DE60320268T2

DE60320268T2 - Detergent dispenser for washing machines and dishwashers

Info

Publication number: DE60320268T2
Application number: DE60320268T
Authority: DE
Inventors: Michele Felice; Pierluigi Petrali; Federico Betto
Original assignee: Whirlpool Corp
Current assignee: Whirlpool Corp
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2023-12-09
Also published as: EP1541740B1; EP1541740A1; ES2304484T3; DE60320268D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Waschmittel-Spender für eine automatische Waschmaschine oder eine Geschirrspülmaschine, umfassend einen Wassereinlass, der mittels einer Programmvorrichtung der Maschine steuerbar ist, sowie ein bewegliches Element, welches durch die Programmvorrichtung zum Zuführen von Wasser zu vorab festgelegten Positionen innerhalb des Spenders gemäß dem Waschprogramm der Maschine steuerbar ist.The The present invention relates to a detergent dispenser for automatic Washing machine or a dishwasher, comprising a Water inlet, which by means of a program device of the machine is controllable, as well as a movable element, which by the Program device for feeding from water to pre-determined positions within the donor according to the washing program the machine is controllable.

Mit dem Begriff „Waschmittel" werden sämtliche Produkte (Waschmittel, Wasch- oder Spülhilfen, Weichspüler usw.) verstanden, die üblicherweise während des Wasch- und/oder Spülprozesses der Maschine zugegeben werden.With the term "detergent" are all Products (detergents, washing or rinsing aids, fabric conditioners, etc.) understood, usually while the washing and / or rinsing process be added to the machine.

Ein Wasserverteiler der oben beschriebenen Art wird in der GB-A-2188704 und der EP-A-1029965 offenbart. Im ersten dieser Dokumente umfasst ein Strömungssteuerungs-Ventilsystem Thermoaktuatoren mit einem Gehäuse, welches eine thermisch expandierbare Masse sowie auf mechanische Komponenten einwirkende Kolben enthält, um den Wasserstrom zu unterschiedlichen Positionen, die mit unterschiedlichen Kompartimenten eines Waschmittelspenders korrespondieren, zu verschieben.A water distributor of the type described above is in the GB-A-2188704 and the EP-A-1029965 disclosed. In the first of these documents, a flow control valve system includes thermal actuators having a housing containing a thermally expandable mass and pistons acting on mechanical components to displace the flow of water to different positions corresponding to different compartments of a detergent dispenser.

Die US 6098646 offenbart ein Spendersystem zum Spenden chemischer Produkte zu einer Vielzahl von Verwendungspumpen. Das Antriebsystem für das bewegliche Element ist ähnlich dem in der EP-A-1029965 offenbart.The US 6098646 discloses a dispensing system for dispensing chemical products to a variety of use pumps. The drive system for the movable element is similar to that in the EP-A-1029965 disclosed.

Gemäß der EP-A-1029965 wird ein Synchronmotor verwendet, der mit einem Getriebe verkuppelt ist. Ein derartiges bekanntes System hält jedoch einige Nachteile bereit. In der Lösung gemäß der GB-A-2188704 ist die Zuverlässigkeit der Thermoaktuatoren nicht 100% und darüber hinaus reduziert die Verwendung von mechanischen Verbindern zwischen derartigen Aktuatoren und der beweglichen Düse die Gesamtzuverlässigkeit des Systems. In der Lösung gemäß der EP-A-1029965 ist es notwendig, ein Feedback-Kontrollsystem zu verwenden und die Gesamtdimension des Waschmittelspenders ist vergleichsweise relevant. In beiden Fällen sind die Gesamtkosten des Waschmittelspenders insbesondere aufgrund seiner Komplexität hoch.According to the EP-A-1029965 a synchronous motor is used, which is verkuppelt with a transmission. However, such a known system has some disadvantages. In the solution according to the GB-A-2188704 For example, the reliability of the thermal actuators is not 100%, and moreover, the use of mechanical connectors between such actuators and the movable nozzle reduces the overall reliability of the system. In the solution according to the EP-A-1029965 it is necessary to use a feedback control system and the overall dimension of the detergent dispenser is relatively relevant. In both cases, the overall cost of the detergent dispenser is high, especially because of its complexity.

