[0001] Die Erfindung betrifft eine Spülmaschine mit einem Spülbehälter, in dem wenigstens
eine mit Sprühdüsen bestückte Sprüheinrichtung um eine in der Gebrauchslage der Spülmaschine
wenigstens annähernd vertikale Achse rotierbar gelagert ist, mit Mitteln zur Versorgung
der Sprüheinrichtung bzw. der Sprühdüsen mit Spülflüssigkeit.
[0002] Bei konventionellen Spülmaschinen bestehen die Sprühstrahlen, die aus den Sprühdüsen
austreten, aus einer Tropfenfolge. Beim Auftreffen auf die Spülgutoberfläche erzeugen
die einzelnen Tropfen eine Flüssigkeitsoberfläche, die die Reinigungswirkung der nachfolgenden
Tropfen abschwächen kann. Aus diesem Grund ist es aus der
EP 0 659 381 B1 bekannt, eine Sprüheinrichtung intermittierend mit einer wechselweisen Sequenz von
Sprühzeiträumen und Pausen zu betreiben. Dies wird über das Ein- und Ausschalten der
Umwälzpumpe erreicht. Aus der
CH-PS 384 795 ist eine Spülmaschine bekannt, bei der impulsmodulierte Flüssigkeitsstrahlen zur
Reinigung von Gegenständen verwendet werden. Die Modulation erfolgt durch einen hydraulischen
Widder oder durch Ventile oder Schieber. Die
EP 1 040 786 B1 zeigt eine Spülmaschine mit einem Sprüharm, bei dem intermittierend zu den Hauptdüsen
Zusatzdüsen zugeschaltet werden. Das Öffnen und Sperren der Zusatzdüsen erfolgt über
einen Federmechanismus, welcher über eine Erhöhung des Umwälzpumpen-Drucks betätigt
wird.
[0003] In bekannten Spülmaschinen (
EP 0 943 282 B1) mit mehreren Sprüharmen wird außerdem das sogenannte Wechsel- oder Intervallspülen
eingesetzt, bei dem jeweils nur einer der Sprüharme mit Spülflüssigkeit versorgt wird
und die Zuleitung zu den anderen Armen gesperrt ist. Da hierdurch der Anteil der in
den Flüssigkeitswegen zu den Sprüharmen befindlichen Flüssigkeit verringert wird,
besteht die Möglichkeit, die Umwälzpumpe mit einem geringeren Flüssigkeitsdurchsatz
zu betreiben und somit Wasser einzusparen.
[0004] Aus dem Stand der Technik sind außerdem Sprüharme bekannt, die derart ausgelegt sind,
dass sie insbesondere Problemzonen im Spülbehälter berücksichtigen. Hier wird beispielsweise
auf die
EP 0 974 302 B1 verwiesen, die eine Spülvorrichtung für eine Geschirrspülmaschine offenbart, dessen
Sprüharm über so genannte Eckspritzdüsen verfügt. Eine andere Lösung aus dem Stand
der Technik ist beispielsweise aus dem
deutschen Gebrauchsmuster 297 18 777 bekannt. Dort wird beschrieben, dass ein Hauptspülarm sowie ein Hilfsspülarm, der
drehbar am Hauptspülarm befestigt ist, an der Wand der Geschirrspülmaschine entlang
streicht und unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft durch die Eckbereiche geführt
wird. Dies sind beispielsweise Lösungen des Standes der Technik, die insbesondere
Problemzonen in dem Spülbehälter verbessert reinigen sollen. Diese Lösungen des Standes
der Technik steigern zwar die räumliche Effizienz der Reinigung jedoch nicht die Effizienz
der einzelnen Sprühstrahlen, die aus dem Sprüharm auf das Geschirr während der Reinigung
einwirken.
[0005] Der Erfindung stellt sich somit das Problem, bei einer Spülmaschine der eingangs
genannten Art auf einfache Weise eine Modulation der Sprühstrahlen zu bewirken und
hierdurch eine bessere Reinigung bei gleichzeitiger Wassereinsparung zu erreichen.
[0006] Erfindungsgemäß wird dieses Problem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden
Unteransprüchen.
[0007] Durch die erfindungsgemäße Unterbrechung der Sprühstrahlen wird auf einfache Weise
eine Verbesserung des Spülergebnisses dadurch erreicht, dass die den Reinigungseffekt
des Sprühstrahls mindernde Flüssigkeitsoberfläche auf dem Spülgut verringert wird.
