DE4226965A1 - Für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestattete Geschirrspülmaschine - Google Patents
Für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestattete GeschirrspülmaschineInfo
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- A47L15/4289—Spray-pressure measuring or regulating arrangements
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine für Einpha
senwechselstrom-Anschluß anschließbare Geschirrspülmaschine,
insbesondere Geschirrspülmaschine für den typisch bestim
mungsgemäßen Einsatz im Haushalt mit einer elektromotorisch
angetriebenen Umwälzpumpe für das Reinigungs- und Spülwas
ser, mit dem das zu reinigende Gut unter Sprühdruck beauf
schlagt wird.
Insbesondere in Räumen von privaten Wohnungen ist der Strom
anschluß für Hausgeräte üblicherweise ausgelegt auf einen
zweipoligen Einphasenwechselstrom-Anschluß von beispielswei
se 230 V, wobei dieser Nominalwert in vorgegebenen Grenzen
je Anschlußort unterschiedlich sein und auch je nach Bela
stung des Stromversorgungsnetzes zeitlich variieren kann.
Bei Geschirrspülmaschinen, insbesondere für den typisch be
stimmungsgemäßen Einsatz im Haushalt, wird das Geschirr, wie
Teller, Tassen, Töpfe, Besteck usw. in Geschirrspülkörben im
Spülraum beabstandet eingebracht und mit je nach Reinigungs-
oder Spülgang, mit entsprechend temperiertem Wasser beauf
schlagt, dergestalt, daß dieses Wasser auf die Oberfläche
des Geschirrs unter Druck aufgesprüht wird. Neben der Tempe
ratur und Zugaben von Reinigungs- bzw. Spülmitteln ist der
Wasser-Sprühdruck eine wesentliche Einflußgröße bei der Be
handlung des zu reinigenden Geschirrs. Dieser Wasserdruck
wird aufgebaut durch eine Wasser-Umwälzpumpe, welche aus dem
Bodenbereich des Spülbehälters das sich dort gesammelte Was
ser ansaugt und über Sprühköpfe und/oder rotierende Sprühar
me in ein oder mehreren Ebenen in den Spülraum auf das dort
angeordnete Geschirr einsprüht.
Es ist bekannt, den auf das Geschirr wirkenden Sprühdruck in
Abhängigkeit von der Art des Geschirrs und dem Verschmut
zungsgrade entsprechend zu wählen, wobei jedenfalls der
Sprühdruck dahingehend limitiert sein sollte, daß vorhande
nes, empfindliches Geschirr, wie Gläser, nicht zu Schaden
kommt.
Aufbauend auf diesem Erkenntnisstand liegt der vorliegenden
Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine in Einphasenwechsel
strom-Anschluß anzuschließende Geschirrspülmaschine mit ei
ner Umwälzpumpe für das Reinigungs- und Spülwasser dahinge
hend auszugestalten, daß der Sprühdruck auf das zu reinigen
de Geschirr der Art des Geschirrs und der Art der Verschmut
zung durch Steuerung der Umwälzpumpenleistung mit möglichst
geringer Energieaufnahme angepaßt werden kann.
Bei einer für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestatteten
Geschirrspülmaschine wird diese erfindungsgemäß dadurch er
reicht, daß als Antriebsmotor für die Umwälzpumpe ein Drei
phasendrehstrom-Motor und zur Strombeaufschlagung dieses
Dreiphasendrehstrom-Motors ein elektronisch gesteuerter Ein
phasenwechselstrom-Dreiphasendrehstrom-Frequenzumrichter an
geordnet ist.
Eine nach diesen erfindungsgemäßen Merkmalen ausgestattete
Geschirrspülmaschine ist wie üblich an die zweipolige Ein
phasensteckdose der Wechselstromversorgung anzuschließen und
zeichnet sich durch ein gutes Anlaufverhalten und eine ver
gleichsweise geringe Geräuschentwicklung aus. Durch das ent
sprechend gesteuerte Anlaufverhalten kann der Wasserdruck im
Wasserkanalsystem zu den Sprühköpfen und/oder Sprüharmen in
zweckmäßiger Weise dosiert werden. Ein schlagartiges Verhal
ten durch Wasserstöße wird somit verhindert. Darüber hinaus
bietet diese Ausführungsform der Erfindung auch die Voraus
setzung für weitere vorteilhafte Ausführungsformen.
So ist eine besondere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Geschirrspülmaschine dadurch gekennzeichnet, daß ein Einpha
senwechselstrom-Dreiphasendrehstrom-Frequenzumrichter mit
einem Dreiphasendrehstrom-Generator mit Ansteuerlogik zur
Erzeugung einer veränderlichen Drehstromfrequenz angeordnet
ist, und daß die frequenzbestimmende Ansteuerlogik abhängig
vom erzeugten Wassersprühdruck angesteuert ist. Damit unter
liegt dieser Wassersprühdruck nicht irgendwelchen zufälligen
Umfeldparametern, wie beispielsweise Spannungsschwankungen
in der Stromversorgung, sondern der Wassersprühdruck wird
gezielt durch Nachregelung der veränderlichen Stromfrequenz
den Reinigungsansprüchen entsprechend im wesentlichen kon
stant gehalten.
Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der erfindungs
gemäßen für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestatteten
Geschirrspülmaschine ist die Ansteuerlogik von anwendungs-
und/oder umfeldrelevanten gespeicherten Daten frequenzbe
stimmend für den den Dreiphasendrehstrom-Motor Zuge führten
Strom angesteuert.
Anwendungs- und umfeldrelevante Daten können beispielsweise
sein:
Daten die Bezug auf das zu reinigende Gut haben, die Bezug
nehmen auf Verschmutzungs- oder Reinigungsgrade, oder die
beispielsweise auch in Richtung auf jeweils tolerierte Ge
räuschentwicklungen ausgerichtet sind. Darüber hinaus kann
es sich auch als zweckmäßig erweisen, die frequenzbestimmen
de Ansteuerlogik durch eine Sensorik anzusteuern, die den
Wasserverschmutzungsgrad erfaßt.
Die erfindungsgemäße Maßnahme eignet sich auch ganz beson
ders für eine Umwälzpumpe mit einem motorischen Antrieb, von
dem auch die Abwasserförderung bewerkstelligt wird. Die An
steuerlogik für den Einphasenwechselstrom-Dreiphasendreh
strom -Frequenzumrichter ist dann steuertechnisch einfach in
der Lage, sowohl die Drehrichtung als auch die Umdrehungs
zahl des Antriebsmotors auf optimale Anwendungsgegebenheiten
auszurichten.
Ein nach den Merkmalen der Erfindung ausgestattetes Ausfüh
rungsbeispiel wird anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Die Figur zeigt eine schematisiert dargestellte Spülmaschine
mit einem Blockschaltbild für die Ansteuerung des Umwälzpum
pen-Antriebsmotors.
Innerhalb der Spülbehälters 1 einer Haushalts-Spülmaschine 2
sind in zwei Etagen Geschirrkörbe 3 angeordnet, in welchen
das zu reinigende Geschirr eingereiht werden kann. Unterhalb
jedes der beiden Geschirrkörbe 3 ist jeweils ein Sprüharm 4
angeordnet, aus welchen das Reinigungswasser auf das zu rei
nigende Geschirr gesprüht wird, wobei die Sprüharme durch
entsprechende Ausrichtung ihrer Düsen in Drehung versetzt
werden. Durch eine elektromotorisch angetriebenes Umwälzpum
pensystem 5 wird das Spülwasser aus dem Bodenbereich 6 des
Spülbehälters angesaugt und unter Druck über ein Rohrsystem
7 den Sprüharmen 4 zugeführt.
Die Umwälzpumpe 5 wird durch einen Dreiphasendrehstrom-Motor
angetrieben. Gesteuert und mit Leistungsstrom beaufschlagt
wird dieser Dreiphasendrehstom-Motor von einem elektrischen
Einphasenwechselstrom-Dreiphasendrehstrom-Frequenzumrichter
8. Dieser umfalt eine Ansteuerlogik 8.1 mit einer Schutzhal
tung 8.2 und einer Dreiphasendrehstrom-Schaltstufe 8.3, der
eine Glättungs-LC-Kombination 8.4 vorgeschaltet ist. Wieder
um dieser Glättungs-LC-Kombination 8.4 ist ein Leistungs
gleichrichter 8.5 vorgeschaltet.
Die Dreiphasen-Schaltstufe 8.3 besteht in an sich bekannter
Weise aus einer dreistufigen Leistungs-Halbleiteranordnung,
wobei jede Stufe zwei in Serie liegende, steuerbare Lei
stungs-Halbleiterelemente umfaßt. Die beiden jeweils in Se
rie liegenden Leistungs-Halbleiterelemente je einer Stufe
sind wechselseitig in den Leit- bzw. in den Sperrzustand
über ihren Ansteuereingang geschaltet, so daß jeweils durch zyk
lisches Ansteuern der drei Stufen der Dreiphasen-Schaltstufe
8.3 aus dem dieser Dreiphasen-Schaltstufe 8.3 zugeführten
Gleichstrom ein Dreiphasenwechselstrom generiert wird, wel
cher dem Dreiphasendrehstrom-Motor zum Antrieb der Umwälz
pumpe 5 zugeführt wird. Obwohl ein derartiger Motor ein
asynchrones Verhalten beinhaltet, so ist er dennoch be
strebt, synchron mit der angelegten Drehstromfrequenz den in
ihm erzeugten Drehfeld zu folgen, wobei im eingeschwungenen
Zustand lediglich der Rotor mit unterschiedlichem Nachlauf
winkel dem aufgeprägten Drehfeld nacheilt. Somit ist die an
gelegte Frequenz in hohem Maße verantwortlich für die er
zielte Antriebsgeschwindigkeit des Dreiphasendrehstrom-Mo
tors und damit für die Förderleistung und den erzielten För
derdruck der Umwälzpumpe 5.
