DE10314892A1

DE10314892A1 - Verfahren zur Erkennung der Beladung eines Siebsystems einer Geschirrspülmaschine

Info

Publication number: DE10314892A1
Application number: DE2003114892
Authority: DE
Inventors: Winfried Steiner; Klaus Martin Forst; Rolf Stahlmann; Stefan Füglein; Norbert Kahler
Original assignee: Electrolux Home Products Corp NV
Current assignee: Electrolux Home Products Corp NV
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2004-10-14
Also published as: EP1464268A2; EP1464268B1; EP1464268A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der Beladung eines Siebsystems einer Geschirrspülmaschine, die einen Umwälzkreis mit einem Siebsystem und eine Umwälzpumpe zum Umwälzen der Spülflüssigkeit umfasst, bei dem eine Differenz aus einem, einem oberen Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert einer in eindeutigem Zusammenhang mit der Drehzahl der Umwälzpumpe stehenden Prozessgröße, insbesondere der Umwälzpumpendrehzahl, des Umwälzpumpenförderdrucks, der elektrischen Förderleistung der Umwälzpumpe, der mechanischen Förderleistung der Umwälzpumpe, des Volumenstroms der Spülflüssigkeit oder der Strömungsgeschwindigkeit der Spülflüssigkeit, und einem, einem unteren Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert der in eindeutigem Zusammenhang mit der Drehzahl der Umwälzpumpe stehenden Prozessgröße, insbesondere der Umwälzpumpendrehzahl, des Umwälzpumpenförderdrucks, der elektrischen Förderleistung der Umwälzpumpe, der mechanischen Förderleistung der Umwälzpumpe, des Volumenstroms der Spülflüssigkeit oder der Strömungsgeschwindigkeit der Spülflüssigkeit, ermittelt und als Maß für die Siebbeladung herangezogen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der Beladung eines Siebsystems einer Geschirrspülmaschine.
Beim Spülvorgang in der Geschirrspülmaschine werden partikelhaltige Verunreinigungen mit der Spülflüssigkeit in den Gerätesumpf gespült. Um die festen Bestandteile der Verunreinigungen aus der Spülflüssigkeit zurückzuhalten, ist im Umwälzkreis der Geschirrspülmaschine ein Siebsystem vorgesehen, an dem die festen Bestandteile abgeschieden werden. Das Siebsystem ist im Allgemeinen auf der Saugseite der Umwälzpumpe angeordnet.
Durch eine zunehmende Beladung des Siebsystems mit den aus der Spülflüssigkeit gefilterten Schmutzpartikeln verschlechtert sich die Durchströmbarkeit der Siebe und der Druckverlust im Umwälzkreis steigt an. Die Folge ist eine zunehmende statische Höhendifferenz in den Flüssigkeitsniveaus vor und nach den Sieben. Das Siebsystem stößt an seine Beladungsgrenze, wenn der Druckverlust so hoch wird, dass der umlaufende Volumenstrom nicht mehr vollständig durch die Siebe fließen kann und auf der Saugseite der Umwälzpumpe ein starker Spülflüssigkeitsmangel herrscht. Das kann dazu führen, dass das Flüssigkeitsniveau nach den Sieben so stark absinkt, dass die Umwälzpumpe vermehrt Luft einsaugt, was unter anderem eine Verringerung der hydraulischen Leistung und negative Auswirkungen auf das Reinigungsergebnis zur Folge hat.
Des Weiteren kann bei Geschirrspülern mit Niveauregulierung auf der Saugseite einer Umwälzpumpe wie in DE 41 40 949 C2 offenbart, der Flüssigkeitsmangel auf der Saugseite ein Überfüllen der Geräte zur Folge haben. Unterschreitet der Flüssigkeitspegel ein minimales Arbeitsniveau, das vorzugsweise oberhalb der Absaugöffnung der Umwälzpumpe liegt wird ein Füllvorgang ausgelöst bis entweder ein vorbestimmtes Niveau erreicht ist oder bis Sicherheitseinrichtungen den Füllvorgang beenden. Ist das Siebsystem an seiner Beladungsgrenze, dringt kaum noch Wasser auf die Saugseite der nachgeschalteten Umwälzpumpe und es wird demnach ununterbrochen Wasser nachgefüllt.
Zur Erkennung verschmutzter Siebe in Haushalts-Geschirrspülmaschinen mit Spülbehälter samt Ablaufwanne und hierin eingebrachter Siebkombination offenbart DE 44 00 877 C2 ein Verfahren, bei dem bei laufender Umwälzpumpe ein sich innerhalb des Siebstutzens in der Ablaufwanne einstellendes dynamisches Niveau gemessen wird. Aus dem Niveau außerhalb des Siebstutzens und dem Niveau innerhalb des Siebstutzens wird eine Höhendifferenz ermittelt. Der Höhendifferenzwert wird limitiert und eine Messwert-Überschreitung der limitierten Höhendifferenz wird als Kriterium für eine Verschmutzung des Siebes zugrunde gelegt.
