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Die
Erfindung betrifft eine Waschmaschine, insbesondere eine Wäschewaschmaschine
gemäß dem Oberbegriff
des anliegenden Anspruchs 1. Solch eine Waschmaschine ist bekannt
aus EP-B-0030602.
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Bekanntlich
benötigen
Haushaltswaschmaschinen zum Wäschewaschen
Wasch-mittel, und bekanntlich sollte das Waschgut nach dem Waschen keine
Waschmittelrückstände mehr
aufweisen. Damit soll vermieden werden, dass die sauberen Kleidungsstücke schlechten
Geruch verbreiten und/oder dass die in einigen Kleidungsstücken verbliebenen Waschmittelrückstände zu Hautreizungen
führen.
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Um
dies zu erreichen, führt
die Wäschewaschmaschine
vor Abschluss eines Waschprogramms die sogenannten Spülgänge aus,
wobei die Waschtrommel mit der Wäsche
in Bewegung ist und Frischwasser aus dem Zulauf eingespeist wird.
Die Spülgänge, von
denen normalerweise eine begrenzte Anzahl (normalerweise vier) vorgesehen
ist, werden jeweils dadurch abgeschlossen, dass das Wasser abgelassen
wird, kurz geschleudert wird und dann das Wasser abgelassen wird,
das beim Schleudern aus dem Waschgut gepresst worden ist.
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Je
größer die
Anzahl der Spülgänge oder
die dabei verwendete Wassermenge ist, desto geringer ist das Risiko,
dass Waschmittelrückstände in den Kleidungsstücken verbleiben.
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Dieses
einfache Prinzip steht jedoch den Vorschriften über die Verringerung des Wasserverbrauchs
entgegen, die in manchen Ländern
gelten, ebenso wie der Tatsache, dass die Wasserkosten in manchen
Ländern
ziemlich hoch sind. Vor diesem Hintergrund wird für einige
bekannte Waschmaschinen beispielsweise damit geworben, dass sie
jeden Waschgang auch mit verringerter Wassermenge ausführen können. Es
muss jedoch darauf hingewiesen werden, dass diese bekannten Waschmaschinen manchmal
unbefriedigende Spüleigenschaften
haben, insbesondere dann, wenn der Benutzer mehr Waschmittel in
die Maschine gegeben hat als tatsächlich erforderlich gewesen
wäre.
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Grundsätzlich sind
bei den bekannten Maschinen die für die Spülgänge verwendete Wassermenge
sowie die Anzahl der Spülgänge unveränderlich
und von in der Entwurfsphase der Maschinensteuerung voreingestellten
Parametern abhängig.
Im einzelnen ist die für
einen Spülgang
eingelassene Wassermenge abhängig
von der Gestaltung eines Sensors mit festem Pegel, z.B. eines Druckschalters (der
den Zulauf einer voreingestellten Wassermenge steuert), während die
Anzahl der Spülgänge vom
voreingestellten Waschprogramm abhängig ist, wobei jedes Waschprogramm
stets die vorgesehene Anzahl von Spülgängen ausführt.
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Somit
weisen die bekannten Maschinen wenig Flexibilität bezüglich einer verbesserten Spülleistung
und bezüglich
Wassereinsparung auf.
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Es
sind auch Waschmaschinen bekannt, die eine Taste haben, mit der
zusätzlich
zu der normalerweise vom Waschprogramm vorgegebenen Anzahl von Spülgängen zumindest
ein weiterer Spülgang ausgeführt oder
die Wassermenge für
die einzelnen Spülgänge erhöht werden
kann. In diesem Fall kann die Bedienperson die Taste drücken, um
ein wirksameres Spülen
zu erreichen. Jedoch stellt eine solche Einrichtung lediglich eine "quantitative" und näherungsweise
Lösung
dar, weil sie in dem Sinne ein offenes Ergebnis hat, dass zwar die
Betätigung
der Taste mit Sicherheit zu einem höheren Wasserverbrauch, jedoch
nicht unbedingt zur Erreichung des angestrebten Ziels, nämlich der
vollständigen
Beseitigung von Waschmittelrückständen, führt. Ein
solches Ergebnis ist nämlich
von mehreren Faktoren abhängig,
beispielsweise von der von der Bedienperson in die Maschine gegebenen
Waschmittelmenge, von der Härte
des eingespeisten Wassers sowie von Art und Menge des Waschguts.
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Nehmen
wir einmal an, dass die Bedienperson zuviel Waschmittel in die Maschine
gibt oder dass die Bedienperson von Waschmittelrückständen leicht Hautreizungen bekommt.
In beiden Fällen
wäre die
Bedienperson gezwungen, nach Abschluss des Waschprogramms einen
zusätzlichen
Spülgang (durch
Wahl eines speziellen Kurzprogramms) auszuführen, um zu erwartende Waschmittelrückstände zu entfernen,
die während
des Waschprogramms nicht beseitigt wurden.
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Eine
solche Vorgehensweise ist in Ländern wie
Italien, in denen Wasser relativ wenig kostet, weit verbreitet.
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Denken
wir andererseits an das Waschen bei geringer Beladung oder an eine
Bedienperson, die normalerweise wenig Waschmittel verwendet. In diesem
Fall verwenden die bekannten Maschinen eine viel größere Wassermenge
als tatsächlich
gebraucht würde.
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Ein
anderer Standpunkt ist, dass die Hersteller von Haushaltsmaschinen
das Problem der Spülleistung
entsprechend dem Wasserverbrauch wohl wahrnehmen. Denken wir nur
daran, dass ein und dieselbe Art Waschmaschine in verschiedene Länder verkauft
wird, in denen unterschiedliche Vorschriften für den Wasserverbrauch und/oder
unterschiedliche Wasserpreise gelten.
