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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Umflutvorgangs in einer Waschmaschine oder in einem Waschtrockner, mit einer im Laugenbehälter drehbar gelagerten und von einem Antriebsmotor angetriebenen Wäschetrommel, mit einer Umflutpumpe zur Förderung der Waschflüssigkeit im Umflutkreislauf aus dem Ablaufbereich unterhalb des Laugenbehälters zurück in die Wäschetrommel, mit einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Betriebs- und Programmablaufs der Geräte, mit einer Steuereinrichtung für die Umflutpumpe sowie mit einem Sensor zur Überwachung und Steuerung des Wasserstandes im wasserführenden System der Maschine.
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Die Entwicklung neuer Waschtechniken in modernen Waschmaschinen wurde in den letzten Jahren im Wesentlichen von der Vorgabe geprägt, den Verbrauch von Wasser und damit auch den Energieverbrauch der Geräte zu reduzieren. Hierbei kommen in erster Linie das sogenannte Umflutsystem und das Schöpfrippen- bzw. Sprühsystem zur Anwendung, wobei in der Praxis inzwischen auch eine Kombination der beiden Waschsysteme eingesetzt wird. Dabei basiert das gemeinsame Grundprinzip dieser Waschtechniken darauf, die freie, während des Waschvorgangs nicht in der Wäsche gebundenen Flotte auf ein Minimum zu reduzieren, ohne dass dabei das Waschergebnis darunter leidet.
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Da während des Umflutvorgangs im Ablaufbereich zwischen dem Laugenbehälter und dem Ansaugbereich der Umflutpumpe zumindest zeitweise nur eine geringe Wassermenge zur Verfügung steht, besteht die Gefahr, dass die Umflutpumpe während des Pumpbetriebs phasenweise Luft ansaugen kann. Dadurch können unerwünschte und störende Schlürfgeräusche auftreten, die es aber zu vermeiden gilt.
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Aus der
EP 2 161 356 B1 und der
EP 2 933 366 A1 sind bereits Verfahren zum Betreiben einer Waschmaschine der gattungsmäßigen Art bekannt, bei denen eventuell auftretende Geräusche infolge einer unzureichenden Wassermenge im Ansaugbereich der Umflutpumpe dadurch vermieden werden, indem ein Wasserstandssensor an einer tiefen Stelle im Ablaufbereich unter dem Laugenbehälter dafür sorgt, dass bei Erreichen eines Mindestpegels die Umflutpumpe abgeschaltet wird.
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Das in der
EP 2 161 365 B1 beschriebene Verfahren bezieht sich dabei in erster Linie auf eine Steuerungsvariante für den Umflutbetrieb in Verbindung mit dem Einschalten des Heizkörpers in der Waschmaschine, während es bei der
EP 2 933 366 darum geht, ein Waschverfahren bereit zu stellen, bei dem auf einen direkt im Laugenbehälter untergebrachten Heizkörper zu verzichten.
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Ein Nachteil der aus dem vorgenannten Stand der Technik bekannten Lösungen besteht darin, dass das Ausschalten der Umflutpumpe durch einen Wasserstandsensor zwar bei einem Minimalwasserstand im Ablaufsystem veranlasst wird, dass dies aber nicht genau die Betriebsphase sein muss, in der durch die Ansaugung von Luft durch die Umflutpumpe Geräusche verursacht werden können.
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Mit den bislang bekannten Waschtechniken konnte der Wasserverbrauch der Geräte zwar bereits im hohen Maße reduziert werden, jedoch stellt sich der Erfindung das Problem, eine über den bisherigen Stand der Technik hinausgehende Lösung zu offenbaren, mittels der nochmals eine Reduzierung des Wasser- und Energieverbrauchs möglich ist und bei dem gleichzeitig die durch Ansaugung von Luft entstehenden Geräusche durch die Umflutpumpe vermieden werden.
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Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren zur Steuerung des Umflutvorgangs in einer Waschmaschine oder in einem Waschtrockner mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
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Mit Patentanspruch 11 wird zudem Schutz für eine Waschmaschine oder einen Waschtrockner beansprucht, wobei diese Geräte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sind.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung des Umflutbetriebes in einer Waschmaschine oder in einem Waschtrockner, bei denen in bekannter Weise während der einzelnen Behandlungsvorgänge die Flüssigkeit von einer Umflutpumpe in die Wäschetrommel zurück befördert wird und von dort im Kreislauf zurück in die den Ablaufbereich der Maschine zurückfließt. Als Ablaufbereich ist dabei der Bereich des Ablaufsystems des jeweiligen Gerätes zu verstehen, in dem sich während des Wasch-, Spül- und Schleudervorgangs die aus der Wäschetrommel austretende Flüssigkeit im Ansaugbereich der Umflutpumpe ansammelt.
