EP0657576A1 - Automatisch gesteuerte Waschmaschine - Google Patents

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EP0657576A1
EP0657576A1 EP94117195A EP94117195A EP0657576A1 EP 0657576 A1 EP0657576 A1 EP 0657576A1 EP 94117195 A EP94117195 A EP 94117195A EP 94117195 A EP94117195 A EP 94117195A EP 0657576 A1 EP0657576 A1 EP 0657576A1
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washing machine
foam
drum
speed
control circuit
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Harald Dipl.-Ing. Moschütz
Ingo Dipl.-Ing. Schulze
Marianne Röhl
Frank Dipl.-Ing. Böldt
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BSH Hausgeraete GmbH
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Definitions

  • the invention is based on an automatically controlled washing machine with a drive motor, the speed of which can be adjusted with a speed control circuit on the basis of a phase control and determined according to target and actual speed values, and which drives the laundry drum with several different ones. Speeds for washing, rinsing and spinning.
  • the invention is therefore based on the object of finding a way for reliable foam detection that arises without additional components.
  • the speed values are already present as electrical quantities in the speed control circuit of a modern washing machine and a load-dependent electrical quantity can also be an existing value in the speed control circuit for the motor current or the phase angle of the motor current, so that there is no additional value for the foam detection according to the invention Components required.
  • the washing machine according to the invention is further developed in that when the signal is applied with a quantity that suggests the presence of a quantity of foam that is braking the drum, the centrifugal drive of the drum can be switched off at least for a limited period.
  • the foam at the bottom of the tub may collapse while the centrifugal drive is switched off.
  • the remaining lye residues are according to a further advantageous development the washing machine according to the invention can be pumped out by a drain pump during the switch-off period of the centrifugal drive
  • the drum can be reversely driven in the gentle cycle while the centrifugal drive is switched off.
  • the gentle cycle is carried out regularly at such low speeds that the drum movement does not generate any more foam, but smashes the existing foam bubbles.
  • a further advantageous embodiment of the washing machine according to the invention can provide effective remedial action, in which a further rinse cycle can be initiated after a braking amount of foam has been determined.
  • a further rinse cycle can be initiated after a braking amount of foam has been determined.
  • Great compactness or a large amount of foam each lead to a strong braking moment on the drum, which can be estimated with certainty in its scope from the three parameters mentioned above.
  • one or the other measure can be initiated.
  • the further rinse cycle can also be carried out in a particularly advantageous manner with an increased alkali level when a further rinse cycle is initiated.
  • FIGS. 1 and 2 show the course of the motor current i over time t and the associated drum speed n over time. Proportional to the current shown through the drum drive motor is the phase angle, which can be taken directly from the control circuit for the drum drive motor as a control variable.
  • the same item of laundry has always been examined in a single washing machine.
  • the laundry item was rinsed well at the beginning of the spin section and without any residual surfactant content in the lye still present in the laundry.
  • the drive motor is switched on and accelerated to around 100 min ⁇ 1, a needle-like increase in the motor current to 4.5 A can be observed, which then occurs at approximately 1.2 A.
  • the needle-like increase in the motor current i is already significantly smaller (up to about 2.4 A).
  • the laundry movement that has already been initiated reduces the inertia.
  • the motor current falls below 1.4 A.
  • the quiescent current measurement is more than 0 A, it is because the total current consumption of the washing machine was measured when recording the current diagrams.
  • the Current consumption without motor activation is only about 500 mA and is therefore negligible compared to the high current consumption of the drive motor.
  • the laundry item observed for recording the diagram in FIG. 2 still contained foam-forming lye.
  • the current curve in the diagram during the spin-up phase until reaching about 220 min ⁇ 1 is about the same as that in the diagram of Figure 1.
  • the level of current consumption during the speed plateau 100 min ⁇ 1 and the drop in current after the needle tip when accelerating to about 220 min ⁇ 1 is already significantly higher than in the corresponding sections in Fig. 2.
  • Fig. 4 shows that the control circuit designed according to the invention breaks off the beginning of the spin section during the ascent ramp at a little above 400 min ⁇ 1, because the motor current had risen well above 4.5 A, and the speed which is no longer as shown in Fig. 3 apparent target course could follow. This can lead to an excessive load on the laundry drum due to external influences, for. B. closed by foam braking.
  • the undesirable operating condition - as assumed in the diagrams - the increase in the motor current itself or the phase angle of the motor power supply and the ratio of the target speed to the actual speed can be observed.
  • At least one further rinse cycle should be initiated after a braking amount of foam has been found in the tub.
