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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einheit, die eine erforderliche
Menge an Flüssigwaschmittel,
wie Reinigungsmittel, in Haushaltsgeräten dosiert.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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All
die Haushalts-Waschmaschinen benötigen
Reinigungs- und/oder
Enthärtungsmittel
zum Reinigen. Vor jedem Waschgang muss der Benutzer das Waschmittel
zugeben. Durch Benutzen einer automatischen Flüssigwaschmitteldosiereinheit
in Waschmaschinen, anstatt jedes Mal den Waschmittelvorratsbehälter aufzufüllen, füllt der
Benutzer das Waschmittel, wie etwa eine Reinigungs- oder Enthärtungsflüssigkeit,
einmal auf und muss sich eine Zeitlang nicht mehr darum kümmern.
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In
den bekannten Techniken kann das Messen der Menge des Waschmittels
für jeden
Waschgang auf unterschiedliche Weise, wie etwa Messen des Gewichts,
Messen des Volumens, Messen der Zeit, durchgeführt werden. In diesen Techniken
wird die bestimmte Menge des Waschmittels mit Wasser vermischt und
der Rest des Waschmittels wird gespeichert und abgeschirmt. Es kann
jedoch Probleme geben während
des Entnehmens der perfekten Menge von Waschmittel bei jedem Dosieren, und/oder
beim Abschirmen des Dosierungsvolumens vom Wasserdruck, und/oder
beim Zurückhalten
des Waschmittels für
eine passende Zeitdauer in dem Waschmittelvorratsbehälter.
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In
EP 0077463 wird ein Flüssigwaschmittelverteiler
für eine
Waschmaschine beschrieben, der in einem unteren Bereich der Maschine
unterhalb deren Waschtrommel angeordnet ist und einen Behälter zum
Speichern der Flüssigwaschmittel,
die mit einer dort darunter angeordneten Messkammer über ein automatisches
Ventil in Verbindung sind, umfasst. Die Dosierkammer ist durch eine
flexible Membran in zwei hermetisch abgeteilte Kammern unterteilt.
Eines dieser Fächer
ist mit der Waschtrommel verbunden, während das andere Fach mit der
Waschtrommel und einer Wasserversorgung verbunden ist. Das letztere
Fach ist angepasst, um periodisch mit Wasser versorgt zu werden,
um so bemessene Mengen von Flüssigwaschmitteln
zu der Waschtrommel weiterzuleiten.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung zum Dosieren der Flüssigwaschmittel
an die Haushaltsgeräte
zu entwickeln, indem nur Wasserdruck ohne jede Stromversorgung benutzt
wird.
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ZEICHNUNGEN DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
Ausführungsform
der Flüssigkeitsdosierungseinheit,
die verwirklicht ist, um die Aufgabe der Erfindung zu erfüllen, wird
in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt, wobei:
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1 ist
eine schematische Ansicht der Waschmaschine mit Flüssigkeitsdosierungseinheit
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2 ist
die schematische Ansicht der Flüssigkeitsdosierungseinheit
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3a ist
die dreidimensionale Ansicht der Pumpe
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3b ist
die Querschnittsansicht der Pumpe
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3c ist
die auseinandergezogene Ansicht der Pumpe
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3d ist
die auseinandergezogene Schnittansicht der Pumpe
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4a ist
die dreidimensionale Ansicht des Druckreglers
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4b ist
die Schnittansicht des Druckreglers
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5 ist
eine Schnittansicht der Pumpe mit einer Antriebsfeder
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6 ist
eine Schnittansicht der Pumpe, die ohne einen Druckregler mit Antriebsausläufen benutzt
wird.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ein
Haushaltsgerät 23 umfasst
eine Waschtrommel 24, mindestens eine Steuerungseinheit,
ein oder mehr als ein Eingangsventil 22, vorzugsweise ein
Elektromagnetventil, einen oder mehr als einen Waschmittelbehälter 27,
einen oder mehr als einen Schlauch 21 zum Verbinden und
eine Flüssigwaschmitteldosierungseinheit 1.
