WO2007068583A2 - Vorrichtung zur ermittlung eines füllstandes eines flüssigkeitsbehälters eines gerätes, insbesondere hausgerätes sowie füllstandssensor und detektorschaltung hierfür - Google Patents

Vorrichtung zur ermittlung eines füllstandes eines flüssigkeitsbehälters eines gerätes, insbesondere hausgerätes sowie füllstandssensor und detektorschaltung hierfür Download PDF

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WO2007068583A2
WO2007068583A2 PCT/EP2006/068997 EP2006068997W WO2007068583A2 WO 2007068583 A2 WO2007068583 A2 WO 2007068583A2 EP 2006068997 W EP2006068997 W EP 2006068997W WO 2007068583 A2 WO2007068583 A2 WO 2007068583A2
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liquid level
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Christian Duscher
Bernhard Kobl
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/24—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid
    • G01F23/241—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid for discrete levels
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Definitions

  • Device for determining a level of a liquid container of a device in particular domestic appliance and level sensor and
  • the present invention relates to a device for determining a predetermined level, in particular a specified safety level of a liquid container of a liquid working or processing this device, in particular a domestic appliance by means of a liquid-Füllstandssen- soranowski connected detector circuit which upon reaching or exceeding a certain specified level by the liquid in question in which this receiving liquid container is able to deliver a message signal.
  • the present invention further relates to a liquid level sensor for a device of the aforementioned type and to a detector circuit which is connectable to such a liquid level sensor.
  • a level sensor is known (DE 196 43 753 C1), which contains at least one can be acted upon by the fluid contained in a liquid container buoyancy body, by the free end of a force sensing element contacting a force can be acted upon.
  • a compensation rod resting on a fulcrum support is arranged with one end, and at the opposite end a compensation weight is attached.
  • the unilaterally determined force-measuring element is formed by a resistance sensor, a piezomeasurement transducer, a spring travel measuring system or by a bending body element. But this has this known level sensor on a relatively high design effort.
  • level sensors operating with pressure transducers are known in connection with electrically operated domestic appliances (DE 198 35 865 C2, DE 199 08 804 A1, DE 199 20 870 C2).
  • level sensors either conventional mechanical pressure cells or flow meters or dynamic pressure gauge are used to determine fluid levels in liquid containers. The associated design effort is also relatively high.
  • level sensors for determining the liquid level of liquid containers (DE 101 35 191 A1, DE 102 01 767 A1), each containing a light emitting element, in particular in the form of a light emitting diode, and a light receiver, in particular in the form of a photodiode and in which the light emitter and the light receiver are respectively arranged on the outside of the respective liquid container at opposite locations, which correspond to the liquid level to be determined and thus fill level within the respective liquid container.
  • the functioning of such level sensors requires a correspondingly designed optical connection path between the respective light emitter and the respective light receiver through the respective liquid container. However, this is associated with a significant design effort, which is generally considered undesirable.
  • a laundry treatment device such as a washing machine, a washer-dryer or a tumble dryer with an electrically conductive liquid container in the form of a tub and / or a laundry drum receiving known (DE 43 04 009 C2), in which by means of a liquid level sensor array electrical resistance or other electrical property of the liquid in the liquid container in question and evaluated in an evaluation circuit.
  • the mentioned liquid level sensor arrangement is electrically connected firstly to this container and secondly to the conductive surface of a door, by means of which the relevant liquid container is directed towards the outside is closable.
  • the said door consists of a pot-shaped sight glass, which is provided with an electrically conductive coating of tin dioxide, tin dioxide with a metallic alloy or an electrically conductive ceramic layer.
  • a water protection device for a household appliance namely for a dishwasher or washing machine known (DE 195 28 322 C2), which has a working container to which a working fluid can be supplied.
  • Known water protection device comprises a drip pan on the bottom of the device, in which the working fluid at an uninterrupted water inlet after an overflow in the working container can be introduced.
  • a level sensor which determines the filling of the working container with working fluid during a time at which such filling is not provided, and an electronic control system for the program control of the dishwasher or washing machine are provided. From the control electronics, a drain pump can be activated if the invalid at this time filling is detected.
  • the aforementioned level sensor which has two electrodes provided at a distance from one another, a conductivity measurement of the working fluid located between these electrodes takes place.
  • the two electrodes are to a certain extent designed as pin electrodes, which are arranged at different heights in the mentioned working container.
  • a safety fill level is understood here to mean a liquid fill level lying above a normal fill level of the respective liquid container, which level must never be exceeded. In fact, if such a safety level is exceeded, there is a risk that the liquid contained in the liquid container in question may escape from it, even in the case of a liquid container closed by a door, for example through inlet openings normally connected to the relevant liquid container.
  • the invention is therefore based on the object to show a way how a liquid level and in particular a safety level of a liquid container of a device, in particular a domestic appliance with particularly low design effort can be determined and how it also generates liquid level signals effectively and can be evaluated.
  • the liquid level sensor arrangement comprising at least one liquid level sensor having an insulated electrically conductive contact part with an exposed or exposed only at the level of said predetermined level for contact with said liquid and that this contact portion is connected to a signal input of the detector circuit whose the associated signal input associated reference potential input is in communication with said liquid.
  • the liquid level sensor used according to the invention may for example be formed by a generally insulated sheet metal part, such as stainless steel, which only in the amount of said specified level, in particular a specified safety level may be exposed or exposed for contact with said liquid, so allowed to produce an electrically conductive connection in this area with the liquid occurring there.
  • the arrangement of this liquid level sensor is particularly simple. Namely, said generally insulated electrically conductive contact contact part can, as will be seen in more detail below, simply be hung over the edge of the liquid container, in which the fill level is to be monitored and thus determined.
  • the signal indicative of the above-mentioned detector circuit for regulating the liquid level in the liquid container is approachable. This makes it possible in an advantageous manner, to avoid overflow of the respective liquid container by the liquid absorbed by him.
  • the liquid feed into the respective liquid container is expediently shutdown, i. the liquid inlet can be prevented, and / or it is vorNeillbar a liquid discharge from the liquid container in question.
  • said level sensor is arranged in the region of a door through which said liquid container can be closed to the outside.
  • the liquid level sensor is arranged at a location in the region of the middle of said liquid container.
  • a liquid level sensor for a device for determining a predetermined level, in particular a specified safety level of a liquid container of a working or working with a liquid device, in particular a household appliance.
  • This liquid level sensor is characterized in that it has an electrically arranged contact part arranged in an insulated manner with an exposed or exposed area for contact with said liquid only at the level of the specified level, to which a signal input of a detector circuit can be connected, which is connectable to said reference signal input with the said liquid with a said signal input.
  • a detector circuit which contains a semiconductor circuit connected to a supply DC voltage source, which is connected to a signal input with the liquid Level sensor and with a reference potential input to the liquid is brought into connection, the level of which is detectable in a liquid container containing them by means of the liquid level sensor, and only upon contact of the exposed or exposed electrically conductive contact portion of the level sensor by said liquid a conductive Current path effectively switches, via the signals from an AC voltage source connected to the relevant semiconductor circuit for evaluation feasible or deliverable as alarm signals are.
  • the particularly safe working detector circuit according to the invention by a small effort.
  • the AC voltage source is a rectangular signal source, which is connected in series with the DC supply voltage source.
  • the detector circuit is particularly easy to implement and safe to operate.
  • said semiconductor circuit includes a single bipolar transistor, the base side of said liquid level sensor is connectable and the emitter or collector side is connected to the supply voltage source.
  • the said bipolar transistor is connected on the base side via a capacitor arrangement with the liquid level sensor.
  • a particularly reliable operation of the detector circuit according to the invention is ensured in a relatively simple manner.
  • Said capacitor arrangement contains according to a development of the invention at least one high-voltage-resistant capacitor, a so-called Y2 capacitor. It is also possible to use at least two such high-voltage-resistant capacitors in series, or a component comprising two series-connected high-voltage-resistant capacitors. As a result, safe operation of the detector circuit according to the invention is ensured in a relatively simple manner, taking into account voltage safety aspects.
  • the collector or emitter circuit of said bipolar transistor arranged for the emitter-collector current or the collector-emitter current of said bipolar transistor diode is arranged, with which an RC element is connected in series to in the case of a bipolar transistor which is controlled in the conducting state, a voltage drops which can be used as a signaling signal or for the output of a signaling signal.
  • the relevant bipolar transistor can be controlled in a relatively simple manner by voltage signal components of a polarity of the output from said AC voltage source or square wave voltage signals in the conductive state, thereby an evaluable signal via its then conductively controlled emitter collector or To give collector-emitter line.
  • Fig. 1 shows a reduced fragmentary front view of a domestic appliance to which the present invention is applied.