  • Such a further rinse cycle would further reduce the residual surfactant content in the lye and thus reduce the risk of renewed foaming.
  • a new spin start attempt could be made. If necessary, such additional rinses can be carried out with an increased lye level.
  • control circuit can be designed such that the number of rinsing cycles already installed by the manufacturer and a spin start attempt are carried out, but then this first start attempt is followed by a number of rinse cycles corresponding to the learned experience before the next spin start attempt.

Abstract

Zur Vermeidung eines Schleuderganges während der Anwesenheit von bremsendem Schaum im Laugenbehälter wird vorgeschlagen, der Steuerschaltung der Waschmaschine während eines Schleuderabschnitts ein Signal zuzuführen, das ein Maß für eine unerwünschte Bremsung der Wäschetrommel (z.B. durch Schaum- bildung) und von dem Verhältnis der folgenden Parameter des Antriebsmotor-Betriebs zueinander bestimmt ist: a) Solldrehzahl, b) Istdrehzahl und c) eine belastungsabhängige elektrische Größe. Hierdurch ist eine sichere Schaumerkennung gewährleistet und Schaumbeseitigung möglich. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer automatisch gesteuerten Waschmaschine mit einem Antriebsmotor, dessen Drehzahl mit einer Drehzahl-Regelschaltung auf der Basis einer Phasenanschnittsteuerung einstellbar und nach Soll- und Istdrehzahlwerten bestimmbar ist und der zum Antrieb der Wäschetrommel mit mehreren unterschiedlichen. Drehzahlen zum waschen, Spülen und Schleudern dient.
  • In einer bekannten Waschmaschine dieser Art (DE 36 38 498 A1) wird zur Bestimmung der Anwesenheit von Schaum mittels eines zur Niveaubestimmung bekannten Drucksensors der im sogenannten Sumpf der Waschmaschine vorhandene Druck gemessen und daraus auf Schauman- oder -abwesenheit geschlossen. Es hat sich aber gezeigt, daß auch Druckstöße, die auf das im Sumpf noch vorhandene Restwasser von Seiten der Laugenpumpe her einwirken, ein so hohes Laugenniveau im Laugenbehälter vortauschen, daß keinesfalls ein Schleudergang betrieben werden dürfte, zum Abbruch des Schleuderns fuhren würden. Daher ist diese Art der Schaumerkennung unsicher. Außerdem fordert die gleichzeitige Verwendung des Druckgebers zur Laugenniveauerkennung und zur Schaumerkennung mindestens einen zusätzlichen Umschalter, der den Aufwand an Bauelementen erhöht.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur sicheren Schaumerkennung zu finden, die ohne zusätzliche Bauelemente aufkommt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Steuerschaltung der Waschmaschine während eines Schleuderabschnitts ein Signal zuführbar ist, das ein Maß für eine unerwünschte Bremsung der Wäschetrommel (z.B. durch Schaumbildung) und von dem Verhältnis der folgenden Parameter des Antriebsmotor-Betriebs zueinander bestimmt ist:
    • a) Solldrehzahl,
    • b) Istdrehzahl und
    • c) eine belastungsabhängige elektrische Größe.
  • Die Drehzahlwerte liegen als elektrische Größen in der Drehzahl-Regelungsschaltung einer modernen Waschmaschine ohnehin vor und eine belastungsabhängige elektrische Größe kann ebenfalls ein in der Drehzahl-Regelungsschaltung vorhandendener Wert für den Motorstrom oder den Phasenanschnittwinkel des Motorstroms sein, so daß es für die erfindungsgemäße Schaumerkennung keiner zusätzlichen Bauteile bedarf.
  • In besonders vorteilhafter Weise wird die erfindungsgemäße Waschmaschine dadurch weitergebildet, daß beim Anliegen des Signals mit einer Größe, die auf das Vorhandensein einer die Trommel bremsenden Schaummenge schließen läßt, der Schleuderantrieb der Trommel zumindest für eine begrenzte Dauer ausschaltbar eingerichtet ist. Während der Ausschaltdauer des Schleuderantriebs kann der Schaum am Boden des Laugenbehälters zusammenfallen. Die verbleibenden Laugenrückstände sind gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Waschmaschine während der Ausschaltdauer des Schleuderantriebs durch eine Laugenpumpe abpumpbar.
  • Zur Beschleunigung des Schaumabbaues kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Waschmaschine während der Ausschaltdauer des Schleuderantriebs die Trommel im Schongang reversierend angetrieben werden. Der Schongang wird regelmäßig mit so niederen Drehzahlen durchgeführt, daß die Trommelbewegung keinen weiteren Schaum erzeugt, sondern die vorhandenen Schaumblasen zerschlägt.
