DE102015109032A1

DE102015109032A1 - Verfahren zum Betreiben einer Waschmaschine und Waschmaschine

Info

Publication number: DE102015109032A1
Application number: DE102015109032.5A
Authority: DE
Inventors: Patrick Dummeier; Ralf Templin
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2015-06-09
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2035-06-10
Also published as: DE102015109032B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Waschmaschine (1) mit einem Laugenbehälter (2) zur Aufnahme von Waschflüssigkeit (8), einer in dem Laugenbehälter (2) drehbar gelagerten Trommel (3) zur Aufnahme von Wäsche (9), einem Motor zum Antreiben der Trommel (3) und einer Umfluteinrichtung (4) zur Beförderung der Waschflüssigkeit (8) aus einem ersten Bereich des Laugenbehälters (2) in einen zweiten Bereich des Laugenbehälters (2), aufweisend ein Bestimmen einer Beladungsmenge der Trommel (3) mit den Schritten Zuführen von Waschflüssigkeit (8) in den Laugenbehälter (2) bis zu einem vorbestimmten Waschflüssigkeitsstand, Aktivieren der Umfluteinrichtung (4), wobei die Waschflüssigkeit (8) aus dem ersten Bereich des Laugenbehälters (2) in den zweiten Bereich des Laugenbehälters (2) befördert wird, Erhöhen der Drehzahl der Trommel (3) auf eine Verpressungsdrehzahl (nvp), Senken der Drehzahl der Trommel (3) auf eine erste Messdrehzahl (n1), Deaktivieren der Umfluteinrichtung (4) und anschließend Messen einer ersten Reibleistung während die Drehzahl der Trommel (3) bei der ersten Messdrehzahl (n1) gehalten wird, Messen einer Beschleunigungsleistung während die Drehzahl der Trommel (3) auf eine zweite Messdrehzahl (n3) erhöht wird, Messen einer zweiten Reibleistung während die Drehzahl der Trommel (3) bei der zweiten Messdrehzahl (n3) gehalten wird, und Bestimmen einer Beladungsmenge der Trommel (3) anhand der ersten Reibleistung, der Beschleunigungsleistung und der zweiten Reibleistung. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Waschmaschine (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Waschmaschine, die einen Laugenbehälter zur Aufnahme von Waschflüssigkeit, eine in dem Laugenbehälter drehbar gelagerte Trommel zur Aufnahme von Wäsche, einen Motor zum Antreiben der Trommel und eine Umfluteinrichtung zur Beförderung der Waschflüssigkeit aus einem ersten Bereich des Laugenbehälters in einen zweiten Bereich des Laugenbehälters aufweist. Während des Verfahrens wird eine Beladungsmenge der Trommel bestimmt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Waschmaschine.
Diverse Waschprozesse benötigen zu Beginn eine Information über eine in der Trommel vorhandene Beladungsmenge. Diese sollte selbsttätig von der Waschmaschine ermittelt werden. Insbesondere bei einem Feuchtwaschprozess, bei dem die Wäsche mit Feuchten unterhalb der Sättigungsgrenze gewaschen wird, sollte die Beladungsmenge mit hinreichender Genauigkeit ermittelt werden.
Der Erfindung stellt sich somit das Problem, ein Verfahren zum Betreiben einer Waschmaschine und eine Waschmaschine bereitzustellen, bei denen eine Beladungsmenge der Trommel selbsttätig mit hinreichender Genauigkeit ermittelt wird. Zudem sollten das Verfahren zum Betreiben der Waschmaschine und die Waschmaschine effizient sein.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Waschmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen neben einer selbsttätigen Bestimmung einer Beladungsmenge der Trommel mit hinreichender Genauigkeit darin, dass das Verfahren und die Waschmaschine effizient sind.
Positions- und Richtungsangaben beziehen sich auf die betriebsgemäße Aufstellposition der Waschmaschine.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Waschmaschine mit einem Laugenbehälter zur Aufnahme von Waschflüssigkeit, einer in dem Laugenbehälter drehbar gelagerten Trommel zur Aufnahme von Wäsche, einem Motor zum Antreiben der Trommel und einer Umfluteinrichtung zur Beförderung der Waschflüssigkeit aus einem ersten Bereich des Laugenbehälters in einen zweiten Bereich des Laugenbehälters, aufweisend ein Bestimmen einer Beladungsmenge der Trommel mit den Schritten

– Zuführen von Waschflüssigkeit in den Laugenbehälter bis zu einem vorbestimmten Waschflüssigkeitsstand,
– Aktivieren der Umfluteinrichtung, wobei die Waschflüssigkeit aus dem ersten Bereich des Laugenbehälters in den zweiten Bereich des Laugenbehälters befördert wird,
– Erhöhen der Drehzahl der Trommel auf eine Verpressungsdrehzahl,
– Senken der Drehzahl der Trommel auf eine erste Messdrehzahl,
– Deaktivieren der Umfluteinrichtung und anschließend Messen einer ersten Reibleistung während die Drehzahl der Trommel bei der ersten Messdrehzahl gehalten wird,
– Messen einer Beschleunigungsleistung während die Drehzahl der Trommel auf eine zweite Messdrehzahl erhöht wird,
– Messen einer zweiten Reibleistung während die Drehzahl der Trommel bei der zweiten Messdrehzahl gehalten wird, und
– Bestimmen einer Beladungsmenge der Trommel anhand der ersten Reibleistung, der Beschleunigungsleistung und der zweiten Reibleistung.