Die Flüssigwaschmitteldosierungseinheit 1 umfasst
eine oder mehr als eine Pumpe 2 zum Dosieren des Waschmittels,
einen oder mehr als einen Druckregler 16 zum Regeln der unerwünschten
Wasserdruckänderungen
und zum Ablassen des unerwünschten
Wassers.
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Die
Pumpe 2 umfasst zwei Teile, ein Antriebsteil 33,
das hydraulische Kraft zum Dosieren bereitstellt und Dosierungsteil 34 zum
Dosieren des Waschmittels in die Waschtrommel 24. Das Antriebsteil 33 weist
einen Grundkörper 9 zum
Aufnehmen von Bauteilen, eine Antriebsabdeckung 7 zum Schließen des
Grundkörpers 9,
eine erste Antriebsöffnung 3 zum
Bereitstellen eines Einlaufs und eines Auslaufs für das Wasser,
eine zweite Antriebsöffnung 4 zum
Bereitstellen eines Einlaufs und eines Auslaufs für das Wasser,
einen oder mehr als einen Antriebskolben 8 zum Übertragen
der Hydraulikkraft des Wassers und eine oder mehr als eine Antriebskammer 25,
die mit der ersten Antriebsöffnung 3 und/oder der
zweiten Antriebsöffnung 4 verbunden
sind, auf.
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Das
Dosierungsteil 34 weist einen Dosierungskörper 12 zum
Aufnehmen von Bauteilen, eine Dosierungsabdeckung 15 zum
Schließen
des Dosierungskörpers 12,
mindestens einen Dosierungseinlauf 5, der mit dem Waschmittelbehälter 27 verbunden
ist, um das Waschmittel abzusaugen, mindestens einen Dosierungsauslauf 6 zum
Weiterleiten des Waschmittels in die Waschtrommel 24, einen
oder mehr als einen Dosierungskolben 11 zum Übertragen der
Hydraulikkraft des Wassers und eine oder mehr als eine Dosierungskammer 26,
die mit Antriebseinlauf 5 und/oder dem Antriebsauslauf 6 verbunden
ist, auf. Es gibt eine Wellenbohrung 28 zwischen dem Antriebsteil 33 und
dem Dosierungsteil 34. Eine Welle 10 verläuft von
der Wellenbohrung 28 aus und verbindet das Antriebsteil 33 und
das Dosierungsteil 34. Die Welle 10 ist an einem
Ende an dem Antriebskolben 8 befestigt und am anderen Ende
mit dem Dosierungskolben 11 verbunden. Der Dosierungskolben 11 weist
einen oder mehr als einen Vorsprung 32 auf einer seiner
Flächen
auf, der die Fläche
des Dosierungskörpers 12 berührt. Es
gibt mindestens eine Umleitbohrung 41 an dem Grundkörper 9.
Die Umleitbohrung 41 ist zwischen der Wellenbohrung 28 und dem
Dosierungskolben 11 angeordnet, um die notwendige Umleitluft
von der Umgebung bereitzustellen, damit der Dosierungskolben 11 und
die Welle 10 leicht bewegt werden können.
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Der
Dosierungskörper 12 weist
eine oder mehr als eine Einlaufnut 29 und eine oder mehr
als eine Auslaufnut 30 zum Aufnehmen der Bauteile auf. Es
gibt ein Ventil und eine Nutenfeder 14 in jeder der Nuten 29, 30.
Die Einlauf- und Auslaufnuten 29, 30 weisen mindestens
eine Übertragungsbohrung 40 auf,
die die Einlauf- und Auslaufnuten 29, 30 mit der Dosierungskammer 26 verbinden.
