DE102007042968B4

DE102007042968B4 - Verfahren zur Erkennung von Schaum in einer Trommelwaschmaschine und hierzu geeignete Trommelwaschmaschine

Info

Publication number: DE102007042968B4
Application number: DE102007042968.3A
Authority: DE
Inventors: Gundula Czyzewski; Dr. Heym Bernhard; Rainer Jurmann; Ingo Schulze; Horst Wiemer
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2027-09-11
Also published as: WO2009033980A1; DE102007042968A1

Abstract

Verfahren zur Erkennung von Schaum in einer Trommelwaschmaschine mit einer Programmsteuerung (12) zur Steuerung eines Programmablaufs, einer in einem Laugenbehälter (1) drehbar gelagerten Trommel (2), einem Wasserzulaufsystem (8, 9, 10), einem am Laugenbehälter (1) angeordneten Laugenablaufsystem, einem Antriebsmotor (14) für die Trommel (2) und einem Sensor (15) zur Bestimmung eines Signals einer im Laugenbehälter (1) befindlichen und ggf. Schaum enthaltenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass vom Sensor (15) während des Drehens der Trommel (2) mit einer hohen Drehzahl Unein Signal Sngemessen und mit einem dieser Drehzahl Unin der Programmsteuerung (12) gespeicherten zugeordneten Wert Wnverglichen wird, wobei in der Programmsteuerung (12) für mindestens zwei Drehzahlen Wertepaare Unund Wn(n≥1) gespeichert sind und bei einem Erreichen oder Überschreiten des Wertes Wn, d.h. bei Erfüllung der Bedingung Sn≥Wn, das Vorhandensein von Schaum registriert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Schaum in einer Trommelwaschmaschine und eine hierzu geeignete Trommelwaschmaschine.
Wenn während des Ablaufs eines Waschverfahrens viel Schaum im Laugenbehälter einer Waschmaschine vorhanden ist oder beim Schleudern entsteht, fördert die Laugenpumpe, mit der ausgeschleuderte Lauge abgepumpt werden soll, das Gemisch aus Schaum und Lauge nicht, und das Schleudern muss unterlassen oder unterbrochen werden. Außerdem kann der Schaum aus den Öffnungen des Laugenbehälters wie der Laugenbehälterbelüftung und dem Einfüllschlauch austreten. Frühzeitige Erkennung von Schaum und effiziente Maßnahmen zur Beseitigung des Schaums sind daher wichtig.
Die Detektion von Schaum in einer Trommelwaschmaschine kann über eine Leitwertmessung mit zwei Elektroden im unteren Bereich eines Laugenbehälters erfolgen. Darüber hinaus ist eine Detektion beim Schleudern einer Trommel mittels einer Auswertung der Soll/Ist -Drehzahldifferenz möglich. Hierbei wird der Umstand ausgenutzt, dass Schaum eine sich drehende Trommel bremst, wodurch es zu einem Unterschied zwischen der Soll- und der Ist-Drehzahl kommt. Hierbei ist die Zuordnung zwischen einer bestimmten Konzentration von Schaum und der Soll/Ist-Drehzahldifferenz im Allgemeinen in einem Datenspeicher der Trommelwaschmaschine hinterlegt.
Häufig wird die Anwesenheit von Schaum (Dispersion von Gas in Flüssigkeit) über einen Druckaufbau beim Waschen oder Schleudern oder über eine stark verlangsamte Druckabnahme beim Abpumpen detektiert.
Im Allgemeinen wird zur Erkennung der Bildung von Schaum mittels eines Sensors der Druck in einem Laugenbehälter gemessen. Üblicherweise wird hierfür ein Drucksensor verwendet, der auch zur Bestimmung des Wasserniveaus im Laugenbehälter geeignet ist.
