Für Einphasenwechselstrom anschluss ausgestattete Geschirrspülmaschine

Abstract

 Zum Antrieb der Umwälzpumpe (5) für das Reinigungs- und Spülwasser einer für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestatteten Geschirrspülmaschine findet ein Dreiphasendrehstrom-Motor Anwendung, welcher einen elektronisch gesteuerten Einphasenwechselstrom-Dreiphasendrehstrom-Frequenzumrichter mit Strom beaufschlagt wird.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine für Einphasenwechselstrom-Anschluß anschließbare Geschirrspülmaschine, insbesondere Geschirrspülmaschine für den typisch bestimmungsgemaßen Einsatz im Haushalt mit einer elektromotorisch angetriebenen Umwälzpumpe für das Reinigungs- und Spülwasser, mit dem das zu reinigende Gut unter Sprühdruck beaufschlagt wird.

[0002] Insbesondere in Räumen von privaten Wohnungen ist der Stromanschluß für Hausgeräte üblicherweise ausgelegt auf einen zweipoligen Einphasenwechselstrom-Anschluß von beispielsweise 230 V, wobei dieser Nominalwert in vorgegebenen Grenzen je Anschlußort unterschiedlich sein und auch je nach Belastung des Stromversorgungsnetzes zeitlich variieren kann.

[0003] Bei Geschirrspülmaschinen, insbesondere für den typisch bestimmungsgemaßen 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 beaufschlagt, dergestalt, daß dieses Wasser auf die Oberfläche des Geschirrs unter Druck aufgesprüht wird. Neben der Temperatur und Zugaben von Reinigungs- bzw. Spülmitteln ist der Wasser-Sprühdruck eine wesentliche Einflußgröße bei der Behandlung des zu reinigenden Geschirrs. Dieser Wasserdruck wird aufgebaut durch eine Wasser-Umwälzpumpe, welche aus dem Bodenbereich des spülbehälters das sich dort gesammelte Wasser ansaugt und über Sprühköpfe und/oder rotierende Sprüharme in ein oder mehreren Ebenen in den Spülraum auf das dort angeordnete Geschirr einsprüht.

[0004] Es ist bekannt, den auf das Geschirr wirkenden Sprühdruck in Abhängigkeit von der Art des Geschirrs und den Verschmutzungsgrade entsprechend zu wählen, wobei jedenfalls der Sprühdruck dahingehend limitiert sein sollte, daß vorhandenes, empfindliches Geschirr, wie Gläser, nicht zu schaden kommt.

[0005] Aufbauend auf diesem Erkenntnisstand liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine in Einphasenwechselstrom-Anschluß anzuschließende Geschirrspülmaschine mit einer Umwälzpumpe für das Reinigungs- und Spülwasser dahingehend auszugestalten, daß der sprühdruck auf das zu reinigende Geschirr der Art des Geschirrs und der Art der Verschmutzung durch Steuerung der Umwälzpumpenleistung mit möglichst geringer Energieaufnahme angepaßt werden kann.

[0006] Bei einer für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestatteten Geschirrspülmaschine wird diese erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß als Antriebsmotor für die Umwälzpumpe ein Dreiphasendrehstrom-Motor und zur Strombeaufschlagung dieses Dreiphasendrehstrom-Motors ein elektronisch gesteuerter Einphasenwechselstrom-Dreiphasendrehstrom-Frequenzumrichter angeordnet ist.

[0007] Eine nach diesen erfindungsgemäßen Merkmalen ausgestattete Geschirrspülmaschine ist wie üblich an die zweipolige Einphasensteckdose der Wechselstromversorgung anzuschließen und zeichnet sich durch ein gutes Anlaufverhalten und eine vergleichsweise geringe Geräuschentwicklung aus. Durch das entsprechend gesteuerte Anlaufverhalten kann der Wasserdruck im Wasserkanalsystem zu den Sprühköpfen und/oder Sprüharmen in zweckmäßiger Weise dosiert werden. Ein schlagartiges Verhalten durch Wasserstöße wird somit verhindert. Darüber hinaus bietet diese Ausführungsform der Erfindung auch die Voraussetzung für weitere vorteilhafte Ausführungsformen.

