DE19638514A1 - Arbeitsfluidführendes Reinigungsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein arbeitsfluidführendes Reinigungsgerät, insbesondere ein wasserführendes Haus­ haltsgerät, wie z. B. eine Waschmaschine oder eine Spülma­ schine, mit einer Einrichtung zur Programmsteuerung und/oder -regelung und einem die Trübung des Arbeitsfluids erfassenden Trübungssensor.

Bei einer Wasch- oder Spülmaschine ist es bekannt, eine et­ wa gegebene Trübung der Arbeitsflüssigkeit, also des Wasch- oder Spülmediums, in der Regel Wasser, mittels eines Trü­ bungssensors zu messen. Probleme ergeben sich dabei im Stand der Technik daraus, daß mit bekannten Trübungssenso­ ren die Trübung der Arbeitsflüssigkeit nur unzulänglich feststellbar ist, weil die im Stand der Technik bekannten Trübungssensoren in der Regel nicht selektiv genug arbei­ ten.

Die ältere Patentanmeldung 196 26 203.8 schlägt einen Trü­ bungssensor vor, der wenigstens zwei separate Meßsignale liefert. Hierbei kann es vorgesehen sein, daß jedes separa­ te Meßsignal als solches eine Transmissionsmessung und eine Reflexionsmessung repräsentiert.

Bei bekannten Wasch- oder Spülmaschinen zur Durchführung verschiedener Maschinenbetriebe (verschiedener Pro­ grammabläufe) liegen zumeist fest vorgegebene Steuerungs- oder Programmabläufe zugrunde, die ihrerseits wiederum ent­ sprechend funktionstrukturiert sein können, d. h., daß be­ stimmte Funktionsteile wie beispielsweise ein Schleuderab­ schnitt, ein Vorwaschabschnitt und ähnliches innerhalb ei­ nes Ablaufs vorgesehen sind. Mit derartigen Wasch- oder Spülmaschinen ist daher keine den wahren in der Wasch- oder Spülmaschine vorherrschenden Verhältnissen angepaßte Steue­ rung möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein ar­ beitsfluidführendes Reinigungsgerät gemäß der eingangs ge­ nannten Art anzugeben, mit dem ein besonders wirtschaftli­ cher Umgang der Betriebsstoffe bei gleichzeitig hohem Rei­ nigungsgrad erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem arbeitsfluidführenden Reini­ gungsgerät, insbesondere bei einem wasserführenden Haus­ haltsgerät, der eingangs genannten Art erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß mittels eines vom Trübungssensor gelie­ ferten Meßwerts und/oder einer daraus abgeleiteten Bewer­ tungsgröße eine Einstellung des Spülvorgangs und/oder eine Modifizierung des Spülvorgangs erfolgt.

Auf diese Weise werden die vom Trübungssensor gelieferten Meßwerte und/oder die daraus abgeleiteten Bewertungsgrößen beispielsweise herangezogen, das bezüglich des Wasserver­ brauchs aufwendigste Programmteil eines Wasch- bzw. Spül­ programms hinsichtlich einer Minimierung von Wasser- und Energieverbrauch besonders günstig beeinflussen und dabei gleichzeitig zu gewährleisten, daß Wasch- bzw. Spülmittel­ rückstände nur noch in einem tolerier- und vernachlässigba­ ren Restquantität verbleiben.

Die Einrichtung zur Programmsteuerung und/oder -regelung in einer Waschmaschine oder einer Geschirrspülmaschine ist be­ sonders bei den höherwertigen Geräten heutzutage mit Mikro­ prozessoren ausgestattet. Die Einstellung des Spülvorgangs und/oder eine Modifizierung desselben können daher beson­ ders einfach umgesetzt werden, indem der Meßwert und/oder die Bewertungsgröße über den Vergleich mit Schwellenwerten auf die Einstellung und/oder Modifizierung des Spülvorgangs rückwirken. Hierzu können entsprechende Maßnahmen direkt vom Mikroprozessor selbst berechnet, aber auch als entspre­ chende, in Kennfelder abgelegte Daten abgerufen werden.

