DE102009046787A1

DE102009046787A1 - Einrichtung zur Detektion einer Unwucht und/oder einer Torsion einer sich um eine Achse drehenden Komponente eines Haushaltsgeräts

Info

Publication number: DE102009046787A1
Application number: DE102009046787A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Bruß
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2010-06-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Detektion einer Unwucht und/oder einer Torsion einer sich um eine Drehachse (A) drehenden Komponente (5), wobei die Einrichtung (6) eine Anordnung mit einer Mehrzahl von Kondensatoren (8 bis 13) umfasst, wobei die Anordnung von Kondensatoren (8 bis 13) erste Kondensatoren (8 bis 10) umfasst, die jeweils eine erste Kondensatorplatte (14 bis 16) aufweisen, wobei die ersten Kondensatorplatten (14 bis 16) ortsfest angeordnet und beabstandet in Umlaufrichtung der Drehachse (A) um diese positioniert sind, und wobei die Anordnung von Kondensatoren (8 bis 13) eine gemeinsame zweite Kondensatorplatte (17) umfasst, die um die Drehachse (A) drehbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein Haushaltsgerät, insbesondere zur Pflege von Wäschestücken, mit einer derartigen Einrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Detektion einer Unwucht und/oder einer Torsion einer sich um eine Achse drehenden Komponente. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Haushaltsgerät, insbesondere zur Pflege von Wäschestücken, mit einer derartigen Einrichtung.
Einrichtungen zur Unwuchterfassung einer sich drehenden Trommel in einem Haushaltsgerät zur Pflege von Wäschestücken, beispielsweise einer Waschmaschine oder einem Wäschetrockner oder einem Waschtrockner, sind bekannt. Ein Problem das bei derartigen bekannten Einrichtungen gegeben ist, beruht darauf, dass die Unwucht nur sehr unzureichend detektiert werden kann und darüber hinaus im Hinblick auf die unterschiedlichen Bewegungsmöglichkeiten und somit der sich daraus ergebenden Freiheitsgrade eingeschränkt ist. Herkömmliche Einrichtungen ermöglichen es nur, in reduzierter Form eine derartige Unwucht zu detektieren.
Eine sich um eine Achse drehende Komponente, insbesondere eine Trommel in einem Haushaltsgerät zur Pflege von Wäschestücken, kann jedoch aufgrund der räumlichen Anordnung und der Ausgestaltung in vielerlei Hinsicht und in vielen Freiheitsgraden eine Unsymmetrie aufweisen und somit in unterschiedlichsten Freiheitsgraden eine Unwucht aufweisen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung für ein Haushaltsgerät zu schaffen, mit dem die Detektion einer Unwucht und/oder einer Torsion einer sich drehenden Komponente exakter und realitätsnäher detektieren lässt.
Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung, welche die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, und ein Haushaltsgerät, welches die Merkmale nach Anspruch 15 aufweist, gelöst.
Unter einem Haushaltsgerät wird ein Gerät verstanden, das zur Haushaltsführung eingesetzt wird. Das kann ein Haushaltsgroßgerät sein, wie beispielsweise eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner, ein Waschtrockner, eine Geschirrspülmaschine, ein Gargerät, eine Dunstabzugshaube, ein Kältegerät, eine Kühlgefrierkombination oder ein Klimagerät. Das kann aber auch ein Haushaltskleingerät sein, wie beispielsweise ein Kaffeevollautomat, eine Küchenmaschine oder ein Staubsauger.
Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Detektion einer Unwucht und/oder einer Torsion einer sich um eine Achse drehenden Komponente umfasst eine Anordnung mit einer Mehrzahl von Kondensatoren, wobei diese Anordnung erste Kondensatoren umfasst, welche jeweils eine ortsfest angeordnete erste Kondensatorplatte aufweisen, die ortsfest und beabstandet in Umlaufrichtung der Drehachse um diese angeordnet sind. Darüber hinaus umfasst die Anordnung der Mehrzahl von Kondensatoren eine gemeinsame zweite Kondensatorplatte, die um die Drehachse drehbar ist. Die Anordnung der Kondensatoren ist somit derart ausgebildet, dass jeder Kondensator zumindest eine eigene, nämlich eine erste Kondensatorplatte aufweist, die spezifisch positioniert und positionsstabil angeordnet ist, wobei darüber hinaus eine zweite Kondensatorplatte vorhanden ist, wobei diese so ausgestaltet und angeordnet ist, dass sie jedem der ersten Kondensatoren zugeordnet ist, wobei nur diese zweite Kondensatorplatte bewegbar ist. Es wird somit eine Relativbewegung zwischen den ersten Kondensatorplatten und der zweiten Kondensatorplatte erzeugt.
