DE2949254A1 - Verfahren und vorrichtung zum ueberwachen und steuern des programmes, insbesondere des wasserzulaufs und/oder der reinigungs- bzw. spuelmittelzugae bei automatischen wasch- und geschirrspuelmaschinen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen und Steuern
• des Programmes, insbesondere des Wasserzulaufs und / oder der Reinigungs- bzw. Spillmittelzugabe bei automatischen Wasch- und Geschirrspülmaschinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen und Steuern des Programmes, insbesondere des Wasserzulaufs und/ oder der Reinigungs- bzw. Spülmittelzugabe bei automatischen Wasch-und Geschirrspülmaschinen.
• Bei den bekannten, auf dem Markt befindlichen automatischen Waschmaschinen wird vom Benutzer vor Beginn des Waschprozesses eine nach den Vorschriften der Waschmittelhersteller ffir die Vor- und die Hauptwäsche bemessene Menge Waschpulver oder für einen bestimmten Spülgang ein handelsübliches Spülmittel in Kammern einer Einspülwanne eingefllt, Programmgesteuert werden die mit einem Wasseranschlun und dem Spülbehälter der Maschine verbundenen Kammern leergespült, so daß zu bestimmten Waschvorgängen das zugehörige Reinigungs- oder Spülmittel dem Spülbehälter und dessen Wasserfüllung zugeffihrt wird.
• Ferner enthalten die bekannten automatischen Waschmaschinen einen Programmwahlschalter zum Einstellen des gewünschten, auf die Art des zu waschenden Gutes und dessen Verschmutzung abgestimmten Programmes, sowie ein Programmsteuergerät, in dem durch mechanische und/ oder elektrische Mittel die entsprechenden Waschprogramme derart gespeichert sind, daß bei ihrem Ablauf die Funktionen Wasserzulauf, Heizen, Wäschebewegung und Abpumpen in der gewünschten Reihenfolge gesteuert werden. Dabei werden die genannten Funktionen durch Temperatur- und Wasserstandsmenfhler zustandsabhängig beeinflußt.
• Die handelsüblichen Vollwaschmittel enthalten verschiedene Wirkstoffe, die in einem bestimmten Gewichtsanteil-Verha#ltnis zueinander stehen. So ist der Gehalt an komplexen Phosphaten so hoch, daß das Waschmittel z.B. bei Wasserhärten von etwa 200 dH den Reinigungsanforderungen genagt. Da diese Wasserhärte nur in einigen Landesteilen tatsächlich vorliegt, wird in den Haushalten, die sich in Weich~ wassergebieten befinden, regelmäßig mit einer Überdosis an Phosphaten gewaschen. Dies führt zu unnötigem Wirkstoffaufwand und zusätzlicher Umweltbelastung.
• Befolgt man andererseits Dosierempfehlungen für niedere Wasserhärtebereiche, so können u.U. die Waschverfahren mit einer Unterdosis an Detergentien betrieben werden und man erhält unreine Wäsche. Hinzu kommt, daß die Waschmittelhersteller zwar durch Aufdruck auf den Packungen Dosierempfehlungen geben, nach allgemeiner Erfahrung jedoch bei der Zugabe von Hand stets eine gewisse Neigung zur Überdosierung des Waschmittels besteht, welche sich umweltbelastent auswirkt.
• Beim Waschen von Textilien werden Verunreinigungen mit Hilfe wänriger Waschmittel lösungen, die z.B.
• Seifen, Fettalkoholsulfate, Alkylbenzolsulfonate usw.
• enthalten, und mechanischer Einwirkung von den Textilfasern entfernt. An diesen Waschvorgang schließt sich ein Spülvorgang an, der dazu dient, den von der Textilfaser entfernten Schmutz samt evtl. ÜberschUssigem Waschmittel fortzuschwemmen. Innerhalb des Gesamtprogrammes ist der Teilvorgang des Spülens in der Regel so bemessen, daß nach dem erstmaligen Ablassen der Waschflotte Frischwasser zudosiert wird, mechanisch gespült wird, das Spülwasser abgelassen wird und geschleudert wird. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, wie es der Maschinenhersteller in den einzelnen Programmen festgelegt hat.
