DE3703917A1 - Verfahren zum automatischen waschen von waesche - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum automatischen Waschen von Wä­ sche in einem Laugenbehälter unter Einsatz von in Wasser gelösten Waschmitteln, von Heizenergie und von mechanischer Energie in Form der Agitation eines Wäsche­ bewegers in einer Waschmaschine, an deren Laugenbehälter als Wasserstandgeber ein mindestens mehrstufig Ausgangssignale abgebenen Drucksensor angeschlossen ist.

Schaum spielt in modernen Waschgeräten nicht mehr dieselbe Rolle wie vor etwa 10 bis 15 Jahren. Durch Herabsetzung der Waschmechanik zu bestimmten Programm­ abschnitten und Erniedrigung der höchstmöglichen Waschtemperatur von 95°C auf 90°C ist von der Waschgeräteseite her auf das lästige Überschäumverhalten reagiert worden. Außerdem haben die Waschmittelhersteller durch Zugabe von Waschinhibito­ ren (Verzögerern) ihrerseits Maßnahmen gegen übermäßige Schaumentwicklung ge­ troffen.

Trotzdem bleibt Waschlauge jedoch grenzflächenaktiv. Beim Zusammentreffen einiger, nicht zahlenmäßig bekannter Faktoren, wie Waschmittelkonzentration (nicht unbe­ dingt Überdosierung), Hineinschlagen von Luft in die Waschlauge durch die Wasch­ mechanik (Gardinen, Minderbeladung) oder Verwendung eines Waschmittels gerin­ gerer Qualität kommt es auch heute noch zu starker Schaumentwicklung, die bis zum Überschäumen führen kann, bei dem geschäumte Waschlauge aus der Waschma­ schine austritt.

Starke Schaumentwicklung behindert die Waschmechanik - die Wäsche schwimmt fast ohne Bewegung im Schaum -, führt zu einer höheren Belastung der Heizstäbe und zu starken örtlichen Temperatur-Unterschieden in der Waschflüssigkeit. Tempe­ raturfühler reagieren nämlich träge und der Wärmeübergang vom Schaum zum Tem­ peraturfühler ist selbstverständlich wesentlich geringer als der von Flüssigkeit zum Temperaturfühler.

In Waschgeräten liegen zwei Ursachen für die Schaumentstehung vor:

1. Grenzflächen-(oberflächen-)aktive Stoffe sind im Wasser gelöst,
2. durch die Waschmechanik wird Gas (Luft) in die Flüssigkeit geschlagen und die Blasenbildung dadurch gefördert.

Diese beiden Ursachen erklären eine vermehrte Schaumentstehung in einem Gardi­ nen-Waschprogramm (Waschmittel für niedrigere Temperaturen, langsam ablaufen­ der Schaum, weniger gut schaumgebremstes Waschmittel und starkes Hineinschlagen von Luft in die Lauge).

Demgegenüber enthalten Waschmittel für höhere Temperaturen soviel Schauminhibito­ ren, daß diese beiden Ursachen bei Waschprogrammen mit höheren Temperaturen al­ lein die vermehrte Schaumentstehung nicht erklären können. Als dritte Ursache tritt hier hinzu, daß an den Oberflächen der Heizstäbe Waschlauge zu Blasen verdampft. Diese Blasen bleiben bei ruhiger Lauge zunächst an den Oberflächen der Heizstäbe gebunden. Sobald nach der Reversierpause die Trommelbewegung wieder einsetzt, kommt es zu einer impulsartigen, eruptiven Ablösung aller Dampfblasen, die indirekt als Keimbildner für die Schaumblasen wirken und dadurch einen impulsartigen Schaum-Druckaufbau verursachen.

Die DE-OS 23 25 586 schlägt bei einer Waschmaschine mit einer Einrichtung zur Vermeidung des Überschäumens vor, im oberen Bereich des Laugenbehälters, der über dem höchstmöglichen Laugenstand liegen muß, einen druckabhängigen Schalter als Schaumindikator anzukoppeln. Diesem Vorschlag liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei starker Schaumentwicklung der Druck im oberen Laugenbehälterbereich an­ steigt. Der entsprechend ansprechende Druckschalter soll dann die Heizung vollstän­ dig oder zeitweilig abschalten und ggf. die Steuereinrichtung in den nächsten Pro­ grammschritt schalten oder gar kurzzeitig die Frischwasserzufuhr einschalten.

