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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Waschmaschine mit Umfluteinrichtung und eine Waschmaschine.
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Übliche Waschmaschinen weisen einen Laugenbehälter auf, der mit Waschflüssigkeit gefüllt wird und in dem eine Trommel drehbar gelagert ist. Die Waschflüssigkeit kann hierbei Wasser, Waschmittel und gegebenenfalls weitere Waschzusätze enthalten. Um verschmutzte Wäsche zu reinigen, wird sie in die Trommel gefüllt und mittels Drehbewegungen der Trommel in der Waschflüssigkeit gewälzt. Um die Waschwirkung zu steigern, weist eine modernere Waschmaschine eine Umfluteinrichtung auf. Diese entnimmt einen Teil der Waschflüssigkeit aus einem ersten Laugenbehälterbereich des Laugenbehälters und führt ihn in einem zweiten Laugenbehälterbereich des Laugenbehälters wieder ein, um die Wäsche zu umfluten. Bei derartigen Waschmaschinen mit Umfluteinrichtung, befindet sich die Umfluteinrichtung während eines gesamten Waschschrittes in fortdauerndem Betrieb.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Waschwirkung einer Waschmaschine mit Umfluteinrichtung zu steigern.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Waschmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass ein konstantes Betreiben der Umfluteinrichtung nicht zu einer optimalen Waschleistung führt. Mit Waschleistung oder Waschwirkung ist hierbei der Grad der Sauberkeit gemeint, die die Beladungsmenge an Wäsche mit einem bestimmten Verschmutzungsgrad nach einem Waschschritt erreicht. Zwar erhöht die Verwendung der Umfluteinrichtung die Waschwirkung, die Lösung liegt jedoch nicht in einer fortdauernden Umflutung der Wäsche. Vielmehr existiert ein optimales Verhältnis zwischen einer Umflutphasen-Dauer und einer Haltephasen-Dauer. Bei der Umflutphasen-Dauer handelt es sich um den Zeitraum während des Waschschrittes, in dem ein Umfluten der Wäsche mittels der Umfluteinrichtung stattfindet. Dementsprechend gibt die Haltephasen-Dauer den Zeitraum während des Waschschrittes wieder, in dem ein wesentlich geringeres Umfluten oder im Wesentlichen gar kein Umfluten stattfindet.
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Das Verhältnis zwischen der Umflutphasen-Dauer und der Haltephasen-Dauer wird vorliegend als Umflut-Halte-Quotient bezeichnet. Vorteilhafterweise sind die Umflutphasen in dem Waschschritt gleich lang, ebenso wie die Haltephasen gleich lang sind. In diesem Fall kann der Umflut-Halte-Quotient auch als Quotient zwischen der Dauer einer Umflutphase und der Dauer einer darauffolgenden Haltephase errechnet werden. In jedem Fall handelt es sich bei dem Umflut-Halte-Quotient um den Quotienten aus der Summe aller Umflutphasen-Dauern und der Summe aller Haltephasen-Dauern in dem Waschschritt.
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Aufgrund der Drehung der Trommel und dem hieraus resultierenden Schwenken der Wäsche in der Waschflüssigkeit im Laugenbehälter wird die Wäsche gereinigt. Üblicherweise weist die Trommel ein Schöpfsystem auf, beispielsweise in Form von Mitnehmern und/oder Rillen, die auf ihrer Innenseite parallel zur Drehachse verlaufen, und/oder in Form von Löchern in der Trommelwand. Durch das Schöpfsystem wird die freie Flotte, also der nicht durch die Wäsche aufgenommene Teil der Waschflüssigkeit aufgewirbelt und von außen nach innen bewegt, also vom Umfang der Trommel in Richtung der Drehachse. So betrachtet bewegt die Umfluteinrichtung die freie Flotte eher von innen nach außen, also von der Drehachse der Trommel zu ihrem Umfang. Mittels der Umfluteinrichtung wird nämlich die freie Flotte aus einem unteren Laugenbehälterbereich entnommen, so dass der Flüssigkeitsstand in dem Laugenbehälter sinkt, und an anderer Stelle, in einem oberen Laugenbehälterbereich wieder von außen in die Trommel gegeben wird.