Die Einstellung und/oder Modifizierung des Spülvorgangs ist besonders unempfindlich gegen Störungen des Meßsignals des Trübungssensors, wenn die Bildung eines gleitenden Mittel­ werts für den Meßwert und/oder für die Bewertungsgröße vor­ gesehen ist. Auf diese Weise können eine Fehleinstellung und/oder eine Fehlmodifizierung des Spülvorgangs korrigiert werden, wenn beispielsweise der aktuelle Meßwert des Trü­ bungssensors deutlich außerhalb des sonst üblicherweise ge­ messenen Korridors liegt. Hierbei ist es in der Regel aus­ reichend, wenn der Mittelwert aus zwei bis zwanzig, vor­ zugsweise drei bis zehn aufeinanderfolgenden definierten Zeitpunkten innerhalb des Programmablaufs gebildet wird. Es kann dabei vorgesehen sein, daß die Meßwerte und/oder die daraus abgeleiteten Bewertungsgrößen im zeitlichen Abstand von 2 bis 30 Sekunden, vorzugsweise 2 bis 10 Sekunden, ab­ gegriffen werden, um einen gleitenden Mittelwert zu bilden.

Die Einrichtung zur Programmsteuerung und/oder -regelung kann besonders sensitiv und ereignisgerecht den Spülvorgang einstellen und/oder eine Modifizierung des Spülgangs vor­ nehmen, wenn aus der Verfolgung der zeitlichen Änderung von Meßwert und/oder Bewertungsgröße eine Rückwirkung auf den Spülvorgang erfolgt.

Auch hierbei ist es zur Qualitätssicherung wieder besonders vorteilhaft, wenn die Bildung eines gleitenden Mittelwerts für die zeitliche Änderung des Meßwerts und/oder für die zeitliche Änderung der Bewertungsgröße vorgesehen ist, wo­ bei die zeitliche Änderung des Meßwerts und/oder die zeit­ liche Änderung der Bewertungsgröße im vorstehend genannten Zeitabstand im Programmablauf entnommen werden.

Die Einstellung des Spülvorgangs und/oder eine Modifizie­ rung des Spülvorgangs können besonders vorteilhaft vorge­ nommen werden, wenn Mittel zur Messung der Programmlaufzeit und/oder der Wassermenge vorgesehen sind. Auf diese Weise können die für den Ressourcenverbrauch wichtigsten Meßgrößen mit in den Prozeß zur Bestimmung des Spülvorgangs inte­ griert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an­ hand von möglichen Anwendungen der Erfindung in einer Waschmaschine erläutert. Es wird insbesondere erläutert, in welcher Weise die mit den Trübungssensor gewonnen Meßwerte auf den Spülvorgang zurückwirken.

