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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden Haushaltsgerätes, sowie ein wasserführendes Haushaltsgerät.
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Wasserführende Haushaltsgeräte wie Waschmaschinen und Geschirrspüler, weisen je nach Bauweise eine oder mehrere Pumpen auf, die bei einem Waschvorgang unterschiedliche Funktionen wahrnehmen. Beispiele hierfür sind eine Laugenpumpe oder eine Umflutpumpe. Diese Pumpen fördern Waschflüssigkeit, die Verschmutzungen und Objekte enthalten. Diese können sich in der Pumpe absetzen und beispielsweise den Pumpenraum, die Pumpenwelle oder das Pumpenlaufrad verschmutzen, was zu einer Effizienzverminderung oder sogar Blockierung der Pumpe führen kann und eine häufigere Wartung des Haushaltsgerätes nötig macht. Insbesondere bei Waschmaschinen können sich in der Waschflüssigkeit Textilfäden befinden, die sich auf der Pumpenwelle oder dem Pumpenlaufrad aufwickeln und diese bremsen oder beschädigen können.
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Dieses Problem tritt besonders bei Pumpen auf, welche einen tangential angeordneten Druckstutzen haben. Eine derartige Pumpe, welche beispielsweise in
EP2420609A1 offenbart ist, wird während der Betriebsphase, also wenn sie beim Waschvorgang Flüssigkeit befördert, ausschließlich in Vorwärtsdrehrichtung betrieben, da sie nur dann die Flüssigkeit tangential in den Druckstutzen hinein beschleunigt. Bei einer Pumpe mit einem mittig angeordneten Druckstutzen würde sich das Problem jedoch auch stellen, wenn sie ausschließlich in Vorwärtsdrehrichtung betrieben würde. Pumpen mit tangentialem Druckstutzen haben den Vorteil, besonders effizient bei der Förderung der Flüssigkeit zu sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Verminderung der Verschmutzung der Pumpe in dem wasserführenden Haushaltsgerät eine Effizienzsteigerung zu bewirken und die Wartungszyklen des Haushaltsgeräts zu verlängern.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein wasserführendes Haushaltsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
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Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, die Pumpe, welche vorzugsweise während der Betriebsphasen überwiegend oder ausschließlich in einer Vorwärtsdrehrichtung betrieben wird, zeitweise in Rückwärtsdrehrichtung, also entgegengesetzt zur Vorwärtsdrehrichtung, zu betreiben, um in oder an der Pumpe angelagerte Verschmutzungen, zu denen beispielsweise auch Textilfasern oder -fäden gehören, abzulösen. Eine derartige Säuberung geschieht hierbei in einer Säuberungsphase, vor oder nach einer Betriebsphase und/oder zwischen zweier Betriebsphasen. Bei einer Betriebsphase handelt es sich um einen Zeitabschnitt, bei dem die Pumpe bestimmungsgemäß zum Fördern der Waschflüssigkeit betrieben wird, beispielsweise während eines Wasch- oder Spülgangs bei einer Umflutpumpe oder nach einem Wasch- oder Spülgang bei einer Laugenpumpe. In der Regel wird während der Betriebsphase Waschflüssigkeit aus dem Laugenbehälter hinaus gefördert.
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Dass die Pumpe während der Betriebsphase oder Betriebsphasen in einer Vorwärtsdrehrichtung betrieben wird bedeutet, dass sichergestellt ist, dass sich die Pumpe zum Fördern der Waschflüssigkeit in Vorwärtsdrehrichtung dreht, entweder durch mechanische Vorkehrungen oder durch elektronische Vorkehrungen in der Pumpe oder in einer Pumpenansteuerung. Dies schließt beispielsweise aus, dass sich der Motor der Pumpe beim Anlaufen zufällig in eine Drehrichtung in Bewegung setzt. Für die Säuberungsphase wird die Drehrichtung der Pumpe dann umgekehrt, so dass sich Verschmutzungen und insbesondere aufgewickelte Textilfasern oder -fäden wieder lösen und bei einer nachfolgenden Betriebsphase aus der Pumpe gepumpt werden können.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Pumpe während der Säuberungsphase derart in Rückwärtsdrehrichtung betrieben wird, dass im Wesentlichen keine Förderung von Waschflüssigkeit durch die Pumpe erfolgt. Hierzu kann die Pumpe in Rückwärtsdrehrichtung mit einer entsprechend geringen Drehzahl betrieben werden. Alternativ kann die Pumpe während der Säuberungsphase derart in Rückwärtsdrehrichtung betrieben werden, dass eine sehr geringer Volumenstrom entsteht, so dass der Betrieb des Haushaltsgerätes nicht beeinträchtigt wird, beispielsweise ein Volumenstrom, der lediglich weniger als 15%, 10%, 8%, 5% oder 3% des Volumenstroms beim Betrieb in Vorwärtsdrehrichtung während der Betriebsphase beträgt. Für die angestrebte Säuberung der Pumpe ist es ausreichend, wenn die Pumpe mit geringer Drehzahl in Rückwärtsdrehrichtung läuft, beispielsweise bei weniger als 1500, weniger als 1200, weniger als 1000 oder weniger als 800 Umdrehungen pro Minute (U/min). Je nach Bauweise des Haushaltsgerätes kann eine Förderung von Waschflüssigkeit bei rückwärts getriebener Pumpe unerwünscht oder sogar schädlich sein.