Dabei wird außerdem eine Wassereinsparung erreicht, ohne dass "Schattenzonen" mit
verringerter Besprühung des Spülguts entstehen. Da infolge der wechselweisen Unterbrechung
der Sprühstrahlen deren Druck erhöht wird, werden Anhaftungen am Spülgut besser gelöst
und somit trotz der Wassereinsparung ein besseres Spülergebnis erzielt. Auf das zu
reinigende Geschirr wirken gepulste Sprühstrahlen ein, die zu einem effizienteren
Reinigungsvorgang führen. Die Sprühvorrichtung wird dabei über die Umwälzpumpe versorgt,
wobei infolge der veränderten Drehzahl der Umwälzpumpe Tropfengröße bzw. Tropfenintervall
dadurch schnell verändert werden können. Durch das Betreiben der Umwälzpumpe entstehen
in der Sprühvorrichtung Volumenströme. Diese werden ausgenutzt, um funktionale Veränderungen
und/oder Bewegungen an der Sprühvorrichtung zu bewirken. Erfindungsgemäß wird mittels
eines bestimmten Volumenstroms ein Funktionselement von einer Position in die andere
bewegt und/oder angetrieben. Mittels dieser Positionsänderung werden Parameter der
Sprühstrahlen beeinflusst. Dadurch, dass in dem Sprüharm rotierende Mittel vorgesehen
sind, die ein Schließen und Öffnen von Sprühdüsen für gepulste Sprühstrahlen bewirken,
wird einmal die Strahlform, die Strahlgeschwindigkeit, die Strahlart, die Strahlrichtung,
das Sprühtropfenintervall sowie die Düsenposition beeinflusst. Dabei wird die Rotation
der Mittel ausschließlich durch die Spülflüssigkeit bewirkt, die über die Umwälzpumpe
im Spülbehälter umläuft.
[0008] In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform sind die Mittel im Bereich der Drehachse
der Sprüheinrichtung angeordnet und in der Ebene der Sprüheinrichtung mit einer zur
Sprüheinrichtung unterschiedlichen Drehgeschwindigkeit rotierbar. Hierdurch ist ein
einfacher Aufbau möglich und die Drehfähigkeit der Sprüheinrichtung wird nicht beeinträchtigt.
[0009] Bei dieser Ausführungsform umfassen die Mittel mindestens ein zylindrisches Verschlusselement
mit in der Außenwand angeordneten Durchiassöffnungen, wobei die Zylinderachse mit
der Drehachse zusammenfällt. Ein solches Verschlusselement kann wegen seines einfachen
Aufbaus ohne große konstruktive Änderungen in einen Serien-Sprüharm eingesetzt werden.
[0010] Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Öffnungen in der Außenwand des Verschlusselements
derart zu mit den Sprühdüsen verbundenen Kanälen positioniert sind, dass während einer
Relativdrehung zwischen Verschlusselement und Sprüheinrichtung nur der Weg der Spülflüssigkeit
zu einer Teilzahl der Kanäle unterbrochen wird. Eine gleichzeitige Sperrung aller
Düsen würde zum Abbremsen der gesamten umgewälzten Flüssigkeitsmasse führen, so dass
die Energie der bewegten Flüssigkeitssäule und damit ihre Reinigungswirkung verringert
würde. Außerdem würde die durch dieses Abbremsen hervorgerufene langsame Drehung des
Verschlusselements die Haftreibung vergrößern und damit ein Klemmen des Elements begünstigen.
Auf einfache Weise wird das wechselweise Sperren und Öffnen bei einem Sprüharm mit
genau zwei Sprüharmhälften durch eine ungerade Anzahl von Verschlussflächen erreicht.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Verschlusselement drei Verschlussflächen besitzt.
Hierdurch wird die vom Druck der Spülflüssigkeit aufgebrachte Kraft auf die einzelnen
Verschlussflächen gleichmäßiger verteilt, so dass ein Kippen des Verschlusselements
und ein daraus resultierendes Klemmen vermieden wird. Außerdem wird die Modulationsfrequenz
erhöht, was wiederum die Reinigungsleistung verbessert.
[0011] Nach einer zweiten Ausführungsform umfassen die Mittel einen zylinderförmigen Körper,
der in seinem Umfang mit Ausschnitten versehen ist, die im Überdeckungsbereich mit
den auf dem Sprüharm angeordneten Sprühdüsen liegen. Dabei ist die Drehachse des Körpers
parallel zur Hauptausbreitungsrichtung des Sprüharms angeordnet.
[0012] Der Antrieb des Verschlusselements bzw. des Körpers kann elektromotorisch, durch
einen oder mehrere Magnete oder über die Drehung der Sprüheinrichtung durch ein mit
dieser in Wirkverbindung stehendes Getriebe erfolgen.
[0013] In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Verschlusselement bzw. der Körper
durch die zu den Sprühdüsen fließende Spülflüssigkeit in Rotation versetzt. Es werden
somit keine zusätzlichen Antriebe benötigt. Dabei kann eine Turbine als Antrieb verwendet
werden. Somit muss am Sprüharm lediglich ein Aufnahmeraum für das Verschlusselement
bzw. den Körper vorgesehen sein, weitere bauliche Veränderungen zur Realisierung des
Antriebs sind nicht notwendig.