Eine andere Lösung ist in der EP-A-1293596 offenbart, in der ein Formgedächtnis-Legierungsdraht verwendet wird. Auch wenn eine derartige Lösung sehr billig und einfach ist, muss sie immer noch in der Massenanfertigung eingeführt und getestet werden.Another solution is in the EP-A-1293596 discloses in which a shape memory alloy wire is used. Although such a solution is very cheap and simple, it still needs to be mass-produced and tested.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein Strömungssteuerungssystem einer solchen Art, wie es zu Beginn der Beschreibung beschrieben wurde, zur Verfügung zu stellen welches sehr zuverlässig, einfach und kostengünstig ist.Of the The purpose of the present invention is to provide a flow control system such as described at the beginning of the description, to disposal which is very reliable, easy and inexpensive is.

Gemäß der Erfindung wird das bewegliche Element des Strömungssteuerungssystems mittels einer elektromagnetischen Rotor-Stator-Zusammensetzung angetrieben und ist ein Teil einer derartigen Zusammensetzung. Das Ziel ist es, die Düse zu bewegen, die das Wasser in eine übliche Anzahl unterschiedlicher Kanäle oder Kompatimente treibt, um ein Vorwaschmittel, ein Hauptwaschmittel, einen Gewebe-Weichspüler usw. abzugeben. Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Prinzip ist eine Erweiterung eines Schrittmotors.According to the invention is the movable element of the flow control system by means of driven by an electromagnetic rotor-stator composition and is part of such a composition. The aim is it, the nozzle to move the water into a usual number of different channels or Compulsions drives to a pre-wash, a main wash, a fabric softener, etc. leave. The principle underlying the present invention is an extension of a stepper motor.

Auch wenn der Rotor-Stator-Zusammenbau selbst ein Schrittmotor sein kann, wird bevorzugt, einen Zusammenbau zu verwenden, in dem die Anzahl der Pole verglichen mit der Anzahl von Polen eines Schrittmotors reduziert wird, wobei die Anzahl im Wesentlichen identisch mit der Anzahl der für den Waschmittelverteiler erforderlichen Positionen ist. Darüber hinaus kann die Position der Pole im Hinblick auf die Positionen, die die Düse während des Waschprogramms zu erreichen hat, verschlankt werden. Dies ermöglicht eine wesentliche Reduzierung der Kosten des Strömungs-Steuerungssystems, während die Zuverlässigkeit eines Schrittmotorsystems gewährleistet wird, was im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist. Die Erfindung wird im Folgenden im Wege eines Beispiels unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben, in denen:Also if the rotor-stator assembly itself can be a stepping motor, is preferred to use an assembly in which the number poles compared with the number of poles of a stepper motor is reduced, the number is substantially identical to the Number of for the detergent dispenser required positions. Furthermore The position of the poles with respect to the positions that the Nozzle during the Wash program has to be streamlined. This allows a substantial reduction in the cost of the flow control system, while the reliability a stepping motor system ensures which is within the scope of the present invention. The invention is in the following, by way of example, with reference to the appended drawings Drawings in which:

1 eine schematische Ansicht einer mit einem Waschmittelspender versehenen Waschmaschine ist; 1 a schematic view of a provided with a detergent dispenser washing machine;

2 eine perspektivische Explosionsansicht der beweglichen Zusammensetzung des Waschmittelspenders gemäß der Erfindung ist; 2 an exploded perspective view of the movable composition of the detergent dispenser according to the invention;

3 eine vergrößerte Ansicht einer Komponente der in 2 gezeigten Zusammensetzung ist; 3 an enlarged view of a component of in 2 shown composition;

4 eine Vorderansicht der in 3 gezeigten Komponente ist; 4 a front view of in 3 shown component;