Eine sich ändernde Kapazität eines ersten Kondensators beruht somit auf der Bewegung der zweiten Kondensatorplatte, wobei das Dielektrikum zwischen den ersten Kondensatorplatten der ersten Kondensatoren und der zweiten Kondensatorplatte der ersten Kondensatoren vorzugsweise Luft ist. Prinzipiell kann jedoch auch ein anderes Dielektrikum vorgesehen sein.
Vorzugsweise ist die zweite Kondensatorplatte mit der Bewegung und Orientierung der Komponente, die sich um die Achse dreht, gekoppelt. Durch diese Kopplung ist die gegebenenfalls vorhandene Unwucht und/oder Torsion der Komponente auch gleich auf die zweite Kondensatorplatte übertragen bzw. die zweite Kondensatorplatte weist die gleiche Unwucht und/oder Torsion auf.
Durch diese Ausgestaltung kann durch mehrere kapazitive Messungen von mehreren Kondensatoren die Unwucht und/oder die Torsion der sich bei drehenden Komponente äußerst präzise erfasst werden und auch in einer Vielzahl von Freiheitsgraden detektiert werden.
Vorzugsweise sind diese Kondensatoren in Oszillatoren angeordnet bzw. geschaltet. Ein Oszillator ist ein selbsttätiger Schwingungserzeuger. Die grundlegende Prinzipschaltung eines Oszillators umfasst ein frequenzbestimmendes Bauteil, beispielsweise eine Wiederstand-Spule- oder eine Spule-Kondensator-Kombination. Vorzugsweise erfolgt dann eine Amplitudenbegrenzung mit einem Verstärker. Diese Schaltung sorgt für eine Phasenschiebung zum Signal der frequenzbestimmenden Baugruppe. Der Ausgang des Verstärkers wird an den Eingang dieser Baugruppe kapazitiv, insbesondere mit einem Kondensator, zurückgekoppelt.
Vorzugsweise umfasst die Einrichtung einen Frequenz-Spannungs-Wandler, der einem Oszillatoren nachgeschaltet ist. Durch diesen Wandler kann eine analoge Spannung erzeugt werden, die an eine Auswerteeinheit, insbesondere einen Mikroprozessor, übertragen wird, wo die Signale ausgewertet werden.
Vorzugsweise umfasst die Einrichtung einen Referenz-Oszillator, durch den Referenzwerte für eine ohne Unwucht und/oder ohne Torsion sich drehende Komponente bestimmt sind, welche zum Vergleich mit den Messwerten der Oszillatoren zur Unwuchtbestimmung und/oder Torsionsbestimmung berücksichtigt sind. Vorzugsweise erfolgt dieser Vergleich in der Auswerteeinheit. Die Genauigkeit der Schaltung wird durch die Genauigkeit des Referenz-Oszillators definiert.
Vorzugsweise umfasst die Einrichtung zumindest drei Kondensatoren. Durch eine derartige Ausgestaltung kann die Detektion einer Unwucht und/oder Torsion in drei verschiedenen Freiheitsgraden ermöglicht werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass dies in eine erste und eine zweite Raumrichtung erfolgt und darüber hinaus auch ein weiterer Freiheitsgrad durch die translatorische Bewegung und eine sich gegebenenfalls in die translatorische Bewegungsrichtung ergebene Unwucht und/oder Torsion detektiert werden kann.
In besonders bevorzugter Weise ist darüber hinaus vorgesehen, dass die Einrichtung sechs Kondensatoren, insbesondere maximal sechs Kondensatoren, umfasst. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Einrichtung entweder drei oder sechs Kondensatoren aufweist.