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In
diesem Fall müssen
die Hersteller von Waschmaschinen diese für den Verkauf auf zwei verschiedenen
Märkten
unterschiedlich konzipieren, d.h. entweder mit der Pegelvorgabe
durch den erwähnten
Druckschalter arbeiten oder die Programmeinrichtung der Maschine
so ändern,
dass die für
die wählbaren
Waschprogramme einprogrammierte Anzahl von Spülgängen verringert oder erhöht wird.
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Im
Ergebnis ist bei den bekannten Waschmaschinen der Spülumfang,
d.h. die Anzahl der Spülgänge und
der jeweilige Wasserstand, immer voreingestellt, wobei die Bedienperson
gegebenenfalls die Möglichkeit
hat, mengenmäßig etwas
zu ändern
(mit der erwähnten
Taste), jedoch die angestrebte Leistung nicht unbedingt gewährleistet
ist, insbesondere nicht hinsichtlich der einzelnen Spülvorgänge und der
wechselnden Anforderungen der Bedienperson.
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Aus
der FR-A-2.412.638 ist eine Waschmaschine bekannt, deren Steuerung
die automatische Erzielung der optimalen Spülleistung erlaubt, womit sichergestellt
wird, dass nahezu sämtliche
Waschmittelrückstände aus
dem Waschgut entfernt werden. Dies wird wie folgt erreicht:
- a) durch Messen und Speichern der Waschmittelkonzentration
im Wasser zu Beginn der Spülphase;
- b) durch erneutes Messen der Waschmittelkonzentration nach einem
bestimmten Zeitintervall und Errechnen der Differenz zwischen dem
neuen Wert und dem zuvor abgespeicherten Wert;
- c) durch Wiederholen der Schritte a) und b), solange die vorgenannte
Differenz nicht einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.
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Im
Fall der FR-A-2.412.638 erzielt die Waschmaschine daher stets dieselbe
optimale Spülleistung,
die von der Bedienperson nicht verändert werden kann.
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Die
Erfindung hat somit die Aufgabe, die gestellten Probleme zu lösen, indem
eine Waschmaschine zum Wäschewaschen
bereitgestellt wird, die eine "qualitative" Wahl bezogen auf
die tatsächlichen Anforderungen
an die Spülleistung
ermöglicht
und es der Bedienperson insbesondere ermöglicht, auf ihre Weise unmittelbar
den richtigen Kompromiss zwischen der Notwendigkeit, möglichst
viel Waschmittel aus den Kleidungsstücken zu entfernen, und einem geringen
Wasserverbrauch zu finden.
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Erfindungsgemäß wird die
gestellte Aufgabe durch eine Waschmaschine gelöst, die die kennzeichnenden
Merkmale der beigefügten
Ansprüche
1 und 10 aufweist; weitere Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Merkmale
und Vorteile der Erfindung gehen aus nachfolgender ausführlicher
Beschreibung und den beigefügten
Zeichnungen hervor, die lediglich der Erläuterung dienen und keine Einschränkung des Schutzumfangs
bedeuten und die folgendes zeigen:
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1:
eine schematische Darstellung eines Bedienelements der erfindungsgemäßen Waschmaschine;
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2:
eine schematische Darstellung eines Teils der Steuerschaltung der
erfindungsgemäßen Waschmaschine;
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3:
die Beziehung zwischen Waschmittelkonzentration und elektrischem
Widerstand, gemessen von einer Vorrichtung, wie sie in der Maschine nach 2 vorhanden
ist;
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4:
ein Blockdiagramm eines Teils der Steuerlogikschaltung der erfindungsgemäßen Waschmaschine;
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5:
ein Blockdiagramm eines Teils der Steuerlogikschaltung der Waschmaschine
entsprechend einer möglichen
Ausführungsform
der Erfindung.
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Die
erfindungsgemäße Waschmaschine,
die als Beispiel beschrieben wird, speziell eine Waschmaschine zum
Wäschewaschen,
weist eine Mikroprozessorsteuerung auf, die Programminformationen enthält, die
in zugehörigen
Permanentspeichermitteln kodiert sind.
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Die
Steuerung enthält
außerdem
Informationen über
bestimmte physikalische Eigenschaften der Waschflüssigkeit
mittels geeigneter Sensormittel. Die erfindungsgemäße Maschine
hat außerdem
eine Auswahleinrichtung, bestehend z.B. aus einem Drehknopf, der
von der Bedienperson betätigt
wird, um der Steuerung die erforderliche Spülleistung anzuzeigen.
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Damit
ist die Bedienperson in der Lage, mittels der Auswahleinrichtung
eine qualitative Wahl des von der Maschine auszuführenden
Spülvorgangs
zu treffen.
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1 zeigt
diesen mit M bezeichneten Knopf in schematischer Darstellung. Mit
diesem Knopf kann die Bedienperson eine Position zwischen zwei entgegengesetzten
Extremwerten wählen,
nämlich
zwischen der Position MC für
minimalen Wasserverbrauch und der Position MR für höchste Spülleistung.
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Jeder
dieser beiden Extremwerte unterstreicht einen anderen Standpunkt
der Bedienperson, wobei die tatsächlich
gewählte
Position des Knopfes M den richtigen Kompromiss zwischen der Notwendigkeit,
soviel Waschmittel wie möglich
aus dem Waschgut zu entfernen, und der Notwendigkeit, einen hohen
Wasserverbrauch zu vermeiden, darstellt.