Zuerst wird die Waschflüssigkeit in den Laugenbehälter bis zu einem vorbestimmten Waschflüssigkeitsstand zugeführt. Bei der Waschflüssigkeit handelt es sich um Wasser, das optional mit Waschmittel und/oder Pflegemittel gemischt ist. Die Waschflüssigkeit wird dem Laugenbehälter zu einem Waschflüssigkeitsstand zugeführt, so dass die Umfluteinrichtung bei Aktivierung die Waschflüssigkeit aus dem ersten Bereich des Laugenbehälters in den zweiten Bereich des Laugenbehälters fördern kann. Der erste Bereich ist vorzugsweise der untere Bereich des Laugenbehälters, und der zweite Bereich ist vorzugsweise der obere Bereich des Laugenbehälters. Während des Umflutens liegt der Waschflüssigkeitsstand vorzugsweise unterhalb der Trommel, bezogen auf die betriebsgemäße Aufstellposition der Waschmaschine.
Nach dem Zuführen der Waschflüssigkeit in den Laugenbehälter wird eine Verpressungsphase durchgeführt, bei der die Wäsche verpresst wird, während die Umfluteinrichtung aktiviert ist. Während der Verpressungsphase wird die Drehzahl der Trommel auf die Verpressungsdrehzahl erhöht. Mittels dieses Verpressungshochlaufs wird bei aktivierter Umfluteinrichtung ein definierter gleichmäßig durchfeuchteter Wäschering erzeugt. Dabei wird die Wäsche zumindest teildurchfeuchtet. Dadurch können Wäscheschäden durch das Hochschleudern vermieden werden. Durch die mit steigender Drehzahl zunehmenden Fliehkräfte legt sich die Wäsche am Mantel der Trommel an und wird immer weiter zusammengepresst. Gleichzeitig ist die Umfluteinrichtung aktiviert, um aus der Wäsche ausgetriebene Waschflüssigkeit aus dem ersten vorzugsweise unteren Bereich des Laugenbehälters in den zweiten vorzugsweise oberen Bereich des Laugenbehälters zu fördern. Hierdurch wird eine gleichmäßige Durchfeuchtung der Wäsche erzielt. Die für den Verpressungsvorgang benötigte Leistung wird dem System über den Antrieb zugeführt. Vorzugsweise weist die Verpressungsphase ein Plateau bei der Verpressungsdrehzahl auf, d.h. die Drehzahl der Trommel wird bei der Verpressungsdrehzahl vorzugsweise über eine vorbestimmte Verpressungsdrehzahlzeitdauer konstant gehalten. Die Verpressungsdrehzahl ist eine Drehzahl der Trommel, bei der die Wäsche teildurchfeuchtet wird und sich an den Mantel der Trommel anlegt und verpresst. Der während der Verpressungsphase ausgebildete Wäschering bleibt auch bei anschließender Reduzierung der Drehzahl weitgehend stabil, da sich die Textilien gegenseitig in Position halten. Auch bei weiteren Hochläufen, deren Drehzahl nicht über die Verpressungsdrehzahl hinaus ansteigt, muss daher keine Leistung mehr für das Verpressen aufgewendet werden. Am Ende der Verpressungsphase erfolgt ein Senken der Drehzahl auf eine erste Messdrehzahl und eine Deaktivierung der Umfluteinrichtung.
Bei der ersten Messdrehzahl wird eine erste Reibleistungsmessung durchgeführt. Vorzugsweise wird die Drehzahl bei der ersten Messdrehzahl über eine vorbestimmte erste Messzeitdauer während einer ersten Messphase konstant gehalten. Der Wäscheposten ist während der ersten Messphase teildurchfeuchtet. Die Waschflüssigkeit ist gleichmäßig verteilt. Es wird vorzugsweise keine Waschflüssigkeit mehr aus der Wäsche ausgetrieben, da die Wäsche die Feuchtigkeit aufgrund der Vergleichmäßigung innerhalb des Postens besser speichern kann. Die Umfluteinrichtung ist in dieser ersten Messphase deaktiviert, um eine Störung der Leistungsmessung durch umströmende Restwaschflüssigkeit zu vermeiden. Die erste Messdrehzahl sollte so gewählt sein, dass die Wäschestücke nach wie vor durch die Zentrifugalkräfte an der Trommelwand gehalten werden. Vorzugsweise liegt sie in einem Drehzahlbereich, in dem sich die Motorregelung in einem stabilen Zustand befindet.