Die Erkennung von Schaum wird in der Regel kurz vor dem Schleudern oder während des Schleuderns aktiviert. Durch die Rotation der Trommel erfolgen eine radial gerichtete Freisetzung und Verteilung von Schaum. Über den daraus detektierten Luftabschluss eines Gebergehäuses wird eine Druckerhöhung detektiert, die am Drucksensor messbar ist. Die bekannten Verfahren zur Erkennung von Schaum basieren auf dem Überschreiten eines Grenzwerts (Druckschwellenwert), was zur Registrierung des Vorhandenseins von Schaum und im Allgemeinen zur Auslösung einer Schaumbeseitigungsmaßnahme herangezogen wird.
Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist, dass es aufgrund der Unwucht von Wäsche und vorhandenem restlichen Wasser, das während des Schleuderns anfällt, durch Vortäuschung eines scheinbaren Druckanstiegs zu Messfehlern kommt. Durch das Auftreten von Druckspitzen kann die Anwesenheit von Schaum angezeigt werden, obwohl es gar keinen Schaum gibt. Dies ist auf Schwankungen bei der Druckmessung mit einem Sensor zurückzuführen, wobei die Fehler bei der Signalaufnahme, -wandlung oder -verarbeitung auch davon abhängen, ob ein digitaler oder analoger Regler verwendet wird. Da bisweilen negative Werte von einem Sensor nicht erfasst werden, wird nicht der wahre mittlere Wert erfasst, der sich ergeben würde, wenn auch negative Anteile erfasst würden, sondern ein erhöhter Druck der schwingenden Wassermenge ermittelt. Die vom Sensor gemessenen Drucksignale steigen überdies mit der Drehzahl an, so dass es zu einer vorzeitigen Überschreitung des für die Schaumerkennung vorgegebenen Druckschwellenwertes kommt. Bei digitalen Reglern führen zusätzlich zu den Schwankungen des Drucks Pumpeffekte (Nachziehen von Wasser beim Schleudern; „Schnorcheln“) zu einem vorzeitigen Erreichen des Grenzwerts und Schalten des Reglers zum Auslösen einer Schaumbeseitigungsmaßnahme.
Verfahren zur Erkennung von Schaum in Waschmaschinen und zur Durchführung eines solchen Verfahrens eingerichtete Waschmaschinen sind beispielsweise bekannt aus DE 198 39 896 A1 , DE 102 34 472 A1 , DE 42 05 816 A1 , DE 39 04 222 A1 , DE 36 38 498 A1 oder US 4 410 329 A .
Ferner sind aus DE 196 06 769 A1 , EP 0 390 343 B1 und EP 1 213 384 A2 Waschmaschinen mit einer Einrichtung bzw. mit einem Verfahren bekannt, welche die Entstehung von Schaum verhindern bzw. reduzieren.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Verfahrens, mit dem der in einer Trommelwaschmaschine entstehende Schaum wirksamer erkannt und damit besser bekämpft werden kann als mit herkömmlichen Verfahren. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Trommelwaschmaschine aufzuzeigen.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Trommelwaschmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens entsprechen dabei vorteilhafte Ausgestaltungen der Trommelwaschmaschine und umgekehrt, auch wenn hierin darauf nicht in jedem Einzelfall besonders hingewiesen wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Erkennung von Schaum in einer Trommelwaschmaschine mit einer Programmsteuerung zur Steuerung eines Programmablaufs, einer in einem Laugenbehälter drehbar gelagerten Trommel, einem Wasserzulaufsystem, einem am Laugenbehälter angeordneten Laugenablaufsystem, einem Antriebsmotor für die Trommel und einem Sensor zur Bestimmung eines Signals einer im Laugenbehälter befindlichen und ggf. Schaum enthaltenden Flüssigkeit, wobei vom Sensor während des Drehens der Trommel mit einer hohen Drehzahl U_n ein Signal S_n gemessen und mit einem dieser Drehzahl U_n in der Programmsteuerung gespeicherten zugeordneten Wert W_n verglichen wird, wobei in der Programmsteuerung für mindestens zwei Drehzahlen Wertepaare U_n und W_n (n≥1) gespeichert sind und bei einem Erreichen oder Überschreiten des Wertes W_n, d.h. bei Erfüllung der Bedingung S_n≥W_n, das Vorhandensein von Schaum registriert wird.