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In
dem als Beispiel beschriebenen Fall hat die erfindungsgemäße Waschmaschine
eine geeignete Einrichtung zur Messung des Wasserwiderstands; eine
mögliche
Ausführungsform
dieser Einrichtung ist in 2 dargestellt.
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Diese
Einrichtung zur Messung des Wasserwiderstands in der erfindungsgemäßen Wäschewaschmaschine
hat zwei Elektroden, die in 2 mit den
Buchstaben A und B bezeichnet sind. Die Elektrode A besteht aus
einem elektrisch leitfähigen
Element, das unmittelbaren Kontakt mit dem Waschwasser hat, wobei
dieses Element im Fall von 2 mit der
Metallkonstruktion V der Maschine selbst (Bottich-Trommel-Einheit)
zusammentrifft, jedoch auch durch eine geeignete Gummidichtung davon
getrennt sein könnte.
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Die
Elektrode B besteht aus einem elektrisch leitfähigen Element, das unmittelbaren
Kontakt mit dem Waschwasser hat und gegenüber der Elektrode A isoliert
ist.
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Bei
Verbindung der Elektrode A mit dem Pluspol eines eine Gleichspannung
E erzeugenden Generators (z.B. E = 5 V) und Erdung der Elektrode B
(Minuspol desselben Gleichspannungsgenerators E) über einen
Kondensator C von geeigneter Kapazität (z.B. C = 1 Mikrofarad),
wie in 2 gezeigt, fließt bedingt durch das leitfähige Waschwasser
ein Strom von A nach B, der proportional zum Widerstand des Wassers
im Bottich ist.
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Dieser
Stromfluss lädt
den Kondensator C auf und endet, wenn die Aufladung abgeschlossen ist,
d.h. wenn die Spannung an den Klemmen des Kondensators C den Wert
E erreicht hat. Der Stromdurchgang wird von der Mikroprozessorsteuerung MP
erzeugt, und seine Dauer hängt
von der Kapazität
des Kondensators C sowie vom Widerstandswert des Mediums (Waschwasser),
durch welches der Aufladestrom fließt, ab.
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Nachdem
der richtige Aufladezustand des Kondensators C erreicht ist (z.B.
C = 1 Mikrofarad), kann der Widerstandswert des Waschwassers ermittelt
werden, indem die Aufladungszeit des Kondensators C gemessen wird.
Wie in 2 gezeigt, kann die Aufladungszeit mit jedem handelsüblichen
Mikroprozessor MP (4-oder 8-Bit-Konfiguration) gemessen werden,
der die Zeit mit guter Auflösung
erfassen kann (z.B. in der Größenordnung
von 1 Mikrosekunde).
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Ein
digitaler Eingang des Mikroprozessors MP – in 2 mit INP
bezeichnet – ist
mit den Klemmen des Kondensators C verbunden, während ein digitaler Ausgang – mit OUT
bezeichnet – zum
Ansteuern eines Transistors Q verwendet wird, der als Steuerschalter
für den
Stromdurchgang dient und dessen Anschlüsse ihrerseits mit den Klemmen
des Kondensators C verbunden sind.
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Die
Aufladungszeit des Kondensators C wird durch folgende Operationen
des Mikroprozessors MP gemessen:
- – Schnellentladung
des Kondensators C durch Anlegen eines kurzen Impulses (von z.B.
1 Millisekunde) an die Basis des Kondensators C über den Ausgang OUT;
- – Beginn
der Zeitmessung mit der Rückkehr
des Transistors Q zum Sperrzustand am Ende des Kondensatorentladeimpulses,
wodurch die Aufladung des Kondensators beginnen kann;
- – Beendigung
der Zeitmessung genau dann, wenn die Spannung an den Kondensatorklemmen die
Schaltschwelle des digitalen Eingangs INP erreicht, die typischerweise
der halben Speisespannung des Mikroprozessors MP entspricht (d.h.
E/2 = 2,5 V);
- – Der
vom Zeitzähler
im MP bei Zählende
erreichte Wert stellt das Meßergebnis
dar und hat unmittelbaren Bezug zu den spezifischen Widerstandseigenschaften
der Waschflüssigkeit.
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Wie
bereits erwähnt,
hat die Mikroprozessorsteuerung MP ein Programm, das im Permanentspeicher
ROM kodiert ist, um den Fluidwiderstand in Abhängigkeit von der gemessenen
Aufladungszeit des Kondensators zu errechnen.
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Diese
Information (Widerstandswert) ermöglicht es der Steuerung der
erfindungsgemäßen Waschmaschine
auch, das Vorhandensein von Waschmittel im Wasser zu erfassen; der
Wert der Ionenkonzentration im Wasser, der proportional zu der im
Wasser gelösten
Waschmittelmenge ist, kann nämlich
mit Hilfe einer geeigneten Tabelle ermittelt werden, indem der Fluidwiderstand
nach Zugabe des Waschmittels gemessen wird.
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3 zeigt
in einem Diagramm ein Beispiel eines Versuchsergebnisses, welches
die bestehende Beziehung zwischen der Waschmittelkonzentration und
dem Widerstand zeigt, wie sie mit der Einrichtung von 2 erfasst
wird, aus gedrückt
in Gramm pro Liter bei einer Temperatur von 20 °C (Wasserhärte 30 °F).
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Besonders
hervorzuheben ist, dass die in 2 gezeigte
Messeinrichtung abgesehen von der Wassertemperatur und der Wasserhärte unter
normalen Bedingungen wegen des großen Unterschieds in der Ionenkonzentration
zwischen reinem Wasser und Waschmittel enthaltendem Wasser in der
Lage ist, die beiden unterschiedlichen Zustände äußerst exakt zu erfassen.