Diese letztgenannte Maßnahme ist in der DE-OS 23 25 586 selbst bereits als nach­ teilig erkannt worden, und zwar wegen der zusätzlichen baulichen Aufwendungen und wegen der damit verbundenen, unerwünschten Laugenstandserhöhung.

Außerdem ist die Abschaltmaßnahme an der Heizung zu träge und führt erst viel zu spät zu dem gewünschten Effekt. Inzwischen ist nämlich der Schaum bereits aus der Überlauföffnung und/oder der Waschmittel-Einspüleinrichtung aus dem Laugenbehäl­ ter ausgetreten und kann zu kleineren Überschwemmungen führen.

Außerdem erreicht oder erhält man beim Abschalten der Heizung nicht die erfor­ derliche Waschlaugentemperatur, so daß der gewünschte Wascheffekt nicht eintritt. Beim Waschen mit Feinwaschmitteln im Temperaturbereich bis höchstens 40°C hat das Abschalten der Heizung keinen Einfluß auf die Schaumentwicklung.

Weiterhin bildet natürlich der lange im Laugenbehälter verweilende Schaum ein Hemmnis für die effektive mechanische Bearbeitung der Wäsche.

Ferner ist bei der bekannten Waschmaschine ein zusätzlicher Druckaufnehmer er­ forderlich, der im oberen Teil des Laugenbehälters angeschlossen ist. Daher kann die schädliche Schaumentwicklung erst erkannt werden, wenn das Niveau des Schaums bereits die Mündung der Druckleitung zum Druckaufnehmer überschritten hat. Die träge Reaktion kann den Austritt des Schaumes aus der Waschmaschine dann nicht mehr verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maßnahme zu treffen, die möglichst unverzüglich die Schaumentwicklung auf ein zulässiges Maß verringert, wobei die Meßmethode bereits so frühzeitig und so sicher einen Schluß auf die Gefahr der schädlichen Schaumentwicklung zulassen soll, daß entsprechend frühzeitig reagiert werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß während der Agitationspha­ sen des Wäschebewegers mit einer für die zu waschende Wäscheart zulässigen Nor­ malenergie der Druck im Laugenbehälter gemessen und bei Erreichen eines Druck­ schwellwertes die mechanische Energie verringert wird.

Da bei der erfindungsgemäßen Lösung der ohnehin für die Laugenstands-Messung vorgesehene Drucksensor zur Druck-Schwellwert-Erkennung herangezogen wird, kann auf einen zusätzlichen Druckaufnehmer verzichtet werden. Ein Drucksensor kann überdies so eingerichtet sein, daß er nahezu jeden beliebigen Druckwert zwischen zwei Grenzwerten signalisieren kann, die beispielsweise dem leeren und dem vollen Laugenbehälter entsprechen können. Da bei Erreichen des Druck-Schwellwertes nur die in die Wäsche eingeleitete mechanische Energie verringert wird und diese Maß­ nahme augenblickliche Wirkung zeigt, ist die Gefahr des Schaum-Austritts aus der Waschmaschine selbst bei überdurchschnittlich starker Schaumentwicklung gebannt. Das augenblickliche Zusammenbrechen des übermäßigen Schaums führt die Wäsche wieder der erforderlichen mechanischen Bearbeitung zu.

Bei einer Trommelwaschmaschine, die zum Waschen von Weißwäsche einen Trommel- Drehrhythmus für Normalenergie hat, bei dem der Trommelantriebsmotor zwischen etwa 65 und 85% der Zeit eingeschaltet ist, kann zur Verringerung der mechani­ schen Energie der Trommelantriebsmotor zwischen etwa 10 und 50% der Zeit eingeschaltet sein. Hieraus ist ersichtlich, durch welche prinzipiell einfache Maß­ nahme der gewünschte Effekt erzielbar ist.

Für eine eindeutige Aussage über das Erreichen des Druck-Schwellwertes ist es vor­ teilhaft, wenn der Druck-Schwellwert ein Differenzwert ist, der aus dem oberen Druckwert bei einsetzender Trommelbewegung und dem unteren Druckwert bei Trommelstillstand gebildet ist. Differenzwerte der Druckstöße aus normaler Trom­ melbewegung und aus den Schaumeruptionen unterscheiden sich nämlich, direkt mit­ einander verglichen, erheblich voneinander, so daß sie ein eindeutiges Kriterium für diese unerwünschten Schaumeruptionen darstellen.

Zweckmäßigerweise ist der Differenzwert auf etwa 65 mm Wassersäule ± 30% fest­ gelegt, weil sich bei diesem Wert ein optimaler Effekt erzielen läßt.

