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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Werts einer Wasserhärte von Wasser für ein Reinigungsgerät, ein Steuergerät und ein Reinigungsgerät.
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Zur Ermittlung der optimalen Waschmittelmenge kann es erforderlich sein die Wasserhärte zu kennen. Die Wasserhärte ist dem Nutzer häufig nicht bekannt und auf eine schwankende Wasserhärte wird häufig nicht reagiert. Es sind Messgeräte mit Spezialsensoren zur Wasserhärtebestimmung bekannt.
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Der Erfindung stellt sich die Aufgabe ein verbessertes Verfahren zum Einstellen eines Werts einer Wasserhärte von Wasser für ein Reinigungsgerät, ein verbessertes Steuergerät und ein verbessertes Reinigungsgerät zu schaffen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Einstellen eines Werts einer Wasserhärte von Wasser für ein Reinigungsgerät, durch ein Steuergerät und durch ein Reinigungsgerät mit den Merkmalen der Hauptansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
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Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass eine Wasserhärte von Wasser zuverlässig und automatisch ermittelt und eingestellt werden kann, wodurch eine optimale Waschmittelmenge dosiert werden kann.
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Ein Verfahren zum Einstellen eines Werts einer Wasserhärte von Wasser für ein Reinigungsgerät weist die folgenden Schritte auf:
- Bestimmen einer Menge eines Reinigungsschaums; und
- Einstellen des Werts der Wasserhärte unter Verwendung der Menge des Reinigungsschaums.
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Bei dem Reinigungsgerät kann es sich um ein Gerät zum Behandeln und Reinigen von Textilien handeln, beispielsweise um eine Waschmaschine. Der Reinigungsschaum kann beispielsweise aus einem Gemisch aus Waschmittel und Wasser gebildet werden. Der hier vorgestellte Ansatz kann auch als eine Wasserhärtebestimmung durch Schaumdetektion verstanden werden.
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Für Reinigungsgeräte, die auch als Waschautomaten bezeichnet werden können, ohne automatische Waschmitteldosierung ist eine Abfrage der Wasserhärte nicht unbedingt erforderlich, da der Nutzer die der Wasserhärte entsprechende Waschmittelmenge manuell dosiert. Die passende Waschmittelmenge wird in der Regel einer Tabelle auf der Waschmittelverpackung entnommen. Bei einem Reinigungsgerät mit automatischer Waschmitteldosierung wird auf unterschiedliche Wasserhärtegrade mit unterschiedlichen Grunddosiermengen reagiert. Für andere Geräteklassen, z.B. Dampfgarer, Kaffeeautomaten, ist die Wasserhärte durch den Nutzer im Gerät einzuprogrammieren. Durch den hier vorgestellten Ansatz kann die Wasserhärte bei einer Erstinbetriebnahme des Reinigungsgeräts ermittelt werden. Somit entfällt für den Nutzer die Aufgabe mittels eines Teststäbchens die Wasserhärte zu ermitteln oder die Wasserhärte zu erfragen oder herauszusuchen. Der Wert der Wasserhärte kann unter Verwendung einer vorbestimmten Ermittlungsvorschrift, beispielsweise in Form einer Nachschlagetabelle, aus der Menge an Reinigungsschaum ermittelt werden. Die Wasserhärte kann automatisch bei Schwankungen angepasst werden, wodurch eine zuverlässige Funktionsweise des Reinigungsgeräts ermöglicht werden kann. Dazu kann die Menge des Reinigungsschaums während eines normalen Reinigungsprogramms bestimmt und zum Einstellen des Werts der Wasserhärte verwendet werden. In diesem Fall kann das Einstellen des Werts durch ein Reduzieren oder Erhöhen eines aktuell eingestellten Werts bewirkt werden.