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Schließlich ist
in 2 mit M die erwähnte Auswahleinrichtung bzw.
der Knopf bezeichnet, der mit der Widerstandsmesseinrichtung und
dem Mikroprozessor MP zusammenwirkt, um den verlangten Spülvorgang
einzustellen. Dieser Knopf M kann beispielsweise einfach ein Potentiometer
sein, dessen Widerstand sich mit der Winkelposition ändert. Wie bereits
erwähnt,
bietet der Knopf M eine Vielzahl wählbarer Positionen zwischen
höchster
Spülqualität (MR) und
minimalem Wasserverbrauch (MC).
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Erfindungsgemäß steht
jede Wählposition des
Knopfs M für
eine bestimmte Waschmittelrückstandskonzentration
im letzten Spülwasser.
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Bei
Wahl der Position MR, d.h. der höchsten Spülleistung,
ist die Waschmittelkonzentration im Wasser aus dem letzten von der
Maschine ausgeführten
Spülgang
so gering wie möglich
bei gleichzeitig auf einen bestimmten Höchstwert begrenztem Wasserverbrauch,
der im Entwurfsstadium in der Maschinensteuerung eingestellt wurde
und auf den einschlägigen
Normen basiert (Erläuterung
folgt).
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Bei
Wahl der Position MC, d.h. eines minimalen Wasserverbrauchs, ist
die Konzentration an restlichem Waschmittel immer noch mit voreingestellten Grenzwerten
vereinbar. Diesen Grenzwerten liegt insbesondere die sogenannte
ECO-Label-Richtlinie zugrunde,
die besagt, dass die Waschmittelkonzentration nach dem letzten von
der Maschine ausgeführten
Spülgang
mindestens 60 Mal niedriger sein sollte als nach dem letzten Waschgang.
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Die
erfindungsgemäße Waschmaschine
arbeitet wie folgt: Die Bedienperson füllt das Waschgut ein, wählt das
gewünschte
Waschprogramm in der bekannten Weise und stellt die gewünschte Spülleistung
mit dem Knopf M ein. Dann schaltet sie die Maschine beispielsweise
durch Betätigung
eines Einschaltknopfes ein.
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Wie
bereits erwähnt,
entspricht jede Position des Knopfes M einer bestimmten Ionenkonzentration im
Wasser, die ein Zeichen für
die im letzten Spülwasser
noch vorhandene Waschmittelrückstandsmenge
ist. Sobald die Steuerung die Position des Knopfes M kennt, wird
somit auch die beim letzten Spülgang
der Maschine zu erreichende Waschmittelrückstandskonzentration bestimmt,
um das Waschprogramm zu beenden. Hierfür kann der dem Mikroprozessor
MP zugeordnete nicht-flüchtige
Speicher kodierte Daten enthalten, die für jede Position des Knopfes
M einen entsprechenden Wert oder Wertebereich für die Ionenkonzentration wiedergeben,
die das Wasser nach Abschluss der Spülphase aufweisen sollte.
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Im
Normalbetrieb führt
die Maschine die normalen Waschgänge
nach dem von der Bedienperson gewählten Programm aus. Der Mikroprozessor
MP misst mit Hilfe der in 2 gezeigten
Messeinrichtung entweder die Ionen- oder die Waschmittelkonzentration
im Wasser während
des letzten Waschgangs und speichert den Messwert in einem geeigneten
Speicherregister, beispielsweise in einem nichtflüchtigen
EEPROM-Speicher, ab.
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Die
Spülgänge werden
vor Beendigung des Waschprogramms ausgeführt. Nehmen wir dazu an, dass
auch die erfindungsgemäße Maschine
normalerweise mindestens zwei Spülgänge ausführe.
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Nach
dem zweiten Spülgang
und vor dem Ablassen des Wassers misst der Mikroprozessor MP – immer
mittels der in 2 gezeigten Einrichtung – die Ionen-
oder Waschmittelkonzentration im Wasser des letzten Spülgangs.
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Dann
vergleicht der Mikroprozessor MP die Ionenkonzentration im Wasser,
die nach dem Waschgang gemessen wurde, mit der Ionenkonzentration nach
dem Spülgang
(wie bereits erwähnt,
kann die Steuerung ausgehend von den Ionenkonzentrationsdaten die
im Wasser vorhandenen Waschmittelrückstandsmen gen zurückverfolgen).
Wie bereits erwähnt,
wird dieser Vergleich gezogen, indem der Mikroprozessor MP berücksichtigt,
dass in Übereinstimmung
mit den von der ECO-Label-Richtlinie vorgegebenen Kriterien die
Waschmittelkonzentration im letzten Spülwasser immer dann, wenn minimaler Wasserverbrauch
(MC) gewählt
worden ist, mindestens 60 Mal niedriger sein sollte als die beim
letzten Waschgang erfasste Waschmittelkonzentration.
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Die
Beziehung zwischen der Waschmittelkonzentration nach dem Waschen
und der Waschmittelkonzentration nach einem Spülgang wird hier als Verdünnungsverhältnis der
Waschmittelrückstandskonzentration
definiert.