5 eine perspektivische Ansicht der Zusammensetzung aus 2, gezeigt in ihren zusammengesetzten Aufbau, ist; 5 a perspective view of the composition 2 , shown in their assembled construction, is;

6 eine Vorderansicht der in 6 gezeigten Zusammensetzung ist; 6 a front view of in 6 shown composition;

7 eine schematische Ansicht der elektrischen Verbindung der in den 3 und 4 gezeigten Komponente ist; 7 a schematic view of the electrical connection in the 3 and 4 shown component;

8 ein elektrisches Äquivalenzschema der in 7 gezeigten Verbindungen ist; und 8th an electrical equivalent scheme of in 7 shown compounds; and

9 schematisch die Beziehung zwischen den Winkelpositionen des beweglichen Elements und der Intensität des magnetischen Flusses ist. 9 schematically the relationship between the angular positions of the movable element and the intensity of the magnetic flux.

In 1 ist eine Wanne 10 einer Waschmaschine gezeigt, in der eine Trommel 12 drehbar befestigt ist. Wasser wird durch eine Röhre 14 zugeführt, an der ein elektrisches An/Aus-Ventil 16 befestigt ist. Eine elektromechanische oder elektronische Steuerungseinheit 18 der Maschine steuert ein derartiges Ventil. Stromabwärts des Ventils 16 führt die Röhre 14 Wasser zu einer Wasserverteilvorrichtung 20 zu, die mittels der Steuereinheit 18 gesteuert wird und die dazu angepasst ist, einen Wasserstrom zu unterschiedlichen Spendern 22 für die Waschmittel oder die Wasch/Spül-Hilfen abzugeben. Die unterschiedliche „Richtung" des Wasserstroms auf die Spender 22 hin ist schematisch in 1 mittels der Pfeile 21 gezeigt. Der Wasserstrom reißt das Spülmittel mit und eine Mischung aus Wasser und Waschmittel wird in die Wanne 10 eingeführt. Die Flüssigkeit aus der Wanne 10 wird anschließend (nach dem Waschen oder Spülen) mittels einer Pumpe 24 abgegeben.In 1 is a tub 10 a washing machine shown in a drum 12 is rotatably mounted. Water gets through a tube 14 supplied to an electric on / off valve 16 is attached. An electromechanical or electronic control unit 18 the machine controls such a valve. Downstream of the valve 16 leads the tube 14 Water to a water distribution device 20 to, by means of the control unit 18 is controlled and adapted to a flow of water to different donors 22 for the detergents or the washing / rinsing aids. The different "direction" of the water flow to the dispenser 22 out is schematically in 1 by means of the arrows 21 shown. The stream of water rips the rinse and a mixture of water and detergent gets into the tub 10 introduced. The liquid from the tub 10 is then (after washing or rinsing) by means of a pump 24 issued.

In 2 ist ein Beispiel eines Wasserverteilers gemäß der Erfindung gezeigt, in dem die Wasserverteilvorrichtung von sich eine Schrittdüse ist. Eine derartige Schrittdüse 20 beinhaltet zwei Hauptkomponenten: einen gewickelten Stator 32, der auf einer Stütze S der Waschmaschine fixiert ist, sowie eine Düse 30, die mechanisch an einer Welle eines elektromechanischen Rotors 30a fixiert ist. Die Düse 30 kann durch die Röhre 14, die flexibel ist, oder durch eine (nicht gezeigte) Luftbremse befüllt werden. Die Düse 30 führt Wasser in das Innere der unterschiedlichen Spender 22 ein. Der gewickelte Stator 32 ist durch Schnappeingriff mittels eines Fixierungsrings 32a innerhalb der externen Stütze S, die ein Teil des Waschmittelspenders selbst ist, befestigt. Der Rotor 30a der Düse 30 ist drehbar innerhalb des Stators 32 befestigt. Der Rotor 30a hält einen Permanentmagneten oder Weicheisen oder beides. Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 sind die Spulen 34 auf dem gewickelten Stator 32 aufgewickelt und ein elektromagnetisches Feld wird erzeugt, wenn ein Gleichstrom diese mit Energie versorgt. Das elektromagnetische Feld erzeugt ein Drehmoment auf die Düse 30 mittels eines der folgenden Prinzipien:

