DE69323073T2 - Method and device for automatically optimizing the amount of detergent in a washing machine, washer dryer, dishwasher or the like by measuring the water hardness - Google Patents

Method and device for automatically optimizing the amount of detergent in a washing machine, washer dryer, dishwasher or the like by measuring the water hardness

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Description

Diese Erfindung betrifft ein Haushaltswaschgerät, nämlich eine Waschmaschine, eine Wasch-Trocknungs-Maschine, eine Geschirrspülmaschine oder dergleichen, das die Verwendung von Waschmitteln dadurch automatisch optimiert, daß die Waschwasserhärte gemessen wird. Die Härte ist bekanntlich eine dem Wasser zugeordnete Eigenschaft und hauptsächlich durch das Vorhandensein von Magnesium- und Kalziumsalzen bedingt. Je härter das Wasser (d. h. dessen Gehalt an den erwähnten Salzen) bei Verwendung eines bestimmten Waschmittels in solchen Maschinen ist, desto geringer ist im allgemeinen die Waschkraft des Waschmittels.This invention relates to a household washing machine, namely a washing machine, a washer-dryer, a dishwasher or the like, which automatically optimizes the use of detergents by measuring the hardness of the washing water. Hardness is known to be a property associated with water and is mainly determined by the presence of magnesium and calcium salts. The harder the water (i.e. its content of the mentioned salts) is when using a certain detergent in such machines, the lower the washing power of the detergent is in general.

Die US-A-3 223 108 offenbart eine Waschmaschine mit drei Meßzellen. Die Waschmittelmenge kann nach der Wasserhärte automatisch eingestellt werden. Das bei dieser bekannten Maschine benutzte Steuersystem ist ein Rückkopplungssystem, bei dem eine der drei Zellen die elektrische Leitfähigkeit der Waschlösung mißt und bei dem aufgrund der Kontamination dieser Zelle entsprechende Probleme auftreten.US-A-3 223 108 discloses a washing machine with three measuring cells. The amount of detergent can be automatically adjusted according to the water hardness. The control system used in this known machine is a feedback system in which one of the three cells measures the electrical conductivity of the washing solution and in which problems arise due to contamination of this cell.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht dann, ein Haushaltswaschgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, bei dem die automatische Optimierung des Waschmittels auf der Basis der besonderen Härte des Waschwassers auf Dauer sehr zuverlässig ist.One object of the invention is to create a household washing appliance of the type mentioned in the preamble of claim 1, in which the automatic optimization of the detergent on the basis of the particular hardness of the washing water is very reliable in the long term.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Haushaltswaschgerät der vorgenannten Art zu schaffen, das einfach aufgebaut und kostengünstig ist.A further object of the invention is to provide a household washing appliance of the aforementioned type which is simple in construction and inexpensive.

Diese Aufgaben und weitere Aufgaben, die für den Fachmann leicht erkennbar sind, werden mit einem Haushaltswaschgerät gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.These objects and further objects which are easily recognizable to the person skilled in the art are achieved by a household washing appliance which has the features of claim 1.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The present invention will now be explained in more detail using an embodiment. Shown are:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Geräts der vorliegenden Erfindung,Fig. 1 is a block diagram of the apparatus of the present invention,

Fig. 2 eine Schaltung eines Teils des Geräts gemäß der Erfindung, wobei diese Schaltung übliche elektrische und/oder elektronische Bauteile aufweist, die dem Fachmann bekannt sind und deshalb nicht im einzelnen beschrieben werden, undFig. 2 shows a circuit of a part of the device according to the invention, this circuit comprising conventional electrical and/or electronic components which are known to the person skilled in the art and are therefore not described in detail, and

Fig. 3 eine Vorderansicht eines Teils der Schaltung der Fig. 2 im Einbauzustand dieses Teils.Fig. 3 is a front view of a part of the circuit of Fig. 2 in the installed state of this part.