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Wird die Umfluteinrichtung betrieben und die Wäsche umflutet, dann sinkt aufgrund der Entnahme eines Teils der freien Flotte der Flüssigkeitspegel in dem Laugenbehälter. Aufgrund dessen, funktioniert das Schöpfen möglicherweise weniger effektiv. Mittels der hier beschriebenen intermittierenden Umflutung, indem sich also die Umflutphase und die Haltephase im Waschschritt mehrmals abwechseln, wird sichergestellt, dass das Umfluten und das Schöpfen abwechselnd mit voller Effizienz durchgeführt werden. Zweckmäßigerweise erfolgt ein fortlaufender beziehungsweise ein ständiger Wechsel zwischen Umflutphase und Haltephase über die Dauer des Waschschrittes. Hierbei ist es nicht unbedingt notwendig, dass die Umfluteinrichtung vollständig ausgeschaltet ist, sondern es reicht, wenn der aus dem ersten Laugenbehälterbereich entnommene, geringere Teil der Waschflüssigkeit derart gering ist, dass sein Fehlen auf den Schöpfvorgang keinen oder keinen merklichen Einfluss hat.
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Vorteilhafterweise führt die Trommel im Wesentlichen während der gesamten Dauer des Waschschrittes eine Drehbewegung aus, wobei die Drehrichtung hierbei wechseln kann. Ein Waschschritt kann insbesondere ein Vorwaschgang oder ein Hauptwaschgang sein. Es kann sich bei dem Waschschritt aber auch um eine Spülphase handeln. Der Waschschritt weist abwechselnd mehrere Umflutphasen und Haltephasen auf, je nach Dauer des Waschschrittes mehr als 2, 3, 4 oder 5 Umflutphasen und etwa ebenso viele Haltephasen. In der Haltephase wird mit wesentlich weniger Waschflüssigkeit, also freier Flotte, umflutet.
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Vorzugsweise wird das Umfluten in der Haltephase ganz eingestellt, so dass die gesamte freie Flotte für den Schöpfvorgang mittels des Schöpfsystems der Trommel zur Verfügung steht.
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Die Umfluteinrichtung weist bei einer zweckmäßigen Ausführungsform eine Umflutpumpe auf, welche während der Umflutphase den Teil der Waschflüssigkeit aus dem ersten Laugenbehälterbereich durch eine Umflutleitung hindurch in den zweiten Laugenbehälterbereich pumpt, wobei die Umflutpumpe während der Haltephase gedrosselt oder im Wesentlichen gestoppt wird. Durch das Drosseln der Umflutpumpe wird erreicht, dass nur ein geringer Teil der Waschflüssigkeit aus dem Laugenbehälter durch die Umflutleitung geschickt wird. Auch bei einer sehr geringen Umflutung wird vorliegend von einer Haltephase gesprochen. Dies ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn die Umflutpumpe aufgrund der technischen Gegebenheiten nicht vollständig ausgeschaltet werden kann, beziehungsweise wenn ein ständiges Ein/Ausschalten der Umflutpumpe schädlich ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Umflut-Halte-Quotient aus einer Umflutphasen-Dauer der Umflutphase und einer Haltephasen-Dauer der Haltephase während des Waschschrittes in einem Bereich zwischen 0,1 und 0,9, zwischen 0,2 und 0,9, zwischen 0,3 und 0,8 oder zwischen 0,3 und 0,7 liegt. Ein Umflut-Halte-Quotient von 0,3 bedeutet hierbei, dass während des Waschschrittes 30% der Zeit die Umfluteinrichtung aktiv beziehungsweise vollständig aktiv ist, während sie während der übrigen 70% der Zeit im Wesentlichen inaktiv beziehungsweise auf ein weit niedrigeres Niveau heruntergefahren ist.