Im Anschluss an die erste Messphase wird eine Messrampenphase durchgeführt, während der die Drehzahl der Trommel von der ersten Messdrehzahl auf eine zweite Messdrehzahl erhöht wird. Die Erhöhung erfolgt vorzugsweise rampenartig, und während der Erhöhung wird in einem festgelegten Drehzahlbereich eine Beschleunigungsleistungsmessung bei einer definierten Hochlaufbeschleunigung während der Messrampenphase durchgeführt.
Anschließend erfolgt eine zweite Reibleistungsmessung bei der zweiten Messdrehzahl. Vorzugsweise wird die Drehzahl der Trommel bei der zweiten Messdrehzahl über eine vorbestimmte zweite Messzeitdauer während einer zweiten Messphase konstant gehalten. Die zweite Messdrehzahl ist vorzugsweise niedriger oder gleich der Verpressungsdrehzahl, damit nicht erneut eine Verpressung auftritt.
Alle Leistungsmessungen erfolgen an dem Motor, der die Trommel antreibt. Mittels der vorstehend genannten gemessenen ersten und zweiten Reibleistungen und Beschleunigungsleistung kann die Beladung bestimmt werden. Dies wird vorzugsweise in einer Umrechnungsphase durchgeführt, während der die Drehzahl der Trommel gesenkt wird. Nach der Bestimmung der Beladung kann ein Waschprozess durchgeführt werden.
Das Verfahren mit der Bestimmung der Beladung der Trommel weist die Verpressungsphase, die erste Messphase, die Messrampe, die zweite Messphase und die Umrechnungsphase auf, die vorzugsweise aufeinanderfolgend durchgeführt werden. Die Umfluteinrichtung ist während der Verpressungsphase aktiviert und während der ersten Messphase, der Messrampenphase, der zweiten Messphase und der Umrechnungsphase vorzugsweise deaktiviert.
Die beschriebene Beladungsbestimmung ist störgrößenunempfindlich. Mittels des Verfahrens minimierte Störgrößen sind beispielsweise eine kontinuierliche Änderung des Trägheitsmomentes während eines Drehzahlhochlaufs und eine Verfälschung der Leistungsmessung. Eine kontinuierliche Änderung des Trägheitsmomentes wird beispielsweise durch Verpressungsvorgänge in der Wäsche, bei denen sich der Umfang des Wäscherings an der Trommel mit der wirkenden Zentrifugalkraft ändert, und/oder durch Wasserumverteilungsprozesse in der Wäsche verursacht, bei denen die in den einzelnen Bereichen der Beladung gebundene Wassermenge während des Hochlaufs variiert, wodurch sich die Massenverteilung ändert. Eine Verfälschung der Leistungsmessung kann durch zusätzliche Verluste in Form von Strömungsverlusten durch ausgetriebene Waschflüssigkeit im Laugenbehälter und/oder Reibungsverluste im Antriebssystem der Trommel verursacht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schritt Bestimmen einer Beladungsmenge der Trommel anhand der ersten Reibleistung, der Beschleunigungsleistung und der zweiten Reibleistung ein Ermitteln eines Trägheitsmomentes anhand der ersten Reibleistung, der Beschleunigungsleistung und der zweiten Reibleistung und Bestimmen der Beladungsmenge der Trommel mittels des Trägheitsmomentes auf. Die Leistungsmesswerte ergeben sich durch das Trägheitsmoment der Beladung, das mit dem Wäschegewicht korreliert. Anhand einer Verrechnung von Leistungsmesswerten kann das Trägheitsmoment der Beladung bestimmt werden. Aus dem Trägheitsmoment kann dann beispielsweise über ein mathematisches Modell die Beladungsmenge errechnet werden.
Während des Verpressungshochlaufs verändert sich das Trägheitsmoment der Wäsche durch Waschflüssigkeitsaustrieb und die Verpressung der noch teilweise trockenen Wäsche. Um Fehler bei der Reibleistungsmessung zu vermeiden, wird daher ein Prozess zur Vergleichmäßigung des Wäschepostens durchgeführt, der zeitlich getrennt von den Reibleistungmessungen ist. Das Trägheitsmoment kann anhand der während des Verfahrens durchgeführten Leistungsmessungen berechnet werden. Während des Beschleunigungsvorgangs d.h. während der Erhöhung der Drehzahl der Trommel von der ersten Messdrehzahl auf die zweite Messdrehzahl muss neben dem Antriebsmoment für die Beschleunigung auch ein Reibmoment überwunden werden. Der Schritt Ermitteln eines Trägheitsmomentes weist vorzugsweise ein Berechnen eines ersten Reibmomentes aus der ersten Reibleistung und einer ersten Winkelgeschwindigkeit der Trommel, die die Trommel bei der ersten Messdrehzahl aufweist, ein Berechnen eines zweiten Reibmomentes aus der zweiten Reibleistung und einer zweiten Winkelgeschwindigkeit der Trommel, die die Trommel bei der zweiten Messdrehzahl aufweist, ein Berechnen eines dritten Reibmomentes aus dem ersten Reibmoment und dem zweiten Reibmoment, ein Berechnen eines Antriebsmomentes aus der Beschleunigungsleistung und einer mittleren Winkelgeschwindigkeit der Trommel, die die Trommel während der Erhöhung der Drehzahl der Trommel von der ersten Messdrehzahl auf die zweite Messdrehzahl aufweist, und ein Berechnen des Trägheitsmomentes aus dem dritten Reibmoment und dem Antriebsmoment auf.
