EP1838916A1 - Steuereinheit für den zulauf von wasserführenden haushaltgeräten - Google Patents

Steuereinheit für den zulauf von wasserführenden haushaltgeräten

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EP1838916A1
EP1838916A1 EP05816284A EP05816284A EP1838916A1 EP 1838916 A1 EP1838916 A1 EP 1838916A1 EP 05816284 A EP05816284 A EP 05816284A EP 05816284 A EP05816284 A EP 05816284A EP 1838916 A1 EP1838916 A1 EP 1838916A1
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EP
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control unit
hot water
cold
water
actuator
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Edwin Bolduan
Horst Wiemer
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D06F39/02—Devices for adding soap or other washing agents
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D06F2103/00—Parameters monitored or detected for the control of domestic laundry washing machines, washer-dryers or laundry dryers
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    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/87249—Multiple inlet with multiple outlet

Definitions

  • Control unit for the supply of water-conducting household appliances
  • the invention relates to a control unit for water-conducting household appliances, in particular for washing machines, which are equipped with separate water connections for cold and hot water.
  • a distribution of the water flow following the controller can be done in the usual manner in washing machines by branching into two solenoid valves controllable inlet channels and their connection to a water distributor with three outputs (DE 2 232 020 A).
  • the three exits are each assigned to a container in which separately washing or care products for the pre-, main- and Spül stiische are stored.
  • DE 197 25 745 A1 discloses a water distributor with a motor-operated distributor arm, in which only one supply line and only one control valve for the inlet are present.
  • the combinations of governor and distributor described above require four valves or three valves and a servomotor, which must be switched or controlled separately. More disadvantageous than the elaborate control is the large number of individual parts, the means for their attachment and a considerable number of connections, which require an increased installation effort and in operation can be the cause of disturbances caused by leaks.
  • the invention is based on the object for water-bearing domestic appliances with separate cold and hot water connections indicate a control device, with their help in a simple manner a continuous inflow of mixed water with an arbitrarily adjustable temperature and a branch for the different program sections prewash, main wash and rinsing is realized. It is also an object of the invention, the number of components that the To minimize the system necessary for its attachment and its connection to the water supply system of the washing machine.
  • the control device has an actuatable by rotary or pushing movement mechanical actuator, via which the two supply lines for cold and hot water can be opened and closed continuously and in opposite directions, and several drain lines, which correspond to the respectively associated program section for the Discharge of the mixed water are released.
  • the control of the temperature of the mixed water and its distribution is carried out with only one block.
  • thermosensor in the housing of the regulator with which the temperature of the mixed water is detected directly where the water flows from the cold and hot water lines mix.
  • the controller has only one active actuator, which is moved in an embodiment of the invention only in one direction. This reduces the necessary control effort, also can be used as a drive for the actuator, a simple motor without reversing direction.
  • Another significant economic advantage results from the fact that the regulator, the water flow, mixing and distribution of water flows is realized with a single block. Compared to known solutions, this results in a considerable reduction of the parts, the means for their connection and their attachment.
  • the production of the controller is extremely efficient, in particular, reduces the cost of assembly and storage.
  • the reduction in the number of joints required also minimizes the risk of leakage, the reliability of the washing machine as a whole is thereby increased.
  • 4a to 6b an inventively ausgestalteter controller with piston valve.
  • the drawings show the device according to the invention in a planar section in various operating states important for the program sequence, the drawings 1a to 3b showing an embodiment with a rotary valve 12 as an actuator and the drawings 4 to 6 showing an embodiment with a piston valve 16 as an actuator ,
  • FIGS. 4a and 4b The analogue operating states are shown in the illustrations with a slide valve, FIGS. 4a and 4b, and FIGS. 5a and b for main wash and FIGS. 6a and b for the rinse cycle.
  • the following statements refer in the first place to the preferred embodiment of the controller with the rotary valve 12, they apply mutatis mutandis to the controller with spool 16, so that a description of its function is unnecessary.