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Als Pumpen, welche entsprechend dem vorliegenden Verfahren betrieben werden, kommen bei Waschmaschinen in Frage beispielsweise eine Laugenpumpe, welche mit dem Laugenbehälter verbunden ist und zum Ende eines Waschgangs oder eines Waschvorgangs hin die Waschflüssigkeit aus dem Laugenbehälter durch eine Ablaufleitung hinaus fördert, oder eine Umflutpumpe, welche beim Betrieb Waschflüssigkeit von einem Ort der Laugenpumpe, in der Regel vom unteren oder Bodenbereich, entnimmt und über eine Umflutleitung an einem anderen Ort, meistens in einem oberen Bereich, wieder in den Laugenbehälter einspeist.
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Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass während der Betriebsphase die Waschflüssigkeit durch einen tangential angeordneten Druckstutzen der Pumpe gefördert wird. Bei dem Druckstutzen handelt es sich um den Ausgangsstutzen, aus dem die Waschflüssigkeit bei bestimmungsgemäßem Einsatz aus der Pumpe hinaus gefördert wird. Anders als bei einem mittig oder radial angeordneten Druckstutzen, bildet bei einem tangentialen Druckstutzen dieser Ausgangsstutzen im Wesentlichen eine Tangente zum Pumpenlaufrad beziehungsweise Pumpenflügelrad. Der Eingangsstutzen, durch den die zu fördernde Flüssigkeit in die Pumpe gelangt, kann hierbei entweder in der gleichen Ebene wie der Ausgangsstutzen radial oder ebenfalls tangential angeordnet sein, oder er kann axial entlang der Pumpenwelle verlaufen.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, dass während der Betriebsphase die Waschflüssigkeit mittels eines Flügelrads beziehungsweise eines Impellers der Pumpe gefördert wird. Mit anderen Worten, ist die Pumpe in dieser Ausführungsform als Flügelradpumpe ausgebildet, welche entsprechend seines Anwendungsgebiets dimensioniert ist. Hierbei handelt es sich also vorzugsweise um eine Kreiselpumpe beziehungsweise Zentrifugalpumpe, bei der die über ein Saugrohr oder Eingangsstutzen in die Pumpe eintretende Flüssigkeit von einem rotierenden Pumpenrad (Impeller) mitgerissen und auf einer Kreisbahn nach außen gezwungen wird. Hierbei nimmt die Flüssigkeit Bewegungsenergie auf, wodurch der Druck innerhalb der Pumpe steigt und die Flüssigkeit in den Druckstutzen beziehungsweise in das Druckrohr oder in die Druckleitung gepresst wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Pumpe während der Säuberungsphase mit einer höheren Anlaufdrehzahl und anschließend mit einer niedrigeren Säuberungsdrehzahl in Rückwärtsdrehrichtung betrieben wird. Bei der Anlaufdrehzahl und der Säuberungsdrehzahl handelt es sich also um Drehzahlwerte mit denen die Pumpe betrieben wird, wobei die Anlaufdrehzahl höher ist, als die Säuberungsdrehzahl. Hierbei kann das Betreiben der Pumpe mit erhöhter Anlaufdrehzahl dazu dienen, ein sicheres Anlaufen, zum Beispiel mit festgelegter Drehrichtung, der Pumpe zu gewährleisten und zudem Fremdkörper und andere grobe Verschmutzungen in der Pumpe zu lösen. Es ist ausreichend, wenn die Pumpe nur für eine kurze Dauer mit Anlaufdrehzahl betrieben wird, beispielsweise wenige Sekunden lang, vorzugsweise weniger als 15, 10 oder 5 Sekunden lang. Das anschließende Reduzieren der Drehzahl der Pumpe und Betreiben bei einer geringeren Säuberungsdrehzahl über einen längeren Zeitraum, beispielsweise mehr als 15, 20 oder 25 Sekunden lang, dient dazu, Fadenaufwicklungen und eventuell weitere undefinierte Verschmutzungen zu lösen. Die Anlaufdrehzahl beträgt vorzugsweise mehr als 800, 900 oder 1000 U/min, bevorzugt zwischen 800 und 1200 U/min, während die Säuberungsdrehzahl bevorzugt bei weniger als 800, 600 oder 500 U/min liegt, eher bevorzugt zwischen 300 und 700 U/min.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Pumpe während der Säuberungsphase in Rückwärtsdrehrichtung impulsförmig betrieben wird, wobei sich kürzere Impulsphasen bei höherer Anlaufdrehzahl und längere Impulsphasen bei niedrigerer Säuberungsdrehzahl zyklisch abwechseln. Die Dauer der kürzeren Impulsphasen kann vorzugsweise zwischen 0,5% und 10%, eher bevorzugt zwischen 1% und 5% oder zwischen 2% und 5% der Dauer der längeren Impulsphasen betragen.