[0014] Die Turbinenschaufeln können an einer sich durch das Zentrum des Verschlusselements
bzw. des Körpers erstreckenden Welle angeordnet sein. Es ist jedoch vorteilhaft, die
Turbinenschaufeln im Inneren des Verschlusselements bzw. des Körpers anzuordnen, weil
dann der notwendige Aufnahmeraum für das Element gering gehalten wird. Außerdem kann
bei dieser Ausführungsform das Verschlusselement bzw. der Körper einseitig gelagert
sein, was wiederum den Bauteile-Aufwand reduziert. Dabei ist es zweckmäßig, wenn ein
am Verschlusselement angeordneter Wellenstumpf in einem im Zentrum der Sprüheinrichtung
angeordneten Gleitlager geführt ist.
[0015] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt
und wird nachfolgend näher beschrieben; es zeigen:
- Figur 1
- einen erfindungsgemäß aufgebauten Sprüharm 7 in Explosionsdarstellung;
- Figur 2
- eine Spülmaschine 1 mit einem Spülbehälter 2 und Sprüharmen 7 in vereinfachter schematischer
Darstellung;
- Figur 3
- eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäß aufgebauten Sprüharms 7 in der Draufsicht;
- Figur 4.1
- einen Längsschnitt durch einen Sprüharm 7 mit magnetisch bewegtem Verschlusselement;
- Figur 4.2
- den Sprüharm 7 gemäß Figur 4.1 als Teilschnitt in der Draufsicht;
- Figur 5.1
- einen Längsschnitt durch einen Sprüharm 7 mit einem durch eine Turbine bewegten Verschlusselement;
- Figur 5.2
- den Sprüharm 7 gemäß Figur 5.1 als Teilschnitt in der Draufsicht;
- Figur 6.1
- einen Längsschnitt durch einen weiteren Sprüharm 7 mit einem durch eine Turbine bewegten
Verschlusselement;
- Figur 6.2
- den Sprüharm 7 gemäß Figur 6.1 als Teilschnitt in der Draufsicht;
- Figur 7
- eine Übersicht von Verschlusselementen mit verschieden gestalteten Verschlussflächen
und Öffnungen;
- Figur 8
- eine vorteilhafte Ausführungsform eines Verschlusselements anhand eines dreidimensionalen
Modells;
- Figur 9
- eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform mit einem Körper mit
waagerechter Drehachse;
- Figur 10
- eine Detailansicht des Rotationsantriebes mittels Turbinenschaufeln;
- Figur 11
- eine weitere Variante des Rotationsantriebes mittels eines Winkelgetriebes;
- Figur 12
- eine geschnittene Seitenansicht durch einen Sprüharm mit integrierten, zylindrischen
Körper;
- Figur 13, 14
- weitere Varianten von Körpern mit waagerechter Drehachse.
[0016] Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten Sprüharm 7 einer in Figur 2 näher
dargestellten Haushalts-Geschirrspülmaschine 1. Die Geschirrspülmaschine 1 weist in
einem rechteckigen Spülbehälter 2 zwei übereinander angeordnete Geschirrkörbe 3 und
4 auf, wobei oberhalb des Oberkorbs 3 eine Besteckschublade 5 angeordnet ist. Alternativ
ist es auch bekannt, an Stelle der Besteckschublade 5 einen nicht dargestellten Besteckkorb
in einem der Geschirrkörbe 3 und 4 zu integrieren. Unter dem Ober- 3 und Unterkorb
4 ist jeweils im eckigen Spülbehälter 2 ein Sprüharm 7.1 bzw. 7.2 drehbar auf einer
Flüssigkeit führenden Sprüharmhalterung 6.1 bzw. 6.2 gelagert, ein dritter Sprüharm
7.3 rotiert auf einer weiteren Sprüharmhalterung 6.3 oberhalb der Besteckschublade
5.
[0017] Die drehbaren Sprüharme 7 sind mit Sprühdüsen 8 (siehe Figur 1) versehen, die so
angeordnet sind, dass das gesamte Spülgut in den Körben 3, 4 und 5 von der aus den
Düsen 8 austretenden Spülflüssigkeit beaufschlagt wird. Dabei werden die Sprüharme
7 von einer Umwälzpumpe 9 über Rohrleitungen 10 mit Spülflüssigkeit versorgt. Die
Umwälzpumpe 9 ist über eine weitere Rohrleitung 11 mit dem tiefsten Punkt 12 des quaderförmigen
Spülraums 2 verbunden und saugt die dort gesammelte Flüssigkeit über an sich bekannte
Filter an und drückt sie erneut durch die Düsen 8 der Sprüharme 7, wobei eine sich
aus dem Spülflüssigkeitsaustritt einstellende Rückstosskraft zur Rotation der Sprüharme
7 führt, welche in Figur 1 durch den Pfeil 13 symbolisiert ist.