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Dabei besteht der Grundgedanke des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, dass während des Umflutvorgangs der Zufluss der Waschflüssigkeit in die Wäschetrommel durch die Umflutpumpe derart steuerbar ist, dass der von der Umflutpumpe geförderte Zufluss in die mit der zu waschenden Wäsche beladene Wäschetrommel größer ist als der gleichzeitig aus der Wäschetrommel austretende Abfluss.
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Dies kann in einer vorteilhaften Ausführungsart dadurch bewirkt werden, dass die Steuerungseinrichtung für die Umflutpumpe derart konfiguriert und eingerichtet ist, dass die Förderleistung der Umflutpumpe derart einstellbar ist, dass während des Umflutvorgangs mehr Flüssigkeit in die Wäschetrommel eingeleitet wird, als durch deren Abflusslöcher heraustreten kann.
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In einer praktischer Realisierungsform wird in bekannter Weise eine drehzahlsteuerbare Umflutpumpe verwendet, um über die Betriebsdrehzahlen der Umflutpumpe deren Förderleistung entsprechend einstellen zu können. Zudem sind die in der Wäschetrommel vorhandenen Ablauföffnungen derart zu dimensionieren, dass die darüber aus der Wäschetrommel abfließende Flüssigkeitsmenge nicht größer ist als der von der Umflutpumpe geförderte Zufluss.
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Bei der vorbeschriebenen Verfahrensweise wird nach einer gewissen Zeit die an der Umflutpumpe zur Verfügung stehende Flüssigkeitsmenge zwangsläufig immer geringer, da im weiteren Verlauf des Umflutvorgangs die Wäsche immer mehr Flüssigkeit aufsaugt und bindet.
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Dadurch besteht die Gefahr, dass die Pumpe mangels ausreichender Flüssigkeitsmenge Luft ansaugt und dass es dann bekanntlich zu einer störenden Geräuschentwicklung kommen kann. Während der Waschphase kann sich natürlich durch die waschmittelhaltige Waschflüssigkeit auch Schaum entwickeln, der ebenfalls für das Ansaugen von Luft verantwortlich sein kann.
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Der störenden Geräuschentwicklung begegnet das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren dadurch, dass die Umflutpumpe zunächst ausgeschaltet und der Umflutbetrieb unterbrochen wird, wenn von einer mit der Steuerungseinrichtung der Umflutpumpe in Verbindung stehenden Sensierungs- und Überwachungseinrichtung das Ansaugen von Luft erfasst wird. Der Umflutbetrieb wird erst dann fortgesetzt, wenn an der Saugseite der Umflutpumpe wieder genügend Flüssigkeit zur Verfügung steht, ohne dass zusätzlich Luft angesaugt werden kann.
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Zur Überwachung und als Indikator einer für den Betrieb der Umflutpumpe unzureichenden Flüssigkeitsmenge werden in bevorzugter Ausführungsform der Erfindung Betriebsdaten des Antriebsmotors der Umflutpumpe herangezogen. Für die Auswertung dieser Betriebsdaten kommen alle lastabhängigen und mit der Leistungsaufnahme der Umwälzpumpe im Zusammenhang stehenden Betriebsparameter in Frage.
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In bevorzugter und vorteilhafter Ausführungsform wird dabei vorzugsweise auf die Überwachung der Stromaufnahme am Antriebsmotor zurückgegriffen. Hierbei wird während des Betriebs der Umflutpumpe der Motorstrom des Antriebsmotors erfasst, da dies messtechnisch einen relativ geringen Aufwand erfordert und eine plötzliche Änderung des Motorstroms zuverlässig das Ansaugen von Luft indiziert.
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Wenn sich eine erste Luftblase in der in das Pumpengehäuse einströmenden Flüssigkeit gebildet hat, kommt es quasi bereits impulsartig zu einer Änderung des Motorstroms, was messtechnisch in einfacher Weise erfasst werden kann. Diese erste Luftblase würde aber noch nicht sonderlich stören, wäre aber bereits ein Indiz dafür, dass sich eine länger anhaltende und somit unerwünschte Luftansaugung anbahnt.