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Zuführens umfassen. Dabei können eine definierte Waschmittelmenge und eine definierte Wassermenge des Wassers in einen Reinigungsbehälter des Reinigungsgeräts zugeführt werden. In einem Schritt des Beaufschlagens kann der Reinigungsbehälter mit einem Drehrhythmus beaufschlagt werden, um unter Verwendung der definierten Waschmittelmenge und der definierten Wassermenge den Reinigungsschaum zu bilden. Vorteilhafterweise kann somit einfach und zuverlässig der Reinigungsschaum gebildet werden.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Erfassens umfassen, in dem eine Wasserstandsänderung vor und nach dem Beaufschlagen des Reinigungsbehälters mit dem Drehrhythmus erfasst und zum Bestimmen der Menge des Reinigungsschaums verwendet werden kann. Dabei kann ein erster Wasserstand des Wassers vor dem Schritt des Beaufschlagens und ein zweiter Wasserstand des Wassers nach dem Schritt des Beaufschlagens erfasst werden. In dem Schritt des Bestimmens kann die Menge des Reinigungsschaums unter Verwendung des ersten Wasserstands und des zweiten Wasserstands bestimmt werden. Die Wasserstände können beispielsweise einfach und zuverlässig mittels eines Wasserstandsensors oder eines Drucksensors erfasst werden. Vorteilhafterweise kann durch die ermittelten Wasserstände kostengünstig und zuverlässig die Menge des Reinigungsschaums und somit die Wasserhärte bestimmt werden.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Erfassens umfassen, in dem eine Wasserstanddruckänderung vor und nach dem Beaufschlagen des Reinigungsbehälters mit dem Drehrhythmus erfasst und zum Bestimmen der Menge des Reinigungsschaums verwendet werden kann. Dabei kann ein erster Wasserdruck des Wassers vor dem Schritt des Beaufschlagens und ein zweiter Wasserdruck des Wassers nach dem Schritt des Beaufschlagens erfasst werden. In dem Schritt des Bestimmens kann die Menge des Reinigungsschaums unter Verwendung des ersten Wasserdrucks und des zweiten Wasserdrucks bestimmt werden. Vorteilhafterweise kann durch die ermittelten Wasserdrucke kostengünstig und zuverlässig die Menge des Reinigungsschaums und somit die Wasserhärte bestimmt werden. Je größer die Wasserstanddruckänderung ist, desto geringer kann die Wasserhärte sein.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Erfassens umfassen, in dem eine Schaumhöhe des Reinigungsschaums nach dem Schritt des Beaufschlagens erfasst werden kann. In dem Schritt des Bestimmens kann die Menge des Reinigungsschaums unter Verwendung der Höhe des Reinigungsschaums bestimmt werden. Vorteilhafterweise kann somit die Schaumhöhe einfach und schnell erfasst werden. Je höher die Schaumhöhe ist, desto geringer kann die Wasserhärte sein.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Vergleichens umfassen. Dabei kann die Menge des Reinigungsschaums mit einem Schwellenwert verglichen werden. In dem Schritt des Einstellens kann der Wert der Wasserhärte angepasst werden, wenn die Menge des Reinigungsschaums kleiner als der Schwellenwert ist. Vorteilhafterweise kann dadurch eine schwankende Wasserhärte, beispielsweise hervorgerufen durch einen Umzug, angepasst werden. Diese Anpassung kann beispielsweise während eines Programms zum Maschinenreinigen oder auch während eines normalen Reinigungsprogramms vorgenommen werden.
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Im Schritt des Erfassens kann mittels eines Drucksensors der erste Wasserdruck und der zweite Wasserdruck erfasst werden. Vorteilhafterweise kann der Drucksensor kostengünstig und platzsparend verbaut werden. Aufgrund seiner Genauigkeit kann der Drucksensor zuverlässig den ersten und zweiten Wasserdruck erfassen.