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Das
Kriterium lautet daher, dass nach Abschluss der Spülgänge ein
vorgegebenes Verdünnungsverhältnis des
Waschmittelrückstands
zwischen einem Mindestwert von z.B. 60 bei Wahl der Position MC
für den
geringsten Wasserverbrauch (entsprechend der ECO-Label-Richtlinie)
und einem Maximalwert von z.B. 600 (bei Wahl der Position MR für die höchste Spülleistung)
erreicht sein soll. Erfindungsgemäß sind offensichtlich entsprechend
der tatsächlich
mit dem Knopf M gewählten
Position alle Zwischenpositionen zwischen den beiden Grenzwertpositionen
Mindestwert und Maximalwert eingeschlossen.
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Nehmen
wir einmal an, die Bedienperson habe mit dem Knopf M die Position
für maximale Wassereinsparung
(d.h. MC) eingestellt.
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Bei
dem oben beschriebenen Fall von zwei Spülgängen vergleicht die Steuerung
den Wert im zweiten Spülwasser
mit dem Wert aus dem letzten Waschgang und den von der Bedienperson
mit dem Knopf M eingestellten Daten. Wenn die Waschmittelkonzentration
im zweiten Spülwasser
mindestens 60 Mal niedriger ist als die Waschmittelkonzentration
im letzten Waschgang, hört
der Spülvorgang
auf, und es wird das Wasser des zweiten Spülgangs abgelassen und der Schleudergang
ausgeführt.
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Im
anderen Fall lässt
die Steuerung das Wasser aus dem zweiten Spülgang ab, führt den auf jeden Spülgang folgenden
normalen Schleuderschritt mit dem zugehörigen Wasserauslass aus und
beginnt einen dritten Spülgang
mit frischem Wasser. Nach diesem dritten Spülgang misst die Steuerung erneut
die Ionen konzentration im Wasser und stellt erneut einen Datenvergleich
an.
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Eine
derartige "Schleife" kann theoretisch
so lange wiederholt werden, bis der Konzentrationswert im letzten
Spülwasser
entsprechend der ECO-Label-Richtlinie
mindestens 60 Mal niedriger ist als der Wert im letzten Waschwasser.
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Nehmen
wir im Gegensatz dazu an, die Bedienperson habe die höchste Spülleistung
(Position MR) eingestellt. In diesem Fall arbeitet die Maschine genau
wie vorstehend beschrieben, weil die Steuerung den Ionenkonzentrationswert
im zweiten Spülwasser
mit dem Wert im letzten Waschwasser und dem von der Bedienperson
mit dem Knopf M eingestellten Wert vergleicht. Wenn der Wert für die Waschmittelkonzentration
im zweiten Spülwasser
mit dem von der Bedienperson mit dem Knopf M eingestellten Wert übereinstimmt,
endet der Spülvorgang, und
es wird das zweite Spülwasser
abgelassen, worauf das Schleudern folgt.
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Im
anderen Fall lässt
die Steuerung das zweite Spülwasser
ab, führt
den auf jeden Spülgang folgenden
Schleuderschritt mit zugehörigem
Wasserauslass aus und startet einen dritten Spülgang mit frischem Wasser.
Nach diesem dritten Spülgang
mißt die
Steuerung erneut die Ionenkonzentration des Wassers und führt erneut
einen Datenvergleich aus.
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Auch
in diesem Fall kann die "Schleife" theoretisch so lange
wiederholt werden, bis der Konzentrationswert für den letzten Spülgang dem
von der Bedienperson eingestellten Wert entspricht. Auch hier kann
es auf der Ebene der Steuerlogikschaltung zweckmäßig sein, einen Maximalwert
für den
Wasserverbrauch einzustellen.
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4 zeigt
schematisch das Blockdiagramm für
einen Teil einer denkbaren Steuerlogikschaltung der erfindungsgemäßen Waschmaschine.
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Block 200 ist
der Logikfluß-Startblock
zum Starten eines zuvor gewählten
Waschprogramms; dann geht die Steuerung zu Block 201, um
die Art des gewählten
Waschprogramms zu kontrollieren, und von Block 201 zu Block 202,
um die Art der erforderlichen Spülung,
d.h. die von der Bedienperson mit dem Knopf M getroffene Wahl, zu
kontrollieren.
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Dann
geht die Steuerung zu Block 203 – Beginn des Waschprogramms
-, um Wasser einzulassen, wodurch der erste Wasserzulauf erfolgt
und die verschiedenen Schritte bis zum Ende des Waschprogramms ausgeführt werden.
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Die
Steuerung geht zu Block 204, um die Ionenkonzentration
in dem für
das gewählte
Waschprogramm letzten Spülwasser
zu berechnen.
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Die
Steuerung geht zu Block 205, um den ersten Spülgang zu überprüfen, und
dann zu Block 206, um einen zweiten Spülgang durchzuführen.
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Die
Steuerung geht zu Block 207, um die Ionenkonzentration
im Wasser nach dem zweiten Spülgang
zu berechnen.
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Die
Steuerung geht zu Block 208, einem Kontrollblock, um die
Vereinbarkeit des eingestellten Ionenkonzentrationswerts mit dem
tatsächlich
gemessenen Wert zu überprüfen.
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Ist
letzteres der Fall (Ausgabe "ja"), geht die Steuerung
zu Block 209, um das Waschprogramm zu beenden, ist es nicht
der Fall (Ausgabe "nein"), geht die Steuerung
zurück
zu Block 206, um einen neuen Spülgang auszuführen und
erneut die Ionenkonzentration zu messen. Der Zyklus bzw. die "Schleife" 206-208 wird
dann so oft wiederholt, bis das bei Block 206 kontrollierte
Spülwasser
den erforderlichen Ionenkonzentrationswert erreicht hat.