Bei einer Ausgestaltung mit sechs Kondensatoren kann eine Detektion der Unwucht und/oder der Torsion in sechs Freiheitsgraden erfolgen. Zusätzlich zu den bereits genannten Freiheitsgraden bei drei Kondensatoren, kann bei sechs Kondensatoren zusätzlich eine Unwucht und/oder eine Torsion in die dritte, zu den ersten beiden Raumrichtungen senkrechte Raumrichtung erfolgen. Darüber hinaus kann eine Unwucht und/oder eine Torsion in einer weiteren Bewegung, nämlich in rotatorischer erfolgen. In rotatorischer Richtung sind vier Möglichkeiten gegeben, wobei diesbezüglich ein Kippen der Komponente nach vorne, ein Kippen der Komponente nach hinten, ein Kippen der Komponente nach links und somit in eine vorab genannte erste Raumrichtung oder ein Kippen nach rechts, welches einer oben genannten zweiten Raumrichtung entspricht, genannt seien.
Weitere Freiheitsgrade sind in einem dreidimensionalen Raum bei sich drehender Komponente nicht möglich. Somit kann durch die Ausgestaltung mit sechs Kondensatoren in allen möglichen Freiheitsgraden eine Detektion der Unwucht und/oder der Torsion erfolgen. Dies kann darüber hinaus auch in äußerst präziser und zuverlässiger Weise erfolgen, so dass eine Einrichtung bereitgestellt ist, die höchsten Präzisionsansprüchen genügt.
Vorzugsweise sind die ortsfesten Kondensatorplatten in Umlaufrichtung der sich drehenden Komponente äquidistant zueinander angeordnet. Durch diese Positionierung kann gerade bei sich drehender Komponente die Unwuchtermittlung und/oder die Torsionsermittlung in den Freiheitsgraden besonders geeignet erfolgen, da stets gleiche Distanzen zwischen den Kondensatoren zurückzulegen sind.
Vorzugsweise sind die ersten Kondensatorenplatten Plättchen, welche sich zur Drehachse hin erstrecken. Insbesondere sind diese ersten Kondensatorplatten in einer Ebene angeordnet, welche vorzugsweise senkrecht zur Drehachse ausgebildet ist.
Bevorzugterweise weist die zweite Kondensatorplatte randseitige Einkerbungen auf. Die zweite Kondensatorplatte ist somit als Scheibe ausgebildet, welche jedoch randseitig an spezifischen Positionen Materialausnehmungen aufweist. Besonders bevorzugt sind dreieckige Einkerbungen ausgebildet. Insbesondere ist die Anzahl der Einkerbungen gleich der in einer Ebene angeordneten ersten Kondensatorplatten. Vorzugsweise ist somit vorgesehen, dass bei einer Anzahl von drei Kondensatoren mit ersten Kondensatorplatten auch drei derartige Einkerbungen ausgebildet sind. Vorzugsweise sind die Einkerbungen in Formgebung und Ausmaßen gleich ausgebildet. Insbesondere sind sie auch in Umlaufrichtung betrachtet äquidistant am Rand der zweiten Kondensatorplatte ausgebildet.
Die Ausgestaltung der dreieckigen Einkerbungen ist vorzugsweise dahingehend konzipiert, dass sie unterschiedliche Schenkellängen des Dreiecks aufweisen.
Durch diese Formgebung der Einkerbungen kann in besonders präziser und geeigneter Weise bei sich drehender zweiter Kondensatorplatte und einem Überstreichen der ersten Kondensatorplatten eine Kapazitätsänderung erzeugt werden, welche äußerst präzise detektiert werden kann und somit auch die mögliche Unwucht und/oder Torsion äußerst präzise detektiert werden kann. Denn insbesondere ist vorgesehen, dass bei einer sich drehenden Komponente, welche keine Unwucht und/oder keine Torsion aufweist, die zweite Kondensatorplatte parallel zu den ersten Kondensatorplatten angeordnet ist. Tritt in einem Freiheitsgrad eine Unwucht und/oder eine Torsion auf, so ist diese Parallelität nicht mehr gegeben und die Unwucht und/oder Torsion in dem zumindest einen spezifischen Freiheitsgrad kann aufgrund der individuellen Kapazitätsänderungen der Kondensatoren erkannt werden.
