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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer Spülphase in einer Trommelwaschmaschine sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens besonders geeignete Trommelwaschmaschine.
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Eine Waschmaschine weist im Allgemeinen eine in einem Laugenbehälter drehbar gelagerte Trommel zur Aufnahme von zu reinigenden Wäschestücken auf. Im unteren Bereich des Laugenbehälters befindet sich dabei ein Drucksensor, der zur Bereitstellung von Daten für die Steuerung von Waschprogrammen herangezogen wird. Ein Waschprogramm für Wäsche beinhaltet neben einer eigentlichen Waschphase mit einem geeigneten Waschmittel eine Spülphase. Nach der Beendigung einer Waschphase wird die benutzte Waschflotte aus einem Laugenbehälter der Waschmaschine im Allgemeinen durch Abpumpen entfernt. Hierauf wird Spülwasser über den Laugenbehälter in die Trommel gefüllt. Das Spülwasser vermischt sich mit der verbliebenen Waschflotte und führt so zu einer mehr oder weniger schnellen Entfernung von Waschflotte, Schmutz- und Waschmittelresten. Schmutz- und Waschmittelreste befinden sich nicht nur als Partikel zwischen Wäschestücken, sondern auch in den oberflächlichen Kapillaren der Wäsche, wo sie schwieriger zu entfernen sind als Waschflotte. Im Ergebnis wird der Ablauf einer Spülphase beeinträchtigt.
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Beim Verdünnen von Waschflotte bzw. beim Abspülen oder Auflösen von Waschmittel- und Schmutzresten durch Spülwasser ist zu berücksichtigen, dass diese Vorgänge Zeit benötigen. Das eingelassene Wasser (Spülwasser) wird z. B. nicht sofort gebunden. Vielmehr stellt sich in den Wäschestücken ein gegenläufiger Prozess von Wasserbindung und Flottenaustausch ein, der nach einer bestimmten Zeit einen Ausgleichszustand erreicht. Dies bedeutet, dass danach keine weitere Nettoablösung bzw. -entfernung von Schmutz- und Waschmittelresten aus den Wäschestücken erfolgt und auch die Waschflotte nicht weiter mit dem Wasser verdünnt wird.
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Aus der
EP 1143058 A2 ist ein Verfahren zur Durchführung eines Spülprogrammabschnittes zum Spülen von Wäsche in einer Trommelwaschmaschine bekannt, bei dem nach der Beendigung eines Waschprogrammabschnitts, in dem erwärmte Waschflotte in einem Laugenbehälter verwendet und anschließend aus diesem entleert wird, eine Teilmenge kalten Spülwassers in den Laugenbehälter gefüllt wird, in dessen unterem Bereich sich ein Temperatursensor befindet. Bei diesem Verfahren wird mindestens in einem Programm- bzw. Zeitabschnitt laufend die Temperatur der Spülflotte, also der Mischung aus erwärmter Wäsche bzw. darin enthaltender Waschflotte und eingebrachtem kalten Spülwasser mit dem Temperatursensor gemessen und in Abhängigkeit hiervon Dauer und Spülwassermenge im Spülprogrammabschnitt bestimmt.
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Die Auswertung des Temperaturverlaufes ist jedoch mit Nachteilen behaftet, da beispielsweise die Temperatur des Leitungswassers, die Umgebungstemperatur im Aufstellraum sowie die Wärmeleitfähigkeiten der in der Waschmaschine eingesetzten Materialien zu berücksichtigen sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Verfahrens zur Durchführung einer Spülphase in einer Trommelwaschmaschine, das die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, eine zur Durchführung dieses Verfahrens besonders geeignete Trommelwaschmaschine aufzuzeigen.
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Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch ein Verfahren zur Durchführung einer Spülphase in einer Trommelwaschmaschine mit den Merkmalen des entsprechenden unabhängigen Patentanspruchs sowie die Trommelwaschmaschine des entsprechenden unabhängigen Patentanspruchs. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Trommelwaschmaschine sind in entsprechenden abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Trommelwaschmaschine und umgekehrt, auch wenn dies hierin nicht explizit festgestellt wird.
