DE4431654A1

DE4431654A1 - Verfahren zum Füllen eines Laugenbehälters einer Waschmaschine

Info

Publication number: DE4431654A1
Application number: DE4431654A
Authority: DE
Inventors: Josef Avenwedde; Friedemann Erbe; Bernhard Graute; Elisabeth Hoelscher; Bernd Merling; Detlef Niehaus; Ruediger Olschewski; Wilfried Schaeffersmann; Dirk Sieding
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 1994-09-06
Filing date: 1994-09-06
Publication date: 1996-03-07
Anticipated expiration: 2014-09-07
Also published as: DE4431654C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen eines Laugenbehälters einer Waschmaschine, insbesondere in einem ersten Programmabschnitt wie z. B. der Vorwäsche oder Hauptwäsche, in dem der Wasserstand durch einen Niveausensor mit mindestens einem Referenzniveau erfaßt wird.

Daneben betrifft die Erfindung eine Waschmaschine zur Durchführung eines sol chen Verfahrens.

Bei Waschmaschinen ist es allgemein bekannt, im ersten Programmabschnitt, z. B. der Vorwäsche oder Hauptwäsche, den Wassereinlauf im Laugenbehälter ni veaugesteuert vorzunehmen. Dies verhindert Streuungen im Wasserstand durch unterschiedliche Druckverhältnisse in der Wasserleitung.

Als Niveauschalter wird dabei in konventionellen Waschautomaten ein digital messendes Drucksystem, ein sogenannter Druckwächter verwendet. Solche Meß systeme sind durch einen Schaltpunkt und einen Rückschaltpunkt beschreibbar. Beim Befüllen des Laugenbehälters strömt zunächst bis zum Niveau N_max Wasser ein. In diesem Punkt schaltet der Druckwächter und die Wasserzufuhr wird unter brochen. Bedingt durch das Saugvermögen der Wäsche sinkt anschließend der Wasserstand, bei Unterschreiten des Niveaus N_min erfolgt ein Rückschalten und somit ein erneuter Füllschritt. Der Bereich zwischen Rückschaltpunkt und Schalt punkt bzw. zwischen den beiden Niveaus N_min und N_max wird als Schalthy sterese S_H bezeichnet. Das Wasserniveau, das sich nach einigen Füllschritten nach der sogenannten Durchfeuchtungsphase einstellt, liegt innerhalb der Schalthysterese S_H (zwischen N_max und N_min).

Eine Senkung des Niveaus N_min zur Eingrenzung des Wasserverbrauchs ist kri tisch, weil hierdurch die Gefahr des Trockenheizens mit anschließender Zerstörung der Wäsche gegeben ist. Aus diesem Grund ist es naheliegend und aus der DE 30 30 501 A1 bekannt, den Wasserverbrauch durch Verkleinerung der Hysterese S_H unter Beibehaltung von N_min zu verringern. Das ist aber mit dem Nachteil verbun den, daß es zu sehr vielen Füllschritten mit kleinen Wasserzulaufmengen kommt, ehe die Wäsche vollständig durchfeuchtet ist. Neben den unerwünschten zahlrei chen Schaltungen des Wassereinlaufventils, die zu Geräuschen und Druckstößen in der Leitung führen, verschlechtert sich durch die kleinen Wassermengen bei den einzelnen Füllschritten die Einspülung der Waschmittel. Außerdem verlängert sich die Durchfeuchtungszeit für die Wäschebeladung, was bei konstanter Programm dauer die Wascheffizienz verringert.

Ein weiterer Nachteil der bisherigen Steuerungen von WA ist die zu geringe Redu zierung des Wasser- und Energieverbrauchs bei Teilbeladungen in Koch-/Bunt wäsche-Programmen. Dies ist an einer wesentlich höheren gewichtsspezifischen Wasser- und Energieaufnahme gegenüber voller Nennbeladung ersichtlich.

Der Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, ein Verfahren zum Füllen des Laugenbehälters einer Waschmaschine zu offenbaren, bei dem neben einer Sen kung des Wasserverbrauchs eine schnelle Durchfeuchtung der Wäsche ermöglicht wird. Außerdem liegt der Erfindung das Problem zugrunde, eine zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Waschmaschine zu schaffen.

Erfindungsgemäß werden diese Probleme durch ein Verfahren mit den im Pa tentanspruch 1 angegebenen Merkmalen und durch eine Waschmaschine mit den in Anspruch 12 angegebenen Merkmalen gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen des Verfahrens und Ausgestaltungen der Waschmaschine ergeben sich aus den jeweils nachfolgenden Unteransprüchen.