  • Fig. 2 shows in an enlarged sectional view along the registered in Fig. 1 section line l-l a liquid level sensor according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of the structure of an evaluation circuit with a detector circuit according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 1 a front view of a device, in particular a household appliance HG is shown in a reduced section, which works with a liquid or processes it.
  • the device or household appliance HG in question may be, for example, a washing machine, a washer-dryer or a dishwasher.
  • the household appliance HG shown in detail in FIG. 1 is, for example, a dishwasher.
  • a door T is indicated in the upper part of Fig. 1, with which a work area contained in the domestic appliance HG is liquid-tightly closed.
  • this work area comprises a washing drum and, in the present case, a dishwasher, at least one dishware basket.
  • the household appliance HG shown in detail in FIG. 1 has an area covered by a covering part V, in which there is a wash tub SW, which serves to receive a washing liquid with which the domestic appliance HG working here forms the dishwasher to wash dishes taken from her.
  • the rinse tank SW is, as indicated in Fig. 1, formed vat-shaped.
  • a so-called bottom trough BW arranged below the rinse tank SW, which effectively serves as a protective trough for liquid, which passes beyond the wash tub SW addition.
  • the household appliance HG has Aufstellfee on the bottom, of which in Fig. 1, two feet F1, F2 are indicated. In general, four Aufstellffure are provided at all four corners of the relevant household appliance HG.
  • a liquid level sensor S1 is arranged within the wash tub SW.
  • several liquid level sensors may be provided here, in particular at different heights.
  • Another liquid level sensor S2 is arranged in the central region of the bottom trough BW, and more precisely at the bottom of this bottom trough BW or in its vicinity.
  • the relevant liquid level sensors S1, S2 are, it should be noted here, within the two trays SW, BW respectively to the front of the household appliance HG, ie arranged to the side of the device on which the door T is located.
  • liquid levels in the two tubs SW, BW can be reliably determined precisely in the case of the critical inclination of the household appliance HG which is inclined forwards, that is to say towards the door side.
  • the liquid level sensor S1 of the washing tub SW can be saved because the overflowed liquid can be detected by the liquid level sensor S2 of the bottom tub BW.
  • the liquid level sensor S1 in FIG. 2 is shown in an enlarged scale. cut shown in detail.
  • This section corresponds to a section II according to the section lines II entered in FIG.
  • the door T mentioned in connection with FIG. 1 and the covering part V of the domestic appliance HG are shown in fragmentary form.
  • the rinsing tank SW is indicated, which, like the bottom tank BW shown in FIG. 1, may consist of an electrically conductive material, in particular of stainless steel, and which is connected at one point to protective earth PE.
  • the bottom trough BW can also be connected to the protective earth PE.
  • the washing tub SW is surrounded in the region of its tub rim WR by an example of rubber or plastic existing splash guard SP, which is fixed with its remote from the tub rim WR end to a cover A of the trim panel V. This ensures that movements occurring within the rinse tub SW of a rinsing fluid taken up by this rinse pan SW do not pass beyond the rim WR.
  • the liquid level sensor S1 indicated schematically in FIG. This is shown in Fig. 2 only schematically to illustrate the principle of the present invention.
  • the liquid level sensor S1 includes an electrically conductive contact part LE, which is completely surrounded by an electrical insulation IS except for an exposed area FR.
  • the exposed or exposed area FR is located here only on the side of the contact part LE lying towards the top of the device. This ensures that the liquid level sensor S1 containing the contact part LE only reliably determines the fixed liquid level or level N1 when it is surrounded by liquid in its area FR lying at this level N1.
  • the liquid contained in the flushing tank SP before reaching the level N1 by the liquid contained in the flushing tank SP and assuming rising in level liquid and directed against the contact part LE liquid splash thus causing no erroneous level detection.
  • the electrically conductive contact part LE is here bent together with its insulation IS here according to the shape of an inverted letter S such that its exposed or exposed area FR in the range of the fixed liquid level or level N1 within the rinse tub SW is located.
  • this liquid level N1 is, in particular, a safety fill level at the time of reaching or exceeding which certain safety measures are to be taken in the domestic appliance HG, such as, for example, the shutdown of a liquid feed into the household appliance HG and / or the making of a Liquid discharge from the relevant domestic appliance HG.
  • This liquid level or level N2 may, for example, be the liquid level or level for the normal operation of the domestic appliance HG.
  • This liquid level or level N2 can basically be determined or monitored with a liquid level sensor completely corresponding to the liquid level sensor SI. But it is also possible to use for this task any other known liquid level sensor.
  • liquid level sensor S1 As shown in more detail in Fig. 2, it should be noted that its electrically conductive contact part LE, for example, by a few centimeters, such as 1 to 10 cm wide sheet metal part of a metal, in particular from stainless steel, can exist. Alternatively, however, the sheet metal part can also extend over the entire width of the indicated in Fig. 1 Spülwanne SW.
  • the insulation IS may be formed by any insulating material which is resistant to the liquid with which the liquid level sensor S1 can come into contact in the household appliance HG in question.
  • the electrically conductive contact part LE of the liquid level sensor S1 leads to a detector circuit (not shown in FIG. 2).
  • the liquid level sensor S2 indicated in FIG. 1 and any further liquid level sensors possibly provided may also be connected to this detector circuit.
  • the respective detector circuit or an evaluation circuit containing these can either be attached directly to the liquid level sensor S1 or S2 or be electrically connected thereto.
  • FIG. 3 schematically shows, on the basis of an electrical circuit diagram, the construction of an evaluation circuit in which the above-mentioned detector circuit is contained in one embodiment. Before discussing this detector circuit in more detail, the basic circuit design according to FIG. 3 is considered first.
  • an AC voltage source WE is indicated, which may be a mains AC voltage source which emits, for example, a 50 Hz mains AC voltage of 230Veff.
  • the respective AC voltage source WE may alternatively be a power supply device for the operation of the domestic appliance HG which delivers an AC voltage derived from the AC mains voltage and in which the relevant circuit arrangement is contained.
  • a mains AC voltage source WE has, as indicated in Fig. 3, a phase conductor P and a neutral conductor N. With these two conductors P, N, a line filter NF is connected as shown in FIG. 3, to which two capacitors C1 and C2 in series belong.
  • capacitors C1, C2 are preferably so-called Y2 capacitors, ie high-voltage-resistant capacitors (voltage strength> 5000V), which ensure special safety in the line filter NF and thus in the entire device or household appliance.
  • the common connection point of the two capacitors C1 and C2 of the mains filter NF is connected in the present case with protective earth PE of the domestic appliance HG.
  • the detector circuit in question contains a semiconductor circuit which is formed here by a single bipolar transistor Q1 of the pnp conductivity type.
  • This transistor Q1 is connected with its emitter via an ohmic resistor R3 to the positive terminal VQQ of a supply DC voltage source (not shown).
  • the transistor Q1 With its collector, the transistor Q1 via the series circuit of a claimed for a current flow through the emitter-collector path of the transistor Q1 in the direction of the diode D1 and connected to this parallel RC element of an ohmic resistor R2 and a capacitor C5 with the negative terminal Vg of the mentioned DC supply voltage source connected.
  • the relevant negative pole Vg of the mentioned DC supply voltage source is otherwise connected to the neutral conductor N of the already mentioned AC voltage source WE.
  • the base of the transistor Q1 is connected via a resistor R1 to the emitter of this transistor Q1.
  • the base of the transistor Q1 is connected via a capacitor arrangement, which in the present case comprises two capacitors C3 and C4 connected in series, with the liquid level sensor SI indicated only in FIG. 3 as a circuit point.
  • These capacitors C3 and C4 are also Y2 capacitors, ie high-voltage-resistant capacitors, which are particularly reliable.
  • These two capacitors C3, C4 may have capacities of, for example, 2.7nF and 27nF, respectively. Basically, although only one capacitor is used here, the two capacitors C3 and C4 are provided as a series circuit for safety reasons.
  • capacitors C3, C4 strike through for any reason, the respective circuit arrangement is still with the then still intact capacitor still operational. It can also be used a single component in which the two capacitors C3 and C4 are integrated as a series circuit. With regard to the capacitors C3, C4, it should also be noted here that they act as a high-pass filter for the 50 Hz alternating voltage and thus do not allow any interference voltage to be supplied to the transistor Q1.
  • the liquid level sensor S1 is connected to the protective earth PE mentioned by way of a resistance RW indicated by dashed lines, also called liquid resistance.
  • RW indicated by dashed lines, also called liquid resistance.
  • Said resistance RW has, depending on the composition of the liquid in question an ohmic fraction in the order of a few ohms to a few hundred ohms.
  • an AC voltage source is connected in the present case, which is in this case a rectangular signal source RE, the rectangular pulses with a frequency for example, between I kHz and 2OkHz outputs.
  • the respective AC voltage source and the said DC supply voltage source are thus electrically connected in series. Due to the thus provided As can be seen, a voltage or conductance value (RW) is applied in the event that the liquid level sensor S1 is surrounded by liquid.