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Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Durchführung einer Spülphase in einer Trommelwaschmaschine mit einer Programmsteuerung zur Steuerung eines Programmablaufs, einer in einem Laugenbehälter drehbar gelagerten Trommel, einem Wasserzulaufsystem, einem Laugenablaufsystem, welches insbesondere am Boden des Laugenbehälters angeordnet ist, mit einer Laugenpumpe, einem Antriebsmotor für die Trommel und einem Drucksensor zur Bestimmung eines Drucksignals einer im Laugenbehälter befindlichen Flüssigkeit, wobei in der sich an eine Waschphase anschließenden Spülphase Wasser in die Trommel eingefüllt wird, und wobei in mindestens einem Zeitabschnitt der Spülphase, in der die Trommel gedreht wird, vom Drucksensor der Druck p in Abhängigkeit von der Zeit t gemessen und der gemessene zeitliche Druckverlauf in Hinblick auf die Anzahl und/oder Dauer der Zeitabschnitte der Spülphase und/oder die Gesamtmenge des in der Spülphase eingefüllten Wassers ausgewertet wird. Hierbei ist der Druck p insbesondere der hydrostatische Druck der Flüssigkeit.
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Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, wenn der gemessene Druck p mit einem vorgegebenen unteren Druckwert pset verglichen und bei Erfüllung der Bedingung p ≤ pset das eingefüllte Wasser abgepumpt wird.
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In einer erfindungsgemäßen Alternative ist vorgesehen, wenn der aufgenommene Druck p in Hinblick auf einen zeitlichen Verlauf des Gradienten Δp/Δt ausgewertet wird, der der Betrag des Gradienten |Δp/Δt| mit einem vorgegebenen unteren Grenzwert (Δp/Δt)set verglichen und bei Erfüllung der Bedingung |Δp/Δt| ≤ (Δp/Δt)set das eingefüllte Wasser abgepumpt wird.
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Vorzugsweise ist der Druckwert pset bis 30%, mehr bevorzugt bis 20%, größer als der Ausgleichsdruckwert peq, welcher der Druck in einem Ausgleichszustand ist, in dem sich die in den Wäschestücken gegenläufigen Prozesse von Wasserbindung und Flottenaustausch ausgeglichen haben, so dass vom Drucksensor ein konstanter Druck peq gemessen wird.
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Es ist hierbei erfindungsgemäß besonders bevorzugt, wenn der gemessene Druck p mit einem vorgegebenen unteren Ausgleichsdruckwert peq verglichen und bei Erfüllung der Bedingung p ≤ peq das eingefüllte Wasser abgepumpt wird. Im Allgemeinen gilt pset ≤ peq.
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Vorzugsweise ist bei diesem Verfahren die Spülphase in mindestens zwei Zeitabschnitte aufgeteilt, zwischen denen das in die Trommel eingefüllte Wasser abgepumpt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird in einem ersten Zeitabschnitt der Spülphase vom Drucksensor der Druck p in Abhängigkeit von der Zeit t gemessen.
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Es ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt, dass der zeitliche Druckverlauf in Hinblick auf periodische Druckschwankungen geglättet wird.
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Hierzu wird vorzugsweise der zeitliche Druckverlauf mit einem Bandpass mit einem Frequenzbereich von 1,5 bis 3,5 Hz und/oder mit einem Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von 10 Hz geglättet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zeitliche Druckverlauf mit einem Bandpass mit einem Frequenzbereich von 1,5 bis 3,5 Hz und mit einem Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von 10 Hz geglättet wird. Bei Verwendung eines Bandpasses ist insbesondere ein Bandpass mit einem Frequenzbereich von 2 bis 3 Hz vorteilhaft.
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Alternativ oder in Ergänzung hierzu kann die Glättung auch durch Anwendung eines Computerprogramms in der Programmsteuerung durchgeführt werden.
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Man kann durch Messung des zeitlichen Druckverlaufs auf den zeitlichen Austausch der Waschmittel zwischen Wasser (Spülwasser), Flotte und Wäsche schließen. Der Austausch erfolgt im Prinzip solange, bis ein dynamischer Gleichgewichtszustand erreicht ist, in dem die Konzentrationen an Waschmittel in Wasser, Flotte und Wäsche konstant sind. Überraschenderweise korreliert der dynamische Gleichgewichtszustand hinreichend genau mit einem Ausgleichsdruckwert peq, so dass dieser Zustand auch über den vom Drucksensor gemessenen hydrostatischen Druck der Flüssigkeit erkennbar ist.