Mit diesem Verfahren lässt sich eine Siebverschmutzung sicher erkennen. Allerdings sind zur Bestimmung des Wasserniveaus in der Geschirrspülmaschine Messeinrichtungen vor und nach der Siebanordnung nötig, wodurch zusätzliche Kosten verursacht werden. Zudem ist insbesondere die Messeinrichtung vor dem Sieb störungsanfällig, da die Spülflüssigkeit vor der Siebanordnung mit Verunreinigungen beladen ist, die sich auf der Messeinrichtung ablagern und die Genauigkeit oder sogar die Funktionsfähig keit der Einrichtung beeinflussen können. Um Fehlanzeigen zu verhindern erfolgt die Bestimmung der dynamischen Höhendifferenz deshalb während des letzten Zwischenspülgangs oder im Klarspülgang.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Erkennung der Siebbeladung bereitzustellen, das die vorgenannten Nachteile beim Stand der Technik wenigstens teilweise überwindet oder zumindest vermindert.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dem Verfahren zur Erkennung der Beladung eines Siebsystems einer Geschirrspülmaschine (insbesondere einer Haushalts-Geschirrspülmaschine, im Folgenden auch als Geschirrspüler bezeichnet), die einen Umwälzkreis mit einem Siebsystem und eine Umwälzpumpe zum Umwälzen der Spülflüssigkeit umfasst, wird eine Differenz aus einem, einem oberen Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert einer in eindeutigem Zusammenhang mit der Drehzahl der Umwälzpumpe stehenden Prozessgröße, insbesondere der Umwälzpumpendrehzahl, des Umwälzpumpenförderdrucks, der elektrischen Förderleistung der Umwälzpumpe, der mechanischen Förderleistung der Umwälzpumpe, des Volumenstroms der Spülflüssigkeit oder der Strömungsgeschwindigkeit der Spülflüssigkeit, und einem, einem unteren Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert der in eindeutigem Zusammenhang mit der Drehzahl der Umwälzpumpe stehenden Prozessgröße, insbesondere der Umwälzpumpendrehzahl, des Umwälzpumpenförderdrucks, der elektrischen Förderleistung der Umwälzpumpe, der mechanischen Eörderleistung der Umwälzpumpe, des Volumenstroms der Spülflüssigkeit oder der Strömungsgeschwindigkeit der Spülflüssigkeit, ermittelt und als Maß für die Siebbeladung herangezogen.
Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 1 wird der Effekt ausgenutzt, dass das Niveau der Spülflüssigkeit in Strömungsrichtung vor dem Siebsystem (im Folgenden auch als Niveau vor dem Siebsystem bezeichnet) bzw. auf der Anströmseite des Siebsystems oder anströmseitig und in Strömungsrichtung nach dem Siebsystem (im Folgenden auch als Niveau nach dem Siebsystem bezeichnet) bzw. auf der Abströmseite des Siebsystems oder abströmseitig, eine unterschiedliche Höhe aufweist, die abhängig ist vom Druckverlust des Siebsystems. Der Druckverlust der Siebe ist eine Funktion der Siebbeladung und der Strömungsgeschwindigkeit über die Siebe. Mit steigender Strömungsgeschwindigkeit, die beispielsweise über die Drehzahl einer dem Siebsystem nachgeschalteten Umwälzpumpe erhöht werden kann, sinkt das Niveau der Spülflüssigkeit in Strömungsrichtung nach den Sieben und das Niveau auf der Anströmseite der Siebe steigt entsprechend an sowohl beim unbeladenen als auch beim beladenen Siebsystem.
Weiterhin steigt bei zunehmender Ablagerung von Schmutzstoffen am Siebsystem, der Druckverlust im Vergleich zum unbeladenen Siebsystem bei gleicher Drehzahl der Umwälzpumpe: Dadurch ist auch das Flüssigkeitsniveau bei gleicher Drehzahl beispielsweise nach den beladenen Sieben bzw. abströmseitig niedriger als nach den unbeladenen Sieben. Zudem sinkt das Flüssigkeitsniveau mit steigender Umwälzpumpendrehzahl nach beladenen Sieben stärker bzw. schneller ab als nach unbeladenen Sieben. Daraus folgt im umgekehrten Sinne, dass für die Einstellung des Niveaus der Spülflüssigkeit zwischen einem oberen Niveau und einem unteren Niveau auf der Abströmseite des Siebsystems jeweils unterschiedliche Drehzahlerhöhungen oder -erniedrigungen für das beladene und das unbeladene Siebsystem erforderlich sind. Die Differenz der Umwälzpumpendrehzahl oder einer mit dieser eindeutig im Zusammenhang stehenden Prozessgröße kann demnach als Maß für die Siebbeladung herangezogen werden.
Ein großer Vorteil des Verfahrens gemäß Anspruch 1 gegenüber dem Stand der Technik ist, dass für die Erkennung der Siebbeladung lediglich auf einer Seite des Siebsystems eine Messeinrichtungen im Geschirrspüler notwendig ist. Dadurch können zum einen die Kosten für eine zweite Messeinrichtungen eingespart werden. Ferner ist auch keine zusätzliche Öffnung in der Ablaufwanne oder im Spülbehälter anzubringen, die eine zusätzliche Leckstelle darstellt und aus diesem Grund aufwändig abzudichten ist. Außerdem kann das Verfahren zu jedem beliebigen Zeitpunkt des Spülvorgangs störungsfrei durchgeführt werden, wenn das Niveau der Spülflüssigkeit nach dem Siebsystem, also in der gereinigten Spülflüssigkeit bestimmt wird.