Insbesondere ist die Anordnung der ersten Kondensatorplatten und der zweiten Kondensatorplatte so ausgebildet, und die Ausmaße sind so dimensioniert, dass bei einer Betrachtung in Richtung der Drehachse abhängig von der Drehposition zumindest zeitweise eine Überlappung der Flächenbereiche der Kondensatorplatten gegeben ist, wobei insbesondere bei einem Überstreichen der zweiten Kondensatorplatte über die ersten Kondensatorplatten im Bereich der Einkerbungen sich dieser Flächenbereich abhängig von der Drehung ändert. Durch diesen sich ändernden überlappenden Flächenbereich kann dann die Änderung der Kapazität eines oder mehrerer Kondensatoren genau erfasst werden und sich gegebenenfalls zu Referenzwerten abweichende Kapazitätswerte detektiert werden.
Vorzugsweise sind die ersten Kondensatoren so angeordnet, dass die Bewegung der Komponente in mehreren Raumrichtungen und/oder in translatorischer Richtung und/oder in rotatorischer Richtung detektierbar ist. Dadurch sind auch die detektierbaren Unwuchten und/oder Torsionen in verschiedenen Freiheitsgraden charakterisiert.
In besonders bevorzugter Weise umfasst die Anordnung von Kondensatoren zu den ersten Kondensatoren weitere Kondensatoren, die jeweils eine dritte Kondensatorplatte aufweisen, die ortsfest und beabstandet in Umlaufrichtung der Drehachse um diese angeordnet sind, und die gemeinsame zweite Kondensatorplatte umfassen, die um die Drehachse drehbar ist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die ersten Kondensatorplatten der ersten Kondensatoren und die dritten Kondensatorplatten der zweiten Kondensatoren an gegenüberliegenden Seiten der zweiten Kondensatorplatte bei Betrachtung in Richtung der Drehachse angeordnet sind. Besonders bevorzugt erweist es sich, wenn die ersten Kondensatorplatten und die dritten Kondensatorplatten bei einer Betrachtung in Richtung der Drehachse zumindest bereichsweise übereinanderliegend angeordnet sind, insbesondere vollständig überdeckend und somit deckungsgleich angeordnet sind. Somit ist vorzugsweise vorgesehen, dass die dritten Kondensatorplatten im Hinblick auf ihre Ausmaße und Formgestaltung gleich den ersten Kondensatorplatten sind und darüber hinaus vorzugsweise alle in einer Ebene angeordnet sind, welche sich parallel zu der Ebene der ersten Kondensatorplatten erstreckt.
Durch die ersten und zweiten Kondensatoren, welche insbesondere sechs Kondensatoren darstellen, vorzugsweise drei erste und drei zweite Kondensatoren, kann eine Detektion der Unwucht und/oder der Torsion in sechs Freiheitsgraden ermöglicht werden.
Ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät, ist insbesondere zur Pflege von Wäschestücken ausgebildet, und umfasst eine erfindungsgemäße Einrichtung und eine vorteilhafte Ausgestaltung davon. Insbesondere ist die sich drehende Komponente eine Trommel zur Aufnahme der Wäschestücke. Das Haushaltsgerät ist somit vorzugsweise als Waschmaschine oder Wäschetrockner oder Waschtrockner ausgebildet.
Es sei explizit erwähnt, dass die Einrichtung jedoch nicht nur für ein Haushaltsgerät, welches eine sich drehende Komponente aufweist, verwendet werden kann, sondern für jegliche Vorrichtung einsetzbar ist, die eine sich drehende Komponente aufweist, welche Unwucht und/oder Torsion beaufschlagt sein kann. So kann beispielsweise auch eine Einrichtung in der Fahrzeugtechnik vorgesehen sein, wobei sich drehende Achsen oder Wellen im Hinblick auf ihre Unwucht und/oder ihre Torsion vermessen werden können. Als Beispiel sei diesbezüglich ein Kardanantrieb genannt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen wie auch die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen und/oder die in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts;
2 eine vereinfachte Ansicht einer Ausführung einer erfindungsgemäßen Einrichtung; und
3 eine Schnittdarstellung der Einrichtung gemäß 2 entlang der Schnittlinie BB.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist in einer schematischen Darstellung ein Haushaltsgerät 1 gezeigt, welches zur Pflege von Wäschestücken ausgebildet ist und beispielsweise eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner oder dergleichen sein kann. Das Haushaltsgerät 1 umfasst eine Bedienleiste 2, welche eine Anzeigeeinheit und Bedienelemente aufweisen kann. Sowohl die Ausgestaltung als auch die Position der Bedienleiste 2 ist lediglich beispielhaft.