Im allgemeinen wird die Schaumentwicklung sofort nach Verringern der mechani­ schen Energie stagnieren, ja der zuviel entwickelte Schaum wieder zusammenbrechen. Um allerdings einen brauchbaren Wascheffekt aufrechtzuerhalten, empfiehlt sich gemäß Fortentwicklung der Erfindung, die verringerte mechanische Energie nach ei­ ner vorgegebenen Zeit wieder auf den Normalwert zurückzuschalten und die schwell­ wertabhängige Steuerung der mechanischen Energie erneut zu aktivieren. Zwar kann dann in absehbarer Zeit erneut eine zu starke Schaumentwicklung entstehen, die al­ lerdings vom Drucksensor wieder erkannt wird, so daß die schwellwertabhängige Steuerung der mechanischen Energie wiederholt wird.

Man kann den Differenzwert in die Nähe der oberen Toleranzgrenze legen und hat dann eine sehr eindeutige Aussage. Dann empfiehlt sich jedoch, beim Erreichen des Druck-Schwellwertes außerdem die Heizenergie für eine begrenzte Zeit zu vermin­ dern oder abzuschalten; denn bei einem derartig hochliegenden Druck-Schwellwert ist die Schaumentwicklung inzwischen so stark vorangeschritten, daß doch die Gefahr des Schaumaustritts aus der Maschine besteht, wenn nicht zusätzlich noch die Hei­ zungsenergie verringert würde. Vor allem in der ersten Phase der Schaumentwicklung kann bereits überdurchschnittlich viel Schaum entstehen. Deshalb kann während des Temperaturanstiegs vorteilhaft sein, zusätzlich die Heizung kurzzeitig abzuschalten.

Eine Waschmaschine zur Durchführung des Verfahrens ist vorteilhafterweise zum Messen des Druck-Schwellwerts mit einem elektronischen Drucksensor ausgestattet, dessen elektrisches Ausgangssignal dem gemessenen Druck proportional ist.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Diagramms, in dem die Trommel-Dreh­ rhythmen im Vergleich zu den Druckmeßwerten und den Temperaturmeßwerten dargestellt sind, ist die Erfindung nachstehend erläutert.

Im unteren Teil zeigt das Diagramm den Betriebsverlauf des Trommelantriebsmotors (nicht dargestellt). Dabei pendelt die Drehzahl des Trommelantriebsmotors in Ab­ hängigkeit von seiner Steuerschaltung zwischen Null und n _w der Waschdrehzahl. Zwi­ schen den Zeitpunkten t 1 und t 2 wird eine mechanische Normalenergie an die Wä­ sche abgegeben derart, daß die Trommel 15 Sek. lang angetrieben wird und 3 Sek. stillsteht. Im Zeitraum zwischen den Zeitpunkten t 2 und t 7 wird die mechanische Energie dadurch verringert, daß die Wäschetrommel im wesentlichen in Intervallen nur während 3 Sek. angetrieben wird und jeweils 20 Sek. stillsteht. Derselbe An­ triebsmodus ist auch zwischen den Zeitpunkten t 8 und t 9 gewählt.

Zwischendurch kann, z. B. zwischen den Zeitpunkten t 7 und t 8 sowie t 9 und t 10 ab­ hängig von der Schaumerkennungs-Einrichtung der Trommelantrieb wieder auf Nor­ malenergie zurückgeschaltet werden. Falls die Motorsteuerungsschaltung dies zuläßt, können auch andere Trommel-Drehrhythmen gewählt werden als während der Aufheizphase t 1 bis t 2.

Die mittlere, mit den Nadelspitzen versehene Kurve zeigt den Druckverlauf im Lau­ genbehälter, der mit einem elektronischen Drucksensor gemessen wird, dessen Aus­ gangsspannung ein analoges Äquivalent zum Druck im Laugenbehälter darstellt.

Die dritte, zunächst nahezu kontinuierlich ansteigende Kurve gibt den Verlauf der Laugentemperatur zunächst während der Aufheizphase, später während der Tempera­ turhaltephase an.

