DE19714695A1 - Wasch- oder Geschirrspülmaschine mit Trübungssensor - Google Patents
Wasch- oder Geschirrspülmaschine mit TrübungssensorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wasch- oder Geschirrspülmaschine mit
einem sogenannten Trübungssensor. Ein Trübungssensor weist einen
Strahlungssensor und einen Strahlungsempfänger auf, wobei die
Strahlung auf dem Weg vom Sender zum Empfänger durch in der Ma
schine gebrauchtes Wasser durchtritt, um dessen Trübung zu mes
sen.
Bei Waschmaschinen und Geschirrspülmaschinen wird die Einsparung
von Energie und Wasser ein immer wichtiger werdendes technisches
Problem.
Beim Waschen und Geschirrspülen mit Maschinen hängt der erforder
liche Energie- und Wasserverbrauch weitgehend vom Verschmutzungs
grad der zu waschenden bzw. zu spülenden Güter ab. Je
"schmutziger" das Wasch- bzw. Spülgut ist, umso mehr Wasser
und/oder Energie ist erforderlich, um ein befriedigendes Wasch-
bzw. Spülergebnis zu erzielen. Nach dem Vorwasch- bzw. Reinigungs
gang erfolgen in der Regel bei Wasch- und Geschirrspülmaschinen
mehrere Spülgänge mit klarem Wasser. Auch die Zahl der erforder
lichen Spülgänge hängt stark vom Verschmutzungsgrad der Wäsche
bzw. des Geschirrs ab.
Mit einem Trübungssensor kann der Verschmutzungsgrad von in der
Maschine gebrauchtem Wasser gemessen werden, um daraus eine In
formation über den Verschmutzungsgrad des zu waschenden bzw. zu
spülenden Gutes zu gewinnen und entsprechend dieser Information
dann die Maschine hinsichtlich Energie- und Wasserverbrauch so
zu steuern, daß letztere so gering als möglich und so hoch als
notwendig sind.
Es gibt im Stand der Technik Lichtschranken als Trübungssensor,
die an speziell präparierten Rohren der Wasserführung angebracht
sind. Solche Lichtschranken erfordern die getrennte Montage von
Sender und Empfänger und somit in der Regel auch mehrere Öffnun
gen in wasserführenden Teilen. Dies macht den Aufwand an Bautei
len und auch die Montage aufwendig und führt auch zu störanfäl
ligen Trübungssensoren sowie erhöhten Aufwand bezüglich der Dich
tungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wasch- oder Ge
schirrspülmaschine der eingangs genannten Art so auszugestalten,
daß mit geringem Herstellungs- und Montageaufwand eine funktions
sichere Trübungsmessung von gebrauchtem Wasser möglich ist.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel bei einer Wasch- oder Geschirr
spülmaschine der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß
die Einrichtungen zum Aussenden bzw. Empfangen der Strahlung auf
einem gemeinsamen Träger angeordnet oder befestigbar sind, der
so in der Maschine montierbar ist, daß die Strahlung auf dem Weg
von der Sendeeinrichtung zur Empfangseinrichtung in der Maschine
gebrauchtes Wasser durchstrahlt.
Die Erfindung ermöglicht es, daß für die Trübungsmessung des
Wassers keine zusätzliche weitere Öffnung im wasserführenden
Bauteil (zum Beispiel dem Bottich) benötigt wird, so daß auch
eine weitere Leckmöglichkeit ausgeschlossen ist. Die erfindungs
gemäße Vorrichtung zum Messen der Wassertrübung ist preisgünstig,
da sie nur wenige Bauteile benötigt und auch die Montage wenig
aufwendig ist. Der erfindungsgemäße Trübungssensor kann in
Spritzgußtechnik hergestellt werden und erlaubt eine sichere,
insbesondere auch wasserdichte Montage in der Wasch- oder Spül
maschine und auch eine einfache Prüfung.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht weiterhin, daß die Meßein
richtung für die Wassertrübung sehr kompakt mit geringen Abmes
sungen gebaut werden kann und somit auch der in der Maschine
erforderliche Einbauraum klein ist. Auch ermöglicht die erfin
dungsgemäße Meßvorrichtung einen hohen Grad an Sicherheit, da
stromführende Teile nur an unkritischen Stellen verwendet zu
werden brauchen.