Das Haushaltsgerät 1 umfasst darüber hinaus eine Beschickungsöffnung 3, welche durch eine Tür 4 verschließbar ist. Durch die Beschickungsöffnung 3 kann die Beladung einer Trommel 5 erfolgen, welche zur Aufnahme von Wäschestücken ausgebildet ist. Die Trommel 5 kann über die Drehachse A gedreht werden. Darüber hinaus umfasst das Haushaltsgerät 1 eine Einrichtung 6, welche zur Detektion einer Unwucht der Trommel 5 ausgebildet ist.
Die Einrichtung 6 umfasst eine Anordnung mit einer Mehrzahl von Kondensatoren, wobei diese Kondensatoren in Oszillatoren angeordnet sind. Des Weiteren umfasst die Einrichtung 6 einen den Oszillatoren in einer nachfolgenden Stufe nachgeschalteten Frequenz-Spannungs-Wandler. Dieser Wandler liefert eine analoge Spannung, die dann von einer Auswerteeinheit ausgewertet wird. Durch die Genauigkeit der Schaltung wird durch die Genauigkeit eines Referenz-Oszillators bestimmt.
Im Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung 6 zumindest mit einigen Komponenten hinter der Trommel 5 angeordnet.
In 2 ist in einer schematischen Darstellung eine Draufsicht auf die Einrichtung 6 gezeigt, wobei in Richtung der Achse A betrachtet wird.
Die Einrichtung 6 ist benachbart zu einer Rückwand 7 im Haushaltsgerät 1 angeordnet und umfasst in einer ersten Ausführung eine Anordnung mit drei Kondensatoren. Die Kondensatoren sind als erste Kondensatoren 8, 9 und 10 ausgebildet. Die ersten Kondensatoren 8 bis 10 umfassen jeweils eine erste Kondensatorplatte 14, 15 und 16. Dies bedeutet, dass der Kondensator 8 die erste Kondensatorplatte 14, der Kondensator 9 die erste Kondensatorplatte 15 und der Kondensator 10 die erste Kondensatorplatte 16 aufweist. Die ersten Kondensatorplatten 14, 15 und 16 sind ortsfest angeordnet und als plattenartige Elemente ausgebildet. Sie sind in Umlaufrichtung um die Achse A äquidistant zueinander angeordnet und insbesondere erstrecken sich die Kondensatorplatten 14, 15 und 16 in einer Ebene. Darüber hinaus umfassen die ersten Kondensatoren 8, 9 und 10 eine zweite Kondensatorplatte 17, welche als eine einzige Platte ausgebildet ist und allen drei ersten Kondensatoren 8, 9 und 10 zugeordnet ist. Die zweite Kondensatorplatte 17 ist um die Achse A drehbar angeordnet und mit der Trommel 5 gekoppelt. Diesbezüglich kann eine elastische Verbindung, beispielsweise ein Elastomerelement vorgesehen sein. Die zweite Kondensatorplatte 17 ist mit der Bewegung der Trommel 5 gekoppelt. Dies bedeutet, dass die zweite Kondensatorplatte 17 sowohl die entsprechende Umdrehung wie die Trommel 5 als auch die entsprechende Orientierung aufweist. Dadurch weist die zweite Kondensatorplatte 17 auch eine entsprechende Orientierung im Raum wie die Trommel 5 auf. Weist somit die Trommel 5 eine Unwucht auf, so führt die zweite Kondensatorplatte 17 eine entsprechende Bewegung durch.
Bei einer Ausgestaltung ohne Unwucht erstreckt sich die zweite Kondensatorplatte 17 in einer Ebene parallel zu den ersten Kondensatorplatten 14, 15 und 16 der ersten Kondensatoren 8, 9 und 10.
Die scheibenartig ausgebildete zweite Kondensatorplatte 17 weist im Ausführungsbeispiel randseitig drei Einkerbungen 18, 19 und 20 auf. Diese sind als dreieckige Materialausnehmungen ausgebildet und die dreieckige Ausgestaltung weist unterschiedliche Seitenlängen auf.
Die Einkerbungen 18, 19 und 20 sind in Umlaufrichtung um die Achse A ebenfalls äquidistant ausgebildet.
Als Dielektrikum zwischen den ersten Kondensatorplatten 14, 15 und 16 und der zweiten Kondensatorplatte 17 ist Luft vorgesehen.
