DE19616635A1 - Verfahren zur Unwuchterfassung einer Waschmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung einer beim Schleudern von Wäsche in einer programmgesteuerten Waschma­ schine auftretenden dynamischen Unwucht, wobei die Waschma­ schine eine Trommel aufweist, die drehbeweglich in einem Lau­ genbehälter gelagert ist, der kommunizierend mit einer pneu­ matischen Niveaumeßeinrichtung umfassend einen Druckwächter versehen ist, wobei der Laugenbehälter und die Trommel ein schwingungsfähiges System bilden.

Beim Schleudern von Wäsche verteilt sich diese in der Wasch­ maschinentrommel in der Regel ungleichmäßig, selbst wenn ein oder mehrere Wäscheausgleichsschritte vor dem tatsächlichen Hochschleudern gefahren werden. Diese aus der Ungleichmäßig­ keit resultierende Unwuchtche Unwucht messen. Dynamische Un­ wuchten jedoch, die die Taumelbewegungen des Laugenbehälters verursachen, müssen aufwendig durch zusätzliche Sensoren oder dergleichen erfaßt werden. Dieser Mehraufwand ist sowohl kon­ struktiv als auch in kostentechnischer Hinsicht nachteilig.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verein­ fachtes Verfahren zur Bestimmung der Unwucht, insbesondere der dynamischen Unwucht anzugeben, um die genannten Nachteile zu beseitigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der ein­ gangs genannten Art bei einer mit einer Niveaumeßeinrichtung versehenen Waschmaschine vorgesehen, daß die Erfassung der Unwucht durch Messung der bei Rotation der Trommel in der pneumatischen Niveaumeßeinrichtung auftretenden unwuchtabhän­ gigen Druckschwankungen mittels des Druckwächters erfolgt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden somit mit besonde­ rem Vorteil die bereits vorhandenen Komponenten der Niveau­ meßeinrichtung zum Bestimmen der Unwucht verwendet, so daß keinerlei weitere Vorkehrungen getroffen werden müssen. Da es sich bei dem Trommel-Laugenbehälter-System um ein schwingen­ des System handelt, an dem die Niveaumeßeinrichtung angeord­ net ist, werden die vom schwingenden System unwuchtbedingt ausgeführten Bewegungen auch auf die Niveaumeßeinrichtung übertragen und verursachen dort Druckschwankungen, die erfin­ dungsgemäß gemessen und zur Bestimmung der Unwucht herangezo­ gen werden. Auf diese Weise wird somit mit einfachen Mitteln ein äußerst wirkungsvolles Meßverfahren für Unwuchten ge­ schaffen.

In weiterer Erfindungsausgestaltung kann vorgesehen sein, daß während der Meßphase im Laugenbehälter und damit in der Ni­ veaumeßeinrichtung, insbesondere in einer der Niveaumeßein­ richtung zugeordneten Luft falle ein vorbestimmtes Mindest­ flüssigkeitsniveau eingestellt wird. Dieses Mindestflüssig­ keitsniveau, das ein bestimmtes Flüssigkeitsniveau über einer "Null-Höhe" darstellt, verursacht in der Luftfalle einen Druck entsprechend der Wassersäule über der Null-Höhe. Führt nun das schwingende System in diesen Zustand Bewegungen aus, so überlagern sich dem niveauabhängigen Druck die von der Sy­ stembewegung verursachten Druckschwankungen, die abhängig sind von Schwinggeschwindigkeit, Schwingrichtung, Volumenän­ derung des Laugenbehälters und Schwingweite, und die quasi als Druckamplitude des niveauabhängigen Drucks vorteilhaft gemessen und ausgewertet werden können. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, wenn zum Erreichen des Mindestniveaus das von der nassen Wäsche abtropfende und gegebenenfalls ausge­ schleuderte Wasser im Laugenbehälter gehalten wird, damit zur Einstellung des Mindestniveaus nicht zusätzliches Wasser nachgeführt werden muß. In diesem Fall wird vorteilhaft die Entleerungspumpe erst nach Durchführung der Messung einge­ schaltet.