  • Bei umfangreicher Schaummenge kann eine weitere vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Waschmaschine für wirksame Abhilfe sorgen, bei der nach der Feststellung einer bremsenden Schaummenge ein weiterer Spülgang einleitbar ist. Große Kompaktheit oder eine große Schaummenge führen jeweils zu einem starken Bremsmoment an der Trommel, das sich aus den oben genannten drei Parametern mit ziemlicher Sicherheit auch in seinem Umfang einschätzen läßt. In Abhängigkeit von der auf diese Weise festgestellten Schaummenge kann die eine oder die andere Maßnahme eingeleitet werden. Im Verfolg solcher Maßnahmen kann auch bei Einleitung eines weiteren Spülganges in besonders vorteilhafter Weise der weitere Spülgang mit einem erhöhten Laugenniveau durchgeführt werden.
  • Anhand von in der Zeichnung dargestellten Diagrammen der Motordrehzahlen und des Motorstroms über der Zeit sind die Abhängigkeiten von Schleuderabschnitten und Schaumentwicklung gut zu erkennen.
  • Die Diagramme in den Figuren 1 und 2 zeigen den Verlauf des Motorstroms i über der Zeit t und der dazugehörigen Trommeldrehzahl n über der Zeit. Proportional dem dargestellten Strom durch den Trommelantriebsmotor ist der Phasenanschnittwinkel, der als Steuergröße aus der Regelungsschaltung für den Trommelantriebsmotor unmitelbar entnommen werden kann.
  • Für alle dargestellten Diagramme ist in einer einzigen Waschmaschine immer derselbe Wäscheposten untersucht worden. Im Diagramm der Figur 1 war der Wäscheposten zu Beginn des Schleuderabschnitts gut gespült und ohne schaumbildenden Rest-Tensidgehalt in der in der Wäsche noch vorhandenen Lauge. Beim Einschalten des Antriebsmotors und seiner Beschleunigung auf etwa 100 min⁻¹ ist ein nadelartiger Anstieg des Motorstroms bis auf 4,5 A zu verzeichnen, der sich danach bei ungefähr 1,2 A einstellt. Beim weiteren Beschleunigen aus 100 min⁻¹ bis auf etwa 240 min⁻¹ fällt der nadelartige Anstieg des Motorstromes i schon bedeutend kleiner aus (bis etwa 2,4 A). Hier wirkt sich die bereits eingeleitete Wäschebewegung trägheitsvermindernd aus. Bei der Ruhe-Drehzahl von etwa 240 min⁻¹ fällt der Motorstrom unter 1,4 A zurück. Während einer nunmehr flach ansteigenden Rampe für die Motordrehzahl bis auf etwa 800 min⁻¹ steigt der Motorstrom nur langsam über 1,5 A an. Beim Verharren der Trommeldrehzahl bei etwa 800 min⁻¹ fällt der Motorstrom wieder auf etwa 1,5 A zurück. Nach einer kurzen Ausschalt-Stromspitze geht der Motorstrom i wieder auf 0 zurück und die Drehzahl fällt rasch bis auf 0 min⁻¹ ab.
  • Wenn die Ruhestrom-Messung mehr als 0 A ergibt, so liegt das daran, daß bei der Aufzeichnung der Stromdiagramme die Gesamtstromaufnahme der Waschmaschine gemessen wurde. Die Stromaufnahme ohne Motoreinschaltung beträgt jedoch nur etwa 500 mA und ist daher gegenüber der hohen Stromaufnahme des Antriebsmotors vernachlässigbar.