  • a level evaluation circuit PB is connected to its input El. With its reference signal input (not shown), the level judging circuit PB is connected to the negative pole Vg of the mentioned DC power source. From an output terminal AU, the level evaluation circuit PB is capable of outputting notification signals in the event that the presence of a liquid is indicated by means of the liquid level sensor S1.
  • the relevant level evaluation circuit PB can be formed for example by a microcontroller with input-side A / D converter. Incidentally, with the delivery of rectangular pulses, this microcontroller can assume the task of the mentioned rectangular signal source RE.
  • the transistor Q1 In the idle state, that is to say when the liquid level sensor S1 does not detect any liquid, the transistor Q1 is blocked by the positive potential provided by the positive pole VQQ of the DC supply voltage source at its base.
  • the rectangular pulses emitted by the square-wave signal source RE can likewise not conduct transistor Q1, since no current path exists for these square-wave pulses at this time.
  • Link with the ohmic resistance R2 and the capacitor C5 is thus the negative potential of the negative terminal or terminal Vg of the DC supply voltage source.
  • the level evaluation circuit PB does not output a notification signal at the output terminal AU.
  • the liquid level sensor S1 If, by means of the liquid level sensor S1, the presence of a liquid in the washing tub SW containing this sensor according to FIGS. 1 and 2 is determined, so that a relatively low-resistance liquid resistance RW exists between this liquid level sensor S1 and protective earth PE, then flows Rectangular pulse current of the rectangular signal source RE via the ohmic resistor R1, the two capacitors C4, C3, to be considered as a water resistance fluid resistance RW and the capacitor C2 of the line filter NF.
  • the positive pulse components of the respective square-wave pulses cause the resistor R1 to drop such a voltage that a lower potential is present at the base of the transistor Q1 than at its emitter.
  • this signaling signal can be used to shut down the liquid feed into the domestic appliance HG to which the relevant circuit arrangement belongs and / or to carry out the liquid drain from this domestic appliance. But it is also possible, in addition to or independently of an optical and / or acoustic message signal to make to take appropriate protective measures by an operator.
  • the diode D1 serves to prevent the capacitor C5 from appearing on the collector-base path of the then-blocked transistor Q1 and the ohmic resistor R1 when the negative pulse components of the square wave signal emitted by the rectangular signal source RE appear can discharge.
  • the ohmic resistor R2 which has a relatively high resistance, serves to slowly discharge the capacitor C5 when the liquid level sensor S1 loses contact with the liquid and thus the transistor Q1 is switched to the blocking state. Thus, the circuit arrangement is returned to its original state.
  • the detector circuit shown in Fig. 3 can also be realized in other ways.
  • the bipolar transistor QI may be replaced by an npn type bipolar transistor.
  • the polarity of the DC supply voltage and the polarity of the diode D1 must be adapted to the changed conditions.
  • the semiconductor or bipolar transistor is AC-dependent by the positive or negative pulse components. tend, which result from the rectangular pulses output by the rectangular signal source RE at the common connection point of the ohmic resistor R1 and the capacitor arrangement of the capacitors C3, C4, when the liquid level sensor S1 has detected a liquid and thus an electrically conductive connection via the liquid resistance RW is made.

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Abstract

Zur Ermittlung eines Füllstandes, insbesondere eines Sicherheits-Füllstandes (N1) eines Flüssigkeitsbehälters (SW) eines mit einer Flüssigkeit arbeitenden oder diese verarbeitenden Gerätes, insbesondere eines Hausgerätes (HG) mittels einer mit einer Flüssigkeits-Füllstandssensoranordnung (S1) verbundenen Detektorschaltung (Q1, PB), die bei Erreichen oder Überschreiten eines bestimmten festgelegten Füllstandes (S1) durch die betreffende Flüssigkeit in dem diese aufnehmenden Flüssigkeitsbehälter (SW) ein Meldesignal abzugeben vermag, enthält die Flüssigkeits-Füllstandssensoranordnung (S1) wenigstens einen Flüssigkeits-Füllstandssensor (S1), der ein isoliert angeordnetes elektrisch leitendes Kontaktteil (LE) mit einem lediglich in Höhe des genannten festgelegten Füllstandes (N1) für eine Berührung mit der genannten Flüssigkeit freigelegten oder freiliegenden Bereich (FR), aufweist; das Kontaktteil (LE) ist mit einem Signaleingang der Detektorschaltung (Q1, PB) verbunden, deren dem betreffenden Signaleingang zugehöriger Bezugspotentialeingang mit der genannten Flüssigkeit in Verbindung steht.

Description

Vorrichtung zur Ermittlung eines Füllstandes eines Flüssigkeitsbehälters eines Gerätes, insbesondere Hausgerätes sowie Füllstandssensor und
Detektorschaltung hierfür
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ermittlung eines festgelegten Füllstandes, insbesondere eines festgelegten Sicherheits-Füllstandes eines Flüssigkeitsbehälters eines mit einer Flüssigkeit arbeitenden oder diese verarbeitenden Gerätes, insbesondere eines Hausgerätes mittels einer mit einer Flüssigkeits-Füllstandssen- soranordnung verbundenen Detektorschaltung, die bei Erreichen oder Überschreiten ei- nes bestimmten festgelegten Füllstandes durch die betreffende Flüssigkeit in dem diese aufnehmenden Flüssigkeitsbehälter ein Meldesignal abzugeben vermag.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf einen Flüssigkeits-Füllstandssensor für eine Vorrichtung der vorstehend genannten Art sowie auf eine Detektorschaltung, die mit einem solchen Flüssigkeits-Füllstandssensor verbindbar ist.
Zur Ermittlung des Füllstandes eines mit einer Flüssigkeit zu befüllenden Flüssigkeitsbehälters sind nach verschiedenen Prinzipien arbeitende Füllstandssensoren und diese enthaltende Vorrichtungen bekannt. So ist beispielsweise ein Füllstandssensor bekannt (DE 196 43 753 C1 ), der wenigstens einen durch die in einem Flüssigkeitsbehälter enthaltene Flüssigkeit beaufschlagbaren Auftriebskörper enthält, durch den das freie Ende eines Kraftmesselements kontaktierend mit einer Kraft beaufschlagbar ist. Zwischen dem betreffenden Kraftmesselement und dem Auftriebskörper ist ein auf einer Drehpunktauflage aufliegender Kompensationsstab mit einem Ende angeordnet, und am gegenüberliegen- den Ende ist ein Kompensationsgewicht angehängt. Das einseitig festgelegte Kraftmesselement ist durch einen Widerstandssensor, einen Piezomesswertumformer, ein Federweg-Messsystem oder durch ein Biegekörperelement gebildet. Damit weist aber dieser bekannte Füllstandssensor einen relativ hohen konstruktiven Aufwand auf.
Ferner sind mit Druckwandlern arbeitende Füllstandssensoren im Zusammenhang mit elektrisch betriebenen Hausgeräten bekannt (DE 198 35 865 C2; DE 199 08 804 A1 , DE 199 20 870 C2). Bei diesen bekannten Füllstandssensoren werden entweder übliche mechanische Druckmessdosen oder Durchflussmesser bzw. Staudruckmesser eingesetzt, um Flüssigkeitsstände in Flüssigkeitsbehältern zu ermitteln. Der damit verbundene kon- struktive Aufwand ist ebenfalls relativ hoch. Es sind auch schon Füllstandssensoren zur Ermittlung des Flüssigkeits-Füllstandes von Flüssigkeitsbehältern bekannt (DE 101 35 191 A1 , DE 102 01 767 A1 ), die jeweils ein Lichtabgabeelement, insbesondere in Form einer Leuchtdiode, und einen Lichtempfänger, insbesondere in Form einer Fotodiode enthalten und bei denen der Lichtsender und der Lichtempfänger jeweils auf der Außenseite des jeweiligen Flüssigkeitsbehälters an gegenüberliegenden Stellen angeordnet sind, die dem zu ermittelnden Flüssigkeitspegel und damit Füllstand innerhalb des betreffenden Flüssigkeitsbehälters entsprechen. Das Funktionieren solcher Füllstandssensoren setzt allerdings einen entsprechend gestalteten opti- sehen Verbindungsweg zwischen dem jeweiligen Lichtsender und dem jeweiligen Lichtempfänger durch den betreffenden Flüssigkeitsbehälter voraus. Damit ist jedoch ein nicht unerheblicher konstruktiver Aufwand verbunden, der generell als unerwünscht angesehen wird.