Die Beladungsgrenze des Siebsystems wird mit dem Verfahren gemäß der Erfindung sicher erkannt. Dadurch wird stets ein optimales Reinigungsergebnis gewährleistet. Bei nachgeschalteter Umwälzpumpe wird ein Spülflüssigkeitsmangel auf der Saugseite der Umwälzpumpe und die damit verbundenen Nachteile, zum Beispiel verringerte hydraulische Leistung der Pumpe, erhöhte Geräuschbildung oder Schaumbildung, ausgeschlossen.
Weiterhin ermöglicht das Verfahren gemäß Anspruch 1 auf einfache Weise und zu jedem Zeitpunkt des Spülvorgangs eine genaue Bestimmung des aktuellen Verschmutzungsgrades des Siebsystems. Dadurch können auch unvollständige Abreinigungs- bzw. Rückspülvorgänge erkannt werden. Unvollständiges Abreinigen des Siebsystems kann sich negativ auf das Spülergebnis auswirken, da sowohl Lauge als auch Schmutzpartikel in den nächsten Spülvorgang verschleppt werden. Des Weiteren erreicht das Siebsystem bei unvollständiger Abreinigung schneller die Beladungsgren ze. Werden unvollständige Abreinigungsvorgänge erkannt, können rechtzeitig die erforderlichen Maßnahmen, zum Beispiel erneutes Rückspülen, eingeleitet werden. Das führt zu einem wirtschaftlicheren Spülbetrieb und zu einer verbesserten Reinigungsleistung.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird der minimale Wert der Prozessgröße durch das obere Niveau der Spülflüssigkeit nach dem Siebsystem (bzw. abströmseitig) oder das untere Niveau der Spülflüssigkeit vor dem Siebsystem (bzw. anströmseitig) begrenzt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der minimale Wert der Prozessgröße durch das Arbeitsniveau der Geschirrspülmaschine bestimmt wird. Das Arbeitsniveau ist in der Regel werkseitig vorgegeben und so gewählt, dass durch die im Geschirrspüler umgewälzte Spülflüssigkeitsmenge ein optimales Reinigungsergebnis erzielt wird. Bei einem überschreiten des Arbeitsniveaus, sprich einer niedrigeren Drehzahl der Umwälzpumpe oder einer mit dieser in eindeutigem Zusammenhang stehenden Prozessgröße besteht die Gefahr, dass der Druck in den Leitungen nicht ausreicht, um eine für ein gutes Reinigungsergebnis erforderliche Verteilung der Spülflüssigkeit im Spülbehälter zu gewährleisten.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der maximale Wert der Prozessgröße durch das untere Niveau der Spülflüssigkeit nach dem Siebsystem oder das obere Niveau der Spülflüssigkeit vor dem Siebsystem begrenzt wird. Das untere Niveau nach dem Siebsystem bzw. das obere Niveau vor dem Siebsystem sind so zu wählen, dass noch ausreichend Spülflüssigkeit durch das Siebsystem strömen kann, um alle notwendigen Leitungen im Umwälzkreis zu speisen. Dadurch wird erreicht, dass die Bestimmung der Siebbeladung zu jeder Zeit des Spülvorganges durchgeführt werden kann, ohne dass ein Spülflüssigkeitsmangel nach dem Siebsystem auftritt. Bei einer dem Siebsystem nachgeschalteten Umwälzpumpe ist dadurch auch stets ein optimaler Betrieb der Pumpe gewährleistet. Wenn die Pumpe nicht mehr genügend Spülflüssigkeit sondern stattdessen teilweise Luft ansaugt würde auch das Ergebnis der Ermittlung der Siebbeladung verfälscht werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform werden das obere Niveau der Spülflüssigkeit und das untere Niveau der Spülflüssigkeit in einer Ablaufwanne des Spülbehälters bestimmt, die sich am Boden des Spülbehälters befindet und in die das Siebsystem eingebracht ist.
Vorzugsweise werden das obere Niveau der Spülflüssigkeit und das untere Niveau der Spülflüssigkeit nach dem Siebsystem bestimmt. Das hat den Vorteil, dass die Verunreinigungen aus der Spülflüssigkeit herausgefiltert sind und somit die Messeinrichtung nicht beeinflussen können. Sollen die Niveaus vor dem Sieb bestimmt werden, so kann die Messeinrichtung in der Ablaufwanne vor dem Sieb oder im Spülbehälter angebracht werden.
Das obere Niveau der Spülflüssigkeit und das untere Niveau der Spülflüssigkeit werden mit wenigstens einer Niveaumesseinrichtung bestimmt. Die Bestimmung des oberen und unteren Niveaus vor dem Siebsystem oder nach dem Siebsystem kann wahlweise mit zwei oder mit nur einer Sensoreinrichtung erfolgen. Als Niveaumesseinrichtung kann vorzugsweise ein Drucksensor wie in DE 41 40 949 C2 offenbart, aber auch ein Füllstandsensor, z. B. ein optischer Füllstandsensor mit zugeordneter Schalteinrichtung eingesetzt werden.
Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn als Niveaumesseinrichtung eine Messeinrichtung zur Einstellung des Arbeitsniveaus in der Geschirrspülmaschine verwendet wird. Das erspart das Anbringen einer weiteren Messeinrichtung. Dadurch wird eine weitere Leckagestelle am Spülbehälter vermieden und es kann eine zusätzliche Abdichtung eingespart werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform werden das obere Niveau der Spülflüssigkeit und das untere Niveau der Spülflüssigkeit durch die Schaltpunkte der Niveaumesseinrichtung bestimmt. Das hat zum einen den Vorteil, dass nur eine Messeinrichtung notwendig ist. Des Weiteren ist keine große Volumendifferenz der Spülflüssigkeit und damit auch keine große Pumpenleistung notwendig, um die für die Ermittlung der Siebbeladung notwendige Niveaudifferenz einzustellen.
Zur Erkennung der Beladung des Siebsystems ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die ermittelte Differenz aus dem, dem oberen Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert der Prozessgröße und dem, dem unteren Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert der Prozessgröße mit einem oder mehreren Referenzwerten verglichen wird. Dazu kann beispielsweise zu wenigsten zwei Zeitpunkten während eines Spülvorganges oder mehrerer aufeinander folgender Spülvorgänge die Differenz aus den, dem oberen Niveau und den, dem unteren Niveau zugeordneten Werten ermittelt werden. Werden diese Differenzbeträge miteinander verglichen, so lässt sich eine Aussage über den zeitlichen Verlauf der Siebbeladung machen.
Besonders vorteilhaft ist es wenn der Referenzwert der Differenz aus dem, dem oberen Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert der Prozessgröße und dem, dem unteren Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert der Prozess größe bei unbeladenem Sieb entspricht. Die ermittelten Differenzbeträge können dann mit diesem Referenzwert verglichen werden und es kann festgestellt werden wie weit die Siebbeladung fortgeschritten ist. Das ist von Vorteil, wenn beispielsweise eine unvollständige Abreinigung des Siebes erkannt werden soll.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird der Referenzwert für das unbeladene Sieb beim ersten Anfahren der Geschirrspülmaschine ermittelt, vorzugsweise werkseitig, oder wird werkseitig vorgegeben.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Referenzwert der Differenz aus dem, dem oberen Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert der Prozessgröße und dem, dem unteren Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert der Prozessgröße bei einer maximalen Siebbeladung entspricht. Die maximale Siebbeladung kann eine beliebige Grenzbeladung sein, die von einer unvollständigen Abreinigung der Siebe bis hin zu einem vollständig verstopften Sieb verschiedenen Zuständen zugeordnet werden kann.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform wird bei Erreichen der maximalen Siebbeladung ein Siebreinigungsvorgang ausgelöst. Zur Entfernung der Verschmutzungen auf dem Siebsystem kann der Reinigungsvorgang dann beispielsweise tangentiales Spülen oder Rückspülen des Siebsystems umfassen.
Insbesondere vorteilhaft ist, wenn bei Erreichen der maximalen Siebbeladung eine Anzeige ausgelöst wird. Das kann unter anderem von Vorteil sein, wenn das Siebsystem so stark verschmutzt ist, dass es aus der Maschine entfernt und mechanisch abgereinigt werden muss.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird vorteilhaft während des Betriebs der Geschirrspülmaschine, vorzugsweise während des Befüllens der Geschirrspülmaschine mit Flüssigkeit durchgeführt. Wird das Siebsystem zu Beginn jedes Spülvorganges getestet, ist stets ein optimaler Betrieb des Geschirrspülers gewährleistet. Von Vorteil kann es zudem sein das Siebsystem am Ende eines Spülvorganges zu testen und gegebenenfalls abzureinigen, damit die Schmutzstoffe zwischen den Spülvorgängen nicht zusammenbacken oder am Sieb anbacken können.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert.
Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
1 eine Prinzipskizze der Betriebsverhältnisse in einem Spülbehälter mit Ablaufwanne bei beladenem Siebsystem und niedriger Umwälzpumpendrehzahl,
2 eine Prinzipskizze der Betriebsverhältnisse in einem Spülbehälter mit Ablaufwanne bei beladenem Siebsystem und hoher Umwälzpumpendrehzahl,
3 ein Diagramm das die Abhängigkeit des Wasservolumens in der Geschirrspülmaschine von der Drehzahl der Umwälzpumpe darstellt,
4 ein Diagramm das die Abhängigkeit des Spülflüssigkeitsniveaus in der Ablaufwanne nach dem Siebsystem von der Drehzahl der Umwälzpumpe darstellt,
5 ein Diagramm das die Abhängigkeit der Siebbeladung von der Drehzahldifferenz der Umwälzpumpe darstellt.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in den 1 bis 5 mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 veranschaulicht die prinzipiellen Betriebsverhältnisse in einem Spülbehälter mit Ablaufwanne bei beladenem Siebsystem und niedriger Umwälzpumpendrehzahl. Am Boden eines teilweise dargestellten Spülbehälters 1 ist eine Ablaufwanne 2 angebracht. Die Öffnung der Ablaufwanne 2 in den Spülbehälter 1 wird von einer Siebplatte 3 eines herausnehmbaren Siebsystems abgedeckt. Das Siebsystem besteht aus der Siebplatte 3 und einem Siebstutzen 4, der mittig auf der Siebplatte 3 aufgesetzt ist und in die Ablaufwanne 2 hineinragt. Der Siebstutzen 4 ist auf der, dem Spülbehälter 1 abgewandten Seite geöffnet und reicht bis zum Ansaugstutzen einer Entleerungspumpe 5. Das Siebsystem ist in der Regel aus mehreren Sieben mit unterschiedlichen Öffnungsweiten aufgebaut. Dabei besitzt beispielsweise der Bereich der Siebplatte 3, der den Siebstutzen 4 abdeckt größere Öffnungen als die angrenzenden Bereiche, damit die Schmutzpartikel in den Siebstutzen 4 gelangen können und von dort mit Hilfe der Entleerungspumpe 5 ausgetragen werden. An der Ablaufwanne 2 ist seitlich über dem Boden der Ansaugstutzen der Umwälzpumpe 6 angebracht.
Die Spülflüssigkeit, in der Regel Wasser, strömt über einen hier nicht gezeigten Zulauf in den Spülbehälter 1 und von dort in die Ablaufwanne 2 bis in der Ablaufwanne 2 ein Arbeitsniveau erreicht ist, das über eine hier ebenfalls nicht dargestellte Niveaumesseinrichtung zwischen dem Siebstutzen 4 und der Außenwand der Ablaufwanne 2 bestimmt wird. Wird nun die Spülflüssigkeit durch die Umwälzpumpe 6 im Kreis geführt, so stellt sich in Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit vor und nach dem Siebstutzen 4 jeweils ein unterschiedlich hohes Niveau der Spülflüssigkeit ein. Die Strömungsgeschwindigkeit der Spülflüssigkeit wird beispielsweise über die Drehzahl der Umwälzpumpe 6 eingestellt. 1 zeigt die Flüssigkeitsniveaus vor und nach dem Siebstutzen 4 bei niedriger Pumpendrehzahl n*. Das Flüssigkeitsniveau auf der Saugseite der Umwälzpumpe, das im Folgenden als oberes Niveau 7 bezeichnet wird ist niedriger als das Flüssigkeitsniveau innerhalb des Siebstutzens 4.
2 zeigt eine Prinzipskizze der Betriebsverhältnisse in dem vorangehend beschriebenen Spülbehälter mit Ablaufwanne bei beladenem Siebsystem und hoher Umwälzpumpendrehzahl n. Das Flüssigkeitsniveau auf der Saugseite der Umwälzpumpe, im Folgenden als unteres Niveau 8 bezeichnet, ist hier deutlich niedriger als bei niedriger Drehzahl n* (1). Das ist damit zu begründen, dass bei erhöhter Strömungsgeschwindigkeit der Druckverlust des Siebsystems größer ist und damit vor dem Siebsystem mehr Spülflüssigkeit aufgestaut werden muss um den nötigen Flüssigkeitsdruck zur Überwindung des Siebsystems aufzubauen. Aus der, dem oberen Niveau 7 (1). zugeordneten Umwälzpumpendrehzahl n* und der, dem unteren Niveau 8 (2) zugeordneten Umwälzpumpendrehzahl n lässt sich eine Drehzahldifferenz Δn = n – n* ermitteln, die notwendig ist, um das Flüssigkeitsniveau zwischen dem oberen Niveau 7 und dem unteren Niveau 8 zu verändern.
3 zeigt das Wasservolumen in der Geschirrspülmaschine als Funktion der Drehzahl der Umwälzpumpe. Auf der x-Achse ist die Drehzahl n der Umwälzpumpe und auf der y-Achse das Wasservolumen V aufgetragen. Die als durchgezogene Linien dargestellten Kurven K1 bis K3 sind einem unbeladenen Siebsystem zuzuordnen. Die als gestrichelte Linien dargestellten Kurven K4 bis K6 stellen das Verhalten eines beladenen Siebsystems dar. Das untere Niveau 8 und das obere Niveau 7 der Spülflüssigkeit wird in der Ablaufwanne nach dem Siebsystem bestimmt (vgl. 1 und 2).
