Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Soll-Drehzahl unterhalb der Anlegedrehzahl einer Wäschetrommel, sowie ein Verfahren zum Behandeln von Waschgut unter Verwendung des genannten Verfahrens. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Wäschebehandlungsvorrichtung, welche mit einem Steuerelement für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgerüstet ist.
Im Stand der Technik sind bereits Wasch- und/oder Spülverfahren für automatische Vollwaschautomaten bekannt, bei denen zur Verbesserung der Waschwirkung die Wäschetrommel während des Wasch- und Spülprozesses zeitweise mit wechselnden Drehzahlen und Drehrichtungen angetrieben wird. Ein derartiges Verfahren ist aus
Es gibt auch Wäschetrommeln, die mit einer Schöpfvorrichtung ausgestattet sind. Ist eine solche Schöpfvorrichtung vorhanden, so werden die Drehzahl und die Drehrichtung derart gewählt, dass die Schöpfvorrichtung zusätzlich die Wasseraufnahme des Waschgutes unterstützt. Somit wird bei diesem bekannten Verfahren eine gute Durchflutung des Waschguts erreicht. Eine Schwäche dieses Verfahrens wirkt sich insbesondere bei großen Waschgutbeladungen aus. Dabei wird nämlich eine nur geringe Waschmechanik auf das Waschgut ausgeübt. Beim Betrieb der Wäschetrommel bei Drehzahlen deutlich unterhalb der Anlegedrehzahl führt das Waschgut eine so genannte Rollbewegung aus. Die Waschmechanik, bestehend aus Stauchung und Reibung zwischen den einzelnen Waschgutstücken ist im oben genannten Verfahren der
Aufbauend auf den genannten Verfahren wurde im Stand der Technik bereits versucht, durch Vorwahl bestimmter unterschiedlicher Drehzahlen, die Waschmechanik zu erhöhen. Eine verbesserte Waschmechanik ist insbesondere bei wenig empfindlicher Wäsche wünschenswert, da sonst eine zu geringe Reinigungswirkung erzielt wird und kein optimales Waschergebnis erreicht werden kann.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem für jede beliebige Beladung und jedes beliebige Waschprogramm die jeweils optimale Drehzahl für eine größtmögliche Waschmechanik ermittelt und verwendet werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Bestimmung einer Soll-Drehzahl (n) unterhalb einer Anlegedrehzahl einer Wäschetrommel einer Wäschebehandlungsvorrichtung mit einem Antrieb und einem Schwingsystem, wobei eine Abhängigkeit einer jeweiligen Mechanikeinwirkung auf ein in der Wäschetrommel befindliches Waschgut von der jeweiligen Soll-Drehzahl (n) der Wäschetrommel dazu verwendet wird, diejenige Soll-Drehzahl (n) zu ermitteln, bei welcher die Mechanikeinwirkung am größten ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Während eines herkömmlichen Wasch- und/oder Spülprozesses wird die Wäschetrommel, in der Regel reversierend, mit einer so genannten Waschdrehzahl betrieben, welche für herkömmliche Waschmaschinen bei ca. 55 min-1 liegt. Diese Drehzahl wird während der Geräteentwicklung einmalig empirisch ermittelt und im Waschprogramm festgelegt. Wenn nun die Wäschetrommel mit Waschgut beladen, ggf. benetzt und bei der Waschdrehzahl betrieben wird, sollte es zu einer gewissen Mechanikeinwirkung kommen.
Der Ausdruck Waschgut im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst zum einen Textilien, insbesondere Wäsche, aber auch generell alle Gegenstände, die in einer herkömmlichen Waschmaschine behandelt werden können.
