DE3030501C2 - Einrichtung zum Regeln des Wasserstandes in einer Trommelwaschmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Regeln des Wasserstandes in einer Trommelwaschmaschine mit mindestens einem elektrisch steuerbaren Ventil für das Zulaufwasser und mit mindestens einer, das Niveau des zugelaufenen Wassers erkennenden und eine Druckmeßdose enthaltenden Vorrichtung mit einem Schaltbereich, dessen untere Grenze ein Mindest-Waschniveau bestimmt und das öffnen des Ventils steuert und dessen obere Grenze das Schließen des Ventils steuert.

Eine solche Einrichtung ist beispielsweise aus der DE-AS 12 01 292 bekannt. Dort enthält die das Niveau des zugelaufenen Wassers erkennende Vorrichtung einen zu einer Druckmeßdose technisch äquivalenten Niveauschalter. Anstelle eines Niveauschalters kann gemäß DE-GM 19 91 525 eine Druckmeßdose verwendet werden. In der bekannten Einrichtung ist jedoch allein der obere Schaltpunkt einem unteren gewünschten (ersten) Niveau für das Klarwaschen und den ersten Spülgang zugeordnet Um einen zweiten Niveauschalter zu sparen, soll ein oberes gewünschtes (zweites) Niveau zum Vorwaschen und für den zweiten bis fünften Spülgang ausgehend vom oberen Schaltpunkt des Druckschalters durch zeitlich gesteuerten Zulauf (30 Sekunden) nach Erreichen des unteren Niveaus eingestellt werden. Der untere Schahpunkt ist keinem Niveau, sondern dem leeren Laugenbehälter und der obere Schaltpunkt d.-m unteren Niveau zugeordnet.

Zum Erkennen von unterschiedlichen Niveaus werden in Waschautomaten bisher mehrere Druckmeßdosen-Systeme vorgesehen, die bewußt eine große Schaltbreite haben. Dies besagt, daß der obere Schaltpunkt b^i dem das Wasserzulauf-Ventil schließt, einem um etwa 40 mm Wässersäule höheren Niveau zugeordnet ist als der untere Schaltpunkt, bei dem das Zulaufwasser-Ventil' wieder geöffnet wird. Allgemein besteht sogar die Tendenz, diese Schaltbreite noch zu vergrößern. Die Ursache dafür liegt zum einen im geringeren Preis einer Druckmeßdose mit größerer Schaltbreite gegenüber einer solchen mit geringerer Schaltbreite. Zum anderen besteht bisher die Ansicht unter den Fachleuten, daß allein der obere Schaltpunkt das gewünschte Niveau bestimmt. Der Zuiaufvorgang wird nämlich bei stehender Trommel durchgeführt, weil andernfalls die bei bewegter Trommel auftretenden Druckstöße das vorzeitige Schalten der Druckmeßdose verursachen könnte.
Dabei tritt jedoch der folgende Effekt ein: Der Zulaufvorgang muß durch den oberen Schaltpunkt der Druckmeßdose vorläufig beendet werden, damit kein viel zu hohes Niveau eingestellt wird. Dann saugt die bisher nicht bewegte Wäsche eine erhebliche Menge des zugelaufenen Wassers in sich auf und vermindert dadurch den Wert für das gemessene Niveau.

Zwar ist aus der DE-OS 24 39 628 bekannt, die Trommel während des Zulaufs von Wasser zu drehen, wodurch die Waschwirkung verbessert werden soll, weil mehr Wasser in die Waschtrommel eingelassen werde als bei stillgehaltener Waschtrommel. Es trifft demgegenüber jedoch nicht zu, daß bei stillgehaltener Waschtrommel weniger Wasser eingefüllt wird; statt dessen dauert der Füllvorgang wegen der langsamer ablaufenden Saugvorgänge nur erheblich länger.

Andererseits führt eine Bewegung der Trommel aber zur Erhöhung der Druckstöße, die in der Meßleitung die Schaltbreite der Niveau-Meßeinrichtung derart übersteuern, daß Nachholvorgänge solange geschaltet werden müßten, bis die negativen Druckstöße den unteren Schaltpunkt nicht mehr erreichen. Dies ergäbe im Effekt ein weit über dem Sollniveau liegendes Ruheniveau.

