DE4226965A1 - Für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestattete Geschirrspülmaschine - Google Patents

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.