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Bei einer mit Luft vermischten Flüssigkeit wird sich die am Pumpenflügel anstehende Last verringern, wodurch sich zwangsläufig auch der Motorstrom ändert. Somit ist gerade die Erfassung der Stromaufnahme ein einfacher Weg, um das Ansaugen von Luft in der Umflutpumpe detektieren zu können
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Alternativ kann es sich anbieten, in gleicher Weise die Drehzahländerung des Antriebsmotors heranzuziehen. Hierzu ist der Einsatz einer drehzahlregelbaren Umflutpumpe von Vorteil, da die Drehzahlsteuerung ohnehin ein Bestandteil der Pumpensteuerung ist und somit eine Sensorik für die Überwachung der Drehzahl bereits vorhanden ist.
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Als erfassbare Betriebsdaten können je nach Bauart des verwendeten Antriebsmotors alle elektrischen Leistungsparameter erfasst und ausgewertet werden, die sensibel auf die durch Luftansaugung verursachten Lastschwankungen im Pumpbetrieb reagieren.
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Von der erfindungsgemäß vorgesehenen Sensierungs- und Überwachungseinrichtung können somit die vorgenannten Messwerte erfasst und dahingehend ausgewertet werden, ob eine auftretende Änderung im Betriebsverhalten des Antriebsmotors darauf hindeutet, dass die Umflutpumpe Luft ansaugt.
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In einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung kann das Ausschalten der Umflutpumpe zunächst zeitabhängig für einen vorbestimmten Zeitabschnitt erfolgen, der in der Anfangsphase des Umflutvorgangs zunächst kurz bemessen sein kann. Da in dieser Phase noch nicht die Sättigungsgrenze für die vollständige Durchfeuchtung erreicht ist, wird sich noch relativ schnell wieder genügend Flüssigkeit im Ablaufbereich an der Saugseite der Umflutpumpe ansammeln können. Im weiteren Verlauf können diese Zeitabschnitte verlängert werden, wobei die Festlegung hierfür geeigneter Zeitabschnitte empirisch ermittelt werden kann.
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In einer bevorzugten Realisierungsform wird das erneute Einschalten der Umflutpumpe zustandsabhängig erfolgen, und zwar wird dies von einem im Ablaufbereich des Abwassersystems platzierten Wasserstandsensors bestimmt, sobald dieser wieder eine ausreichende Flüssigkeitsmenge signalisiert.
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Das Wiedereinschalten der Umflutpumpe kann somit wasserstandsabhängig erfolgen, wenn der Wasserstand im Ablaufbereich einen Mindestpegel erreicht hat, bei dem ein rein flüssigkeitsfördernder Betrieb ohne Luftansaugung gewährleistet ist.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform ist der Sensor für den Flüssigkeitsstand an einer derart tiefen Stelle im Abflussbereich zwischen dem Laugenbehälter und der Ansaugseite der Umflutpumpe angeordnet, dass die Umflutpumpe eingeschaltet wird, sobald die Wassermenge in der Ablaufleitung zwischen Laugenbehälter und Umflutpumpe ausreicht, um die Umflutpumpe in zuverlässiger Weise ohne Ansaugen von Luft betreiben zu können.
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In gleicher Weise kann der Betrieb der Umflutpumpe davon abhängig gemacht werden, wenn nach dem Wiedereinschalten für den Motorstrom oder die Motordrehzahl ein Wert detektiert wird, der sich bei ordnungsgemäßer Förderung der Flüssigkeit ohne die Beeinträchtigung einer Luftansaugung einstellen würde.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform für das erfindungsgemäße Verfahren kann darin bestehen, dass durch eine Steuerungssoftware mit einer in der Sensierungs- und Überwachungseinrichtung implementierten künstlichen Intelligenz sowohl die Erfassung des Motorstroms oder der Motordrehzahl als auch die Erfassung des Wasserstandes im Ablaufbereich ausgewertet werden. Je nach den jeweiligen individuell vorliegenden, konstruktiven und steuerungstechnischen Ausführungsformen, können die den Zufluss und den Abfluss aus der Wäschetrommel bestimmenden Parameter empirisch ermittelt werden, um das Ausschalten und das Wiedereinschalten der Umflutpumpe bedarfs- und situationgerecht festlegen zu können.
