[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein steuerbares Ventil zum öffnen und Schließen einer
Flüssigkeitszuleitung in Geschirrspülmaschinen oder dergl., bei denen die Steuerung
der Flüssigkeitsfüllung in Abhängigkeit des Druckes in einem auf der Druckseite einer
Umwälzpumpe angeordneten Verteilsystem erfolgt.
[0002] Aus der DE-PS 26 46 383 ist es bekannt, im Verteilsystem auf der Druckseite einer
Umwälzpumpe einen Druckwächter anzuordnen, durch den ein steuerbares Ventil abhängig
vom Druck im Verteilsystem geöffnet und geschlossen wird, so daß bei nachlassendem
Druck mehr Wasser in die Maschine solange eingebracht wird, bis der Druck eine vorgegebene
Mindestgröße erreicht hat. Mit einer derartigen Steuervorrichtung wird erreicht, daß
bei hoher Beladung mit Schmutzanteilen, z.B. in einem Geschirrspüler, mehr Wasser
in der Maschine zum Tragen des Schmutzes bereitgestellt wird als beim Spülen mit geringer
Schmutzbeladung.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein steuerbares Ventil anzugeben, das unmittelbar
vom Druck im Verteilsystem gesteuert, die Wasserzufuhr auf einen Mindestdruck im Verteilsystem
einreguliert.
[0004] Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß dem Ventil eine an das Verteilsystem
anschließbare Druckmembran zugeordnet ist, deren Auslenkung ein das öffnen und Schließen
bewirkendes, steueraktives Teil bewegt.
[0005] Die heute in Wasch- und Geschirrspülmaschinen meist eingesetzten Ventile sind Magnetventile,
bei denen durch einen zumindest teilweise mit einem ferromagnetischen Material bestückter
federbelasteter Stößel gegen die Ausgleichsbohrung einer Ventilmembrane gedrückt wird.
Wird diese Ausgleichsbohrung geöffnet, so wird die Ventilmembrane unter dem Einfluß
des anliegenden Wasserdruckes im Sinne einer Öffnung des Ventils bewegt. Das Öffnen
dieser Ausgleichsbohrung geschieht durch einen Elektromagneten, der den Stößel bewegt.
[0006] Bei einem steuerbaren Ventil gemäß der Erfindung ist es vorteilhaft, von einem gleichartigen
Prinzip Gebrauch zu machen mit dem Unterschied jedoch, daß an die Stelle des Elektromagneten
als steueraktives Teil ein mechanisch bewegter Antrieb für den Stößel tritt. Die Übertragung
der Bewegung erfolgt dabei vorteilhaft unter Einsatz eines Permanentmagneten, der
den im Druckbereich des Wassers liegenden Stößel ausserhalb einer die Wasserführung
abschließenden Trennwand umschließt und ihn berührungslos bewegt. Der Antrieb dieses
Permanentmagneten erfolgt vorteilhaft kraftschlüssig durch die dem Verteilsystem zugeordnete
Druckmembrane.
[0007] Anhand der Zeichnung wird die Wirkungsweise des steuerbaren Ventils nach der Erfindung
beschrieben und Merkmale vorteilhafter Ausgestaltungsformen erläutert.
[0008] Das in die Wasserzuführung der Maschine eingesetzte steuerbare Ventil besteht aus
einem Gehäuse 1, in das eine Membrane 2 mit dem Ventilkörper 3 eingesetzt ist. Der
Wasseranschluß 4 mit dem eingesetzten Sieb 5 ist über dieses Ventil mit dem maschinenseitigen
Auslauf 6 verbunden. Der Ventilkörper 3 hat eine Ausgleichsbohrung 7, die durch den
Kopf 8 des Stößels 9 geöffnet und geschlossen werden kann. Wird der Stößel 9 durch
den Permanentmagneten 10 nach unten bewegt, so wird die Ausgleichsbohrung 7 geöffnet.
Der Wasserdruck bewegt die Membrane 2 nach unten, wodurch der Ventilkörper 3 abgehoben
und damit der Wasserdurchlaß geöffnet wird. Der Magnet 10 umschließt ein fingerförmiges
Teil 11 im Gehäuse 1, das die Wasserführung mit dem eingelegten Stößel 9 vom Magneten
10 trennt. Der Magnet 10 ist mit einer Feder 12 belastet, so daß dieser und damit
auch der Stößel 9 im Ruhezustand unten liegt, die Druckausgleichsbohrung 7 also geöffnet
und damit der Wasserzufluß freigegeben ist.
