DE102016204347A1

DE102016204347A1 - Verfahren zum Betrieb eines wasserführenden Haushaltsgeräts mit verbessertem Pumpbetrieb

Info

Publication number: DE102016204347A1
Application number: DE102016204347.1A
Authority: DE
Inventors: Dirk Mischke; Raymond Römer; Jörg Skrippek
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2017-09-21
Also published as: ES2713708T3; EP3219841B1; CN107201632B; EP3219841A1; CN107201632A; TR201901487T4; PL3219841T3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines wasserführenden Haushaltsgeräts 1 mit einem Laugenbehälter 2, einer Trommel 3 zur Aufnahme von Wäschestücken 4, einem Antriebsmotor 5 für die Trommel, einer drehzahlgeregelten Pumpe 18, welche über einen Laugenkanal 23 mit dem Laugenbehälter 2 verbunden ist und einer Steuereinrichtung 8, wobei während einer Schleuderphase, welche mindestens einen Schleuderschritt beinhaltet, die Leistungsaufnahme P der drehzahlgeregelten Pumpe 18 in Abhängigkeit von der freigeschleuderten Wassermenge kontrolliert wird, und wobei eine Drehzahl nP der drehzahlgeregelten Pumpe 18 in Abhängigkeit von der Dichte ρ des Fördermediums variiert wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes wasserführendes Haushaltsgerät 1.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines wasserführenden Haushaltsgeräts mit einem Laugenbehälter, einer Trommel zur Aufnahme von Wäschestücken, einem Antriebsmotor für die Trommel, einer drehzahlgeregelten Pumpe, welche über einen Laugenkanal mit dem Laugenbehälter verbunden ist und einer Steuereinrichtung. Die Erfindung betrifft außerdem ein zur Durchführung dieses Verfahrens geeignetes wasserführendes Haushaltsgerät.
In einer Waschmaschine werden Wäschestücke im Allgemeinen in einer Waschphase zur Reinigung mit einer Waschmittel enthaltenden Waschlauge behandelt. Nach einer Spülphase mit Wasser, in der in oder an der Wäsche befindliche Waschlauge und/oder Verschmutzungen entfernt werden, wird außerdem häufig eine Behandlung der Wäsche mit einem Weichspüler vorgenommen. Nach Beendigung der Waschphase beginnt in Waschgeräten im Allgemeinen eine Schleuderphase, in welcher die Trommel in einem oder mehreren Schleuderschritten mittels ihres Antriebsmotors ein bestimmtes Drehzahlprofil abfährt, um die Wäschestücke zu entwässern. Parallel dazu muss die Laugenpumpe in der Waschmaschine das anfallende, freigeschleuderte Wasser abpumpen, so dass sich im Laugenbehälter kein Wasserrückstau bildet. Kommt die Laugenpumpe dieser Aufgabe nicht nach, kann der Wasserrückstau so groß werden, dass die sich drehende Wäschetrommel das Wasserniveau der Rückstaumenge berührt oder sogar in die wässrige Flüssigkeit eintaucht. Dieses Eintauchen bewirkt erhöhte Antriebsmomente des Trommelantriebs und führt damit zu einer erhöhten Motorbelastung bzw. einem erhöhten Motorverschleiß.
Zusätzlich kann es zu einem ungewollten Aufschäumen der Rückstaumenge kommen, so dass sich der gesamte Abpumpprozess qualitativ verschlechtert und schließlich abgebrochen muss. Generell ist zumindest in einem ersten Schleuderschritt, aber mit abnehmender Intensität auch in weiteren Schleuderschritten, beim Fördermedium aufgrund ausgespülter Waschmittelreste eine gewisse Schaumerzeugung zu beobachten. Schaumbildung tritt in einer Waschmaschine dabei häufig aufgrund einer inkorrekten Verwendung von Waschmittel, insbesondere einer Überdosierung, auf. Aber auch beispielsweise bei einer inkorrekten Auswahl eines Waschprogrammes kann zu viel Schaum erzeugt werden. Schaum ist ein Zwei-Phasen Gemisch aus Luft und Flüssigkeit und weist somit eine geringere Dichte auf als die Waschlauge bzw. eine Spülflüssigkeit. Dies kann dazu führen, dass sich die Antriebsleistung der Pumpe aufgrund der Dichtereduzierung verringert und die Pumpperformance sich durch Separierung des Zwei-Phasen-Gemisches weiterhin verschlechtert. Eine Verbesserung der Pumpperformance hinsichtlich der wechselnden Bedingungen während eines Waschprogramms wäre daher wünschenswert.
Verfahren zum Betrieb von Pumpen sind bereits bekannt.