  • the actuator 12 has a plurality of equal-sized inlet openings 1 to 4, of which always two openings regulate the flow of incoming cold and hot water by changing the shared cross-section of the supply lines 7 and 8, and two larger outlet openings 5, 6, the in the control range of the inlet openings 1 to 4 each one of a plurality of drain lines 13, 14, 15 release.
  • the rotary valve 12 is positioned in FIG. 1 a so that when the magnetic valve 9 is open, cold water flows into the mixing valve 12 formed as a mixing chamber via the supply line 7 and the inlet opening 2 and flows out via the outlet opening 5 and the discharge line 13 can.
  • the drain line 13 is connected to a Ein Hughesschale, not shown, which is stored with the provided for the pre-wash detergent.
  • Fig. 1 b the state is shown in which after adjusting the Rotary valve 12 in the direction of arrow the cold water pipe 7 is locked and hot water via the supply line 8 and can flow out via the drain line 13.
  • the hot water line is released via the inlet opening 1 and the drain line 13 remains open via the outlet opening 5. Since the pre-wash program usually runs with cold water, this condition plays practically no role.
  • the supply line 8 can be blocked by the solenoid valve 10.
  • FIG. 2a shows the starting position for the main wash.
  • Cold water can flow into the mixing chamber via the line 7 and the inlet opening 3 and flow out via the outlet opening 6 into the drain line 14 and be fed to the dispenser bowl for the main wash cycle.
  • the flow rate of the cold water is reduced and increases the hot water.
  • FIG. 2b depicts the state in which the cold water supply line 7 is partially opened by the inlet opening 3 and the hot water supply line 8 through the inlet opening 2.
  • the hot water supply line 8 is opened further and the cold water supply line 7 blocked to the same extent.
  • each temperature of the mixed water is adjustable, which is in the range between the cold water and the hot water temperature.
  • the drain line 114 remains open via the drain opening 6 at each intermediate position of the slide 12, so that an ever-continuous volume flow of mixed water drains independently of the adjusted temperature level.
  • the stated solution according to the invention permits the temperature control of the incoming water flow and its branching for the activation of the various detergent chambers by a single mechanical actuator.
  • the solenoid valves 9, 10 have only one on / off switching function, for the actual temperature control, they have no meaning.
  • the actuators 12, 16 are moved in one direction only, while the positions for the program sections forwarders, main wash and rinse are started in succession.
  • the rotary valve 12 is brought by further rotation in the preferred direction in the starting position, the piston valve 16, this is done via a spring mechanism. Both embodiments are equipped with a drive without reversing the direction of motion.
  • the starting positions for the individual program sections, in which only cold water is led to the outflow lines 13, 14, 15, are spaced apart by the same angle of rotation or the same distance.
  • the regulator according to the invention has three outflow lines 13, 14, 15. This corresponds to the program schedule customary in washing machines and the associated conventional storage of three different washing and care products which are rinsed out of their storage containers in the program sections and conducted into the tub.
  • An extension (also reduction) of the number of drain lines is possible without much additional effort.
  • the number of inlet and outlet openings in the actuator 12 or 16 must necessarily be increased. This can be done in be carried out in a simple manner according to the same structural features as described above.

Description

Steuereinheit für den Zulauf von wasserführenden Haushaltgeräten
[0001] Die Erfindung betrifft eine Steuereinheit für wasserführende Haushaltgeräte insbesondere für Waschautomaten, die mit getrennten Wasseranschlüssen für Kalt- und Heißwasser ausgerüstet sind.