Im Zeitraum t 1 wird in den Laugenbehälter zunächst Wasser eingefüllt und die in der Trommel liegende Wäsche benetzt. Dies ist durch mehrmalige Saug- und Rückflußvorgänge gekennzeichnet, so daß der Laugenstand - erkennbar an den Druckstößen des Druckdiagramms - stark schwanken kann. Im Zeitpunkt t 1 ist ein Laugenstand erreicht, bei dem der Trommelantrieb eingeschaltet werden kann. Die nun sich in Bewegung setzende Wäsche nimmt erneut viel Wasser auf, so daß der Laugenstand erneut stark sinkt und das Magnetventil wieder geöffnet wird. Das er­ neut zulaufende Wasser erhöht den Laugenstand im Laugenbehälter sehr schnell bis zu einem oberen Schaltpunkt P 1, bei dem das Magnetventil wieder geschlossen wird. Die Trommelbewegung sorgt wieder dafür, daß ein erheblicher Teil des erneut zuge­ flossenen Wassers in der Wäsche aufgenommen wird. Nach einem weiteren kurzen Nachtankvorgang ist das Wasserfassen abgeschlossen.

Inzwischen hatte bereits die Aufheizphase begonnen, so daß die Temperatur der Lau­ ge zu diesem Zeitpunkt bereits bei 30°C liegt. Sie steigt nun kontinuierlich weiter an bis zum Zeitpunkt t 2. In dieser Aufheizphase baut sich der Druck im Laugenbe­ hälter langsam auf. Durch Waschmittelzugabe und Temperaturerhöhung wird die Oberflächenspannung des Wassers herabgesetzt. Die Folge ist, daß die freie Flotte durch Zurückfließen aus der Wäsche geringfügig zunimmt, so daß das Laugenniveau im Behälter ansteigt. In allen Phasen zeigt sich natürlich der Einfluß der Trommel­ drehung durch die Kurve überlagernde Druckspitzen. Zum Zeitpunkt t 2 baut sich eine besonders hohe Druckspitze P 2 auf, welche die vom Drucksensor beeinflußte Steuer­ schaltung veranlaßt die Motorsteuerung auf einen Waschrhythmus mit verringerter mechanischer Energie (z. B. 3 Sek. Lauf, 20 Sek. Pause) zurückzuschalten. Außerdem veranlaßt die Steuerschaltung, das kurzzeitige (ca. 1 Minute) Abschalten der Hei­ zung, weil - wie gefunden wurde - die hohe Oberflächentemperatur der Heizkörper zur Blasenverdampfung führt und damit eine Keimzelle für erhöhte Schaumbildung darstellt. Die Folge dieser Maßnahme ist deutlich sichtbar: Die Schaumentwicklung nimmt sofort ab. Die Steuerschaltung ist so eingerichtet, daß der elektronische Drucksensor alle 120 Sek. den Druck im Laugenbehälter abfragt. Hat zum Abfrage­ zeitpunkt der Laugenbehälterdruck den Druck-Schwellwert erreicht, dann wird wie­ derum der Motorsteuerung ein Waschrhythmus für verringerte mechanische Energie befohlen. Andernfalls gibt die Motorschaltung der Motorsteuerung wieder den norma­ len Waschrhythmus vor. Gleichzeitig wird dann aber auch die Abfrage des elektroni­ schen Drucksensors ständig aktiviert, um auf erneute Schaumbildung ohne Verzögerung reagieren zu können.

Die starke Verringerung der mechanischen Energie führt selbst bei überdurchschnitt­ licher Schaumentwicklung zum Rückgang des Schaums nach wenigen Minuten, so daß der normale Trommelrhythmus wieder eingeschaltet werden kann (t 7) und mit die­ sem Trommel-Drehrhythmus weitergewaschen werden kann ohne eine erneute über­ durchschnittliche Schaumentwicklung zu provozieren.

Zwischen den Zeitpunkten t 2 und t 7 laufen die vorstehend beschriebenen Vorgänge entsprechend ab. Man erkennt, daß die aufeinanderfolgenden Druckspitzen insbeson­ dere dann ansteigen, wenn die Laugentemperatur zunimmt, also die Heizkörper ein­ geschaltet sind. Immer dann führt die hohe Heizkörperoberflächen-Temperatur zu starker Blasenbildung, die in Schaumentwicklung übergeht (P 3).

Fällt die Reduzierung der mechanischen Energie mit einem ausgeschalteten Heizkör­ per zusammen, dann bricht auch überdurchschnittlich angewachsener Schaum augen­ blicklich zusammen. Ein erneuter Anstieg der Schaumentwicklung verläuft danach wesentlich flacher und kann nach Abschalten der Heizkörper erheblich schneller ab­ gebaut werden. Dann ist die Umschaltung auf einen Trommel-Drehrhythmus für me­ chanische Normalenergie ungefährlich.