Das dritte Reibmoment wird dabei vorzugsweise durch eine Approximation eines mittleren Reibmomentes während der Erhöhung der Drehzahl der Trommel von der ersten Messdrehzahl auf die zweite Messdrehzahl, durch die Messung der ersten Reibleistung, die während des Haltens der Drehzahl der Trommel bei der ersten Messdrehzahl gemessen wird, und der zweiten Reibleistung bestimmt, die während des Haltens der Drehzahl der Trommel bei der zweiten Messdrehzahl gemessen wird. Für die Antriebs- bzw. Reibmomente während des Haltens der Drehzahl der Trommel bei der ersten Messdrehzahl bzw. zweiten Messdrehzahl gelten Formel (1a) bzw. (1b):
wobei M_{Reib_MP1} das erste Reibmoment d.h. das Reibmoment während des Haltens der Drehzahl der Trommel bei der ersten Messdrehzahl ist, P_P1 die gemessene erste Reibleistung ist und ω_P1 die Winkelgeschwindigkeit der Trommel während des Haltens der Drehzahl der Trommel bei der ersten Messdrehzahl ist, wobei M_{Reib_MP3} das zweite Reibmoment d.h. das Reibmoment während des Haltens der Drehzahl der Trommel bei der zweiten Messdrehzahl ist, P_P3 die gemessene zweite Reibleistung ist und ω_P3 die Winkelgeschwindigkeit der Trommel während des Haltens der Drehzahl der Trommel bei der zweiten Messdrehzahl ist.
Aus den beiden gemäß Formel (1a) und (1b) ermittelten ersten und zweiten Reibmomenten kann nun das dritte Reibmoment d.h. das Reibmoment während der Erhöhung der Drehzahl der Trommel von der ersten Messdrehzahl auf die zweite Messdrehzahl ermittelt werden. Für die Winkelgeschwindigkeit der Trommel während der Erhöhung der Drehzahl der Trommel von der ersten Messdrehzahl auf die zweite Messdrehzahl muss dazu eine mittlere Winkelgeschwindigkeit angenommen werden. Für das dritte Reibmoment gilt der Zusammenhang gemäß Formel (2):
wobei M_Reib das dritte Reibmoment ist, ω_P2 die angenommene mittlere Winkelgeschwindigkeit der Trommel während der Erhöhung der Drehzahl der Trommel von der ersten Messdrehzahl auf die zweite Messdrehzahl ist, M_{Reib_MP1} das erste Reibmoment ist, P_P1 die gemessene erste Reibleistung ist und ω_P1 die Winkelgeschwindigkeit der Trommel während des Haltens der Drehzahl der Trommel bei der ersten Messdrehzahl ist, M_{Reib_MP3} das zweite Reibmoment ist, P_P3 die gemessene zweite Reibleistung ist und ω_P3 die Winkelgeschwindigkeit der Trommel während des Haltens der Drehzahl der Trommel bei der zweiten Messdrehzahl ist.
Für das Antriebsmoment während der Erhöhung der Drehzahl der Trommel von der ersten Messdrehzahl auf die zweite Messdrehzahl gilt der Zusammenhang gemäß Formel (3):
wobei M_Rampe das Antriebsmoment während der Erhöhung der Drehzahl der Trommel von der ersten Messdrehzahl auf die zweite Messdrehzahl ist, P_P2 die gemessene Beschleunigungsleistung ist und ω_P2 die angenommene mittlere Winkelgeschwindigkeit der Trommel während der Erhöhung der Drehzahl der Trommel von der ersten Messdrehzahl auf die zweite Messdrehzahl ist.
Das Trägheitsmoment der Beladung berechnet sich aus der Differenz zwischen dem Antriebsmoment und dem dritten Reibmoment gemäß Formel (4):
wobei J das Trägheitsmoment der Beladung ist, M_Rampe das Antriebsmoment ist, M_Reib das dritte Reibmoment ist und ω ._P2 die angenommene mittlere Winkelbeschleunigung der Trommel während der Erhöhung der Drehzahl der Trommel von der ersten Messdrehzahl auf die zweite Messdrehzahl ist. Vorzugsweise ist die angenommene Winkelbeschleunigung konstant.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schritt Bestimmen der Beladungsmenge der Trommel aus dem Trägheitsmoment Verwenden eines Regressionsmodells auf.