[0002] Gegenüber der Heizung im Einzelgeräten bieten zentrale Heißwasserver- sorgungssysteme eine effizientere Methode, Wasser auf die erforderliche Betriebstemperatur zu erwärmen. Durch den Anschluss der Haushaltgeräte an ein Heißwassernetz wird sowohl Energie zum Aufheizen der Wasch- oder Spülflüssigkeit eingespart sowie die Programmdauer insgesamt verkürzt, da die Zeit zum Aufheizen der Flüssigkeit auf die von der Programmsteuerung vorgegebene Tem- peratur wesentlich verkürzt werden kann. Das Nachheizen kann ganz entfallen, wenn die Wassertemperatur im Heißwassernetz ausreichend hoch ist und der Zulauf von Kalt- und Heißwasser entsprechend gesteuert wird. Es versteht sich von selbst, dass mit dem zusätzlichen Warmwasseranschluss eine spezielle, gegenüber herkömmlichen Geräten mit nur einem Kaltwasseranschluss aufwendigere, Programmgestaltung der Geräte erforderlich wird. Aufwendiger noch als diese programmtechnischen Veränderungen und damit kostenintensiver sind konstruktive Anpassungen der Geräte an die veränderte Wasserführung. Das Bestreben der Gerätehersteller geht nun dahin, dem Nutzer die positiven Möglichkeiten eines Heißwasseranschlusses zu erschließen und gleichzeitig solche Geräte preisgüns- tig anzubieten.
[0003] Aus handelsüblichen Haushaltgeräten sind bereits mechanische Regler bekannt geworden, die mit zwei Zulaufleitungen für Kalt- und Heißwasser und einem Abfluss für das Mischwasser ausgerüstet sind und mit einem mechanischen Stellglied, das die Durchflussmengen von Kalt- und Heißwasser durch kontinuierli- ches Vergrößern bzw. Verkleinern der beiden Einlassöffnungen regelt. Das mechanische Stellglied, in der Art eines Drehschiebers, regelt die Wasserströme gegensinnig, d.h. mit einer Erhöhung des Heißwassereinlaufs wird zugleich die Kaltwasserzufuhr gedrosselt. Das Innere des Reglers ist so ausgelegt, dass ein schnelles Durchmischen der einfließenden Wasserströme und ein problemloses Abfließen des Mischwassers unterstützt wird. Mit dieser mechanisch geregelten Mischwasserzufuhr ist ein kontinuierlicher und damit schneller Wassereinlauf möglich. In Verbindung mit einem Antriebsmotor mit Drehrichtungsumkehr kann das Mischwasser auf jede Temperatur eingeregelt werden, deren Wert zwischen dem des Kalt- und des Heißwassers liegt. Der Aufwand für diese Art der Regelung ist aber relativ hoch, insbesondere für den Antrieb des Stellgliedes.
[0004] Eine Verteilung des Wasserstromes im Anschluss an den Regler kann in der bei Waschmaschinen üblichen Weise durch Verzweigung in zwei über Magnetventile steuerbare Zulaufkanäle und deren Anschluss an eine Wasserweiche mit drei Ausgängen erfolgen (DE 2 232 020 A). Die drei Ausgänge sind je einem Behälter zugeordnet, in denen getrennt Wasch- oder Pflegemittel für die Vor-, Haupt- und Spülwäsche bevorratet sind. In der DE 197 25 745 A1 ist eine Wasserweiche mit einem motorbetriebenen Verteilerarm beschrieben, bei der nur eine Zulaufleitung und nur ein Steuerventil für den Einlauf vorhanden sind. Die be- schriebenen Kombinationen von Regler und Verteiler erfordern vier Ventile oder drei Ventile und einen Stellmotor, die getrennt geschaltet bzw. gesteuert werden müssen. Nachteiliger als die aufwendige Steuerung ist die Vielzahl von Einzelteilen, die Mittel zu ihrer Befestigung und eine erhebliche Anzahl von Verbindungen, die einen erhöhten Montageaufwand erfordern und beim Betrieb Ursache von Stö- rungen durch Undichtigkeiten sein können.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, für wasserführende Haushaltgeräte mit getrennten Kalt- und Heißwasseranschlüssen eine Steuervorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe auf einfache Weise ein kontinuierlicher Zufluss von Mischwasser mit einer beliebig einstellbaren Temperatur sowie eine Verzweigung für die verschiedenen Programmabschnitte Vorwäsche, Hauptwäsche und Spülen realisiert wird. Es ist auch Aufgabe der Erfindung die Anzahl der Bauteile, die das System bilden, die zu seiner Befestigung und seinem Anschluss an das Wasserführungssystem der Waschmaschine notwendig sind, auf ein Minimum zu beschränken.