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen, lassen sich insgesamt eine Reihe von Vorteilen erzielen. Indem dafür gesorgt wird, dass der Zufluss der Waschflüssigkeit in die Wäschetrommel größer als der Abfluss ist, wird eine beschleunigte und wirksame Durchfeuchtung der Wäsche bis zur Sättigungsgrenze erzielt. Dadurch lässt sich der Wasser- und damit auch der Energieverbrauch weiter reduzieren. In der Kombination mit der vorgeschlagenen Sensierungs- und Überwachungseinrichtung lässt sich gleichzeitig verhindern, dass es zu unerwünschter und störender Geräuschentwicklung kommt, wenn die Gefahr des Ansaugens von Luft mangels unzureichender Flüssigkeitsmenge besteht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Zeichnung rein schematisch beschrieben. In dieser Zeichnung ist in einer vereinfacht skizzierten Schnittdarstellung eine Waschmaschine 1 in Form einer üblichen, von der Frontseite her beschickbaren Trommelwaschmaschine dargestellt, wobei nur die zur Erläuterung der Erfindung wesentlichen Bauteile aufgeführt sind.
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In der Waschmaschine 1 ist im oberen Gehäusebereich das Waschmitteleinspülsystem mit einem Einlassventil 16 und mit der in den Waschmitteleinspülkasten 3 führenden Wasserzulaufleitung 17 dargestellt. Über die Verbindungsleitung 15 werden die Wasch- und Pflegemittel in den Laugenbehälter 13 programmgemäß eingespült.
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Im Laugenbehälter 13 ist die Wäschetrommel 14 drehbar gelagert, die in bekannter Weise von einem Antriebsmotor 18 angetrieben wird. Weiterhin sind als Bestandteil der Wäschetrommel 14 die in ihrem Trommelumfang angeordneten Ablauföffnungen 12 angedeutet, über die die noch nicht gebundene Waschflüssigkeit bzw. auch die beim Schleudern aus der Wäsche heraustretende Flüssigkeit in den Ablaufbereich 8 abfließen kann.
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Der Ablaufbereich 8 ist der Teil des Ablaufsystems, der sich an die Ablauföffnung 23 des Laugenbehälters 13 anschließt. Durch die Ablauföffnung 23 im Boden des Laugenbehälters 13 gelangt die nach unten abfließende Flüssigkeit an die Ansaugstutzen der Umflutpumpe 6 und der Ablaufpumpe 7. Nach dem Ende des Wasch- Spül- und Schleudervorgangs wird das Abwasser über die angedeutete Ablaufleitung 20 aus der Maschine herausbefördert.
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Während des aktiven Umflutbetriebs fördert die Umflutpumpe 6 die Waschflüssigkeit über die Umflutleitung 9 im Kreislauf zurück in die Wäschetrommel 14, wobei durch die in bekannter Weise in der Dichtungsmanschette der Tür 4 angeordnete Einspritzdüse 19 die Flüssigkeit auf die in der Wäschetrommel 14 eingebrachte Wäsche gesprüht wird.
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Als Bestandteil der Gerätesteuerung ist im oberen Gerätebereich die zentrale Steuereinrichtung 12 dargestellt, die in der Regel als elektronische Computersteuerung ausgebildet ist und mittels der die Betriebs- und Programmfunktionen der Waschmaschine 1 überwacht und gesteuert werden.
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Im unteren Bereich ist in diesem Ausführungsbeispiel in symbolischer Form die Steuereinrichtung 22 für die Umflutpumpe 6 dargestellt, die die erfindungsgemäß vorgesehene Sensierungs- und Überwachungseinrichtung 11 umfasst. Mit dieser Sensierungs- und Überwachungseinrichtung 11 werden die Betriebsdaten des Antriebsmotors 61 der Umflutpumpe 6 erfasst und ausgewertet.
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Die Sensierungs- und Überwachungseinrichtung 11 ist derart konfiguriert und eingerichtet, dass vorzugsweise elektrische Betriebsdaten und das Verhalten des Antriebsmotors 61 erfasst werden können. Erfasst und ausgewertet werden dabei die Leistungsdaten des Antriebsmotors 61, die mit einer signifikanten Änderung reagieren, wenn an der Saugseite der Umflutpumpe 6 aufgrund einer zu geringen Flüssigkeitsmenge Luft angesaugt wird. Dies würde dann bekanntlich störende und unerwünschte Geräusche wie beispielsweise Schlürfgeräusche zur Folge haben.
