Способ определения оптимальной частоты вращения моечного барабана стиральной машины и стиральная машина, реализующая этот способ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ МОЕЧНОГО БАРАБАНА СТИРАЛЬНОЙ МАШИНЫ И СТИРАЛЬНАЯ МАШИНА, РЕАЛИЗУЮЩАЯ ЭТОТ СПОСОБ Изобретение относится к способу определения расчетного числа (n) оборотов моечного барабана(10), содержащей бак (4) для моющего раствора, установленный в нем моечный барабан (2) и пружинящие элементы (6), посредством которых бак (4) соединен с корпусом стиральной машины,согласно которому зависимость механического воздействия на находящееся в моечном барабане (2) белье (а, b, с), подвергаемое стирке или полосканию, от частоты вращения моечного барабана (2),меньшей, чем частота вращения, необходимая для прилегания белья к моечному барабану (2) при вращении этого барабана (2), используют для определения такого расчетного числа (n) оборотов барабана, при котором механическое воздействие на белье оказывается максимальным. То значение числа оборотов, при котором измерено наиболее интенсивное движение колебательной системы,выбирается для проведения процесса обработки белья. Преимущество такого способа состоит в том, что он позволяет усилить механическое воздействие на белье и таким образом увеличить производительность стирки.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: БСХ БОШ УНД СИМЕНС ХАУСГЕРЕТЕ ГМБХ (DE) Область техники Данное изобретение относится к способу определения расчетного числа оборотов моечного барабана стиральной машины, меньшего, чем число оборотов, необходимое для прилегания, а также к стиральной машине, реализующей указанный способ. Уровень техники Из уровня техники уже известны способы стирки и/или полоскания для автоматических стиральных машин, при которых для улучшения моющего воздействия моечный барабан во время процессов стирки и полоскания в определенное время приводится в действие с переменным числом оборотов и направлением вращения. Такой способ известен из патентного документа ЕР 0618323 А 1. При этом способе стираемые предметы во время стирки или полоскания должны впитывать в себя воду при числе оборотов,существенно более низком, чем так называемая "частота вращения прилегания" - частота вращения, при которой белье центробежной силой прижимается к стенке барабана. Такая низкая скорость вращения должна способствовать как можно более интенсивному протеканию воды сквозь стираемые предметы. Позднее впитанная вода должна снова выжиматься из стираемых предметов при эксплуатации с числом оборотов значительно выше частоты вращения, необходимой для прилегания. Этот способ известен также как стирка с отжимом. Имеются также моечные барабаны, которые оборудованы черпающими устройствами. Если такое черпающее устройство имеется в наличии, то число оборотов и направление вращения выбираются так,что черпающее устройство дополнительно способствует поглощению воды стираемыми предметами. Таким образом, при этом известном способе достигают хорошего протекания воды сквозь стираемые предметы. Недостаток этого способа особенно проявляется при больших количествах загружаемого белья. При этом на стираемые предметы оказывается только незначительное моющее механическое воздействие. При эксплуатации моечного барабана при числе оборотов, которое значительно ниже частоты вращения прилегания, стираемые предметы выполняют так называемое движение перекатывания. При вышеназванном способе по патентному документу ЕР 0618323 А 1 во время эксплуатации с числом оборотов, уменьшенным до уровня значительно ниже частоты вращения прилегания, моющее механическое воздействие, состоящее из сжатия и трения между отдельными стираемыми предметами, существенно ослаблено. При вращении моечного барабана быстрее частоты вращения прилегания оно даже вовсе отсутствует, так как некоторые стираемые предметы плотно прилегают к стенке моечного барабана. В рамках уровня техники на основе упомянутого способа уже предпринимались попытки повышать эффективность моющего механического воздействия путем предварительного выбора определенных разных чисел оборотов. Улучшенная механика стирки желательна, в частности, для менее тонкого белья,так как иначе достигаемое воздействие очистки слишком незначительно, и достичь оптимального результата стирки не удается. Поэтому в патентном документе DE 10326551 А 1 предлагается в процессе стирки и/или полоскания приводить в действие моечный барабан по меньшей мере в одной фазе интенсивного пропитывания стираемых предметов и по меньшей мере одной фазе интенсивного моющего механического воздействия. Эти фазы сменяют друг друга по меньшей мере один раз во время процесса стирки и/или полоскания. В фазе интенсивного пропитывания стираемых предметов моечный барабан ускоряется в одном направлении до числа оборотов, значительно превышающего частоту вращения прилегания, а в другом направлении