Es ist außerdem auch schon ein Wäschebehandlungsgerät, wie eine Waschmaschine, ein Waschtrockner oder ein Wäschetrockner mit einem elektrisch leitenden Flüssigkeitsbehälter in Form eines Laugenbehälters und/oder einer Wäsche aufnehmenden Trommel bekannt (DE 43 04 009 C2), bei dem mittels einer Flüssigkeits-Füllstandssensoranordnung der elektrische Widerstand oder eine andere elektrische Eigenschaft der Flüssigkeit in dem betreffenden Flüssigkeitsbehälter gemessen und in einer Auswerteschaltung ausgewertet werden. Im Falle des zu einer elektrischen Waschmaschine, einem Waschtrockner oder einem Wäschetrockner gehörenden Flüssigkeitsbehälters ist die erwähnte Flüssig- keits-Füllstandssensoranordnung zum einen mit diesem Behälter und zum anderen mit der leitenden Oberfläche einer Tür elektrisch verbunden, mittels der der betreffende Flüs- sigkeitsbehälter zur Außenseite hin verschließbar ist. Die genannte Tür besteht dabei aus einem topfförmigen Schauglas, welches mit einer elektrisch leitenden Beschichtung aus Zinndioxid, Zinndioxid mit einer metallischen Legierung oder einer elektrisch leitenden Keramikschicht versehen ist. Der somit erforderliche konstruktive Aufwand ist damit relativ hoch. Außerdem besteht die Gefahr, dass die Funktionsfähigkeit einer solchen Flüssig- keits-Füllstandssensoranordnung im Laufe des Betriebs durch die in dem genannten Gerätebehälter verwendeten Flüssigkeiten beeinträchtigt wird.
Es ist schließlich auch schon eine Wassersicherungseinrichtung für ein Haushaltsgerät, nämlich für eine Geschirrspül- oder Waschmaschine bekannt (DE 195 28 322 C2), welche einen Arbeitsbehälter aufweist, dem eine Arbeitsflüssigkeit zuführbar ist. Die betreffende bekannte Wassersicherungseinrichtung umfasst eine Auffangwanne am Geräteboden, in die die Arbeitsflüssigkeit bei einem ununterbrochenen Wasserzulauf nach einem Überlauf im Arbeitsbehälter einleitbar ist. Dabei sind ein Füllstandssensor, der die Befüllung des Arbeitsbehälters mit Arbeitsflüssigkeit während eines Zeitpunkts ermittelt, zu dem eine solche Befüllung nicht vorgesehen ist, und eine Steuerelektronik für die Programmsteuerung der Geschirrspül- oder Waschmaschine vorgesehen. Von der Steuerelektronik ist eine Entleerungspumpe aktivierbar, wenn die zu diesem Zeitpunkt unzulässige Befüllung erkannt wird. Mit Hilfe des genannten Füllstandssensors, der zwei in Abstand voneinander vorgesehene Elektroden aufweist, erfolgt eine Leitfähigkeitsmessung der zwischen diesen Elektroden befindlichen Arbeitsflüssigkeit. Die beiden Elektroden sind gewissermaßen als Stiftelektroden ausgebildet, die in unterschiedlichen Höhen in dem erwähnten Arbeitsbehälter angeordnet sind. Somit ist auch in diesem Fall ein relativ hoher Aufwand mit der Flüssigkeits-Füllstandssensoranordnung gegeben.
Für sämtliche vorstehend betrachteten bekannten Flüssigkeits-Füllstandssensoranord- nungen ist, sofern ihre konstruktive Ausgestaltung erkennbar ist, jeweils ein konstruktiver Aufwand erforderlich, der häufig als zu hoch anzusehen ist. Dies trifft insbesondere für den Fall zu, dass eine derartige Flüssigkeits-Füllstandssensoranordnung zur Ermittlung eines Sicherheits-Füllstandes eines Flüssigkeitsbehälters herangezogen werden soll. Un- ter einem Sicherheits-Füllstand wird hier ein oberhalb eines Normal-Füllstandes des jeweiligen Flüssigkeitsbehälters liegender Flüssigkeits-Füllstand verstanden, der auf keinen Fall überschritten werden darf. Bei Überschreiten eines derartigen Sicherheits-Füllstandes bestünde nämlich die Gefahr, dass die in dem betreffenden Flüssigkeitsbehälter enthaltene Flüssigkeit aus diesem auszutreten vermag, und zwar auch bei mittels einer Tür ver- schlossenem Flüssigkeitsbehälter, beispielsweise durch normalerweise mit dem betreffenden Flüssigkeitsbehälter verbundene Zulauföffnungen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie ein Flüssigkeits-Füllstand und insbesondere ein Sicherheits-Füllstand eines Flüssigkeitsbehälters eines Gerätes, insbesondere eines Hausgerätes mit besonders geringem konstruktiven Aufwand ermittelt werden kann und wie überdies dabei Flüssigkeits-Füllstandssignale effektiv erzeugt und ausgewertet werden können.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs ge- nannten Art erfindungsgemäß dadurch, dass die Flüssigkeits-Füllstandssensoranordnung wenigstens einen Flüssigkeits-Füllstandssensor enthält, der ein isoliert angeordnetes elektrisch leitendes Kontaktteil mit einem lediglich in Höhe des genannten festgelegten Füllstandes für eine Berührung mit der genannten Flüssigkeit freigelegten oder freiliegenden Bereich aufweist und dass dieses Kontaktteil mit einem Signaleingang der Detektor- Schaltung verbunden ist, deren dem betreffenden Signaleingang zugehöriger Bezugspotentialeingang mit der genannten Flüssigkeit in Verbindung steht.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines besonders geringen Aufwands für die Ermittlung eines festgelegten Füllstandes und insbesondere eines festgelegten Sicherheits-Füll- Standes eines Flüssigkeitsbehälters eines Gerätes und insbesondere eines Hausgerätes, bei dem es sich beispielsweise um eine Waschmaschine oder um eine Geschirrspülmaschine handeln kann. Der gemäß der Erfindung jeweils eingesetzte Flüssigkeits-Füllstandssensor - gegebenenfalls sind zwei Flüssigkeits-Füllstandssensoren vorgesehen - kann beispielsweise durch ein generell isoliertes Metallblechteil, wie aus rostfreiem Stahl, gebildet sein, welches lediglich in Höhe des genannten festgelegten Füllstandes, der insbesondere ein festgelegter Sicherheits-Füllstand sein kann, für eine Berührung mit der genannten Flüssigkeit freigelegt ist bzw. freiliegt, also eine elektrisch leitende Verbindung in diesem Bereich mit der dort auftretenden Flüssigkeit herzustellen erlaubt. Außerdem ist die Anordnung dieses Flüssigkeits-Füllstandssensors besonders einfach. Der genannte generell isolierte elektrisch leitende Kontakttaktteil kann nämlich, wie weiter unten noch näher ersichtlich werden wird, einfach über den Rand des Flüssigkeitsbehälters gehängt sein, in welchem der Füllstand zu überwachen und damit zu ermitteln ist.
Vorzugsweise ist das von der zuvor genannten Detektorschaltung abgebbare Meldesignal für eine Regulierung des Flüssigkeits-Füllstandes in dem Flüssigkeitsbehälter heranziehbar. Dies ermöglicht in vorteilhafter weise, ein Überlaufen des betreffenden Flüssigkeitsbehälters durch die von ihm aufgenommene Flüssigkeit zu vermeiden.
Dabei ist der Flüssigkeitszulauf in den betreffenden Flüssigkeitsbehälter zweckmäßiger- weise stillsetzbar, d.h. der Flüssigkeitszulauf kann unterbunden werden, und/oder es ist eine Flüssigkeitsableitung aus dem betreffenden Flüssigkeitsbehälter vornehmbar.
Zweckmäßigerweise ist der genannte Füllstandssensor im Bereich einer Gerätetür angeordnet, durch die der genannte Flüssigkeitsbehälter zur Außenseite hin verschließbar ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine sichere Füllstandsermittlung auch bei zur Ge- rätetür hin geneigtem Flüssigkeitsbehälter und damit diesen enthaltendem Gerät gewährleistet ist. Bei zu anderen Seiten des den Flüssigkeitsbehälter enthaltenden Gerätes, also zu dessen linken und rechten und hinteren Seiten geneigtem Flüssigkeitsbehälter treten in der Regel keine Probleme auf, da der betreffende Flüssigkeitsbehälter lediglich zur Gerä- tevorderseite hin offen ist, auf der die Gerätetür vorgesehen ist.