Die im Diagramm veranschaulichte Abhängigkeit des Wasservolumens von der Umwälzpumpendrehzahl lässt sich unabhängig von der eingesetzten Niveaumesseinrichtung ermitteln. Speziell für das in 3 dargestellte Diagramm wurde eine Messeinrichtung zur Bestimmung des Arbeitsniveaus in der Ablaufwanne wie sie auch in der Praxis Verwendung mittels Drucksensor findet, vorausgesetzt. Das untere Niveau 8 und das obere Niveau 7 der Spülflüssigkeit wird dabei durch die Schalthysterese der Niveaumesseinrichtung festgelegt. Das obere Niveau 7 entspricht dem Schaltpunkt (SP) der Niveaumesseinrichtung. Bei Erreichen dieses Niveaus wird in der Praxis eine Flüssigkeitszugabe in den Spülbehälter unterbrochen. Das untere Niveau 8 entspricht dem Rückschaltpunkt (RSP) der Niveaumesseinrichtung. Wird dieses Niveau unterschritten, so wird in der Praxis eine Flüssigkeitszugabe in den Spülbehälter ausgelöst und zwar solange, bis der Schaltpunkt (SP) bzw. das obere Niveau 8 erreicht ist. Die Kurven K3 und K6 im Diagramm veranschaulichen den Wasserbedarf bei einem konstant gehaltenen oberen Niveau (SP) und die Kurven K2 und K5 bei einem konstant gehaltenen unteren Niveau (RSP).
Die Kurve K1 im Diagramm stellt die theoretische Abhängigkeit des Wasservolumens in der Geschirrspülmaschine von der Umwälzpumpendrehzahl für ein unbeladenes Sieb dar. In der Praxis wird jedoch die Spülflüssigkeit durch die Geschirrspülmaschine und über ein Siebsystem mit mehreren Sieben geführt. Bei der Betrachtung dieses Gesamtsystems ergeben sich bei unbeladenem Siebsystem die parallelen Kurven K2 und K3 als Funktion der Umwälzpumpendrehzahl. Wird die Drehzahl der Umwälzpumpe erhöht, sinkt das Niveau der Spülflüssigkeit nach dem Sieb system. Um das Niveau auf dem Schaltpunkt oder dem Rückschaltpunkt konstant zu halten muss mehr Spülflüssigkeit in den Umwälzkreislauf gebracht werden und das Wasservolumen im Geschirrspüler steigt an. Die Volumendifferenz ΔV zwischen den beiden durchgezogenen Linien entspricht der Volumendifferenz in der Ablaufwanne zwischen dem Schaltpunkt und dem Rückschaltpunkt. Die Kurven K2 und K3 sind genau um diese Volumendifferenz parallel verschoben.
Die Kurve K4 im Diagramm stellt die theoretische Abhängigkeit des Wasservolumens in der Geschirrspülmaschine von der Umwälzpumpendrehzahl für ein beladenes Sieb dar. Es ist deutlich zu erkennen, dass bei beladenem Sieb das Wasservolumen mit steigender Drehzahl sehr viel stärker ansteigt als bei unbeladenem Sieb. Die beiden Kurven K5 und K6 zeigen die tatsächliche Abhängigkeit des Wasservolumens in der Geschirrspülmaschine von der Umwälzpumpendrehzahl bei beladenem Siebsystem. Dabei veranschaulichen K5 und K6 wiederum den Wasserbedarf bei einem konstant gehaltenen oberen Niveau (SP) und einem konstant gehaltenen unteren Niveau (RSP). Das Wasservolumen nimmt bei beladenem Siebsystem mit steigender Drehzahl sehr viel stärker zu als bei unbeladenem Siebsystem. Die Volumendifferenz ΔV zwischen den Kurven K5 und K6 entspricht wiederum der Volumendifferenz in der Ablaufwanne zwischen dem Schaltpunkt und dem Rückschaltpunkt.
Wird nun beispielsweise die Drehzahl der Umwälzpumpe ausgehend von einer hohen Drehzahl n erniedrigt, bis sich das Wasservolumen im Geschirrspüler bei konstantem Niveau um ΔV verringert, so wird bei beladenem Sieb eine Erniedrigung auf die Drehzahl n* ausreichen, bei unbeladenem Sieb ist die Drehzahl auf den niedrigeren Wert n** zu reduzieren. Die notwendige Drehzahldifferenz Δn2 ist also für das beladene Sieb kleiner als für das unbeladene Sieb (Δn1) und das im gesamten, im Diagramm dargestellten Drehzahlbereich. Aus diesem Zusammenhang kann die Beladung des Siebsystems abgeleitet werden.
4 zeigt das Spülflüssigkeitsniveau nach dem Siebsystem als Funktion der Drehzahl der Umwälzpumpe. Auf der x-Achse ist die Drehzahl n der Umwälzpumpe und auf der y-Achse das Spülflüssigkeitsniveau N aufgetragen. Die als durchgezogene Linien dargestellten Kurven K1 bis K3 sind dem unbeladenen Siebsystem zuzuordnen. Die gestrichelt dargestellten Kurven K4 bis K6 veranschaulichen das Verhalten bei beladenem Siebsystem. Das untere Niveau (RSP) und das obere Niveau (SP) der Spülflüssigkeit wird in der Ablaufwanne nach dem Siebsystem durch die Schaltpunkte der Niveaumesseinrichtung bestimmt (vgl. 3).