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Die Erfindung erlaubt somit eine Steuerung der Dauer der Spülphase. Ist die Gleichgewichtskonzentration an Waschmittel nicht erreicht, befindet sich mehr Waschmittel auf der Wäsche. Man kann nun durch Messung des zeitlichen Druckverlaufs den Ausgleichsdruckwert peq direkt messen oder abschätzen (z. B. durch Extrapolation der gemessenen Werte). Es kann dann ein geeigneter Wert für den unteren Druck (z. B. pset, siehe unten) als akzeptabel angesehen werden und ein Zeitabschnitt der Spülphase durch Abpumpen des benutzten Wassers und ggf. Einleiten eines neuen Zeitabschnittes der Spülphase beendet werden. Aus dem Verlauf des ersten Zeitabschnitts kann auf die Ausgleichsvorgänge in den nachfolgenden Zeitabschnitten der Spülphase geschlossen werden. Somit ist die Berechnung der notwendigen Anzahl und Dauer weiterer Zeitabschnitte aus dem Druckverlauf im ersten Zeitabschnitt möglich.
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Lässt der zeitliche Druckverlauf einen zu geringen Ausgleichsdruckwert peq erwarten, so ist davon auszugehen, dass zu wenig Wasser in die Trommel eingefüllt worden ist. Daraus würde ein schlechtes Spülergebnis resultieren. In diesem Fall kann die Programmsteuerung eine geeignete Maßnahme einleiten. Beispielsweise kann im aktuellen Zeitabschnitt soviel Wasser in den Laugenbehälter und damit in die Trommel gefüllt werden, bis ein den Anforderungen an die Spülphase entsprechender Ausgleichsdruckwert peq erwartet werden kann. Über den zeitlichen Verlauf des Druckes bzw. Druckgradienten wird dann wie oben beschrieben die Dauer der Spülphase kontrolliert. Ein erneutes Nachfüllen im ersten Zeitabschnitt der Spülphase hat jedoch den Nachteil, dass aufgrund der verkürzten Einwirkzeit die Spülwirkung der nachgefüllten Wassermenge nur gering ist. Alternativ kann daher auf ein Nachfüllen im ersten Zeitabschnitt verzichtet werden.
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Bei dem eingesetzten Drucksensor 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.
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Das Stattfinden der Spülphase wird vorzugsweise optisch angezeigt. Die optische Anzeige kann beispielsweise über ein LED- oder LCD-Display erfolgen.
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Die Auswertung des zeitlichen Druckverlaufs in Hinblick auf die Anzahl und/oder Dauer der Zeitabschnitte der Spülphase und/oder die Gesamtmenge des in der Spülphase eingefüllten Wassers wird vorzugsweise Art und Menge der eingesetzten Wäsche berücksichtigen.
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Die in bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung vorgegebenen Werte für pset und (Δp/Δt)set hängen im Allgemeinen ebenfalls von der Beladungsmenge der Trommelwaschmaschine mit Wäschestücken ab. Vorzugsweise sind daher in der Programmspeicherung Werte für pset und/oder (Δp/Δt)set für eine oder mehrere vorgegebene Beladungsmengen mit Wäschestücken gespeichert.
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Die Beladungsmenge kann eingestellt oder durch eine an sich bekannte Maßnahme automatisch ermittelt werden. Zur Bestimmung der Beladungsmenge kann beispielsweise beim Einfüllen von Wasser vor Beginn einer Waschphase ein mit Hilfe des vorhandenen Drucksensors gemessener 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 Drucks p 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.