In den Figuren weist das Gerät gemäß der Erfindung einen Leitfähigkeitssensor 1 auf, der in einer Wasserleitung 2 angeordnet ist, durch die Wasser zur Wanne geleitet wird, die beispielsweise einer (nicht gezeigten) Waschmaschine zugehört. Der Sensor 1 ist mit einer Einheit 3 zur Auswertung der mit diesem Sensor gemessenen elektrischen Leitfähigkeit verbunden. Zur Auswertung arbeitet die Auswerteeinheit 3 mit einem Speicher 4 zusammen, der Bezugswerte der Leitfähigkeit enthält. Die Einheit 3 ist mit dem üblichen Zeitgeber der Waschmaschine verbunden und steuert die Zuführung des Waschmittels zur erwähnten Wanne hinsichtlich einer Menge, die proportional zum gemessenen Leitfähigkeitswert ist.In the figures, the device according to the invention comprises a conductivity sensor 1, which is arranged in a water pipe 2 through which water is fed to the tub, which belongs, for example, to a washing machine (not shown). The sensor 1 is connected to a unit 3 for evaluating the electrical conductivity measured by this sensor. For the evaluation, the evaluation unit 3 cooperates with a memory 4 containing reference values of the conductivity. The unit 3 is connected to the usual timer of the washing machine and controls the supply of the detergent to the said tub in an amount proportional to the measured conductivity value.

Der Sensor 1 ist eine Leitfähigkeitszelle und mißt die Leitfähigkeit oder die Impedanz zwischen zwei flachen Platten 10, 11. Diese Platten sind zueinander parallel und innerhalb eines Trägers 12 angeordnet. Dieser Träger ist am Wasserweg positioniert, der durch einen Pfeil F in Fig. 1 gekennzeichnet ist und zur Wanne der Waschmaschine führt. Dieser Träger weist beispielsweise einen ringförmigen Körper 13 auf, der mit seitlichen Ösen 14 zur Befestigung dieses Körpers an irgendeinem bekannten, festen Teil der Waschmaschine versehen ist. Der Körper 13 weist innen einen Dichtungsring 15 auf und trägt innen mittels zweier Arme 16 die Platten 10, 11. Der Körper 13 ist zwischen zwei Teilen 2A und 2B der Wasserleitung 2 angeordnet und wird von dem zur Maschine geleiteten Wasser durchflossen.The sensor 1 is a conductivity cell and measures the conductivity or the impedance between two flat plates 10, 11. These plates are parallel to each other and arranged inside a support 12. This support is positioned on the water path indicated by an arrow F in Fig. 1 and leading to the tub of the washing machine. This support comprises, for example, an annular body 13 which is provided with lateral eyelets 14 for fastening this body to any known fixed part of the washing machine. The body 13 has a sealing ring 15 inside and supports the plates 10, 11 inside by means of two arms 16. The body 13 is arranged between two parts 2A and 2B of the water pipe 2 and is traversed by the water supplied to the machine.