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Das vorangehend beschriebene optimale Verhältnis zwischen einer Umflutphasen-Dauer und einer Haltephasen-Dauer hängt von verschiedenen konstruktiven Faktoren und Bedienparametern ab, beispielsweise von der Waschmaschinengröße, insbesondere von dem Trommelvolumen der Trommel und der Größe des Laugenbehälters, von der Beladungsmenge, also dem Gewicht der in die Trommel eingeführten Wäsche, von der freien Flotte, also dem Volumen der nicht durch die Wäsche aufgenommenen Waschflüssigkeit und dergleichen. Es ist daher von Vorteil, wenn der Umflut-Halte-Quotient für die Ansteuerung der Umfluteinrichtung in Abhängigkeit von einem oder mehreren der genannten und gegebenenfalls in Abhängigkeit von weiteren Faktoren und Parametern vor oder während des Waschschrittes eingestellt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass der Umflut-Halte-Quotient in Abhängigkeit von einem gewählten Waschprogram eingestellt wird. Die Wahl des Waschprogramms erfolgt hierbei vorzugsweise durch den Benutzer der Waschmaschine, beispielsweise basierend auf Art und/oder Verschmutzungsgrad der Wäsche.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass vor oder während des Waschschrittes ein Beladungsgewicht als Gewicht der sich in der Trommel befindenden Wäsche ermittelt und der Umflut-Halte-Quotient in Abhängigkeit von dem ermittelten Beladungsgewicht eingestellt wird. Hierzu kann in der Waschmaschine ein entsprechender Sensor angeordnet sein, der das Beladungsgewicht erfasst und an eine Steuerung sendet. Bevorzugterweise wird der Umflut-Halte-Quotient bei einem höheren Beladungsgewicht geringer eingestellt, als bei einem niedrigeren Beladungsgewicht. Beispielsweise kann zwischen dem Umflut-Halte-Quotienten und dem Beladungsgewicht eine lineare Abhängigkeit bestehen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist alternativ oder kumulativ vorgesehen, dass vor oder während des Waschschrittes ein Volumen der freien Flotte im Laugenbehälter ermittelt und der Umflut-Halte-Quotient in Abhängigkeit von dem Volumen der freien Flotte eingestellt wird. Das Volumen der freien Flotte ist davon abhängig, wie viel Waschflüssigkeit in den Laugenbehälter eingelassen wird und wie viel davon von der Wäsche aufgenommen wird. Dieses Volumen kann also als Schätzungswert ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch ein Flüssigkeitspegel-Sensor in einem unteren Bereich des Laugenbehälters angeordnet sein, der den Flüssigkeitspegel im Laugenbehälter misst und daraus das Volumen der freien Flotte oder einen dementsprechenden Parameter ermittelt. Bevorzugterweise wird der Umflut-Halte-Quotient bei einem höheren Volumen der freien Flotte geringer eingestellt, als bei einem niedrigeren Beladungsgewicht.
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Die Abhängigkeit des Umflut-Halte-Quotienten von dem Beladungsgewicht und/oder von dem Volumen der freien Flotte kann in der Steuerung in Form einer Tabelle oder einer mathematischen Formel abgelegt sein, auf die vor oder während des Waschschrittes zugegriffen wird.
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Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die Umflutphasen-Dauer einer einzelnen Umflutphase und/oder die Haltephasen-Dauer einer einzelnen Haltephase in einem Bereich zwischen 30 Sekunden bis 10 Minuten, oder zwischen einer und 5 Minuten liegen/liegt.