• Zur Einsparung von Wasser, Heizenergie und Reinigungsmittel sind zwar bei Wasch- und Geschirrspülmaschinen Sparprogramme bekannt, die bei geringer Beladung der Maschine mit Wäsche bzw. Geschirr oder bei Beladung mit leicht verschmutztem Wasch- baw. Spülgut niedrigere Wasserfüllmengen und/ oder weniger Wasserwechsei und eine geringere Reinigungsmitteldosierung versehen, jedoch ist auch bei diesen Maschinen die Zahl der SpUlgänge fest durch das Programm vorgegeben und die Zusatzmitteldosierung in das Ermessen der Bedienungsperson gestellt.
• Schließlich ist aus der DE-OS 25 54 592 ein mit einem größeren Vorrichtungsaufwand verbundenes Waschverfahren für Textilien bekannt, nach dem getrennt bevorratete Wirkstoffe bzw. Wirkstoffkombinationen (waschaktive Substanzen, Gerüstsubstanzen, Bleichmittel, Katalysator, organische Säure, Weichspülmittel) in pumpbarer Form der Waschflüssigkeit vor oder während des Waschprozesses dosiert zugeführt werden. Unter der Voraussetzung, daß die Waschmittelwirkstoffe in getrennter, pumpbarer Form vorliegen, soll die zuzugebende Menge an Gerüstsubstanzen bzw. Phosphaten gezielt auf die Wasserhärte des Aufstellortes beim Aufstellen der Maschine nach Anweisung des Maschinenherstellers einstellbar sein. Dieses Verfahren setzt voraus, daß die Maschine auf die Wasserhärte des jeweiligen Aufstellortes eingestellt wird, was in der Praxis häufig unterbleibt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, womit ein energiesparender, umweltfreundlicher Betrieb der Haushaltmaschine möglich ist, indem die ausgefflhrte Zahl der Wasserwechsel (Spülgänge, Wassermenge) und/ oder die zuzuftihrende Reinigungsmittelmenge (Spülmittel, KlarspUlmittel od. dgl.) für ein optimales Waschergebnis zustandsabhängig bestimmt werden.
• Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sowie Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprechen angegeben.
• Der Uberwiegende Teil der im Handel befindlichen Vollwaschmittel enthält neben Perboraten zum oxidativen Ausbleichen fleckiger Verschmutzungen optische Aufheller wie optische Bleichmittel, Weißtöner oder dgl. in Konzentrationen bis 0,5%. Diese haben den Zweck, den optischen Eindruck sauber gewaschener und gebleichter Wäsche noch zu erhöhen, da viele Gewebe im Lauf der Zeit dazu neigen, einen Gelbstich zu entwickeln. Solche optische Aufheller sind organische Fluoreszenzfarbstoffe (z.B. Aesculin, Lithiumumbelliferonacetat, Stilben- 2,2-disulfonsäure), die während des Waschvorganges substantiell auf die Faser aufziehen. Die ihnen eigene Fluoreszenz wirkt sich so aus, daß sie ultraviolette Strahlung Zm Bereich von ca. 300 bis 400 nm in hellblaues, sichtbares Licht umwandeln. Dieses blaue Licht kompensiert den Gelbstich ursprUnglich weißer Wäsche.
• Gelbes und blaues Licht ergeben in additiver Farbmischung weißes Licht. Der Gesamtweißgrad des Gewebes wird also dadurch erhöht, daß das von ihm remittierte Licht im Vergleich zum eingestrahlten um den Blaulichtanteil reicher ist, der aufgrund des Fluoreszenzeffektes aus dem ultravioletten Licht entstanden ist.