Bei dem Sensor kann es sich um einen einzelnen Sensor oder um ein System aus mehreren Sensoren handeln. Desgleichen umfasst der Begriff Sensor neben dem eigentlichen Sensor vorzugsweise auch ein entsprechendes System zur Registrierung und Übermittlung der Daten an eine Programmsteuerung.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist der Sensor ein optisches Messsystem, ein konduktometrisches Messsystem, ein kapazitives Messsystem oder ein Druckmesssystem.
Für den bevorzugten Fall, dass ein Druckmesssystem eingesetzt wird, wird dieses vorzugsweise zusätzlich für die Regelung eines Wasserstands während eines Wasch- und/oder Spülgangs genutzt.
Bei Verwendung eines Druckmesssystems wird als Signal vorzugsweise ein hydrostatischer Druck p und/oder ein negativer zeitlicher Gradient des hydrostatischen Drucks (dp/dt), vorzugsweise ein hydrostatischer Druck p, einer im Laugenbehälter befindlichen Flüssigkeit-Luft-Mischung gemessen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind daher das Signal S_n und der zugeordnete Wert W_n Druckwerte.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren sind in einer bevorzugten Ausführungsform in der Programmsteuerung mindestens drei Wertepaare U_n und W_n in der Form einer Tabelle gespeichert. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind in der Programmsteuerung die Wertepaare U_n und W_n in der Form einer mathematischen Funktion gespeichert.
Die Drehzahl U_n der Trommel liegt beim erfindungsgemäßen Verfahren im Allgemeinen im Bereich von 100 bis 500, vorzugsweise im Bereich von 150 bis 400 Umdrehungen pro Minute.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Registrierung des Vorhandenseins von Schaum akustisch und/oder optisch angezeigt wird. Hierzu gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die optische Anzeige kann beispielsweise über ein LED- oder LCD-Display erfolgen. Akustisch kann die Anzeige beispielsweise durch einen Piepton oder durch eine Sprachanzeige erfolgen.
Die Wertepaare U_n, W_n hängen von der Unwucht beim Drehen der Trommel und damit im Allgemeinen zumindest etwas von der Beladungsmenge mit Wäschestücken ab. Vorzugsweise sind daher in der Programmspeicherung Wertepaare U_n, W_n für eine oder mehrere vorgegebene Beladungsmengen mit Wäschestücken gespeichert.
Die Beladungsmenge kann eingestellt oder durch eine an sich bekannte Maßnahme automatisch ermittelt werden. Zur Bestimmung der Beladungsmenge kann beispielsweise ein mit Hilfe eines Sensors gemessener hydrostatischer Druck p mit der eingefüllten Wassermenge verglichen werden. Die in der Trommel befindliche Wäsche saugt Wasser auf, das daher nicht zu einer Erhöhung des hydrostatischen Drucks beitragen kann. Durch den Vergleich des gemessenen hydrostatischen Drucks und der zugelaufenen Wassermenge - der absoluten Werte und deren zeitlicher Änderung - mit entsprechenden in der Programmsteuerung der Trommelwaschmaschine gespeicherten Werten für die Durchfeuchtung von Wäsche lässt sich der Wäscheposten (Beladungsmenge) ermitteln. Im Ergebnis kann die Schaumerkennung noch präziser durchgeführt werden.
Im Allgemeinen wird nach der Registrierung des Vorhandenseins von Schaum eine Schaumbekämpfungsmaßnahme eingeleitet. Dies kann alternativ oder zusätzlich zu einer optischen und/oder akustischen Anzeige der Registrierung der Schaumbildung erfolgen.