Die DE 38 25 500 A1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung des Laugen-Abpumpvorgangs bei Waschmaschinen mit einer in einem Laugenbottich rotierenden Wäschetrommel und einer mittels eines Synchronmotors angetriebenen Laugenpumpe, wobei die Stromaufnahme des Antriebsmotors der Laugenpumpe mit Hilfe einer Meßeinrichtung laufend überwacht wird.
Die DE 44 23 736 A1 beschreibt ein Verfahren zur Regelung der Drehzahl eines Elektromotors, mit welchem eine Kreiselarbeitsmaschine, insbesondere eine Pumpe oder ein Ventilator, angetrieben wird, entsprechend dem auf der Verbraucherseite zeitlich variablen Leistungsbedarf an die Kreiselarbeitsmaschine. Dabei wird ein Regler verwendet, durch dessen Ausgangsgröße die Drehzahl des Elektromotors festgelegt wird. Die jeweilige Stromstärke (I) des Motorstroms des Elektromotors wird gemessen und ein die gemessene Stromstärke repräsentierendes Signal erzeugt. Dieses Signal wird dem Regler als Eingangsgröße zugeführt, wo es nach einer vorgegebenen oder aktuell berechneten Kennlinie (a bis d) in die gewünschte Ausgangsgröße umgesetzt wird.
Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verbesserung des Pumpbetriebs, insbesondere in einer Schleuderphase einer Waschmaschine, bereitzustellen. Vorzugsweise soll dabei ein schnelles und möglichst vollständiges Abpumpen der Waschflüssigkeit oder auch Spülflüssigkeit möglich sein, auch bei unterschiedlichen Verschäumungsgraden. Aufgabe der Erfindung war auch die Bereitstellung eines zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten wasserführenden Haushaltsgeräts.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren und ein wasserführendes Haushaltsgerät (im Folgenden als „Haushaltsgerät“ abgekürzt) gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausgestaltungen des Verfahrens entsprechen bevorzugte Ausgestaltungen des Haushaltsgeräts, auch wenn hierin nicht jeweils gesondert darauf hingewiesen wird.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Betrieb eines wasserführenden Haushaltsgeräts mit einem Laugenbehälter, einer Trommel zur Aufnahme von Wäschestücken, einem Antriebsmotor für die Trommel, einer drehzahlgeregelten Pumpe, welche über einen Laugenkanal mit dem Laugenbehälter verbunden ist und einer Steuereinrichtung, wobei während einer Schleuderphase, welche mindestens einen Schleuderschritt beinhaltet, die Leistungsaufnahme P der drehzahlgeregelten Pumpe in Abhängigkeit von der freigeschleuderten Wassermenge kontrolliert wird, und wobei eine Drehzahl n_p der drehzahlgeregelten Pumpe in Abhängigkeit von der Dichte ρ des Fördermediums variiert wird. Als freigeschleuderte Wassermenge kann insbesondere die sich im Laugenbehälter ansammelnde Wassermenge, d.h. die Wassermenge im Laugenbehälter, angesehen werden.
„Fördermedium“ im Sinne der Erfindung ist ein ein- oder mehrphasiges Medium, das eine wässrige Flüssigkeit und/oder Luft enthält. Dabei ist Luft im Fördermedium insbesondere in der Form von Schaum enthalten. Die Dichte des Fördermediums nimmt mit zunehmendem Gehalt an Luft bzw. Schaum ab.
Im Allgemeinen ist eine wässrige Flüssigkeit im Laugenbehälter ein Gemisch, welches veränderliche Anteile aus Wasser, gelösten Anschmutzungen, Waschmittel und/oder Weichspüler enthält. Die wässrige Flüssigkeit im Laugenbehälter und damit auch das Fördermedium können dabei eine reine Flüssigkeit sein, aber auch ein Zwei-Phasen- oder auch ein Drei-Phasen-Gemisch sein. Ein Zwei-Phasen-Gemisch ist dabei in der Regel eine Mischung aus Schaum, der während eines Waschprogramms entsteht, und Wasser. Ein Zwei-Phasen-Gemisch kann aber auch eine Mischung aus Flüssigkeit und Feststoffpartikeln sein, welche beispielsweise aus Anschmutzungen von Wäschestücken während eines Waschprogramms resultieren können. Ein Drei-Phasen-Gemisch ist entsprechend ein Gemisch aus Schaum, Flüssigkeit und Feststoffpartikeln.
Natürlicherweise besitzen diese drei Phasen unterschiedliche Dichten, wobei gilt, dass die Dichte der Schaumphase am geringsten und die Dichte der Feststoffpartikel am höchsten ist. Die Dichte von Zwei- bzw. Drei-Phasen-Gemischen variiert daher im Allgemeinen entsprechend der Phasenanteile. So wird z.B. ein Zwei-Phasen-Gemisch mit einem hohen Schaumanteil eine geringere Dichte aufweisen als ein Zwei-Phasen-Gemisch mit einem hohen Flüssigkeitsanteil.
