DE102011007515A1 - Device for monitoring an operating device of a household appliance, domestic appliance for the care of laundry items and method for operating a household appliance - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung in einem Haushaltgerät 1 mit einer im Betrieb schwingenden Schwingeinheit 2, welche einen Antriebsmotor 5 aufweist und eine durch den Antriebsmotor 5 antreibbare Trommel 3 umfasst. Die Einrichtung weist eine Schwingungsüberwachungseinheit auf, welche zumindest einen Beschleunigungssensor 6 zur Überwachung des Schwingverhaltens der Schwingeinheit 2 umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Haushaltgerät zur Pflege von Wäschestücken sowie ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Haushaltgeräts 1.The invention relates to a device in a household appliance 1 with a vibrating unit 2 which vibrates during operation, which has a drive motor 5 and comprises a drum 3 which can be driven by the drive motor 5. The device has a vibration monitoring unit, which comprises at least one acceleration sensor 6 for monitoring the vibration behavior of the vibration unit 2. The invention also relates to a household appliance for the care of laundry items and a method for operating such a household appliance 1.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung einer im Betrieb schwingenden Vorrichtung eines Haushaltgeräts, welche einen Antriebsmotor aufweist und eine durch den Antriebsmotor antreibbare Schwingeinheit umfasst. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Haushaltgerät zur Pflege von Wäschestücken sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltgeräts mit einer Trommel zur Aufnahme von Wäschestücken, bei welchem das Schwingungsverhalten einer im Betrieb schwingenden Vorrichtung des Haushaltgeräts, welche einen Antriebsmotor aufweist und die durch den Antriebsmotor antreibbare Trommel umfasst, mittels einer Einrichtung überwacht wird.The invention relates to a device for monitoring an operating oscillating device of a household appliance, which has a drive motor and comprises a driven by the drive motor vibrating unit. Furthermore, the invention relates to a domestic appliance for the care of items of laundry and a method for operating a household appliance with a drum for receiving laundry, wherein the vibration behavior of an oscillating in operation device of the household appliance, which has a drive motor and comprises the drivable by the drive motor drum , is monitored by a device.
Bei Haushaltgeräten zur Pflege von Wäschestücken, wie beispielsweise Wäschetrocknern oder Waschmaschinen, wird eine Trommel zur Aufnahme von Wäschestücken durch einen Antriebsmotor angetrieben. Die Trommel dreht sich dabei um ihre horizontale Drehachse, und es treten aufgrund der Beladung mit Wäschestücken Unwuchten auf. Zu starke Unwuchten führen zum Verschleiß der Komponenten.In household appliances for the care of laundry items, such as dryers or washing machines, a drum for receiving laundry is driven by a drive motor. The drum rotates about its horizontal axis of rotation, and there are imbalances due to the load with laundry. Excessive imbalances lead to wear of the components.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung sowie ein Haushaltgerät zur Pflege von Wäschestücken als auch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltgeräts zu schaffen, mit welcher bzw. mit welchem das Auftreten von unerwünschten Unwuchten einfach und aufwandsarm und dennoch zuverlässig frühzeitig erkannt werden kann. Weiterhin besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine universelle Adapterbaugruppe zu schaffen, durch die alle Universalmotoren für Waschmaschinen einer Fertigung, die mit denselben Motorsteckern ausgerüstet sind, nachträglich mit Beschleunigungssensoren ausgestattet werden können.It is an object of the present invention to provide a device and a household appliance for the care of items of laundry as well as a method for operating a household appliance, with which or with which the occurrence of unwanted imbalances can be detected easily and with little effort and yet reliable early. It is also an object of the invention to provide a universal adapter assembly by which all universal motors for washing machines of a production, which are equipped with the same motor connectors, can be retrofitted with acceleration sensors.