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Alternativ kann die Beladungsmenge mit Wäschestücken mit Hilfe eines Gewichtssensors erfolgen. Der Laugenbehälter ist im Allgemeinen an Federn im Waschmaschinengehäuse aufgehängt und wird zur Dämpfung dieser Schwingungen im unteren Bereich durch Stoßdämpfer gegenüber dem Gehäuseboden abgestützt. Ein Gewichtssensor ist im Allgemeinen ein parallel zum Stoßdämpfer angeordneter Positionssensor, mit dem die vom Gewicht abhängige Lage des Laugenbehälters bestimmt wird. Allerdings können auch andere Gewichtssensoren wie z. B. Dehnungsmessstreifen herangezogen werden. Das Positionssensor-Signal besteht im Allgemeinen aus einem dynamischen und einem statischen Anteil, wobei der statische Anteil mit Hilfe der Programmsteuerung die Beladungsmenge mit Wäschestücken ergibt.
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Im Ergebnis kann durch Berücksichtigung der Beladungsmenge die Spülphase noch präziser gesteuert werden.
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Zur Steuerung der Zugabe von Wasser in der Spülphase wird im Allgemeinen eine Wasserleitung verwendet, in der sich ein von der Programmsteuerung schaltbares Ventil befindet, vorzugsweise ein Magnetventil. Die eingelaufene Wassermenge in einem oder mehreren Teilschritten kann beispielsweise ausgehend von einem bekannten Durchfluss bei geöffnetem Ventil und der Öffnungszeit des Ventils bestimmt werden.
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In Ergänzung zur erfindungsgemäß vorgesehenen Erfassung des Druckverlaufs kann auch eine Temperaturerfassung mit einem Temperatursensor wie in der bereits erwähnten
EP 1143058 A2 näher beschrieben und/oder eine Trübungsmessung mit einem Trübungssensor durchgeführt werden. Ggf. können die Signale von Temperatur- und/oder Trübungssensor zusätzlich zur Steuerung herangezogen werden. Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist allerdings, dass sich der Einsatz dieser zusätzlichen Sensoren erübrigt.
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Die der Spülphase im Allgemeinen vorgeschaltete Waschphase wird in an sich bekannter Weise von der Programmsteuerung in Abhängigkeit von den eingestellten Angaben und den gegebenen Parametern durchgeführt. Anschließend wird die Waschlauge aus dem Laugenbehälter entfernt. Im Allgemeinen erfolgt dies mit Hilfe einer Pumpe unter Drehung der Trommel mit einer erhöhten Geschwindigkeit (Schleudern).
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Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Trommelwaschmaschine mit einer Programmsteuerung zur Steuerung eines Programmablaufs, einer in einem Laugenbehälter drehbar gelagerten Trommel, einem Wasserzulaufsystem, einem Laugenablaufsystem, welches insbesondere am Boden des Laugenbehälters angeordnet ist, mit einer Laugenpumpe, einem Antriebsmotor für die Trommel und einem Drucksensor zur Bestimmung eines Drucksignals einer im Laugenbehälter befindlichen Flüssigkeit, wobei die Trommelwaschmaschine zur Durchführung eines hierin beschriebenen Verfahrens geeignet ist und wobei die Trommelwaschmaschine mindestens ein Mittel zur Glättung von periodischen Schwankungen eines Signals aufweist.
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Vorzugsweise ist das mindestens eine Mittel ein Tiefpass und/oder ein Bandpass. Hierbei weist der Bandpass vorzugsweise einen Frequenzbereich von 1,5 bis 3,5 Hz, vorzugsweise 2 bis 3 Hz, stärker bevorzugt etwa 2,5 Hz, und der Tiefpass eine Grenzfrequenz von größer/gleich 10 Hz auf.
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Der hierin verwendete Begriff Programmsteuerung umfasst alle Hardware und Software, die zur Steuerung der Waschmaschine und der von ihr durchgeführten Waschprogramme verwendet wird. Erfindungsgemäß wird die Dämpfung nicht als Teil der Programmsteuerung angesehen.
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Das Verfahren und die Trommelwaschmaschine der vorliegenden Erfindung ermöglichen eine präzise Durchführung einer Spülphase. Dies ermöglicht eine in Hinblick auf den zeitlichen Ablauf und die eingesetzte Wassermenge optimierte Spülphase. Insgesamt kann ein hinsichtlich Zeitraum und Wasserverbrauch effizientes Waschverfahren erhalten werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 und 2 illustriert.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Trommelwaschmaschine, die für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet ist.