Vorzugsweise ist der Flüssigkeits-Füllstandssensor dabei an einer Stelle im Bereich der Mitte des genannten Flüssigkeitsbehälters angeordnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Flüssigkeits-Füllstandssensor für eine Vorrichtung zur Ermittlung eines festgelegten Füllstandes, insbesondere eines festgelegten Sicherheits-Füllstandes eines Flüssigkeitsbehälters eines mit einer Flüssigkeit arbeitenden oder diese verarbeitenden Gerätes, insbesondere eines Hausgerätes geschaffen. Dieser Flüssigkeits-Füllstandssensor ist dadurch gekennzeichnet, dass er ein isoliert an- geordnetes elektrisch leitendes Kontaktteil mit einem lediglich in Höhe des genannten festgelegten Füllstandes für eine Berührung mit der genannten Flüssigkeit freigelegten bzw. freiliegenden Bereich aufweist, mit welchem ein Signaleingang einer Detektorschaltung verbindbar ist, die mit einem dem betreffenden Signaleingang zugehörigen Bezugspotentialeingang mit der genannten Flüssigkeit verbindbar ist. Durch einen solchen Auf- bau des Flüssigkeits-Füllstandssensors ist mit besonders geringem konstruktiven Aufwand eine sichere Ermittlung eines Füllstandes, insbesondere eines Sicherheits- Füllstandes eines Flüssigkeitsbehälters ermöglicht.
Vorzugsweise dient zur Ermittlung und Auswertung von Flüssigkeits-Füllstandssignalen, die von einem Flüssigkeits-Füllstandssensor insbesondere gemäß der zuvor genannten Art abgebbar sind, eine Detektorschaltung, die eine an einer Versorgungs-Gleichspan- nungsquelle angeschlossene Halbleiterschaltung enthält, welche mit einem Signaleingang mit dem Flüssigkeits-Füllstandssensor und mit einem Bezugspotentialeingang mit der Flüssigkeit in Verbindung bringbar ist, deren Füllstand in einem diese enthaltenden Flüs- sigkeitsbehälter mittels des Flüssigkeits-Füllstandssensors feststellbar ist, und die lediglich bei Berührung des freigelegten oder freiliegenden elektrisch leitenden Kontaktteiles des Füllstandssensors durch die genannte Flüssigkeit einen leitenden Stromweg wirksam schaltet, über den Signale von einer mit der betreffenden Halbleiterschaltung verbundenen Wechselspannungsquelle zur Auswertung führbar bzw. als Meldesignale abgebbar sind. Damit zeichnet sich die besonders sicher arbeitende Detektorschaltung gemäß der Erfindung durch einen geringen Aufwand aus.
Vorzugsweise ist die Wechselspannungsquelle eine Rechtecksignalquelle, die mit der Versorgungsgleichspannungsquelle in Reihe geschaltet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Detektorschaltung besonders einfach zu realisieren und sicher zu betreiben ist.
Zweckmäßigerweise enthält die genannte Halbleiterschaltung einen einzigen Bipolar- Transistor, der basisseitig mit dem genannten Flüssigkeits-Füllstandssensor verbindbar ist und der emitter- bzw. kollektorseitig mit der Versorgungsspannungsquelle verbunden ist. Dies bringt den Vorteil eines ganz besonders geringen Aufwands für die Realisierung der Detektorschaltung gemäß der Erfindung mit sich.
Zweckmäßigerweise ist der genannte Bipolar-Transistor basisseitig über eine Kondensatoranordnung mit dem Flüssigkeits-Füllstandssensor verbunden. Dadurch ist auf relativ einfache Weise ein ganz besonders sicherer Betrieb der Detektorschaltung gemäß der Erfindung gewährleistet.
Die genannte Kondensatoranordnung enthält gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wenigstens einen hochspannungsfesten Kondensator, einen sogenannten Y2- Kondensator. Es können auch wenigstens zwei in Reihe liegende derartige hochspannungsfeste Kondensatoren eingesetzt werden oder ein Bauteil, dass zwei in Reihe liegende hochspannungsfeste Kondensatoren umfasst. Dadurch ist auf relativ einfache Wei- se ein sicherer Betrieb der Detektorschaltung gemäß der Erfindung unter Berücksichtigung von Spannungs-Sicherheitsaspekten gewährleistet.
Vorzugsweise ist im Kollektor- bzw. Emitterkreis des genannten Bipolar-Transistors eine für den Emitter-Kollektor-Strom bzw. den Kollektor-Emitter-Strom des genannten Bipolar- Transistors leitende Diode angeordnet, mit der ein RC-Glied in Reihe geschaltet ist, an dem bei in den leitenden Zustand gesteuertem Bipolar-Transistor eine Spannung abfällt, die als Meldesignal oder zur Abgabe eines Meldesignals heranziehbar ist. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, dass die an dem Kondensator des genannten RC-Gliedes jeweils liegende Spannung nicht über den genannten Bipolar-Transistor wieder entladen werden kann, sondern lediglich über den vorzugsweise hochohmigen Widerstand des betreffenden RC-Gliedes langsam entladen wird.
Zweckmäßigerweise liegt zwischen dem Emitter bzw. dem Kollektor und der Basis des genannten Bipolar-Transistors ein ohmscher Widerstand. Durch diese Schaltungsmaßnahme lässt sich der betreffende Bipolar-Transistor auf relativ einfache Weise durch Spannungssignalanteile einer Polarität der von der genannten Wechselspannungsquelle bzw. Rechtecksignalquelle abgegebenen Spannungssignale in den leitenden Zustand steuern, um dadurch ein auswertbares Signal über seine dann leitend gesteuerte Emitter- Kollektor- bzw. Kollektor-Emitter-Strecke abzugeben.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in einer verkleinerten ausschnittweisen Vorderansicht ein Hausgerät, bei dem die vorliegende Erfindung angewandt ist.
Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten Schnittansicht längs der in Fig. 1 eingetragenen Schnittlinie l-l einen Flüssigkeits-Füllstandssensor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 3 zeigt in einem Schaltbild schematisch den Aufbau einer Auswerteschal- tung mit einer Detektorschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 ist in einem verkleinerten Ausschnitt eine Vorderansicht eines Gerätes, insbesondere eines Hausgerätes HG dargestellt, welches mit einer Flüssigkeit arbeitet oder diese verarbeitet. Bei dem betreffenden Gerät bzw. Hausgerät HG kann es sich beispielsweise um eine Waschmaschine, um einen Waschtrockner oder um eine Geschirrspülmaschine handeln. Im vorliegenden Fall sei das in Fig. 1 ausschnittweise dargestellte Hausgerät HG beispielsweise eine Geschirrspülmaschine.
Von dem Hausgerät HG ist im oberen Teil der Fig. 1 eine Tür T angedeutet, mit der ein in dem Hausgerät HG enthaltener Arbeitsbereich flüssigkeitsdicht verschließbar ist. Dieser Arbeitsbereich umfasst im Falle einer Waschmaschine oder eines Waschtrockners eine Waschtrommel und im vorliegenden Fall einer Geschirrspülmaschine wenigstens einen Geschirraufnahmekorb. Im Bereich unterhalb der Tür T weist das in Fig. 1 ausschnittweise dargestellte Hausgerät HG einen durch einen Verkleidungsteil V abgedeckten Bereich auf, in welchem sich eine Spülwanne SW befindet, die zur Aufnahme einer Spülflüssigkeit dient, mit der die das Hausgerät HG hier bildende Geschirrspülmaschine arbeitet, um von ihr aufgenommenes Geschirr zu spülen. Die Spülwanne SW ist, wie in Fig. 1 angedeutet, bottichförmig ausgebildet.
Unterhalb der Spülwanne SW ist noch eine weitere Wanne, eine sogenannte Bodenwanne BW angeordnet, die gewissermaßen als Schutzwanne für Flüssigkeit dient, welche über die Spülwanne SW hinaus gelangt.
Das Hausgerät HG weist an der Unterseite Aufstellfüße auf, von denen in Fig. 1 zwei Aufstellfüße F1 , F2 angedeutet sind. In der Regel sind vier Aufstellfüße an allen vier Ecken des betreffenden Hausgeräts HG vorgesehen.
Im Bereich der Mitte der Spülwanne SW, und zwar genauer gesagt im oberen Bereich dieser Spülwanne SW ist ein Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 innerhalb der Spülwanne SW angeordnet. Prinzipiell können hier auch mehrere Flüssigkeits-Füllstandssensoren vorgesehen sein, insbesondere in unterschiedlichen Höhen. Ein weiterer Flüssigkeits- Füllstandssensor S2 ist im mittleren Bereich der Bodenwanne BW angeordnet, und zwar genauer gesagt am Boden dieser Bodenwanne BW oder in dessen Nähe. Die betreffenden Flüssigkeits-Füllstandssensoren S1 , S2 sind, darauf sei hier hingewiesen, innerhalb der beiden Wannen SW, BW jeweils zur Vorderseite des Hausgeräts HG, also zu der Geräteseite hin angeordnet, auf der sich die Tür T befindet. Dadurch können, wie oben be- reits ausgeführt, Flüssigkeitspegel in den beiden Wannen SW, BW gerade bei der nach vorn, das heißt zur Türseite hin geneigten kritischen Schräglage des Hausgeräts HG sicher ermittelt werden. Es ist alternativ auch möglich, bei der Spülwanne SW einen gezielten Überlauf vorzusehen, so dass bei einem vorbestimmten Flüssigkeitspegel Flüssigkeit von der Spülwanne SW in die Bodenwanne BW abfließen kann. Auf diese Weise kann der Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 der Spülwanne SW eingespart werden, da die übergelaufene Flüssigkeit durch den Flüssigkeits-Füllstandssensor S2 der Bodenwanne BW de- tektiert werden kann.