Desweiteren ist ein oben beschriebenes Zwei- bzw. Drei-Phasen-Gemisch nicht notwendigerweise homogen. Die Anteile der Phasen können bei Eintrag von Strömungsenergie am Pumpenlaufrad durch unterschiedliche Drücke an der Schaufelkontur stark variieren und so das Pumpenförder-Verhalten negativ beeinflussen. In einem statischen Zustand wird sich in einem Behälter im Allgemeinen eine Phasenreihenfolge ausbilden, bei der Schaum aufgrund der geringsten Dichte die obere Phase bilden wird und die Flüssigkeit die darunter liegende. Feststoffpartikel werden in der Regel zu Boden sinken. Eine gewisse Durchmischung wird jedoch aufgrund von Trommelbewegungen im Laugenbehälter und/oder durch einen Pumpbetrieb erfolgen, wobei der Grad der Durchmischung von der Stärke der Trommelbewegung abhängt.
„Dichte ρ des Fördermediums“ bedeutet insbesondere die Dichte des Fördermediums in der drehzahlgeregelten Pumpe. Bei einer bekannten, beispielsweise vorgegebenen, Drehzahl der drehzahlvariablen Pumpe kann dabei die Dichte ρ des Fördermediums insbesondere anhand der Leistungsaufnahme P der Pumpe ermittelt werden. Hierzu ist vorteilhaft in der Steuereinrichtung für verschiedene Werte der Drehzahl n_p bzw. Drehwinkelfrequenz ω_P ein Zusammenhang zwischen der Leistungsaufnahme P und der Dichte ρ hinterlegt.
Erfindungsgemäß ist daher ein Verfahren bevorzugt, bei dem zur Überwachung der Dichte ρ des Fördermediums der Motorstrom I_A eines Pumpenantriebsmotors gemessen und ausgewertet wird.
Im Allgemeinen definiert sich die Leistungsaufnahme P aus der Multiplikation aus Fluiddichte, d.h. der Dichte ρ des Fördermediums, Fallbeschleunigung, Förderstrom und Förderdruck. In der Regel ändern sich während eines Abpumpprozesses Fallbeschleunigung und Förderdruck nicht, so dass die Leistungsaufnahme P allein vom Produkt aus der Dichte ρ des Fördermediums und dem Förderstrom abhängt, wobei sich die Drehzahl n_p der Pumpe nach den hydraulischen Affinitätsgesetzen proportional zum Förderstrom verhält. Die Leistungsaufnahme P ist also demnach definiert als Produkt der Dichte ρ des Fördermediums und der Drehzahl n_p.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Leistungsaufnahme P der drehzahlgeregelten Pumpe derart kontrolliert, dass die Leistungsaufnahme P bei einer während eines Schleuderschrittes der Schleuderphase zunehmenden Wassermenge M im Laugenbehälter heraufgesetzt wird.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es zudem bevorzugt, dass die Drehzahl n_p der drehzahlgeregelten Pumpe erhöht wird, wenn die Dichte ρ des Fördermediums abnimmt, also bei Zunahme des Verschäumungsgrades. Dabei wird ein Schleuderschritt vorzugsweise bei Unterschreiten eines vorgegebenen minimalen Dichtewertes ρ_min des Fördermediums abgebrochen.
Es ist bevorzugt, dass die Leistungsaufnahme P der drehzahlgeregelten Pumpe mit abnehmender Dichte ρ des Fördermediums reduziert wird, wobei in der Steuereinrichtung ein Zusammenhang zwischen der Leistungsaufnahme P, der Dichte ρ und der Drehzahl n_p hinterlegt ist. Dies berücksichtigt den Umstand, dass bei einem zunehmenden Schaumanteil im Fördermedium die Drehzahl n_p im Allgemeinen nicht beliebig heraufgesetzt werden kann. Im Allgemeinen gibt es eine Obergrenze der Drehwinkelfrequenz ω_P ^max für die Drehzahl n_p der drehzahlgeregelten Pumpe, die vorzugsweise nicht überschritten werden sollte.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Leistungsaufnahme P für einen Zeitraum Δt₁ ≤ Δt_s, wobei Δt_s die Dauer eines Schleuderschrittes ist, auf einen konstanten Wert eingestellt und die Drehzahl n_p der Pumpe bei abnehmender Dichte ρ des Fördermediums entsprechend erhöht. Dabei wird vorzugsweise die Leistungsaufnahme P der drehzahlgeregelten Pumpe für den Zeitraum Δt_s auf einen konstanten Wert eingestellt. Dazu wird im Allgemeinen in dem Maße die Drehzahl angehoben wie sich die Dichte reduziert – eine Kompensation der Dichteabsenkung bei Beibehaltung der Antriebsleistung und Anhebung der Pumpendrehzahl.