Vorzugsweise weisen die Schritte Messen einer ersten Reibleistung, Messen einer Beschleunigungsleistung und Messen einer zweiten Reibleistung jeweils das Messen mehrerer Leistungswerte und Mitteln der gemessenen Leistungswerte auf. Durch Messen mehrerer Leistungswerte sind die Werte jeweils genauer ermittelbar, weil Messfehler besser ausgeglichen werden können.
Die zweite Messdrehzahl ist vorzugsweise niedriger als die Verpressungsdrehzahl. Dadurch kann die Möglichkeit eines erneuten Auftretens einer Verpressung der Wäsche minimiert bzw. ausgeschlossen werden.
Die Anlegedrehzahl ist eine systembedingte Drehzahl, bei der sich die in der Wäschetrommel vorhandene Wäsche aufgrund von Fliehkräften an den Mantel der Trommel anlegt. Vorzugsweise liegt die Verpressungsdrehzahl im Bereich vom acht- bis fünfzehnfachen der Anlegedrehzahl. Die erste Messdrehzahl beträgt vorzugsweise das fünf- bis achtfache der Anlegedrehzahl. Die erste Messdrehzahl liegt damit in einem Drehzahlbereich, in dem die Wäschestücke durch Zentrifugalkräfte am Mantel der Trommel gehalten werden. Die zweite Messdrehzahl liegt vorzugsweise im Bereich vom acht- bis zwölffachen der Anlegedrehzahl.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Verpressungsdrehzahl im Bereich von 500 bis 700 Umin^–1. Durch Erhöhen der Drehzahl der Trommel auf eine derartige Verpressungsdrehzahl wird eine Verpressung der Wäsche und eine Ausbildung des Wäschrings am Mantel der Trommel erreicht und bleibt der erzeugte Wäschering auch bei einer anschließenden Reduzierung der Drehzahl der Trommel weitestgehend stabil, da sich die Textilien gegenseitig in Position halten. Die erste Messdrehzahl liegt vorzugsweise im Bereich von 400 bis 500 Umin^–1. Die erste Messdrehzahl liegt damit in einem Drehzahlbereich, in dem die Wäschestücke durch Zentrifugalkräfte am Mantel der Trommel gehalten werden und die Motorregelung sich in einem stabilen Zustand befindet. Die zweite Messdrehzahl liegt vorzugsweise im Bereich von 500 bis 700 Umin^–1. Vorzugsweise ist die in dem Verfahren ausgewählte zweite Messdrehzahl niedriger als die ausgewählte Verpressungsdrehzahl.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Bestimmen der Beladungsmenge der Trommel die in der Trommel befindliche Wäsche gewaschen. Vorzugsweise wird nach dem Bestimmen der Beladungsmenge der Trommel ein Feuchtwaschen mit einer Feuchte unterhalb der Sättigungsgrenze der Wäsche an Wasser durchgeführt. Bei einem als Feuchtwaschen bezeichneten Waschverfahren mit unterhalb der Sättigungsfeuchte liegender Feuchte der Wäsche ist die im Waschprozess befindliche Waschflüssigkeit in der Wäsche gebunden. Aufgrund eines niedrigen, die Trommel nicht kontaktierenden Wasserstandes im Laugenbehälter wird die in die Wäsche eingebrachte Waschflüssigkeit zur Erzielung einer dennoch gleichmäßigen Durchfeuchtung und Verteilung der Waschflüssigkeit durch Umflutschleudern ausgetrieben und über die Umfluteinrichtung wieder in die Wäsche eingebracht. Beim Feuchtwaschen ist sicherzustellen, dass der Waschflüssigkeitsstand im Laugenbehälter nicht einen Wert erreicht, bei dem die Trommel die Waschflüssigkeitsoberfläche kontaktiert oder in die Waschflüssigkeit eintaucht, weil durch den andernfalls entstehenden Schaum und die Ausbildung eines Waschflüssigkeitsmantels an der Trommel der Waschprozess erheblich gestört wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Waschmaschine mit einem Laugenbehälter zur Aufnahme von Waschflüssigkeit, einer in dem Laugenbehälter drehbar gelagerten Trommel zur Aufnahme von Wäsche, einem Motor zum Antreiben der Trommel und einer Umfluteinrichtung zur Beförderung der Waschflüssigkeit aus einem ersten Bereich des Laugenbehälters in einen zweiten Bereich des Laugenbehälters, einer Messeinrichtung zum Messen einer ersten Reibleistung, einer Beschleunigungsleistung und einer zweiten Reibleistung und einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung, die eingerichtet ist, eine Beladungsmenge der Trommel anhand der gemessenen ersten Reibleistung, der gemessenen Beschleunigungsleistung und der gemessenen zweiten Reibleistung zu bestimmen, gemäß dem beschriebenen Verfahren entsprechend einer oder mehrerer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Die Messeinrichtung ist vorzugsweise eine elektronische Leistungserfassung des Motors. Die Messeinrichtung und die Steuer- und/oder Regeleinrichtung können als eine Vorrichtung ausgebildet sein.