Die Dosierungsabdeckung 15 weist Übertragungsbohrungen 40 zum Verbinden
der Einlauf- und Auslaufnuten 29, 30 mit dem Dosierungseinlauf 5 und
dem Dosierungsauslauf 6 auf. Die Übertragungsbohrung 40 wird
durch die Vorsprünge 32 geschlossen
und/oder geöffnet. Das
Ventil 13 weist eine spezielle Form zum Schließen der
Dosierungsbohrung 31 und der Übertragungsbohrung 40 auf,
um die Flüssigkeit über seinen Körper laufen
zu lassen. Die Nutenfedern 14 drücken immer gegen die Ventile 13,
um die Dosierungsbohrung 31 und die Übertragungsbohrung 40 zu
schließen.
Wenn eine Kraft, die in entgegengesetzter Richtung wirkt und größer als
die Nutenfederkraft 14 ist, auf das Ventil 13 einwirkt,
beginnt das Ventil 13 sich in Richtung der Nutenfeder 14 zu
bewegen, und die Dosierungsöffnung
und die Übertragungsbohrung 40 werden
geöffnet.
Die Bewegung des Dosierungskolbens 11 gegen die Luft und/oder
Flüssigkeit
in der Dosierungskammer 26 stellt diese entgegengesetzte Kraft
bereit.
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Der
Druckregler 16 weist einen oder mehr als einen Reglereinlauf 17 zum
Wassereintritt, einen oder mehr als einen Reglerauslauf 18 zum
Wasseraustritt und Regulieren des Wasserflusses durch seine Querschnittsfläche, eine
oder mehr als eine Reglerkammer 36, die mit dem Reglereinlauf 17 verbunden
ist, um das Wasser zum Reglerauslauf 18 zu leiten, und
einen oder mehr als einen Reglerablassauslauf 19 zum Ablassen
des überflüssigen Wassers
in die Waschtrommel 24 über
der Reglerkammer 36, und eine Ablasskammer 20 zum
Auffangen von überfließendem oder
abgelassenen Wasser, auf. Der Druckregler 16 regelt die
unerwünschten
Druckänderungen
durch seine konische, tintenfassartige Form. Das Wasser tritt in
den Druckregler 16 von dem Reglereinlauf 17 kommend
ein, und läuft
in die Reglerkammer 36, um sich zu beruhigen und sich zum
Reglerauslauf 18 auszurichten. Da die Querschnittsflächen nicht
geändert
werden können,
kann nur die erforderliche Menge an Wasser zu dem Reglerauslauf 18 bezüglich der
Querschnittsfläche
des Reglerauslaufs 18 laufen. Um jedoch die unerwünschte Menge an
Wasser, die von dem Reglereinlauf 17 eintritt, abzulassen,
werden die Ablasskammer 20 und der Reglerablassauslauf 19 benutzt.
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Der
Druckregler 16 hat eine weitere wichtige Pflicht zum Ablassen
des Wassers, das in die Antriebskammer 25 gefüllt und
durch den Antriebskolben 8 zusammengedrückt wird. Dieses zusammengedrückte Wasser
versucht zu dem Druckregler 16 durch den Schlauch 21 zurückzukehren.
Da sich immer noch Wasser in der Reglerkammer 36 befindet und
nicht zurückgedrückt werden
kann, wird das zusammengedrückte
Wasser durch den Reglerablassauslauf 19 abgelassen.
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Zu
Beginn des Waschvorgangs wird das Eingangsventil 22 durch
die Steuerungseinheit geöffnet, um
Wasser aus dem Netz an die Flüssigkeitsdosierungseinheit 1 bereitzustellen.
Das Wasser reicht bis zur ersten Antriebsöffnung 3 nachdem es
durch den Druckregler 16 läuft. Wasser tritt in die Antriebskammer 25 ein,
indem die erste Antriebsöffnung 3 benutzt wird
und versucht, auf den Antriebskolben 8 zu drücken. Während sich
der Antriebskolben 8 bewegt, bewegen sich die verbundene
Welle 10 und der Dosierungskolben 11 gleichzeitig
mit dem Antriebskolben 8. Während sich der Dosierungskolben 11 mit
dem Antriebskolben 8 bewegt, tritt ein Druck in der Dosierungskammer 26 auf.