[0018] Die Flüssigkeitszuführung zu dem in Figur 1 als Einzelheit dargestellten Sprüharm
7 erfolgt über eine Zuleitung 10, welche an ihrem Ende in die hier mit 6 bezeichnete
Sprüharmhalterung übergeht. Der Sprüharm 7 selbst ist als symmetrischer Hohlkörper
ausgebildet und in bekannter Weise drehbar an der Halterung 6 gelagert. Hierzu wird
eine Überwurfmutter 19.1, in der eine Gleitbuchse 19.2 gehalten ist, mit der Halterung
6 verschraubt, die Gleitbuchse 19.1 besitzt an ihrem nach außen ragenden, in der Figur
1 sichtbaren Ende ein Außengewinde (nicht dargestellt), welches mit einem ebenfalls
nicht dargestellten Innengewinde an einem Aufnahmeraum 14 des Sprüharms verschraubt
ist. Im Inneren des Hohlkörpers führen von dem Aufnahmeraum 14 bis in beide Enden
der Sprüharmhälften 71 und 72 Kanäle 15 und 16, in deren Wandungen auf der Ober- und
Unterseite die Sprühdüsen 8 angeordnet sind. In den Aufnahmeraum 14 ist ein zylindrisches,
hier ringförmig ausgebildetes Verschlusselement 20 eingesetzt. Hierdurch fällt die
Zylinderachse des Verschlusselements mit der Drehachse des Sprüharms 7 zusammen, was
durch die gestrichelte Linie 17 angedeutet ist. Das Verschlusselement 20 besitzt in
seiner Außenwand Öffnungen 21 und dazwischen als Verschlussflächen wirkende geschlossene
Bereiche 22, so dass bei einer Relativbewegung zwischen Sprüharm 7 und Verschlusselement
die einzelnen Kanäle 15 und 16 abwechselnd geöffnet oder geschlossen sind. Figur 3
zeigt das Verschlusselement 20 in einer Position, bei der die linke Sprüharmhälfte
72 geöffnet und die rechte Hälfte 71 gesperrt ist. Die Verschlussflächen 22 sind hier
als schwarzer Ringabschnitt symbolisiert, die Öffnungen 21 als weißer Abschnitt. Die
austretende Flüssigkeit ist durch die Pfeile 18 symbolisiert.
[0019] Um zu vermeiden, dass die jeweilige Sprüharmhälfte 71 bzw. 72 immer in der gleichen
Position gesperrt wird und dass sich dadurch von den Sprühstrahlen nicht erfasste
"Schattenzonen" ausbilden, muss das Verschlusselement 20 bewegt werden, so dass sich
die Verschlussflächen in immer wechselnden Sprüharm-Positionen vor den Kanälen 15
bzw. 16 befinden. Hierzu ist eine bewegliche Lagerung erforderlich, die ermöglicht,
dass das Verschlusselement mit einer Geschwindigkeit rotiert, die sich von der Drehgeschwindigkeit
des Sprüharms 7 unterscheidet.
[0020] Die nachfolgenden Figuren 4.1, 4.2, 5.1, 5.2, 6.1 und 6.2, zeigen Sprüharme 7, bei
denen das Verschlusselement 20 in seiner Wirkstellung mit einer Geschwindigkeit rotiert,
die sich von der Drehgeschwindigkeit des Sprüharms 7 unterscheidet. Der in den Figuren
4.1 und 4.2 dargestellte Sprüharm 7 ist an eine Halterung 6 angekoppelt, welche mit
unterschiedlichen gepolten Magneten 30 und 31 versehen ist. In das Innere der Halterung
6 erstreckt sich eine mit dem Verschlusselement 20 verbundene Achse 25 bis in den
Bereich dieser Magnete 30 und 31. Sie trägt auf dem Ende dieser Achse 25 kreuzweise
angeordnete Magnete 32 und 33, die ebenfalls unterschiedlich gepolt sind. Das Verschlusselement
20 selbst ist innerhalb des Aufnahmeraums 14 durch an anderer Stelle beschriebene
Mittel drehbar gelagert. Führt nun der Sprüharm 7 eine Drehbewegung aus, so verursachen
die Magnete 30 bis 33 eine Pendelbewegung des Verschlusselements 20. Dabei werden
abwechselnd Öffnungen 21 und Verschlussflächen 22 vor die Kanäle 15 und 16 gebracht
und somit die dort vorhandenen Düsen 8 geöffnet bzw. gesperrt.
[0021] Bei weiteren, nicht durch Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen wird das Verschlusselement
elektromotorisch oder mittels eines Getriebes über die Sprüharmbewegung gedreht.