Bei der Waschmaschine kann es sich um ein Haushaltsgerät oder ein gewerblich genutztes Gerät handeln. Der Begriff „Waschmaschine“ umfasst Waschautomaten und Kombigeräte wie beispielsweise Waschtrockner.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
1 schematisch einen zeitlichen Verlauf einer Bestimmung einer Beladungsmenge einer Trommel einer Waschmaschine;
2 schematisch eine Teil-Querschnittsansicht einer Waschmaschine während einer in 1 gezeigten Verpressungsphase VP; und
3 schematisch eine Teil-Querschnittsansicht der in 2 gezeigten Waschmaschine während einer in 1 gezeigten ersten Messphase MP1.
1 zeigt schematisch einen zeitlichen Verlauf einer Drehzahl einer Trommel einer Waschmaschine bei Bestimmung einer Beladungsmenge. Das Verfahren zum Betreiben der Waschmaschine weist ein Bestimmen der Beladungsmenge der Trommel auf. Die Bestimmung der Beladungsmenge der Trommel erfolgt wie folgt, wobei Waschflüssigkeit in einen Laugenbehälter der Waschmaschine bis zu einem vorbestimmten Waschflüssigkeitsstand zugeführt ist. Zu Beginn einer Verpressungsphase VP mit einem Verpressunghochlauf wird eine Umfluteinrichtung 4 der Waschmaschine aktiviert, wodurch die in den Laugenbehälter zugeführte Waschflüssigkeit aus einem ersten Bereich des Laugenbehälters in einen zweiten Bereich des Laugenbehälters befördert wird. Während der Umflutung ist der Waschflüssigkeitsstand unterhalb der mit Wäsche befüllten Trommel, bezogen auf die betriebsgemäße Aufstellposition der Waschmaschine.
Während der Verpressungsphase VP wird die Drehzahl der Trommel auf eine Verpressungsdrehzahl n_vp rampenartig erhöht und bei der Verpressungdrehzahl n_VP eine vorbestimmte Zeit plateauartig gehalten. Dabei wird ein definierter Wäschering ausgebildet, wobei der Wäscheposten teildurchfeuchtet wird. Durch die mit steigender Drehzahl zunehmenden Fliehkräfte legt sich die Wäsche am Trommelmantel an und wird immer weiter zusammengepresst. Gleichzeitig ist die Umfluteinrichtung 4 aktiviert, um ausgetriebene Waschflüssigkeit unmittelbar wieder zurück in die Trommel zu fördern. Hierdurch wird eine Vergleichmäßigung der Feuchte innerhalb des Wäschepostens erzielt. Die Drehzahl der Trommel wird nach dem Plateau bei der Verpressungsdrehzahl n_VP auf eine erste Messdrehzahl n₁ rampenartig gesenkt. Mit Beenden der Verpressungsphase VP wird die Umfluteinrichtung 4 deaktiviert und beginnt eine erste Messphase MP1, während der die Drehzahl der Trommel bei der ersten Messdrehzahl n₁ konstant gehalten wird und eine erste Reibleistungsmessung P1 durchgeführt wird. Der Wäscheposten ist zu diesem Zeitpunkt teildurchfeuchtet und die Waschflüssigkeit ist gleichmäßig verteilt.
Anschließend wird die Drehzahl der Trommel von der ersten Messdrehzahl n₁ auf eine zweite Messdrehzahl n₃ während einer Messrampenphase MR2 rampenartig erhöht. Während der Messrampenphase MR2 wird eine Beschleunigungsleistungsmessung P2 durchgeführt. Die Messrampenphase MR2 endet mit Erreichen der zweiten Messdrehzahl n₃, die während einer zweiten Messphase MP3 über einen vorbestimmten Zeitraum gehalten wird. Während der zweiten Messphase MP3 wird eine zweite Reibleistungsmessung P3 durchgeführt, während die Drehzahl der Trommel bei der zweiten Messdrehzahl n₃ konstant gehalten wird. Nach dem Ende der zweiten Messphase MP3 wird die Beladungsmenge der Trommel anhand der gemessenen ersten Reibleistung, der gemessenen Beschleunigungsleistung und der gemessenen zweiten Reibleistung in einer Umrechnungsphase UR ermittelt und die Drehzahl der Trommel gesenkt. Anhand der gemessenen Leistungen wird ein Trägheitsmoment der Beladung berechnet, und aus dem Trägheitsmoment wird die Beladungsmenge bestimmt. Anschließend wird ein Waschvorgang (nicht gezeigt) zum Waschen der Wäsche vorzugsweise ein Feuchtwaschprozess gestartet.
