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Die Erfindung betrifft ein wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere eine Geschirrspülmaschine, wenigstens aufweisend eine Laugenpumpe zum Herausfördern einer ersten Flüssigkeitsmenge einer bestimmten Größe aus dem wasserführenden Haushaltsgerät, wobei die Laugenpumpe von einem Elektromotor antreibbar ist.
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Aus der
US 2009 / 0 265 863 A1 ist Verfahren zur Minimierung des Zeitraums, in dem eine Laugenpumpe in einer Waschmaschine läuft, bekannt. Dabei wird zunächst eine Flüssigkeitsmenge zum Befüllen einer Waschmaschinenwanne bestimmt. Anschließend wird während des Entleerens eine Zeit zwischen einem ersten Füllstand und einem zweiten Füllstand in der Waschmaschinenwanne gemessen und auf der Grundlage dieser Zeit und der zu füllenden Menge eine voraussichtliche Zeit bis zum Entleeren berechnet. Auf Basis dieser berechneten voraussichtlichen Zeit wird dann die Laugenpumpe betrieben.
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Aus der
DE 10 2007 052 091 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Fördervolumens einer Flüssigkeit, insbesondere in einem wasserführenden Haushaltsgerät, bekannt, bei dem Flüssigkeit während eines Spülvorgangs mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Pumpe gefördert wird. Dabei wird zur Bestimmung des Fördervolumens während eines Pumpvorganges die aufsummierte Stromaufnahme des Elektromotors während des Pumpvorganges ausgewertet.
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Um den Wasserverbrauch beim Betrieb von bspw. Geschirrspülmaschinen zu reduzieren, ist es bekannt, dass nach einem Teilprogrammschritt eines mehrere Teilprogrammschritte umfassenden Spülprogramms nicht die gesamte während des Teilprogrammschritts verwendete Flüssigkeitsmenge abgepumpt wird, sondern nur ein Teil, wenn bspw. mittels einer Trübungsmessung festgestellt wurde, dass die Spülflotte nur leicht oder gar nicht verschmutzt ist. Hierfür muss jedoch sichergestellt werden, dass die während eines derartigen Teilabpumpvorgangs abzupumpende Flüssigkeitsmenge ohne große Abweichungen tatsächlich abgepumpt wird.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein wasserführendes Haushaltsgerät anzugeben, bei dem unabhängig von Parameterschwankungen und/oder Alterungsvorgängen der Bauteile des wasserführenden Haushaltsgeräts sichergestellt ist, dass die während eines Teilabpumpvorgangs gewünschte Flüssigkeitsmenge abgepumpt wird.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass Zeiterfassungsmittel vorgesehen sind zur Erfassung der Zeitdauer für einen Abpumpvorgang der ersten Flüssigkeitsmenge, die aktivierbar sind, wenn die Laugenpumpe in einem ausgewählten Betriebsmodus betrieben wird, in dem wenigstens eine Drehzahl der Laugenpumpe einer bestimmten Förderrate der Laugenpumpe zugeordnet ist, und das Auswertemittel vorgesehen sind, die aus der erfassten Zeitdauer für den Abpumpvorgang der ersten Flüssigkeitsmenge und aus der wenigstens einen Drehzahl, mit der die Laugenpumpe die ersten Flüssigkeitsmenge gefördert hat, die Zeitdauer für einen Abpumpvorgang einer zweiten Flüssigkeitsmenge bei wenigstens einer vorgegebenen Drehzahl der Laugenpumpe bestimmen. Somit wird auf überraschend einfache Weise ein wasserführendes Haushaltsgerät bereitgestellt, mit dem bauteilparameterschwankungsunabhängig und bauteilalterungsfrei die z.B. während eines Teilabpumpen aus dem wasserführenden Haushaltsgerät zu fördernden zweite Flüssigkeitsmenge mittels einer Kalibrierung bestimmt werden kann. Hierzu sind keine zusätzlichen Bauteile wie z. B. Sensoren oder Flügelradzähler erforderlich, sondern es wird der Umstand ausgenutzt, dass z. B. eine Geschirrspülmaschine zur Durchführung eines Teilprogrammschritts eines mehrere Schritte aufweisenden Spülprogramms mit einer bestimmten Flüssigkeitsmenge gefüllt werden muss, die am Ende des jeweiligen Teilprogrammschritts aus der Geschirrspülmaschine abgepumpt werden muss. Durch den