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2 zeigt den typischen Verlauf des von einem Drucksensor gemessenen Drucksignals während einer Spülphase.
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1 zeigt insbesondere eine schematische Darstellung der für die Ausführung der vorliegenden Erfindung relevanten Teile einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trommelwaschmaschine. Andere Ausführungsformen sind denkbar.
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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).
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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. Alternativ kann auf diesem Weg Wasser für die Spülphase in den Laugenbehälter 1 und damit die Trommel 2 eingefüllt werden. Außerdem befindet sich im Laugenbehälter 1 eine Heizeinrichtung 13. Das Ventil 9 wie auch die Heizeinrichtung 13 können durch eine 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 Drucksensor für die Messung des (hydrostatischen) Druckes bzw. seines zeitlichen Gradienten im Laugenbehälter 1. 16 bedeutet eine Laugenpumpe zum Abpumpen der Waschlauge.
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In der gezeigten Trommelwaschmaschine schließt sich an die eigentliche Waschphase eine Spülphase, die im Allgemeinen aus mindestens einem Zeitabschnitt besteht. Im ersten Zeitabschnitt wird über den Laugenbehälter in die Trommel eine von der Wäscheart und/oder der Wäschemenge abhängige Menge an Wasser (Spülwasser) eingefüllt, welches unter Drehung der Trommel Waschmittel- und Schmutzreste aus der Wäsche ausspülen kann. Das Wasser wird von der Wäsche aufgenommen, wobei sich ein Austauschvorgang zwischen der Flotte in den Wäschestücken und dem zugesetzten Wasser ergibt. Hierbei wird zunächst mehr Wasser von den Wäschestücken aufgenommen als Flotte abgegeben. Allmählich kommt es jedoch zu einer Durchmischung von Flotte und Wasser und ggf. zu einer Auflösung bzw. Ablösung von noch auf den Wäschestücken vorhandenen Waschmittel- und Schmutzpartikeln. Schließlich erreicht der gemessene Druck p einen vorbestimmten Wert pset, so dass der erste Zeitabschnitt der Spülphase beendet ist und das eingefüllte Wasser wieder abgepumpt wird.
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Die Messung des zeitlichen Druckverlaufs wird im Allgemeinen durch periodische Schwankungen des Drucksignals beeinträchtigt. Beispielsweise führt das Herabfallen von Wäschestücken 4, die von Wäschemitnehmern 5 beim Drehen von Trommel 2 mitgeführt werden, zu einer periodischen Druckschwankung. Um diesen periodischen Druckschwankungen abzuhelfen sind bei der hier gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trommelwaschmaschine ein Tiefpass 17 mit einer Grenzfrequenz von 10 Hz und ein Bandpass 18 mit einem Frequenzbereich von 2 bis 3 Hz vorhanden.
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2 zeigt den Verlauf des von einem Drucksensor in einem Laugenbehälter gemessenen Druckverlaufs während einer Spülphase, wobei der Druckverlauf aufgrund des Betriebs der Trommelwaschmaschine periodische Schwankungen aufweist. Der vom Drucksensor in dem hier gezeigten ersten Zeitabschnitt der Spülphase gemessene Druck p steigt zunächst aufgrund des Einfüllvorgangs mit Wasser zu Beginn des Zeitabschnitts an. Sobald Wasser eingefüllt wird, kommt es zu einer Aufnahme von Wasser durch die Wäschestücke. Die hierdurch an sich zu erwartende Druckabnahme wird allerdings aufgrund der Wasserzufuhr zunächst überkompensiert. Ist die für den ersten Zeitabschnitt vorgesehene Wassermenge eingefüllt, überwiegt der Einfluss der Druckabnahme aufgrund der Aufnahme von Wasser in die Wäschestücke. Im Ergebnis nehmen sowohl der Druck p als auch der der Betrag des Gradienten |Δp/Δt| mit der Zeit t ab. Bei Erreichen eines Wertes ta (z. B. eines vorgegebenen Wertes pset oder eines Ausgleichsdruckwertes peq) wird der erste Zeitabschnitt der Spülphase beendet und das benutzte Wasser abgepumpt. Es kommt zu einem hier nicht näher gezeigten stärkeren Abfall des Druckes p.