Die mit der erfindungsgemäßen Ausbildung des Verfahrens erreichbaren Vorteile bestehen darin, daß ein Füllen des Laugenbehälters in wenigen Füllschritten er möglicht wird. Hierdurch wird der Wassereinlauf beschleunigt. Daneben wird in einem sehr frühen Stadium des Wassereinlaufs die Beladungsmenge und die Bela dungsart durch Auswertung des Saugverhaltens berücksichtigt. Dies führt zu einer Senkung der Verbrauchswerte und Verbrauchstoleranzen. Ein weiterer Vorteil be steht in der Verringerung der Schaltspiele des Druckwächters und des Magnet ventils, wodurch deren Lebensdauer verlängert wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt das Füllniveau über einem für den Waschbetrieb vorgegebenen Maximalniveau. Hier durch wird die Meßzeit für das Saugverhalten der Wäsche verlängert, was zu ei ner genaueren Berechnung der folgenden Überfüllniveaus führt.

Daneben hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Niveaudifferenz zwischen dem Referenzniveau und dem Maximalniveau auf einen Wert zwischen 15 mm und 25 mm zu begrenzen. Hierdurch wird der Wasserverbrauch bei einem späten Nach tanken bis zum Maximalniveau weiter eingeschränkt.

Es ist weiterhin vorteilhaft, bei Verwendung eines schaltenden Druckwächters die Zeit vom Erreichen des Schaltpunkts bis zum Erreichen der Füllniveaus oder Über füllniveaus aus der Zeit bis zum Erreichen des Schaltpunkts zu berechnen. Hier durch kann eine vom jeweiligen Wasserdruck unabhängige Einlaufmenge realisiert werden.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird als Niveau sensor ein an sich bekannter analoger Drucksensor zu verwendet und alle Wasser zuläufe erfolgen niveaugeregelt. Hierdurch wird eine aufwendige Zeitsteuerung des Wasserzulaufs vermieden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen rein schematisch dar gestellt und werden nachstehend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Waschmaschine zur Durchfüh rung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Bauelemente zur Steuerung und Durchfüh rung des Verfahrens zum Füllen des Laugenbehälters (2) bei einer Waschmaschine mit einem schaltenden Druckwächter (DS);

Fig. 3 den Ablauf eines Füllvorgangs bei einer Waschmaschine mit schal tendem Druckwächter (DW);

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Bauelemente zur Steuerung und Durchfüh rung des Verfahrens zum Füllen des Laugenbehälters (2) bei einer Waschmaschine mit einem analogen Drucksensor (ADS);

Fig. 5 den Ablauf eines Füllvorgangs bei einer Waschmaschine mit einem analogen Drucksensor (ADS).

Die Waschmaschinentrommel (1) ist in bekannter Weise im Laugenbehälter (2) drehbar gelagert. Sie wird durch einen Motor (3) angetrieben. Ein mit dem Mo tor (3) gekoppelter Tachogenerator (TG) greift ein Motordrehzahlsignal zur Rege lung ab.

Zur Wasserstandsmessung ist mit dem Abflußbereich (4) des Laugenbehälters (2) eine Steigleitung (5) versehen, innerhalb der ein Niveausensor (6) in Form eines schaltenden Druckwächters oder eines analogen Drucksensors angeordnet ist. Der Zulauf des Frischwassers in den Laugenbehälter (2) erfolgt über eine Leitung (7), in der sich ein Magnetventil (MV) befindet. Vorzugsweise kommen Magnetven tile (MV) mit einem geringen Volumenstrom-Toleranzbereich über einen möglichst großen Druckbereich zum Einsatz. Der Wasserzulauf ist in der Zeichnung verein facht dargestellt, so daß nur der Zufluß über den Waschmitteleinspülkasten (8) symbolisiert ist.

Die Erhitzung des zugelaufenen Wassers erfolgt durch eine Heizung (H) im Abfluß bereich (4) des Laugenbehälters (2), wobei die Wassertemperatur über einen Temperatursensor (TS) geregelt wird. Aus Sicherheitsgründen erfolgt ein Einschal ten der Heizung (H) erst, nachdem durch den Niveausensor (6) das Niveau N_max seniert wird. Beim Rückgang des Wasserstands auf N_min erfolgt eine sofortige Abschaltung. Hierdurch wird ein Trockenheizen vermieden.