Eine Schleuderphase besteht im Allgemeinen aus mehreren Schleuderschritten, zwischen denen in einer sogenannten Schleuderpause die Drehwinkelfrequenz ω_T bzw. die Drehzahl n_T der Trommel zumindest deutlich herabgesetzt wird oder aber die Trommel vollständig zur Ruhe kommt. In der Schleuderpause kann die drehzahlgeregelte Pumpe weiter pumpen. Allerdings kann auch vorgesehen sein, dass die drehzahlgeregelte Pumpe in der Schleuderpause nicht pumpt (Entlüftungspause zur Separierung des Zwei-Phasen-Gemisches). Die Angaben hierin beziehen sich daher auf einen oder mehrere Schleuderschritte, vorzugsweise auf alle Schleuderschritte.
Während eines Waschprogramms ändert sich die Trommeldrehzahl n_T. So beträgt z.B. eine Drehzahl n_T der Trommel in einer Waschphase im Allgemeinen ≤ 100 Umdrehungen/min, wobei sich natürlich Variationen ergeben, da sich beispielsweise eine Änderung der Trommeldrehzahl n_T aufgrund einer möglichen Schaumentstehung, also mit variierender Dichte der wässrigen Flüssigkeit im Laugenbehälter ergeben kann. In einer Schleuderphase hingegen wird die Trommeldrehzahl n_T programmbedingt höher sein, also z.B. im Bereich von 400 bis 1600 1/min liegen, je nach Ausgestaltung des wasserführenden Haushaltsgeräts.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass die Leistungsaufnahme P der drehzahlgeregelten Pumpe auf einen für die Pumpe maximal zulässigen Wert P_max eingestellt wird. Der Wert P_max hängt im Allgemeinen von den Betriebseigenschaften der Pumpe ab und ist insbesondere so gewählt, dass eine maximale Betriebslaufzeit gewährleistet ist, ohne dass ein übermäßiger Verschleiß oder störende Geräusche auftreten.
Überdies ist es bevorzugt, dass die drehzahlgeregelte Pumpe derart auf einer Leistungshyperbel betrieben wird, dass das Produkt aus Drehzahl n_P der drehzahlgeregelten Pumpe und Dichte ρ des Fördermediums konstant ist. Das Produkt aus Drehzahl n_P und Dichte ρ ist im Allgemeinen proportional zur Leistungsaufnahme P der Pumpe, so dass der Betrieb auf einer Leistungshyperbel insbesondere bedeutet, dass die Leistungsaufnahme P konstant bleibt, so dass sich die in den Größen variierenden Multiplikatoren gegenseitig kompensieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird für den Fall, dass die im Laugenbehälter vorhandene Wassermenge M nach Ablauf des Zeitraumes Δt₁ größer geworden ist, die Drehzahl n_T der Trommel herabgesetzt und/oder die Drehzahl n_P der drehzahlgeregelten Pumpe heraufgesetzt. In dieser Situation kann nämlich die Förderleistung der Pumpe nicht ausreichen, so dass die Gefahr zunehmen kann, dass sich zu viel abgeschleuderte wässrige Flüssigkeit im Laugenbehälter sammelt und in Schleuderschritten von der rotierenden Trommel berührt werden kann und damit den Ausschleuder- bzw. Entwässerungsvorgang behindert.
Für den Fall, dass die im Laugenbehälter vorhandene Wassermenge nach Ablauf des Zeitraumes Δt₁ größer geworden ist, kann alternativ während eines sich daran anschließenden Zeitraumes Δt₂, wobei (Δt₁ + Δt₂) ≤ Δt_s gilt, die Leistungsaufnahme P der Pumpe von einem Wert P_set1 auf einen Wert P_set2 heraufgesetzt werden, wobei P_set1 < P_set2 ≤ P_max gilt. Entsprechend kann für weitere Zeiträume Δt_n, wobei (Δt₁ + Δt₂ + ... + Δt_n) ≤ Δt_s gilt, die Leistungsaufnahme P der Pumpe von einem Wert P_set1 auf einen Wert P_setn heraufgesetzt werden, wobei P_set1 < P_set2 ≤ ... P_setn ... ≤ P_max gilt.
Da sich in einer Schleuderphase die Dichte der Dichte ρ des Fördermediums sehr rasch aufgrund hoher Umdrehungszahlen der Trommel ändern kann, sind hier insbesondere kurze Zeitintervalle Δt_n von 1 bis 3 s bevorzugt. Auf diese Weise kann sich die Leistungsaufnahme P und/oder Drehzahl n_P der Pumpe sehr schnell an die sich ändernden Bedingungen anpassen.