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In einer einfachen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Trommel während des gesamten Waschschrittes mit einer konstanten Drehzahl betrieben wird. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass die Trommel während der Umflutphase mit einer geringeren oder einer höheren Drehzahl betrieben wird, als während der Haltephase. Eine höhere Drehzahl der Trommel hat beispielsweise den Effekt, dass ein sogenannter Wäschetunnel in der Trommel gebildet wird. Wird während der Umflutphase die Trommel schneller gedreht, führt dies dazu, dass die Wäsche von innen nach außen besser von der Waschflüssigkeit durchströmt wird. Beispielsweise kann die Trommel während der Haltephase mit einer Drehzahl von zwischen etwa 20 und 70 Umdrehungen pro Minute (U/min), vorzugsweise zwischen etwa 35 bis 60 U/min und während der Umflutphase mit einer Drehzahl von zwischen etwa 50 und 100 U/min, vorzugsweise von etwa 80 U/min betrieben werden.
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In jedem Fall kann die Drehzahl der Trommel während der Dauer der Haltephase rampenförmig gesteigert werden, beispielsweise von 35 auf 60 U/min.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Trommel vor dem Waschschritt mit einem maximalen Beladungsgewicht von zwischen 5 bis 10 kg oder zwischen 7 und 9 kg beladen wird. Die Waschmaschinen, welche durch eine entsprechende Steuerungseinheit derart gesteuert werden, dass das vorliegende Verfahren zur Behandlung der Wäsche durchgeführt wird, haben vorzugsweise eine Trommel mit einem Trommelvolumen zwischen 30 und 100 Litern, zwischen 40 und 80 Litern oder zwischen 50 und 75 Litern. Die vorangehend aufgeführten Wertebereiche für den Umflut-Halte-Quotienten sind insbesondere für derartige mittlere Trommelvolumen und/oder Beladungsgewichte optimal.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
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1 eine Waschmaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform,
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2 ein Diagramm des Verlaufs einer Waschwirkung in Abhängigkeit von einem Umflut-Halte-Quotienten,
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3 ein Diagramm des Flüssigkeitsstandes in einem Laugenbehälter in Abhängigkeit von der Zeit bei Durchführung einer intermittierenden Umflutung,
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4 ein Diagramm, das den optimalen Umflut-Halte-Quotienten in Abhängigkeit von einem Beladungsgewicht zeigt und
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5 ein Diagramm, das den optimalen Umflut-Halte-Quotienten in Abhängigkeit von einem Volumen der freien Flotte im Laugenbehälter zeigt.
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In der 1 wird eine Waschmaschine 1 im Querschnitt schematisch dargestellt. Diese weist einen Laugenbehälter 2 auf, in der eine Trommel 3 drehbar gelagert ist. Die zu behandelnde Wäsche 5 wird durch einen Benutzer in der Trommel 3 angeordnet, bevor er ein Waschprogramm auswählt. Die Waschmaschine 1 weist ferner eine Laugenpumpe 6 auf, mit der Waschflüssigkeit aus dem Laugenbehälter 2 abgepumpt werden kann, sowie eine Umfluteinrichtung 4 aus einer Umflutpumpe 41, einer Umflutleitung 42 und einer Umflutdüse 43. Bei Einschalten der Umflutpumpe 41 wird ein Teil der Waschflüssigkeit aus einem ersten, vorliegend unteren Behälterbereich 21 entnommen und durch die Umflutleitung 42 mittels der Umflutdüse 43 in einen zweiten, vorliegend oberen Behälterbereich 22 eingeführt. Bei der Umflutdüse 43 kann es sich der Einfachheit halber um eine einfache Öffnung in der Umflutleitung 42 handeln.