In Fig. 2 ist das Zusammenwirken der Bauelemente zur Steuerung und Durchfüh rung des Verfahrens zum Füllen des Laugenbehälters (2) bei einer Waschmaschine mit einem schaltenden Druckwächter (DW) in einem Blockschaltbild dargestellt. Zentrales Steuerungsorgan ist der Steuerrechner (µP) der Programmsteuereinrich tung. Er regelt die Motordrehzahl, die Wassertemperatur und den Wasserstand im Laugenbehälter (2) mit Hilfe von Stellelementen (Leistungsteil (LT), Heizungsre lais (H), Magnetventil (MV)), an die er Steuersignale abgibt. Hierzu empfängt er von Sensoren (Tachogenerator (TG), Temperatursensor (TS), Druckwächter (DW)) Zustandssignale. Außerdem beinhaltet die Programmsteuereinrichtung eine Zeit meßeinrichtung (ZE), einen Datenspeicher (DSP) zur Ablage von Zeitdaten, die durch die Zeitmeßeinrichtung (ZE) ermittelt werden und einen Festwertspei cher (FSP).

Die Zustandssignale vom Druckwächter (DW) und die Schaltsignale zum Magnet ventil (MV) werden vom Steuerrechner (µP) an die Zeitmeßeinrichtung (ZE) weiter gegeben. Zur Realisierung eines zeitgesteuerten, vom Leitungsdruck unabhängigen Wassereinlaufs mißt die Zeitmeßeinrichtung (ZE) die Zeit (t_E1; t_E2; t_E3) zwischen dem Öffnen des Magnetventils und dem Erreichen des Schaltpunkts (N_max). Der Steuerrechner multipliziert diese Zeit (t_E1; t_E2; t_E3) mit im folgenden beschriebenen Faktoren (F₁; F₂; F₃) und verlängert die Öffnungszeit um den so erhaltenen Zeitwert (t₁′; t₂′; t₃′), so daß ein über N_max liegendes Füllni veau (N_Ü1,2) oder Überfüllniveau (N_Ü3) erreicht wird. Nach dem Schließen des Magnetventils mißt die Zeitmeßeinrichtung die Saugzeiten (t_S1; t_S2; t_S3) bis zum Erreichen des Rückschaltpunkt des Druckwächters. Die Schalthysterese S_H zwi schen Rückschaltpunkt (N_min) und Schaltpunkt (N_max) weist eine Druckdifferenz zwischen 10 und 20 mmWS, vorzugsweise 15 mmWS auf.

Die Faktoren (F₁; F₂; F₃) sind in einem Festwertspeicher abgelegt. F1 und F2 sind Konstanten, die im ersten und zweiten Füllschritt eine Auffüllung bis zu einem vor gegebenen Füllniveau (N_Ü1,2) gewährleistet. Der Faktor F₃ ist als von den Saug zeiten t_S1 und t_S2 abhängige Variable in einer Tabelle abgelegt, welche mit einem Fuzzy-Logic-Algorithmus erstellt worden ist. Auf diese Weise wird im dritten Füll schritt ein vom Saugverhalten der Wäsche abhängiges Überfüllniveau angesteuert. Neben den Saugzeiten t_S1 und t_S2 können die Schwingungsamplituden des vom Tachogenerator ermittelten Drehzahlsignals berücksichtigt werden. Hier ist insbe sondere die Regelabweichung S_dn zwischen der gemessenen Istdrehzahl und der von der Programmsteuereinrichtung vorgegebenen Solldrehzahl ein gutes Maß für die Art und die Menge der in die Trommel (1) eingefüllten Wäsche.

Der Ablauf eines Füllvorgangs bei einer Waschmaschine mit schaltendem Druck wächter (DW) ist in Fig. 3 dargestellt. Der erste Einlauf erfolgt vom Niveau 0 mm und, wie bei allen folgenden Füllschritten, bei stillgesetzter Trommel (1). Dabei wird die Zeit t_E1 bis zum Erreichen des Schaltpunkts N_max gemessen. Nach dem Erreichen des Schaltpunkts wird die Zeit t_E1 mit F₁ multipliziert und die Einschalt dauer des Magnetventils (MV) um die so erhaltene Zeit t₁ verlängert. Auf diese Weise wird das Füllniveau N_Ü1,2 erreicht. Anschließend wird das Magnetven til (MV) geschlossen und die Trommel (1) gedreht. Dabei wird die Regelabwei chung (S_dn) zwischen der vom Tachogenerator (TG) gemessenen Istdrehzahl und der von der Programmsteuereinrichtung vorgegebenen Solldrehzahl des Mo tors (3) gemessen.