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In einer zweckmäßigen und vorteilhaften Ausführungsform kann die Überwachung der Stromaufnahme des Antriebsmotors 61 als Indikator für das Ansaugen von Luft in der Umflutpumpe 6 herangezogen werden. Wenn sich bereits eine erste Luftblase in der der von der Umflutpumpe 6 angesaugten Flüssigkeit gebildet hat, kommt es quasi impulsartig zu einer Änderung des Motorstroms, was messtechnisch in einfacher Weise erfasst werden kann.
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Bei einer mit Luft vermischten Flüssigkeit wird sich die am Pumpenflügel anstehende Last verringern, wodurch sich zwangsläufig auch die Stromaufnahme des Antriebsmotors 61 ändert. Somit ist gerade die Erfassung der Stromaufnahme ein einfacher Weg, um das Ansaugen von Luft in der Umflutpumpe 6 detektieren zu können.
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Um nun eine Geräuschentwicklung durch das Ansaugen von Luft zu verhindern, kann der Antriebsmotors 61 der Umflutpumpe 6 für eine kurze Zeit ausgeschaltet werden. Sobald saugseitig nach einem vorbestimmten Zeitabschnitt eine ausreichende Flüssigkeitsmenge zur Verfügung steht, wird die Umflutpumpe 6 anschließend wieder eingeschaltet. Das Wiedereinschalten kann der Umflutpumpe 6 kann dabei zeit- und/oder zustandsabhängig gesteuert werden.
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Für eine zeitgesteuerte Ausschaltphase können die in Frage kommenden Zeitabschnitte empirisch ermittelt werden, in denen für den Umflutbetrieb wieder ausreichend Flüssigkeit in den Ablaufbereich nachgeflossen ist.
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Für ein zustandsabhängig gesteuertes Wiedereinschalten kann als Indikator für eine ausreichende Flüssigkeitsmenge das Signal des Wasserstandsensors 21 im Ablaufbereich 8 dienen.
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Alternativ kann zudem eine hier nicht näher dargestellte, zustandsabhängige Steuerung in Betracht gezogen werden, die allerdings einen höheren messtechnischen Aufwand erfordert. Hierbei werden zwei im Ablaufbereich 8 angeordnete Wasserstandsensoren verwendet. Ein Wasserstandsensor würde dabei an einer derart tiefen Stelle im Ablaufbereich 8 platziert, dass damit eine zu geringe Wassermenge für ein luftfreies Ansaugen der Flüssigkeit erfasst werden kann. Ein weiterer, an einer höheren im Ablaufbereich 8 positionierter Wasserstandsensor, könnte dann das Vorhandensein einer für den ungestörten Pumpbetrieb ausreichenden Flüssigkeitsmenge signalisieren.
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Für die Steuerung der Umflutpumpe lassen sich somit mehrere Ausgestaltungsformen realisieren, bei der eine oder in Kombination mehrere der vorbeschriebenen zeit- und/oder zustandsabhängigen Steuerungskonzeptionen verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Waschmaschine
- 2.
- Steuereinrichtung
- 3.
- Waschmitteleinspülkasten
- 4.
- Tür
- 5.
- Heizkörper
- 6.
- Umflutpumpe
- 61
- Antriebsmotor
- 7.
- Ablaufpumpe
- 8.
- Ablaufbereich
- 9.
- Umflutleitung
- 10.
- Dichtungsmanschette
- 11.
- Sensierungs- und Überwachungseinrichtung 11
- 12.
- Abflußlöcher, Trommellochung in der Wäschetrommel
- 13.
- Laugenbehälter
- 14.
- Wäschetrommel
- 15.
- Verbindungsleitung, vom Einspülkasten in den Laugenbehälter
- 16.
- Einlassventil
- 17.
- Wasserzulaufleitung
- 18.
- Antriebsmotor
- 19.
- Einspritzdüse
- 20.
- Ablaufleitung Abwasser
- 21.
- Sensor für den Wasserstand im Ablaufbereich
- 22.
- Steuerungseinrichtung, Umflutpumpe
- 23.
- Ablauföffnungen im Laugenbehälter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2161356 B1 [0004]
- EP 2933366 A1 [0004]
- EP 2161365 B1 [0005]
- EP 2933366 [0005]