Zur besseren Niveaugenauigkeit könnten zwar Niveauerkennungs-Vorrichtungen eingesetzt werden, deren Druckmeßdosen gemäß dem Aufsatz »Zweiniveau-Druckschalter für Wasserspiegel-Regelung in Wasch- und Geschirrspülmaschinen« aus »Elektro-Technik«, Jahrgang 1967, Nr. 36, Seite 579 ff mit einem kleineren Schaltbereich ausgestattet sind. Derartige Druckmeßdosen sind heute jedoch bereits üblich und in der obenstehenden Betrachtung über die Schaltbreite von Druckmeßdosen berücksichtigt. Eine alleinige, noch weitergehende Verringerung der Schaltbreite würde den obenstehenden nachteiligen Effekt mit sich bringen.

Die entsprechenden Verhältnisse der Schalt- und Saugvorgänge sind in F i g. 1 dargestellt. Dabei zeichnet die ausgezogene Linie den Füllvorgang bei einem Trommelinhalt mit hohem Saugvermögen. Sobald das dem unteren Schaltpunkt entsprechende Niveau NU

wieder erreicht ist, wird das Zulaufwasser-Ventil wieder geöffnet und dem Laugenbehälter erneut Wasser zugeführt, bis das dem oberen Schaltpunkt entsprechende Niveau NO wieder erreicht ist Unter der Voraussetzung einer Beladung der Trommel mit Wäsche hohen Saugvermögens würde am Eiide des Füllvorganges, der sogenannten Nachholphase, eine negative Regelabweichung vom Sollniveau A/Ssich einstellen. Die Saugfähigkeit der Wäsche nimmt jedoch im Verlaufe der Nachholphase ab, so daß die Anteile der Einschaltzeiten tE an den Schwingungszeiten T immer weiter abnehmen, nämlich von tEh an Th über tEm an Tm bis hin zu tEs an Ts. Bei schlechtem Saugvermögen des in der Trommel enthaltenen Waschgutes sinkt nämlich das Niveau vom oberen Wert NO nur noch langsam gegen den unteren Wert NU und erreicht im Schnitt mehrerer Einfüllvorgänge meistens eine positive Regelabweichung ( + RA) vom Sollniveau NS. Die halbe Schaltbreite SB umfaßt bei der Druckmeßdose gemäß F i g. 1 beispielsweise einen Niveauunterschied von 20 mm.

Anhand dieser Schilderung ist daher kiar, daß die stark unterschiedliche Saugfähigkeit der zu behandelnden Wäsche eine Unwägbarkeit darstellt, welche die Waschmaschinen-Hersteller bisher zur Einstellung von optimalen Verhältnissen bei voller Wäschebeladung im Normalprogramm veranlaßte. Diese Verhältnisse sind sogar durch Nonnbestimmungen vorgeschrieben. Dies führt jedoch dazu, daß bei einer häufigen Unterbeladung aufgrund der zuvor beschriebenen Verhältnisse sehr häufig mit zu viel Wasser gewaschen wird.

Ist nämlich die Saugfähigkeit der Wäsche gering (z. B. Synthetics oder bei sehr geringer Beladung mit anderer Wäsche), dann wird mit etwa 2,5 Liter noch so viel Wasser nachgezogen, daß das mittlere Waschniveau zum oberen Schaltpunkt hin verschoben ist Wenn z. B. weniger als 1 kg Wäsche in der Trommel liegt, dann wird der Wasserstand ebenfalls bis zum oberen Schaltpunkt aufgefüllt, viel mehr also, als die Wäsche noch aufnehmen kann. Die Abhängigkeit des zugelaufenen Wasservolumens von der Menge der eingeführten Wäsche immer gleicher Saugfähigkeit ist durch die langgestrichelte, S-förmig verlaufende Kurve in F i g. 2 dargestellt.