[0006] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Hauptanspruch aufge- führten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben
[0007] Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung weist ein durch Dreh- oder Schubbewegung betätigbares mechanisches Stellglied auf, über das die beiden Zuflussleitungen für Kalt- und Heißwasser kontinuierlich und gegensinnig geöffnet bzw. geschlossen werden können, sowie mehrere Abflussleitungen, die entsprechend dem jeweils zugeordneten Programmabschnitt für die Ableitung des Mischwassers freigegeben werden. Gemäß der Erfindung erfolgt die Regelung der Temperatur des Mischwassers sowie dessen Verteilung mit nur einem Baustein.
[0008] Es ist vorteilhaft im Gehäuse des Reglers einen Thermosensor zu installie- ren, mit dem die Temperatur des Mischwassers unmittelbar dort erfasst wird, wo sich die Wasserströme aus der Kalt- und Heißwasserleitung mischen.
[0009] Mit dieser Anordnung eines Thermosensors wird die Trägheit des Regelsystems verringert. Der Regler weist nur ein aktives Stellglied auf, das in Ausgestaltung der Erfindung nur in eine Richtung bewegt wird. Damit reduziert sich der notwendige Steuerungsaufwand, außerdem kann als Antrieb für das Stellglied ein einfacher Motor ohne Drehrichtungsumkehr eingesetzt werden. Ein weiterer wesentlicher ökonomischer Vorteil ergibt sich daraus, dass durch den Regler die Wasserführung, das Mischen und das Verteilen der Wasserströme mit einem einzigen Baustein realisiert wird. Im Vergleich zu bekannten Lösungen bewirkt dies eine erhebliche Reduzierung der Einzelteile, der Mittel zu ihrer Verbindung und ihrer Befestigung. Damit ist die Fertigung des Reglers außerordentlich rationell, insbesondere reduziert sich der Aufwand in der Montage und in der Lagerhaltung. Die Verringerung der Anzahl der notwendigen Verbindungsstellen minimiert außerdem die Gefahr eines Lecks, die Betriebssicherheit der Waschmaschine als Ganzes wird dadurch erhöht. [0010] Die Erfindung wird nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen
Fig. 1a bis 3b: ein erfindungsgemäß ausgestalteter Regler mit Drehschieber und
Fig. 4a bis 6b: ein erfindungsgemäß ausgestalteter Regler mit Kolbenschieber.
[0011] Die Zeichnungen zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem ebenen Schnitt in verschiedenen für den Programmablauf wichtigen Betriebszustän- den, wobei die Zeichnungen 1a bis 3b eine Ausführungsform mit Drehschieber 12 als Stellglied und die Zeichnungen 4 bis 6 eine Ausführungsform mit Kolbenschieber 16 als Stellglied abbilden.
[0012] In den Darstellungen mit Kolbenschieber sind die analogen Betriebszustän- de dargestellt, Fig. 4a und für Vorwäsche, Fig. 5a und b für Hauptwäsche und Fig. 6a und b für den Spülgang. Die folgenden Ausführungen beziehen sich in ers- ter Linie auf die bevorzugte Ausführungsform des Reglers mit dem Drehschieber 12, sie gelten sinngemäß auch für den Regler mit Kolbenschieber 16, so dass sich eine Beschreibung seiner Funktion erübrigt.