Die Saugzeit t_S1 wird vom Schließen des Magnetventils (MV) bis zum Erreichen des Rückschaltniveaus N_min gemessen. Ist sie größer als eine vorbestimmte Zeit t_S1max, so läßt dies auf eine Wäsche mit schlechten Saugeigenschaften und/oder eine starke Unterbeladung schließen, bei der ein zusätzliches Nachtanken mit Überfüllen überflüssig ist und nur zu einem hohen Wasserverbrauch führen würde.

In diesem Fall werden weitere Füllschritte mit Füllung über N_max unterdrückt und es erfolgt lediglich eine niveaugesteuerte Wasserstandsüberwachung.

Im zweiten Füllschritt wird die Zeit t_E2 vom Einschalten des Magnetventils (MV) bei N_min bis zum Erreichen des Schaltpunkts N_max gemessen. Um wieder das Füllniveau N_Ü1,2 zu erreichen, wird t_E2 mit einem konstanten Faktor F₂ multipli ziert und die Einschaltzeit des Magnetventils (MV) um die so erhaltene Zeit t₂′ verlängert. Auch hier erfolgt das Auffüllen bei stillgesetzter Trommel (1). Anschlie ßend wird die Trommel (1) gedreht und wiederum die Regelabweichung S_dn und die zweite Saugzeit t_S2 gemessen. Überschreitet die zweite Saugzeit einen vorge gebenen Wert t_S2max, werden wieder weitere Füllschritte mit Füllung über N_max unterdrückt und es erfolgt lediglich eine niveaugesteuerte Wasserstandsüber wachung.

Im Anschluß an den zweiten Füllschritt ruft der Steuerrechner (µP) in Abhängigkeit von den Saugzeiten t_S1 und t_S2 und der Regelabweichung S_dn aus einer mit einem Fuzzy-Logic-Algorithmus erstellten Tabelle den Faktor F₃ ab und berechnet aus t_E3 die restliche Einschaltzeit t₃′ des Magnetventils (MV) und das daraus re sultierende Überfüllniveau N_Ü3.

Nach Erreichen des Überfüllniveaus N_Ü3 wird das Magnetventil (MV) abgeschaltet und die Saugzeit t_S3 gemessen. Für den Fall, daß die Saugzeit t_S3max unter schritten wird, was auf eine stark saugfähige Beladung schließen läßt, kann sich ein vierter und evtl. ein fünfter Füllvorgang mit konstanten Faktoren F₄ und F₅ und damit vorgegebenen Füllniveaus N_Ü4,5 anschließen. Ansonsten erfolgt ledig lich bei Erreichen des Rückschaltpunkts N_min ein Auffüllen bis zum Schaltpunkt N_max, also eine niveaugesteuerte Wasserstandsüberwachung. Bei Erreichen eines definierten Temperaturzustandes, bei dem alle von der Programmsteuereinrichtung vorgegebenen Heizschritte abgearbeitet worden sind, wird bei Erreichen des Rück schaltpunkts N_min ein Auffüllen bis zum Schaltpunkt N_max unterdrückt, wodurch eine zusätzliche Wassereinsparung gewährleistet ist.

In den Fig. 4 und 5 ist ein Blockschaltbild der Bauelemente zur Steuerung und Durchführung bzw. der Ablauf des Verfahrens zum Füllen des Laugenbehälters (2) bei einer Waschmaschine mit einem analogen Drucksensor (ADS) dargestellt. Der Unterschied zu dem vorbeschriebenen Verfahren mit Verwendung eines schalten den Druckwächters (DW) besteht bei Verwendung eines analogen Drucksen sors (ADS) im Wesentlichen darin, daß alle Wassereinläufe niveaugesteuert erfol gen. Hierdurch müssen lediglich die Saugzeiten (t_S1; t_S2; t_S3) gemessen werden, alle andern Zeitmessungen zur Berechnung von Füllzeiten entfallen, da konkrete Niveaus angesteuert werden können. Aus diesem Grund können auch die im Fest wertspeicher (FSP) enthaltenen Faktoren F₁ und F₂ durch ein vorgegebenes Füll niveau (N_1,2) und die Tabelle F₃(t_S1, t_S2, S_dn) durch eine Tabelle N_Ü3(t_S1, t_S2, S_dn) ersetzt werden. Ansonsten ist der Ablauf des Füllvorgangs identisch mit dem durch Fig. 3 beschriebenen.