до второго числа оборотов, которое значительно ниже частоты вращения прилегания. В фазе интенсивного моющего механического воздействия моечный барабан ускоряется в обоих направлениях до такого числа оборотов, при котором отдельные стираемые предметы сильно сжимаются и сильно трутся друг о друга. Однако не был представлен способ, при котором для разных программ автоматической стирки, для соответствующих разных видов белья и для разной массы загрузки найдены значения числа оборотов, оптимальные для упомянутых фаз. В патентном документе DE 19619603 А 1 предлагается реагировать на разные массы загрузки и на вызываемую этим разную (при фиксированном числе оборотов) интенсивность моющего воздействия тем, что число оборотов является переменным и может быть повышено или понижено в зависимости от соответствующего положения захватов. Здесь, тем не менее, по-прежнему проблемой остается то, что изменение числа оборотов не является зависящим от изменения степени загрузки. Сущность изобретения Задача данного изобретения состояла в том, чтобы представить способ, при помощи которого имеется возможность для любой степени загрузки и для любой программы автоматической стирки находить и устанавливать соответствующее оптимальное число оборотов для достижения наибольшей интенсивности моющего механического воздействия. Эта задача решена способом определения расчетного числа (n) оборотов моечного барабана стиральной машины с приводом вращения барабана и колебательной системой, содержащей бак для моющего раствора, установленный в нем моечный барабан и пружинящие элементы, посредством которых бак соединен с корпусом стиральной машины, согласно которому зависимость механического воздействия на находящееся в моечном барабане белье, подвергаемое стирке или полосканию, от частоты враще-1 019987 ния моечного барабана, меньшей, чем частота вращения, необходимая для прилегания белья к моечному барабану при вращении этого барабана, используют для определения такого расчетного числа (n) оборотов барабана, при котором механическое воздействие на белье оказывается максимальным. Предпочтительно способ включает в себя следующие операции:i) приведение моечного барабана в движение по меньшей мере при двух разных значениях (n1-nx) расчетного числа оборотов барабана, меньших, чем частота вращения, при которой белье прилегает к барабану;ii) измерение значений (s1-sx) характеристики движения колебательной системы при каждом расчетном числе (n1-nx) оборотов;iii) сравнение друг с другом значений (s1-sx) указанной характеристики и определение максимального значения (smax) этой характеристики и того расчетного числа (n) оборотов барабана, которое соответствует максимальному значению (smax) характеристики движения колебательной системы. Во время обычного процесса стирки и/или полоскания моечный барабан приводится в движение,как правило, реверсивное, с так называемым "моющим" числом оборотов, которое для обычных стиральных машин составляет примерно 55 об/мин. Это число оборотов находится эмпирическим путем однократно во время конструирования устройства и закладывается в программу автоматической стирки. Теперь, когда моечный барабан загружают стираемыми предметами, при необходимости увлажненными, и приводят в движение при моющем числе оборотов, должно достигаться определенное механическое воздействие. Понятие "стираемые предметы" в значении, подразумеваемом в данном изобретении, включает в себя, во-первых, текстильные изделия, в частности белье, но также и в общем все предметы, которые могут обрабатываться в обычной стиральной машине. Под понятием "моющее воздействие" или "механическое воздействие" подразумеваются силы, которые влияют на стираемые предметы, когда моечный барабан двигается. В частности, под этим понимается процесс, при котором стираемые предметы захватываются расположенными в моечном барабане захватами и приподнимаются, а затем, достигая при повороте барабана настолько высокой точки, что они больше не удерживаются захватами, снова падают. Столкновение падающих стираемых предметов со стираемыми предметами, лежащими внизу, или также с поверхностью моющего раствора оказывает хорошее очищающее воздействие и похоже на процесс взбалтывания. Число оборотов, при котором стираемые предметы подвергаются самому сильному вышеописанному моющему воздействию, - это и есть то число оборотов, которое позволяет находить способ согласно изобретению. Как уже упоминалось, при эксплуатации моечный барабан приводится в движение с заданным расчетным числом оборотов (примерно 55 об/мин). Тем не менее, фактическая частота вращения колеблется в зависимости от вида и массы загрузки. Кроме того, производимое падение белья оказывает во время вращения моечного барабана немалые отклоняющие действия на упруго подвешенную колебательную систему. Под "колебательной системой" стиральной машины понимается