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In
einer anderen möglichen
Ausführungsform
der Erfindung arbeitet die Maschine wie folgt:
Die Bedienperson
füllt das
Waschgut ein, stellt das gewünschte
Waschprogramm in gewohnter Weise ein und stellt die gewünschte Spülleistung
mittels des Knopfs M ein. Danach schaltet sie die Maschine ein.
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Während des
ersten Wasserzulaufs aus der Leitung misst der Mikroprozessor MP
mittels der in 2 gezeigten Messeinrichtung
den Wasserwiderstand am Zulauf und berechnet sowohl die Wasserhärte als
auch die Ionenkonzentration. Damit erhält die Steuerung der Maschine
die Information über
die kleinstmögliche
Zonenkonzentration, d.h. die Ionenkonzentration des aus der Leitung
eingespeisten frischen Wassers. Hier ist darauf hinzuweisen, dass
die Ionenkonzentration des Leitungswassers ebenso wie die Wasserhärte von
Ort zu Ort und am selben Ort jahreszeitenabhängig unterschiedlich sein kann.
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Die
Maschine führt
die normalen Funktionen und die normalen Waschgänge entsprechend dem von der
Bedienperson eingestellten Waschprogramm aus. Spülgänge werden vor Programmende
ausgeführt.
Nehmen wir an, dass auch die Maschine in vorstehender Ausführungsform
normalerweise mindestens zwei Spülgänge ausführe.
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Nach
dem zweiten Spülgang
und vor dem Ablassen des Wassers berechnet der Mikroprozessor MP
mittels der in 2 gezeigten Messeinrichtung
in der bereits beschriebenen Weise die Ionenkonzentration des Wassers
im Bottich, d.h. des für den
zweiten Spülgang
verwendeten Wassers, und anhand dieses Werts ermittelt die Steuerung
die Waschmittelrückstandsmenge
im Spülwasser.
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Die
Steuerung vergleicht dann die Ionenkonzentration des zweiten Spülwassers
mit dem von der Bedienperson mittels des Knopfs M eingestellten
Ionenkonzentrationswert.
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Nehmen
wir weiter an, die Bedienperson habe die gründlichste Spülung gewählt (Position MR).
In dem beschriebenen Fall mit grundsätzlich zwei Spülgängen vergleicht
die Steuerung den Wert für
das zweite Spülwasser
mit dem Ausgangswert für das
Wasser aus der Leitung. Stimmen die beiden Werte überein,
wird das Spülen
beendet und das zweite Spülwasser
abgelassen; anschließend
wird geschleudert.
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In
anderen Fall lässt
die Steuerung das zweite Spülwasser
ab, bewirkt die Ausführung
des auf jeden Spülgang
folgenden Schleudergangs mit Wasserablass und startet dann einen
dritten Spülgang
mit frischem Wasser. Nach diesem dritten Spülgang misst die Steuerung die
Ionenkonzentration im Wasser und nimmt erneut einen Vergleich vor.
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Diese "Schleife" kann theoretisch
so lange fortgeführt
werden, bis der Konzentrationswert aus den wiederholten Spülgängen dem
Ausgangswert für die
Zonenkonzentration entspricht. Es ist jedoch auch möglich, die
Ausführung
der maximalen Anzahl von Spülgängen einzustellen,
mit der die von der ECO-Label-Richtlinie
vorgegebenen Grenzwerte sicher erreicht werden können.
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In
einem anderen Betriebsbeispiel hat die Bedienperson eine mittlere.
Spülleistung
gewählt, weil
sie Wasser sparen möchte.
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In
diesem Fall vergleicht die Steuerung der Maschine die Ionenkonzentration
des Wassers nach dem zweiten Spülgang
mit dem von der Bedienperson mittels des Knopfes M eingestellten
Wert.
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Hier
ist hervorzuheben, dass der von der Bedienperson eingestellte Wert
immer ein relativer Wert ist, weil der Grad der Wirksamkeit des
Spülvorgangs offensichtlich
abhängig
ist von der Ionenkonzentration des Frischwassers aus der Leitung,
d.h. der von der Bedienperson eingestellte Wert wird von der Steuerung
auf der Grundlage der Eigenschaften des verfügbaren Wassers interpretiert.
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Wenn
die Steuerung nach Messung der Wasserionenkonzentration nach dem
zweiten Spülgang
erkennt, dass das gewünschte
Ergebnis noch nicht erreicht ist, veranlasst die Steuerung jedenfalls von
selbst den Wasserablass, die Ausführung des auf jeden Spülgang folgenden
normalen Schleuderschritts mit entsprechendem Wasserablass und den Start
eines dritten Spülgangs
mit sauberem Wasser. Nach diesem dritten Spülgang misst die Steuerung erneut
die Ionenkonzentration im Wasser, nimmt einen Datenvergleich vor
und wiederholt die "Schleife" in der beschriebenen
Weise, bis die erfasste Ionenkonzentration mit dem mittels des Knopfs
M eingestellten Wert vereinbar ist (d.h. entweder gleich groß ist, ihm
weitgehend entspricht oder niedriger ist).
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Aus
dem Gesagten wird ersichtlich, wie die erfindungsgemäße Maschine
in manchen Fällen auch
eine Wasserersparnis gegenüber
dem Stand der Technik erlaubt.
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Denken
wir nur an eine Bedienperson, die eine geringfügige Spülung bestimmter Teile (z.B. Wischtücher) ausführen oder
eine geringe Wäschemenge
waschen möchte
oder die dazu neigt, eine geringe Waschmittelmenge zum Waschen nur
leicht verschmutzter Wäsche
zu verwenden.