Besonders vorteilhaft kann beim erfindungsgemäßen Verfahren auch Art und/oder Menge an Wäschestücken in der Trommel berücksichtigt werden. So unterscheiden sich Wäschestücke unterschiedlicher Art in ihrer Fähigkeit zur Wasseraufnahme, so dass die von den Wäschestücken aufgenommene und abschleuderbare Wassermenge auch von der Art des Wäschestückes abhängt. Darüber hinaus wird die von den Wäschestücken aufgenommene und abschleuderbare Wassermenge bei gleichartigen Wäschestücken im Allgemeinen proportional zur Menge der Wäschestücke sein. Die Bestimmung von Art und/oder Menge von Wäschestücken kann im wasserführenden Haushaltsgerät automatisch vorgenommen werden oder es können Art und/oder Menge von Wäschestücken durch einen Benutzer des Haushaltsgerätes eingestellt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher die Leistungsaufnahme P in Abhängigkeit von der Art und/oder Menge an Wäschestücken in der Trommel festgelegt, wobei in der Steuereinrichtung ein Zusammenhang zwischen der Leistungsaufnahme P und Art und/oder Menge der Wäschestücke in der Trommel hinterlegt ist.
Überdies ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Wassermenge im Laugenbehälter und/oder deren zeitliche Zunahme im Laugenbehälter als Maß für die freigeschleuderte Wassermenge gemessen und zur Steuerung der drehzahlgeregelten Pumpe herangezogen wird.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein wasserführendes Haushaltsgerät mit einem Laugenbehälter, einer Trommel zur Aufnahme von Wäschestücken, einem Antriebsmotor für die Trommel, einer drehzahlgeregelten Pumpe, welche über einen Laugenkanal mit dem Laugenbehälter verbunden ist und einer Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens zum Betrieb des Haushaltsgerätes, bei dem während einer Schleuderphase, welche mindestens einen Schleuderschritt beinhaltet, die Leistungsaufnahme P der drehzahlgeregelten Pumpe in Abhängigkeit von der freigeschleuderten Wassermenge kontrolliert wird, und wobei eine Drehzahl n_P der drehzahlgeregelten Pumpe in Abhängigkeit von der Dichte ρ des Fördermediums variiert wird.
Erfindungsgemäß ist das wasserführende Haushaltsgerät bevorzugt eine Waschmaschine oder ein Waschtrockner.
In einer bevorzugten Ausführungsform des wasserführenden Haushaltsgeräts sind mehrere Zusammenhänge für den Verlauf der Drehzahl der drehzahlgeregelten Pumpe in Abhängigkeit der Dichte in der Steuereinrichtung hinterlegt. Es können nämlich Länge und Umdrehungszahl bei einem Schleuderschritt für unterschiedliche Betriebsprogramme des wasserführenden Haushaltsgeräts unterschiedlich sein. So wird eine Schleuderphase in einem Handwaschgang im Allgemeinen bei deutlich geringeren Umdrehungszahlen durchgeführt werden, als eine Schleuderphase in einem Programm mit pflegeleichter Wäsche. Entsprechend wird dann natürlich auch die Schaumbildung und als Konsequenz die Dichte ρ des Fördermediums unterschiedlich sein. Auf diese Weise kann dann insbesondere die Leistungsaufnahme P der Pumpe auch bezüglich des durch einen Benutzer gewählten Betriebsprogramms verbessert werden.
Die Erfindung hat zahlreiche Vorteile. Durch die Verwendung einer drehzahlgeregelten Pumpe in einer Schleuderphase derart, dass insbesondere eine Anpassung der Drehzahl n_P der drehzahlgeregelten Pumpe an die Dichte ρ des Fördermediums stattfindet, kann ein dynamisches Abpumpen einer wässrigen Flüssigkeit aus dem Laugenbehälter realisiert werden, wobei auch unterschiedlich hohe Schaumanteile effizient berücksichtigt werden können. Dabei kann die Leistungsaufnahme der Pumpe insbesondere maximal ausgenutzt werden oder auf einem gewünschten Niveau gehalten werden. Dies ermöglicht nicht nur eine verbesserte Abpumpperformance, sondern auch verbesserte Schleuderergebnisse, da ein Wasserrückstau vermieden werden kann. Auf diese Weise können dementsprechend dann auch gewünschte Restfeuchtewerte der Wäschestücke in der Trommel schneller erreicht werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer nicht einschränkenden Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Waschmaschine illustriert, wobei Bezug genommen wird auf die 1 und 2.
1 zeigt in einer nicht einschränkenden Ausführungsform eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Waschmaschine als wasserführendes Haushaltsgerät.