барабан, резервуар для моющего раствора, а также пружины и амортизаторы, на которых подвешен резервуар для моющего раствора. Таким образом, интенсивность моющего воздействия находится в зависимости от интенсивности движения колебательной системы. Было выявлено, что возможно измерение движения колебательной системы при значениях расчетного числа оборотов ниже частоты вращения прилегания с такой точностью, что это позволяет делать выводы о моющем механическом воздействии. Путем измерения при помощи соответствующих датчиков движения колебательной системы в процессе ухода за бельем - как правило, во время стирки, а также во время полоскания - при разных значениях, n1-nx расчетного числа оборотов в пределах области, лежащей ниже частоты вращения прилегания, возможно нахождение числа оборотов, оптимального для стирки с определенной степенью загрузки и с определенной программой автоматической стирки, и имеется возможность соответствующим образом заново задавать его для каждого нового выполнения программы. Таким образом, способ согласно изобретению предпочтительно включает в себя дополнительную операцию движения барабана при предварительно определенном расчетном числе n оборотов, при котором достигается наибольшее механическое воздействие на белье. Тем самым данное изобретение предоставляет также способ обработки белья, с помощью которого возможна стирка или полоскание белья с максимальным механическим воздействием на него. Для вышеназванного способа согласно изобретению предусматриваются по меньшей мере два расчетных числа оборотов, предпочтительно по меньшей мере три (n1, n2 и n3), еще более предпочтительно по меньшей мере четыре (n1, n2, n3 и n4). Предусматриваемые значения расчетного числа оборотов должны быть распределены в области, которая лежит для обычных стиральных машин в пределах от 20 до 80 об/мин, причем всегда нужно принимать во внимание то, что релевантные для способа согласно изобретению значения расчетного числа оборотов должны быть ниже соответствующей частоты вращения прилегания. Предварительно задаваемые значения расчетного числа оборотов могут выбираться,например, из следующих: 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 и 80 об/мин. Чтобы иметь возможность как можно более плотно распределить их в возможной области значений расчетного числа оборотов, меньших, чем частота вращения прилегания, способ согласно изобретению предусматривает также возможность сначала находить частоту вращения прилегания для стираемых предметов при соответствующей загрузке. Это может производиться обычными способами или оцениваться на основе значений загрузки и эмпирических данных. В качестве максимального из значений расчетного числа оборотов, предварительно задаваемых для измерения параметров движения колебательной системы, выбирается такое значение, которое незначительно ниже частоты вращения прилегания. Для нахождения искомого оптимального расчетного числа оборотов барабан, загруженный обрабатываемым бельем, приводится в движение с первым расчетным числом n1 оборотов в течение определенного периода tn. В пределах этого промежутка времени в течение определенного периода Ats с помощью присоединенных к колебательной системе датчиков измеряется движение колебательной системы. Исходя из результатов этого измерения, которое, в свою очередь, может состоять также из нескольких измерительных точек или из непрерывного процесса измерения, устанавливается характеристика s1 движения колебательной системы для первого расчетного числа n1 оборотов и ставится ему в соответствие. Затем барабан приводится в движение при втором расчетном числе n2 оборотов, и снова выявляется характеристика s2 движения колебательной системы. Эти шаги проводятся до тех пор, пока моечный барабан не будет приведен в движение со всеми ранее выбранными различными значениями расчетного числа n1-nx оборотов и не будут установлены соответствующие этим значениям числа оборотов значения s1-sx параметров колебательного движения. В следующем шаге значения s1-sx сравниваются между собой, и определяется наибольшее значениеs. Это значение соответствует расчетному числу n оборотов, которое таким образом представляет собой оптимальное для соответствующей загрузки расчетное число оборотов, вызывающее наибольшее механическое воздействие на стираемые предметы. Теперь моечный барабан может приводиться в движение именно с этим расчетным числом оборотов. В качестве характеристики движения колебательной системы определяют частоту или амплитуду движений колебательной системы путем измерения приводного крутящего момента, уровня воды и/или одномерных, двумерных или трехмерных перемещений колебательной системы. Как уже было упомянуто, движение колебательной системы измеряется датчиками, причем возможно использование уже имеющихся в стиральной машине датчиков. Датчики могут измерять в одномерные, двумерные