Die Kurven K1 bis K3 bzw. K4 bis K6 veranschaulichen die Veränderung des Spülflüssigkeitsniveaus bei einem konstant gehaltenen Wasservolumen im Geschirrspüler. K2 und K5 beziehen sich dabei auf den gleichen Wert für das konstante Wasservolumen. Der Wert entspricht hier dem für das Erreichen des. unteren Niveaus (RSP) bei einer vorgegebenen Drehzahl notwendigen Wasservolumens. Für K4 und K6 ist ebenfalls jeweils das gleiche, konstante Wasservolumen zugrunde gelegt. Das Wasservolumen entspricht in diesem Fall dem Volumen, das bei der vorgegebenen Drehzahl für das Erreichen des oberen Niveaus (SP) notwendig ist. Die Niveaudifferenz ΔN zwischen den Kurven K2 und K3 bzw. K5 und K6 entspricht dem Höhenunterschied in der Ablaufwanne zwischen dem Schaltpunkt und dem Rückschaltpunkt der Niveaumesseinrichtung.
Die Kurven K1 und K4 stellen die theoretische Abhängigkeit des Flüssigkeitsniveaus von der Umwälzpumpendrehzahl für ein unbeladenes Sieb und ein beladenes Sieb dar. Bei der Betrachtung des Gesamtsystems ergeben sich bei unbeladenem Siebsystem die Kurven K2 und K3 und bei beladenem Siebsystem die Kurven K5 und K6.
Wird nun beispielsweise die Drehzahl der Umwälzpumpe ausgehend von einer hohen Drehzahl n erniedrigt, bis das Niveau in der Ablaufwanne um den Wert ΔN zwischen dem durch die Schaltpunkte der Niveaumesseinrichtung vorgegebenen oberen und unteren Niveau abgesunken ist, so reicht bei beladenem Sieb eine Erniedrigung auf die Drehzahl n* aus. Bei unbeladenem Sieb ist die Drehzahl auf den niedrigeren Wert n** zu reduzieren. Die notwendige Drehzahldifferenz Δn2 ist kleiner für das beladene Sieb als Δn1 für das unbeladene Sieb (im gesamten dargestellten Drehzahlbereich). Es ergibt sich also dieselbe Abhängigkeit der Siebbeladung von der Drehzahldifferenz wie in 3.
In 5 ist die Siebbeladung x gegen die Drehzahldifferenz der Umwälzpumpe Δn für die Veränderung des Flüssigkeitsniveaus zwischen dem Schaltpunkt und dem Rückschaltpunkt aufgetragen. Das Diagramm veranschaulicht, dass die Siebbeladung umso niedriger ist, je höher die notwendige Drehzahldifferenz für die Veränderung des Flüssigkeitsniveaus zwischen dem oberen und dem unteren Niveau ist.
Für die Ermittlung der Beladung des Siebsystems können nun zu verschiedenen Zeitpunkten eines Spülvorgangs oder mehrerer aufeinanderfolgender Spülvorgänge die notwendigen Drehzahldifferenzbeträge ermittelt und miteinander oder mit einem Referenzwert verglichen werden. Wird als Referenzwert eine Drehzahldifferenz vorgegeben die einer beliebigen Grenzbeladung entspricht, so kann bei Errei chen dieses Referenzwertes beispielsweise ein Siebreinigungsvorgang ausgelöst werden. Entspricht ein Referenzwert der Drehzahldifferenz bei unbeladenem Siebsystem und ein weiterer Referenzwert der Drehzahldifferenz bei maximaler Beladung, kann beispielsweise der Grad der Verschmutzung ausgewertet werden.
Ferner ließe sich auch direkt aus dem in 3 und 4 dargestellten Zusammenhang zwischen Wasservolumen und Umwälzpumpendrehzahl oder Spülflüssigkeitsniveau und Umwälzpumpendrehzahl die Beladung des Siebsystems ableiten. Dazu könnte beispielsweise aus 3 der Betrag der Steigung der Kurven K2 oder K3 und K5 oder K6 in dem eingestellten Drehzahlbereich ermittelt und miteinander verglichen werden. Dasselbe gilt für 4. Die Steigungen für das unbeladene und das beladene Sieb ergeben sich bei 3 aus dem Quotienten aus Volumendifferenz ΔV. durch Drehzahldifferenz Δn1 oder Δn2 und bei 4 aus dem Quotienten aus Niveaudifferenz ΔN durch Drehzahldifferenz Δn1 oder Δn2. Der ermittelte Quotient ist in beiden Fällen für das beladene Sieb betragsmäßig höher als für das unbeladene Sieb. Durch Vergleich der ermittelten Werte miteinander oder mit einem oder mehreren Referenzwert(en) kann eine vorhandene Verschmutzung oder auch der Grad der Verschmutzung festgestellt werden.
Neben der Drehzahldifferenz kann somit auch die notwendige Zeit bzw. auch das zeitliche Änderungsverhalten für die Einstellung des Flüssigkeitsniveaus zwischen dem unteren Niveau (RSP) und dem oberen Niveau (SP) bei konstant schneller Drehzahlerhöhung oder -erniedrigung bestimmt und für die Auswertung der Siebbeladung herangezogen werden. Hier ergibt sich eine ähnliche Abhängigkeit wie bei der Ermittlung der Drehzahldifferenz. Bei beladenem Siebsystem wird die Niveaudifferenz schneller über wunden, als bei unbeladenem Siebsystem. Alternativ ist auch eine Auswertung eines Drehzahldifferenzwertes für einen anders als den Schaltpunkt (SP) und Rückschaltpunkt (RSP) des Drucksensor definierbaren Bezugswertes denkbar, oder aber zumindest die Aufnahme eines weiteren Bezugspunktes zu dem bereits vorgeschlagenen Rückschaltpunkt (RSP) und Schaltpunkt (SP) des Drucksensors möglich. Damit ergeben sich für die Auswertung des/der Drehzahldifferenzwerte(s) und/oder deren zeitlichen bzw. zeitlichen Änderungsverhaltens zahlreiche Variationsmöglichkeiten.