Unter dem Begriff "Waschmechanik" oder "Mechanikeinwirkung" versteht man die Kräfte, welche auf das Waschgut einwirken, wenn die Wäschetrommel bewegt wird. Insbesondere wird hierunter ein Vorgang verstanden, bei dem die Waschgutstücke durch s die in der Wäschetrommel angeordneten Mitnehmer mitgenommen und angehoben werden und, sobald sie durch die Drehung der Trommel einen so hohen Punkt erreicht haben, dass sie nicht mehr durch die Mitnehmer gehalten werden, wieder herunterfallen. Das Aufprallen der herabfallenden Waschgutstücke auf unten liegende Waschgutstücke oder auch die Oberfläche der Waschlauge hat eine gute Reinigungswirkung und ist einem Walkvorgang ähnlich. Die Drehzahl, bei der die Waschgutstücke der größten oben beschriebenen Waschmechanik ausgesetzt sind, ist die Drehzahl, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelt wird.
Wie bereits erwähnt, wird eine Wäschetrommel beim Betrieb mit einer vorgegebenen Soll-Drehzahl betrieben (ca. 55 min-1). Die tatsächliche Ist-Drehzahl schwankt jedoch je nach Art und Menge der Beladung. Außerdem verursacht der während des Drehens der Wäschetrommel erzeugte Wäschefall nicht unbeträchtliche Auslenkungen auf das federnd aufgehängte Schwingsystem.
Unter dem Schwingsystem einer Waschmaschine versteht man die Trommel, den zugehörigen Laugenbehälter sowie die Federn und Dämpfer, an denen der Laugenbehälter aufgehängt ist. Die Stärke der Waschmechanik korreliert somit mit der Stärke der Schwingsystembewegung.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass es möglich ist, die Schwingsystembewegungen bei Soll-Drehzahlen unterhalb der Anlegedrehzahl so genau zu messen, dass daraus Rückschlüsse auf die Waschmechanik gezogen werden können. Durch Messen der Schwingsystembewegung des Wäschepflegevorgangs, in der Regel während des Waschens oder auch während des Spülens, mit geeigneten Sensoren bei unterschiedlichen Soll-Drehzahlen n1-nx innerhalb eines Bereiches, welcher unterhalb der Anlegedrehzahl liegt, kann für die jeweilige Beladung und das jeweilige Waschprogramm die optimale Waschdrehzahl ermittelt und ggf. entsprechend in jedem Programmablauf neu festgelegt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst somit vorzugsweise den zusätzlichen Schritt des Bewegens der Trommel bei der zuvor bestimmten Soll-Drehzahl n, bei der die größtmögliche Mechanikeinwirkung auf das Waschgut erreicht wird. Somit stellt die vorliegende Erfindung auch ein Wäschebehandlungsverfahren bereit, mit welchem Waschgut unter größtmöglicher Mechanikeinwirkung gewaschen oder getrocknet oder auf sonstige Weise behandelt werden kann.
Für das oben genannte erfindungsgemäße Verfahren werden zumindest zwei Soll-Drehzahlen vorbestimmt, vorzugsweise sind es mindestens drei (n1, n2 und n3), noch stärker bevorzugt mindestens vier (n1, n2, n3 und n4). Die vorbestimmten Soll-Drehzahlen sollten über einen sinnvollen Bereich verteilt werden, welcher für herkömmliche Waschmaschinen im Bereich von 20 bis 80 min-1 liegt, wobei immer darauf geachtet werden muss, dass die für das erfindungsgemäße Verfahren relevanten Soll-Drehzahlen unterhalb der jeweiligen Anlegedrehzahl liegen. Vorbestimmte Soll-Drehzahlen können beispielsweise ausgewählt werden aus den folgenden: 20 min-1, 25 min-1, 30 min-1, 35 min-1, 40 min-1, 45 min-1, 50 min-1, 55 min-1, 60 min-1, 65 min-1, 70 min-1, 75 min-1 und 80 min-1.
Um den möglichen Bereich von Soll-Drehzahlen unterhalb der Anlegedrehzahl möglichst voll ausschöpfen zu können, kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren auch vorgesehen sein, zuerst die Anlegedrehzahl für alle Waschgutstücke bei einer jeweiligen Beladung zu ermitteln. Dies kann nach herkömmlichen Verfahren geschehen oder aufgrund der Beladung und Erfahrungswerten geschätzt werden.