Der erste Teil dieser Aufgabe wird durch eine Einrichtung, welche die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, ein Haushaltgerät, welches die Merkmale nach Anspruch 6 aufweist, und ein Verfahren, welches die Merkmale nach Anspruch 7 aufweist, gelöst.The first part of this object is achieved by a device comprising the features of
Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Überwachung einer im Betrieb schwingenden Vorrichtung eines Haushaltgeräts umfasst einen Antriebsmotor und eine durch den Antriebsmotor antreibbare Schwingeinheit der Vorrichtung. Darüber hinaus umfasst die Einrichtung zumindest einen Beschleunigungssensor zur Überwachung des Schwingverhaltens der schwingenden Vorrichtung. Durch eine derartige Ausgestaltung kann mittels relativ kleiner und kompakter Bauelemente, nämlich mittels zumindest eines Beschleunigungssensors, eine zuverlässige und sichere, frühzeitige Erkennung von zu starkem, unerwünschtem Schwingverhalten der schwingenden Vorrichtung oder zumindest einer Komponente davon gewährleistet werden. Neben einer kompakten Bauform kann darüber hinaus auch eine sehr zuverlässige und kostengünstige Realisierung ermöglicht werden.A device according to the invention for monitoring a device of a household appliance vibrating in operation comprises a drive motor and a vibration unit of the device which can be driven by the drive motor. In addition, the device comprises at least one acceleration sensor for monitoring the vibration behavior of the vibrating device. Such a configuration can be ensured by means of relatively small and compact components, namely by means of at least one acceleration sensor, a reliable and safe, early detection of excessive unwanted vibration behavior of the vibrating device or at least a component thereof. In addition to a compact design can also be made possible a very reliable and cost-effective implementation.
Vorzugsweise ist zumindest ein Beschleunigungssensor am Antriebsmotor angeordnet, insbesondere im bzw. am Antriebsmotor integriert. Dies ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, da dadurch das Schwingungsverhalten präzise detektiert werden kann. Darüber hinaus ist auch eine sehr stabile Anbringung vorgesehen, die relativ platzsparend ausgebildet ist. Gerade die integrierte Anordnung ermöglicht besonders präzise Informationen über das Schwingungsverhalten der schwingenden Vorrichtung, insbesondere von Teilkomponenten davon.Preferably, at least one acceleration sensor is arranged on the drive motor, in particular integrated in or on the drive motor. This is a particularly advantageous embodiment, since thereby the vibration behavior can be detected precisely. In addition, a very stable attachment is provided, which is designed to save space. Especially the integrated arrangement allows very precise information about the vibration behavior of the vibrating device, in particular of subcomponents thereof.
Vorzugsweise umfasst die Einrichtung eine Steuereinheit, welche zur Auswertung der Informationen des zumindest einen Beschleunigungssensors und abhängig davon zur Ansteuerung des Antriebsmotors ausgebildet ist.Preferably, the device comprises a control unit, which is designed to evaluate the information of the at least one acceleration sensor and, depending thereon, to control the drive motor.
Insbesondere ist vorgesehen, dass in der Steuereinheit zumindest zwei unterschiedliche Drehzahlprofile für einen Antriebsmotor abgelegt sind und die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, abhängig von den Informationen des Beschleunigungssensors ein spezifisches Drehzahlprofil auszuwählen und den Antriebsmotor entsprechend anzusteuern.In particular, it is provided that at least two different speed profiles for a drive motor are stored in the control unit and the control unit is adapted to select a specific speed profile depending on the information of the acceleration sensor and to control the drive motor accordingly.
Insbesondere ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, in einem ersten Intervall von Beschleunigungswerten ein erstes Drehzahlprofil und in einem zweiten Intervall von Beschleunigungswerten ein zweites Drehzahlprofil auszuwählen. Bedarfsgerecht kann somit der Betrieb des Antriebsmotors und der damit gekoppelten Schwingeinheit erfolgen, insbesondere einer Trommel eines Haushaltgeräts zur Pflege von Wäschestücken, ohne dass unerwünschte Unwuchten und somit unerwünschtes Schwingungsverhalten auftreten würden.In particular, the control unit is designed to select a first speed profile in a first interval of acceleration values and a second speed profile in a second interval of acceleration values. As required, the operation of the drive motor and the oscillating unit coupled therewith can thus take place, in particular a drum of a domestic appliance for the care of laundry items, without unwanted imbalances and thus undesirable vibration behavior occurring.
In Abhängigkeit von den Systembeschleunigungen bzw. Auslenkungen aufgrund der Beladung oder der Unwucht kann somit die Motordrehzahl abgewählt bzw. vorausschauend so angesteuert werden, dass die Grenzen der Systemfestigkeit im Hinblick auf unerwünschtes Schwingungsverhalten nicht überschritten werden. Darüber hinaus kann ermöglicht werden, dass die Beladung der Schwingeinheit, insbesondere die Beladung einer Trommel mit Wäschestücken, neu verteilt wird, so dass die Unwucht vermindert wird. Die mechanischen Beschleunigungen können durch die Ansteuerung der Steuereinheit am Antriebsmotor und an weiteren Komponenten der schwingenden Vorrichtung so eingestellt werden, dass keine größeren Systemschwingungen auftreten.Depending on the system accelerations or deflections due to the loading or the imbalance, the engine speed can thus be deselected or anticipated so that the limits of the system strength with regard to undesired vibration behavior are not exceeded. In addition, it can be made possible that the loading of the oscillating unit, in particular the loading of a drum with items of laundry, is redistributed, so that the imbalance is reduced. The mechanical accelerations can be adjusted by controlling the control unit on the drive motor and on other components of the vibrating device so that no major system oscillations occur.