или также трехмерные перемещения. Предпочтительно исследуются те движения колебательной системы, которые имеют большую частоту, чем соответствующее расчетное число n оборотов. Особенное преимущество изобретения состоит в том, что для осуществления способа согласно изобретению может использоваться уже наличествующее сенсорное оборудование. Подходящими для этого датчиками являются датчики перемещения, датчики ускорения или датчики уровня воды, которые уже применяются, например, для измерения загрузки. Примеры специальных датчиков - это датчики загрузки, трехмерные датчики перемещения или аналоговые датчики давления. В дополнение к определению параметров движения колебательной системы, к нахождению оптимального расчетного числа оборотов может привлекаться также фактическое отклонение числа оборотов. Известно, что в обычных приводных двигателях стиральных машин, если они приводятся в движение при фиксированном расчетном числе оборотов от около 55 об/мин, захватываемое белье оказывает влияние на соответствующую фактическую частоту вращения, в зависимости от того, перемещается белье в данный момент захватами или отдельные стираемые предметы падают сверху. В первом из этих случаев барабан во время этого участка поворота немного замедляется, так как стираемые предметы, прижатые захватами к стенке моечного барабана, смещают центр тяжести барабана. В то время, когда стираемые предметы падают вниз, барабан на коротком участке поворота имеет возможность снова ускоряться. Большинство обычных стиральных машин уже оборудованы регуляторами, которые противодействуют этому явлению. Тем не менее, оно все же измеримо и может служить также в качестве индикатора для моющего воздействия и привлекаться к нахождению оптимального расчетного числа оборотов. Возможно также измерение движения колебательной системы через систему управления двигателем. Здесь может измеряться, например, ток двигателя. Дальнейший аспект данного изобретения - это стиральная машина с моечным барабаном, колебательной системой, содержащей бак для моющего раствора, установленный в нем моечный барабан и пружинящие элементы, посредством которых бак соединен с корпусом стиральной машины, с приводом вращения барабана и с программируемым блоком управления, в который заложена управляющая программа, использующая зависимость механического воздействия на находящееся в моечном барабане белье, подвергаемое стирке или полосканию, от частоты вращения моечного барабана для нахождения такого расчетного числа оборотов этого барабана, при котором механическое воздействие на белье максимально, и которая обеспечивает стирку или полоскание белья с частотой вращения моечного барабана,соответствующей этому расчетному числу его оборотов, причем в указанной управляющей программе предусмотрена возможность обеспечивать осуществление операций (i)-(iii) способа согласно данному изобретению. Через такой блок управления возможно, например, задание назначаемых значений расчетного числа оборотов или же может быть задана программа, которая сначала определяет частоту вращения прилегания и после этого выбирает подходящие значения расчетного числа оборотов. Краткий комментарий к фигурам чертежей Далее изобретение более подробно поясняется на основе приведенного ниже чертежа, где схематично показан вид спереди поперечного сечения стиральной машины с находящейся в ней колебательной системой. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения На чертеже показана стиральная машина 1 в виде спереди в поперечном разрезе. Виден моечный барабан 2 с захватами 3 и находящийся вокруг него резервуар 4 для моющего раствора. Резервуар 4 для моющего раствора подвешен на четырех пружинящих элементах 6, которые снабжены на нижней стороне дополнительно амортизаторами 8. Моечный барабан 2, резервуары 4 для моющего раствора и пружинящие элементы 6 образуют колебательную систему 10. Барабан 2 приводится в движение приводом 16. Для измерения движений колебательной системы предусмотрены датчики 12. Изображен также элемент 14 управления, который может управлять машиной, осуществляя способ согласно данному изобретению. В представленном моечном барабане 2 находятся стираемые предметы a, b, с. При первом числе n1 оборотов стираемые предметы a, b и с в моечном барабане 2 производят движение перекатывания (не показано), причем барабан 2 вращается очень медленно, так что стираемые предметы а, b, с не поднимаются захватами 3 вверх, а лишь укладываются друг на друга слоями в нижней области барабана 2. При несколько более быстром вращении с числом n2 оборотов захваты 3 забирают с собой отдельные стираемые предметы и тянут их за собой на определенном этапе движения поворота. Это представлено для стираемого предмета b. В определенной точке стираемый предмет снова падает под действием силы тяжести. Это представлено на примере стираемого предмета