Da die Zuordnung von Druckschwankungen zu Unwuchten dreh­ zahlabhängig ist, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgese­ hen, daß die Messung der Druckschwankungen bei einer vorbe­ stimmten, im wesentlichen konstanten Drehzahl erfolgt, die erfindungsgemäß im Bereich zwischen 100 und 130 U/min liegen kann, um auf diese Weise ein weitestgehend drehzahlunabhängi­ ges Meßergebnis zu erhalten.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann vorgesehen sein, daß als Meßwert der Druckschwankungen die sich aus der Änderung des Flüssigkeitsniveaus ergebenden Druckschwankungen und/oder die von den Schwingungen eines im Bereich einer Druckleitung zum Druckwächter integrierten schwingungsfähigen elastischen Elements resultierenden Druckschwankungen gemes­ sen werden. In diesem Fall können entweder die niveaubeding­ ten Druckschwankungen gemessen werden, oder aber entweder al­ lein oder in Kombination mit den vorgenannten Schwankungen die von einem schwingungsfähigen Element erzeugten Druck­ schwankungen, das infolge der Systembewegung ebenfalls mit­ schwingt, so daß zum einen bei kombinierter Messung erhöhte Druckschwankungswerte, die entsprechend leichter aufzulösen sind, gemessen werden können, anderenfalls kann bei entspre­ chender Integration des Elements nur die von diesem erzeugte Druckschwankung gemessen werden, so daß die genannten niveau­ bedingten Vorkehrungen nicht getroffen werden müssen.

In weiterer Erfindungsausgestaltung kann vorgesehen sein, daß der Schleudervorgang basierend auf den gemessenen Druck­ schwankungen gesteuert wird, das heißt, es können programmab­ hängige Folgerungen ausgelöst werden, wie z. B. eine Wäsche­ neuverteilung, oder eine Änderung von Drehzahlen bzw. Dreh­ zahlprofilen.

Die Erfindung betrifft daneben eine Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des Verfahrens, umfassend eine Trommel, die drehbeweg­ lich in einem Laugenbehälter gelagert ist, der kommunizierend mit einer pneumatischen Niveaumeßeinrichtung umfassend einen Druckwächter versehen ist, wobei der Laugenbehälter und die Trommel ein schwingungsfähiges System bilden. Diese erfin­ dungsgemäße Vorrichtung ist dadurch ausgezeichnet, daß der Druckwächter zur Erfassung der unwuchtabhängigen, bei Rotati­ on der Trommel in der pneumatischen Niveaumeßeinrichtung auf­ tretenden Druckschwankungen ausgebildet ist, und daß Mittel zur Steuerung der Vorrichtung in Abhängigkeit der Meßsignale des Druckwächters vorgesehen sind.

In weiterer Erfindungsausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die pneumatische Niveaumeßeinrichtung ein in eine Drucklei­ tung zum Druckwächter integriertes, schwingungsfähiges Ele­ ment umfaßt, mit dem im schwingenden Zustand Druckänderungen erzeugbar sind.

Häufig ist es wünschenswert, die Beschleunigung des Laugenbe­ hälters bzw. des Systems in einer ganz bestimmten Raumrich­ tung festzustellen, um auf diese Weise Rückschlüsse auf die mögliche Auslenkung des Systems und dergleichen ziehen zu können. Um eine derartige Messung zu ermöglichen, ist bei der das integrierte schwingungsfähige Element aufweisenden Aus­ führungsform erfindungsgemäß vorgesehen, daß das schwingungs­ fähige Element eine Vorzugsrichtung aufweist, längs welcher es die größte Anregungsempfindlichkeit besitzt, und daß das Element zur Durchführung einer richtungsabhängigen Messung derart bezüglich des schwingungsfähigen Systems angeordnet ist, daß die Vorzugsrichtung im wesentlichen parallel zu der ausgewählten- Bewegungsrichtung des schwingenden Systems liegt. In diesem Fall ist es somit möglich, die Druckänderung einer ganz bestimmten Bewegungskomponente des Systems zuord­ nen zu können, so daß anhand des Ergebnisses Rückschlüsse auf die tatsächliche Systembewegung gezogen werden können. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn erfindungsgemäß dem schwingungsfähigen Element eine Strömungsdrosselvorrich­ tung vorgeschaltet ist, da in diesem Fall es nicht mehr nötig ist, die Niveaumeßeinrichtung und gegebenenfalls eine Luft­ falle unter Wasser zu setzen. Die Eigenresonanz des schwin­ gungsfähigen Elements kann erfindungsgemäß im Bereich der Meßdrehzahl liegen. In einer konkreten Ausgestaltung umfaßt das schwingungsfähige Element ein vorzugsweise faltenbalgar­ tiges Schlauchteil, in das ein Masseteil integriert ist.