Die Platten 10, 11 sind mit einer elektrischen Diskriminatorschaltung 20 für die Leitfähigkeitsdaten verbunden, die durch den Sensor 1 gemessen werden. Diese in Fig. 2 gezeigte Diskriminatorschaltung weist einen Schaltungsteil 21 auf, der als Oszillator arbeitet und ein Sinussignal mit einer Frequenz von vorzugsweise zwischen 900 und 1200 Hz erzeugt. Dieser Oszillator verhindert, daß das zwischen den Platten 10, 11 durchfließende Wasser einer Elektrolyse unterzogen wird. Der Schaltungsteil 21 ist mit einem Schaltungsteil 23 verbunden, der als Differenzverstärker mit hohem Eingangswiderstand arbeitet. Bevor das Ausgangssignal des Schaltungsteils 21 den Schaltungsteil 23 erreicht, wird es den Platten 10, 11 zugeführt, die zusammen mit zwei Widerständen 24, 25 zu einer Brückenschaltung geschaltet sind. Das Ausgangssignal des Verstärkers 23 wird einem Gleichrichter 26 und dann einem Integrator 27 zugeführt, so daß am Ausgang der Schaltung 20 ein Gleichstromsignal auftritt, das einer Steuer- und Betriebseinheit 28 zugeführt wird. Die Einheit 28 wirkt auf ein Stellglied 29 ein, das ein Abmeßglied 30 für das Waschmittel einstellt, das der Waschmaschinenwanne zugeführt werden soll. Die Schaltung 20 und die Einheit 28 bilden die erwähnte Auswerteeinheit 3. Das Stellglied 29 ist beispielsweise ein elektrischer Schrittschaltmotor, der auf einen Arm 32 einwirkt. Dieser Arm ist mit einer bewegbaren Klappe 33 verbunden, die an der Stelle 33A an einem festen Teil der Maschine angelenkt ist und die eine Öffnung 34 eines Waschmittelbehälters 35 schließt. Dieser Waschmittelbehälter ist mit einem Gefäß 36 verbunden, in das Wasser von einer Wasserleitung 37 fließt und von dem das Waschmittel über eine Wasserleitung 38 zur Waschmaschinenwanne geleitet werden kann. Der Arm 32 und die Klappe 33 bilden das erwähnte Abmeßglied 30.The plates 10, 11 are connected to an electrical discriminator circuit 20 for the conductivity data measured by the sensor 1. This discriminator circuit shown in Fig. 2 has a circuit part 21 which operates as an oscillator and generates a sinusoidal signal with a frequency of preferably between 900 and 1200 Hz. This oscillator prevents the water flowing between the plates 10, 11 from being subjected to electrolysis. The circuit part 21 is connected to a circuit part 23 which operates as a differential amplifier with a high input resistance. Before the output signal of the circuit part 21 reaches the circuit part 23, it is fed to the plates 10, 11, which are connected together with two resistors 24, 25 to form a bridge circuit. The output signal of the amplifier 23 is fed to a rectifier 26 and then to an integrator 27, so that a direct current signal appears at the output of the circuit 20, which is fed to a control and operating unit 28. The unit 28 acts on an actuator 29 which sets a metering element 30 for the detergent to be fed to the washing machine tub. The circuit 20 and the unit 28 form the aforementioned evaluation unit 3. The actuator 29 is, for example, an electric stepping motor which acts on an arm 32. This arm is connected to a movable flap 33 which is hinged to a fixed part of the machine at point 33A and which closes an opening 34 of a detergent container 35. This detergent container is connected to a vessel 36 into which water flows from a water pipe 37 and from which the detergent can be fed to the washing machine tub via a water pipe 38. The arm 32 and the flap 33 form the aforementioned measuring element 30.

Die Arbeitsweise der in den Figuren gezeigten Schaltung gemäß der Erfindung wird nun beschrieben.The operation of the circuit according to the invention shown in the figures will now be described.

Es sei angenommen, daß ein Waschzyklus in der Waschmaschine begonnen hat. Wenn das Wasser zu Beginn in die Wanne fließt, mißt der in der Wasserleitung 2 angeordnete Sensor 1 die elektrische Leitfähigkeit mittels eines Signals, das in der Schaltung 20 durch die aus den Platten 10, 11 und den Widerständen 24, 25 bestehende Brückenschaltung erzeugt wird. Wenn sich dabei die Wasserhärte ändert, ändern sich auch das von den Platten 10, 11 herkommende Signal und demzufoge das von der Brückenschaltung herkommende Signal.Suppose that a washing cycle has started in the washing machine. When the water initially flows into the tub, the sensor 1 arranged in the water pipe 2 measures the electrical conductivity by means of a signal generated in the circuit 20 by the bridge circuit consisting of the plates 10, 11 and the resistors 24, 25. If the water hardness changes in the process, the signal coming from the plates 10, 11 and consequently the signal coming from the bridge circuit also change.