Die Einrichtungen zum Aussenden bzw. Empfangen von Strahlung
können gemäß einer Variante der Erfindung direkt als Strahlungs
sender bzw. Strahlungsdetektor am gemeinsamen Träger befestigt
sein. Es ist auch möglich, den Sender und/oder Empfänger ent
fernt vom Träger anzuordnen und die Strahlung mittels Lichtlei
ter vom Sender zum an einem wasserführenden Teil montierten
Träger zu leiten bzw. von diesem Träger zu einem entfernt ange
ordneten Detektor zu leiten, der das Strahlungssignal in ein
elektrisch verarbeitbares Signal umwandelt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Trä
ger für die Einrichtungen zum Abgeben bzw. Empfangen der Strah
lung wasserdicht an einem wasserführenden Teil der Maschine mon
tierbar, wobei der Träger alle für die Messung erforderlichen
Bauteile abstützt, also insbesondere Lichtübertragungs- und Re
flexionsteile und zum Empfangen von Strahlung nach Passieren von
Schmutzwasser dienende Bauteile. Es entsteht so eine kompakte
Baugruppe, die als eine einzige Einheit geschlossen mittels ei
ner einzigen Öffnung an einem wasserführenden Bauteil der Maschi
ne, zum Beispiel einem Bottich, in einem einzigen Arbeitsgang
montierbar ist. Es sind dann für die Trübungsmessung keine zwei
Öffnungen im wasserführenden Teil (Bottich) erforderlich.
Gemäß einer bevorzugten weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist
vorgesehen, daß der Träger zumindest teilweise aus für die Strah
lung transparentem Material besteht oder mit einem Körper (10)
aus für die Strahlung transparentem Material verbunden ist.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor,
daß der Träger oder ein mit ihm verbundener Körper mit zumindest
einer Einrichtung versehen ist zum Umlenken oder Reflektieren
der Strahlung derart, daß die Strahlung von der Sendeeinrichtung
zur Empfangseinrichtung gelangt.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß zum Reflektieren der
Strahlung auf ihrem Weg von der Sendeeinrichtung zur Empfangsein
richtung ein Teil der Maschine vorgesehen ist, der eine reflek
tierende Oberfläche aufweist, insbesondere eine Trommel. Bei
dieser Ausgestaltung der Erfindung kann neben der Trübungsmessung
des Wassers auch eine weitere Messung mit der Empfangs- und Sende
einrichtung durchgeführt werden, zum Beispiel kann eine Informa
tion über die Position der Trommel der Maschine oder auch eines
anderen Bauteiles, wie des Rotors bei einer Geschirrspülmaschine
gewonnen werden.
Um die bei den vorstehend genannten Ausgestaltungen der Erfin
dung erforderlichen Reflektoren zum Umlenken des Lichtes vom
Sender zum Empfänger derart, daß Brauchwasser durchstrahlt wird,
gegen eine Verschmutzung und Alterung zu schützen, ist gemäß
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgese
hen, daß in dem transparenten Material des Trägers bzw. des Kör
pers ein Reflektor ausgeformt ist, dessen reflektierende Ober
fläche nicht mit Schmutzwasser beim Betrieb der Maschine in Be
rührung kommt.
Die Erfindung betrifft auch einen gesonderten Trübungssensor für
eine Wasch- oder Geschirrspülmaschine, der dadurch gekennzeich
net ist, daß Einrichtungen zum Aussenden und Empfangen von Meß
strahlung auf einem gemeinsamen Träger angeordnet oder befestig
bar sind, wobei der Träger so in einer Wasch- oder Geschirrspül
maschine montierbar ist, daß die Strahlung auf dem Weg von der
Sendeeinrichtung zur Empfangseinrichtung in der Maschine gebrauch
tes Wasser durchstrahlt.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum
Messen der Wassertrübung in einer Wasch- oder Geschirr
spülmaschine und
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß Fig. 1
entlang der Linie B-B.
Der in Fig. 1 gezeigte Trübungssensor weist einen Körper 10 auf,
der an einem Träger 12 befestigt ist. Körper 10 und Träger 12
können auch integral (einstückig) aus einem Material geformt
sein, zum Beispiel durch Spritzguß. Beim gezeigten Ausführungs
beispiel besteht der Körper 10 aus einem Material, das für die
verwendete Strahlung transparent ist, zum Beispiel einem geeig
neten Kunststoff. Das Material des Körpers 10 ist auch so ge
wählt, daß es resistent gegen Beschädigungen bei Einsatz in
Wasch- und Geschirrspülmaschinen ist, also insbesondere resi
stent gegen Waschmittel und andere in diesem Bereich verwendete
Chemikalien.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Trübungssensor nach Fig. 1
entlang der Linie A-A.