Von den beiden in Fig. 1 nur schematisch angedeuteten Flüssigkeits-Füllstandssensoren S1 und S2 ist der Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 in Fig. 2 in einem vergrößerten Aus- schnitt näher dargestellt. Dieser Ausschnitt entspricht einem Schnitt l-l gemäß den in Fig. 1 eingetragenen Schnittlinien l-l. Dabei sind die im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnte Tür T und das Verkleidungsteil V des Hausgerätes HG ausschnittweise dargestellt. Ferner ist die Spülwanne SW angedeutet, die wie auch die in Fig. 1 gezeigte Bo- denwanne BW aus einem elektrisch leitenden Material, wie insbesondere aus rostfreiem Stahl bestehen mag und die an einer Stelle mit Schutzerde PE verbunden ist. Auch die Bodenwanne BW kann bzw. wird mit der Schutzerde PE verbunden sein. An dieser Stelle sei angemerkt, dass in dem Fall, dass die jeweilige Wanne SW, BW bzw. die in dieser enthaltene Flüssigkeit keinen unmittelbaren Kontakt mit der Schutzerde PE hat, ein sol- eher Kontakt mittels einer gesonderten Elektrode hergestellt werden kann. Es ist aber auch möglich, in der jeweiligen Wanne SW, BW zwei Flüssigkeits-Füllstandssensoren vorzusehen.
Die Spülwanne SW ist im Bereich ihres Wannenrandes WR von einer beispielsweise aus Gummi oder Kunststoff bestehenden Spritzschutzvorrichtung SP umgeben, die mit ihrem von dem Wannenrand WR abgewandten Ende an einem Abdeckteil A des Verkleidungsteiles V befestigt ist. Dadurch ist sichergestellt, dass innerhalb der Spülwanne SW auftretende Bewegungen einer von dieser Spülwanne SW aufgenommenen Spülflüssigkeit nicht über den Wannenrand WR hinaus gelangen.
Auf dem in Fig. 2 gezeigten Wannenrand WR der Spülwanne SW ist der in Fig. 1 schematisch angedeutete Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 aufgesetzt bzw. angebracht. Dies ist in Fig. 2 lediglich schematisch dargestellt, um das Prinzip der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen. Der Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 enthält ein elektrisch leitendes Kontaktteil LE, welches mit Ausnahme eines freigelegten Bereiches FR vollständig von einer elektrischen Isolierung IS umgeben ist. Der freigelegte bzw. freiliegende Bereich FR befindet sich hier lediglich auf der zur Geräteoberseite hin liegenden Seite des Kontaktteiles LE. Dadurch ist sichergestellt, dass der das Kontaktteil LE enthaltende Flüssigkeits- Füllstandssensor S1 erst dann den festgelegten Flüssigkeits-Füllstand bzw. -Pegel N1 sicher ermittelt, wenn er in seinem in Höhe dieses Pegels N1 liegenden Bereich FR von Flüssigkeit umspült wird. Vor Erreichen des Pegels N1 durch die in der Spülwanne SP befindliche und annahmegemäß im Pegel ansteigende Flüssigkeit auftretende und gegen das Kontaktteil LE gerichtete Flüssigkeitsspritzer verursachen somit keine fehlerhafte Pegelermittlung. Das elektrisch leitende Kontaktteil LE ist gemäß Fig. 2 zusammen mit seiner Isolierung IS hier entsprechend der Form eines umgedrehten Buchstabens S derart gebogen, dass sein freiliegender bzw. freigelegter Bereich FR im Bereich des festgelegten Flüssigkeits- Füllstandes bzw. -Niveaus oder -Pegels N1 innerhalb der Spülwanne SW liegt. Bei die- sem Flüssigkeitsstand N1 handelt es sich im vorliegenden Fall insbesondere um einen Sicherheits-Füllstand, bei dessen Erreichen oder Überschreiten bestimmte Sicherheitsmaßnahmen in dem Hausgerät HG zu treffen sind, wie beispielsweise die Stillsetzung eines Flüssigkeitszulaufs in das Hausgerät HG und/oder die Vornahme einer Flüssigkeitsableitung aus dem betreffenden Hausgerät HG.
Unterhalb des Flüssigkeits-Füllstandes bzw. -Pegels N1 ist in Fig. 2 ein weiterer Flüssigkeits-Füllstand bzw. -Pegel N2 angedeutet. Bei diesem Flüssigkeits-Füllstand bzw. -Pegel N2 mag es sich beispielsweise um den Flüssigkeits-Füllstand bzw. -Pegel für den Normalbetrieb des Hausgeräts HG handeln. Dieser Flüssigkeits-Füllstand bzw. -Pegel N2 kann grundsätzlich mit einem dem Flüssigkeits-Füllstandssensor SI völlig entsprechenden Flüssigkeits-Füllstandssensor ermittelt bzw. überwacht werden. Es ist aber auch möglich, für diese Aufgabe irgendeinen anderen bekannten Flüssigkeits-Füllstandssensor einzusetzen.
Im Hinblick auf den Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 , wie er in Fig. 2 näher dargestellt ist, sei noch angemerkt, dass dessen elektrisch leitendes Kontaktteil LE beispielsweise durch ein einige Zentimeter, wie beispielsweise 1 bis 10 cm breites Blechteil aus einem Metall, wie insbesondere aus rostfreiem Stahl, bestehen kann. Alternativ dazu kann sich das Blechteil aber auch über die gesamte Breite der in Fig. 1 angedeuteten Spülwanne SW erstrecken. Die Isolierung IS kann durch irgendein Isoliermaterial gebildet sein, welches resistent ist gegenüber der Flüssigkeit, mit der der Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 in dem betreffenden Hausgerät HG in Kontakt gelangen kann.
Wie in Fig. 2 angedeutet, führt das elektrisch leitende Kontaktteil LE des Flüssigkeits- Füllstandssensors S1 zu einer (in Fig. 2 nicht dargestellten) Detektorschaltung. Mit dieser Detektorschaltung können im übrigen auch der in Fig. 1 angedeutete Flüssigkeits-Füllstandssensor S2 und eventuell noch vorgesehene weitere Flüssigkeits-Füllstandssen- soren verbunden sein. Die betreffende Detektorschaltung bzw. eine diese enthaltende Auswerteschaltung kann entweder direkt an dem Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 bzw. S2 angebracht oder mit diesem elektrisch verbunden sein. Ferner ist es auch möglich den Flüssigkeits-Füllstandssensor S2 inklusive Detektorschaltung in eine Leistungselektronik (nicht gezeigt) des betreffenden Hausgeräts HG zu integrieren.
Fig. 3 zeigt an Hand eines elektrischen Schaltbildes schematisch den Aufbau einer Aus- werteschaltung, in welcher die vorstehend erwähnte Detektorschaltung in einer Ausführungsform enthalten ist. Bevor auf diese Detektorschaltung näher eingegangen wird, sei zunächst der grundsätzliche Schaltungsaufbau gemäß Fig. 3 betrachtet.
Im linken Teil des Schaltbildes gemäß Fig. 3 ist eine Wechselspannungsquelle WE ange- deutet, bei der es sich um eine Netzwechselspannungsquelle handeln kann, die beispielsweise eine 50-Hz-Netzwechselspannung von 230Veff abgibt. Bei der betreffenden Wechselspannungsquelle WE kann es sich alternativ um eine eine von der Netzwechselspannung abgeleitete Wechselspannung abgebende Stromversorgungsvorrichtung für den Betrieb des Hausgerätes HG handeln, in welchem die betreffende Schaltungsanord- nung enthalten ist. Im Falle einer Netzwechselspannungsquelle WE weist diese, wie in Fig. 3 angedeutet, einen Phasenleiter P und einen Nullleiter N auf. Mit diesen beiden Leitern P, N ist gemäß Fig. 3 ein Netzfilter NF verbunden, zu dem zwei in Reihe liegende Kondensatoren C1 und C2 gehören. Diese Kondensatoren C1 , C2 sind vorzugsweise so genannte Y2-Kondensatoren, also hochspannungsfeste Kondensatoren (Spannungsfes- tigkeit >5000V), die für besondere Sicherheit im Netzfilter NF und damit im gesamten Gerät bzw. Hausgerät sorgen. Der gemeinsame Verbindungspunkt der beiden Kondensatoren C1 und C2 des Netzfilters NF ist im vorliegenden Fall mit Schutzerde PE des Hausgeräts HG verbunden.