[0022] Die Figuren 5.1 und 5.2 bzw. 6.1 und 6.2 zeigen Sprüharm-Varianten, bei denen das
Verschlusselement 20 ebenfalls im Aufnahmeraum drehbar gelagert ist. Dort wird das
Element 20 mit Hilfe von Turbinenschaufeln 40 bzw. 50 in Drehung versetzt. Dies bringt
den Vorteil mit sich, dass eine Drehbewegung durch die durchströmende Flüssigkeit
18 hervorgerufen wird und somit keine weiteren, verschleißbehafteten Antriebe erforderlich
sind. Dabei ist die Drehgeschwindigkeit neben der Durchflussmenge von der Dimensionierung
der Turbinenschaufeln 40 bzw. 50 abhängig und kann so gewählt werden, dass sie sich
von der Geschwindigkeit des Sprüharms 7 unterscheidet. Im besten Fall ist die Neigungsrichtung
der Turbinenschaufeln 40 bzw. 50 so ausgelegt, dass sich eine zum Sprüharm 7 entgegengesetzte
Drehrichtung einstellt. Die Schaufeln 40 können an einer Welle 26 angeordnet sein,
die sich durch das Zentrum des Verschlusselements 20 erstreckt, siehe Figur 5.1 und
5.2. Bei dieser Anordnung muss auch die Welle 26 gelagert werden, was zusätzlichen
Aufwand erfordert und aufgrund einer möglichen Kippbewegung der Gesamtanordnung zum
Blockieren führen kann. Es ist deshalb vorteilhafter, wenn die Turbinenschaufeln 50,
wie in den Figuren 6.1 und 6.2 dargestellt, im Inneren des Verschlusselements 20 platziert
sind. Sie können dann an das Verschlusselement 20 angeformt sein, was einerseits die
Herstellung vereinfacht, andererseits wird der notwendige Aufnahmeraum für das Element
gering gehalten.
[0023] Die Figuren 7 zeigen verschiedene, mit a bis f bezeichnete Verschlusselemente, die
sich hinsichtlich der Anzahl der Öffnungen und deren Form und Größe unterscheiden.
Das mit a bezeichnete Element besitzt vier Öffnungen und demzufolge auch vier Verschlussflächen,
von denen sich jeweils zwei gegenüber liegen. Hierdurch wird bei einem Sprüharm 7
mit zwei Hälften eine gleichzeitige Sperrung aller Sprühdüsen erreicht. Bei dem mit
b bezeichneten Verschlusselement sind drei Öffnungen bzw. Verschlussflächen vorgesehen.
Durch die symmetrische Anordnung wird erreicht, dass bei einem Sprüharm 7 mit zwei
Hälften immer nur die eine Hälfte gesperrt wird.
[0024] Element c zeigt eine Variante, mit relativ geringen Öffnungen, bei den Verschlusselementen
nach d und e besitzen die Öffnungen etwa die gleiche Breite wie die Verschlussflächen,
f zeigt ein Element mit sehr schmalen Verschlussflächen. Im Übrigen unterscheiden
sich die Verschlusselemente c und e mit runden, bzw. elliptischen Öffnungen von den
Elementen d und f mit rechteckigen Öffnungen.
[0025] Die Figur 8 zeigt ein Verschlusselement 60, welches hinsichtlich seiner geometrischen
Verhältnisse optimiert ist. Es ist als einstückiges Bauteil ausgebildet und vorzugsweise
aus Kunststoff gefertigt. Zur Lagerung ist an ein tellerförmiges Bodenteil 61 in der
Drehachse ein Wellenstumpf 62 angeformt, welcher in eine Bohrung (nicht dargestellt)
im Zentrum des Aufnahmeraums 14 (siehe Figur 1) eingesetzt wird. Die Bohrung fungiert
als Gleitlager, hierdurch wird die Haftreibung zwischen Verschlusselement 60 und Sprüharm
7 verringert und die Drehung des Elements 60 überhaupt erst ermöglicht. Auf der gegenüberliegenden
Seite des Bodenteils wird der Wellenstumpf 62 mit verringertem Durchmesser als Entnahmezapfen
63 fortgesetzt und erleichtert so den Einbau und die nachträgliche Entnahme. Des weiteren
erheben sich aus dem Rand des Bodenteils 61 drei symmetrisch angeordnete Körper 64,
die sowohl die Verschlussflächen 65 als auch die zum Antrieb notwendigen schräggestellten
Turbinenschaufeln 66 bilden. Zwischen den Verschlussflächen sind Öffnungen 67 mit
rechteckigem Querschnitt freigelassen, wobei die Bogenlänge der Verschlussflächen
65 und der Öffnungen 67 etwa gleich ist und ca. 60° beträgt.