Im Körper 10 ist eine Ausnehmung 14 ausgeformt, durch die Wasser
fließen kann (in Fig. 1 wäre die Strömungsrichtung des Wassers
senkrecht zur Zeichnungsebene).
Der in Fig. 1 gezeigte Trübungssensor kann insgesamt als eine
kompakte Baueinheit so in einer Wand eines wasserführenden Bau
teils einer Wasch- oder Geschirrspülmaschine montiert werden,
daß der Körper 10 in das Wasser ragt und der Träger 12 in der
Art eines Flansches eine Öffnung in der Wand abdichtet, insbe
sondere mit Hilfe einer Dichtung 16. Die Mittel zum Befestigen
des Trübungssensors an der Wand sind in den Figuren nicht näher
dargestellt.
Beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind im Träger
12 des Sensors ein Sender 18 für elektromagnetische Strahlung
und ein Empfänger für diese Strahlung angeordnet.
Vom Sender 18 erzeugte Strahlung wird entsprechend den Pfeilen
in einem Lichtleiter 22 zur Ausnehmung 14 im Körper 10 geführt,
passiert diese Ausnehmung und durchstrahlt dabei mehr oder weni
ger getrübtes Wasser, wird an Reflektoren 26, 28 um 180° umge
lenkt, tritt nach der Umlenkung wiederum durch die Ausnehmung 14
und gelangt über einen weiteren Lichtleiter 24 zum Strahlungs
empfänger 20, der das empfangene Lichtsignal in ein elektrisches
Signal umwandelt, das über (nicht dargestellte) Leitungen zu
einem Prozessor übertragen wird, der das Signal auswertet und
entsprechend die Waschmaschine so steuert, daß in Abhängigkeit
von der gemessenen Wassertrübung der Energie- und/oder Wasser
verbrauch optimiert wird.
Als Sender 18 kommt insbesondere eine Licht aussendende Diode
(LED) in Betracht. Die emittierte elektromagnetische Strahlung
kann zum Beispiel im sichtbaren Bereich liegen oder auch
IR-Strahlung sein. Als Empfänger 20 kommen insbesondere eine Foto
diode oder ein Fototransistor in Betracht, um entsprechend der
einfallenden Lichtmenge ein elektrisches Signal zu erzeugen.
Je nach der Wassertrübung wird die durch die Ausnehmung 14 tre
tende Strahlung durch das ebenfalls in der Ausnehmung 14 befind
liche Wasser mehr oder weniger abgeschwächt, insbesondere durch
Absorption und Streuung an Schmutzteilchen. Die Intensität des
am Empfänger 20 auftreffenden Lichtes ist somit ein Maß für den
Verschmutzungsgrad des Wassers in der Ausnehmung 14 und ermög
licht eine Steuerung der Wasch- bzw. Spülmaschine entsprechend
dem Verschmutzungsgrad. Zum Beispiel kann die Anzahl der Wasch-
und Spülgänge der Maschine entsprechend dem Verschmutzungsgrad
eingestellt werden. Auch die Länge eines Waschganges und/oder
eines Spülganges mit klarem Wasser können entsprechend dem ge
messenen Verschmutzungsgrad eingestellt werden.
Zur Kalibrierung (Eichung) der Messung ist es zum Beispiel mög
lich, zu Beginn eines Waschvorganges, wenn sich Luft in der Aus
nehmung 14 befindet, eine Eichmessung durchzuführen, wobei dann
eventuell aufgetretene Verschmutzungen der Oberflächen oder auch
der Reflektoren berücksichtigt sind. Kommt getrübtes Wasser in
die Ausnehmung 14, so bleiben die zuvor genannten eventuellen
Verunreinigungen bestehen, und die Strahlung wird zusätzlich
durch das getrübte Wasser abgeschwächt, so daß durch Vergleich
mit der zuvor genannten Referenzmessung (Eichmessung) ein von
systematischen Fehlern befreites Meßsignal hinsichtlich der Trü
bung des Wassers gewonnen werden kann. Auf diese Weise lassen
sich Einflüsse auf das Meßergebnis, die durch die Veränderungen
der optischen Elemente oder auch Niederschläge auf den optisch
wirksamen Flächen bedingt sind, weitestgehend reduzieren.