• 1. Es hat sich gezeigt, daß unterschiedliche Waschmittel in der Klarwäsche und während des Spülvorgangs unterschiedli­ che Trübungsverläufe aufweisen. Diesem Umstand trägt die Programmsteuerung der Waschmaschine Rechnung, indem zum ei­ nen die Absolutwerte des Trübungssensors und zum anderen die sich ergebenden zeitlichen Änderungen des Meßwerts ge­ nutzt werden, den Spülvorgang trotz unterschiedlichen Trü­ bungsverhaltens verschiedener Waschmittel von falschen Rückschlüssen auf in der Wäsche verbleibende Waschmittelre­ ste zu bereinigen.
• 2. Auch unterschiedliche Textilien zeigen in der Klarwäsche und während des Spülvorgangs unterschiedliche Trübungsver­ läufe auf. Aufgrund der zeitlichen Beobachtung des Trü­ bungsverlaufs wird auf die Auswaschbarkeit des Waschmittels aus den Textilien geschlossen. Bei schlechter oder guter Auswaschbarkeit kann die Anzahl der Spülgänge und/oder die Spülwassermenge erhöht bzw. erniedrigt werden gegenüber ei­ nem möglicherweise in der Programmsteuerung implementierten Normalspülprogramm. So kann beispielsweise pflegeleichte Wäsche im Vergleich zu Koch- und Buntwäsche einen erheblich geringeren Wasserverbrauch und eine geringere Anzahl von Spülgängen aufweisen.
• 3. Auf den Waschmittelverbrauch wirkt sich besonders gün­ stig aus, daß bei einer erfindungsgemäßen Waschmaschine der Sachverhalt berücksichtigt wird, daß unterschiedliche Waschmitteldosierungen ein und desselben Waschmittels un­ terschiedliche Trübungen hervorrufen. Durch Vergleich der gemessenen Trübungswerte mit einem Sollwert (Schwellwert) kann beispielsweise dem Benutzer einer Dosierrückmeldung gegeben werden, z. B. in der Form "zu hoch dosiert" oder "zu niedrig dosiert". Bei Vorhandensein einer automatischen Waschmitteldosiereinrichtung kann dieses Trübungssensorsi­ gnal bereits zur Dosierung verwendet sein.
• 4. Die Meßwerte des Trübungssensors ermöglichen weiter di­ rekt eine Schaumerkennung im Gerät. So kann es beispiels­ weise beim Zwischen- oder Endschleudern vorkommen, daß eine unerwünschte und unerwartete Schaumbildung auftritt, welche jedoch in einer erfindungsgemäßen Waschmaschine aufgrund der plötzlich auftretenden hohen Trübungswerte detektiert werden kann. Der Spülvorgang kann dann dahingehend beein­ flußt werden, daß eine Reduzierung der Schleuderdrehzahl bis hin zu einem Schleuderabbruch durchgeführt wird und ggfs. ein zusätzlicher Spülgang mit ggfs. erhöhten Wasser­ mengen durchgeführt wird.
• 5. Auch die Spülwassermenge beeinflußt das Trübungsverhal­ ten. Bei höheren Wassermengen ist die Konzentration von Schmutz und Waschmittel und folglich auch die Trübung ge­ ringer als im entsprechend umgekehrten Fall. Für den Fall, daß ein hoher Trübungswert signalisiert wird, der nicht plötzlich aufgetreten ist, wie dies bei einer Schaumbildung der Fall ist, kann die Wassermenge des aktuellen oder eines folgenden Spülgangs oder der folgenden Spülgänge erhöht werden, oder es wird die Anzahl der Spülgänge vergrößert. Ebenso können im entgegengesetzten Fall bei niedrigen Trü­ bungswerten die Wassermenge erniedrigt und/oder die Anzahl der Spülgänge verringert werden. Dies geschieht immer in­ nerhalb gewisser Grenzen, die noch ein ausreichendes Auswa­ schen des Waschmittels aus der Wäsche sicherstellen, so daß am Abschluß des Spülvorgangs Wäsche mit einem definitions­ gemäß noch tolerierbaren maximalen Waschmittelrestgehalt vorliegt.
• 6. Ein Spülvorgang weist in der Regel eine Anzahl einzelner Spülgänge auf. Im Verlauf jedes dieser Spülgänge zeigt sich mit zunehmender Zeitdauer ein flacherer Verlauf des Trü­ bungswertes mit abnehmender Steigung, der ein Gleichgewicht von Restwaschmittel in der Wäsche und von in der Spülflotte gelöstem Waschmittel anzeigt. Eine weitere Verlängerung der Spüldauer dieses Spülgangs bringt daher ,keine weitere Ver­ besserung der Auswaschung mit sich. Es zeigt sich jedoch, daß bei kurzer Spüldauer eine gewisse Verlängerung der Spüldauer ein verbessertes Spülergebnis bewirken kann. Des­ halb führt hier die Verfolgung der zeitlichen Änderung des Trübungswertes, also der Steigung des Trübungswertes, dazu, die Dauer des einzelnen Spülgangs zu einzustellen. Dies wirkt sich auf den Energieverbrauch der Waschmaschine inso­ fern vorteilhaft aus, als nur so lange innerhalb eines Spülgangs gespült wird, bis von einem Gleichgewicht in der Spülflotte ausgegangen werden kann, und eine Verbesserung des Auswaschergebnisses nur noch mit unverhältnismäßig hohem Aufwand erreichbar ist bzw. gar nicht mehr wegen des Gleichgewichtszustandes erreichbar ist. Eine Verbesserung des Auswaschergebnisses kann daher prinzipiell am günstig­ sten nur noch durch die Anfügung eines neuen Spülgangs er­ reicht werden.
• 7. Es ist in einer Waschmaschine heutzutage üblich, daß zwischen einzelnen Spülgängen während eines Spülvorgangs geschleudert wird, um mit einem höheren Verdünnungsfaktor eine verbesserte Ausnutzung der Spülwassermenge zu errei­ chen. Falls dieses Zwischenschleudern jedoch nicht erfolgt, weil z. B. bei einem Nachtprogramm aus Geräuschgründen auf ein Schleudern verzichtet wird oder weil gewisse Textilien zur Schonung nicht geschleudert werden dürfen, kann ein sog. Pendelspülen direkt vom Meßwert des Trübungssensors oder einer daraus abgeleiteten Bewertungsgröße geregelt werden. Dabei wird der Wasserzulauf einerseits und das Ein- und Ausschalten der Entleerungspumpe zur Entfernung der ge­ samten freien Flotte oder eines Teils davon abhängig vom Meßwert und/oder der daraus abgeleiteten Bewertungsgröße eingestellt.
• 8. Weiter nutzt eine erfindungsgemäße Waschmaschine die Tatsache aus, daß der Trübungswert und dessen Verlauf bei den einzelnen Spülgängen von der Wasserhärte des zulaufen­ den Frischwassers abhängen. So zeigt in der Regel eine ge­ ringere Wasserhärte bei gleicher Waschmitteldosierung und gleicher Wäschebeschickung in der Regel eine höhere Trübung über den gesamten Spülvorgang. Weil dieses Verhalten in der Regel immer - auch in Verbindung mit den meisten heutzutage angebotenen Waschmitteln - auftritt, kann auf diese Weise mittels der Meßung des Trübungswertes und dessen Verlaufs auf die Wasserhärte des zulaufenden Frischwassers geschlos­ sen werden. Diese Information wird gezielt zur Steuerung der Wassermenge in den einzelnen Spülgängen und zur Steue­ rung der Anzahl der Spülgänge genutzt. Weiter kann diese Information dem Benutzer angezeigt werden und/oder zur An­ zeige einer Dosierempfehlung für Waschmittel/Enthärter ver­ wendet werden und/oder bei Vorhandensein einer Dosierauto­ matik zur automatischen Mengendosierung von Waschmit­ tel/Enthärter verwendet werden.

