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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Maschinen und Geräte zur Wäschebehandlung, insbesondere der Haushaltswäschetrockner und Haushaltswaschtrockner, bei denen die zu behandelnde Wäsche zumindest für den jeweiligen Behandlungsvorgang in eine Trommel eingebracht ist.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drehbewegungserkennung einer Trommel eines Wäschebehandlungsgeräts mittels eines Magneten, wobei ein sich bei Drehbewegung der Trommel zwangsweise bewegendes Bauteil zumindest teilweise aus einem elektrisch leitenden Material besteht.
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Eine derartige Vorrichtung wird einleitend in der
DE 10 2005 048 890 A1 beschrieben, die sich mit Vorrichtungen zum Erkennen der Drehbewegung bzw. des Stillstands der Trommel in einem Haushaltswäschetrockner befasst. Der unerwünschte Stillstand der Trommel beispielsweise während des Trocknungsprozesses stellt eine unzulässige Betriebssituation dar, die insbesondere auch aus Sicherheitsaspekten sofort erkannt werden muss, um geeignete Maßnahmen auslösen zu können. So ist beispielsweise ein Schaden des Trommelantriebsmotors, die Ermüdung oder das Reißen des Trommel-Antriebsriemens oder ein anderweitiges Blockieren der Trommel dann besonders gefährlich, wenn während des Trocknungsprozesses eine Heizung zur Erwärmung des Prozessluftstroms (die Wäsche durchströmender Luftstrom) aktiviert ist. Dies kann dann nämlich zu einer Überhitzung von Bauteilen innerhalb des Gerätes und zur Schädigung der Wäsche führen.
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Bei der vorstehend genannten Vorrichtung ist bei einem Haushaltswäschetrockner ein Tachogeber vorgesehen, bei dem ein Magnet an einem durch den Antriebsmotor bei Antrieb der Trommel in Rotation versetzten Teil – wie beispielsweise einer Antriebswelle, einem Trommellagerrad oder der Wäschetrommel selbst – angeordnet ist. Die Drehbewegung des Magneten wird mittels eines Hall-Elements oder eines anderen Erfassungsmittels aufgenommen. Aus dem Ausgangssignal des Hall-Elements kann eine (betriebsgemäße) Rotation der Trommel bzw. ein außerprogrammmäßiger, unerwünschter Stillstand der Trommel erkannt werden.
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Daneben gibt es andere Ansätze, kritische Betriebszustände bzw. unzulässige Betriebssituationen bei Wäschetrocknern infolge eines Trommelstillstands zu erkennen: Die
DE 10 2004 019 700 B3 ist auf eine Auswertung eines bei Drehung der Trommel bewegungsbeaufschlagten Piezo-Elements gerichtet und mittels Überwachung der Spannrolle für den Antriebsriemen. Eine derartige Lösung ist auch aus der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
US 2010/0031529 A1 bekannt.
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Die
DE 29 15 815 C2 offenbart eine Vorrichtung zur Erkennung der Drehbewegung einer Waschmaschinentrommel, wobei eine auf der Trommelwelle angeordnete Antriebsriemenscheibe mit unterschiedlich reflektierenden Segmenten versehen ist, die von einem Licht-Sender/Empfänger abgetastet werden.
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Die vorbeschriebenen Vorrichtungen zum Erkennen einer Drehbewegung bzw. des Stillstands der Trommel sind insgesamt vergleichsweise aufwändig und teilweise störanfällig. Die gattungsgemäße Vorrichtung erfordert einen Magneten, der an einem mit der Trommelbewegung funktional gekoppelten, sich dadurch bei Trommelbewegung selbst mit bewegenden Bauteil (das kann die Trommel selbst, aber auch z.B. eine Lagerrolle, eine Riemenspannrolle oder dgl. sein) befestigt sein muss. Der Magnet muss dabei äußerst prozesssicher angebracht sein, und es muss sichergestellt sein, dass er seine Lage während der gesamten Gerätelebensdauer verliersicher und zuverlässig beibehält. Dazu bedarf es in der Regel einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Magneten und dem bewegten/drehenden Bauteil. Diese ist mit erheblichem Aufwand bei der Werkzeuggestaltung verbunden, insbesondere wenn verschiedene Bauteilvarianten, wie beispielsweise unterschiedliche Trommelgrößen, realisiert werden sollen und durch kurzfristige Modifikationen des Trommel- oder Gerätedesigns auf Marktanforderungen reagiert werden muss.
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Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art fertigungstechnisch besonders einfach, robust, verschmutzungsresistent und störunempfindlich auszugestalten und dabei den Fertigungsaufwand auch bei Bauteilvarianten oder Bauteilmodifikationen niedrig zu halten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, aus der beigefügten Zeichnung, sowie aus den abhängigen Patentansprüchen, deren Merkmale einzeln und in beliebiger Kombination miteinander angewendet werden können.