So kann in speziellen Verfahrensabläufen der Schaum durch angepasste Spülbäder unter größtmöglicher Vermeidung des Eintrags von mechanischer Energie (beispielsweise durch lange Stillstandszeiten der Trommel) beseitigt werden. Bei einer Registrierung der Anwesenheit von Schaum während des Schleuderns wird hierzu das Schleudern im Allgemeinen abgebrochen.
Vorzugsweise wird bei der vorliegenden Erfindung eine Differenz zwischen dem für eine bestimmte Drehzahl gemessenen Signal S_n und dem für diese Drehzahl in der Programmspeicherung gespeicherten Wert W_n hinsichtlich der Menge an erzeugtem Schaum ausgewertet. Bei dieser Ausführungsform wird im Allgemeinen eine Schaumbekämpfungsmaßnahme an die Menge des erzeugten Schaums angepasst.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Trommelwaschmaschine mit einer Programmsteuerung zur Steuerung eines Programmablaufs, einer in einem Laugenbehälter des Laugenbehälter angeordneten Laugenablaufsystem, einem Antriebsmotor für die Trommel und einem Sensor zur Bestimmung eines Signals einer im Laugenbehälter befindlichen und ggf. Schaum enthaltenden Flüssigkeit, wobei die Programmsteuerung, der Antriebsmotor und der Sensor das erfindungsgemäße Verfahren durchführen können.
Das Verfahren und die Trommelwaschmaschine der vorliegenden Erfindung ermöglichen eine sichere Schaumerkennung, indem beispielsweise unwuchtbedingte Druckerhöhungen erkannt und deren Effekt auf die Schaumerkennung korrigiert werden können. Dies ermöglicht eine besonders effiziente Durchführung eines Verfahrens zur Schaumbeseitigung. Die Erfindung ermöglicht hierbei eine optimale, automatische Anpassung der Schaumbeseitigungsmaßnahme an die tatsächlich erfolgte Bildung von Schaum.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 illustriert, die eine schematische Darstellung der vorliegend relevanten Teile einer Trommelwaschmaschine ist, in der ein Verfahren zur Erkennung von Schaum durchgeführt werden kann. Andere Ausführungsformen sind denkbar.
Die Trommelwaschmaschine der in 1 gezeigten Ausführungsform weist einen Laugenbehälter 1 auf, in dem eine Trommel 2 drehbar gelagert und durch den Antriebsmotor 14 antreibbar ist. Für eine verbesserte Ergonomie ist die Drehachse 3 der Trommel 2 aus der Horizontalen um einen kleinen Winkel (z.B. 13°) nach vorne oben gerichtet, so dass der Benutzer der Trommelwaschmaschine einen leichteren Zugang und Einblick in das Innere der Trommel 2 hat. Durch diese Anordnung wird im Zusammenwirken mit besonders geformten Wäschemitnehmern 4 und Schöpfeinrichtungen 5 für die Waschlauge 6 an der Innenfläche des Trommelmantels außerdem auch eine Intensivierung der Durchflutung der Wäsche 7 mit Waschlauge und eine Verminderung der freien Flotte erreicht, welche diejenige Menge an Waschlauge im Laugenbehälter 1 bezeichnet, die durch die gesättigte Wäsche nicht mehr aufgenommen werden kann (im Wesentlichen unterhalb des tiefsten Punktes der Trommel 2).
Die Trommelwaschmaschine weist zudem ein Laugenzulaufsystem auf, das eine Wasseranschlussarmatur für das Hauswassernetz 8, ein elektrisch steuerbares Ventil 9 und eine Zuleitung 10 zum Laugenbehälter 1 umfasst, die gegebenenfalls auch über eine Waschmitteleinspülschale 11 geführt sein kann, aus der das zulaufende Wasser Waschmittelportionen in den Laugenbehälter 1 transportieren kann. Außerdem befindet sich im Laugenbehälter 1 eine Heizeinrichtung 13. Das Ventil 9 wie auch die Heizeinrichtung 13 können durch eine Steuereinrichtung („Programmsteuerung“) 12 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 Trommelwaschmaschine gebunden sein kann. 15 bedeutet einen Sensor für die Messung des hydrostatischen Druckes bzw. seines negativen zeitlichen Gradienten im Laugenbehälter 1. Die Trommelwaschmaschine umfasst ein am Boden des Laugenbehälters 1 angeordnetes Laugenablaufsystem mit einer Laugenpumpe 16 zum Abpumpen der Waschlauge.