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Bei impulsförmiger und/oder zyklischer Ansteuerung zweier Pumpen, also einer Laugenpumpe und einer Umflutpumpe, kann es von Vorteil sein, wenn eine der Pumpen, insbesondere die Umflutpumpe, häufiger, mit höherer Drehzahl und/oder mit kürzerer Impulslänge angesteuert wird, als die andere Pumpe. Denn in diesem Fall wird die Umflutpumpe in der Betriebsphase auch häufiger und intensiver beansprucht, als die Laugenpumpe.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass eine weitere Pumpe während einer oder mehrerer weiterer Betriebsphasen in einer Vorwärtsdrehrichtung betrieben wird und die Waschflüssigkeit fördert, wobei die weitere Pumpe während einer oder mehrerer weiterer Säuberungsphasen in einer Rückwärtsdrehrichtung entgegengesetzt zur Vorwärtsdrehrichtung betrieben wird. Hierbei kann es sich bei der Pumpe um eine Umflutpumpe und bei der weiteren Pumpe um eine Laugenpumpe handeln. In jedem Fall können die Pumpe und die weitere Pumpe mittels einer gemeinsamen Ansteuerung oder mittels getrennten Ansteuerungen betrieben werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Säuberungsphase oder die Säuberungsphasen der Pumpe und die Säuberungsphase oder die Säuberungsphasen der weiteren Pumpe im Wechsel, zeitlich überlappend oder im Wesentlichen zeitgleich durchgeführt werden. Wenn die beiden Pumpen mit einer einzigen Ansteuerung beziehungsweise Ansteuerungselektronik betrieben werden, dann ist es vorteilhaft, wenn ihre jeweiligen Säuberungsphasen im Wechsel, also voneinander zeitlich getrennt durchgeführt werden.
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Wenn die beiden Pumpen wie vorangehend beschrieben impulsförmig betrieben werden, können die Impulsparameter, also beispielsweise Anlaufdrehzahl, Säuberungsdrehzahl und Dauer der beiden Impulsphasen für die beiden Pumpen unterschiedlich oder im Wesentlichen gleich gewählt werden. Unterschiedliche Impulsparameter oder auch unterschiedliche Dauern der Säuberungsphasen sind dann sinnvoll, wenn die Pumpen aufgrund ihrer unterschiedlichen Betriebsdauern unterschiedliche Verschmutzungsgrade aufweisen. Beispielsweise kann es sinnvoll sein, wenn die Umflutpumpe im Impulsbetrieb öfter, beispielsweise doppelt so oft, in Rückwärtsdrehrichtung angesteuert wird, als die Laugenpumpe.
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Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die Pumpe während der Säuberungsphase in Rückwärtsdrehrichtung impulsförmig mit einer ersten Impulslänge betrieben wird und die weitere Pumpe während der weiteren Säuberungsphase in Rückwärtsdrehrichtung impulsförmig mit einer zweiten Impulslänge betrieben wird, welche sich von der ersten Impulslänge unterscheidet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen
- Fig. 1
- eine schematische Querschnittansicht eines wasserführenden Haushaltsgerätes;
- Fig. 2
- eine Flügelrad-Pumpe mit einem radialen Druckstutzen;
- Fig. 3
- eine weitere Flügelrad-Pumpe mit einem tangentialen Druckstutzen;
- Fig. 4
- die zeitliche Abfolge einer impulsförmigen Ansteuerung einer Pumpe in einer Säuberungsphase; und
- Fig. 5
- die zeitliche Abfolge einer impulsförmigen Ansteuerung einer weiteren Pumpe in einer Säuberungsphase.