[0026] Durch die vorbeschriebene Ausbildung des Verschlusselements werden folgende Vorteile
erreicht:
[0027] Die Verwendung von drei Verschlussflächen 65 sorgt bei symmetrischem Aufbau für ein
abwechselndes Schließen der Sprüharmhälften 71 und 72 (s. Figur 3). Bei einer wechselnden
Sperrung von jeweils einer Sprüharmhälfte 71 bzw. 72 wird hauptsächlich die Flüssigkeit
im Sprüharm 7 abgebremst und erneut beschleunigt. Eine gleichzeitige Sperrung beider
Hälften 71 und 72 führt im Gegensatz dazu, dass die Flüssigkeit im gesamten Zulauf
sowohl abgebremst als auch beschleunigt wird. In diesem Fall müsste der Sprüharm 7
eine sehr geringe Winkelgeschwindigkeit aufweisen, um ausreichende Sprühstrahlhöhen
zu erreichen. Ein Verklemmen des Verschlusselements 60 wird durch diese langsame Drehzahl
begünstigt. Die vorbeschriebene wechselseitige Sperrung von einer Sprüharmhälfte 71
bzw. 72 wird zwar auch von Verschlusselementen mit jeder ungeraden Anzahl von Öffnungen
bzw. Verschlussflächen erreicht, es hat sich jedoch in der Praxis herausgestellt,
dass insbesondere drei Öffnungen 67 die Gleichförmigkeit der Drehbewegung begünstigen
- bei einer einzigen Verschlussfläche würden starke Kippmomente auftreten, die auch
ein Verklemmen hervorrufen könnten. Die Erstreckung der Verschlussflächen 65 über
einen Winkel von ca. 60° führt zu ausreichend langen Sprühpausen, um den eingangs
beschriebenen Effekt der Spülwirkungs-Verbesserung zu erzielen. Bei einer größeren
Anzahl von Verschlussflächen oder einer Ausbildung des Verschlusselements wie in Figur
7f würden nur sehr kurze Sprühpausen erzielt, außerdem wäre nur wenig Raum zur Anordnung
der Turbinenschaufeln 66 vorhanden. Die Steigung und die Fläche der Turbinenschaufeln
66 sind derart bemessen, dass eine Impulsfolge im angestrebten Frequenzbereich zwischen
zwei und zwölf Herz erreichbar ist.
[0028] Bei den in Figur 9 bis 14 dargestellten Ausführungsbeispielen werden anstelle des
Verschlusselements 20 bzw. 60 zylindrische Körper 105 eingesetzt, deren Drehachse
120 waagerecht in der Hauptausbreitungsrichtung 121 des Sprüharms angeordnet ist.
Die Figur 9 zeigt in der Perspektive eine solche Ausführungsform eines Sprüharms 101
einer nicht näher dargestellten Geschirrspülmaschine. Der Sprüharm 101 ist dabei in
einem Spülbehälter um eine vertikale Achse 102 (siehe Figur 11) rotierend gelagert.
Dabei ist der Sprüharm 101 mit Sprühdüsen 103 bestückt, die über die Umwälzpumpe,
ebenfalls hier nicht dargestellt, mit Spülflüssigkeit gespeist werden. Wie aus der
perspektivischen Darstellung der Figur 9 zu erkennen ist, sind in dem Sprüharm 101
rotierende Mittel 104 vorgesehen, die ein Schließen und Öffnen der Sprühdüsen 103
für gepulste Sprühstrahlen bewirken. Dabei bewirkt die Spülflüssigkeit die Rotation
der Mittel 104. Wie aus der perspektivischen Darstellung der Figur 9 aber auch der
Figur 12 gut zu erkennen ist, umfassen die Mittel 104 einen zylindrischen Körper 105,
der über seinen Umfang mit Ausschnitten 106 versehen ist, die im Überdeckungsbereich
mit den auf dem Sprüharm 101 angeordneten Sprühdüsen 103 liegen. Somit werden durch
die Rotation des zylinderförmigen Körpers 105 in bestimmten Zeitabständen Düsen 103
freigegeben und entsprechend auch wieder verschlossen. Dreht sich nun der Zylinder
105 in einer konstanten Drehzahl, so stoßen die Düsen 103 impulsartige Wasserstrahlen
aus. Diese gepulsten Sprühtropfen reinigen dann das verschmutzte Geschirr wesentlich
effizienter.
[0029] Zur Erzeugung der Rotation sind in dem zylindrischen Körper 105 und hier insbesondere
einlaufseitig Turbinenschaufeln 107 angeformt, wie dies beispielsweise in der Figur
10 näher dargestellt ist. Eine andere Variante des Antriebs des zylindrischen Körpers
105 zeigt die Figur 11. Dort ist zur Erzeugung der Rotation am freien Ende, einlaufseitig
des zylindrischen Körpers 105, ein Zahnkranz 108 angeordnet, der in Wirkverbindung
mit einem an der feststehenden Rotationsachse 102 der Zuführleitung angeordneten Zahnkranz
109 steht. Dreht sich also der Sprüharm 101 um die Vertikalachse, wird dadurch auch
entsprechend der zylindrische Körper 105 mitgedreht.