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Im Schritt des Erfassens kann mittels eines optischen Sensors die Schaumhöhe des Reinigungsschaums erfasst werden, wobei der optische Sensor als eine Kamera und zusätzlich oder alternativ als ein Time-of-flight-Sensor ausgebildet sein kann. Vorteilhafterweise kann somit die Schaumhöhe einfach und zuverlässig erfasst werden. Der optische Sensor kann zudem kostengünstig und platzsparend in dem Reinigungsgerät verbaut werden. Ein Time-of-flight-Sensor kann einen einfachen Aufbau und eine effiziente Datenauswertung aufweisen, wodurch er für den Einsatz in dem Reinigungsgerät vorteilhaft sein kann.
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Ein Steuergerät kann ausgebildet sein, um die Schritte des genannten Verfahrens in entsprechenden Einheiten auszuführen und zusätzlich oder alternativ anzusteuern.
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Ein Reinigungsgerät kann ein entsprechendes Steuergerät aufweisen. Das Steuergerät kann ausgebildet sein, um Eingangssignale einzulesen und unter Verwendung der Eingangssignale Ausgangssignale zu bestimmen und bereitzustellen. Ein Eingangssignal kann beispielsweise ein über eine Eingangsschnittstelle des Steuergeräts einlesbares Sensorsignal darstellen. Ein Ausgangssignal kann ein Steuersignal oder ein Datensignal darstellen, das an einer Ausgangsschnittstelle des Steuergeräts bereitgestellt werden kann. Das Steuergerät kann ausgebildet sein, um die Ausgangssignale unter Verwendung einer in Hardware oder Software umgesetzten Verarbeitungsvorschrift zu bestimmen. Beispielsweise kann das Steuergerät dazu eine Logikschaltung, einen integrierten Schaltkreis oder ein Softwaremodul umfassen und beispielsweise als ein diskretes Bauelement realisiert sein oder von einem diskreten Bauelement umfasst sein.
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Auch wenn der beschriebene Ansatz anhand eines Haushaltgeräts beschrieben wird, kann das hier beschriebene Verfahren entsprechend im Zusammenhang mit einem gewerblichen oder professionellen Gerät, beispielsweise einem Reinigungs- oder Desinfektionsgerät, einem Kleinsterilisator, einem Großraumdesinfektor oder einer Container-Waschanlage eingesetzt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
- 1 eine schematische Darstellung eines Reinigungsgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Einstellen eines Werts einer Wasserhärte von Wasser für ein Reinigungsgerät.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Reinigungsgeräts 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Beispielhaft ist das Reinigungsgerät 100 als eine Waschmaschine ausgeführt. Das Reinigungsgerät 100 ist ausgebildet, um Textilien zu behandeln. Das Reinigungsgerät 100 behandelt Textilien in der Regel mit einer Mischung aus Wasser 125 und Waschmittel, um die Textilien zu reinigen. Dabei wird das Waschmittel beispielsweise mittels eines automatischen Waschmitteldosiersystems dosiert.
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Das Reinigungsgerät 100 weist einen Reinigungsbehälter 105, ein Steuergerät 110 sowie gemäß einem Ausführungsbeispiel einen optischen Sensor 115 und zusätzlich oder alternativ einen Drucksensor 120 auf. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind der optische Sensor 115 und der Drucksensor 120 signalübertragungsfähig mit dem Steuergerät 110 verbunden. Alternativ zu dem Drucksensor 120 kann beispielsweise auch ein Füllstandsensor eingesetzt werden, mit dem beispielsweise eine kapazitive Erfassung eines Wasserstands des Wassers 125 ermöglicht ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird dem Reinigungsbehälter 105 eine definierte Waschmittelmenge und eine definierte Wassermenge des Wassers 125 zugeführt. Die Zuführung in den Reinigungsbehälter 105 erfolgt beispielsweise durch ein Rohr 135. Anschließend wird der Reinigungsbehälter 105 mit einem Drehrhythmus beaufschlagt, um unter Verwendung der definierten Waschmittelmenge und der definierten Wassermenge einen Reinigungsschaum 130 zu bilden. Der durch den Drehrhythmus entstehende Reinigungsschaum 130 ist beispielhaft dargestellt.
