DE10065677A1 - Wasserführendes Haushaltgerät mit optimierter Pumpensteuerung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein wasserführendes Haushaltgerät mit einer Pumpe, insbesondere für die Umwälzung und das Abpumpen von Flüssigkeit, und mit Mitteln zur Aufnahme von Schwingungen sowie Mitteln zur Auswertung von Schwingungssignalen. DOLLAR A Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein wasserführendes Haushaltgerät derart mit einer Messwertauswertung auszubilden, dass die Schwingungssignale zuverlässig ausgewertet werden können und im Ergebnis der Auswertung die Schwingungssignale einem bestimmten Förderzustand der Pumpe sicher zugeordnet werden können. DOLLAR A Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Schwingungssensor 1 vorgesehen ist und dass die Auswertung der aufgenommenen Schwingungen während des Betriebes der Pumpe über eine Schaltung 2 mit einem Verstärker 8, einem Gleichrichter 3, einem Auswerteglied 4 und einem Analog-Digital-Konverter 5 vorgenommen wird und dass nach der Signalverarbeitung ein digitales Signal 9 zur Steuerung der Pumpe vorliegt. DOLLAR A Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Schnorcheln der Pumpe erkannt wird und durch die Abschaltung der Pumpe unterbunden werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein wasserführendes Haushaltgerät mit einer Pumpe zur Förderung von Flüssigkeit, insbesondere für die Umwälzung und das Abpumpen von Reinigungs- und Spülflüssigkeit und mit Mitteln zur Aufnahme von Schwingungen sowie Mitteln zur Auswertung von Schwingungssignalen.

Die Pumpen in gattungsgemäßen Haushaltsgeräten produzieren jeweils gegen Ende bestimmter Pumpphasen, beispielsweise beim Entleeren des Haushaltgerätes, so genannte Schlürf- oder Schnorchelgeräusche. Dabei wird neben Flüssigkeit auch Luft angesaugt, was zu diesen störenden Geräuschen führt.

Um eine möglichst vollständige Entleerung des Haushaltgerätes zu sichern, wird die Pumpe aber häufig eine Zeit lang über die reine Entleerungszeit hinaus programmgesteuert betrieben. Es treten damit häufig längere Phasen mit den störenden Schlürfgeräuschen auf. Dabei wird, infolge von Rückhalt von Flüssigkeit durch den Inhalt des Haushaltgerätes, auch langsamer nachströmende Flüssigkeit abgefördert.

Allerdings wird die Pumpe zumeist über eine Zeitsteuerung betrieben, welche unabhängig vom Prozesszustand die Pumpe über eine festgelegte Dauer arbeiten lässt.

Dies führt zu einem unnötig erhöhten Energieverbrauch durch den Betrieb der Pumpe, wenn diese keine Flüssigkeit mehr fördert und zudem zu unnötig langen Programmlaufzeiten, was ebenfalls für den Bediener bzw. Nutzer des Haushaltgerätes unerfreulich ist sowie zu den als störend empfundenen Schlürfgeräuschen.

In der DE 198 28 871 wird zur Behebung dieses Mangels vorgeschlagen, ein wasserführendes Haushaltgerät mit Mitteln zur Aufnahme von Schwingungen einer laufenden Pumpe zu versehen, um die erzeugten Schwingungen zu erfassen und in Steuerungssignale umzuwandeln, welche die Geräte- bzw. die Pumpensteuerung beeinflussen. Dies soll insbesondere dadurch geschehen, dass beim Auftreten von Schlürfgeräuschen die Pumpe abgeschaltet wird, wodurch die störende Beeinträchtigung unterbunden wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein wasserführendes Haushaltgerät derart mit einer Messwertauswertung auszubilden, dass die Schwingungssignale zuverlässig ausgewertet werden können und im Ergebnis der Auswertung die Schwingungssignale einem bestimmten Förderzustand der Pumpe sicher zugeordnet werden können.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein wasserführendes Haushaltgerät mit einer Pumpe zur Förderung von Flüssigkeit, insbesondere für die Umwälzung und das Abpumpen von Reinigungs- und Spülflüssigkeit und Mitteln zur Aufnahme von Schwingungen derart ausgebildet wird, dass ein Schwingungssensor 1 vorgesehen ist und dass die Auswertung der vom Schwingungssensor 1 aufgenommenen Schwingungen während des Betriebes der Pumpe über eine Schaltung 2 mit einem Verstärker 8, einem Gleichrichter 3, einem Auswerteglied 4 und einem Analog-Digital-Konverter 5 vorgenommen wird und dass nach der Signalverarbeitung ein digitales Signal 9 zur Steuerung der Pumpe vorliegt.