Wie in 2 gezeigt ist und zu erkennen ist, sind die ersten Kondensatorplatten 14, 15 und 16 und die zweite Kondensatorplatte 17 so angeordnet, dass sie bei Betrachtung in Richtung der Achse A zumindest bereichsweise mit ihren Flächen überlappend sind. Indem sich die zweite Kondensatorplatte 17 um die Achse A dreht, tritt aufgrund der Einkerbungen 18, 19 und 20 eine Situation auf, bei der sich in Richtung der Achse A betrachtet sich ändernde Flächenbereiche der Kondensatorplatten 14, 15 und 16 einerseits sowie 17 andererseits überdecken. Durch diese sich verändernden überdeckenden Flächenbereiche ändern sich auch die Kapazitäten der Kondensatoren 8, 9 und 10. Weist die Trommel 5 eine Unwucht auf, so bewegt sich auch die zweite Kondensatorplatte 17 mit entsprechender Unwucht und abhängig von dem Freiheitsgrad der Unwucht wird an dem entsprechenden Kondensator 8 bis 10 dann eine entsprechende Kapazitätsabweichung von Referenzwerten erkannt.
Mit diesen drei Kondensatoren 8 bis 10 kann eine Detektion der Unwucht in drei Freiheitsgraden ermöglicht werden. Beispielsweise ist dies dahingehend möglich, dass eine Bewegung in x-Richtung nach rechts erkannt wird. Bei einer derartigen Unwucht nimmt die Kapazität des ersten Kondensators 8 ab, wobei die Kapazität des Kondensators 10 zunimmt und die Kapazität des Kondensators 9 konstant bleibt.
Bei einer Unwucht in negativer x-Richtung nimmt die Kapazität des Kondensators 8 zu, die Kapazität des Kondensators 10 ab und die Kapazität des Kondensators 9 bleibt wiederum konstant. Tritt eine Unwucht in einer zweiten Raumrichtung, nämlich der y-Richtung auf und erfolgt dies in positiver y-Richtung, so nimmt die Kapazität des Kondensators 8 zu, die Kapazität des Kondensators 9 ab und die Kapazität des Kondensators 10 bleibt konstant.
Bei einer Unwuchtbewegung in negativer y-Richtung nimmt die Kapazität des Kondensators 8 ab, die Kapazität des Kondensators 9 zu und die Kapazität des Kondensators 10 bleibt konstant.
Tritt eine Unwucht in translatorischer Richtung auf und zwar im Hinblick gegen den Uhrzeigersinn so nehmen die Kapazitäten aller Kondensatoren 8 bis 10 zu. Demgegenüber nehmen die Kapazitäten aller Kondensatoren 8 bis 10 ab, wenn in translatorischer Richtung im Uhrzeigersinn eine Unwucht gegeben ist.
In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass zusätzlich zu den ersten drei Kondensatoren 8, 9 und 10 drei zweite Kondensatoren 11, 12 und 13 vorgesehen sind. Diese zweiten Kondensatoren 11, 12 und 13 weisen ebenfalls jeweils eine ortsfeste Kondensatorplatte auf, wobei diese diesbezüglich als dritte Kondensatorplatten bezeichnet werden.
Da diese ortsfesten dritten Kondensatorplatten der zweiten Kondensatoren 11, 12 und 13 im Hinblick auf Ausmaße und Anordnung bei der in 2 gezeigten Betrachtung in Richtung der Achse A deckungsgleich mit den ersten Kondensatorplatten 14, 15 und 16 angeordnet sind, sind diese hier nicht näher gekennzeichnet.
Die zweiten Kondensatoren 11, 12 und 13 umfassen darüber hinaus ebenfalls die zweite Kondensatorplatte 17.
Bei den sechs Kondensatoren 8, 9 und 10 sowie 11, 12 und 13 ist vorgesehen, dass die ortsfesten Kondensatorplatten, nämlich die ersten Kondensatorplatten 14, 15 und 16 auf einer Seite der zweiten Kondensatorplatte 17 und die drei ortsfesten dritten Kondensatorplatten der Kondensatoren 11, 12 und 13 auf der anderen Seite der zweiten Kondensatorplatte 17 angeordnet sind. Die dritten Kondensatorplatten der zweiten Kondensatorplatten 11, 12 und 13 sind ebenfalls in einer Ebene angeordnet, welche parallel zu der Ebene der ersten Kondensatorplatten 14, 15 und 16 ist.