• Nach der Erfindung wird der Restgehalt an optischem Aufheller in der Splflssigkeft bestimmt. Ergibt die Messung eine so geringe Konzentration des optischen Aufhellers in der Spülflüssigkeit, daß auch ein weiterer Wasserwechsel in einem weiteren Spülgang keine erkennbare Verbesserung des Waschergebnisses mehr erreichen läßt, so wird der im Programm noch vorgesehene Spülzyklus ausgeblendet. Die Messung des Gehaltes an optischem Aufheller in der SpUl flUssigkeit kann andererseits die Zugabemenge des Wasch- oder Spülmittels zur Spülflüssigkeit bestimmen, indem die Dosierung dann beendet wird, sobald in der Spülflüssigkeit ein vorbestimmter Konzentrationswert des optischen Aufhellers gemessen wird.
• Nach einem ersten Ausftihrungsbeispiel der Erfindung ist in den Spülbehälter einer automatischen Waschmaschine ein Schwarzlichtstrahler eingebaut, der die Wellenlänge 366 nm emittiert. Weiterhin ist als Empfänger der speziell im Gebiet um 485 nm empfindlich ist, ein Silicium-Fotodetektor mit entsprechendem Filtervorsatz vorgesehen. Die Waschmaschine weist eine automatische Waschmitteldosier:-einrichtung auf, die mittels einer Elektronik von den Signalen des Empfängers steuerbar ist. Läuft in der Waschmaschine z.B. ein 950 C-Waschprogramm mit normal verschmutzter Haushaltswäsche ab, so wird der Spülflüssigkeit ein weißtönerhaltiges Waschmittel so lange zudosiert bis ein Fluoreszenzwert, der der Optimalkonzentration entspricht, vom Empfänger registriert wird. Das mit dieser Laugenkonzentration erzielbare Waschergebnis kann mindestens mit "gut" bewertet werden, wenn eine Bewertungsskala in vier Stufen von "sehr Gut" bis "mangelhaft" angewendet wird.
• Anstelle von Vollwaschmitteln, die otpische Aufheller enthalten, welche sich während des Waschvorganges substantiell auf die Textilfasern aufziehen, sind zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch Reinigungsmittel, Spülmittel oder dgl. verwendbar, denen eine fluoreszierende Substanz zugegeben wird, die nicht als substantieller Farbstoff auf die Textilfasern aufzieht sondern nur in der Spülflüssigkeit verbleibt.
• Zur Ermittlung der Konzentration des optischen Aufhellers bzw. des zugesetzten Fluoreszenzindikators in der Spülflüssigkeit dient insbesondere ein Sensor auf optisch-elektrischer Basis, der Uber eine Auswerteschaltung einen den Dosier- oder Spülvorgang begrenzenden, maximalen Gehalt an optischem Aufheller bzw. zugesetztem Fluoreszenzindikators in der Spülflssigkeit regsitriert und damit die Beendigung des Dosier- bzw. SpUlvorgangs signalisiert bzw. steuert. Das Prinzip der Steuerung nach Registrierung durch optisch-elektrische Sensoren ist auf alle optischen Eigenschaften der Spülflüssigkeit wie z.B. ihre Absorption im ultravioletten sichtbaren oder infraroten Wellenlängenbereich anwendbar. Unter optisch-elektrischen Sensoren werden Anordnungen verstanden, die optische Eigenschaften des zu untersuchenden Materials auf elektrischem Weg messen.
• Dazu zählen z.B. Photometer und Optokoppler wie sie in der chemischen Technik bzw. Elektronik bekannt sind.
• Wird nach einem AusfUhrungsbeispiel die Fluoreszenz der waschmittelhaltigen Spülflüssigkeit gemessen und z.B. gegen Ende des vierten der im Programm vorgesehenen fünf SpUlgänge festgestellt, daß die Fluoreszenz auf einen Wert gefallen ist, der einem vertretbaren Säureäquivalent der Restwaschmittelkonzentra tion (ml Verbrauch an O,l N HCl/100 ml Spüllauge) von 0,9 ml entspricht, so wird durch den Sensor und seine Auswerteschaltung das Programmsteuerge rät der Maschine so gesteuert, daß weitere Wasserwechsel und Spülgänge ausgeblendet werden. Dadurch läßt sich der Wasserverbrauch vermindern und ggf.