2 zeigt eine schematische Darstellung des hyperbelförmigen Verlaufs der Drehzahl der drehzahlgeregelten Pumpe mit der Fluiddichte bei konstanter Leistungsaufnahme der Pumpe.
1 zeigt ein als Waschmaschine 1 ausgebildetes erfindungsgemäßes wasserführendes Haushaltsgerät. Die Waschmaschine 1 der 1 weist einen Laugenbehälter 2 auf, in dem eine Trommel 3 drehbar gelagert und durch den Antriebsmotor 5 antreibbar ist. Für eine verbesserte Ergonomie ist die Drehachse 19 der Trommel 3 aus der Horizontalen um einen kleinen Winkel (z.B. 13°) nach vorne oben gerichtet, so dass der Benutzer der Waschmaschine 1 einen leichteren Zugang und Einblick in das Innere der Trommel 3 hat. Durch diese Anordnung wird im Zusammenwirken mit Wäschemitnehmern 14 und Schöpfeinrichtungen 17 für die waschmittelhaltige wässrige Flüssigkeit 7, z.B. Waschlauge, an der Innenfläche des Trommelmantels außerdem auch eine Intensivierung der Durchflutung der Wäschestücke 4 mit Waschlauge 7 erreicht.
Die Waschmaschine 1 weist zudem ein Laugenzulaufsystem auf, das eine Wasseranschlussarmatur für das Hauswassernetz 20, ein elektrisch steuerbares Ventil 21 und eine Zuleitung 13 zum Laugenbehälter 2 umfasst, die gegebenenfalls auch über eine Waschmitteleinspülschale 12 geführt sein kann, aus der das zulaufende Wasser Waschmittelportionen in den Laugenbehälter 2 transportieren kann. Außerdem befindet sich im Laugenbehälter 2 eine Heizeinrichtung 16 zur Erwärmung von Wasser oder Waschlauge 7. Das Ventil 21 wie auch die Heizeinrichtung 16 können durch eine Steuereinrichtung 8 in Abhängigkeit von einem Programmablaufplan gesteuert werden, der an ein Zeitprogramm und/oder an das Erreichen von gewissen Messwerten von Parametern wie Laugenniveau, Laugentemperatur, Drehzahl der Trommel usw. innerhalb der Waschmaschine 1 gebunden sein kann. 9 bedeutet eine Motor-Trommel-Kontrolleinheit, welche insbesondere die Trommeldrehzahl n_T, den Antriebsstromwert I_AT und einen Trommeldrehzeitraum Δt_T bestimmen und speichern kann.
6 bedeutet einen Drucksensor, d.h. einen Sensor für die Messung des hydrostatischen Druckes, im Laugenbehälter 2. Der hydrostatische Druck p ergibt sich aus dem Füllstand der sich im Laugenbehälter 2 ausbildenden freien Flotte 7. Bei der vorliegenden Erfindung dient dieser Füllstand im Allgemeinen als Maß für die in der Schleuderphase aus den Wäschestücken abgeschleuderte Menge an Wasser, Waschlauge oder Spülflüssigkeit.
Darüber hinaus umfasst die Waschmaschine 1 der hier gezeigten Ausführungsform eine Messeinrichtung 15 zum Ermitteln der eingefüllten Wassermenge, z.B. einen Wassermengenzähler oder einen Durchflussmesser. Im Falle eines Durchflussmessers wird die eingeflossene Wassermenge in Verbindung mit einer erfassten Füllzeit berechnet. Der Durchfluss kann auch durch Messung der Zeit bis zum Erreichen einer vorgegeben Niveauhöhe, die einer bestimmten festen Wassermenge entspricht, bestimmt werden. Nicht gezeigt ist eine Waage zur Bestimmung der Menge an eingefüllten Wäschestücken. Bei der hier gezeigten Ausführungsform ermöglichen Durchflussmesser und Waage eine noch bessere Ausgestaltung einer Spülphase bzw. einer darin stattfindenden Schleuderphase.
11 bedeutet eine Anzeigevorrichtung, mit der beispielsweise Verfahrensparameter, insbesondere ein Ablaufen eines Waschprogramms oder auch eine Schaummenge oder eine Leistungsaufnahme P angezeigt werden können.
18 bedeutet eine drehzahlgeregelte Pumpe zum Abpumpen der wässrigen Flüssigkeit 7 aus dem Laugenbehälter 2. Hierzu ist die Laugenpumpe 18 im Laugenkanal 23 angeordnet. Die Laugenpumpe 18 ist mit der Steuereinrichtung 8 verbunden. Die Steuereinrichtung 8 ist dabei eingerichtet, die Leistungsaufnahme P der Pumpe 18 zu überwachen, den Antriebsstromwert I_A zu bestimmen und die Drehzahl n_P der Pumpe 18 zu regeln.