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Während eines Waschschrittes wird die Trommel 3 mit einer bestimmten Drehzahl rotiert, um die Wäsche 5 in der Waschflüssigkeit im Laugenbehälter 2 zu bewegen. Üblicherweise ist die Umflutpumpe 41 während des gesamten Waschschrittes eingeschaltet, um die Wäsche mit der Waschflüssigkeit zu umfluten. Es wurde bisher angenommen, dass dadurch eine optimale Waschwirkung erreicht wird. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass mittels einer intermittierenden Umflutung, also bei wechselndem Ein/Ausschalten der Umflutpumpe 41, in den meisten Fällen bessere Waschwirkungen erzielt werden können. Dies wird durch das Diagramm in der 2 veranschaulicht. Auf der x-Achse ist ein Umflut-Halte-Quotient aufgetragen. Hierbei handelt es sich um einen Quotienten einer Summe über die Dauer aller Umflutphasen in einem Waschschritt und einer Summe über die Dauer aller Haltephasen, also der Phasen, in denen die Umfluteinrichtung 4 gedrosselt oder ausgeschaltet ist, in einem Waschschritt. Wenn alle Umflutphasen im Wesentlichen gleich lang andauern und in gleichen Abständen eintreten, dann ist dieser Umflut-Halte-Quotient gleich einem Quotienten aus einer Dauer einer einzelnen Umflutphase und einer Dauer einer nachfolgenden oder vorangehenden Haltephase.
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Der Wert Null am linken Rand der x-Achse entspricht einem Waschschritt, bei dem die Umfluteinrichtung vollständig ausgeschaltet ist, während der Wert 1 am rechten Rand der x-Achse einem Waschschritt entspricht, bei dem die Umfluteinrichtung 4 dauerhaft eingeschaltet ist. Entlang der y-Achse ist die mit dem jeweiligen Umflut-Halte-Quotienten erzielte Waschwirkung oder Waschleistung aufgetragen, und zwar im prozentualen Verhältnis zur Waschwirkung bei ausgeschalteter Umfluteinrichtung 4. Das bedeutet, dass die y-Achse bei 100% beginnt, also bei der Waschwirkung bei dauerhaft ausgeschalteter Umfluteinrichtung 4. Bei kontinuierlicher Umflutung, also bei einem Umflut-Halte-Quotienten von 1, ist die Waschwirkung etwa 107%.
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Das Diagramm in der 2 wurde experimentell ermittelt. Die hierfür verwendete Waschmaschine ist für eine maximale Beladung mit 8kg Wäsche ausgelegt. Die Beladung betrug etwa 4kg, und der Laugenbehälter wurde soweit mit Waschflüssigkeit gefüllt, dass sich eine freie Flotte von 4,5 Litern ergab. Anhand der Kurve lässt sich erkennen, dass die Waschwirkung bei steigendem Umflut-Halte-Quotienten ansteigt und nach dem Erreichen eines Maximalwertes wieder abfällt. Es existiert also ein optimaler Umflut-Halte-Quotient von etwa 0,5, bei dem die Waschwirkung etwa 120% beträgt, also um etwa 20% besser ist, als bei ausgeschalteter Umfluteinrichtung 4, aber auch um etwa 12% besser als bei kontinuierlich laufender Umfluteinrichtung 4. Bei diesem Optimum befinden sich der Flüssigkeitsaustausch aufgrund des Schöpfsystems der Trommel und der Flüssigkeitsaustausch aufgrund der Umflutung scheinbar in einem Gleichgewicht, so dass beide Effekte gleichermaßen zur Waschwirkung beitragen.