Eine weitere Ursache für die starke Streuung der mittleren Waschniveaus nach oben liegt bei der konventionellen Regelung darin, daß bei Druckschlägen im Laugenbehälter nach oben zwar die vorhandene Wäschebeiadung eine gewisse Dämpfung erzielt, so daß der obere Schaltpunkt seltener ungewollt anspricht. Hingegen beeinflussen negative Druckschläge die Druckmeßdose häufiger, so daß trotz großer Schaltbreite die Steuereinrichtung zu viel Wasser nachholt, weil der untere Schaltpunkt häufig vorzeitig anspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Waschmaschine dahingehend zu verbessern, daß unabhängig von dem jeweiligen Saugvermögen des gfirade eingefüllten Wäschepostens das mittlere Waschniveau des zugelaufenen Wassers in einer Trommelwaschmaschine genauer als bisher eingestellt werden kann. Außerdem soll der Zulaufvorgang, der bei den bekannten Niveausteuerungs-Einrichtungen bei voller Beladung der Trommel verhältnismäßig lange dauert, entscheidend verkürzt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schaltbereich bei gegebener Trommelsystemund Ventilgröße den Zulauf von etwa einem Liter Was- &5 ser ermöglicht, daß die Druckmeßdose mit einer Dämpfungsvorrichtung wirkver ounden ist und daß der Trommelantrieb während des Zulaufvorganges eingeschaltet ist Die Drehung der Trommel während des Zulaufvorganges bewirkt eine Verminderung der Störeinflüsre auf die Regelung durch Saugvorgänge. Außerdem ist entgegen der bisher herrschenden Praxis, eine möglichst große Schaltbreite vorzusehen, bei der Erfindung der Schaltbereich so klein gehalten, daß in jedem Nachholzyklus lediglich etwa ein Liter Wasser zufließt Dies ermöglicht selbst bei relativ gleich großem Fehler eine kleinere absolute Regelabweichung des mittleren Waschniveaus vom Sollniveau. Die beim Drehen der Trommel auftretenden Druckstöße in der Meßleitung bei umherfallender Wäsche werden durch eine Dämpfungsvorrichtung sehr weitgehend ausgeglichen. Da die untere Grenze des Schaltbereiches das Mindestniveau für das zugeordnete Waschprogramm bestimmt, kann die verwendete Druckmeßdose auch das mittlere Waschniveau des Schaltbereiches näher an die erforderliche Mindestwassermenge rücken.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung enthält die Niveauerkennungs-Vonrhtung einen den Schaitbereich nach oben begrenzenden Zeitgeber, der von der Druckmeßdose beim Erreichen des Schaltpunktes an der unteren Grenze einschaltbar ist Nach Ablauf des Zeitgebers kann das beim Erreichen des Schaltpunkte? eingeschaltete Zulaufwasser-Ventil wieder abgeschaltet werden, so daß der Zeitgeber die Schaltbreite bestimmt

Die zuvor geschilderte Weiterbildung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Druckmeßdose eine elektronische Schaltung enthält, die zum Aufbereiten ihres kontinuierlich druckproportionalen Ausgangssignals für seine Schaltaufgaben dient. Bei einer derartig ausgestatteten Waschmaschine ist nämlich das Problem der konstruktionsbedingten Schaltbreite sehr klein bzw. nicht mehr vorhanden, weil bei jeder auch noch so kleinen Druckänderung kontinuierlich eine proportionale Ausgangssignal-Änderung eintritt. Die Wahl der gew";nschten Schaltbereiche ist daher ebensowenig problematisch wie die Wahl ihrer unteren Grenzen, weil jedem gemessenen Niveau ein bestimmtes Ausgangssignal zugeordnet werden kann.

Ebenfalls zu einer äußerst preiswerten Losung führt die Ausbildung der erfindungsgemäßen Waschmaschine, bei der zur fluidischen Dämpfung eine oder mehrere Düsen in der Meßleitung angeordnet sind. Es wurde nämlich festgestellt, daß innerhalb der Meßleitung keine Betauung auftritt, so daß dem Einsatz enger Düsen in Waschgeräten keine Schranke entgegensteht.