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Die Menge des Reinigungsschaums 130 wird mittels verschiedener Bestimmungsmethoden bestimmt. Ferner wird unter Verwendung der Menge des Reinigungsschaums 130 in dem Steuergerät 110 der Wert der Wasserhärte eingestellt. Beispielsweise wird dabei der Wert der Wasserhärte auf einen der Menge des Reinigungsschaums 130 zugeordneten absoluten Wasserhärtewert eingestellt oder es wird ein aktueller Wert der Wasserhärte abhängig von der Menge des Reinigungsschaums 130 angepasst
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Bevor der Reinigungsbehälter 105 mit dem Drehrhythmus beaufschlagt wird, wird gemäß einem Ausführungsbeispiel ein erster Wasserstand des Wassers 125 erfasst. Anschließend wird der Reinigungsbehälter 105 mit dem Drehrhythmus beaufschlagt und danach ein zweiter Wasserstand des Wassers 125 erfasst. Durch die Entstehung des Reinigungsschaums 130 hat sich die Höhe des Wasserstands verändert. Die Wasserstände sind beispielsweise mittels eines Wasserstandsensors erfassbar. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Wasserstände mittels des Drucksensors 120 erfasst. Die Menge des Reinigungsschaums 130 wird unter Verwendung einer Änderung des Wassertands, beispielsweise also unter Verwendung des ersten Wasserstands und des zweiten Wasserstands bestimmt.
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Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel wird ein erster Wasserdruck des Wassers 125 vor dem Beaufschlagen und ein zweiter Wasserdruck des Wassers 125 nach dem Beaufschlagen des Reinigungsbehälters 105 mit dem Drehrhythmus erfasst. Anschließend wird die Menge des Reinigungsschaums 130 unter Verwendung der Änderung des Wasserdrucks, beispielsweise also unter Verwendung des ersten Wasserdrucks und des zweiten Wasserdrucks bestimmt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden der erste Wasserdruck und der zweite Wasserdruck mittels des Drucksensors 120 erfasst.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird nach dem Beaufschlagen des Reinigungsbehälters 105 mit dem Drehrhythmus eine Schaumhöhe des Reinigungsschaums 130 erfasst. Beispielsweise wird die Schaumhöhe des Reinigungsschaums 130 mittels des optischen Sensors 115 erfasst. Der optische Sensor 115 ist beispielsweise als eine Kamera und/oder ein Time-of-flight-Sensor ausgebildet. Anschließend wird unter Verwendung der Höhe des Reinigungsschaums 130 die Menge des Reinigungsschaums 130 bestimmt.
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Der hier vorgestellte Ansatz wird in einem Erstinbetriebnahmeprogramm des Reinigungsgeräts 100 oder in einem Maschinenreinigungsprogramm des Reinigungsgeräts 100 ausgeführt. Eine schwankende Wasserhärte, beispielsweise hervorgerufen durch einen Umzug, wird angepasst, indem die Menge des Reinigungsschaums 130 mit einem Schwellenwert verglichen wird. Der Wert der Wasserhärte wird angepasst, wenn die Menge des Reinigungsschaums 130 kleiner als der Schwellenwert ist
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In anderen Worten ausgedrückt wird die Wasserhärte gemäß einem Ausführungsbeispiel im Erstinbetriebnahmeprogramm automatisch ermittelt. Dies ist die Basis zur Berechnung der optimalen Waschmittelmenge. Eine Unterdosierung oder Überdosierung wird somit vermieden. Weicht die Wasserhärte durch Veränderung der Wasserart oder durch einen Umzug ab, wird die Wasserhärte in gewissen Zeitintervallen oder durch häufige Schaumerkennung angepasst.
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Dazu wird ein Tensidgemisch mit einem bekannten Schaumverhalten eingesetzt. Dieses Gemisch wird entweder durch eine automatische Waschmitteldosierung oder durch eine darauf abgestimmte Waschmittelkapsel bereitgestellt. Dabei wird die Tensidmenge für eine sehr hohe Wasserhärte definiert, um über den haushaltsüblichen Bereich der Wasserhärte von 0 bis 50 Grad deutscher Härte eine Reaktion, also Reinigungsschaum 130, zu erzeugen.