– das Prinzip des variablen magnetischen Widerstands, wenn der Rotor 30a aus Weicheisen besteht;
– das Prinzip des Permanentmagneten, wenn der Rotor 30a einen Permanentmagneten umfasst;
– Hybrid, wenn der Rotor sowohl Weicheisen als auch einen Permanentmagneten umfasst.

In 2 an example of a water distributor according to the invention is shown, in which the water distribution device of itself is a step nozzle. Such a step nozzle 20 contains two main components: a wound stator 32 , which is fixed on a support S of the washing machine, and a nozzle 30 which is mechanically attached to a shaft of an electromechanical rotor 30a is fixed. The nozzle 30 can through the tube 14 that is flexible or filled by an air brake (not shown). The nozzle 30 introduces water to the interior of the different donors 22 one. The wound stator 32 is by snap engagement by means of a fixing ring 32a inside the external support S, which is part of the detergent dispenser itself. The rotor 30a the nozzle 30 is rotatable within the stator 32 attached. The rotor 30a Holds a permanent magnet or soft iron or both. With reference to the 3 and 4 are the coils 34 on the wound stator 32 wound up and an electromagnetic field is generated when a DC power this. The electromagnetic field generates a torque on the nozzle 30 using one of the following principles:

- the principle of variable magnetic resistance when the rotor 30a made of soft iron;
- the principle of the permanent magnet when the rotor 30a comprises a permanent magnet;
- Hybrid, if the rotor comprises both soft iron and a permanent magnet.

Mittels Energieversorgung der Zähne durch Gleichstrom in der richtigen Reihenfolge ist es möglich, die Winkelpositionen der Düse 30 zu steuern. Umsteuerung der Reihenfolge der Schritte wird die Richtung der Drehung umkehren.By energizing the teeth by direct current in the correct order, it is possible to adjust the angular positions of the nozzle 30 to control. Redirecting the order of steps will reverse the direction of rotation.

Die Vorrichtung könnte mit zwei, drei oder mehr Polen per Phase und mit einer unterschiedlichen Anzahl von Phasen realisiert werden. Es ist möglich, die Düse 30 mittels eines der folgenden Betriebsmodi anzutreiben:

– Wellenantrieb (eine Phase an)
– Vollschritt-Antrieb (zwei Phasen an)
– Mikroschritte (durch kontinuierliche Variation des Stroms)

The device could be realized with two, three or more poles per phase and with a different number of phases. It is possible the nozzle 30 to be powered by one of the following operating modes:

- Shaft drive (one phase on)
- full-step drive (two phases on)
Microsteps (by continuous variation of the current)

Die Ursprungsposition der Düse 30 wird mittels eines mechanischen Stoppers erreicht, der nicht gezeigt ist. Die Düse ist mit dem Rotor 30a der Vorrichtung verbunden und kann innerhalb des Statorhohlraums befestigt werden, wenn das System am Waschmittelspender zusammengesetzt wird, oder das System aus Rotor/Stator kann vor der Installation des Systems an einem derartigen Spender zusammengesetzt werden. Das System ist aufgrund der Tatsache einzigartig, dass die Welle und der Stator 32 der Schrittdüse 26 vollständig separat voneinander sind und die Düse 30 mit dem Rotor der Vorrichtung verbunden ist. Der Stator 32 könnte ebenso das System integrieren, in dem er mit der Stütze S verbunden ist. Das System ist auch aufgrund der Tatsache einzigartig, dass eine reduzierte Anzahl von Polen zur Erreichung sämtlicher Positionen ausreicht, die zum Antreiben von Wasser in das Innere der Kompatimente 22 des Waschmittelspenders erforderlich ist, durch Energieversorgung der Spulen 34 mittels Gleichstrom.The original position of the nozzle 30 is achieved by means of a mechanical stopper, which is not shown. The nozzle is with the rotor 30a connected to the device and can be mounted within the stator cavity when the system is assembled on the detergent dispenser, or the system rotor / stator can be assembled before installing the system to such a dispenser. The system is unique due to the fact that the shaft and the stator 32 the step nozzle 26 Completely are separate from each other and the nozzle 30 is connected to the rotor of the device. The stator 32 could also integrate the system in which it is connected to the support S. The system is also unique due to the fact that a reduced number of poles is sufficient to reach all the positions required to drive water into the interior of the compartments 22 the detergent dispenser is required by energizing the coils 34 by means of direct current.