Bei einer besonderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Waschmaschine enthält die Meßleitung einen etwa 350 mm langen Schlauch mit einem lichten Durchmess'*; von etwa 4,5 mm und weist die Düse einen lichten Durchmesser von etwa 0,3 mm auf. Bei diesen Abmessungen haber. sich die gewünschten Verhältnisse leicht einstellen lassen.

Eine ebenfalls vorteilhafte Ausbildung der Erfindung liegt vor, wenn die Ausgangsleitung der elektronischen Schaltung ein ÄC-Oämpfungsglied enthält, dessen Zeitkonstante etwa gleich groß derjenigen der fluidischen Dämpfung ist.

Anhand von in der Zeichnung dargestelken Diagrammen und von einem Ausführungsbeispiel ist die Erfindung nachstehend erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Verhalten des Wasserniveaus im Laugenbehälter bei drei verschiedenen Wäscheeigenschaften und einer bekannten Regelung,

Fig.2 die durchschnittlichen Ergebnisse für das ein-

gestellte Wasserniveau bei einer bekannten Regelung und bei dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 3 das Niveau-Verhalten des zugelaufenen Wassers bei Anwendung des erfindungsgcmäßcn Verfahrens, ■>

F i g. 4 ein Ausschnitt aus einer schematischen Schaltung für die elektrische Dämpfung der Druckmeßdose und

Fig. 5 eine ausschnittsweise Schnittdarstellung der Meßleitung mit der fluidischen Dämpfung.

Das Diagramm der Fig. 1 wurde anhand der Würdigung des Standes der Technik bereits erläutert. Dabei handelt es sich um eine ausgezogene Linie für Wäsche mit hohem Saugvermögen, um eine strichpunktierte Linie für Wäsche mit mittlerem Saugvermögen und um eine punktierte Linie für Wäsche mit schlechtem Saugvermögen.

Es wurde erläutert, daß sich beim Stande der Technik

regelmäßig über, zum Teil sogar weit über der durch die ausgezogene Linie in F i g. 2 dargestellten notwendigen Wasserfüllung liegen. Die notwendige Füllung ist unterhalb des Bereiches von 1 kg Wäsche nur gestrichelt dargestellt, weil so geringe Beladungen praktisch kaum vorkommen.

Das anhand von Fig.3 näher erläuterte erfindungsgemäße Verfahren ergibt einen Verlauf, der dem in F i g. 2 dargestellten Verlauf der notwendigen Füllung entlang der durchgezogenen Linie äußerst nahe kommt, wenn nicht sogar gleicht. Die geringere Schaltbreite der beim erfindungsgemäßen Verfahren angewendeten Druckmeßdose führt zu einem flacheren Verlauf der abfallenden Kurvenstücke, die den Saugvorgang kennzeichnen. Da die absolute Schaltbreite erheblich geringer ist, wirken sich relative Fehler entsprechend geringer aus. So entsteht bei einer Beladung der Trommel mit hochsaugfähiger Wäsche nahezu gar keine Regelabweichung; die Regelabweichung RA geht gegen Null. Bei einer Trommelbeladung mit Wäsche schlechter Saugfähigkeit (punktierte Linie) kann die verhältnismäßig immer noch zu große, schaltbereichabhängige Wassermenge zu einer geringen positiven Regelabweichung (+ RA) führen. Da jedoch diese Regelabweichung im ungünstigsten Falle verhältnismäßig etwa gleich groß der Regelabweichung des Standes der Technik ist, die absolute Schaltbreite jedoch kleiner, ist die überschüssige Wassermenge erheblich geringer. Andererseits sind jedoch die sich drehende Trommel und die Bedämpfung der Druckmeßdose Faktoren, welche diese Regelabweichung fast immer zu Null werden lassen, so daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens das mittlere Waschniveau fast immer mit dem Sollniveau NS übereinstimmt.