[0009] Der Magnet 10 ist in einem korbartigen Halter 13 angeordnet, der mit einer Bodenplatte
14 auf Tragteilen 15 der Membrane 16 sowie mittig an einem Stül
pteil 17 anliegt. Das Stülpteil 17 kann mit der Membrane 16 eine Einheit bilden. Die
Membrane 16 ist an den Trägerteilen 18 des Ventilgehäuses 1 abgestützt. Für die Montage
ist das Ventilgehäuse 1 mehrteilig ausgebildet und wie dargestellt mit einer Klemmhalterung
19 für die Membrane 16 versehen.
[0010] Am Stülpteil 17 greift ein Hubstößel 20 an, der an seinem gegenüberliegenden Ende
21 mit der Membrane 22 verbunden ist. Diese Membrane 22 erfasst den Druck in einem
Verteilsystem 23 gegen die Kraft der Feder 44. Eine Druckplatte 45 begrenzt den Hub
der Membrane 22.
[0011] Es ist ersichtlich, daß zwischen der Membrane 16 und den Trägerteilen 18 ein ringförmiger
Hohlraum gebildet ist, der über den Stutzen 24 mit einer Schlauchleitung 25 verbunden
ist. Hiermit kann ein maximaler Wasserstand erfaßt und begrenzt werden.
[0012] Der Korb 13 mit dem Permanentmagneten 10 bildet den steueraktiven Teil für das Ventil.
Am Korb 13 greift im Ausführungsbeispiel zusätzlich ein von einem Auftriebskörper
26 bewegtes Gestänge 27 und 28 derart an, daß bei einer Bewegung des Auftriebskörpers
26, der z.B. in einer Wasserauffangwanne im Sockel einer Maschine angeordnet sein
kann, der Korb 13 und damit auch über den Permanentmagneten 10 der Stößel 8 bewegt
wird. Mit dem Gestänge 27 ist über einen Federbügel 29 ein elektrischer Steuerschalter
30 betätigbar, durch den z.B. das Magnetventil 31 bei einem auftretenden Leck abgeschaltet
und damit die Wasserzufuhr über den Ventilkörper 32 oder ein zweites Magnetventil
am Wasserhahn unterbunden werden kann. Die Spule des Magnetventils 31 kann den durch
die Feder 33 belasteten Stößel 34 von der Ausgleichsbohrung 35 abheben und damit den
Wasserzulauf durch das Sieb 5, die Bohrung 36 sowie die Bohrung 37 zum Auslauf 6 dann
freigeben, wenn auch die Ausgleichsbohrung 7 geöffnet und damit der Ventilkörper 3
von seinem Dichtsitz abgehoben ist.
[0013] Mit einem Steuerventil der beschriebenen Bauart ergeben sich nun folgende Betriebsmöglichkeiten:
[0014] Wird das Magnetventil 31 geöffnet und ist kein Druck im Verteilsystem 23 vorhanden,
dann fließt Wasser solange zu, bis das Magnetventil 31 z.B. durch den Befehl eines
Wasserstandsgebers geschlossen wird. In der Praxis kann das Ventil 31 zunächst geöffnet
bleiben. Wird die Umwälzpumpe bei geöffnetem Ventil 31 in Betrieb gesetzt, dann wird
die Wasserfüllung vom Druck im Verteilsystem 23 bestimmt.
[0015] Ist ein vorgegebener Wasserdruck im Verteilsystem 23 erreicht, so wird die Membrane
22 ausgelenkt und über den Hubstößel 20 die Bodenplatte 14 mit dem korbförmigen Träger
13 und dem Permanentmagneten 10 gegen die Kraft der Feder 12 angehoben. Der Permanentmagnet
10 nimmt den Stößel 9 berührungslos mit und schließt mit dem Kopf 8 die Druckausgleichsbohrung
7. Damit kommt der Ventilkörper 3 in die gezeichnete Lage. Der weitere Wasserzulauf
wird unterbunden.
[0016] Sinkt der Wasserdruck im Verteilsystem z.B. wegen der Aufnahme einer größeren Schmutzmenge
oder wegen Überdosierung des Spülmittels ab, so wird die Membrane 22 durch die Kraft
der Feder 44 wieder zurückgestellt. Damit wird über die beschriebenen Elemente der
Stößel 9 nach unten bewegt, die Druckausgleichsbohrung 7 geöffnet und damit auch der
Wasserzulauf wieder geöffnet. Dieses Spiel wiederholt sich solange, solange ein maximal
zulässiger Wasserstand in der Maschine nicht überschritten und/oder ein Leck aufgetreten
ist.