In 3 ist in einer schematischen Schnittdarstellung BB in 2 die Ausgestaltung mit den sechs Kondensatoren 8 bis 13 gezeigt. Es ist zu erkennen, dass die schematisch dargestellten ortsfesten ersten Kondensatorplatten und die dritten Kondensatorplatten an gegenüberliegenden Seiten der sich dazwischen und beabstandet dazu erstreckenden zweiten Kondensatorplatte 17 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel ist somit die erste Kondensatorplatte 15 und die dritte Kondensatorplatte 21 der Kondensatoren 9 und 12 zu erkennen.
Mit der Ausgestaltung mit sechs Kondensatoren kann eine Unwucht der Trommel 5 auch in sechs Freiheitsgraden erkannt werden. Neben den bereits zu den ersten drei Kondensatoren 8, 9 und 10 genannten Freiheitsgraden kann mit den sechs Kondensatoren 8 bis 13 zusätzlich eine Unwuchtbewegung in positiver z-Richtung (aus der Figurenebene in Richtung des Betrachters) erkannt werden. Dabei nimmt die Kapazität der zweiten Kondensatoren 11, 12 und 13 zu und die Kapazität der ersten Kondensatoren 8, 9 und 10 nimmt ab. Des Weiteren kann bei einem weiteren Freiheitsgrad die Detektion in negativer z-Richtung und somit in die Figurenebene hinein eine Unwuchtbewegung erkannt werden, wobei bei dieser Ausgestaltung die Kapazitäten der zweiten Kondensatoren 11, 12 und 13 abnimmt, wohingegen die Kapazitäten der ersten Kondensatoren 8, 9 und 10 zunimmt.
Als weitere Freiheitsgradbewegung kann eine rotatorische erkannt werden. Diesbezüglich kann ein „Kippen nach vorne” der Trommel 5 detektiert werden. Bei einer derartigen Ausgestaltung nimmt die Kapazität des zweiten Kondensators 11 sowie die Kapazitäten der ersten Kondensatoren 9 und 10 zu, wohingegen die Kapazitäten eines ersten Kondensators 8 und die Kapazitäten der zweiten Kondensatoren 12 und 13 abnehmen.
Bei einer weiteren rotatorischen Freiheitsgradbewegung, nämlich einem „Kippen nach hinten” nehmen die Kapazität des ersten Kondensators 8 sowie die Kapazitäten der zweiten Kondensatoren 11 und 13 zu, wohingegen die Kapazitäten des zweiten Kondensators 11 sowie den ersten Kondensatoren 9 und 10 abnehmen.
Eine weitere Unwucht bei einer rotatorischen Bewegung kann bei einer derartigen erkannt werden, bei der ein „Kippen in negativer x-Richtung” erfolgt. Bei einer derartigen Bewegung nehmen die Kapazität des zweiten Kondensators 12 sowie des ersten Kondensators 10 zu, wohingegen die Kapazität des ersten Kondensators 9 und die Kapazität des zweiten Kondensators 13 abnehmen. Die Kapazitäten des ersten Kondensators 8 sowie des zweiten Kondensators 11 bleiben konstant.
Eine weitere Unwucht in rotatorischer Bewegung kann dahingehend erkannt werden, wenn ein „Kippen nach rechts” und somit in positiver x-Richtung erfolgt. Bei einer derartigen Bewegung der Trommel 5 nehmen die Kapazität des ersten Kondensators 9 sowie die Kapazität des zweiten Kondensators 13 zu, wohingegen die Kapazität des zweiten Kondensators 12 und die Kapazität des ersten Kondensators 10 abnehmen. Hier bleiben die Kapazitäten der Kondensatoren 8 und 11 konstant.