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Demgemäß ist der Magnet in der Nähe des Bauteils derart angeordnet, dass sein Magnetfeld bei einer Drehbewegung der Trommel in diesem Bauteil Wirbelströme induziert, dass ein Wirbelstromdetektor derart in der Nähe des Bauteils angeordnet ist und dass er die induzierten Wirbelströme zumindest teilweise erfasst und das Vorhandensein von Wirbelströmen in dem Bauteil anzeigt.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Drehbewegungserkennung bzw. die Stillstandserkennung der Trommel mit einem induktiven und damit besonders verschmutzungsresistenten, störunempfindlichen und robusten Verfahren realisiert ist, ohne dass aber Veränderungen an der Trommel oder den anderen, stellvertretend überwachten Bauteilen des Trommelantriebsstranges vorzunehmen sind, wenn verschiedene Varianten oder Modifikationen dieser Bauteile gewünscht oder notwendig sind.
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Die Bauelemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnen sich zudem durch einen vergleichsweise geringen Material- und Kostenaufwand aus und durch eine auch über die Lebensdauer des Wäschebehandlungsgeräts zu erwartende hohe Zuverlässigkeit.
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Besonders bevorzugt ist das Bauteil die Trommel selbst, d.h. der Magnet ist in der Nähe der Trommel angeordnet. Damit befindet sich die Vorrichtung quasi am Ende des Trommelantriebsstranges und überwacht so Fehlfunktionen aller an dem Antrieb bzw. an der Trommelbewegung beteiligter Komponenten.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beaufschlagt ein Ausgangssignal des Wirbelstromdetektors direkt einen Analog/Digital-Eingang (A/D-Eingang) beispielsweise einer Auswerteeinrichtung oder einer Steuerungseinrichtung, so dass das analoge Ausgangssignal direkt weiterverarbeitet werden kann. Gleichbedeutend damit ist natürlich, das Ausgangssignal zunächst auf einen Eingang eines A/D-Wandlers zu führen.
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Dadurch kann die Steuerungseinrichtung beim Erkennen eines Trommelstillstandes (aufgrund des Ausbleibens der Wirbelströme und damit des Ausgangssignals des Wirbelstromdetektors) unmittelbar geeignete Gegenmaßnahmen einleiten, wie insbesondere eine etwaige Heizung abzuschalten und ein Warnsignal auszugeben.
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Der Wirbelstromdetektor kann bevorzugt als Spule ausgestaltet sein, die so angeordnet und bemessen ist, dass die Magnetfelder (Feldlinien) der erzeugten Wirbelströme die Spule durchdringen und dadurch eine Spannung induzieren. Diese an den Spulenanschlüssen abzugreifende Spannung bildet dann ein besonders einfach weiterzuverarbeitendes Ausgangssignal des Wirbelstromdetektors.
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Weiter bevorzugt ist der Magnet ein Permanentmagnet, weil damit der Aufwand zur Erzeugung des die Wirbelströme in dem Bauteil induzierenden Magnetfeldes weiter vermindert ist.
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Eine besonders kompakte und montage-/wartungsfreundliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass Magnet und Wirbelstromdetektor ortsfest nebeneinander angeordnet sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der beigefügten Zeichnung figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert:
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Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch ein Wäschebehandlungsgerät
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Die Figur der Zeichnung zeigt ein Wäschebehandlungsgerät in Form eines Wäschetrockners
1, in dessen Gehäuse
2 in an sich bekannter Weise (vgl. nur als Beispiel die eingangs erwähnte
DE 10 2005 048 890 A1 ) eine Wäschetrommel
3 um eine Drehachse
4 in einer bzw. in alternierenden, durch einen Pfeil
5 angedeuteten Drehrichtung(en) drehbar gelagert ist. Ein Antriebsmotor
7, der von einer Steuerungseinrichtung
8 (wie durch eine Steuerleitung
9 angedeutet) gesteuert ist, versetzt die Trommel über einen Antriebsriemen
10 gemäß dem Trocknungsprogramm in Rotation. Andeutungsweise ist weiter ein Luftführungssystem
12 zur Führung von durch Pfeile angedeuteter Prozessluft
13 gezeigt, das übliche Luftführungswege
14, eine Heizung
15 und ein Gebläse
16 umfasst.
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Ein unzulässiger Betriebszustand besteht in dem unerwünschten Stillstand der Trommel 3, der aus Sicherheitsgründen umgehend und sicher erkannt werden soll. Ein solcher Störfall kann unterschiedliche Ursachen haben, beispielsweise einen Defekt des Antriebsmotors 7 oder eine zu starke Dehnung bzw. ein Reißen des Antriebsriemens 10. In diesen Fällen soll insbesondere die ebenfalls von der Steuerungseinrichtung 8 gesteuerte Heizung 15 umgehend außer Betrieb gesetzt werden, um die Bauteile des Wäschetrockners 1 und insbesondere in der Trommel 3 befindliche (in der Figur nur angedeutete) Wäsche 17 bei stillstehender Trommel 3 vor Überhitzungen und Beschädigungen zu schützen.