Die Ansteuerung der Dreiphasendrehstrom-Schaltstufe 8.3, die
in Abhängigkeit von Signalen eines Mikroprozessors 9 er
folgt, kann von entsprechenden Leistungssteuermodulen vorge
nommen werden. Der Mikroprozessor 9 ist über eine Potential-
Trennungsschaltung 10 und die Schutzschaltung 8.2 mit der
Ansteuerlogik 8. 1 der Dreiphasenwechselstrom-Schaltstufe 8.3
des Frequenzumwandlers 8 verbunden. Die Potentialtrennung
erfolgt vorzugsweise unter Verwendung eines Optokopplers.
Der Leistungsgleichrichter 8.5 ist eingangsseitig an einer
Wechselspannungsquelle (230 V Wechsel) angeschaltet, wie sie
typischerweise und insbesondere im Haushalt durch öffentli
che Stromversorgung über zweipolige Steckdosen mit Schutz
teilen verfügbar ist. Zwischen der Wechselspannungsquelle
und dem Leistungsgleichrichter 8.5 ist eine Entstörungsein
heit 12 zwischengeschaltet, die die insbesondere öffentliche
Stromversorgung von Störungen hochfrequenter Art aus dem Ge
rät weitestgehend abschottet oder auch umgekehrt gegen der
artige Störungen wirkt. Damit wird auch einer gegenseitigen
Störung von Geräten im engeren Umfeld des Haushaltes entge
gengewirkt.
Der Mikroprozessor 9 ist im vorliegenden Fall mit zwei Sen
soren S1 und S2 verbunden. Der Sensor S1 ist als Drucksensor
ausgestaltet und in der von der Umwälzpumpe 5 weg führenden
Wasserführung zu den Sprüharmen angeordnet, während der Sen
sor S2 im Bodenbereich 5 des Spülbehälters 1 für die Messung
des Verschmutzungsgrades des Wassers angeordnet und ausge
legt ist. Sensoren für weitere Einflußgrößen, die beachtens
wert erscheinen, z. B. Temperatursensoren zur Überwachung der
Motorbeanspruchung, können ebenfalls an den Mikroprozessor
angeschlossen werden.
Zusätzlich werden dem Mikroprozessor 9 Werte über eine ana
loge und/oder digitale Eingabe E1, E2 von der Bedienungsper
son des Gerätes zugeführt. Diese Werte entsprechen der Ein
schätzung und dem Wunsch der Bedienungsperson, welche Aus
gangssituation bezüglich der Art und des Verschmutzungsgra
des des Geschirrs gegeben ist und welches Reinigungsergebnis
erzielt werden soll.
Dem Mikroprozessor 9 kann ein Speichermodul zugeordnet sein,
welches in Abhängigkeit des gewünschten Spül- und Reini
gungsvorgangs auch periodenweise zur Veränderung des Sprüh
wasserdrucks durch unterschiedliche Ansteuerung des Einpha
senwechselstrom-Dreiphasendrehstrom-Frequenzumrichters 8 be
züglich der Frequenz des Dreiphasenwechselstroms führt.
Der Mikroprozessor 9 sowie die sonstigen Ansteuermodule wer
den in bekannter Weise über eine Stromversorgungsstufe 11
mit dem erforderlichen geglätteten Niedervolt-Gleichstrom
versorgt.
Claims (5)
1. Für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestattete Ge
schirrspülmaschine, insbesondere Geschirrspülmaschine
für den typisch bestimmungsgemäßen Einsatz im Haushalt
mit einer elektromotorisch angetriebenen Umwälzpumpe
für das Reinigungs- und Spülwasser, mit dem das zu rei
nigende Gut unter Sprühdruck beaufschlagt wird, da
durch gekennzeichnet, daß als An
triebsmotor für die Umwälzpumpe (5) ein Dreiphasen
drehstrom-Motor und zur Strombeaufschlagung dieses
Dreiphasendrehstrom-Motors ein elektronisch gesteuerter
Einphasenwechselstrom-Dreiphasendrehstrom-Frequenzum
richter (8) angeordnet sind.
2. Für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestattete Ge
schirrspülmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Einphasenwechselstrom-Dreiphasen
drehstrom-Umrichter (8) mit einem Dreiphasendrehstrom-
Generator mit Ansteuerlgoik (8.1) zur Erzeugung einer
veränderlichen Drehstromfrequenz angeordnet ist und daß
die frequenzbestimmende Ansteuerlogik (8.1) abhängig
von Sprühdruckcharakteristiken angesteuert sind.
3. Für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestattete Ge
schirrspülmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ansteuerlogik (8.1) von anwendungs-
und umfeldrelevanten gespeicherten Daten frequenzbe
stimmend für den dem Drehstrom-Asynchronmotor zugeführ
ten Strom angesteuert ist.
4. Für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestattete Ge
schirrspülmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die frequenzbestimmende Ansteuerlogik
(8.1) von in Abhängigkeit vom zu reinigenden Gut einge
gebenen Daten.
5. Für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestattete Ge
schirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzbestimmende An
steuerlogik (8. 1) wasserverschmutzungsabhängig ansteu
erbar ist.
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