[0030] In der Figur 12 wird noch einmal veranschaulicht, wie sich das Öffnen und Schließen
der einzelnen Sprühdüsen 103 vollzieht. Das Wasser tritt gemäß der Pfeilrichtung in
den Sprüharm 101 ein und entsprechend dem eingezeichneten Rotationspfeil öffnen sich
beim Überstreichen der einzelnen Ausschnitte 106 die einzelnen Sprühdüsen 103. Aus
dieser Figur ist auch insbesondere die Lagerung des zylindrischen Körpers 105 zu entnehmen,
wobei hier zur Lagerung des zylindrischen Körpers 105 endseitig der Körper 105 eine
Kegelform einnimmt, deren Kegelspitze 110 im Sprüharm 101 die Lagerkontaktstelle bildet.
Dabei soll nur die Spitze 110 des Kegels direkten Kontakt zum feststehenden Bereich
haben. Die vordere Kontaktfläche ist von der Auslegung der Kegelspitze 110 klein zu
halten. Dies wird durch die Wasserströmung erreicht. Sie drückt das rotierende System
an die Kegelspitze 110 und hat nur radialen Kontakt im hinteren Bereich.
[0031] Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist insbesondere in der Figur 13 dargestellt,
wobei diese sich dadurch auszeichnet, dass die Mittel 104 ebenfalls einen zylindrischen
Körper 105 umfassen, der über seinen Umfang radial schräg in der Zylinderwand angeordnete
Austrittsdüsen 111 aufweist, wobei der flügelartige Sprüharm 101 den Körper 105 bereichsweise
seitlich überdeckt, also der zylindrische Körper 105 zwischen den beiden Sprüharmschenkeln
112 und 113 rotierend gelagert ist. Dabei bewirken die aus den schräg angeordneten
Austrittsdüsen 111 austretenden Spülflüssigkeitsstrahlen selbsttätig die Rotation
des Körpers 105, was durch die in der Darstellung angedeuteten fett gedruckten Pfeile
verdeutlicht wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Innenzylinder 105 so ausgelegt,
dass die Sprühdüsen 111 auch gleichzeitig als Antriebsdüsen fungieren. Dies ist sehr
einfach zu realisieren. Hierbei werden die Sprühdüsen 111 soweit wie möglich schräg
gestellt. Das Wasser, das nun durch die versetzten Düsen 111 gesprüht wird, erzeugt
über den Sprüharm 101 verteilt Rückstoßkräfte. Diese Rückstoßkräfte versetzen den
Körper 105 in Rotation. Für eine Drehung des Körpers 105 sind somit keine weiteren
Antriebselemente nötig. Durch die angestellten rotierenden Sprühdüsen 111 ist eine
hohe Wasserstrahlraumabdeckung erreichbar. Jede Düse 111 kann sich in der Form, Anzahl
und Art unterscheiden, zum Beispiel Fächerstrahl - keine große Verschmutzungsgefahr,
hier kann sich zwischen dem rotierenden Zylinder 105 und dem Sprüharm 101 kein Schmutz
ansammeln. Durch die beweglichen Öffnungen des rotierenden Innenzylinders 105 ergeben
sich für die Düsen 111 viele Auslegungsmöglichkeiten. Dabei können zum Beispiel Düsenform,
Düsenart, Düsenanzahl und Düsenposition an jedem Zylinderausschnitt individuell gestaltet
werden. Zu unterschiedlichen Zeiten geben die Düsen 111 des Sprüharms 101 unterschiedliche
Sprühstrahlen in unterschiedliche Richtungen frei. Somit ist eine erhöhte Raumabdeckung
für die Wasserstrahlen gewährleistet.
[0032] Das letzte Ausführungsbeispiel (Figur 14) zeichnet sich dadurch aus, dass die Mittel
104 einzelne über die Erstreckung des Sprüharms 101 rotierend angeordnete Körper 105
umfassen, die mit Austrittsdüsenöffnungen am Sprüharm 101 überstreichenden Verschlussblenden
114 versehen sind. Hierzu weist vorzugsweise der einzelne Körper 105 eine kreuzartige
Form auf, wobei an den Schenkeln 116 und 117 die Verschlussblenden 114 angeformt sind.
In vorteilhafter Weise umfassen hierbei die Verschlusselemente 114 gebogene, an die
Sprüharmform angepasste Flächenelemente 115. Um die einzelnen Körper 105 hier in Rotation
zu halten, sind die kreuzartig angeordneten Schenkel 116 und 117 turbinenschaufelartig
geformt ausgebildet. Durch mehrere einzelne Sprühturbinen, wie sie in diesem Beispiel
der Figur 14 gezeigt werden, kann eine individuelle Wasserstrahlabdeckung erzeugt
werden. Dabei werden die Verschlusselemente 114 mit der jeweiligen Turbine durch die
Wasserströmung angetrieben. Die Verschlusselemente 114 der Turbinen können bevorzugt
zum Beispiel aus Gummimaterial ausgelegt werden. Somit wird die innere Fläche des
Zylinders besser abgedichtet. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, dass durch den
Einsatz von Gummimaterial am Turbinenflügel die Verschmutzungsgefahr verringert wird.