Die Schaltung 20 erzeugt ein stetiges (Wechselspannungs-)Signal, das vorher erwähnt worden ist. Dieses Signal wird der Einheit 28 zugeführt. Die Einheit 28 ist beispielsweise eine Mikroprozessorschaltung oder eine aus logischen Schaltkreisen aufgebaute Vergleichsschaltung. Sie vergleicht das von der Schaltung 20 herkommende Signal mit bestimmten Werten, die im Speicher 4 gespeichert sind und denen bestimmte, der Wanne zuzuführende Waschmittelmengen entsprechen. Nach diesem Vergleich und auf der Basis dieses Vergleichs sowie nach dem Eintreffen eines Freigabesignals vom Zeitgeber 5 (das zugeführt wird, wenn das Waschprogramm Waschmittel zur Eingabe in die Wanne anfordert) aktiviert die Einheit 28 das Stellglied (oder den Schrittschaltmotor) 29. Dieses Stellglied bewegt die Klappe 33 derart, daß diese die Öffnung 34 freigibt, so daß eine bestimmte Waschmittelmenge ausgeschüttet wird. Sensormittel, beispielsweise ein Codierer an der üblichen Abtriebswelle des Motors 29, sind dafür vorgesehen, die Bewegung des Arms 32 und der Klappe 33 festzulegen. Diese Sensoren sind in genereller Weis gezeigt, mit 50 bezeichnet und mit der Einheit 3 verbunden. Wenn die Signale von den Sensoren 50 an der Auswerteschaltung 3 ankommen, kann diese indirekt erkennen, welche Waschmittelmenge vom Behälter 35 ins Gefäß 36 geflossen ist.The circuit 20 generates a continuous (AC) signal, as previously mentioned. This signal is fed to the unit 28. The unit 28 is, for example, a microprocessor circuit or a comparison circuit made up of logic circuits. It compares the signal coming from the circuit 20 with certain values stored in the memory 4 and corresponding to certain amounts of detergent to be added to the tub. After this comparison and on the basis of this comparison and after the arrival of an enable signal from the timer 5 (which is fed when the washing program requests detergent to be added to the tub), the unit 28 activates the actuator (or stepper motor) 29. This actuator moves the flap 33 in such a way that it clears the opening 34 so that a certain amount of detergent is dispensed. Sensor means, for example an encoder on the usual output shaft of the motor 29, are provided for determining the movement of the arm 32 and the flap 33. These sensors are shown in general, designated 50 and connected to the unit 3. When the signals from the sensors 50 arrive at the evaluation circuit 3, the latter can indirectly detect the amount of detergent that has flowed from the container 35 into the vessel 36.

Alternativ kann das Stellglied 29 eine Verdrängungspumpe sein, die unmittelbar auf das im Behälter vorhandene Waschmittel einwirkt. Andere Stellglieder sind bei der Erfindung ebenfalls verwendbar.Alternatively, the actuator 29 may be a displacement pump which is directly connected to the detergent present in the container. Other actuators can also be used in the invention.

Nach der Arbeitsweise der Schaltung gemäß der Erfindung ermöglicht die Steuer- und Betriebsschaltung 28 deshalb, daß das aus dem Behälter 35 zum Gefäß 36 zuzuführende Waschmittel in einer Menge abgegeben wird, die proportional zur gemessenen elektrischen Leitfähigkeit (oder der Härte) des Wassers ist. Je härter das Wasser ist, desto größer ist die dem Gefäß 36 zugeführte Waschmittelmenge, die von diesem Gefäß in bekannter Weise der Waschmaschinenwanne zugeführt wird.According to the operation of the circuit according to the invention, the control and operating circuit 28 therefore enables the detergent to be supplied from the container 35 to the vessel 36 to be dispensed in an amount which is proportional to the measured electrical conductivity (or hardness) of the water. The harder the water, the greater the amount of detergent supplied to the vessel 36, which is supplied from this vessel to the washing machine tub in a known manner.