In der in 1 gezeigten Waschmaschine kann insbesondere ein Verfahren durchgeführt werden, bei dem während einer Schleuderphase, welche mindestens einen Schleuderschritt beinhaltet, die Leistungsaufnahme P der drehzahlgeregelten Pumpe 18 in Abhängigkeit von der freigeschleuderten Wassermenge, bestimmt anhand der Wassermenge im Laugenbehälter 2, kontrolliert wird, wobei eine Drehzahl n_P der drehzahlgeregelten Pumpe 18 in Abhängigkeit von der Dichte ρ des Fördermediums variiert wird. Insbesondere wird hier die Leistungsaufnahme P der drehzahlgeregelten Pumpe 18 so kontrolliert, dass die Leistungsaufnahme P bei einer während eines Schleuderschrittes der Schleuderphase zunehmenden Wassermenge M im Laugenbehälter 2 heraufgesetzt wird. Außerdem ist hier vorgesehen, dass die Drehzahl n_P der drehzahlgeregelten Pumpe 18 erhöht wird, wenn die Dichte ρ des Fördermediums abnimmt, wobei bei Unterschreiten eines vorgegebenen minimalen Dichtewertes ρ_min des Fördermediums ein Schleuderschritt abgebrochen wird. Sofern dies auf einen großen Schaumanteil zurückzuführen ist, kann vorgesehen sein, dass in der Waschmaschine eine Schaumbekämpfungsmaßnahme durchgeführt wird. Eine solche Maßnahme kann beispielsweise das Betreiben der Trommel 3 in einem Reversierbetrieb bei vergleichsweise geringer Trommeldrehzahl n_T sein.
Schließlich kann bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Leistungsaufnahme P der drehzahlgeregelten Pumpe 18 mit abnehmender Dichte ρ des Fördermediums bedingt reduziert werden, wobei bei der hier beschriebenen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen wasserführenden Haushaltsgerätes in der Steuereinrichtung 8 ein Zusammenhang zwischen der Leistungsaufnahme P, der Dichte ρ und der Drehzahl n_P hinterlegt ist.
Wird eine Abnahme der Dichte ρ des Fördermediums im Laugenbehälter 2 detektiert, insbesondere anhand des Motorstromes I_A eines hier nicht gezeigten Pumpenantriebsmotors, so regelt die Steuereinrichtung 8 die Drehzahl n_P der Pumpe 18 gemäß diesem Zusammenhang nach, um in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Leistungsaufnahme P der Pumpe 18 zum Beispiel konstant zu halten.
Es können somit mehrere Zusammenhänge für den Verlauf der Dichte ρ des Fördermediums und der Drehzahl n_P der drehzahlgeregelten Pumpe 18 hinterlegt sein.
In 2 ist ein Verlauf der Dichte ρ des Fördermediums und der Drehzahl n_P der drehzahlgeregelten Pumpe 18 für den Fall einer konstanten Leistungsaufnahme P der Pumpe beispielhaft gezeigt. Die Drehzahl n_P der drehzahlgeregelten Pumpe 18 verhält sich hierbei antiproportional zur Dichte ρ des Fördermediums. Der Verlauf weist eine Hyperbelform auf, so dass sich die Drehzahl n_P der Pumpe 18 bei sehr niedrigen Dichten ρ, also beispielsweise einem hohen Schaumanteil im Fördermedium, stärker erhöhen wird. Liegt eine sehr große Schaummenge vor, ist also die Dichte ρ des Fördermediums sehr niedrig, kann sinnvollerweise auch eine Maßnahme zur Schaumreduktion, wie etwa ein reversierender Betrieb der Trommel 3 eingeleitet werden.