Damit kann als wesentlicher Vorteil ein vorausschauendes Steuerungskonzept mit Informationen eines Beschleunigungssensors ermöglicht werden, welches einen definierten Schwingungszustand des schwingenden Systems bzw. der schwingenden Vorrichtung einhält. Es können somit unerwünschte Schwingungszustände im System vermieden werden. Dies ist vor allem durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gegeben, bei der der Beschleunigungssensor eine Drehzahlauswerteeinrichtung aufweist, die aus dem Drehzahlverhalten des Antriebsmotors während der schwingungsbedingten Beschleunigungs- bzw. Verzögerungswerte des Antriebsmotors für die drei möglichen Auslenkungsrichtungen der Schwingeinheit Wegesignale errechnet und der Steuereinheit zuführt. This can be made possible as a significant advantage, a predictive control concept with information of an acceleration sensor, which maintains a defined state of vibration of the oscillating system or the oscillating device. It can thus be avoided unwanted vibration states in the system. This is provided above all by an advantageous further development of the invention, in which the acceleration sensor has a speed evaluation device which calculates path signals from the speed behavior of the drive motor during the oscillation-dependent acceleration or deceleration values of the drive motor for the three possible deflection directions of the oscillation unit and feeds them to the control unit.
Insbesondere ist zur Erfassung der Drehzahlwerte ein Tachogenerator vorgesehen, der mit der Welle des Antriebsmotors drehfest gekoppelt ist. Ein eventueller Schlupf ist damit ausgeschlossen. Hierfür ist es von besonderem Vorteil, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Beschleunigungssensor zusammen mit einem Tacho-Interface, einer Recheneinheit und einem Bus-Interface auf einer Platine angeordnet ist, die mit einer Steckbuchsenleiste für die Steckerstiftleiste des Antriebsmotors versehen ist. Auf diese Weise kann nämlich die Platine als sogenannter Zwischenstecker zusammen mit jedem Universalmotors eine beliebige Waschmaschine, dessen Universalmotor einen standardisierten Motorstecker aufweist, mit einer Funktion zum Überwachen von Unwuchten und Anpassen der Steuerungsprozesse an einen in der Wäschetrommel ungleich verteilten Wäscheposten aufgerüstet werden.In particular, a tachogenerator is provided for detecting the rotational speed values, which is coupled in a rotationally fixed manner to the shaft of the drive motor. A possible slip is thus excluded. For this purpose, it is particularly advantageous if, according to an advantageous embodiment of the invention, the acceleration sensor is arranged together with a tachometer interface, a computing unit and a bus interface on a circuit board, which is provided with a socket strip for the connector pin header of the drive motor. In this way, namely, the board can be upgraded as a so-called adapter together with each universal motor any washing machine whose universal motor has a standardized motor connector with a function for monitoring imbalances and adjusting the control processes to a laundry drum unevenly distributed laundry items.
Einen weiteren Vorteil bietet eine Platine, die eine Anschlussleiste für die Leistungseinspeisung des Antriebsmotors aufweist. Damit ist es nämlich möglich, den Stecker für die Leistungseinspeisung vom Motorstecker abzuziehen, stattdessen die Platine aufzustecken und den Stecker für die Leistungseinspeisung auf die Anschlussleiste der Platine aufzustecken.Another advantage is provided by a circuit board which has a connection strip for the power supply of the drive motor. Thus, it is possible to deduct the plug for the power supply from the motor plug, instead plug on the board and plug the plug for the power supply to the terminal block of the board.
Ein weiterer Vorteil im Sinne einer Universalität kann es sein, wenn der Tachogenerator mit dem Motorlagerschild des Antriebmotors eine Baueinheit bildet. Dann kann nämlich gemäß einer weiteren Fortbildung der Erfindung im Antriebsmotor ein Temperaturfühler angebracht sein, der mit der Recheneinheit auf der Platine verbunden ist.Another advantage in the sense of a universality may be when the tachogenerator with the engine end shield of the drive motor forms a structural unit. Then, namely, according to a further development of the invention, a temperature sensor can be mounted in the drive motor, which is connected to the computing unit on the board.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Haushaltgerät zur Pflege von Wäschestücken, welches eine als Trommel zur Aufnahme von Wäschestücken ausgebildete Schwingeinheit aufweist und darüber hinaus eine erfindungsgemäße Einrichtung oder eine vorteilhafte Ausgestaltung davon umfasst. Das Haushaltgerät kann eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner oder ein Waschtrockner sein.Furthermore, the invention relates to a domestic appliance for the care of items of laundry, which has a trained as a drum for receiving laundry items vibrating unit and moreover comprises a device according to the invention or an advantageous embodiment thereof. The household appliance may be a washing machine, a tumble dryer or a washer-dryer.
Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind gleichermaßen als vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Haushaltgeräts anzusehen.Advantageous embodiments of the device according to the invention are equally regarded as advantageous embodiments of the household appliance according to the invention.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Haushaltgeräts mit einer Trommel zur Aufnahme von Wäschestücken wird das Schwingungsverhalten einer im Betrieb schwingenden Vorrichtung eines Haushaltgeräts, welche einen Antriebsmotor und die durch den Antriebsmotor anzutreibende Trommel aufweist, mittels einer Einrichtung überwacht. Das Schwingungsverhalten wird zumindest mit einem Beschleunigungssensor der Einrichtung erfasst.In a method according to the invention for operating a domestic appliance with a drum for holding laundry items, the vibration behavior of an operating device of a household appliance, which has a drive motor and the drum to be driven by the drive motor, is monitored by means of a device. The vibration behavior is detected at least with an acceleration sensor of the device.
Vorzugsweise wird der Beschleunigungssensor in den Antriebsmotor integriert. Insbesondere werden Informationen des Beschleunigungssensors von einer Steuereinheit ausgewertet, und abhängig davon wird der Antriebsmotor angesteuert. Insbesondere werden in der Steuereinheit zumindest zwei unterschiedliche Drehzahlprofile für den Antriebsmotor abgelegt, und abhängig von den Informationen des Beschleunigungssensors wird ein spezifisches Drehzahlprofil ausgewählt und der Antriebsmotor entsprechend diesem ausgewählten Drehzahlprofil angesteuert.Preferably, the acceleration sensor is integrated in the drive motor. In particular, information of the acceleration sensor is evaluated by a control unit, and depending on the drive motor is driven. In particular, at least two different speed profiles for the drive motor are stored in the control unit, and depending on the information of the acceleration sensor, a specific speed profile is selected and the drive motor is driven according to this selected speed profile.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigenAn embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a schematic drawing. In the drawing show
Das Haushaltgerät, im dargestellten Beispiel eine Waschmaschine
In der Steuereinheit
Die in
Auf der Platine
Auf diese Weise kann also ein Haushaltgerät
Eine andere Form der Ausstattung mit einer solchen Unwuchtverminderungs-Funktion ist die Ausbildung eines Antriebsmotors
Die Spulen
Die Platine
Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Beschleunigungssensor
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Haushaltgeräthousehold appliance
- 22
- Schwingeinheitvibrating unit
- 33
- Trommeldrum
- 44
- Wäschepostenlaundry batch
- 55
- Antriebsmotordrive motor
- 66
- Beschleunigungssensoraccelerometer
- 77
- elektronische Steuereinheitelectronic control unit
- 88th
- Platine bzw. ZwischensteckerBoard or intermediate plug
- 99
- SteckbuchsenleisteSocket assembly
- 1010
- Steckbuchsensockets
- 1111
- SteckerstiftleistePin bar
- 1212
- SteckbuchsenleisteSocket assembly
- 1313
- Anschlussleisteterminal block
- 1414
- BogenpfeilBow arrow
- 1515
- Tacho-InterfaceTacho interface
- 1616
- Bus-InterfaceBus Interface
- 1717
-
Leitung
17 management 17 - 1818
- Platinecircuit board
- 1919
- Lagerschildend shield
- 2020
- Kugellagerball-bearing
- 2121
- Läuferwellerotor shaft
- 2222
- Flanschflange
- 2323
- Tachogeneratortachogenerator
- 2424
- Tachowellespeedometer
- 2525
- Magnetringmagnetic ring
- 2626
- Eisenzähneiron teeth
- 2727
- SpulenDo the washing up
- 2828
- Leitungmanagement
- 2929
- Temperaturfühlertemperature sensor
- 3030
- Temperatur-InterfaceTemperature Interface
- 3131
- Lappencloth
- 3232
- Steckbahnenplug tracks
- 3333
- Schutzschildshield
- 3434
- Abstandhalterspacer
- AA
- Trommelachsedrum axis
- CPUCPU
- Recheneinheitcomputer unit
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