Als Mittel zur meßsignalabhängigen Steuerung kann eine mit dem Druckwächter kommunizierende Programmsteuerung verwendet werden. Der Druckwächter selbst kann ein analoger Druckwäch­ ter sein, alternativ oder zusätzlich kann der Druckwächter einen festen Schaltpunkt besitzen, derart, daß bei Über­ schreiten eines dem Schaltpunkt zugeordneten Mindestdrucks durch die Druckschwankungen die Unwucht detektierbar ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbei­ spielen sowie anhand der Zeichnungen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines schwingungsfähigen Systems mit angeschlossener Niveaumeßeinrichtung,

Fig. 2 ein die Systemschwingungen und den Druckverlauf darstellendes Diagramm, und

Fig. 3 eine Ansicht der Niveaumeßeinrichtung mit inte­ griertem schwingungsfähigen Element.

Fig. 1 zeigt ein schwingungsfähiges System 1, bestehend aus einer die Wäsche 2 aufnehmenden Trommel 3, die in einen Lau­ genbehälter 4 drehbeweglich aufgenommen ist. Der Laugenbehäl­ ter 4 ist, wie schematisch mittels der Federn 5 angedeutet, schwingungsfähig und beweglich aufgehängt.

Im Bereich des Laugenauslasses 6 des Laugenbehälters 4 ist eine pneumatische Niveaumeßeinrichtung 7 umfassend eine über ein Schlauchteil 8 mit dem Auslaß 6 verbundene Luftfalle 9, die wiederum über eine Druckleitung 10 mit einem Druckwächter 11 verbunden ist, angeordnet. Der Laugenbehälterauslaß 6 mün­ det in eine Entleerungspumpe 12, die wiederum mit einem Ent­ leerungsschlauch 13 verbunden ist, über den das abgepumpte Wasser abgeführt wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel be­ findet sich im Laugenbehälter ein Flüssigkeitsniveau h₁, das in gleicher Höhe ebenfalls in der Luftfalle 9 vorliegt. Auf­ grund dieses Niveaus h₁ herrscht in der Luftfalle 9 ein Druck entsprechend der Wassersäule über dem Null-Niveau h₀, wobei der Druck mittels des Druckwächters gemessen und ein dem Druck entsprechendes Signal U abgegeben wird. Im Betrieb ro­ tiert die beladene Trommel 3, wie durch den Pfeil A darge­ stellt. Infolge der Unwucht kommt es dabei aber, wie in Fig. 2 gezeigt, zu Drehzahlschwankungen, wie durch die Kurve n dargestellt, die mit zunehmender Zeit und ansteigender Dreh­ zahl zunehmen. Diese Drehzahlschwankungen verursachen eine schwingende Bewegung des schwingenden Systems, was wiederum zu Druckschwankungen des mittels des Druckwächters gemessenen Drucks führt, wie in Fig. 2 mit der Kurve p dargestellt. Die­ se schwingungsbedingten Druckschwankungen überlagern sich dem niveaubedingten Druck p₀, der gemessen wird, wenn das System in Ruhe ist. Anhand dieser Druckschwankungen ist somit eine Druckdifferenz Δp meßbar, die ein Maß für die herrschende Un­ wucht ist.

Fig. 3 zeigt schließlich eine zweite Ausführungsform, mit der es möglich ist, eine richtungsabhängige Schwingungsmessung durchzuführen, das heißt, daß es möglich ist, die Schwingung in einer bestimmten Raumrichtung zu messen. Zu diesem Zweck ist oberhalb der Luftfalle 9, die, wie in Fig. 1 gezeigt, an dem schwingenden System 1 befestigt ist, zunächst eine Strö­ mungsdrossel 14 vorgesehen, der ein schwingungsfähiges, ela­ stisches Element 15 nachgeschaltet ist. Dieses besteht aus einem in die Druckleitung integrierten, im gezeigten Beispiel faltenbalgartigen Schlauchstück 16, in das eine seismische Masse 17 integriert ist. Dieses schwingungsfähige Element 15 ist über die Druckleitung 10 wiederum mit dem Druckwächter 11 verbunden. Das Element 15 besitzt eine Vorzugsrichtung, wie durch den Doppelpfeil B dargestellt ist. In dieser Vorzugs­ richtung besitzt das Element 15 die größte Anregungsempfind­ lichkeit, das heißt, es reagiert am empfindlichsten auf eine etwaige vorliegende Schwingung und bewegt sich dann entspre­ chend. Im gezeigten Beispiel liegt diese Vorzugsrichtung in der Horizontalen, das heißt, es können hier insbesondere ho­ rizontale Systembewegungen gemessen werden. Liegt eine derar­ tige vor, so beginnt die Masse 17 zu schwingen, was infolge der Schlauchkontraktion- und extraktion zu einer mittels des Wächters 11 meßbaren Druckänderung führt. Im gezeigten Bei­ spiel ist, da die Strömungsdrossel eingefügt ist, ein Wasser­ niveau in der Luftfalle nicht nötig, jedoch kann dies selbst­ verständlich ebenfalls zur Ermöglichung einer Kombinations­ messung vorgesehen sein.