Der Pumpvorgang wird dann beendet, wenn bei der Analyse der Schwingungen beim Pumpvorgang das störende Schnorcheln der Pumpe anhand der Schwingungssignale festgestellt wird.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass allein durch die Schwingungssignale bei laufender Pumpe eine Aussage über den Zustand der Flüssigkeitsförderung gewonnen wird und dass daraus Signale für die Steuerung des Pumpvorganges gewonnen werden. Somit kann auf einfache Weise das Schnorcheln der Pumpe erkannt und durch Abschaltung der Pumpe unterbunden werden.

Dies führt zu einer Energieeinsparung durch den vermiedenen Leerlauf der Pumpe und zu einer Erhöhung des Bedienkomforts durch die Vermeidung der störenden Geräusche.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1a Signalflusskette vom Schwingungssensor bis zum digitalen Ausgangssignal;

Fig. 1b Gleichrichterschaltung;

Fig. 2 Schwingungssignalamplituden der Spannung als Funktion der Zeit beim Rundlauf der Pumpe;

Fig. 3 Schwingungssignalamplituden der Spannung als Funktion der Zeit beim Schnorcheln der Pumpe;

Fig. 4 Oberwellen der Schwingungen als Funktion der Schwingungsfrequenz beim Rundlauf der Pumpe;

Fig. 5 Oberwellen der Schwingungen als Funktion der Schwingungsfrequenz beim Schnorcheln der Pumpe.

In Fig. 1a ist der erfindungsgemäße Aufbau der Signalverarbeitung mit den Komponenten dazu schematisch dargestellt.

Der Schwingungssensor 1 nimmt die Schwingungen beim Betrieb der Pumpe auf und wandelt diese in Signale um, welche in einer Schaltung 2 zu einem digitalen Signal 9 verarbeitet werden. Das digitale Signal 9 steuert vorteilhaft direkt die Pumpe derart an, dass diese bei festgestellten Schnorchelgeräuschen abgeschaltet wird. Dabei kann eine Nebenbedingung der Steuerung darin liegen, dass das Schnorchelgeräusch eine bestimmte vorgebbare Zeit auftreten muss, bevor die Pumpe abgeschaltet wird. Damit wird sicher gestellt, dass auch langsam nachfließende Flüssigkeit infolge starken Rückhalts durch die Beladung des Haushaltgerätes ausreichend abgepumpt wird.

Die Signalverarbeitung innerhalb der Schaltung 2 wird zunächst von einem Verstärker 8 eingeleitet. Dieser verstärkt das Ausgangssignals des Schwingungssensors 1.

Anschließend erfolgt eine Gleichrichtung des Ausgangssignals RA des Verstärkers 8 im Gleichrichter 3.

Je nach Signalform kann ein Mittelwertgleichrichter oder ein Spitzengleichrichter vorgesehen werden.

Ein Spitzengleichrichter wird vorgesehen, wenn der Widerstand des Auswertegliedes 4 RE viel größer als der Widerstand des Verstärkers 8 RA gemäß der Bedingung RE<<RA ist.

Ein Mittelwertgleichrichter wird vorgesehen, wenn der Widerstand des Auswertegliedes 4 RE viel kleiner als der Widerstand des Verstärkers 8 RA gemäß der Bedingung RE<<RA ist.

Fig. 1b zeigt eine Gleichrichterschaltung in Symboldarstellung.

Die Schwingungssignalamplituden 6 der Spannung als Funktion der Zeit beim Rundlauf der Pumpe sind in Fig. 2 dargestellt. Die gleichmäßigen Amplituden 6 des Schwingungssignals lassen auf einen sogenannten Rundlauf der Pumpe schließen. Dabei werden keine störenden Schlürf- oder Schnorchelgeräusche erzeugt. Die Pumpe fördert Flüssigkeit.

Sobald die Pumpe Luft ansaugt, nehmen die Schwingungssignalamplituden 6 der Spannung als Funktion der Zeit Formen, wie in Fig. 3 dargestellt, an.