2 zeigt schematisch eine Teil-Querschnittsansicht der Waschmaschine während der in 1 gezeigten Verpressungsphase VP. Die Waschmaschine weist einen Laugenbehälter 2 und eine drehbar in dem Laugenbehälter 2 gelagerte Trommel 3 auf. Die Trommel 3 wird über einen Motor (nicht gezeigt) angetrieben. Sie weist eine Vielzahl von Öffnungen auf, die durch die gestrichelte Darstellung schematisch dargestellt sind. In der Trommel 3 ist Wäsche 9 angeordnet. Im unteren Bereich des Laugenbehälters ist ein Heizelement 6 angeordnet. Das Heizelement 6 kann Waschflüssigkeit 8 in dem Laugenbehälter 2 erhitzen, die dem Laugenbehälter 2 über ein Einlassventil (nicht gezeigt) zugeführt werden kann. Unterhalb des Laugenbehälters 2 ist eine Ablaufeinrichtung 7 angeordnet, die verbrauchte Waschflüssigkeit 8 aus dem Laugenbehälter 2 über ein Ablaufrohr 70 mittels einer Ablaufpumpe 71 in eine Ablaufleitung 72 herausführt, die in der Regel in einem Abwasserkanal mündet.
Das Ablaufrohr 70 ist weiterhin mit der Umfluteinrichtung 4 verbunden. Die Umfluteinrichtung 4 weist eine Umflutpumpe 41 auf, die die Waschflüssigkeit 8 aus dem Abflussrohr 70 durch eine Umflutleitung 42 und einen Auslass 43 in den oberen Bereich des Laugenbehälters 2 fördern kann. Während der Verpressungsphase VP ist die Umfluteinrichtung 4 aktiviert und fördert die Waschflüssigkeit 8 aus dem Abflussrohr 70 in den oberen Bereich des Laugenbehälters 2. Die aus dem Auslass 43 kommende Waschflüssigkeit 8 wird auf einen Teil der Wäsche 9 gespritzt, die zumindest teilweise durchfeuchtet wird, wie durch die Schraffur angedeutet ist. Die gesamte Wäsche 9 wird während der Verpressungsphase VP teildurchfeuchtet. Durch die im Laufe der Verpressungsphase VP zunehmenden Fliehkäfte legt sich die Wäsche 9 am Mantel (nicht gezeigt) der Trommel 3 an und wird immer weiter zusammengepresst. Der in 2 gezeigte Zustand der Waschmaschine während der Verpressungsphase VP zeigt eine beginnende Ausbildung eines Wäscherings am Mantel der Trommel 3. Der in dem Ablaufrohr 71 ausgebildete Waschflüssigkeitsstand liegt unterhalb der Trommel 3 und variiert, da im Laufe der Verpressungsphase VP die Wäsche 9 weiterhin Waschflüssigkeit 8 aufnimmt.
3 zeigt schematisch eine Teil-Querschnittsansicht der in 2 gezeigten Waschmaschine während der in 1 gezeigten ersten Messphase MP1. Die gezeigte Waschmaschine entspricht der in 2 gezeigten Waschmaschine mit dem Unterschied, dass ihr Zustand während der ersten Messphase MP1 gezeigt ist. Durch die Zentrifugalkräfte liegt die Wäsche 9 am Mantel (nicht gezeigt) der Trommel (3) in Form eines Wäscherings an. Die Wäsche hat derart viel Waschflüssigkeit 8 ausgenommen, dass der Waschflüssigkeitsstand in der ersten Messphase MP1 niedriger ist als in der Verpressungsphase VP. Die Schraffur der Wäsche 9 deutet an, dass die gesamte Wäsche 9 teildurchfeuchtet ist.