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Die Trommel 3 besteht im Ausführungsbeispiel vollständig aus Metall (und somit einem elektrisch leitenden Material). Es ist aber auch denkbar, die Trommel nur teilweise aus elektrisch leitendem Material zu fertigen bzw. mit einem solchen teilweise zu versehen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nachfolgend in einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, bei der unmittelbar die Rotation bzw. ein Stillstand der Trommel überwacht und erfasst wird. Es ist aber genauso im Rahmen der Erfindung liegend – quasi stellvertretend – ein anderes Bauteil, wie beispielsweise den (metallisierten) Antriebsriemen 10, eine metallische Riemenspannrolle oder eine mit der Trommel 3 verbundene Riemenscheibe 18, zu überwachen, das sich bei einer Drehbewegung der Trommel (zwangsweise) mit bewegt und bei Trommelstillstand ebenfalls stillsteht.
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In der Nähe der Trommel 3 ist ortsfest ein Magnet 19 angeordnet, der grundsätzlich auch ein Elektromagnet sein kann. Es ist aber bevorzugt, dass der Magnet 19 ein Permanentmagnet 20 ist, weil so der Aufwand zur Erzeugung des Magnetfeldes minimal ist. Die nur sehr schematisch angedeuteten Feldlinien 21 des Magnetfeldes 22 des Magneten 19 durchsetzen das elektrisch leitende Material 23 des Trommelmantels 24. Bei Rotation der Trommel 3 (wie durch den Pfeil 5 angedeutet) um ihre Drehachse 4 bewirkt das Magnetfeld 22 des Permanentmagneten 20 die Induktion von (ebenfalls nur kursorisch angedeuteten) Wirbelströmen 28 in dem Material 23 des Trommelmantels 24.
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Bevorzugt als (mit gestrichelter Begrenzung dargestellte) Baueinheit mit dem Magneten 19 ist geeigneter Nähe zur Trommel 3 und ortsfest an einer gemeinsamen Halterung 29 in dem Gehäuse 2 fixiert ein Wirbelstromdetektor 30 angeordnet, der eine Spule 31 umfasst.
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Zur besseren Erkennbarkeit sind in der Zeichnung die Komponenten der Vorrichtung und insbesondere der Magnet und der Wirbelstromdetektor überproportional groß und voneinander weit beabstandet dargestellt; tatsächlich sind diese sehr nah bei einander angeordnet, so dass die beschriebenen Induktionseffekte und deren Detektierbarkeit mit hohem Wirkungsgrad und in beiden Drehrichtungen der Trommel gewährleistet sind.
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Die von den Wirbelströmen 28 ihrerseits erzeugten Magnetfelder durchdringen die Spule 31 und induzieren in dieser eine Spannung (U) 33. Diese liegt an einem Ausgang 34 des Wirbelstromdetektors 30 an und ist im Ausführungsbeispiel unmittelbar einem A/D-Eingang 35 der Steuerungseinrichtung 8 zugeführt. Dadurch erkennt die Steuerungseinrichtung 8 beim Vorhandensein des Ausgangssignals des Wirbelstromdetektors eine (programmgemäße) Drehbewegung der Trommel 3. Bleibt dagegen das Ausgangssignal (U) des Wirbelstromdetektors 30 aus und ist dies programmgemäß nicht vorgesehen, erkennt die Steuerungseinrichtung 8 dadurch einen unerwünschten, als Störfall anzusehenden Stillstand der Trommel 3. In diesem Fall schaltet die Steuerungseinrichtung insbesondere die Heizung 15 über eine Steuerleitung 36 ab und gibt über einen Warnmelder 37 ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ab.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wäschetrockner
- 2
- Gehäuse
- 3
- Wäschetrommel
- 4
- Drehachse
- 5
- Doppelpfeil
- 7
- Antriebsmotor
- 8
- Steuerungseinrichtung
- 9
- Steuerleitung
- 10
- Antriebsriemen
- 12
- Luftführungssystem
- 13
- Prozessluft
- 14
- Luftführungswege
- 15
- Heizung
- 16
- Gebläse
- 17
- Wäsche
- 18
- Riemenscheibe
- 19
- Magnet
- 20
- Permanentmagnet
- 21
- Feldlinien
- 22
- Magnetfeld
- 23
- Material
- 24
- Trommelmantel
- 28
- Wirbelströme
- 29
- Halterung
- 30
- Wirbelstromdetektor
- 31
- Spule
- 33
- Spannung
- 34
- Ausgang
- 35
- A/D-Eingang
- 36
- Steuerleitung
- 37
- Warnmelder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005048890 A1 [0003, 0021]
- DE 102004019700 B3 [0005]
- US 2010/0031529 A1 [0005]
- DE 2915815 C2 [0006]