  • Der zur Aufzeichnung des Diagrammes in Figur 2 beobachtete Wäscheposten enthielt noch schaumbildende Lauge. Grundsätzlich verläuft die Strom-Kurve im Diagramm während der Schleuder-Anlaufphase bis zum Erreichen von etwa 220 min⁻¹ etwa so wie diejenige im Diagramm der Figur 1. Da jedoch bereits etwas Schaum zwischen dem Laugenbehälter und der sich drehenden Wäschetrommel vorhanden sein mußte, ist das Niveau der Stromaufnahme während des Drehzahl-Plateaus 100 min⁻¹ sowie der Abfall des Stroms nach der Nadelspitze bei der Beschleunigung auf etwa 220 min⁻¹ bereits deutlich höher als in den entsprechenden Abschnitten in Fig. 2. Zunächst wird aus dem Plateau von 220 min⁻¹ auch beim Versuch gemäß Fig. 2 die Wäschetrommel entlang einer Rampe bis etwa t = 2 min beschleunigt, wobei ihr offensichtlich bremsender Schaum entgegensteht. Dies äußert sich in einem starken Anstieg des Motorstromes bis etwas über 4,5 A, der nunmehr seine Leistungsgrenze erreicht und die Trommel nun nicht mehr gegen das vom Schaum erzeugte Bremsmoment weiter beschleunigen kann. Daher bleibt die Trommeldrehzahl bei etwa 400 min⁻¹ erhalten. Diese Tatsache verursacht zwei bedeutende Nachteile: Einerseits wird der Trommelmotor häufig zu hoch belastet (z.B. statt Nennleistung 300W eine tatsächliche Leistungsaufnahme von 750W). Dadurch überhitzt sich der Motor und verschleißt vorzeitig. Andererseits wird die Wäsche häufig bei reduzierter Schleuderdrehzahl nur ungenügend entwässert. Außerdem wird durch den starken mechanischen Eintrag in die abgeschleuderte Lauge durch die schleudernde Trommel die weitere Schaumbildung sehr intensiviert; die Schaumbekämpfung wird also nochmals erschwert.
  • Nach Abbruch des Antriebs fallen konsequenterweise der Motorstrom sowie die Wäschetrommel-Drehzahl wieder auf 0 zurück.
  • Bei den Aufzeichnungen für die Diagramme in den Figuren 3 und 4 ist für die Steuerung des Antriebsmotors eine erfindungsgemäße Steuerschaltung verwendet worden, der ein Signal zugeführt werden kann, das ein Maß für eine unerwünschte Bremsung, z. B. durch Schaumbildung, der Wäschetrommel ist. Darin ist erkennbar, daß bei dem für das Diagramm in Fig. 3 vorgenommenen Versuch - gleiche Wäschemenge und sonst gleiche Bedingungen vorausgesetzt - sich etwa gleiche Ergebnisse im Verhältnis der jeweiligen Drehzahlen zu den benötigten Motor-Stromwerten einstellen. Der frühere Abbruch des Drehzahlplateaus zwischen 700 und 800 min⁻¹ bei etwa 3 2/3 Minuten im Gegensatz zu etwas mehr als 4 Minuten im Beispiel der Fig. 1 ist auf eine Programmänderung zurückzuführen, die mit einer etwaigen Schaumbildung nichts zu tun hat.
  • Demgegenüber zeigt Fig. 4, daß die erfindungsgemäß ausgestaltete Steuerschaltung während der Anstiegsrampe bei etwas oberhalb von 400 min⁻¹ den beginnenden Schleuderabschnitt abbricht, weil der Motorstrom weit über 4,5 A angestiegen war, und die sich einstellende Drehzahl nicht mehr dem in Fig. 3 ersichtlichen Sollverlauf folgen konnte. Daraus kann also auf eine übermäßige Belastung der Wäschetrommel durch äußere Einflüsse, z. B. durch Schaumbremsung, geschlossen werden. Zur Überwachung dieser unerwünschten Betriebsbedingung kann - wie in den Diagrammen angenommen - der Anstieg des Motorstromes selbst oder der Phasenanschnittwinkel der Motor-Stromversorgung sowie des Verhältnisses der Solldrehzahl zur Istdrehzahl beobachtet werden.
  • Gemäß vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung kann aus diesem Abbruch des Schleuderanlaufes eine weitere Konsequenz im vorausliegenden Programmablauf geschaltet werden. Zunächst kann es wichtig sein, den Schleuderantrieb der Trommel zumindest für eine begrenzte Dauer auszuschalten. Vorteilhaft wäre, während der Ausschaltdauer des Schleuderantriebs die Laugenpumpe der Waschmaschine weiterhin anzutreiben, damit Lauge, die sich aus zusammenbrechendem Schaum weiterhin sammelt, sofort aus dem Laugenbehälter abgeführt werden kann. Lauge, die nicht mehr im Laugenbehälter verbleibt, kann an weiterer Schaumbildung nicht mehr teilnehmen.
  • Damit ferner die Schaumbildung bei einem anschließenden Schleudergang vermieden wird, sollte nach Feststellung einer bremsenden Schaummenge im Laugenbehälter mindestens ein weiterer Spülgang eingeleitet werden. Ein solcher weiterer Spülgang würde den Rest-Tensidgehalt der Lauge weiter herabsetzen und damit die Gefahr erneuter Schaumbildung verringern. Nach Abschluß des weiteren Spülganges könnte ein neuer Schleuderanlauf-Versuch unternommen werden. Nach Bedarf können solche weiteren Spülgänge mit einem erhöhten Laugenniveau durchgeführt werden.