Bezugszeichenliste

MP1: erste Messphase
MP3: zweite Messphase
MR2: Messrampenphase
n: Drehzahl
n_VP: Verpressungsdrehzahl
n₁: erste Messdrehzahl
n₃: zweite Messdrehzahl
P1: erste Reibleistungsmessung
P2: Beschleunigungsleistungsmessung
P3: zweite Reibleistungsmessung
t: Zeit
UR: Umrechnungsphase
VP: Verpressungsphase
1: Waschmaschine
2: Laugenbehälter
3: Trommel
4: Umfluteinrichtung
41: Umflutpumpe
42: Umflutleitung
43: Umflutdüse
6: Heizeinrichtung
7: Ablaufeinrichtung
70: Ablaufrohr
71: Ablaufpumpe
72: Ablaufleitung
8: Waschflüssigkeit
9: Wäsche

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Waschmaschine (1) mit einem Laugenbehälter (2) zur Aufnahme von Waschflüssigkeit (8), einer in dem Laugenbehälter (2) drehbar gelagerten Trommel (3) zur Aufnahme von Wäsche (9), einem Motor zum Antreiben der Trommel (3) und einer Umfluteinrichtung (4) zur Beförderung der Waschflüssigkeit (8) aus einem ersten Bereich des Laugenbehälters (2) in einen zweiten Bereich des Laugenbehälters (2), aufweisend ein Bestimmen einer Beladungsmenge der Trommel (3) mit den Schritten – Zuführen von Waschflüssigkeit (8) in den Laugenbehälter (2) bis zu einem vorbestimmten Waschflüssigkeitsstand, – Aktivieren der Umfluteinrichtung (4), wobei die Waschflüssigkeit (8) aus dem ersten Bereich des Laugenbehälters (2) in den zweiten Bereich des Laugenbehälters (2) befördert wird, – Erhöhen der Drehzahl der Trommel (3) auf eine Verpressungsdrehzahl (n_vp), – Senken der Drehzahl der Trommel (3) auf eine erste Messdrehzahl (n₁), – Deaktivieren der Umfluteinrichtung (4) und anschließend Messen einer ersten Reibleistung während die Drehzahl der Trommel (3) bei der ersten Messdrehzahl (n₁) gehalten wird, – Messen einer Beschleunigungsleistung während die Drehzahl der Trommel (3) auf eine zweite Messdrehzahl (n₃) erhöht wird, – Messen einer zweiten Reibleistung während die Drehzahl der Trommel (3) bei der zweiten Messdrehzahl (n₃) gehalten wird, und – Bestimmen einer Beladungsmenge der Trommel (3) anhand der ersten Reibleistung, der Beschleunigungsleistung und der zweiten Reibleistung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt Bestimmen einer Beladungsmenge der Trommel (3) anhand der ersten Reibleistung, der Beschleunigungsleistung und der zweiten Reibleistung ein Ermitteln eines Trägheitsmomentes anhand der ersten Reibleistung, der Beschleunigungsleistung und der zweiten Reibleistung und Bestimmen der Beladungsmenge der Trommel (3) aus dem Trägheitsmoment aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt Ermitteln eines Trägheitsmomentes ein Berechnen eines ersten Reibmomentes aus der ersten Reibleistung und einer ersten Winkelgeschwindigkeit der Trommel (3), die die Trommel (3) bei der ersten Messdrehzahl (n₁) aufweist, ein Berechnen eines zweiten Reibmomentes aus der zweiten Reibleistung und einer zweiten Winkelgeschwindigkeit der Trommel (3), die die Trommel (3) bei der zweiten Messdrehzahl (n₃) aufweist, ein Berechnen eines dritten Reibmomentes aus dem ersten Reibmoment und dem zweiten Reibmoment, ein Berechnen eines Antriebsmomentes aus der Beschleunigungsleistung und einer mittleren Winkelgeschwindigkeit der Trommel (3), die die Trommel (3) während der Erhöhung der Drehzahl der Trommel (3) von der ersten Messdrehzahl (n₁) auf die zweite Messdrehzahl (n₃) aufweist, und ein Berechnen des Trägheitsmomentes aus dem dritten Reibmoment und dem Antriebsmoment aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt Bestimmen der Beladungsmenge der Trommel (3) aus dem Trägheitsmoment ein Verwenden eines Regressionsmodells aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte Messen einer ersten Reibleistung, Messen einer Beschleunigungsleistung und Messen einer zweiten Reibleistung jeweils das Messen mehrerer Leistungswerte und Mitteln der gemessenen Leistungswerte aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Messdrehzahl (n₃) niedriger ist als die Verpressungsdrehzahl (n_vp).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpressungsdrehzahl (n_vp) im Bereich von 500 bis 700 Umin^–1 liegt, die erste Messdrehzahl (n₁) im Bereich von 400 bis 500 Umin^–1 liegt und die zweite Messdrehzahl (n₃) im Bereich von 500 bis 700 Umin^–1 liegt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bestimmen der Beladungsmenge der Trommel (3) die in der Trommel (3) befindliche Wäsche (9) gewaschen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bestimmen der Beladungsmenge der Trommel (3) ein Feuchtwaschen mit einer Feuchte unterhalb der Sättigungsgrenze der Wäsche an Wasser durchgeführt wird.
Waschmaschine (1) mit einem Laugenbehälter (2) zur Aufnahme von Waschflüssigkeit (8), einer in dem Laugenbehälter (2) drehbar gelagerten Trommel (3) zur Aufnahme von Wäsche (9), einem Motor zum Antreiben der Trommel (3) und einer Umfluteinrichtung (4) zur Beförderung der Waschflüssigkeit (8) aus einem ersten Bereich des Laugenbehälters (2) in einen zweiten Bereich des Laugenbehälters (2), einer Messeinrichtung zum Messen einer ersten Reibleistung, einer Beschleunigungsleistung und einer zweiten Reibleistung und einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung, die eingerichtet ist, eine Beladungsmenge der Trommel (3) anhand der ersten Reibleistung, der Beschleunigungsleistung und der zweiten Reibleistung zu bestimmen, gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9.