Die vorstehend genannten acht Ausführungsbeispiele der Er­ findung sind jedes für sich, aber auch in beliebigen Kombi­ nationen sowie in ihrer Gesamtheit geeignet, den Spülvor­ gang in einer Waschmaschine oder einer Geschirrspülmaschine dahingehend zu ertüchtigen, daß nur ein Mindestmaß an Ressourcen (Wasser, Strom, Waschmittel/Enthärter) verbraucht wird und gleichzeitig die Vorgabe, daß die Wäsche oder das Geschirr am Ende eines Wasch- bzw. Spülprogramms weitgehend wasch- bzw. spülmittelrückstandsfrei vorliegen, erfüllt ist.

In welcher Weise die Meßwerte des Trübungssensors und/oder die daraus abgeleiteten Bewertungsgrößen in Form von Algo­ rithmen ihren Niederschlag in einer Einrichtung zur Pro­ grammsteuerung und/oder -regelung finden, hängt im wesent­ lichen vom Gerätetyp ab, indem die vorstehend beschriebenen Steuerungs- und/oder Regelungsrichtlinien eingesetzt wer­ den. Es sind in der Regel eine begrenzte Anzahl empirischer Untersuchungen notwendig, um geeignete Algorithmen, die die in einem Spülgang benötigte Wassermenge und die Anzahl der Spülgänge bestimmen, für das vorgesehene Gerät abzuleiten.