Claims (16)

1. Verfahren zur Erfassung einer beim Schleudern von Wäsche in einer programmgesteuerten Waschmaschine auftretenden dynamischen Unwucht, wobei die Waschmaschine eine Trom­ mel aufweist, die drehbeweglich in einem Laugenbehälter gelagert ist, der kommunizierend mit einer pneumatischen Niveaumeßeinrichtung umfassend einen Druckwächter verse­ hen ist, wobei der Laugenbehälter und die Trommel ein schwingungsfähiges System bilden, dadurch gekennzeich­ net, daß die Erfassung der Unwucht durch Messung der bei Rotation der Trommel in der pneumatischen Niveaumeßein­ richtung auftretenden unwuchtabhängigen Druckschwankun­ gen mittels des Druckwächters erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Meßphase im Laugenbehälter und damit in der Niveaumeßeinrichtung, insbesondere in einer der Niveau­ meßeinrichtung zugeordneten Luft falle ein vorbestimmtes Mindestflüssigkeitsniveau eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erreichen des Mindestniveaus das von der nassen Wä­ sche abtropfende und gegebenenfalls ausgeschleuderte Wasser im Laugenbehälter gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Messung der Druckschwan­ kungen bei einer vorbestimmten, im wesentlichen konstan­ ten Drehzahl erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Drehzahl im Bereich zwischen 100 und 130 U/min liegt.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Meßwert der Druckschwan­ kungen die sich aus der Änderung des Flüssigkeitsniveaus ergebenden Druckschwankungen und/oder die von den Schwingungen eines im Bereich einer Druckleitung zum Druckwächter integrierten schwingungsfähigen elastischen Elements resultierenden Druckschwankungen gemessen wer­ den.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schleudervorgang basierend auf den gemessenen Druckschwankungen gesteuert wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den An­ sprüchen 1 bis 7, umfassend eine Trommel, die drehbeweg­ lich in einem Laugenbehälter gelagert ist, der kommuni­ zierend mit einer pneumatischen Niveaumeßeinrichtung um­ fassend einen Druckwächter versehen ist, wobei der Lau­ genbehälter und die Trommel ein schwingungsfähiges Sy­ stem bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwäch­ ter (11) zur Erfassung der unwuchtabhängigen, bei Rota­ tion der Trommel (3) in der pneumatischen Niveaumeßein­ richtung (7) auftretenden Druckschwankungen (Δp) ausge­ bildet ist, und daß Mittel zur Steuerung der Vorrichtung in Abhängigkeit der Meßsignale des Druckwächters vorge­ sehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Niveaumeßeinrichtung (7) ein in eine dem Druckwächter (11) vorgeschaltete Druckleitung (10) integriertes schwingungsfähiges Element (15) umfaßt, mit dem im schwingenden Zustand Druckänderungen in der Druckleitung (10) erzeugbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das schwingungsfähige Element (15) eine Vorzugsrichtung (B) aufweist, längs welcher es die größte Anregungsemp­ findlichkeit besitzt, und daß das Element (15) zur Durchführung einer richtungsabhängigen Messung derart bezüglich des schwingungsfähigen Systems (1) angeordnet ist, daß die Vorzugsrichtung (B) im wesentlichen paral­ lel zu der ausgewählten Bewegungsrichtung des schwingen­ den Systems (1) liegt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß dem schwingungsfähigen Element (15) eine Strö­ mungsdrosselvorrichtung (14) vorgeschaltet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenresonanz des schwingungsfä­ higen Elements im Bereich der Meßdrehzahl liegt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das schwingungsfähige Element (15) ein vorzugsweise faltenbalgartiges Schlauchteil (16) um­ faßt, in das ein Masseteil (17) integriert ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Steuerung der Vor­ richtung in Abhängigkeit der Meßsignale des Druckwäch­ ters eine mit dem Druckwächter kommunizierende Programm­ steuerung der Vorrichtung ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwächter ein analoger Druck­ wächter ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwächter einen festen Schaltpunkt besitzt, derart, daß bei Überschreiten eines dem Schaltpunkt zugeordneten Mindestdrucks durch die Druckschwankungen die Unwucht detektierbar ist.