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Der Vorgang zur Bestimmung der Wasserhärte wird entweder im Erstinbetriebnahmeprogramm oder im Maschinenreinigungsprogramm, wiederkehrend, durchgeführt. Bei beiden Waschabläufen wird zwingend ohne Wäsche gewaschen, denn diese würde zu einer Verfälschung bei der Wasserhärtebestimmung führen. Eine Wäscheerkennung ist aufgrund von durchgeführten Kalibrierungen des Waschautomaten bekannt, beispielsweise MTV-Kalibrierung. Die Bestimmung der Wasserhärte wird über die Schaummenge definiert. Je höher das Schaumaufkommen bei definiertem Waschmittel umso niedriger ist die Wasserhärte. Dabei wird die definierte Waschmittelmenge mit einer definierten Wassermenge vermischt. Der Reinigungsbehälter 105, der auch als Waschtrommel bezeichnet werden kann, dient als Schaumerzeuger. Die Wassermenge ist so groß gewählt, dass der sich einstellende Wasserstand im Bereich von 10 Millimeter Wassersäule bis 50 Millimeter Wassersäule über dem Trommelniveau liegt. Ein sehr hoher Wasserstand ist zu vermeiden, weil sonst die Verdünnung zu hoch ist und eine Schaumbildung ausbleibt. Beim Wasserzulauf wird der Reinigungsbehälter 105 nicht gedreht. Daran anschließend ist der Reinigungsbehälter 105 mit einem Drehrhythmus zu beaufschlagen, der dazu neigt, Reinigungsschaum 130 zu erzeugen. Dieser Drehrhythmus liegt idealerweise im Drehzahlbereich von 30 bis 60 Umdrehungen pro Minute. Die Dauer eines Reversierzyklus liegt im Bereich von 10 Sekunden bis 30 Sekunden. Dieser Drehrhythmus liegt mindestens 5 Minuten an und überschreitet 10 Minuten nicht. Die Sensierung des Reinigungsschaums 130 und somit die Bestimmung der Wasserhärte wird über folgende Messmethoden ermittelt: Durch einen Vergleich der Wasserstände vor Drehstart und nach Beendigung des Drehrhythmus. Durch das Druckdelta wird die Wasserhärte definiert. Je höher das Delta desto geringer die Wasserhärte. Durch eine optische Sensierung des Reinigungsschaums 130 durch eine in den Reinigungsbehälter 105 zeigende Kamera. Die Schaumhöhe ist Maß für die Wasserhärte. Je höher das Schaumaufkommen desto geringer ist die Wasserhärte. Diese Messung ist als absolute Kalibrierung zu sehen. Im Programm „Maschine reinigen“ läuft gemäß einem Ausführungsbeispiel die gleiche Prozedur ab.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird zusätzlich oder alternativ im normalen Waschbetrieb die Wasserhärte angepasst. Dazu wird beispielsweise ein Schaumerkennungsverfahren genutzt. Wird öfter Reinigungsschaum 130 erkannt und eine „Schaum-erkannt“-Schwelle, die beispielswiese im Bereich von 1 bis 5 liegt, überschritten, wird die zuvor ermittelte Wasserhärte in kleinen Schritten angepasst. Somit wird in den Zwischenphasen von Waschautomatenreinigungszyklen, beispielsweise Aktivierung des Programms Maschine reinigen, eine schwankende Wasserhärte nachreguliert. Nach einer Regulierung der Wasserhärte wird der „Schaum-erkannt“-Zähler wieder auf null zurückgesetzt. Dieses Messverfahren ist als gleitende Kalibrierung zu verstehen.