Bezugszeichenliste

1: Waschmaschine
2: Laugenbehälter
3: Trommel
4: Wäschestücke
5: Antriebsmotor für die Trommel
6: Drucksensor
7: wässrige Flüssigkeit, freie Flotte, Waschlauge
8: Steuereinrichtung
9: Motor-Trommel-Kontrolleinheit
10: Temperatursensor
11: Anzeigevorrichtung
12: (Waschmittel)Einspülschale
13: Zuleitung zum Laugenbehälter
14: Wäschemitnehmer
15: Messvorrichtung zum Ermitteln der eingefüllten Wassermenge
16: Heizeinrichtung
17: Schöpfeinrichtung
18: drehzahlgeregelte Pumpe, Laugenpumpe
19: Drehachse
20: Wasserzuleitung, Hauswassernetz, Wasserversorgung
21: (elektrisch steuerbares) Ventil
22: Zeitmesseinrichtung
23: Laugenkanal
24: Dichtesensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3825500 A1 [0005]
DE 4423736 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines wasserführenden Haushaltsgeräts (1) mit einem Laugenbehälter (2), einer Trommel (3) zur Aufnahme von Wäschestücken (4), einem Antriebsmotor (5) für die Trommel (3), einer drehzahlgeregelten Pumpe (18), welche über einen Laugenkanal (23) mit dem Laugenbehälter (2) verbunden ist und einer Steuereinrichtung (8), dadurch gekennzeichnet, dass während einer Schleuderphase, welche mindestens einen Schleuderschritt beinhaltet, die Leistungsaufnahme P der drehzahlgeregelten Pumpe (18) in Abhängigkeit von der freigeschleuderten Wassermenge kontrolliert wird, wobei eine Drehzahl n_P der drehzahlgeregelten Pumpe (18) in Abhängigkeit von der Dichte ρ des Fördermediums variiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsaufnahme P der drehzahlgeregelten Pumpe (18) derart kontrolliert wird, dass die Leistungsaufnahme P bei einer während eines Schleuderschrittes der Schleuderphase zunehmenden Wassermenge M im Laugenbehälter (2) heraufgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl n_P der drehzahlgeregelten Pumpe (18) erhöht wird, wenn die Dichte ρ des Fördermediums abnimmt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten eines vorgegebenen minimalen Dichtewertes ρ_min des Fördermediums (2) ein Schleuderschritt abgebrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsaufnahme P der drehzahlgeregelten Pumpe (18) mit abnehmender Dichte ρ des Fördermediums reduziert wird, wobei in der Steuereinrichtung (8) ein Zusammenhang zwischen der Leistungsaufnahme P, der Dichte ρ und der Drehzahl n_P hinterlegt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsaufnahme P für einen Zeitraum Δt₁ ≤ Δt_s, wobei Δt_s die Dauer eines Schleuderschrittes ist, auf einen konstanten Wert eingestellt wird und die Drehzahl n_P der Pumpe (18) bei abnehmender Dichte ρ des Fördermediums entsprechend erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsaufnahme P der drehzahlgeregelten Pumpe (18) für den Zeitraum Δt_s auf einen konstanten Wert eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsaufnahme P der drehzahlgeregelten Pumpe (18) auf einen für die Pumpe (18) maximal zulässigen Wert P_max eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die drehzahlgeregelte Pumpe (18) derart auf einer Leistungshyperbel betrieben wird, dass das Produkt aus Drehzahl n_P der drehzahlgeregelten Pumpe (18) und Dichte ρ des Fördermediums konstant ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass die im Laugenbehälter (2) vorhandene Wassermenge nach Ablauf des Zeitraumes Δt₁ größer geworden ist, die Drehzahl n_T der Trommel (3) herabgesetzt und/oder die Drehzahl n_P der drehzahlgeregelten Pumpe (18) heraufgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass die im Laugenbehälter (2) vorhandene Wassermenge nach Ablauf des Zeitraumes Δt₁ größer geworden ist, während eines sich daran anschließenden Zeitraumes Δt₂, wobei (Δt₁ + Δt₂) ≤ Δt_s gilt, die Leistungsaufnahme P der Pumpe (18) von einem Wert P_set1 auf einen Wert P_set2 heraufgesetzt wird, wobei P_set1 < P_set2 ≤ P_max gilt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsaufnahme P in Abhängigkeit von der Art und/oder Menge an Wäschestücken in der Trommel (3) festgelegt wird, wobei in der Steuereinrichtung (8) ein Zusammenhang zwischen der Leistungsaufnahme P und Art und/oder Menge der Wäschestücke in der Trommel (3) hinterlegt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassermenge im Laugenbehälter (2) und/oder deren zeitliche Zunahme im Laugenbehälter (2) als Maß für die freigeschleuderte Wassermenge gemessen und zur Steuerung der drehzahlgeregelten Pumpe (18) herangezogen wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung der Dichte ρ des Fördermediums der Motorstrom I_A eines Pumpenantriebsmotors gemessen und ausgewertet wird.
Wasserführendes Haushaltsgerät (1) mit einem Laugenbehälter (2), einer Trommel (3) zur Aufnahme von Wäschestücken (4), einem Antriebsmotor (5) für die Trommel (3), einer drehzahlgeregelten Pumpe (18), welche über einen Laugenkanal (23) mit dem Laugenbehälter (2) verbunden ist und einer Steuereinrichtung (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens zum Betrieb des Haushaltsgerätes (1), bei dem während einer Schleuderphase, welche mindestens einen Schleuderschritt beinhaltet, die Leistungsaufnahme P der drehzahlgeregelten Pumpe (18) in Abhängigkeit von der freigeschleuderten Wassermenge kontrolliert wird, wobei eine Drehzahl n_P der drehzahlgeregelten Pumpe (18) in Abhängigkeit von der Dichte ρ des Fördermediums variiert wird.