Als höchster vorbestimmter Soll-Drehzahlwert für die Schwingsystembewegungsmessung wird ein solcher gewählt, welcher geringfügig unterhalb der Anlegedrehzahl liegt.
Zum Ermitteln der gesuchten optimalen Soll-Drehzahl wird somit die mit zu behandelndem Waschgut beladene Trommel bei einer ersten Soll-Drehzahl n1 für einen vorbestimmten Zeitraum Δtn betrieben. Während dieses Zeitraums oder innerhalb dieses Zeitraums wird für einen weiteren vorbestimmten Zeitraum Δts mithilfe von dem Schwingsystem zugeordneten Sensoren die Schwingsystembewegung gemessen. Aus dieser Messung, die auch, wie unten beschrieben, aus mehreren Messpunkten oder einer kontinuierlichen Messung bestehen kann, wird ein Schwingsystembewegungswert s1 für die erste Soll-Drehzahl n1 ermittelt und dieser zugewiesen. Anschließend wird die Trommel bei einer zweiten Soll-Drehzahl n2 betrieben und wiederum ein Schwingsystembewegungswert s2 zugewiesen. Diese Schritte werden solange durchgeführt, bis die Wäschetrommel mit allen zuvor ausgewählten verschiedenen Soll-Drehzahlen n1-nx betrieben wurde und die diesen Soll-Drehzahlen zugeordneten Schwingbewegungswerte s1-sx ermittelt wurden.
Im nächsten Schritt werden die Werte s1-sx verglichen, und es wird der höchste Wert für s bestimmt. Dieser Wert ist einer Soll-Drehzahl n zugeordnet, welche somit die für die jeweilige Beladung optimale Soll-Drehzahl für die größtmögliche Mechanikeinwirkung auf das Waschgut darstellt. Bei dieser Soll-Drehzahl kann dann die Wäschetrommel betrieben werden.
Die Schwingsystembewegungswerte werden ermittelt, wobei die Frequenz und/oder Amplitude der Schwingsystembewegungen gemessen werden, indem das Antriebsmoment, der Wasserstand und/oder die Bewegungen des Schwingsystems eindimensional, zweidimensional oder dreidimensional überwacht werden.
Wie bereits erwähnt, wird die Schwingsystembewegung durch Sensoren gemessen, wobei auch bereits in einer Waschmaschine vorhandene Sensoren eingesetzt werden können. Die Sensoren können eindimensionale, zweidimensionale oder auch dreidimensionale Bewegungen messen. Es werden vorzugsweise diejenigen Schwingsystembewegungen des Schwingsystems ermittelt, welche eine größere Frequenz als die jeweilige Soll-Drehzahl n aufweisen.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass die bereits vorhandene Sensorik für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden kann. Geeignete Sensoren sind Wegsensoren, Beschleunigungssensoren oder Wasserstandssensoren, welche beispielsweise schon für die Messung der Beladung und dergleichen eingesetzt werden. Beispiele für spezielle Sensoren sind Beladungssensoren, dreidimensionale Wegsensoren oder analoge Drucksensoren.