Nunmehr wird auf die oben erwähnte Detektorschaltung näher eingegangen, von der in Fig. 3 eine Ausführungsform dargestellt ist. Die betreffende Detektorschaltung enthält eine Halbleiterschaltung, die hier durch einen einzigen Bipolar-Transistor Q1 vom pnp-Leit- fähigkeitstyp gebildet ist. Dieser Transistor Q1 ist mit seinem Emitter über einen ohm- schen Widerstand R3 am Pluspol VQQ einer nicht näher dargestellten Versorgungs- gleichspannungsquelle angeschlossen. Mit seinem Kollektor ist der Transistor Q1 über die Reihenschaltung aus einer für einen Stromfluss über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Q1 in Leitrichtung beanspruchten Diode D1 und einem mit dieser verbundenen Parallel-RC-Glied aus einem ohmschen Widerstand R2 und einem Kondensator C5 mit dem Minuspol Vg der erwähnten Versorgungsgleichspannungsquelle verbunden. Der betreffende Minuspol Vg der erwähnten Versorgungsgleichspannungsquelle ist im übrigen mit dem Nullleiter N der bereits erwähnten Wechselspannungsquelle WE verbunden.
Die Basis des Transistors Q1 ist über einen ohmschen Widerstand R1 mit dem Emitter dieses Transistors Q1 verbunden. Außerdem ist die Basis des Transistors Q1 über eine Kondensatoranordnung, die im vorliegenden Fall zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren C3 und C4 umfasst, mit dem in Fig. 3 lediglich als Schaltungspunkt angedeuteten Flüssigkeits-Füllstandssensor SI verbunden. Bei diesen Kondensatoren C3 und C4 handelt es sich ebenfalls um Y2-Kondensatoren, also um hochspannungssichere Kondensa- toren, die besonders betriebssicher sind. Diese beiden Kondensatoren C3, C4 können Kapazitäten beispielsweise von 2,7nF bzw. 27nF besitzen. Grundsätzlich wird hier zwar mit lediglich einem Kondensator ausgekommen, allerdings sind aus Sicherheitsgründen die beiden Kondensatoren C3 und C4 als Reihenschaltung vorgesehen: Sollte aus irgendeinem Grunde einer dieser Kondensatoren C3, C4 durchschlagen, so ist die betref- fende Schaltungsanordnung dennoch mit dem dann noch intakten Kondensator weiterhin betriebsfähig. Es kann auch ein einzelnes Bauteil verwendet werden, in dem die beiden Kondensatoren C3 und C4 als Reihenschaltung integriert sind. Bezüglich der Kondensatoren C3, C4 sei hier noch angemerkt, dass diese für die 50-Hz-Wechselspannung als Hochpass wirken und somit keine Störspannung zu dem Transistor Q1 gelangen lassen.
Der in Fig. 3 als Schaltungspunkt angedeutete Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 ist über einen gestrichelt angedeuteten Widerstand RW - auch Flüssigkeits-Widerstand genannt - mit der erwähnten Schutzerde PE verbunden. Diese elektrische Verbindung ist dann hergestellt, wenn der betreffende Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 in dem Hausgerät HG gemäß Fig. 1 und 2 von Spülflüssigkeit bedeckt bzw. umspült wird. Der genannte Widerstand RW weist je nach Zusammensetzung der betreffenden Flüssigkeit einen ohmschen Anteil in der Größenordnung von einigen Ohm bis einigen hundert Ohm auf.
Zwischen dem Verbindungspunkt des Emitters des Transistors Q1 und des ohmschen Widerstands R3 einerseits und dem Minuspol Vg der erwähnten Versorgungsgleichspan- nungsquelle andererseits ist im vorliegenden Fall eine Wechselspannungsquelle angeschlossen, bei der es sich im vorliegenden Fall um eine Rechtecksignalquelle RE handelt, die Rechteckimpulse mit einer Frequenz beispielsweise zwischen I kHz und 2OkHz abgibt. Die betreffende Wechselspannungsquelle und die genannte Versorgungsgleichspan- nungsquelle sind somit elektrisch in Reihe geschaltet. Durch die so bereitgestellte Wech- selspannung bzw. durch die so bereitgestellten Rechteckimpulse erfolgt, wie noch ersichtlich werden wird, gewissermaßen eine Widerstands- bzw. Leitwertmessung (RW) in dem Fall, dass der Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 von Flüssigkeit umspült wird.
Mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Diode D1 und des Parallel-RC-Gliedes, bestehend aus dem ohmschen Widerstand R2 und dem Kondensator C5, ist eine Pegelbewertungsschaltung PB mit ihrem Eingang El verbunden. Mit ihrem (nicht näher bezeichneten) Bezugssignaleingang ist die Pegelbewertungsschaltung PB mit dem Minuspol Vg der erwähnten Gleichspannungsversorgungsquelle verbunden. Von einem Ausgangs- anschluss AU vermag die Pegelbewertungsschaltung PB Meldesignale in dem Fall abzugeben, dass mittels des Flüssigkeits-Füllstandssensors S1 das Vorliegen einer Flüssigkeit angezeigt wird. Die betreffende Pegelbewertungsschaltung PB kann beispielsweise durch einen MikroController mit eingangsseitigem A/D-Wandler gebildet sein. Dieser Mik- rocontroller kann im übrigen mit der Lieferung von Rechteckimpulsen die Aufgabe der erwähnten Rechtecksignalquelle RE übernehmen.
Nachdem zuvor der Aufbau der in Fig. 3 dargestellten Schaltungsanordnung in dem für ein Verständnis der vorliegenden Erfindung ausreichenden Umfang erläutert worden ist, wird nunmehr auf die Arbeitsweise dieser Schaltungsanordnung eingegangen.
Im Ruhezustand, das heißt dann, wenn der Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 keine Flüssigkeit ermittelt, ist der Transistor Q1 durch das vom Pluspol VQQ der Versorgungsgleich- spannungsquelle bereitgestellte Pluspotential an seiner Basis gesperrt. Die von der Rechtecksignalquelle RE abgegebenen Rechteckimpulse können den Transistor Q1 ebenfalls nicht leitend steuern, da für diese Rechteckimpulse zu diesem Zeitpunkt kein Stromweg existiert. Am gemeinsamen Verbindungspunkt der Diode D1 und des RC-
Gliedes mit dem ohmschen Widerstand R2 und dem Kondensator C5 liegt somit das Minuspotential vom Minuspol bzw. -anschluss Vg der Versorgungsgleichspannungsquelle.
In diesem Fall gibt die Pegelbewertungsschaltung PB am Ausgangsanschluss AU kein Meldesignal ab.
Wird nun mittels des Flüssigkeits-Füllstandssensors S1 das Vorhandensein einer Flüssigkeit in der diesen Sensor enthaltenden Spülwanne SW gemäß Fig. 1 und 2 ermittelt, so dass ein relativ niederohmiger Flüssigkeits-Widerstand RW zwischen diesem Flüssigkeits- Füllstandssensors S1 und Schutzerde PE vorliegt, so fließt ein Rechteckimpulsstrom von der Rechtecksignalquelle RE über den ohmschen Widerstand R1 , die beiden Kondensatoren C4, C3, den als Wasserwiderstand zu betrachtenden Flüssigkeits-Widerstand RW und den Kondensator C2 des Netzfilters NF. Dabei bewirken die positiven Impulsanteile der betreffenden Rechteckimpulse, dass am Widerstand R1 eine solche Spannung abfällt, dass an der Basis des Transistors Q1 ein niedrigeres Potential liegt als an dessen Emitter. Bei ausreichend hoher Potentialdifferenz zwischen Basis und Emitter gelangt der Transistor Q1 so in den leitenden Zustand, und zwar mit der Folge, dass über dessen Emitter-Kollektor-Strecke und die mit dem Kollektor des betreffenden Transistors Q1 in Reihe liegende Schaltung aus der Diode D1 und dem erwähnten RC-Glied R2, C5 ein Stromfluss erfolgt. Aufgrund dieses Stromflusses bildet sich am Kondensator C5 des betreffenden RC-Gliedes eine Spannung aus. Diese Spannung wird sodann mittels der Pegelbewertungsschaltung PB ausgewertet, woraufhin diese an ihrem Ausgangsan- schluss AU nunmehr ein Meldesignal abgibt. Dieses Meldesignal kann, wie oben ausgeführt, dazu herangezogen werden, den Flüssigkeitszulauf in das Hausgerät HG, dem die betreffende Schaltungsanordnung zugehörig ist, stillzusetzen und/oder den Flüssigkeitsablauf aus diesem Hausgerät vorzunehmen. Es ist aber auch möglich, ergänzend dazu oder unabhängig davon ein optisches und/oder akustisches Meldesignal abzugeben, um von einer Bedienperson entsprechende Schutzmaßnahmen treffen zu lassen.