Betrieb in einem ausgewählten Betriebszustand wird sichergestellt, dass z.B. die Laugenpumpe mit einer konstanten Förderrate Flüssigkeit fördert und somit die Fördermenge mit der Zeit zunimmt. Es kann sich bei dem ausgewählten Betriebszustand um einen Volllastbetrieb oder auch um einen Teillastbetrieb handeln. Aus der Zeitdauer für diesen vollständigen Abpumpvorgang und der bekannten Fördermenge kann dann in einem nächsten Schritt bezogen auf eine zweite gewünschte Flüssigkeitsmenge durch Dreisatzbildung die Zeitdauer für den Teilabpumpvorgang bei der Flüssigkeitsmenge bestimmt werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass nach Ablauf der ermittelten Zeitdauer für den Abpumpvorgang der zweiten Flüssigkeitsmenge der Elektromotor deaktivierbar ist. So kann ein Abpumpvorgang von Steuerungsmitteln des wasserführenden Haushaltsgeräts durch Deaktivieren des Elektromotors abgebrochen werden, wenn die ermittelte Zeitdauer erreicht wurde, wobei die Auswertemittel Teil der Steuerungsmittel sein können oder eine separate Baugruppe bilden. Es kann die zweite Flüssigkeitsmenge kleiner als die erste Flüssigkeitsmenge sein. Außerdem kann z.B. vorgesehen sein, dass die Laugenpumpe während der beiden Abpumpvorgänge mit der gleichen Drehzahl betrieben wird, z.B. einem Volllastbetrieb, oder es erfolgt ein Betrieb mit unterschiedlichen Drehzahlen, wobei hier zur Bestimmung der Zeitdauer zusätzlich eine abgespeicherte Pumpenkennlinie der Laugenpumpe mit ausgewertet wird. Ferner kann auch vorgesehen sein, dass während beider Abpumpvorgänge oder nur eines Abpumpvorgangs die Laugenpumpe nicht mit konstanter Drehzahl betrieben wird. Derartige Drehzahlvariationen können ebenfalls unter Heranziehung einer derartigen abgespeicherten Pumpenkennlinie berücksichtigt werden.
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Vorzugsweise wird zum Antrieb der Laugenpumpe ein BLAC- oder BLDC-Motor verwendet, also ein bürstenloser Gleichstrom- und/oder Wechselstrommotor mit elektronischer Kommutierung, bei dem mittels einer Leistungselektronik, die beispielsweise den Steuerungsmitteln zugeordnet sein kann, ein Laststrom eingeprägt wird, dessen Integral über die Zeit proportional dem Vordervolumen ist. Es können jedoch auch andere Elektromotoren Verwendung finden, bei denen auch ein Zusammenhang zwischen Laststrom und Fördervolumen gegeben ist.
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Es ist ferner vorzugsweise vorgesehen, dass die Steuerungsmittel ausgebildet sind, die Zeitdauer für einen Abpumpvorgang zur Bestimmung der Zeitdauer für einen Abpumpvorgang einer zweiten Flüssigkeitsmenge zu verwenden, wenn anhand der Laststromaufnahme der Laugenpumpe festgestellt wurde, dass während des Abpumpvorgangs die erste Flüssigkeitsmenge vollständig aus dem wasserführenden Haushaltsgerät gefördert wurde. Dies erlaubt es, die Kalibrierung durch Erfassung einer falschen Zeitdauer für den Abpumpvorgang auszuschließen, die bspw. dadurch verursacht werden können, dass z. B. in einer Geschirrspülmaschine Tassen oder Töpfe verkehrt herum angeordnet sind und mit Spülflotte volllaufen, die dann nicht während eines Abpumpvorgangs aus der Geschirrspülmaschine gefördert werden kann.
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Dabei kann ferner vorgesehen sein, dass die Steuerungsmittel derart ausgebildet sind, dass auf ein Erfassen eines nicht vollständigen Abpumpvorgangs ein spülprogrammablaufmäßig oder sensorgesteuert optional vorgesehener Teilabpumpvorgang ausgeblendet wird und/oder eine Bedienperson durch optische und/oder akustische Signale auf den unvollständigen Abpumpvorgang hingewiesen wird. Dabei kann zur Erfassung eines nicht vollständigen Abpumpvorgangs ein Vergleich der zu erwartenden Laststromaufnahme während eines vollständigen Abpumpvorgangs mit der tatsächlichen Laststromaufnahme während des vermeintlich vollständigen Abpumpvorgangs erfolgen, wobei zusätzlich ein Korrekturfaktor vorgesehen sein kann, um natürliche Schwankungen der Betriebsparameter zu berücksichtigen.