Zusätzlich zu der Bestimmung der Schwingsystembewegung kann auch die Ist-Drehzahl-Schwankung für die Berechnung der optimalen Soll-Drehzahl herangezogen werden. Es ist bekannt, dass bei herkömmlichen Waschmaschinenantriebsmotoren, wenn sie bei einer festen Soll-Drehzahl von um die 55 min-1 betrieben werden, die mitgenommene Wäsche einen Einfluss auf die jeweilige Ist-Drehzahl hat, je nachdem ob gerade Waschgut durch die Mitnehmer mitgeführt wird oder einzelne Waschgutstücke von oben herabfallen. In dem ersteren Fall verlangsamt sich die Trommel während dieses Drehabschnittes geringfügig, da die durch die Mitnehmer an die Wäschetrommelwand gedrückten Waschgutstücke den Schwerpunkt der Trommel verlagern. Während die Waschgutstücke herunterfallen, kann die Trommel während des kurzen Drehabschnittes wieder beschleunigen. Die meisten herkömmlichen Waschmaschinen sind bereits mit Reglern ausgestattet, welche diesem Phänomen entgegenwirken. Dennoch ist es noch messbar und kann somit auch als Indikator für die Waschmechanik dienen und in die Berechnung der optimalen Soll-Drehzahl einbezogen werden. Es ist auch möglich, über die Motorsteuerung Schwingsystembewegungen zu messen. Hier kann z.B. der Motorstrom gemessen werden.
Da die Schwingsystembewegung über einen gewissen Zeitraum Δts detektiert wird, können mehrere Messpunkte zu einem Wert kombiniert werden, oder es kann eine kontinuierliche Messung durchgeführt werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Waschmaschine mit einer Wäschetrommel, welche in einem Schwingsystem gelagert ist, und einer programmierbaren Steuereinheit, der ein Steuerprogramm zugeordnet ist, welches das Verfahren der vorliegenden Erfindung definiert. Über eine solche Steuereinheit können beispielsweise die vorbestimmten Solldrehzahlen vorgegeben werden, oder aber es kann ein Programm definiert sein, welches vorher die Anlegedrehzahl ermittelt und dann geeignete Soll-Drehzahlen auswählt.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Zeichnung näher erläutert, wobei
Figur 1 zeigt im Querschnitt eine Waschmaschine 1 in der Vorderansicht. Zu sehen ist die Wäschetrommel 2 mit Mitnehmern 3 und der darum befindliche Laugenbehälter 4. Der Laugenbehälter 4 ist an vier Federelementen 6 aufgehängt, welche an der Unterseite zusätzlich mit Dämpfern 8 versehen sind. Wäschetrommel 2, Laugenbehälter 4 und Federelemente 6 bilden das Schwingsystem 10. Die Trommel 2 wird durch den Antrieb 16 angetrieben. Für die Messung von Schwingsystembewegungen sind Sensoren 12 vorgesehen. Ebenfalls dargestellt ist ein Steuerelement 14, welches das Verfahren der vorliegenden Erfindung durchführend steuern kann. In der dargestellten Wäschetrommel 2 befinden sich Wäschestücke a, b, c.
Bei einer ersten Drehzahl n1 führen die Waschgutstück a, b und c in der Wäschetrommel 2eine Rollbewegung aus (nicht dargestellt), wobei sich die Trommel 2 sehr langsam dreht, so dass die Waschgutstücke a, b, c nicht von den Mitnehmern 3 in die Höhe gehoben werden sondern lediglich im unteren Bereich der Trommel 2 umeinander geschichtet werden.
Bei einer etwas schnelleren Drehzahl n2 nehmen die Mitnehmer 3 einzelne Waschgutstücke mit und schleppen sie über einen gewissen Drehabschnitt mit. Dies ist dargestellt für das Waschgutstück b. An einem bestimmten Punkt fällt das Waschgutstück aufgrund der Schwerkraft wieder herab. Dies ist dargestellt für das Waschgutstück c. Die Drehzahl n2 ist in diesem Fall die Drehzahl für den optimalen Mechanikeintrag.
Bei einer noch höheren Drehzahl n3 würden die Waschgutstücke aufgrund der Fliehkraft schon ein wenig stärker an die Trommelwand gedrückt und einzelne Waschgutstücke würden bereits an der Wand anliegen. Je nach Beladung kann es bei dieser Drehzahl immer noch vorkommen, dass einzelne Waschgutstücke herabfallen, aber es gibt auch Waschgutstücke, welche eine ganze Umdrehung lang nicht herabfallen. Diese Drehzahl ist somit bereits für einen optimalen Mechanikeintrag zu hoch.
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