[0017] Der maximal zulässige Wasserstand kann in üblicher Weise überwacht werden. Mit einem
Ventil der beschriebenen Art kann dieser direkt erfasst werden. An die Leitung 25
ist ein nicht gezeichneter Windkessel oder dergl. angeschlossen, in dem mit steigendem
Füllstand in der Maschine der Luftdruck ansteigt. Dieser Luftdruck überträgt sich
auf die Membran 16 und diese bewegt über die Tragteile 15 die Bodenplatte 14 bei Überschreiten
eines vorgegebenen Druckes in gleicher Weise wie der Hubstößel 20. Auch durch diesen
Hub wird das steuerbare Ventil geschlossen, und zwar unabhängig vom Druck im Verteilsystem
23. Mit dieser Maßnahme ist sichergestellt, daß die Maschine
nur bis zu einem maximalen Füllstand gefüllt werden kann. Selbstverständlich kann
mit einer solchen Füllstandsmessung auch ein elektrischer Kontakt verbunden werden,
durch den in bekannter Weise bei zu hohem Füllstand die Abwasserpumpe eingeschaltet,
die Wasserfüllung also zumindest teilweise abgepumpt wird.
[0018] Tritt in der Maschine ein Leck auf, so wird durch das z.B. in einer Bodenwanne aufgefangene
Wasser der Auftriebskörper 26 bewegt. Über das Gestänge 28 wird dann der Körper 13
und damit der Permanentmagnet 10 gegen die Feder 12 bewegt, so daß auch bei einem
Leck das steuerbare Ventil geschlossen wird. Das Gestänge 27 wirkt zusätzlich über
einen Federbügel 29 auf den am Gehäuse 1 des Ventilkörpers angeordneten Mikroschalter
13, durch den neben dem Magnetventil 31 zwangsweise auch die ganze Maschine abgeschaltet
werden kann.
1. Steuerbares Ventil zum Öffnen und Schließen einer Flüssigkeitszuleitung (6) in
Geschirrspülmaschinen oder dergl., bei denen die Steuerung der Flüssigkeitsfüllung
in Abhängigkeit des Druckes in einem auf der Druckseite einer Umwälzpumpe angeordneten
Verteilsystem (23) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ventil eine an das Verteilsystem (23) anschließbare Druckmembrane (22) zugeordnet
ist, deren Auslenkung ein das Öffnen und Schließen bewirkendes, steueraktives Teil
(8, 9) bewegt.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das steueraktive Teil wie bei Elektro-Magnetventilen ein an sich bekannter Stößel
(9) ist, durch den eine Druckausgleichsbohrung (7) und damit auch das Ventil geöffnet
und geschlossen wird.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Druckmembrane (22) und Stößel (9) ein mit einem Permanentmagneten (10)
besetzter Halter (13) als Antrieb eingeschaltet ist, durch den der zumindest teilweise
aus ferromagnetischem Material bestehende Stößel (9) berührungslos bewegt werden kann.
4. Ventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (13) mit einer gegen die Druckmembrane (22) wirkenden Feder (12)
belastet ist.
5. Ventil nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (13) korbförmig ausgebildet ist, der eine Trennwand (11) für den
im Druckbereich der Flüssigkeitszufuhr liegenden Stößel (9) bzw. dessen Halterung
zumindest teilweise umschließt.
6. Ventil nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Druckmembrane (22) und steueraktivem Teil (9) bzw. dessen Antrieb (10)
eine ein Druckgefäß abschließende Steuermembrane (16) eingeschaltet ist, die das steueraktive
Teil (9) auch unabhängig von der Lage der Druckmembrane (22) bei auftretendem Innendruck
im Sinne einer Schließung des Ventils bewegen kann.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgefäß über eine Schlauchleitung (25) mit einem Windkessel oder einem
anderen Gefäß verbunden ist, dessen Luftinnendruck durch die Höhe des Flüssigkeitsstandes
in der Maschine bestimmt ist.
8. Ventil nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgefäß kreisringförmig ausgebildet und zur Bewegungsübertragung zwischen
der Außenseite der Druckmembrane (22) und dem Antrieb (13) ein das Druckgefäß zentrisch
durchdringender Hubstößel (20) eingesetzt ist.
9. Ventil nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Antrieb (10) des steueraktiven Teiles (9) ein von einem Auftriebskörper
(26) bewegtes Gestänge (27, 28) derart verbunden ist, daß bei Auftreten eines Flüssigkeitsstandes
im Bereich des Auftriebskörpers (26), z.B. in einer Auffangwanne im Sockel der Maschine,
das Ventil geschlossen wird.
10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bewegungsbereich des Gestänges (2 7, 28) am Ventil ein
elektrischer Steuerschalter (30) angeordnet ist.
11. Ventil nach Anspruch 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem im Zulauf vorgeschalteten elektromagnetischen Ventil (31) eine
Baueinheit bildet.