[0008] So ist eine besondere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Geschirrspülmaschine dadurch gekennzeichnet, daß ein Einphasenwechselstrom-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 unterliegt 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 konstant gehalten.

[0009] Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestatteten Geschirrspülmaschine ist die Ansteuerlogik von anwendungs- und/oder umfeldrelevanten gespeicherten Daten frequenzbestimmend für den den Dreiphasendrehstrom-Motor zugeführten Strom angesteuert.

[0010] 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 Geräuschentwicklungen ausgerichtet sind. Darüber hinaus kann es sich auch als zweckmäßig erweisen, die frequenzbestimmende Ansteuerlogik durch eine Sensorik anzusteuern, die den Wasserverschmutzungsgrad erfaßt.

[0011] Die erfindungsgemäße Maßnahme eignet sich auch ganz besonders für eine Umwälzpumpe mit einem motorischen Antrieb, von dem auch die Abwasserförderung bewerkstelligt wird. Die Ansteuerlogik für den Einphasenwechselstrom-Dreiphasendrehstrom -Frequenzumrichter ist dann steuertechnisch einfach in der Lage, sowohl die Drehrichtung als auch die Umdrehungszahl des Antriebsmotors auf optimale Anwendungsgegebenheiten auszurichten.

[0012] Ein nach den Merkmalen der Erfindung ausgestattetes Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung näher beschrieben.

[0013] Die Figur zeigt eine schematisiert dargestellte Spülmaschine mit einem Blockschaltbild für die Ansteuerung des Umwälzpumpen-Antriebsmotors.

[0014] 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 reinigende Geschirr gesprüht wird, wobei die Sprüharme durch entsprechende Ausrichtung ihrer Düsen in Drehung versetzt werden. Durch eine elektromotorisch angetriebenes Umwälzpumpensystem 5 wird das Spülwasser aus dem Bodenbereich 6 des Spülbehälters angesaugt und unter Druck über ein Rohrsystem 7 den Sprüharmen 4 zugeführt.

[0015] 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 umfaßt eine Ansteuerlogik 8.1 mit einer Schutzhaltung 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 Leistungsgleichrichter 8.5 vorgeschaltet.

[0016] Die Dreiphasen-Schaltstufe 8.3 besteht in an sich bekannter Weise aus einer dreistufigen Leistungs-Halbleiteranordnung, wobei jede Stufe zwei in Serie liegende, steuerbare Leistungs-Halbleiterelemente umfaßt. Die beiden jeweils in Serie liegenden Leistungs-Halbleiterelemente je einer Stufe sind wechselseitig in den Leit- bzw. in den Sperrzustand über
ihren Ansteuereingang geschaltet, so daß jeweils durch zyklisches Ansteuern der drei Stufen der Dreiphasen-Schaltstufe 8.3 aus dem dieser Dreiphasen-Schaltstufe 8.3 zugeführten Gleichstrom ein Dreiphasenwechselstrom generiert wird, welcher dem Dreiphasendrehstrom-Motor zum Antrieb der Umwälzpumpe 5 zugeführt wird. Obwohl ein derartiger Motor ein asynchrones Verhalten beinhaltet, so ist er dennoch bestrebt, synchron mit der angelegten Drehstromfrequenz den in ihm erzeugten Drehfeld zu folgen, wobei im eingeschwungenen Zustand lediglich der Rotor mit unterschiedlichem Nachlaufwinkel dem aufgeprägten Drehfeld nacheilt. Somit ist die angelegte Frequenz in hohem Maße verantwortlich für die erzielte Antriebsgeschwindigkeit des Dreiphasendrehstrom-Motors und damit für die Förderleistung und den erzielten Förderdruck der Umwälzpumpe 5.

[0017] Die Ansteuerung der Dreiphasendrehstrom-Schaltstufe 8.3, die in Abhängigkeit von Signalen eines Mikroprozessors 9 erfolgt, kann von entsprechenden Leistungssteuermodulen vorgenommen 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.