Anhand dieser Signale ist auf ein Schnorcheln oder Schlürfen der Pumpe zu schließen. Bereits aus diesen Darstellungen ist erkennbar, dass der Pumpenstatus aus den Amplitudensignalen sehr gut ableitbar ist.

In Fig. 4 sind die Oberwellen 7 der Schwingungen als Funktion der Schwingungsfrequenz beim Rundlauf der Pumpe dargestellt.

Im Bereich A in Fig. 4 werden die Oberwellen 7 der Schwingungssignale bei Frequenzen zwischen 0,5 und 3 kHz abgebildet. Es ist ersichtlich, dass die Oberwellen in diesem Frequenzbereich sehr gering sind.

Fig. 5 zeigt im Bereich B die entsprechenden Oberwellen 7 der Schwingungssignale beim Schnorcheln oder Schlürfen der Pumpe. Die starken Ausschläge der Oberwellen 7 im Bereich B in Fig. 5 verglichen mit dem entsprechenden Frequenzbereich A in Fig. 4 zeigen sehr deutlich die mess- und ermittelbaren Unterschiede zwischen dem gewünschten Rundlauf der Pumpe und den Beeinträchtigungen durch Schnorcheln oder Schlürfen bei der Förderung eines Flüssigkeits - Wasser - Gemischs.

Die Aussage der Oberwellenanalyse wird noch dadurch verbessert, wenn der Frequenzbereich bevorzugt zwischen 1 bis 2 kHz ausgewertet wird.

Besonders gute Ergebnisse werden erzielt bei einer Frequenz von 1,5 kHz. Ebenso vorteilhaft ist es, mehrere Frequenzen auszuwerten, um Störeinflüsse bei einzelnen Frequenzen auszuschalten.

Für die Auswertung der Oberwellen ist es vorteilhaft, den Verstärker 8 V1 durch einen Bandpass mit dem Durchlassbereich zwischen 1 bis zwei kHz zu ersetzen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Verstärker 8 durch einen Hochpass mit der Grenzfrequenz von 1 kHz ersetzt.

Claims (10)

1. Wasserführendes Haushaltgerät mit einer Pumpe zur Förderung von Flüssigkeit, insbesondere für die Umwälzung und das Abpumpen von Reinigungs- und Spülflüssigkeit und Mitteln zur Aufnahme von Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwingungssensor (1) vorgesehen ist und dass die Auswertung der vom Schwingungssensor (1) aufgenommenen Schwingungen während des Betriebes der Pumpe über eine Schaltung (2) mit einem Verstärker (8), einem Gleichrichter (3), einem Auswerteglied (4) und einem Analog-Digital-Konverter (5) vorgenommen wird und dass nach der Signalverarbeitung ein digitales Signal (9) zur Steuerung der Pumpe vorliegt.

2. Haushaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Gleichrichter (3) ein Spitzengleichrichter vorgesehen ist, wenn der Widerstand des Auswertegliedes (4) RE viel größer als der Widerstand des Verstärkers (8) RA gemäß der Bedingung RE<<RA erfüllt ist.

3. Haushaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Gleichrichter (3) ein Mittelwertgleichrichter vorgesehen ist, wenn der Widerstand des Auswertegliedes (4) RE viel kleiner als der Widerstand des Verstärkers (8) RA gemäß der Bedingung RE<<RA erfüllt ist.

4. Haushaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Amplitudensignal (6) des Schwingungssensors (1) zum digitalen Signal zur Pumpensteuerung (9) in der Schaltung (2) ausgewertet wird.

5. Haushaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwellensignal (7) des Schwingungssensors (1) zum digitalen Signal zur Pumpensteuerung (9) in der Schaltung (2) ausgewertet wird.

6. Haushaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwellensignal (7) in einem Frequenzbereich von 0,5 bis 3 kHz ausgewertet wird.

7. Haushaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwellensignal (7) in einem Frequenzbereich von 1 bis 2 kHz ausgewertet wird.

8. Haushaltgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwellensignal (7) bei einer Frequenz von 1,5 kHz ausgewertet wird.

9. Haushaltgerät nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Auswerteglied (4) in der Schaltung (2) ein Bandpass mit einem Durchlassbereich von 1 bis 2 kHz vorhanden ist.

10. Haushaltgerät nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Auswerteglied (4) in der Schaltung (2) ein Hochpass mit der Grenzfrequenz 1 kHz vorhanden ist.