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Um die Kalibriergenauigkeit weiter zu steigern ist vorzugsweise vorgesehen, dass bei der Erfassung der Zeitdauer für einen Abpumpvorgang die Zeiterfassungsmittel zeitverzögert aktivierbar sind. Dies erlaubt es, die Anlaufphase der z. B. von dem elektronisch kommutierten Elektromotor angetriebenen Laugenpumpe bei der Kalibrierung auszuschließen. Dabei ist zu beachten, dass während des Anlaufs der Laugenpumpe die Förderleistung sehr stark schwankt aufgrund schwankender Drehzahlen.
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Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Zeiterfassungsmittel auf ein Erreichen einer Solldrehzahl und/oder eines Mindestlaststroms der Laugenpumpe aktivierbar und auf ein Unterschreiten der Solldrehzahl und/oder des Mindestlaststroms der Laugenpumpe deaktivierbar sind. Es wird also mit der Zeiterfassung erst begonnen, wenn die Laugenpumpe ihre Solldrehzahl und damit einen stabilen Betriebszustand erreicht hat. Alternativ kann vorgesehen sein, dass zur Detektion eines stabilen Betriebszustands der Laugenpumpe der Laststrom des Elektromotors ausgewertet wird, der die Laugenpumpe antreibt und bei Überschreiten eines Mindestlaststroms von einem stabilen Betriebszustand der Laugenpumpe ausgegangen werden kann. In analoger Weise wird die Zeiterfassung bei Unterschreiten einer Solldrehzahl und/oder eines Mindestlaststroms der Laugenpumpe deaktiviert.
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Es ist ferner vorzugsweise vorgesehen, dass eine Erfassung der Zeitdauer für einen Abpumpvorgang bei jedem Abpumpvorgang durchführbar ist. So ist durch diese fortlaufend aktualisierte Kalibrierung eine genaue Bestimmung der zweiten Flüssigkeitsmenge möglich.
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In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Erfassung der Zeitdauer für einen Abpumpvorgang nur dann erfolgt, wenn auf den Abpumpvorgang hin nach einem Füllvorgang des wasserführenden Haushaltsgeräts ein optionaler Teilabpumpvorgang vorgesehen ist. Somit ist hier nur eine Kalibrierung nötig, wenn im nachfolgenden Teilprogrammschritt eines Spülprogramms ein Teilabpumpen vorgesehen ist. Dies reduziert die notwendige Rechnerleistung der Steuerungsmittel der Geschirrspülmaschine und damit indirekt auch den Energieverbrauch.
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Ferner wird die Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden Haushaltsgerät, insbesondere einer Geschirrspülmaschine, während dem wenigstens zeitweise mittels einer Laugenpumpe eine erste Flüssigkeitsmenge bestimmter Größe aus dem wasserführenden Haushaltsgerät herausgefördert wird, wobei die Laugenpumpe von einem Elektromotor angetrieben wird, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Zeitdauer für einen Abpumpvorgang der ersten Flüssigkeitsmenge erfasst wird, wenn die Laugenpumpe in wenigstens einem ausgewählten Betriebszustand betrieben wird, in dem wenigstens eine Drehzahl der Laugenpumpe einer bestimmten Förderrate der Laugenpumpe zugeordnet ist, und das aus der erfassten Zeitdauer für den Abpumpvorgang der ersten Flüssigkeitsmenge und aus wenigstens einer Drehzahl der Laugenpumpe, mit der die Laugenpumpe die erste Flüssigkeitsmenge gefördert hat, die Zeitdauer für einen Abpumpvorgang einer zweiten Flüssigkeitsmenge bei wenigstens einer vorgegebenen Drehzahl der Laugenpumpe bestimmt wird, und der Elektromotor nach Ablauf der ermittelten Zeitdauer für den Abpumpvorgang der zweiten Flüssigkeitsmenge deaktiviert wird.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Geschirrspülmaschine, und
- 2 eine schematische Darstellung des Laststromverlaufs eines Laugenpumpenmotors während eines Abpumpvorgangs.
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Es wird zunächst auf 1 Bezug genommen.