[0018] Der Leistungsgleichrichter 8.5 ist eingangsseitig an einer Wechselspannungsquelle (230 V Wechsel) angeschaltet, wie sie typischerweise und insbesondere im Haushalt durch öffentliche Stromversorgung über zweipolige Steckdosen mit Schutzteilen verfügbar ist. Zwischen der Wechselspannungsquelle und dem Leistungsgleichrichter 8.5 ist eine Entstörungseinheit 12 zwischengeschaltet, die die insbesondere öffentliche Stromversorgung von Störungen hochfrequenter Art aus dem Gerät weitestgehend abschottet oder auch umgekehrt gegen derartige Störungen wirkt. Damit wird auch einer gegenseitigen Störung von Geräten im engeren Umfeld des Haushaltes entgegengewirkt.

[0019] Der Mikroprozessor 9 ist im vorliegenden Fall mit zwei Sensoren S1 und S2 verbunden. Der Sensor S1 ist als Drucksensor ausgestaltet und in der von der Umwälzpumpe 5 wegführenden Wasserführung zu den Sprüharmen angeordnet, während der Sensor S2 im Bodenbereich 5 des Spülbehälters 1 für die Messung des verschmutzungsgrades des Wassers angeordnet und ausgelegt ist. Sensoren für weitere Einflußgrößen, die beachtenswert erscheinen, z.B. Temperatursensoren zur Überwachung der Motorbeanspruchung, können ebenfalls an den Mikroprozessor angeschlossen werden.

[0020] Zusätzlich werden dem Mikroprozessor 9 Werte über eine analoge und/oder digitale Eingabe E1, E2 von der Bedienungsperson des Gerätes zugeführt. Diese Werte entsprechen der Ein-schätzung und dem Wunsch der Bedienungsperson, welche Ausgangssituation bezüglich der Art und des Verschmutzungsgrades des Geschirrs gegeben ist und welches Reinigungsergebnis erzielt werden soll.

[0021] Dem Mikroprozessor 9 kann ein Speichermodul zugeordnet sein, welches in Abhängigkeit des gewünschten Spül- und Reinigungsvorgangs auch periodenweise zur Veränderung des Sprühwasserdrucks durch unterschiedliche Ansteuerung des Einphasenwechselstrom-Dreiphasendrehstrom-FrequenzumrichterS 8 bezüglich der Frequenz des Dreiphasenwechselstroms führt.

[0022] Der Mikroprozessor 9 sowie die sonstigen Ansteuermodule werden in bekannter Weise über eine Stromversorgungsstufe 11 mit dem erforderlichen geglätteten Niedervolt-Gleichstrom versorgt.

Ansprüche

1. Für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestattete Geschirrspülmaschine, insbesondere Geschirrspülmaschine für den typisch bestimmungsgemäßen Einsatz im Haushalt mit einer elektromotorisch angetriebenen Umwälzpumpe für das Reinigungs- und Spülwasser, mit dem das zu reinigende Gut unter Sprühdruck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsmotor für die Umwälzpumpe (5) ein Dreiphasendrehstrom-Motor und zur Strombeaufschlagung dieses Dreiphasendrehstrom-Motors ein elektronisch gesteuerter Einphasenwechselstrom-Dreiphasendrehstrom-Frequenzumrichter (8) angeordnet sind.

2. Für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestattete Geschirrspülmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einphasenwechselstrom-Dreiphasendrehstrom-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 Geschirrspülmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerlogik (8.1) von anwendungs- und umfeldrelevanten gespeicherten Daten frequenzbestimmend für den dem Drehstrom-Asynchronmotor zugeführten Strom angesteuert ist.

4. Für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestattete Geschirrspülmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzbestimmende Ansteuerlogik (8.1) von in Abhängigkeit vom zu reinigenden Gut eingegebenen Daten.

5. Für Einphasenwechselstrom-Anschluß ausgestattete Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzbestimmende Ansteuerlogik (8.1) wasserverschmutzungsabhängig ansteuerbar ist.

Zeichnung