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In
diesen Fällen
liegt es auf der Hand, dass bei der Erfindung eine Wassereinsparung
möglich
ist im Vergleich zu den bekannten Lösungen, bei denen die Anzahl
der Spülgänge im wesentlichen
vorgegeben ist und somit in Anbetracht des tatsächlichen Bedarfs für einen
Waschgang entweder zu groß oder
zu klein sein kann.
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Aus
vorstehender Beschreibung wird außerdem ersichtlich, wie die
Steuerung der Maschine in der vorstehend vorgeschlagenen Ausführungsform eine
relative Messung der Ionenkonzentration des Spülwassers vornimmt, weil der
Ausgangswert für den
Vergleich mit dem von der Bedienperson eingestellten Wert stets
die Ionenkonzentration des Leitungswassers, d.h. des zuerst in die
Maschine eingespeisten Wassers, ist. Wie bereits erwähnt, kann
die Eigenschaft des Ausgangswassers von Ort zu Ort und von Jahreszeit
zu Jahreszeit variieren, jedoch ist die Maschine in der vorgeschlagenen
Ausführungsform
sehr gut in der Lage, ihre Funktionsweise an die sich ändernden
Umgebungsbedingungen anzupassen.
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Bei
der Mehrzahl der bekannten Maschinen wiederum fließt das in
den Waschbottich einzuspeisende Wasser durch eine Waschmittelkammer,
die mehrere getrennte Fächer
aufweist, auch wenn es selten vorkommt, dass die Bedienperson auch
einen Vorwaschgang mit Waschmittel haben möchte.
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In
diesem Fall enthält
daher auch das erste in die Maschine eingelassene Wasser eine gewisse Waschmittelmenge,
so dass die Einrichtung, die sowohl den Widerstand als auch die
Ionenkonzentration misst, keinen aussagefähigen Wert liefern kann.
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In
diesem Fall nimmt die Steuerung die erforderlichen Vergleiche erfindungsgemäß anhand
eines historischen Werts für
die Ionenkonzentration des Leitungs wassers vor, der immer dann aktualisiert wird,
wenn ein Waschprogramm ohne Vorwaschgang mit Waschmittel ausgeführt wird.
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Zu
diesem Zweck ist die Steuerung zweckmäßigerweise mit einem nicht
flüchtigen
EEPROM-Speicher (d.h. einem elektrisch löschbaren, programmierbaren
Speicher) ausgestattet, der die Werte für die Ionenkonzentration des
Leitungswassers speichern kann. Diese Werte können Waschgang für Waschgang
von der Messeinrichtung erfasst und in dem nicht flüchtigen
Speicher gespeichert werden, der von Zeit zu Zeit nach geeigneten
Kriterien aus der modernen Technik der lernfähigen Software (Lernalgorithmus)
aktualisiert wird. Es wird somit ersichtlich, dass die Steuerung
der Maschine sich mit der Zeit an die sich ändernden Eigenschaften des Leitungswassers
anpassen kann.
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5 zeigt
eine schematische Darstellung des Blockdiagramms eines Teils der
Steuerlogikschaltung der Waschmaschine in der vorstehenden erfindungsgemäßen Ausführungsform.
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Block 100 ist
der Startblock des Logikflusses und entspricht dem Start eines zuvor
ausgewählten Waschprogramms.
Die Steuerung geht dann zu Block 101 über, um die Art des ausgewählten Waschprogramms
festzustellen, und von Block 101 zu Block 102,
um die erforderliche Art der Spülung,
d.h. die von der Bedienperson mittels des Knopfes M getroffene Wahl,
festzustellen.
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Die
Steuerung geht zu Block 103, dem Beginn des Waschprogramms,
womit der Wasserzulauf in die Maschine beginnt. Dann geht die Steuerung
zu Block 104, um die Ionenkonzentration des Wassers während des
Wasserzulaufs zu berechnen, und dann zu Block 105, einem
Prüfblock,
um zu prüfen,
ob der errechnete Wert das Vorhandensein von Waschmittelrückständen im
Wasser anzeigt (was eine Vorwaschgang anzeigt).
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Ist
letzteres der Fall (Ausgabe "ja"), geht die Steuerung
zu Block 106, wodurch die Steuerung das Ablesen des erwähnten historischen
Werts bewirkt und ihn unter einer geeigneten Speicheradresse speichert,
woraufhin die Steuerung zu Block 108 geht. Ist kein Waschmittelrückstand
vorhanden ("nein"), geht die Steuerung
zu Block 107, um die im Leitungswasser erfasste Ionenkonzentration
unter der erwähnten
Speicheradresse zu speichern und den historischen Wert zu aktualisieren.
Dann geht die Steuerung zu Block 108.
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Block 108 überprüft die verschiedenen Waschschritte,
einschließlich
eines ersten Spülgangs;
dann geht die Steuerung zu Block 109, um einen zweiten
Spülgang
auszuführen.
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Die
Steuerung geht dann zu Block 110, um die Ionenkonzentration
des Wassers am Ende des zweiten Spülgangs zu berechnen.
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Die
Steuerung geht zu Block 111, einem Prüfblock, um zu prüfen, ob
die gewünschte
Ionenkonzentration und der tatsächlich
erfasste Wert zusammenpassen (beispielsweise kann die tatsächliche
Ionenkonzentration so eingestellt werden, dass sie immer gleich
groß oder
kleiner ist).
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Ist
letzteres der Fall (Ausgabe ja"),
geht die Steuerung zu Block 112, um das Waschprogramm zu beenden;
ist es nicht der Fall ("nein"), geht die Steuerung
zu Block 109 zurück,
um einen weiteren Spülgang
auszuführen
und erneut die Zonenkonzentration zu messen. Der Zyklus bzw. "die Schleife" 109-111 wird
dann so oft wiederholt, bis das Spülwasser bei Block 109 die
gewünschte
Ionenkonzentration erreicht hat.