Claims

1. Verfahren zum Füllen eines Laugenbehälters (2) einer Waschmaschine, insbe sondere in einem ersten Programmabschnitt wie z. B. der Vorwäsche oder Haupt wäsche, in dem der Wasserstand durch einen Niveausensor mit mindestens einem Referenzniveau (N_min) erfaßt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Füllen des Laugenbehälters (2) bis zu einem über dem Referenzni veau (N_min) liegenden Füllniveau (N_Ü1,2) in mindestens einem Füllschritt,
- Messen der Saugzeit(en) (t_S1; t_S2) bis zum Absinken des Wasserstands auf das Referenzniveau (N_min) mit Hilfe einer Zeitmeßeinrichtung (ZE),
- Bestimmen eines Überfüllniveaus (N_Ü3) in einem der folgenden Füllschritte in Abhängigkeit von der(den) gemessenen Saugzeit(en) (t_S1; t_S2).

2. Verfahren zum Füllen des Laugenbehälters (2) einer Waschmaschine nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllniveau (N_Ü1,2) über einem für den Waschbetrieb vorgegebenen Ma ximalniveau (N_max) liegt.

3. Verfahren zum Füllen des Laugenbehälters (2) einer Waschmaschine nach An spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Niveaudifferenz zwischen dem Referenzniveau (N_min) und dem Maximal niveau (N_max) 10 mm bis 20 mm beträgt.

4. Verfahren zum Füllen des Laugenbehälters (2) einer Waschmaschine nach An spruch 2 oder 3 unter Verwendung eines an sich bekannten Druckwächters (DW), dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwächter (DW) seinen Schaltpunkt beim Maximalniveau (N_max) und seinen Rückschaltpunkt beim Referenzniveau (N_min) besitzt und daß der Wasser zulauf bis zu über dem Schaltpunkt liegenden Füllniveaus (N_Ü1,2) oder Überfüllni veaus (N_Ü3) zeitgesteuert erfolgt.

5. Verfahren zum Füllen des Laugenbehälters (2) einer Waschmaschine nach An spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit (t₁′; t₂′; t₃′) vom Erreichen des Schaltpunkts bis zum Erreichen der Füllniveaus (N_Ü1,2) oder Überfüllniveaus (N_Ü3) aus der Zeit (t_E1; t_E2; t_E3) bis zum Erreichen des Schaltpunkts berechnet wird.

6. Verfahren zum Füllen des Laugenbehälters (2) einer Waschmaschine nach ei nem der Ansprüche 1 bis 3 unter Verwendung eines an sich bekannten analogen Drucksensors (ADS), dadurch gekennzeichnet, daß alle Wasserzuläufe niveaugeregelt erfolgen.

7. Verfahren zum Füllen des Laugenbehälters (2) einer Waschmaschine nach ei nem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Datenspeicher (DSP) die Saugzeiten (t_S1, t_S2) vorangegangener Füll schritte speichert und zur Bestimmung des Überfüllniveaus (N_Ü3) im folgenden Füllschritt auswertet.

8. Verfahren zum Füllen des Laugenbehälters (2) einer Waschmaschine nach ei nem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung des Überfüllniveaus (N_Ü3) im dritten Füllschritt erfolgt.

9. Verfahren zum Füllen des Laugenbehälters (2) einer Trommelwaschmaschine mit einem Motor (3) zum Antrieb der Trommel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserzulauf bei stillgesetzter Trommel (1) erfolgt.

10. Verfahren zum Füllen des Laugenbehälters (2) einer Trommelwaschmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Wasserzulauf während der Saugzeiten (t_S1; t_S2) eine Drehung der Trommel (1) erfolgt und daß zur Bestimmung des Überfüllniveaus (N_Ü3) die Schwingungsamplituden des Drehzahlsignals hinzugezogen werden.

11. Verfahren zum Füllen des Laugenbehälters (2) einer Trommelwaschmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erreichen eines definierten Temperaturzustandes der zugelaufenen Wassermenge weitere Füllschritte nicht zugelassen werden.

12. Waschmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch eine Zeitmeßeinrichtung zur Messung von Saug zeit(en) (t_S1; t_S2) bis zum Absinken des Wasserstands auf das Referenzni veau (N_min) und durch eine Rechnereinheit zur Bestimmung eines Überfüllnive aus (N_Ü3) von der(den) gemessenen Saugzeit(en) (t_S1; t_S2).

13. Waschmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Niveausensor (6) ein Druckwächter (DW) ver wendet wird, dessen Schalthysterese zwischen seinem Schaltpunkt und seinem Rückschaltpunkt 10 mmWS bis 20 mmWS beträgt.

14. Waschmaschine nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die Verwendung eines analogen Drucksensors (ADS) als Ni veausensor (6).

15. Waschmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (TG) zur Messung der Schwingungsampli tuden des Drehzahlsignals des Trommelantriebmotors (M).