Eine besondere Ausführungsform gemäß der Erfindung ist vorstehend beschrieben worden. Weitere Ausführungsformen sind jedoch innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche möglich.A particular embodiment according to the invention has been described above. However, further embodiments are possible within the scope of the claims.

Claims (10)

1. Haushaltswaschgerät, nämlich Waschmaschine, Wasch-Trocknungs-Maschine, Geschirrspülmaschine oder dergleichen, mit einer Wasserleitung (2) zur Zuführung von Wasser zu einer Waschwanne oder einem Maschinenteil, einem Waschmittelbehälter oder -spender (35), einem Gefäß (36) zur Abgabe des Waschmittels an die Waschwanne, einem Programm- oder Zeitgeber (5) zur Steuerung der verschiedenen Betriebsphasen der Maschine, Mitteln (1) zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit des in die Waschwanne oder den Maschinenteil eintretenden Wassers, wobei die Mittel (1) mit Mitteln (3) zur Auswertung des gemessenen Leitfähigkeitswerts verbunden sind und diese Auswertemittel (3) auf der Basis dieses Leitfähigkeitswerts Auswahlmittel (30) zur Abgabe einer geeigneten Menge an Waschmitteln an die Waschwanne oder den Maschinenteil steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel (1) einen Leitfähigkeitssensor (1) aufweisen, der in der Wasser zur Waschwanne oder zum Maschinenteil zuleitenden Wasserleitung (2) angeordnet ist, und daß die Auswertemittel (3) eine Steuereinheit (28) aufweisen, die mit dem Leitfähigkeitssensor (1) über eine elektrische Schaltung (20) verbunden ist und die mit einer Speichereinheit (4) zusammenarbeitet, die bestimmte Leitfähigkeitswerte enthält, die Mengen des der Waschwanne oder dem Maschinenteil zuzuführenden Waschmittels entsprechen.1. Household washing appliance, namely washing machine, washer-dryer, dishwasher or the like, with a water pipe (2) for supplying water to a washing tub or a machine part, a detergent container or dispenser (35), a vessel (36) for dispensing the detergent to the washing tub, a program or timer (5) for controlling the various operating phases of the machine, means (1) for measuring the electrical conductivity of the water entering the washing tub or the machine part, the means (1) being connected to means (3) for evaluating the measured conductivity value and these evaluation means (3) controlling selection means (30) for dispensing a suitable amount of detergent to the washing tub or the machine part on the basis of this conductivity value, characterized in that the measuring means (1) have a conductivity sensor (1) which is arranged in the water pipe supplying water to the washing tub or the machine part (2) is arranged, and that the evaluation means (3) have a control unit (28) which is connected to the conductivity sensor (1) via an electrical circuit (20) and which cooperates with a storage unit (4) which contains certain conductivity values which correspond to quantities of detergent to be supplied to the wash tub or the machine part. 2. Haushaltswaschgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitfähigkeitssensor (1) ein elektrischer Widerstand ist.2. Household washing appliance according to claim 1, characterized in that the conductivity sensor (1) is an electrical resistor. 3. Waschmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitfähigkeitssensor (1) von einem Glied (12) getragen wird, das mit der Wasser zur Wanne führenden Wasserleitung (2) verbunden ist, und daß dieses Glied (12) einen Ringkörper (13) aufweist, in dem Träger (16) für den Leitfähigkeitssensor vorgesehen sind und durch den das in die Waschwanne oder den Maschinenteil eintretende Wasser fließt.3. Washing machine according to claim 1, characterized in that the conductivity sensor (1) is carried by a member (12) which is connected to the water pipe (2) leading to the tub, and in that this member (12) has an annular body (13) in which supports (16) for the conductivity sensor are provided and through which the water entering the washing tub or the machine part incoming water flows. 4. Waschmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (28) eine Mikroprozessoreinheit ist.4. Washing machine according to claim 1, characterized in that the control unit (28) is a microprocessor unit . 5. Waschmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltung (20) einen ersten Schaltungsteil (21), der ein Oszillatorsignal erzeugt, einen mit diesem Schaltungsteil verbundenen, zweiten Schaltungsteil (23), der als Differenzverstärker mit einem hohen Eingangswiderstand arbeitet, einen dritten Schaltungsteil (26), dem das vom Differenzverstärker abgegebene Signal zugeführt wird und der als Gleichrichter arbeitet, und einen mit diesem Gleichrichter verbundenen, vierten Schaltungsteil (27) aufweist, der als Integrator arbeitet und mit der Steuereinheit (28) verbunden ist.5. Washing machine according to claim 1, characterized in that the electrical circuit (20) has a first circuit part (21) which generates an oscillator signal, a second circuit part (23) connected to this circuit part, which works as a differential amplifier with a high input resistance, a third circuit part (26) to which the signal emitted by the differential amplifier is fed and which works as a rectifier, and a fourth circuit part (27) connected to this rectifier, which works as an integrator and is connected to the control unit (28). 6. Waschmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitfähigkeitssensor (1) flache Elemente (10, 11) aufweist, die zusammen mit Widerständen (24, 25) in der elektrischen Schaltung (20) zwischen dem ersten Schaltungsteil (21) und dem zweiten Schaltungsteil (23) eine Brückenschaltung bilden.6. Washing machine according to claim 5, characterized in that the conductivity sensor (1) has flat elements (10, 11) which together with resistors (24, 25) in the electrical circuit (20) between the first circuit part (21) and the second circuit part (23) form a bridge circuit. 7. Waschmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schaltungsteil (21) ein Oszillatorsignal mit einer Frequenz zwischen 900 und 1200 Hz erzeugt.7. Washing machine according to claim 5, characterized in that the first circuit part (21) generates an oscillator signal with a frequency between 900 and 1200 Hz. 8. Waschmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertemittel (3) mit dem Maschinenprogramm- oder Zeitgeber (15) verbunden sind.8. Washing machine according to claim 1, characterized in that the evaluation means (3) are connected to the machine program or timer (15). 9. Waschmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlmittel durch mindestens ein Glied (30) gebildet sind, das auf den Waschmittelbe hälter oder Waschmittelspender so einwirkt, daß das Waschmittel von diesem Behälter in einer bestimmten Menge abgegeben wird, und daß dieses Glied (30) von Stellmitteln (29) gesteuert wird, deren Betrieb von den Auswertemitteln (3) gesteuert wird.9. Washing machine according to claim 1, characterized in that the selection means are formed by at least one member (30) which is mounted on the detergent container or detergent dispenser in such a way that the detergent is dispensed from this container in a certain quantity, and that this member (30) is controlled by adjusting means (29), the operation of which is controlled by the evaluation means (3). 10. Waschmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Freigabemittel (50) vorgesehen sind, die mit den Auswahlmitteln (30) betrieblich und mit den Auswertemitteln (3) verbunden sind und die den Auswertemitteln (3) zur Kenntnis bringen, wenn die Abmessung des Waschmittels nach dem Betrieb der Auswahlmittel (30) bewirkt worden ist.10. Washing machine according to claim 1, characterized in that release means (50) are provided which are operatively connected to the selection means (30) and to the evaluation means (3) and which inform the evaluation means (3) when the measurement of the detergent has been effected after the operation of the selection means (30).
DE69323073T 1993-07-06 1993-07-06 Method and device for automatically optimizing the amount of detergent in a washing machine, washer dryer, dishwasher or the like by measuring the water hardness Expired - Lifetime DE69323073T2 (en)

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