Da der Schaltbereich beim erfindungsgemäßen Verfahren ohnehin wesentlich kleiner ist als beim Stand der Technik, liegt auch das Sollniveau NS (etwa auf der Mitte zwischen dem oberen Niveau NO und dem unteren Niveau NU) im selben Verhältnis näher am Mindestwaschniveau: Die überschüssige Wassermenge beträgt nämlich höchstens wenig mehr als 0,5 Liter.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß in Erkenntnis dieser genauen Niveauregelung das untere Niveau bereits um den Betrag des halben Schaltbereiches niederer angesetzt werden kann, ohne den Nachteil hinzunehmen zu müssen, daß ein stark saugender Wäscheposten mit geringerem Wasserstand als dem Mindestwaschniveau gewaschen werden muß.

Für die Realisierung der elektrischen Dämpfung einer Druckmeßdose ist in F i g. 4 ein Beispiel dargestellt. Der innerhalb der gestrichelten Umrahmung dargestellte Schaltungsteil 30 der Druckmeßdose enthält einen Ausgangsverstärker 31. dessen Ausgangsleitung 32 ein RC-Dämpfungsglied aus einem Kondensator 33 und einem Widerstand 34 enthält. Die Wirkung eines solchen Dämpfungsgliedes ist allgemein bekannt und muß nicht näher erläutert werden. An der Spitze 35 der Ausgangsleitung 32 kann das gedämpfte Ausgangssignal abgegriffen werden.

Fig. 5 zeigt schematisch ein Beispiel für die Anordnung eines Paars von Düsen 51 und 52 in der schlatichartigen Meßleitung 50. Die Druckmeßdose 53, von der hier nur der untere Boden ausschnittsweise dargestellt ist, ist mit ihrem Schlauchstutzen 54 an die Meßleitung 50 gekoppelt. Plötzlich auftretende Druckschwankungen in der Meßleitung 50 erfordern zur Wahrnehmung in der Druckmeßdose 53 einen Gasstrom, der durch die

e" 52 und 52

"sbrcmsi wire!

eine Dämpfung der Druckschwankungen verursacht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Regeln des Wasserstandes in einer Trommelwaschmaschine mit mindestens einem elektrisch steuerbaren Ventil für das Zulaufwasser und mit mindestens einer das Niveau des zugelaufenen Wassers erkennenden und eine Druckmeßdose enthaltenden Vorrichtung mit einem Schaltbereich, dessen untere Grenze ein Mindest-Waschniveau bestimmt und das öffnen des Ventils steuert und dessen obere Grenze das Schließen des Ventils steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltbereich (SB) bei gegebener Trommelsystem- und Ventilgröße den Zulauf von etwa einem Liter Wasser ermöglicht, daß die Druckmeßdose (53) mit einer Dämpfungsvorrichtung (33,34 bzw. 51, 52) wirkverbunden ist und daß der Trommelantrieb während des Zulaufvorganges eingeschaltet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da& -Ae Niveauerkennungs-Vorrichtung einen den Schaltbereich (SB) nach oben begrenzenden Zeitgeber enthält, der von der Druckmeßdose (53) beim Erreichen des Schaltpunktes an der unteren Grenze (NU) einschaltbar ist.

3. Waschmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßdose (53) eine elektronische Schaltung (30) enthält, die zum Aufbereiten ihres kontinuiet lieh druckproportionalen Ausgangssignals für seine Schaltaufgaben dient.

4. Waschmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur fluidischen Dämpfung der Druckmeiidose (j3) eine oder mehrere Düsen (51,52) in deren Meßleitung (50) angeordnet sind.

5. Waschmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßleitung (50) einen etwa 350 mm langen Schlauch mit einem lichten Durchmesser von etwa 4,5 mm enthält und die Düse einen lichten Durchmesser von etwa 0,3 mm aufweist.

6. Waschmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleitung (32) der elektronischen Schaltung (31) ein RC-Dämpfungsglied (33, 34) enthält, dessen Zeitkonstante etwa gleich groß derjenigen einer vergleichbaren fluidischen Dämpfung ist.