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In der 3 stellt eine erste Kurve 61 den in dem Laugenbehälter 2 gemessenen Flüssigkeitsstand im zeitlichen Verlauf während eines Waschschrittes für den Fall dar, bei dem der Umflut-Halte-Quotient etwa 0,5 beträgt. Dieser Flüssigkeitsstand ist entlang der y-Achse in Millimetern (mm) aufgetragen, während entlang der x-Achse die Zeit in Sekunden aufgetragen ist. Die Dauer einer Umflutphase ist gleich der Dauer einer Haltephase und beträgt etwa 150 Sekunden. Bei ausgeschalteter Umfluteinrichtung 4 erreicht der Flüssigkeitsstand einen Maximalwert nahe 70 mm, was einer freien Flotte von etwa 4 Litern entspricht. Bei eingeschalteter Umfluteinrichtung 4 wird ein Teil der freien Flotte aus dem Laugenbehälter 2 für die Umflutung verwendet, so dass der Flüssigkeitsstand in dem Laugenbehälter 2 nun auf einen niedrigen Wert von etwa 40 mm sinkt, was einer in dem Laugenbehälter 2 verbleibenden freien Flotte von etwa 2,5 Litern entspricht. Eine zweite Kurve 62 in dem Diagramm in der 3 zeigt die Ansteuerung der Umfluteinrichtung 4, die einen rechteckförmigen Verlauf hat. Es handelt sich also um eine intermittierende oder pulsförmige Ansteuerung der Umfluteinrichtung 4.
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Während des Waschschrittes, bei dem die erste Kurve 3 in der 3 aufgenommen ist, rotiert die Trommel 3 mit einer Drehzahl von etwa 50 U/min. Der ersten Kurve 61 sind wellenförmige Ausschläge überlagert. Diese regelmäßigen Schwankungen des Flüssigkeitsstandes ergeben sich aufgrund des Schöpfsystems.
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Wie vorangehend erläutert, wurde die Kurve in der 2 bei bestimmten Parametern für Beladungsmenge und freier Flotte ermittelt. Der optimale Umflut-Halte-Quotient, also der Umflut-Halte-Quotient, bei dem die Waschwirkung maximal ist, lag hierbei bei etwa 0,5. Der optimale Umflut-Halte-Quotient ist jedoch abhängig vom Beladungsgewicht der in die Trommel 3 eingeführten Wäsche sowie vom Volumen der sich in dem Laugenbehälter 2 befindenden freien Flotte. Dies wird in den 4 und 5 gezeigt.
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Die 4 zeigt den Verlauf des optimalen Umflut-Halte-Quotienten, der entlang der y-Achse aufgetragen ist, in Abhängigkeit vom Beladungsgewicht, das entlang der x-Achse in kg aufgetragen ist. Die hierbei verwendete Waschmaschine ist für ein maximales Beladungsgewicht von 8kg ausgelegt. Der optimale Umflut-Halte-Quotient sinkt bei steigendem Beladungsgewicht und variiert zwischen etwa 0,4 bei 8 kg Wäsche und etwa 0,5 bei 1 kg Wäsche. Bei einer Beladung on 4,5kg ergibt sich ein optimaler Umflut-Halte-Quotient von etwa 0,5, was dem in 2 dargestellten Fall entspricht.
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Die 5 zeigt den Verlauf des optimalen Umflut-Halte-Quotienten, der entlang der y-Achse aufgetragen ist, in Abhängigkeit vom Volumen der freien Flotte, das entlang der x-Achse in Litern aufgetragen ist. Das Volumen der freien Flotte ist hierbei im Ruhezustand gemessen, also bei ausgeschalteter Umflutpumpe 41 und Laugenpumpe 6. Der optimale Umflut-Halte-Quotient steigt bei steigendem Volumen der freien Flotte von etwa 0,25 bei 2 Litern bis etwa 0,8 bei 8 Litern. Bei Volumen kleiner als 2 Litern ist die Ermittlung des optimalen Umflut-Halte-Quotienten nicht sinnvoll, da kein ausreichender Flottenaustausch möglich ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Waschmaschine
- 2
- Laugenbehälter
- 21
- erster Behälterbereich (unterer Behälterbereich)
- 22
- zweiter Behälterbereich (oberer Behälterbereich)
- 3
- Trommel
- 4
- Umfluteinrichtung
- 41
- Umflutpumpe
- 42
- Umflutleitung
- 43
- Umflutdüse
- 5
- Wäsche
- 61
- erste Kurve
- 62
- zweite Kurve