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Als Ausführungsbeispiel für ein wasserführendes Haushaltsgerät ist eine Haushalts-Geschirrspülmaschine GS dargestellt, die einen Spülbehälter SB aufweist, in dem auf ausziehbaren Geschirrkörben (nicht dargestellt) zu reinigendes Spülgut gelagert werden kann. Dabei kann der Spülbehälter SB mittels einer Tür (nicht dargestellt) geöffnet und geschlossen werden, um die Geschirrkörbe zu beladen oder zu entladen. Zur Beaufschlagung des zu reinigenden Spülguts in den Geschirrkörben sind Sprüharme (nicht dargestellt) im Spülbehälter SB vorgesehen, mit denen das zu reinigende Spülgut mit Spülflotte, d. h. mit reinigungsmittel- oder klarspülerversetztes Wasser beaufschlagt werden kann.
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Die vom Spülgut herabtropfende Spülflotte sammelt sich in einem im Bodenbereich des Spülbehälters SB angeordneten Pumpentopf PT, in dem eine Filtereinheit FE angeordnet ist, um grobe Schmutzpartikel aus der Spülflotte abzuscheiden. Zur Förderung der Spülflotte zu den Sprüharmen ist eine Umwälzpumpe UP vorgesehen, die mittels nicht dargestellter flüssigkeitsführender Leitungsmittel mit den Sprüharmen verbunden ist. Ferner ist eine Laugenpumpe LP vorgesehen, die derart mit der Filtereinheit FE flüssigkeitsführend in Verbindung steht, dass bei Betrieb der Laugenpumpe LP von der Filtereinheit FE zurückgehaltene Schmutzpartikel von der Laugenpumpe LP angesaugt und über eine Entleerungsleitung EL in ein hausseitiges Abwasserentsorgungssystem gefördert werden können. Dabei wird die Laugenpumpe LP von einem als BLAC- oder BLDC-Motor ausgebildeten Elektromotor angetrieben, also einem elektronisch kommutierten bürstenlosen Elektromotor. Zur Durchführung der elektronischen Kommutierung ist eine Leistungselektronik (nicht dargestellt) vorgesehen. Ferner weist die Geschirrspülmaschine GS Zeiterfassungsmittel ZE auf, mit denen die Zeitdauer erfasst werden kann, die nötig ist, um mittels der Laugenpumpe LP die Geschirrspülmaschine GS vollständig zu entleeren sowie Auswertemittel, die im vorliegenden Ausführungsbeispielen den Steuerungsmittel SM zugeordnet sind, mit denen eine Bestimmung der Zeitdauer für ein Teilabpumpvorgang einer zweiten Flüssigkeitsmenge durchgeführt werden kann.
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Während des Betriebs zum Reinigen von Spülgut durchläuft die Geschirrspülmaschine ein mehrere Teilprogrammschritte umfassendes Spülprogramm, wobei das Spülprogramm aus den Teilprogrammschritten Vorspülen, Reinigen, Zwischenspülen, Klarspülen und/oder Trocknen bestehen kann. Es kann vorgesehen sein, einzelne Programmschritte auszublenden oder mehrfach auszuführen. Dabei wird zur Durchführung der Teilprogrammschritte Vorspülen, Reinigen, Zwischenspülen, Klarspülen jedes mal die Geschirrspülmaschine mit einer Flüssigkeitsmenge gefüllt, die dann anschließend durch in Betriebnahme der Umwälzpumpe UP umgewälzt wird. Nach Beendigung des jeweiligen Teilprogrammschritts wird durch Inbetriebnahme der Laugenpumpe LP durch Ansteuerung des Elektromotors EM die Geschirrspülmaschine GS vollständig oder teilweise entleert, in dem die gebrauchte Spülflotte über die Entleerungsleitung EL in ein haushaltiges Abwasserentsorgungssystem geleitet wird.
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Es wird nun zusätzlich auf 2 Bezug genommen.
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Während eines derartigen Abpumpvorgangs wird mittels den Steuerungsmitteln SM der Elektromotor EM der Laugenpumpe LP angesteuert, wobei erst zum Zeitpunkt T1 die Laugenpumpe LP ihre Solldrehzahl erreicht hat und damit einen stabilen Betriebszustand. In diesem stabilen Betriebszustand fördert die Laugenpumpe LP mit konstanter Rate Flüssigkeit und es stellt sich ein entsprechender Laststrom I ein, der oberhalb eines Mindestlaststroms Imin und unterhalb eines Mximallaststom Imax liegt. Mit Erreichen des Mindestlaststroms Imin wird zu diesem Zeitpunkt die Zeiterfassung des Abpumpvorgangs gestartet und so sicher gestellt, dass die während der Anlaufphase der Laugenpumpe LP stark schwankenden Betriebswerte unberücksichtigt bleiben. Zur Erfassung des Mindestlaststroms Imin kann ein Vergleich mit einem vorbestimmen Startstromdifferenzwert ΔIA durchgeführt werden. Es kann jedoch vorgesehen sein, die Anlaufphase durch einen Korrekturfaktor zu berücksichtigen, um die Messgenauigkeit weiter zu erhöhen.
