasspumpe
einschalten
- 152
- Sammlerdruck < Sollwert ?
- 154
- Ablasspumpe
abschalten
- 156
- Einschaltintervalle
(Tp) der Ablasspumpe zum Freispülen
-
- des
Sammelbereichs summieren
- 158
- Wasser
auffüllen
?
- 160
- Erforderliche
Zusatzlauge ermitteln und in Bottich geben
- 162
- Ende
des ersten Spülintervalls?
- 164
- Spülpumpe abschalten
- 166
- Ablasspumpe
vorbestimmt lange einschalten, um Lauge
-
- abzulassen
- 168
- Nachfolgenden
Spülzyklus
auf Grund von Tp bestimmen
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- Continue wash cycle Spülzyklus
fortsetzen
- N Nein
- Y ja