Weiter sind die Düsen 103 durch die einzelnen Turbinen individuell und voneinander
unabhängig. An jeder Düse 103 können unterschiedliche Düsen angeordnet werden, die
sich in der Form, Anzahl und Art unterscheiden. Weiter ist die Tropfengröße druckabhängig
und kann somit zum Beispiel durch Veränderung der Umwälzpumpendrehzahl individuell
eingestellt werden.
1. Spülmaschine (1) mit einem Spülbehälter (2), in dem wenigstens eine mit Sprühdüsen
(8, 103) bestückte Sprüheinrichtung (7,101) um eine in der Gebrauchslage der Spülmaschine
wenigstens annähernd vertikale Achse (17, 102) rotierbar gelagert ist, mit Mitteln
(9, 10) zur Versorgung der Sprüheinrichtung (7, 101) bzw. der Sprühdüsen (8, 103)
mit Spülflüssigkeit (18),
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Sprüheinrichtung (7, 101) rotierende Mittel vorgesehen sind, die ein Schließen
und Öffnen von Sprühdüsen (3) für gepulste Sprühstrahlen bewirken.
2. Spülmaschine (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel im Bereich der Drehachse (17) der Sprüheinrichtung (7) angeordnet sind
und in der Ebene der Sprüheinrichtung (7) mit einer zur Sprüheinrichtung (7) unterschiedlichen
Drehgeschwindigkeit rotierbar sind.
3. Spülmaschine (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel mindestens ein im Wesentlichen zylindrisches Verschlusselement (20, 60)
mit in der Außenwand angeordneten Öffnungen (21, 67) umfassen, wobei die Zylinderachse
mit der Drehachse (17) zusammenfällt.
4. Spülmaschine (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Öffnungen (21, 67) in der Außenwand des Verschlusselements (20, 60) derart zu
mit den Sprühdüsen (8) verbundenen Kanälen (15, 16) positioniert sind, dass während
einer Relativdrehung zwischen Verschlusselement (20, 60) und Sprüheinrichtung (7)
nur der Weg der Spülflüssigkeit (18) zu einer Teilzahl der Kanäle (15, 16) unterbrochen
wird.
5. Spülmaschine (1) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sprüheinrichtung als Sprüharm (7) mit zwei Sprüharmhälften (70, 71) ausgebildet
ist und dass das Verschlusselement (20, 60) eine ungerade Anzahl, insbesondere drei
Verschlussflächen (22, 65) besitzt.
6. Spülmaschine (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel (104) einen zylinderförmigen Körper (105) umfassen, der über seinen Umfang
mit Ausschnitten (106) versehen ist, die im Überdeckungsbereich mit den auf dem Sprüharm
(101) angeordneten Sprühdüsen (103) liegen.
7. Spülmaschine (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehachse des Körpers (105) parallel zur Hauptausbreitungsrichtung (102) des
Sprüharms (101) angeordnet ist.
8. Spülmaschine (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verschlusselement (20, 60) bzw. der Körper (105) elektromotorisch angetrieben
wird.
9. Spülmaschine (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verschlusselement (20, 60) durch mindestens einen Magneten (30 bis 33) angetrieben
wird.
10. Spülmaschine (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verschlusselement (20, 60) bzw. der Körper (105) über die Drehung der Sprüheinrichtung
(7, 101) durch ein mit dieser in Wirkverbindung stehendes Getriebe (8 und 9; 108 und
109) angetrieben wird.
11. Spülmaschine (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verschlusselement (20, 60) bzw. der Körper (105) durch die zu den Sprühdüsen
(8, 103) fließende Spülflüssigkeit (18) in Rotation versetzt wird.
12. Spülmaschine (1) nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verschlusselement (20, 60) bzw. der Körper (105) durch eine Turbine (40, 50,
66, 107) angetrieben wird.
13. Spülmaschine (1) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Turbinenschaufeln (40) an einer sich durch das Zentrum des Verschlusselements
(20) bzw. des Körpers (105) erstreckenden Welle (26) angeordnet sind.
14. Spülmaschine (1) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Turbinenschaufeln (50, 66, 107) im Inneren des Verschlusselements (20, 60) bzw.
des Körpers (105) angeordnet sind.
15. Spülmaschine (1) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verschlusselement (20, 60) bzw. der Körper (105) einseitig gelagert ist.
16. Spülmaschine (1) nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein am Verschlusselement angeordneter Wellenstumpf (62) in einem im Zentrum (17)
der Sprüheinrichtung (7) angeordneten Gleitlager geführt ist.
17. Spülmaschine (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Lagerung des zylindrischen Körpers (105) endseitig der Körper (105) eine Kegelform
einnimmt, deren Kegelspitze (110) im Sprüharm (101) die Lagerkontaktstelle bildet.