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Die Zeiterfassung erstreckt sich bis zum Zeitpunkt T2, und wird beendet, wenn die Laugenpumpe LP nicht mehr ihre Solldrehzahl aufweist und/oder der Laststrom I den Maximallaststrom Imax um einen bestimmten Stopstromdifferenzwert ΔIE unterschreitet. Dabei können die Werte für den Mindestlaststrom und den Maximallaststrom z. B. in den Steuerungsmitteln SM abgespeichert sein.
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Ist nun in dem folgenden Teilprogrammschritt, bspw. den Teilprogrammschritt Reinigen, ein optionaler Teilabpumpvorgang vorgesehen, bei dem beispielsweise während einer Trübungsmessung mittels eines Trübungssensors (nicht dargestellt), der bspw. im Pumpentopf (PT) angeordnet sein kann, festgestellt wird, dass die im vorigen Teilprogrammschritt Vorspülen verwendete Spülflotte lediglich so geringfügig verschmutzt ist, dass sie zumindest teilweise im folgenden Teilprogrammschritt Reinigen verwendet werden kann, wird während des Teilabpumpvorgangs bspw. eine zweite Flüssigkeitsmenge abgepumpt, die lediglich z. B. ein Drittel bis zwei Drittel der ersten Flüssigkeitsmenge entspricht, die beispielsweise während des Vorspülens in der Geschirrspülmaschine umgewälzt wird. Aus der bekannten ersten Flüssigkeitsmenge und der Zeitdauer für das vollständige Abpumpen kann z.B. mittels Dreisatz die Zeitdauer bestimmt werden, für die die Laugenpumpe LP in Betrieb genommen werden muss durch Ansteuerung des Elektromotors EM, um die gewünschte zweite Flüssigkeitsmenge im nachfolgenden Teilprogrammschritt Reinigen abzupumpen.
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Um Fehlkalibrierungen, d. h. die Bestimmung einer falschen Zeitdauer für einen vollständigen Abpumpvorgang zu verhindern für den Fall, dass Spülgutteile wie Tassen oder Töpfe nicht auf den Kopf stehend, sondern in der Gebrauchsposition im Spülbehälter SB angeordnet sind und sich daher in den Hohlräumen dieser Spülguteile Spülflotte sammeln kann, ist vorgesehen, dass bei der Bestimmung der Zeitdauer anhand der Auswertung der Laststromaufnahme der Laugenpumpe LP überprüft wird, ob erste Flüssigkeitsmenge im Wesentlichen vollständig aus der Geschirrspülmaschine GS gefordert wurde. Hierzu kann ein Vergleich mit einem abgespeicherten Wert für die zu erwartende Laststromaufnahme durchgeführt werden.
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Wenn diese Überprüfung ergibt, dass kein vollständiger Abpumpvorgang der ersten Flüssigkeitsmenge erfolgt ist, kann die Geschirrspülmaschine GS derart ausgebildet sein, dass ein nachfolgender optionaler oder spülprogrammtechnisch vorgesehener Teilabpumpvorgang ausgeblendet wird. Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Bedienperson mittels optischer und/oder akustischer Warnsignale auf den unvollständigen Abpumpvorgang hingewiesen wird.
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Bezugszeichenliste
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- EL
- Entleerungsleitung
- EM
- Elektromotor
- FE
- Filtereinheit
- GS
- Geschirrspüler
- ΔIA
- Startstromdifferenz
- ΔIE
- Stopstromdifferenz
- Imin
- Mindestlaststrom
- Imax
- Maximallaststrom
- LP
- Laugenpumpe
- PT
- Pumpentopf
- SM
- Steuermittel
- T1
- Anfang Abpumpvorgang
- T2
- Ende Abpumpvorgang
- UP
- Umwälzpumpe
- ZE
- Zeiterfassungsmittel