1: Spülbehälter
2: Ablaufwanne
3: Siebplatte
4: Siebstutzen
5: Entleerungspumpe
6: Umwälzpumpe
7: oberes Niveau
8: unteres Niveau
K1 bis K6: Kurven

Claims

Verfahren zur Erkennung der Beladung eines Siebsystems einer Geschirrspülmaschine, die einen Umwälzkreis mit einem Siebsystem und eine Umwälzpumpe zum Umwälzen der Spülflüssigkeit umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz aus einem, einem oberen Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert einer in eindeutigem Zusammenhang mit der Drehzahl der Umwälzpumpe stehenden Prozessgröße, insbesondere der Umwälzpumpendrehzahl, des Umwälzpumpenförderdrucks, der elektrischen Förderleistung der Umwälzpumpe, der mechanischen Förderleistung der Umwälzpumpe, des Volumenstroms der Spülflüssigkeit oder der Strömungsgeschwindigkeit der Spülflüssigkeit, und einem, einem unteren Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert der in eindeutigem Zusammenhang mit der Drehzahl der Umwälzpumpe stehenden Prozessgröße, insbesondere der Umwälzpumpendrehzahl, des Umwälzpumpenförderdrucks, der elektrischen Förderleistung der Umwälzpumpe, der mechanischen Förderleistung der Umwälzpumpe, des Volumenstroms der Spülflüssigkeit oder der Strömungsgeschwindigkeit der Spülflüssigkeit, ermittelt und als Maß für die Siebbeladung herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der minimale Wert der Prozessgröße durch das obere Niveau der Spülflüssigkeit nach dem Siebsystem oder das untere Niveau der Spülflüssigkeit vor dem Siebsystem begrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der minimale Wert der Prozessgröße durch das Arbeitsniveau der Geschirrspülmaschine bestimmt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der maximale Wert der Prozessgröße durch das untere Niveau der Spülflüssigkeit nach dem Siebsystem oder das obere Niveau der Spülflüssigkeit vor dem Siebsystem begrenzt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das obere Niveau der Spülflüssigkeit und das untere Niveau der Spülflüssigkeit in einer Ablaufwanne des Spülbehälters bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das obere Niveau der Spülflüssigkeit und das untere Niveau der Spülflüssigkeit nach dem Siebsystem bestimmt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das obere Niveau der Spülflüssigkeit und das untere Niveau der Spülflüssigkeit mit wenigstens einer, vorzugsweise einer einzigen Niveaumesseinrichtung bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem als Niveaumesseinrichtung eine Messeinrichtung zur Einstellung des Arbeitsniveaus in der Geschirrspülmaschine verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, bei dem das obere Niveau der Spülflüssigkeit und das untere Niveau der Spülflüssigkeit durch die Schaltpunkte der Niveaumesseinrichtung bestimmt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die ermittelte Differenz aus dem, dem oberen Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert der Prozessgröße und dem, dem unteren Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert der Prozessgröße mit einem oder mehreren definierbaren Referenzwert(en) oder definierbaren Referenzwertkennlinien verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Referenzwert der Differenz aus dem, dem oberen Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert der Prozessgröße und dem, dem unteren Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert der Prozessgröße bei unbeladenem Sieb entspricht.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Referenzwert für das unbeladene Sieb beim ersten Anfahren der Geschirrspülmaschine ermittelt wird, vorzugsweise werkseitig, oder werkseitig vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Referenzwert der Differenz aus dem, dem oberen Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert der Prozessgröße und dem, dem unteren Niveau der Spülflüssigkeit zugeordneten Wert der Prozessgröße bei einer maximalen Siebbeladung entspricht.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem spätestens bei Erreichen der maximalen Siebbeladung ein Siebreinigungsvorgang ausgelöst wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem bei Erreichen der maximalen Siebbeladung und/oder einem anderen definierbaren Wert der Siebbeladung eine Anzeige ausgelöst wird und/oder zumindest am Programmende eines Spülprogrammes der Zustand der Siebbeladung angezeigt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem eine optische und/oder akustische und/oder bei vernetzten Geschirrspülma schinen eine Mitteilung an eine dezentral von der Geschirrspülmaschine befindliche Einheit erfolgt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, das während des Betriebs der Geschirrspülmaschine, vorzugsweise während und/oder kurz nach dem Befüllen der Geschirrspülmaschine mit Flüssigkeit durchgeführt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, das bei Erkennen zumindest eines definierbaren Siebbeladungszustandes einer oder mehrere Zwischenspülgänge zusätzlich in dem Spülprogrammablauf vorgesehen werden.