Zu den Zeitpunkten t 3 bis t 6 ist die Schaumentwicklung soweit gebremst, daß der elektronische Drucksensor nicht anspricht. Daher fällt die Motorsteuerung zu diesen Zeitpunkten (jeweils 120 Sek. nach der Erkennung einer übermäßigen Schaumentwick­ lung) wieder in den normalen Trommel-Drehrhythmus zurück. Dann entsteht aber wieder eine besonders hohe Druckspitze, weil die jeweilige Schaumentwicklung im Anstieg begriffen ist. Daher wird der elektronische Drucksensor in seiner Steuer­ schaltung wiederum einen Befehl an die Motorsteuerung verursachen und den Trom­ mel-Drehrhythmus wieder auf verringerte mechanische Energie zurückschalten.

Nach erneutem Einschalten der Heizung zum Zeitpunkt t 8 mit steilem Temperatur­ anstieg - hieraus folgt eine hohe Oberflächentemperatur an den Heizkörpern und eine starke Blasenbildung - steigt die Schaumbildung erneut sehr stark an, so daß beim Druckpunkt P 3 der elektronische Drucksensor erneut ein Umschaltsignal aus seiner Steuerschaltung an die Motorsteuerung veranlaßt, die dadurch wieder auf verringerte mechanische Energie umschaltet. Diese erneute starke Schaumbildung ist ersichtlich so hoch, daß auch jeweils 120 Sek. nach jedem Überwachungszeitpunkt der Druck im Laugenbehälter über dem Druck-Schwellwert liegt, so daß in der gesamten Phase zwischen t 8 und t 9 der Trommelantrieb ohne Rückfall in den normalen Trommel- Drehrhythmus bei einem Rhythmus verbleibt, der allmählich doch zum Absinken der erhöhten Schaumbildung führt, wie ersichtlich.

Zum Zeitpunkt t 9 ist schließlich der Druck im Laugenbehälter wieder unter den Druck-Schwellwert gesunken, so daß der Antrieb wieder auf normalen Trommel- Drehrhythmus (15 Sek. Lauf und 3 Sek. Pause) umgeschaltet wird. Auch die weitere Schaumbildung bleibt jetzt unterhalb der schädlichen Grenze, so daß bis zum Zeit­ punkt t 10, bei dem ein Teil der Lauge bereits abgepumpt wird, die Trommelbewe­ gung für eine normale Waschwirkung im normalen Drehrhythmus gehalten werden kann.

Claims (7)

1. Verfahren zum automatischen Waschen von Wäsche in einem Laugenbehälter unter Einsatz von in Wasser gelösten Waschmitteln, von Heizenergie und von mechanischer Energie in Form der Agitation eines Wäschebewegers in einer Waschmaschine, an deren Laugenbehälter als Wasserstandgeber ein mindestens mehrstufig Ausgangssignale abgebender Drucksensor angeschlossen ist, da­ durch gekennzeichnet, daß während der Agitationsphasen (t 1 bis t 10) des Wäschebewegers mit einer für die zu waschende Wäscheart zulässigen mechanischen Normalenergie der Druck im Laugenbehälter gemessen und bei Erreichen eines Druck-Schwellwertes (P 2) die mechanische Energie verringert wird.

2. Verfahren zum Waschen von Weißwäsche nach Anspruch 1 bei einer Trommel­ waschmaschine mit einem Trommeldreh-Rhythmus für mechanische Normalener­ gie, bei dem der Trommelantriebsmotor zwischen etwa 65 und 85% der Dauer der Agitationsphasen eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die verringerte mechanische Energie der Trommelantriebsmotor zwischen etwa 10 und 50% der Dauer der Agitationsphase eingeschaltet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck-Schwell­ wert ein Differenzwert ist, der aus dem oberen Druckwert bei einsetzender Trommelbewegung und dem unteren Druckwert bei Trommelstillstand gebildet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzwert ca. 65 mm Wassersäule ± 30% entspricht.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verringerte mechanische Energie nach einer vorgegebenen Zeitdauer (120 Sek.) wieder auf den Normalwert zurückgeschaltet und die schwellwertabhängige Steuerung der mechanischen Energie erneut aktiviert wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erreichen des Druck-Schwellwertes (P 2) außerdem die Heizenergie für eine begrenzte Zeitdauer vermindert oder abgeschaltet wird.

7. Waschmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Messen des Druck-Schwellwertes ein elektronischer Drucksensor vorgesehen ist, dessen elektrisches Ausgangssignal dem gemessenen Druck proportional ist.