Dieser Druck erzeugt eine Kraft und diese Kraft beginnt, die Dosierungsventile 13 in den
Einlauf- und Auslaufnuten 29, 30 zu drücken. Das
Dosierungsventil 13 in der Einlaufnut 29 versucht
den Dosierungseinlauf 5 zu schließen, und das Dosierventil 13 in
der Auslaufnut 30 versucht den Dosierungsauslauf 6 zu
schließen.
Zu diesem Zeitpunkt kann kein Eintritt von dem Dosierungseingang 5 stattfinden,
aber alle Flüssigkeiten
im Innern der Dosierungskammer 26 versuchen von dem Dosierungsauslauf 6 abzulaufen.
Diese Bewegung läuft
solange weiter, bis der Antriebskolben 8 die Fläche der
Antriebskammer 25 berührt,
an der die Wellenbohrung 28 angeordnet ist. Da der Dosierungseinlauf 5 mit dem
Waschmittelbehälter 27,
der das Waschmittel und den mit der Waschtrommel 24 verbundenen
Dosierungsauslauf 6 umfasst, verbunden ist, wird nur das
in der Dosierungskammer 26 eingefüllte Waschmittel zu der Waschtrommel 24 gedrückt.
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Dann
leitet die Steuerungseinheit das Wasser zu der zweiten Antriebsöffnung 4 anstatt
zu der ersten Antriebsöffnung 3.
Das Wasser beginnt durch die zweite Antriebsöffnung 4 einzutreten,
nachdem es durch den Druckregler 16 läuft. Der Antriebskolben 8 muss
sich zur ersten Antriebsöffnung 3 mit
der Welle 10 und dem Dosierungskolben 11 bewegen. Während sich
der Dosierungskolben 11 mit dem Antriebskolben 8 bewegt,
tritt ein Unterdruck in der Dosierungskammer 26 auf. Dieser
Unterdruck erzeugt eine Kraft und diese Kraft beginnt die Dosierungsventile 13 in
die Einlauf- und Auslaufnuten 29, 30 zu drücken. Das
Dosierungsventil 13 in der Einlaufnut 29 versucht
den Dosierungseinlauf 5 zu öffnen und das Dosierungsventil 13 in
der Auslaufnut 30 versucht den Dosierungsauslauf 6 zu
schließen.
Zu diesem Zeitpunkt findet der Waschmitteleintritt von dem Waschmittelbehälter 27 an
dem Dosierungseinlauf 5 statt, jedoch kein Waschmittel
im Innern der Dosierungskammer 26 versucht von dem Dosierungsauslauf 6 zu
der Waschtrommel 24 auszulaufen. Diese Bewegung läuft solange
weiter, bis der Antriebskolben 8 die Fläche der Antriebsabdeckung 7 berührt. Dieser
Arbeitsablauf läuft
solange weiter, bis die Steuerungseinheit das Eingangsventil 22 schließt. Die
Dosierungskammer 26 weist ein minimales Volumen zum Bereitstellen
einer Einheitsdosis auf. Wenn mehr als eine Einheit gefordert wird,
wird dieser Arbeitsablauf mehrere Male wiederholt, bis die erforderliche
Dosierungsmenge erreicht wird.
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In
keinem der Schritte von diesem Arbeitsablauf wird irgendeine Antriebseinheit
benutzt, mit Ausnahme des Wasserdrucks. Ebenfalls kann die Flüssigwaschmitteldosierungseinheit 1 an
jedem Teil des Haushaltgeräts 23 benutzt
werden, und kann mit anderen Dosierungseinheiten, besonders den
Dosierungseinheiten für
granulare Waschmittel, benutzt werden.