Es ist auch möglich, die Kalibrierung der Meßvorrichtung so durch
zuführen, daß am Ende eines Spülganges, wenn feststeht, daß das
Waschgut weitestgehend gereinigt und das Spülwasser nahezu unge
trübt ist, die Referenzmessung erfolgt und das Meßergebnis im
die Maschine steuernden Prozessor abgespeichert und für einen
späteren Waschvorgang herangezogen wird. Auch mit dieser Art der
Gewinnung eines Referenzsignals lassen sich durch dauernde Ver
schmutzungen der Oberflächen der optischen Elemente bedingte
systematische Meßfehler weitgehend eliminieren.
Beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ausneh
mung 14 in der Art eines Durchgangs durch den Körper 10 gestal
tet. Es ist auch möglich, eine Ausnehmung vorzusehen, die an
zumindest einer Seite offen ist, zum Beispiel eine U-förmige
Ausnehmung. Entscheidend ist, daß die Strahlung auf dem Weg vom
Sender zum Empfänger Wasser passiert, dessen Trübung gemessen
werden soll. Für die Messung förderlich ist eine möglichst lange
Wegstrecke der Strahlung im Wasser, was beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 dadurch erreicht wird, daß die Strahlung durch Um
lenkung an Reflektoren das Wasser in unterschiedlichen Richtun
gen passiert. Zur Verlängerung des Strahlungsweges im Wasser
kann das Ausführungsbeispiel auch dahingehend abgewandelt wer
den, daß eine mehrfache Umlenkung der Strahlung erfolgt, so daß
die Strahlung die mit mehr oder weniger getrübtem Wasser gefüll
te Ausnehmung 14 mehr als zweimal auf dem Weg vom Sender zum
Empfänger passiert.
Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel mit Sender 18 und
Detektor 20 kann auch so abgewandelt werden, daß ein Sender und
ein Detektor entfernt vom Träger 12 positioniert werden und die
Strahlung mit Lichtleitern zum Träger 12 und zum Körper 10 über
tragen wird. So können zum Beispiel der Sender und der Strah
lungsdetektor direkt auf der elektronischen Steuerplatine der
Maschine angeordnet werden, also derjenigen Platine, die die
Prozessoren und andere elektrische Bauteile zur Steuerung der
Maschine aufnimmt. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Trübungssensors hat den Vorteil, daß keine elektrischen Leitun
gen zum Trübungssensor geführt werden müssen. Hierdurch wird die
elektromagnetische Verträglichkeit der Anordnung verbessert und
auch die elektrische Sicherheit der Vorrichtung erhöht.
In Abwandlung des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels kön
nen die Reflektoren auch direkt in den Körper 10 so eingespritzt
werden, daß sie nicht mit Schmutzwasser in Berührung kommen.
Der Trübungssensor nach Fig. 1 kann auch dahingehend abgewandelt
werden, daß die Ausnehmung 14 zum Beispiel oben offen gestaltet
wird. Hierzu würde der Körper 10 etwa entlang der Schnittlinie
B-B von Fig. 1 abgeschnitten und es könnten die Lichtleiter 22,
24 so abgewandelt werden, daß der Lichtleiter 22 das Licht auf
der linken Seite in die Ausnehmung 14 einstrahlt und der Licht
leiter 24 das Licht auf der rechten Seite der Ausnehmung 14 em
pfängt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorge
sehen, das abgestrahlte Licht an einem reflektierenden Bauteil
im Inneren eines wasserführenden Behältnisses der Maschine zu
reflektieren und so zu einem Detektor zurückzuführen. Auch dabei
passiert die Strahlung mehr oder weniger getrübtes Wasser und
eine Messung der Strahlungsabschwächung ermöglicht eine Aussage
über den Verschmutzungsgrad des Wassers. Insbesondere kommt als
Reflektor die Trommel zum Beispiel einer Waschmaschine in Be
tracht, die regelmäßig aus reflektierendem Stahl oder derglei
chen hergestellt ist. In diesem Falle könnte zum Beispiel der
Trübungssensor die vorstehend beschriebene Struktur aufweisen,
bei der das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 so abgewandelt ist,
daß der Körper 10 entlang der Linie B-B abgeschnitten ist. Die
Strahlung tritt dann, vom Lichtleiter 22 kommend, aus dem Sensor
aus, wird an der Trommel reflektiert und gelangt nach der Refle
xion nach Durchlaufen einer relativ langen Wegstrecke im getrüb
ten Wasser wieder zum Lichtleiter 24 und von dort zum Fotodetek
tor 20. Diese Variante der Erfindung hat weiterhin den Vorteil,
daß neben der Wassertrübung sich auch noch weitere Informationen
gewinnen lassen, zum Beispiel über die Position der Trommel und
deren Drehzahl. Hierzu können an der reflektierenden Oberfläche
der Trommel Markierungen vorgesehen werden, die sich im Refle
xionsgrad von der nicht markierten Oberfläche unterscheiden.