с. Число n2 оборотов в данном случае представляет собой число оборотов для оптимального применения механического воздействия. При еще более высоком числе n3 оборотов стираемые предметы под действием центробежной силы уже прижимались бы к стенке барабана немного сильнее и отдельные стираемые предметы уже прилегали бы к стенке. В зависимости от загрузки при этом числе оборотов все еще случается, что отдельные стираемые предметы падают вниз, но есть и такие стираемые предметы, которые не падают в течение целого оборота. Таким образом, это число оборотов уже слишком высоко для оптимального применения механического воздействия. Обозначения: 1 - стиральная машина; 2 - моечный барабан; 3 - захват; 4 - резервуар для моющего раствора; 5 - захват (на фигуре такого обозначения нет); 6 - пружинящие элементы; 8 - амортизаторы; 10 - колебательная система; 12 - датчик; 14 - элемент управления; 16 - привод; а, b, с - стираемые предметы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ определения расчетного числа (n) оборотов моечного барабана (2) стиральной машины(1) с приводом (16) вращения барабана (2) и колебательной системой (10), содержащей бак (4) для моющего раствора, установленный в нем моечный барабан (2) и пружинящие элементы (6), посредством которых бак (4) соединен с корпусом стиральной машины, согласно которому зависимость механического воздействия на находящееся в моечном барабане (2) белье (а, b, с), подвергаемое стирке или полосканию,от частоты вращения моечного барабана (2), меньшей, чем частота вращения, необходимая для прилегания белья к моечному барабану (2) при вращении этого барабана (2), используют для определения такого расчетного числа (n) оборотов барабана, при котором механическое воздействие на белье оказывается максимальным, при этом способ включает в себя следующие операции:i) приведение моечного барабана (2) в движение по меньшей мере при двух разных значениях (n1nx) расчетного числа оборотов барабана (2), меньших, чем частота вращения, при которой белье прилегает к барабану (2);ii) измерение значений (s1-sx) характеристики движения колебательной системы (10) при каждом расчетном числе (n1-nx) оборотов; ного значения (smax) этой характеристики и того расчетного числа (n) оборотов барабана (2), которое соответствует максимальному значению (smax) характеристики движения колебательной системы (10). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве характеристики движения колебательной системы определяют частоту или амплитуду движений колебательной системы путем измерения приводного крутящего момента, уровня воды и/или одномерных, двумерных или трехмерных перемещений колебательной системы (10). 3. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что измерение характеристики (s1-sx) движения колебательной системы производят при помощи датчика (12) перемещения, датчика (12) ускорения, датчика (12) давления и/или датчика (12) уровня воды. 4. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что операции i) и ii) проводят по меньшей мере при трех значениях (n1), (n2) и (n3) расчетного числа оборотов. 5. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что операции i) и ii) проводят по меньшей мере при четырех значениях (n1), (n2), (n3) и (n4) расчетного числа оборотов. 6. Способ по одному из предшествующих пунктов, при котором в качестве значений (n1-nx) расчетного числа оборотов выбирают значения в интервале между 35 и 75 об/мин. 7. Способ по п.6, при котором в качестве значений (n1), (n2) и (n3) выбирают значения 35, 55 и 75 об/мин. 8. Способ обработки белья в стиральной машине, согласно которому стирку или полоскание белья осуществляют во вращающемся моечном барабане (2) с максимальным механическим воздействием на белье за счет вращения барабана (2) с расчетным числом (n) оборотов моечного барабана стиральной машины, определенным способом по одному из пп.1-7. 9. Стиральная машина (1) с моечным барабаном (2), колебательной системой (10), содержащей бак(4) для моющего раствора, установленный в нем моечный барабан (2) и пружинящие элементы (6), посредством которых бак (4) соединен с корпусом стиральной машины, с приводом (16) вращения барабана(2) и с программируемым блоком управления (6), в который заложена управляющая программа, использующая зависимость механического воздействия на находящееся в моечном барабане (2) белье (а, b, с),подвергаемое стирке или полосканию, от частоты вращения моечного барабана (2) для нахождения такого расчетного числа (n) оборотов этого барабана, при котором механическое воздействие на белье (а, b, с) максимально, и которая обеспечивает стирку или полоскание белья с частотой вращения моечного барабана (2), соответствующей этому расчетному числу (n) его оборотов, причем в указанной управляющей программе предусмотрена возможность обеспечивать осуществление операций (i)-(iii) способа по п.1.