DE19738211A1 - Verfahren zum Ermitteln einer Umverteilung und damit einer Änderung einer Unwucht von in eine drehbar antreibbare Trommel eingebrachten Gegenständen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Umverteilung und damit einer Änderung einer Unwucht von in eine drehbar antreibbare Trommel eingebrachten Gegenstände, insbesondere von in eine Waschmaschinentrommel eingebrachter Wäsche.

Bei bekannten Betriebsverfahren für beispielsweise Waschmaschinen ist in der Regel ein Schleuderbetrieb vorgesehen, um die eingebrachte Wäsche zu entwässern. Bedingt durch die lokal unterschiedliche Anlagerung der Wäsche an der Trommelwandung ergibt sich eine während des Schleuderbetriebs meßbare Unwucht. Ergibt die Unwuchtmessung, daß die Unwucht zu groß ist, wird der Schleuderbetrieb von vorne gestartet, um hierdurch eine Neuverteilung der Wäsche zu ermöglichen und auf diese Weise die Unwucht zu verringern. Die maximal zulässige Unwucht, mit der geschleudert werden kann, kann zur Zeit in Regel nicht niedriger als 700 g angesetzt werden, da infolge der Beendigung des Schleuderbetriebs bei unzulässig hoher Unwucht bei einer zu niedrigen Unwuchtgrenze die Wiederholrate und damit der Zeitaufwand für die Neuverteilung der Wäsche unannehmbar ansteigt. Das heißt, die Zeitdauer für den Schleuderbetrieb und damit für den gesamten Waschbetrieb wäre inakzeptabel lang. Bedingt durch die relativ hohe maximal zulässige Unwucht werden entsprechend hohe Bauteilbelastungen in der Waschmaschinen beim Schleudern in Kauf genommen.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches es ermöglicht, ohne Betriebsunterbrechung eine Änderung der Unwucht zu ermitteln und so die genannten Probleme zu beseitigen.

Zur Lösung dieses Problems ist ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, bei dem während zweier aufeinander folgender Trommelumdrehungen jeweils ein oder mehrere verschiedene Meßwerte ermittelt werden, wonach die Meßwerte selbst oder basierend auf diesen Meßwerten ermittelte Verarbeitungswerte zur Ermittlung eines ein Maß für die Verteilung der Gegenstände und damit die Unwucht darstellenden Vergleichsergebnisse miteinander verglichen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren setzt also im Gegensatz zum Stand der Technik darin an, daß während des Rotationsbetriebes der Trommel entsprechende unwuchtabhängige Meßwerte aufgenommen werden und die umdrehungsspezifischen Meßwerte entsprechend zur Ermittlung eines Vergleichsergebnisses verarbeitet werden, so daß von Umdrehung zu Umdrehung, eine etwaige Änderung der Unwucht, bedingt durch eine Umverteilung der eingebrachten Gegenstände, beispielsweise der Wäsche, ermittelt werden kann. Das heißt, entgegen dem Stand der Technik ist es hiermit möglich, den Schleuderbetrieb bei Ermittlung einer zu hohen Unwucht nicht zu unterbrechen und von vorne zu starten, sondern es kann ein Weiterbetrieb erfolgen, wobei hier speziell auf entsprechende Änderungen abgestellt wird. Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt dabei die Tatsache zugrunde, daß bei einem Beladungszustand ohne Umverteilung die Unwucht konstant bleibt und die durch die Unwucht hervorgerufenen unwuchtabhängigen Meßwerte, als welche beispielsweise erfindungsgemäß die Drehzahl der Trommel oder die radiale Trommelbewegung oder aber auch das Antriebsmoment der Trommel verwendet werden kann, einen sich bei jeder Trommelumdrehung genau wiederholenden Verlauf aufweisen. Weicht nun der Verlauf der Meßwerte oder aber der daraus ermittelten Verarbeitungswerte zwischen zwei aufeinander folgenden Trommelumdrehungen ab, so gilt dies als Maß für die an der Umverteilung in der Trommel beteiligten Massen, da eine Werteänderung nur dann einsetzt, wenn eben die Unwucht sich ändert, was nur bei einer Umverteilung der Wäsche der Fall ist.

Als besonders zweckmäßig hat es sich dabei erwiesen, wenn der oder die Meßwerte stets bei der gleichen Winkelstellung der Trommel aufgenommen werden, so daß die umdrehungsspezifischen Meßwerte kompatibel zueinander sind. Bevorzugt werden dabei zwei unterschiedliche Meßwerte pro Umdrehung aufgenommen, die anschließend entsprechend verarbeitet werden. Für den Fall, daß als Meßwerte die Drehzahl der Trommel aufgenommen wird, ist es besonders interessant, wie Betriebsabschnitte mit konstanter Drehzahländerungen, sogenannter Drehzahlrampen zu behandeln sind. Versuche haben gezeigt, daß es hierbei im Rahmen der Verarbeitung der Meßwerte zweckmäßig ist, die Differenz zwischen der ermittelten Ist-Drehzahl und der bekannten Soll-Drehzahl als jeweiligen Verarbeitungswert zu ermitteln und den späteren Vergleich zweier aufeinander folgender Umdrehungen basierend auf diesen Verarbeitungswerten durchzuführen.