[0013] Das Stellglied 12 weist mehrere gleich dimensionierte Einlassöffnungen 1 bis 4 auf, von denen immer 2 Öffnungen den Strom von einlaufendem Kalt- und Heißwasser durch Änderung des freigegebenen Querschnitts der Zulaufleitungen 7 und 8 regeln, sowie zwei größere Auslassöffnungen 5, 6, die im Regelbereich der Einlassöffnungen 1 bis 4 jeweils eine von mehreren Abflussleitungen 13, 14, 15 freigeben. Zu Beginn des Waschprogramms ist der Drehschieber 12 in Fig. 1a so positioniert, dass bei geöffnetem Magnetventil 9 kaltes Wasser über die Zulei- tung 7 und die Einlassöffnung 2 in den als Mischkammer ausgebildeten Drehschieber 12 einfließen und über die Auslassöffnung 5 und die Abflussleitung 13 ausfließen kann. Die Abflussleitung 13 ist mit einer nicht dargestellten Einspülschale verbunden, die mit dem für den Vorwaschgang vorgesehenen Waschmittel bevorratet ist. In Fig. 1 b ist der Zustand abgebildet, bei dem nach Verstellen des Drehschiebers 12 in Pfeilrichtung die Kaltwasserleitung 7 gesperrt ist und Heißwasser über die Zuleitung 8 ein- und über die Abflussleitung 13 ausfließen kann. Dabei wird die Heißwasserleitung über die Einlassöffnung 1 freigegeben und die Abflussleitung 13 bleibt über die Auslassöffnung 5 geöffnet. Da das Vorwaschpro- gramm in der Regel mit Kaltwasser abläuft, spielt dieser Zustand praktisch keine Rolle. Um den Heißwasserzulauf ganz zu unterbinden, kann durch das Magnetventil 10 die Zuleitung 8 gesperrt werden.
[0014] Fig. 2a zeigt die Ausgangsstellung für den Hauptwaschgang. Kaltes Wasser kann über die Leitung 7 und die Einlassöffnung 3 in den Mischraum einfließen und über die Auslassöffnung 6 in die Abflussleitung 14 abfließen und der Einspülschale für den Hauptwaschgang zugeleitet werden. Durch Verdrehen des Schiebers 12 wird der Mengenstrom des Kaltwassers reduziert und der des Heißwassers erhöht. Fig. 2b bildet den Zustand ab, bei dem die Kaltwasserzuleitung 7 durch die Einlassöffnung 3 und die Heißwasserzuleitung 8 durch die Einlassöff- nung 2 teilweise geöffnet sind. Durch Verdrehen des Schiebers 12 nach rechts wird die Heißwasserzuleitung 8 weiter geöffnet und die Kaltwasserzuleitung 7 in gleichem Maße weiter versperrt. Durch die Drehbewegung des Schiebers 12 ist jede Temperatur des Mischwassers einstellbar, die im Bereich zwischen der Kaltwasser- und der Heißwassertemperatur liegt. Die Abflussleitung 114 bleibt über die Abflussöffnung 6 geöffnet bei jeder Zwischenstellung des Schiebers 12, so dass ein immer stetiger Volumenstrom Mischwasser abfließt unabhängig von der eingeregelten Temperaturhöhe.
[0015] In Analogie zu den oben geschilderten Betriebszuständen sind in Fig. 3a und 3b die Stellungen des Schiebers 12 für die Kalt- bzw. Heißwasserzufuhr für den Programmabschnitt „Spülen" dargestellt. Wie den Zeichnungen zu entnehmen ist, werden der Kaltwasserstrom durch die Stellung der Öffnung 4 und der Zustrom von Heißwasser über die Öffnung 3 geregelt. Der Abfluss erfolgt über die Öffnung 6 und Leitung 15. Denkbar ist dieser Zustand für den Fall, dass mit dem Spülen das Waschprogramm beendet wird und der letzte Spülgang mit heißem Wasser durchgeführt werden soll, was in Bezug auf den Gehalt von Restfeuchte nach dem Schleudern von Vorteil ist. Die Konstruktion des Reglers gestattet eine stetige Temperaturregelung für jeden Programmabschnitt in gleicher Weise, wodurch der Spielraum bzgl. der Programmgestaltung ohne zusätzlichen Aufwand erweitert ist.