  • Von besonderem Wert für eine komfortable Bedienung der Waschmaschine, bei der die Bremsung durch Waschmittelschaum von vornherein berücksichtigt werden könnte, wäre eine Anordnung in der Steuerschaltung, welche die Anzahl der bei Schaumentwicklung abgebrochenen Schleuderanlauf-Versuche speichert und aus gewissen Häufigkeiten von derartigen Anzahlen für zukünftige Behandlungsprozesse eine dem gelernten Erfahrungswert entsprechende Anzahl von Spülgängen der herstellerseits bereits installierten Anzahl von Spülgängen von vornherein hinzufügt. Hierbei wäre es jedoch von Vorteil, wenn nach einer festgelegten Anzahl von Behandlungsprozessen immer wieder der Versuch mit der herstellerseits installierten Anzahl von Spülgängen vorgenommen wird, um zu testen, ob die Bedienungsperson ihr Bedienungsverhalten, z.B. durch Wechsel des Waschmittels, verändert hat. Alternativ dazu kann aber die Steuerschaltung so ausgebildet sein, daß grundsätzlich die herstellerseits bereits installierte Anzahl von Spülgängen und ein Schleuderanlauf-Versuch vorgenommen werden, dann aber diesem ersten Anlaufversuch eine dem erlernten Erfahrungswert entsprechende Anzahl von Spülgängen vor dem nächsten Schleuderanlauf-Versuch nachgeschaltet ist.

Claims (9)

  1. Automatisch gesteuerte Waschmaschine mit einem Antriebsmotor, dessen Drehzahl mit einer Drehzahlregel-Schaltung einstellbar und nach Soll- und Istdrehzahlwerten bestimmbar ist und der zum Antrieb der Wäschetrommel mit mehreren unterschiedlichen Drehzahlen zum Waschen, Spülen und Schleudern dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschaltung der Waschmaschine während eines Schleuderabschnitts ein Signal zuführbar ist, das ein Maß für eine unerwünschte Bremsung der Wäschetrommel (z.B. durch Schaumbildung) und von dem Verhältnis der folgenden Parameter des Antriebsmotor-Betriebs zueinander bestimmt ist:
    a) Solldrehzahl,
    b) Istdrehzahl und
    c) eine belastungsabhängige elektrische Größe.
  2. Waschmaschine mit einer Drehzahl-Regelschaltung auf der Basis einer Phasenanschnittsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die belastungsabhängige elektrische Größe der Phasenanschnittwinkel der Versorgungsspannung des Antriebsmotors ist.
  3. Waschmaschine mit einer Drehzahl-Regelschaltung auf der Basis einer Choppersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die belastungsabhängige elektrische Größe die Stromaufnahme des Antriebsmotors ist.
  4. Waschmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anlegen des Signals mit einer Größe, die auf das Vorhandensein einer die Trommel bremsenden Schaummenge schließen läßt, der Schleuderantrieb der Trommel zumindest für eine begrenzte Dauer ausschaltbar eingerichtet ist.
  5. Waschmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß während der Ausschaltdauer des Schleuderantriebs eine Laugenpumpe weiterhin antreibbar bleibt.
  6. Waschmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß während der Ausschaltdauer des Schleuderantriebs die Trommel im Schongang reversierend antreibbar ist.
  7. Waschmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Feststellung einer bremsenden Schaummenge mindestens ein weiterer Spülgang einleitbar ist.
  8. Waschmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der und/oder weitere Spülgänge mit einem erhöhten Laugenniveau durchführbar sind.
  9. Waschmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Anordnung enthält, die die Anzahl der Schleuderanlauf-Versuche speichert und aus gewissen Häufigkeiten von derartigen Anzahlen für zukünftige Behandlungsprozesse eine dem gelernten Erfahrungswert entsprechende Anzahl von Spülgängen entweder der herstellerseits bereits installierten Anzahl von Spülgängen von vornherein hinzufügt oder vor dem nächsten Schleuderanlauf-Versuch installiert.
EP94117195A 1993-12-10 1994-10-31 Automatisch gesteuerte Waschmaschine Expired - Lifetime EP0657576B1 (de)

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DE4342274A DE4342274A1 (de) 1993-12-10 1993-12-10 Automatisch gesteuerte Waschmaschine

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