Claims

Verfahren zur Erkennung von Schaum in einer Trommelwaschmaschine mit einer Programmsteuerung (12) zur Steuerung eines Programmablaufs, einer in einem Laugenbehälter (1) drehbar gelagerten Trommel (2), einem Wasserzulaufsystem (8, 9, 10), einem am Laugenbehälter (1) angeordneten Laugenablaufsystem, einem Antriebsmotor (14) für die Trommel (2) und einem Sensor (15) zur Bestimmung eines Signals einer im Laugenbehälter (1) befindlichen und ggf. Schaum enthaltenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass vom Sensor (15) während des Drehens der Trommel (2) mit einer hohen Drehzahl U_n ein Signal S_n gemessen und mit einem dieser Drehzahl U_n in der Programmsteuerung (12) gespeicherten zugeordneten Wert W_n verglichen wird, wobei in der Programmsteuerung (12) für mindestens zwei Drehzahlen Wertepaare U_n und W_n (n≥1) gespeichert sind und bei einem Erreichen oder Überschreiten des Wertes W_n, d.h. bei Erfüllung der Bedingung S_n≥W_n, das Vorhandensein von Schaum registriert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal S_n und der zugeordnete Wert W_n Druckwerte sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Programmsteuerung (12) mindestens drei Wertepaare U_n und W_n in der Form einer Tabelle gespeichert sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Programmsteuerung (12) die Wertepaare U_n und W_n in der Form einer mathematischen Funktion gespeichert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl U_n der Trommel (2) im Bereich von 100 bis 500 Umdrehungen pro Minute liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Registrierung des Vorhandenseins von Schaum akustisch und/oder optisch angezeigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wertepaare U_n, W_n für eine oder mehrere vorgegebene Beladungsmengen mit Wäschestücken gespeichert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach Registrierung des Vorhandenseins von Schaum eine Schaumbekämpfungsmaßnahme eingeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz zwischen dem für eine Drehzahl gemessenen Signal S_n und dem für eine Drehzahl gespeicherten Wert W_n hinsichtlich der Menge an erzeugtem Schaum ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaumbekämpfungsmaßnahme an die Menge an erzeugtem Schaum angepasst ist.
Trommelwaschmaschine mit einer Programmsteuerung (12) zur Steuerung eines Programmablaufs, einer in einem Laugenbehälter (1) drehbar gelagerten Trommel (2), einem Wasserzulaufsystem (8, 9, 10), einem am Laugenbehälter (1) angeordneten Laugenablaufsystem, einem Antriebsmotor (14) für die Trommel (2) und einem Sensor (15) zur Bestimmung eines Signals einer im Laugenbehälter (1) befindlichen und ggf. Schaum enthaltenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmsteuerung (12), der Antriebsmotor (14) und der Sensor (15) eingerichtet sind zur Durchführung eines Verfahrens zur Erkennung von Schaum in der Trommelwaschmaschine, bei welchem Verfahren vom Sensor (15) während des Drehens der Trommel (2) mit einer hohen Drehzahl U_n ein Signal S_n gemessen und mit einem dieser Drehzahl U_n in der Programmsteuerung (12) gespeicherten zugeordneten Wert W_n verglichen wird, wobei in der Programmsteuerung (12) für mindestens zwei Drehzahlen Wertepaare U_n und W_n (n≥1) gespeichert sind und bei einem Erreichen oder Überschreiten des Wertes W_n, d.h. bei Erfüllung der Bedingung S_n≥W_n, das Vorhandensein von Schaum registriert wird.