Claims (12)
1. Wasch- oder Geschirrspülmaschine mit einer Einrichtung (18)
zum Aussenden von Strahlung und einer Einrichtung (20) zum Em
pfangen von Strahlung, die zum Messen einer Wassertrübung so in
der Maschine montierbar sind, daß die Strahlung auf dem Weg von
der Sendeeinrichtung zur Empfangseinrichtung in der Maschine
gebrauchtes Wasser durchstrahlt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtungen (18, 20) zum Aussenden bzw. Empfangen der
Strahlung an einem gemeinsamen Träger (12) angeordnet oder be
festigbar sind.
2. Wasch- oder Geschirrspülmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zum Aussenden von Strahlung ein Strahlungs
erzeuger (Sender) ist.
3. Wasch- oder Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1
oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zum Empfangen von Strahlung ein Detektor
ist, der entsprechend einfallender Strahlung ein elektrisches
Signal erzeugt.
4. Wasch- oder Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1
oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zum Aussenden von Strahlung zumindest ein
Ende eines Lichtleiters ist.
5. Wasch- oder Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprü
che 1, 2 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zum Empfangen von Strahlung zumindest ein
Ende eines Lichtleiters ist.
6. Wasch- oder Geschirrspülmaschine nach einem der vorherge
henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet
daß der Träger (12) zumindest teilweise aus für die Strahlung
transparentem Material besteht oder mit einem Körper (10) aus
für die Strahlung transparentem Material verbunden ist.
7. Wasch- oder Geschirrspülmaschine nach einem der vorherge
henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Träger (12) oder ein mit ihm verbundener Körper (10) mit
zumindest einer Einrichtung (26, 28) versehen ist zum Umlenken
oder Reflektieren der Strahlung.
8. Wasch- oder Geschirrspülmaschine nach einem der vorherge
henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Reflektieren der Strahlung auf ihrem Weg von der Sende
einrichtung zur Empfangseinrichtung ein Teil der Maschine vorge
sehen ist, der eine reflektierende Oberfläche aufweist, insbeson
dere eine Trommel.
9. Wasch- oder Geschirrspülmaschine nach den Ansprüchen 6 und
7,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem transparenten Material des Trägers (12) bzw. des Kör
pers (10) ein Reflektor ausgeformt ist, dessen reflektierende
Oberfläche nicht mit Schmutzwasser beim Betrieb der Maschine in
Berührung kommt.
10. Wasch- oder Geschirrspülmaschine nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Trommel Markierungen vorgesehen sind mit unterschied
lichen Reflexionsgraden.
11. Wasch- oder Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche
6, 7 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Träger (12) oder der mit ihm verbundene Körper (10) eine
Ausnehmung (14) aufweist, durch die in der Maschine gebrauchtes
Wasser und Strahlung auf dem Weg von der Sendeeinrichtung zur
Empfangseinrichtung durchtritt.
12. Trübungssensor für eine Wasch- oder Geschirrspülmaschine,
dadurch gekennzeichnet,
daß Einrichtungen (18, 20) zum Aussenden bzw. Empfangen von
Strahlung auf einem gemeinsamen Träger (12) angeordnet oder be
festigbar sind, wobei der Träger Reflexionseinrichtungen (26,
28) aufweist oder mit solchen verbunden ist, die die Strahlung
von der Sendeeinrichtung (18) zur Empfangseinrichtung (20) so
lenken, daß auf dem Strahlungsweg in der Maschine gebrauchtes
Wasser durchstrahlt wird.
Priority Applications (1)
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DE19714695A DE19714695C2 (de) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | Wasch- oder Geschirrspülmaschine mit Trübungssensor |
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ID=7825935
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