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Da
heutzutage fast alle modernen Wäschewaschmaschinen
mit einem Mikroprozessor ausgestattet sind, ist klar, wie dieser – bei entsprechender Programmierung – die beschriebene
erforderliche Information gewinnt. Der Erfindungsgedanke kann daher
sowohl bei Maschinen mit elektronischer Mikroprozessor-Programmsteuerung
bzw. Hybrid-Programmsteuerung als auch bei herkömmlichen Waschmaschinen mit
elektromechanischer Programmsteuerung Anwendung finden, vorausgesetzt, diese
haben einen Mikroprozessor in einer eingebauten Elektronikbaugruppe
(beispielsweise einen Mikroprozessor, wie er normalerweise in einem
digitalen Elektronikmodul zur Steuerung des Waschmaschinenmotors
vorhanden ist).
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Die
Merkmale und die Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus vorstehender
Beschreibung hervor, die eine Waschmaschine vorstellt, welche eine "quali tative" Wahl bzw. die Wahl
einer geschlossenen Schleife, d.h. eine Wahl zuläßt, die in Beziehung zum Spülergebnis
steht, damit in Abhängigkeit
von wechselnden Anforderungen die optimale Spülleistung gewählt werden
kann. Eine solche Lösung
ermöglicht
somit eine Anpassung an die wechselnden Anforderungen der Bedienperson,
die sich situationsbedingt entweder für eine Wassereinsparung oder
eine höhere
Spülleistung
entscheiden oder einen Kompromiss zwischen beidem erzielen kann. Zusätzlich ermöglicht die
vorstehend beschriebene Lösung
unter bestimmten Waschbedingungen (beispielsweise geringe Wäschemenge,
genaue Waschmitteldosierung usw.) mit Sicherheit eine Wassereinsparung
im Vergleich zu den bereits bekannten Lösungen, weil sie sich spezifisch
an jedes Waschprogramm anpassen kann.
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Schließlich liegt
es auf der Hand, dass die erfindungsgemäße Waschmaschine im Rahmen
der Neuheit des Erfindungsgedankens zahlreiche Abwandlungsmöglichkeiten
zulässt.
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Gemäß der unter
Bezugnahme auf 5 beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung kann die Maschinensteuerung eine geeignete Steuerroutine
zur Verfügung
stellen, die automatisch während der
Maschineninstallation ausgeführt
wird, wenn das erste Waschprogramm mit Vorwäsche durchgeführt wird,
weil die Steuerung in diesem Fall nämlich weder den tatsächlichen
Ionenkonzentrationswert des Leitungswassers noch die historischen
Daten verwenden kann. Unter Verwendung dieser Routine bewirkt die
Steuerung beim ersten von der Maschine durchgeführten Waschprogramm eine größere vorgegebene
Anzahl von Spülgängen als
normalerweise bei einer Waschmaschine vorgesehen ist (z. B. die
doppelte gewöhnliche
Anzahl), um mit dieser Routine einen vermutlich zuverlässigen Wert
für die
Leitungswassereigenschaften am Ende des letzten Spülgangs zu erhalten.
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Eine
andere Ausführungsform
kann eine Messeinrichtung der bereits beschriebenen Art sein, die
unmittelbar am Wasserzulaufrohr, d.h. stromaufwärts der Waschmittelkammer,
angeordnet ist. Damit erhält
die Steuerung auch im Fall eines Vorwaschgangs den tatsächlichen
Ionenkonzentrationswert des Leitungswassers, selbst wenn der Vorwaschgang
mit Waschmittel ausgeführt
wird.
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Diese
Lösung
erscheint wegen der kostengünstigen
Bauteile des Widerstandssensors auch sehr wirtschaftlich.
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Im
vorstehenden Beispiel war von der Änderung der vorgegebenen Anzahl
von Spülgängen bei gleichbleibender
Wassermenge die Rede, jedoch ist auch die Voreinstellung einer festen
Anzahl von Spülgängen mit
unterschiedlicher Wassermenge möglich, d.h.
die Wassermenge für
einen oder mehrere Spülgänge kann
in Abhängigkeit
vom angestrebten Ergebnis verändert
werden. Die erste Lösung
(Änderung
der Anzahl der Spülgänge) scheint
wegen des öfteren
Wasserwechsels (bei gleichbleibender Wassermenge) die wirksamere
zu sein, wenn man auch bedenkt, dass, wie erwähnt, auf jeden Spülgang normalerweise
ein Schleuderschritt folgt und eine Erhöhung der Anzahl der Schleudergänge zur
besseren Entfernung von Waschmittelrückständen beiträgt.
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Es
war bereits vom Einsatz eines Mikroprozessors für die Erfindung die Rede, weil
ein solcher praktisch in allen modernen Waschmaschinen vorhanden
ist. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, dass die Funktionen
des Mikroprozessors und der in 2 gezeigten
Messeinrichtung gegebenenfalls auch von einer elektronischen Schaltung
mit von der Bedienperson oder vom Waschmaschinenhersteller einstellbarem
Schwellwert übernommen
werden könnten,
die die Ionenkonzentration des Wassers während des Spülvorgangs
misst und bei Bedarf in der Lage ist, die beschriebenen Änderungen
in der Ausführung
des Spülvorgangs
zu veranlassen, solange die von der Bedienperson gewünschte Leistung
nicht erreicht ist.