In der vorstehend betrachteten Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 dient die Diode D1 dazu, dass sich der Kondensator C5 bei Auftreten der negativen Impulsanteile des von der Rechtecksignalquelle RE abgegebenen Rechtecksignals nicht über die Kollektor- Basis-Strecke des dann gesperrten Transistors Q1 und den ohmschen Widerstand R1 entladen kann. Der ohmsche Widerstand R2, der relativ hochohmig ist, dient zur langsa- men Entladung des Kondensators C5, wenn der Flüssigkeits-Füllstandssensor S1 den Kontakt mit der Flüssigkeit verliert und damit der Transistor Q1 in den Sperrzustand überführt wird. Damit wird die Schaltungsanordnung wieder in ihren Ausgangszustand zurückgeführt.
Abschließend sei noch angemerkt, dass die in Fig. 3 dargestellte Detektorschaltung auch in anderer Weise realisiert sein kann. So kann der Bipolar-Transistor QI beispielsweise durch einen Bipolar-Transistor vom npn-Leitfähigkeitstyp ersetzt sein. In diesem Fall sind die Polarität der Versorgungsgleichspannung und die Polung der Diode D1 den geänderten Verhältnissen entsprechend anzupassen. In jedem Fall wird der Halbleiter bzw. Bipo- lar-Transistor wechselstrommäßig durch die positiven oder negativen Impulsanteile lei- tend gesteuert, die sich aus den von der Rechtecksignalquelle RE abgegebenen Rechteckimpulsen am gemeinsamen Verbindungspunkt des ohmschen Widerstands R1 und der Kondensatoranordnung aus den Kondensatoren C3, C4 ergeben, wenn der Flüssig- keits-Füllstandssensor S1 eine Flüssigkeit ermittelt hat und somit eine elektrisch leitende Verbindung über den Flüssigkeits-Widerstand RW hergestellt ist.
Bezugszeichenliste
A Abdeckteil
AU Ausgangsanschluss
BW Bodenwanne
C1 , C2, C3, C4, C5 Kondensatoren
D1 Diode
El Eingangsanschluss
F1. F2 Aufstellfüße
FR freigelegter Bereich
HG Hausgerät
IS Isolierung
LE Kontaktteil
N Nullleiter
N1 Flüssigkeits-Füllstand bzw. -Niveau/-Pegel
N2 Flüssigkeits-Füllstand bzw. -Niveau/-Pegel
NF Netzfilter
P Phasenleiter
PB Pegelbewertungsschaltung
PE Schutzerde
Q1 Bipolar-Transistor
R1 , R2, R3 ohmsche Widerstände
RE Rechtecksignalquelle
RW Flüssigkeits-Widerstand
S1 , S2 Flüssigkeits-Füllstandssensoren
SP Spritzschutzvorrichtung
SW Spülwanne
T Tür
V Verkleidungsteil
V0 Minuspol der Versorgungsgleichspannungsquelle
Vcc Pluspol der Versorgungsgleichspannungsquelle
WE Wechselspannungsquelle
WR Wannenrand

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Ermittlung eines festgelegten Füllstandes, insbesondere eines festge- legten Sicherheits-Füllstandes eines Flüssigkeitsbehälters eines mit einer Flüssigkeit arbeitenden oder diese verarbeitenden Gerätes, insbesondere eines Hausgerätes mittels einer mit einer Flüssigkeits-Füllstandssensoranordnung verbundenen Detektorschaltung, die bei Erreichen oder Überschreiten eines bestimmten festgelegten Füllstandes durch die betreffende Flüssigkeit in dem diese aufnehmenden Flüssigkeitsbehälter ein Meldesignal abzugeben vermag, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeits-Füllstandssensor- anordnung (S1 ; S2) wenigstens einen Flüssigkeits-Füllstandssensor (S1 ) enthält, der ein isoliert angeordnetes elektrisch leitendes Kontaktteil (LE) mit einem lediglich in Höhe des genannten festgelegten Füllstandes (N1 ) für eine Berührung mit der genannten Flüssigkeit freigelegten oder freiliegenden Bereich (FR) aufweist, und dass dieses Kontaktteil (LE) mit einem Signaleingang der Detektorschaltung (Q1 , PB) verbunden ist, deren dem betreffenden Signaleingang zugehöriger Bezugspotentialeingang mit der genannten Flüssigkeit in Verbindung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Meldesignal für eine Regulierung des Flüssigkeits-Füllstandes des Flüssigkeitsbehälters (SW) heranziehbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flüssigkeitszulauf in dem betreffenden Flüssigkeitsbehälter (SW) stillsetzbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flüssigkeitsableitung aus dem betreffenden Flüssigkeitsbehälter(SW) vornehmbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ge- nannte Füllstandssensor (S1 ) im Bereich einer Gerätetür (T) angeordnet ist, durch die der genannte Flüssigkeitsbehälter (SW) zur Außenseite hin verschließbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeits- Füllstandssensor (S1 ) an einer Stelle im Bereich der Mitte des genannten Flüssigkeitsbehälters (SW) angeordnet ist.
7. Flüssigkeits-Füllstandssensor für eine Vorrichtung zur Ermittlung eines festgelegten Füllstandes, insbesondere eines festgelegten Sicherheits-Füllstandes eines Flüssigkeitsbehälters eines mit einer Flüssigkeit arbeitenden oder diese verarbeitenden Gerätes, insbesondere eines Hausgerätes, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er ein isoliert angeordnetes elektrisch leitendes Kontaktteil (LE) mit einem lediglich in Höhe des genannten festgelegten Füllstandes (N1 ) für eine Berührung mit der genannten Flüssigkeit freigelegten oder freiliegenden Bereich (FR), aufweist, mit welchem ein Signaleingang einer Detektorschaltung (Q1 ; PB) verbindbar ist, die mit einem dem betreffenden Signaleingang zugehörigen Bezugspotentialeingang mit der genannten Flüssigkeit verbindbar ist.
8. Detektorschaltung zur Ermittlung und Auswertung von Flüssigkeits-Füllstandssignalen, die von einem Flüssigkeits-Füllstandssensor insbesondere nach Anspruch 7 abgebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine an einer Versorgungsgleichspannungsquelle (Vcc, V0) angeschlossene Halbleiterschaltung (Q1 ) enthält, die mit einem Signaleingang mit dem Flüssigkeits-Füllstandssensor (S1 ) und mit einem Bezugspotentialeingang mit der Flüssigkeit in Verbindung bringbar ist, deren Füllstand bzw. Pegel in einem diese enthaltenden Flüssigkeitsbehälter (SW) mittels des Flüssigkeits-Füllstandssensors (S1 ) feststellbar ist, und die lediglich bei Berührung des elektrisch leitenden Kontaktteiles (LE) des Füllstandssensors (S1 ) durch die genannte Flüssigkeit einen leitenden Stromweg wirksam schaltet, und dass über den betreffenden leitend geschalteten Stromweg Signale von einer mit der betreffenden Halbleiterschaltung (Q1 ) verbundenen Wechselspannungsquelle (RE) zur Auswertung führbar bzw. als Meldesignale abgebbar sind.
9. Detektorschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspan- nungsquelle (RE) eine Rechtecksignalquelle (RE) ist, die mit der Versorgungsgleichspan- nungsquelle (Vcc) in Reihe geschaltet ist.
10. Detektorschaltung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Halbleiterschaltung (Q1 ) einen einzigen Bipolar-Transistor (Q1 ) enthält, der basis- seitig mit dem genannten Flüssigkeits-Füllstandssensor (S1 ) verbindbar ist und der emit- ter- und kollektorseitig mit der Versorgungsspannungsquelle (Vcc, V0) verbunden ist.
1 1. Detektorschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der genannten Bipolar-Transistor (Q1 ) basisseitig über eine Kondensatoranordnung (C3, C4) mit dem Flüssigkeits-Füllstandssensor (S1 ) verbunden ist.
12. Detektorschaltung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatoranordnung (C3, C4) wenigstens einen hochspannungsfesten Kondensator, vorzugsweise wenigstens zwei in Reihe liegende hochspannungsfeste Kondensatoren (C3, C4) (Y2-Kondensatoren) enthält.
13. Detektorschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Kollektor- bzw. Emitterkreis des Bipolar-Transistors (Q1 ) eine für den Emitter-Kollektor- Strom oder den Kollektor-Emitter-Strom des genannten Bipolar-Transistors (Q1 ) leitende Diode (D1 ) angeordnet ist, mit der ein RC-Glied (R2, C5) in Reihe geschaltet ist, an dem bei in den leitenden Zustand gesteuertem Bipolar-Transistor (Q1 ) eine Spannung abfällt, die als Meldesignal oder zur Abgabe eines Meldesignals heranziehbar ist.
14. Detektorschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Emitter bzw. dem Kollektor und der Basis des genannten Bipolar- Transistors (Q1 ) ein ohmscher Widerstand (R1 ) liegt.
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