Für die Zuverlässigkeit derartiger Steuerungen und/oder Re­ gelungen ist es besonders vorteilhaft, wenn der Trübungs­ sensor als Lichttransmissionssensor ausgeführt ist und über zwei unabhängig voneinander betreibbare Transmissions­ und/oder Reflexionsmeßstrecken verfügt. Es wird diesbezüg­ lich nochmals auf die ältere deutsche Patentanmeldung 196 26 203.8 verwiesen, welche die Ausgestaltung eines derarti­ gen Trübungssensors zum Gegenstand hat.

Die vorstehend genannte Erfindung ist besonders gut zum Einsatz in Haushaltsgeräten, wie Haushaltswaschmaschine und Haushaltsgeschirrspülmaschine, geeignet. Ebenso ist diese Erfindung bei allen Geräten geeignet, bei denen durch Aus­ spülen mit einer Arbeitsflüssigkeit, meist Wasser, uner­ wünschte Bestandteile eines Reinigungs- oder sonstigen Mit­ tels ausgeschieden werden müssen, sofern mittels der Signa­ le des Trübungssensors eine Aussage über Art, Umfang, Kon­ zentration dieses Mittels in dem zu reinigenden Gut getrof­ fen werden kann.

Der Einsatz ist beispielsweise auch möglich in Geräten zur chemischen und biologischen Reinigung von kontaminierten Reinigungsstücken, Böden (Erdreich), und dgl.

Claims (8)

1. Arbeitsfluidführendes Reinigungsgerät, insbesondere wasserführende Wasch- oder Spülmaschine, mit einer Einrich­ tung zur Programmsteuerung und/oder -regelung und einem die Trübung des Arbeitsfluids erfassenden Trübungssensor, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Programmsteuerung und/oder -regelung derart ausgestaltet ist, daß mittels eines vom Trübungssen­ sor gelieferten Meßwerts und/oder einer daraus abgeleiteten Bewertungsgröße eine Einstellung des Spülvorgangs und/oder eine Modifizierung des Spülprogramms erfolgt.

2. Arbeitsfluidführendes Reinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert und/oder die Bewertungsgröße über den Vergleich mit Schwellenwerten auf die Einstellung und/oder Modifizie­ rung des Spülprogramms rückwirkt.

3. Arbeitsfluidführendes Reinigungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung eines gleitenden Mittelwerts für den Meßwert und/oder für die Bewertungsgröße vorgesehen ist, wobei der Meßwert und/oder die Bewertungsgröße über einen definierten Zeitbereich im Programmablauf entnommen sind.

4. Arbeitsfluidführendes Reinigungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert aus 2 bis 20, vorzugsweise 3 bis 10, defi­ nierten Zeitpunkten aufeinanderfolgender Programmabläufe gebildet ist.

5. Arbeitsfluidführendes Reinigungsgerät nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Verfolgung der zeitlichen Änderung von Meßwert und/oder Bewertungsgröße eine Rückwirkung auf den Spülvor­ gang erfolgt.

6. Arbeitsfluidführendes Reinigungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung eines gleitenden Mittelwerts für die zeitliche Änderung des Meßwerts und/oder für die zeitliche Änderung der Bewertungsgröße vorgesehen ist, wobei die zeitliche Än­ derung des Meßwerts und/oder zeitliche Änderung der Bewer­ tungsgröße über einen definierten Zeitbereich im Pro­ grammablauf entnommen sind.

7. Arbeitsfluidführendes Reinigungsgerät nach einem der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Messung der Programmlaufzeit und/oder der Ar­ beitsfluidmenge vorgesehen sind.

8. Arbeitsfluidführendes Reinigungsgerät nach einem der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Trübungssensor über zwei separate Lichttransmissions­ meßstrecken zur Trübungsmessung verfügt.