• das Waschprogramm verkürzen, wobei dem im Beispiel genannten Meßwert die Bewertung "gut" der Bewertungsskala zukommt.
• Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es ein optimales Waschergebnis zu erzielen und gleichzeitig sicherzustellen, daß nicht unnötig viel Waschmittel zudosiert wird - was zu einer geringeren Abwasserbelastung führt - und daß bei den SpUlgängen Wasser und Energie eingespart werden können, wenn sich aufgrund der Messung herausstellt, daß weitere Wasserwechsel unnötig sind und deshalb der Gesamtspülgang verkürzt werden kann.

Claims (8)

1. Patentansprüche X Verfahren zum Uberwachen und Steuern des Programm ~ insbesondere des Wasserzulaufs und/ oder der Reinigungs- bzw. Spd imittel zugabe bei automatischen Wasch- und Geschirrspülmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit bestimmter Konzen trationsgehalte von in der Spülflüssigkeit gelösten Reinigung oder Spülmittelzusätzen die Zahl der Spülgänge und/ oder die Dosierung der Reinigung bzw.

   Spülmittelzugabe gesteuert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülgänge beendet werden, wenn die Konzentration eines optischen Aufhellers des Reinigungs- bzw. Spülmittels in der Spülflüssigkeit auf einen Mindestgehalt gesunken ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierung der Reinigungs- bzw.

   Spülmittelzugabe beendet wird, wenn die Konzentration eines optischen Aufhellers oder eines dem Reinigungs-bzw. Spülmittel zugesetzten Fluoreszenzindikators in der Reinigungs- bzw. Spülflüssigkeit einen bestimmten Maximalgehalt erreicht.
4. 4, Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor die optischen Eigenschaften der Reinigungs- bzw. Spülflüssigkeit oder deren Bestandteile überwacht und über eine Auswerteschaltung Steuerimpulse für die nötige Zahl der Spülgänge an ein Programmschaltwerk und/ oder an eine Dosiereinrichtung zur Dosierung der noch erforderlichen Reinigungs- bzw. Spülmittelmenge liefert.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor im ultravioletten und/ oder im sichtbaren und/ oder im infraroten Bereich des Spektrums arbeitet.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Reinigungs- bzw. Spülmitteln oder optischen Aufhellern wie Bleichmitteln, Weißtönern oder dgl. mit dem Reinigungs-bzw. Spülmittel eine nicht färbende bzw. sich nicht auf das zu waschende Gut (Textilfasern) aufziehende Substanz der Spülflüssigkeit zugegeben wird, deren optisches Verhalten die Kontrolle und/ oder Steuerung der Zahl der Spülgänge und/ oder für die Dosierung des Reinigungs- bzw. Spülmittels verwendet wird.
7. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Spülbehälter einer Haushaitwasch- oder Spülmaschine eine Lichtquelle und ein Detektor angeordnet sind, die die optischen Eigenschaften der Aufheller- oder der fluoreszierenden Substanz-Anteile in der SpUlfld.ssigkeit bestimmen, daß der Detektor in Abhängigkeit von der Konzentration dieser Anteile in der Spülflüssigkeit in einer Auswerteschaltung elektrische Signale erzeugt, die über das Programmschaltwerk die Zahl der erforderlichen Wasserwechsel zum SpUlen bzw.

   über die automatische Zusatzmitteldosiereinrichtung der Maschine die Menge des erforderlichen Reinigungs-bzw. Spülmittels steuern.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensor ein Fotometer oder ein Optokoppler vorgesehen ist.