Durch die Einrichtung zur Detektion der Unwucht kann eine sehr genaue Detektierung der Bewegung ermöglicht werden. Darüber hinaus kann ein einfacher mechanischer Aufbau gewährleistet werden, welcher nahezu verschleißlos betrieben werden kann. Eine Alterung der Sensoren tritt quasi nicht auf, wobei eine Verwendung in einer Vielzahl von Vorrichtungen möglich ist. Es sind keine speziellen oder selektierten Bauteile erforderlich, so dass auch eine kostengünstige Ausgestaltung der Einrichtung ermöglicht werden kann. Ein besonders großer Vorteil ist darin zu sehen, dass ein äußerst flacher und kompakter Aufbau der Einrichtung gewährleistet werden kann. Darüber hinaus ist auch nur ein relativ kleiner Durchmesser erforderlich und ein modularer Aufbau ist gegeben. Dies insbesondere im Hinblick auf die Ausgestaltung mit drei oder maximal sechs Kondensatoren, wodurch auch die Anzahl der Freiheitsgrade zur Detektion von Unwuchtbewegungen modular eingestellt werden kann.
Analog zur beschriebenen Unwuchtbestimmung ist auch eine Torsionsbestimmung möglich.

Claims

Einrichtung zur Detektion einer Unwucht und/oder einer Torsion einer sich um eine Drehachse (A) drehenden Komponente (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (6) eine Anordnung mit einer Mehrzahl von Kondensatoren (8 bis 13) umfasst, dass die Anordnung von Kondensatoren (8 bis 13) erste Kondensatoren (8 bis 10) umfasst, die jeweils eine erste Kondensatorplatte (14 bis 16) aufweisen, dass die ersten Kondensatorplatten (14 bis 16) ortsfest angeordnet und beabstandet in Umlaufrichtung der Drehachse (A) um die Drehachse (A) positioniert sind, und dass die Anordnung von Kondensatoren (8 bis 13) eine gemeinsame zweite Kondensatorplatte (17) umfasst, die um die Drehachse (A) drehbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kondensatorplatte (17) mit der Bewegung und Orientierung der Komponente (5) gekoppelt ist.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatoren (8 bis 13) in Oszillatoren geschaltet sind.
Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Frequenz-Spannungs-Wandler aufweist, der den Oszillatoren nachgeschaltet ist.
Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen Referenz-Oszillator, durch den Referenzwerte für eine ohne Unwucht und/oder ohne Torsion sich drehende Komponente (5) bestimmt sind, welche zum Vergleich mit den Messwerten der Oszillatoren, welche auf den Kapazitätswerten der Kondensatoren (8 bis 13) basieren, zur Unwuchtbestimmung und/oder zur Torsionsbestimmung berücksichtigt sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei Kondensatoren (8 bis 13), insbesondere maximal sechs Kondensatoren (8 bis 13), angeordnet sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kondensatorplatten (14 bis 16) in Umlaufrichtung äquidistant angeordnet sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kondensatorplatten (14 bis 16) sich zur Drehachse (A) hin erstreckende Plättchen sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kondensatorplatte (17) randseitige Einkerbungen (18 bis 20), insbesondere eckige Einkerbungen, aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkerbungen (18 bis 20) so ausgebildet sind, dass bei Betrachtung in Richtung der Drehachse (A) bei sich drehender zweiter Kondensatorplatte (17) der sich mit den ersten Kondensatorplatten (14 bis 16) überdeckende Flächenbereich ändert.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatoren (8 bis 13) derart angeordnet sind, dass die Bewegung der Komponente (5) in mehreren Raumrichtungen und/oder in translatorischer Richtung und/oder in rotatorischer Richtung detektierbar ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kondensatorplatten (14 bis 16) in einer Ebene angeordnet sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung von Kondensatoren (8 bis 13) zweite Kondensatoren (11 bis 13) umfasst, die jeweils eine dritte Kondensatorplatte aufweisen, dass die dritten Kondensatorplatten ortsfest angeordnet und beabstandet in Umlaufrichtung der Drehachse (A) um die Drehachse (A) positioniert sind, und dass die zweiten Kondensatoren (11 bis 13) die gemeinsame zweite Kondensatorplatte (17) umfassen, die um die Drehachse (A) drehbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kondensatorplatten (14 bis 16) der ersten Kondensatoren (8 bis 10) und die dritten Kondensatorplatten der zweiten Kondensatoren (11 bis 13) an gegenüberliegenden Seiten der zweiten Kondensatorplatte (17) in Richtung der Drehachse (A) betrachtet angeordnet sind.
Haushaltsgerät, insbesondere zur Pflege von Wäschestücken, mit einer Einrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Komponente (5) eine Trommel zur Aufnahme der Wäschestücke ist.