[0016] Die dargelegte erfindungsgemäße Lösung gestattet die Temperaturregelung des einlaufenden Wasserstromes sowie dessen Verzweigung zur Ansteue- rung der verschiedenen Waschmittelkammern durch ein einziges mechanisches Stellglied. Die Magnetventile 9, 10 haben nur eine Ein-/Aus-Schaltfunktion, für die eigentliche Temperaturregelung haben sie keine Bedeutung. Über den gesamten Waschprozess werden die Stellglieder 12, 16 nur in eine Richtung bewegt, dabei werden zeitlich nacheinander die Positionen für die Programmabschnitte Vorwä- sehe, Hauptwäsche und Spülen angelaufen. Nach Programmablauf wird der Drehschieber 12 durch weiteres Verdrehen in Vorzugsrichtung in die Ausgangsstellung gebracht, beim Kolbenschieber 16 geschieht dies über einen Federmechanismus. Beide Ausführungsformen kommen mit einem Antrieb ohne Bewe- gungsrichtungsumkehr aus. Die Ausgangspositionen für die einzelnen Programm- abschnitte, bei denen jeweils nur Kaltwasser zu den Abflussleitungen 13, 14, 15 geführt wird, liegen um den gleichen Drehwinkel bzw. den gleichen Abstand auseinander.
[0017] Ebenso sind die Drehwinkel bzw. Schubwege der Stellglieder 12 und 16 für die Temperaturregelung des Mischwassers immer gleich. Durch diese konstruktive Maßnahme ist der Steuerungsaufwand für die erfindungsgemäße Vorrichtung außerordentlich gering.
[0018] In den dargestellten Ausführungsbeispielen weist der erfindungsgemäße Regler drei Abflussleitungen 13, 14, 15 auf. Dies entspricht der bei Waschmaschinen üblichen Programmeinteilung und der damit verbundenen üblichen Bevorra- tung von drei verschiedenen Wasch- bzw. Pflegemitteln, die in den Programmabschnitten aus ihren Vorratsbehältern ausgespült und in den Laugenbehälter geleitet werden. Eine Erweiterung (auch Reduzierung) der Anzahl der Abflussleitungen ist ohne großen zusätzlichen Aufwand möglich. Bei der Schaffung einer oder mehrerer zusätzlicher Abflussleitungen muss notwendigerweise die Anzahl der Ein- lass- und Abflussöffnungen im Stellglied 12 bzw. 16 erhöht werden. Dies kann in einfacher Weise nach den gleichen konstruktiven Merkmalen wie oben beschrieben ausgeführt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Mechanische Steuereinheit für den Zulauf von wasserführenden Haushaltgeräten, die an ein Kalt- und an ein Heißwasserversorgungsnetz angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein mechanisch bewegbares Stellglied (12) mehrere Einlassöffnungen (1 , 2, 3, 4) aufweist, deren Öffnungsweiten und Abstände zueinander gleich und bezogen auf die Anordnung von Kalt- und Heißwasserzuleitungen (7 und 8) so dimensioniert sind, dass je zwei der Einlassöffnungen (1 , 2, 3, 4) die Kalt- und Heißwasserzuleitungen (7 und 8) gegensinnig schließen und öffnen können, und dass das Stellglied (12) Abflussöffnungen (5, 6) aufweist, deren Öffnungsweiten und Abstände bezogen auf die Anordnung von Abflussleitungen (13, 14, 15) und der Einlassöffnungen (1 , 2, 3, 4) so dimensioniert sind, dass immer nur eine der Abflussleitungen (13, 14, 15) geöffnet ist und diese Offenstellung bei geöffneter Kalt- und Heißwasserzuleitung (7 und 8) beibehalten wird.
2. Steuereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied als Schieber (16) ausgebildet ist, der in einem zylindrischen Gehäuse (11 ) geführt und mittels eines Linearantriebs bewegbar ist.
3. Steuereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied als Drehschieber (12) ausgebildet ist, der in einem zylindrischen oder kugelförmigen Gehäuse (11) drehbar gelagert und mittels eines Drehantriebs bewegbar ist.
4. Steuereinheit nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellglieder (12 und 16) durch ihren Antrieb nur in einer Richtung bewegbar sind. Steuereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (11 ) ein Thermosensor angeordnet ist, der über eine Messdatenleitung mit einem intelligenten Auswertesystem verbunden ist, das zum Steuern des Stellglieds (12 oder 16) in Abhängigkeit von den Messdaten Steuerimpulse erzeugen kann.
EP05816284A 2005-01-03 2005-12-02 Steuereinheit für den zulauf von wasserführenden haushaltgeräten Not-in-force EP1838916B1 (de)

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