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In der Fig.1 ist ein wasserführendes Haushaltsgerät 1, nämlich eine Waschmaschine, schematisch in Querschnittansicht dargestellt. In dem Haushaltsgerät 1 befinden sich ein Laugenbehälter und zwei hiermit verbundene Pumpen 2, nämlich eine Laugenpumpe 21 und eine Umflutpumpe 22. Im Normalbetrieb, das heißt während jeweiliger Betriebsphasen der beiden Pumpen 2, fördern die Pumpen Waschflüssigkeit aus dem Laugenbehälter 4 hinaus: Die Laugenpumpe 21 fördert Waschflüssigkeit aus einem unteren Bereich 41 des Laugenbehälters 4 durch eine Ablaufleitung 211 nach außen, und die Umflutpumpe 22 fördert Waschflüssigkeit aus dem unteren Bereich 41 des Laugenbehälters 4 durch eine Umflutleitung 221 in einen oberen Bereich 42 des Laugenbehälters 4.
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Die Laugenpumpe 21 und/oder die Umflutpumpe 22 können jeweils wie in den Fig. 2 und/oder 3 beschrieben ausgebildet sein.
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In Fig. 2 wird eine Pumpe 2 dargestellt, welche einen mittleren beziehungsweise radialen Druckstutzen 23 aufweist. Der Druckstutzen 23 ist hierbei auf die Rotationsachse der Pumpe 2 ausgerichtet. Die hier dargestellte Pumpe 2 ist als Flügelrad-Pumpe mit einem Flügelrad 24 mit mehreren Schaufeln 25 ausgebildet, welches die in die Pumpe 2 eingedrungene Flüssigkeit entlang ihres Umfangs in Bewegung versetzt und so einen Druck aufbaut, welcher die Flüssigkeit in den Druckstutzen 23 befördert. Demgegenüber handelt es sich bei der in Fig. 3 dargestellten Pumpe 2 um eine weitere Flügelrad-Pumpe, welche einen tangentialen Druckstutzen 23 aufweist. Dieser Druckstutzen 23 bildet also an seinem Ansatzpunkt eine Tangente zum Gehäuse der Pumpe 2. Derartige Pumpen 2 mit tangentialen Druckstutzen 23 erlauben gegenüber Pumpen 2 mit radialen Druckstutzen einen höheren Volumenstrom. Die Position und Ausrichtung der Eingangsstutzen der Pumpen 2 sind in den Fig. 2 und 3 nicht zu sehen. Die Eingangsstutzen können jedoch ebenfalls tangential, radial oder axial zur Flügelradwelle ausgerichtet sein.
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In den Diagrammen in den Fig. 4 und 5 werden zeitliche Abläufe einer Ansteuerung einer Pumpe 2 in einer Säuberungsphase veranschaulicht. Hierbei können sowohl die Laugenpumpe 21, als auch die Umflutpumpe 22 oder beide Pumpen 2, in der nachfolgend beschriebenen Weise in Rückwärtsdrehrichtung angetrieben werden, um in der Pumpe 2 abgelagerte Verschmutzungen und aufgewickelte Fäden oder Fasern zu lösen, so dass sie bei einer nachfolgenden Betriebsphase abgeführt werden. In den Diagrammen sind entlang der x-Achse die Zeit ab dem jeweiligen Beginn der Säuberungsphase und entlang der y-Achse die Drehzahl der Pumpe 2 aufgetragen.
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Bei beiden der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Abläufen findet die Pumpenansteuerung impulsförmig statt. Hierbei wird die jeweilige Pumpe 2 zunächst mit einer höheren Anlaufdrehzahl bei etwa 1000 U/min gestartet und dann nach einer kurzen Impulsphase auf eine niedrigere Säuberungsdrehzahl bei etwa 500 U/min heruntergefahren, welche eine längere Zeit dauert. Kürzere Impulsphasen bei höherer Anlaufdrehzahl und längere Impulsphasen bei kürzerer Säuberungsdrehzahl wechseln sich zyklisch ab, um eine effektive Säuberung zu erzielen. Die in der Fig. 4 gezeigte Ansteuerung betrifft die Umflutpumpe 22, die über einen längeren Zeitraum gesäubert wird, als die Laugenpumpe 21, dessen Ansteuerung in der Fig. 5 dargestellt ist. Aus den Beschriftungen der x-Achsen lässt sich entnehmen, dass die Laugenpumpe 21 direkt in Anschluss an die Umflutpumpe 22 in ihre Säuberungsphase eintritt. Dies kann dann geboten sein, wenn eine einzelne Ansteuerungselektronik beide Pumpen 2 steuert.
Bezugszeichenliste
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- 1
- wasserführendes Haushaltsgerät
- 2
- Pumpe
- 21
- Laugenpumpe
- 211
- Ablaufleitung
- 22
- Umflutpumpe
- 221
- Umflutleitung
- 23
- Druckstutzen
- 24
- Flügelrad (Impeller)
- 25
- Schaufel
- 4
- Laugenbehälter
- 41
- unterer Bereich
- 42
- oberer Bereich