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Der hier vorgestellte Ansatz ermittelt die Wasserhärte ohne Einsatz weiterer kostenintensiver Spezialsensorik. Eine manuelle Eingabe der Wasserhärte durch den Bediener entfällt. Das Reinigungsgerät 100, das auch als Waschautomat bezeichnet werden kann, reagiert automatisch auf eine schwankende Wasserhärte. Auch stark abweichende Wasserhärten, beispielsweise bedingt durch einen Umzug, werden verarbeitet. Somit wird immer die optimale Waschmittelmenge über eine automatische Waschmitteldosierung dosiert. Des Weiteren werden dadurch Reaktionen, wie Programmverlängerung oder ein zusätzlicher Spülgang auf ein erhöhtes Schaumaufkommen vermindert.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 200 zum Einstellen eines Werts einer Wasserhärte von Wasser für ein Reinigungsgerät. Das Reinigungsgerät entspricht oder ähnelt hierbei dem Reinigungsgerät aus 1. Das Verfahren 200 weist einen Schritt 205 des Bestimmens einer Menge eines Reinigungsschaums und einen Schritt 210 des Einstellens des Werts der Wasserhärte unter Verwendung der Menge des Reinigungsschaums auf.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 200 einen Schritt 215 des Zuführens einer definierten Waschmittelmenge und einer definierten Wassermenge des Wassers in einen Reinigungsbehälter des Reinigungsgeräts auf. Ferner weist das Verfahren 200 einen Schritt 220 des Beaufschlagens des Reinigungsbehälters mit einem Drehrhythmus auf, um unter Verwendung der definierten Waschmittelmenge und der definierten Wassermenge einen Reinigungsschaum zu bilden. Der Schritt 215 des Zuführens und der Schritt 220 des Beaufschlagens werden vor dem Schritt 205 des Bestimmens ausgeführt, wobei der Schritt 205 des Bestimmens vor dem Schritt 210 des Einstellens ausgeführt wird.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 200 einen Schritt 225 des Erfassens eines ersten Wasserstands und eines zweiten Wasserstands des Wassers auf. Dabei wird der erste Wasserstand vor dem Schritt 220 des Beaufschlagens erfasst und der zweite Wasserstand des Wassers nach dem Schritt 220 des Beaufschlagens erfasst. Anschließend wird in dem Schritt 205 des Bestimmens die Menge des Reinigungsschaums unter Verwendung des ersten Wasserstands und des zweiten Wasserstands bestimmt.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 200 einen Schritt 230 des Erfassens eines ersten Wasserdrucks und eines zweiten Wasserdrucks des Wassers auf. Dabei wird der erste Wasserdruck vor dem Schritt 220 des Beaufschlagens erfasst und der zweite Wasserdruck des Wassers nach dem Schritt 220 des Beaufschlagens erfasst. Anschließend wird in dem Schritt 205 des Bestimmens die Menge des Reinigungsschaums unter Verwendung des ersten Wasserdrucks und des zweiten Wasserdrucks bestimmt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden der erste Wasserdruck und der zweite Wasserdruck mittels eines Drucksensors erfasst.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 200 einen Schritt 235 des Erfassens einer Schaumhöhe des Reinigungsschaums auf. Der Schritt 235 des Erfassens wird nach dem Schritt 220 des Beaufschlagens ausgeführt. In dem anschließenden Schritt 205 des Bestimmens wird die Menge des Reinigungsschaums unter Verwendung der Höhe des Reinigungsschaums bestimmt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Schaumhöhe des Reinigungsschaums mittels eines optischen Sensors erfasst.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 200 einen Schritt 240 des Vergleichens der Menge des Reinigungsschaums mit einem Schwellenwert auf. Der Schritt 240 des Vergleichens wird nach oder während des Schritts 205 des Bestimmens und vor dem Schritt 210 des Einstellens ausgeführt. In dem Schritt 210 des Einstellens wird der Wert der Wasserhärte angepasst, wenn die Menge des Reinigungsschaums kleiner als der Schwellenwert ist.