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Da
der Druckregler 16 alle möglichen Druckänderungen
in dem System reguliert und die unnötige Menge an Wasser ablässt, kann
die Pumpe 2 bei allen möglichen,
niedrigsten Druckwerten arbeiten.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Pumpe 2 eine Druckfeder 37 für die Bewegung
der Welle 10 (5). In dieser Ausführungsform
wird Wasser zu der ersten Antriebsöffnung 3 durch das
Eingangsventil 22 geleitet. Das Wasser drückt auf
den Antriebskolben 8 und drückt die Antriebsfeder 37,
die unter dem Antriebskolben 8 angeordnet ist, zusammen.
Während
sich der Antriebskolben 8 bewegt, bewegen sich die mit
dem Antriebskolben 8 verbundene Welle 10 und der
mit der Welle 10 verbundene Dosierungskolben 11 gleichzeitig.
Die Bewegung des Dosierungskolbens 11 erzeugt eine Kraft
auf den Ventilen 13 und Federn 14 in den Einlauf- 29 und
Auslaufnuten 30. Der Dosierungseinlauf 5 ist geschlossen,
der Dosierungsauslauf 6 ist geöffnet und das Waschmittel im
Innern der Dosierungskammer 26 wird gezwungen zu der Waschtrommel 24 zu
fließen.
Wenn der Dosierungskolben 11 den Dosierungskörper 12 berührt, schließt der Vorsprung 32 die Übertragungsbohrung 40.
Wenn das Eingangsventil 22, das Wasser zu der Flüssigwaschmitteldosierungseinheit 1 bereitstellt,
geschlossen ist, verliert die Wasserkraft in der Antriebskammer 25 ihre
Wirksamkeit und die Antriebsfeder 37 beginnt den Antriebskolben 8 zu
der ersten Antriebsöffnung 3 zu
drücken.
Während
des Bewegens zu der ersten Antriebsöffnung 3, bewegen
sich die Welle 10 und der Dosierungskolben 11 mit
dem Antriebskolben 8. Durch die Bewegung des Dosierungskolbens 11 verlässt der
Vorsprung 32 die Übertragungsbohrungen 40 und öffnet die Übertragungsbohrungen 40.
Dies erzeugt einen Unterdruck in der Dosierungskammer 26 und
die Ventile 13 beginnen sich gegen die Nutenfedern 14 zu
bewegen. Der Dosierungseinlauf 5 ist geöffnet, der Dosierungsauslauf 6 ist
geschlossen und das Waschmittel im Innern der Dosierungskammer 26 wird
gezwungen von dem Waschmittelbehälter 27 abgesaugt
zu werden. Dieser Arbeitsablauf läuft solange weiter, bis die
gewünschte
Dosierungsmenge zu der Waschtrommel 24 unter Kontrolle
der der Steuerungseinheit geflossen ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung gibt es zwei zusätzliche
Antriebsausläufe
in der Antriebskammer 25 zum Regulieren des Wasserdrucks
ohne Benutzung eines Druckreglers 16. Der erste Antriebsauslauf 38 ist
zwischen dem Antriebskolben 8 und der ersten Antriebsöffnung 3 angeordnet
(6). Der zweite Antriebsauslauf 39 ist
zwischen dem Antriebskolben 8 und der zweiten Antriebsöffnung 4 angeordnet.
Durch Benutzen des ersten Antriebsauslaufs 38 und des zweiten
Antriebsauslaufs 39 wird der Wasserdruck aus dem Netz reguliert und
unerwünschtes
Wasser wird aus der Antriebskammer 25 abgelassen. In dieser
Ausführungsform wird
das Wasser zu der ersten Antriebsöffnung 3 durch das
Eingangsventil 22 geleitet, gesteuert durch die Steuerungseinheit.