7 zeigt eine Beispielantriebsstrategie des Waschmittel-Spenders gemäß der Erfindung. 7 shows an example drive strategy of the detergent dispenser according to the invention.

8 zeigt das äquivalente elektrische Schema. 9 erläutert, wie es möglich ist, die Winkelposition Φ der Düse 30 durch Steuerung der Intensität des magnetischen Flusses zweier benachbarter Phasen 36 zu steuern. Es ist möglich unterschiedliche Intensitäten des daraus resultierenden magnetischen Flusses H zu erreichen, welcher in bestimmten Positionen größer als 100% ist, wie dies in der nachfolgend angegebenen Tabelle angezeigt ist:
Das Haltedrehmoment verändert sich ähnlich wie die Intensität des magnetischen Flusses, dass es möglich ist, ein ähnliches Verhalten des Drehmoments als Funktion der Winkelposition zu erhalten. Eine davon unterschiedliche Strategie ist, den resultierenden magnetischen Fluss durch eine unterschiedliche Energieversorgung der zwei Phasen konstant bei 100% zu halten.

ξi = 45°
θ1 = 90°
θ2 = 45°

H1 H2 Φ H 0% 100% 45 100% 10% 100% 49 107% 20% 100% 52 115% 30% 100% 55 123% 40% 100% 57 131% 50% 100% 60 140% 60% 100% 62 149% 70% 100% 63 157% 80% 100% 65 166% 90% 100% 66 176% 100% 100% 68 185% 100% 90% 69 176% 100% 80% 70 166% 100% 70% 72 157% 100% 60% 73 149% 100% 50% 75 140% 100% 40% 78 131% 100% 30% 80 123% 100% 20% 83 115% 100% 10% 86 107% 100% 0% 90 100%

8th shows the equivalent electrical scheme. 9 explains, as it is possible, the angular position Φ of the nozzle 30 by controlling the intensity of the magnetic flux of two adjacent phases 36 to control. It is possible to achieve different intensities of the resulting magnetic flux H, which in certain positions is greater than 100%, as indicated in the table below:
The holding torque varies, similar to the intensity of the magnetic flux, so that it is possible to obtain a similar behavior of the torque as a function of the angular position. A different strategy is to keep the resulting magnetic flux constant at 100% through a different power supply to the two phases.

ξi = 45 °
θ1 = 90 °
θ2 = 45 °

Claims

Detergent dispenser ( 20 . 21 . 22 ) for an automatic washing machine or a dishwasher, comprising a water inlet ( 14 ), which by means of a programming device ( 18 ) of the machine is controllable, and a movable element ( 30 by the programming device for supplying water to different positions ( 22 ) is controllable within the detergent dispenser according to the washing program of the machine, characterized in that the movable element ( 30 ) by means of egg electromagnetic rotor / stator assembly ( 30a . 32 ) and is a part thereof, and that the movable element ( 30 ) a water nozzle ( 30 ) mechanically attached to the shaft of the electromechanical rotor ( 30a ) of the rotor / stator assembly is fixed.

Detergent dispenser according to claim 1, characterized in that the movable element is the rotor ( 30a ) of the rotor / stator assembly ( 30a . 32 ).