Das Wasser drückt
auf den Antriebskolben 8 und das Wasser hinter dem Antriebskolben 8 wird
von dem zweiten Antriebsauslauf 39 abgelassen. Während sich
der Antriebskolben 8 bewegt, bewegen sich die mit dem Antriebskolben 8 verbundene
Welle 10 und der mit der Welle 10 verbundene Dosierungskolben
gleichzeitig. Die Bewegung des Dosierungskolbens 11 erzeugt
eine Kraft auf die Ventile 13 und Federn 14 in
den Einlauf- 29 und Auslaufnuten 30. Der Dosierungseinlauf 5 ist
geschlossen, der Dosierungsauslauf 6 ist geöffnet und das
Waschmittel im Innern der Dosierungskammer 26 wird gezwungen
zu der Waschtrommel 24 zu fließen. Wenn der Dosierungskolben 11 den
Dosierungskörper 12 berührt, schließt der Vorsprung 32 die Übertragungsbohrung 40.
Wenn die erste Antriebsöffnung 3 geschlossen
wird und die zweite Antriebsöffnung 4,
gesteuert durch die Steuerungseinheit, durch das Eingangsventil 22 geöffnet wird,
beginnt Wasser die Antriebskammer 25 zu füllen und
beginnt den Antriebskolben 8 zu der ersten Antriebsöffnung 3 zu
drücken.
Während
sie sich zu der ersten Antriebsöffnung 3 bewegen,
bewegen sich die Welle 10 und der Dosierungskolben 11 mit
dem Antriebskolben 8. Durch die Bewegung des Dosierungskolbens 11 verlässt der
Vorsprung 32 die Übertragungsbohrungen 40 und öffnet die Übertragungsöffnungen 40.
Dies erzeugt einen Unterdruck in der Dosierungskammer 26 und
die Ventile 13 beginnen, sich gegen die Nutenfedern 14 zu
bewegen. Der Dosierungseinlauf 5 ist geöffnet, der Dosierungsauslauf 6 ist
geschlossen und das Waschmittel im Innern der Dosierungskammer 26 wird
gezwungen aus dem Waschmittelbehälter 27 abgesaugt
zu werden. Dieser Arbeitsablauf läuft solange weiter, bis die
erwünschte
Dosierungsmenge unter der Kontrolle der Steuerungseinheit zu der Waschtrommel 24 geflossen
ist.
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Die
in den Zeichnungen gezeigten Bauteile haben die folgenden Ziffern;
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- 1
- Flüssigwaschmitteldosierungseinheit
- 2
- Pumpe
- 3
- Erste
Antriebsöffnung
- 4
- Zweite
Antriebsöffnung
- 5
- Dosierungseinlauf
- 6
- Dosierungsauslauf
- 7
- Antriebsabdeckung
- 8
- Antriebskolben
- 9
- Grundkörper
- 10
- Welle
- 11
- Dosierungskolben
- 12
- Dosierungskörper
- 13
- Ventil
- 14
- Nutenfeder
- 15
- Dosierungsabdeckung
- 16
- Druckregler
- 17
- Reglereinlauf
- 18
- Reglerauslauf
- 19
- Reglerablassauslauf
- 20
- Ablasskammer
- 21
- Schlauch
- 22
- Eingangsventil
- 23
- Haushaltsgerät
- 24
- Waschtrommel
- 25
- Antriebskammer
- 26
- Dosierungskammer
- 27
- Waschmittelbehälter
- 28
- Wellenbohrung
- 29
- Einlaufnut
- 30
- Auslaufnut
- 31
- Dosierungsbohrung
- 32
- Vorsprung
- 33
- Antriebsteil
- 34
- Dosierungsteil
- 36
- Reglerkammer
- 37
- Antriebsfeder
- 38
- Erster
Antriebsauslauf
- 39
- Zweiter
Antriebsauslauf
- 40
- Übertragungsbohrung
- 41
- Umleitbohrung