Beispielsweise im Fall einer sehr schnellen Entwässerung der Wäsche während der Meßphase ergibt sich das Problem, daß durch den schnellen Wasserverlust eine beachtliche Differenz der Meßwerte von Trommelumdrehung zu Trommelumdrehung auftreten kann. In diesem Fall hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn bei Vorliegen einer im wesentlichen konstanten Änderung eines oder mehrerer Meßwerte, welche bei einer schnellen Entwässerung im wesentlichen auftritt, ein im wesentlichen der Änderung entsprechender Kompensationswert im Rahmen der Ermittlung der jeweiligen Meßwerte und/oder der jeweiligen Verarbeitungswerte und/oder des jeweiligen Vergleichsergebnisses berücksichtigt wird. Diese erfindungsgemäße Weiterbildung geht davon aus, daß alle Meßwerte um etwa den gleichen Wert von der vorangegangenen Messung abweichen. Die Differenz, die Grundlage für den Kompensationswert ist, wird also dem nächsten ermittelten Meßwert automatisch zugeschrieben, was in einem solchen Fall hinreichend für eine Kompensation ist. Eine derartige Kompensation ist vorteilhaft bei jedem der genannten Meßwerte möglich. Für den Fall, daß mit Verarbeitungswerten basierend auf einer Ist-Soll-Differenz gearbeitet wird, ist eine solche Korrektur nicht erforderlich.

Für den Fall, daß eine Drehzahlabhängigkeit eines oder aller Meßwerte gegeben ist, kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgesehen sein, daß zur Kompensation einer etwaigen Drehzahlabhängigkeit eines Drehzahlreglers, über den die Ermittlung der Drehzahlmeßwerte erfolgt, und/oder einer etwaigen Drehzahlabhängigkeit der Meßwerte für die Bottichbewegung und/oder für das Antriebsmoment jeweils ein oder mehrere Korrekturwerte im Rahmen der Ermittlung der Meßwerte und/oder der Verarbeitungswerte und/oder des Vergleichsergebnisses berücksichtigt werden.

Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung einer Unwuchtsänderung bedingt durch eine Wäscheumverteilung betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zum Betrieb einer eine drehbar antreibbare, Gegenstände aufnehmende Trommel aufweisenden Vorrichtung, insbesondere einer Waschmaschine. Dieses erfindungsgemäße Verfahren zeichnet dadurch aus, daß im Rahmen des Drehbetriebes der Trommel, insbesondere während des Schleuderbetriebes wenigstens einmal die Unwucht ermittelt und in Abhängigkeit des Ermittlungsergebnisses bei Bedarf unter Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens bei gleichzeitiger Reduzierung der Drehzahl eine Umverteilung der eingebrachten Gegenstände und damit eine Änderung der Unwucht ermittelt wird, wonach die Drehzahl erneut gesteigert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich vorteilhaft dadurch aus, daß zunächst die Unwucht ermittelt wird und bei unzulässig großer Unwucht die Drehzahl reduziert wird unter gleichzeitiger Durchführung des erfindungsgemäßen, vorher beschriebenen Ermittlungsverfahrens kontinuierlich sensiert wird, ob die Unwucht sich ändert. Wird eine derartige Unwuchtänderung ermittelt, so wird vorteilhaft die Drehzahl erneut gesteigert, wobei bei hinreichend niedriger Unwucht das Schleuderprogramm weiter wie vorgesehen fortgesetzt werden kann. Eine Unterbrechung wie im Stand der Technik findet damit nicht mehr statt, weshalb das erfindungsgemäße Betriebsverfahren wesentlich schneller arbeitet.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann ferner vorgesehen sein, daß nach der erneuten Erhöhung der Drehzahl die Unwucht nochmals gemessen und bei Bedarf erneut unter gleichzeitiger Reduzierung der Drehzahl die Umverteilung der eingebrachten Gegenstände und damit die Änderung der Unwucht ermittelt wird, wonach die Drehzahl wiederum gesteigert wird, wobei zweckmäßigerweise dieser Vorgang so lange wiederholt werden kann, bis die gemessene Unwucht im Bereich eines vorbestimmten Wertes oder innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs liegt. Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung setzt auf einen reversiblen Meß-Änderungsbetrieb, um die Unwucht in einen Bereich zu bringen, der für einen Schleuderbetrieb akzeptabel und zulässig ist. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn nach Ermittlung einer Umverteilung die erniedrigte Drehzahl für eine vorbestimmte Zeitdauer beibehalten und erst nach Ablauf dieser Zeitdauer wieder gesteigert wird. Festzuhalten ist, daß während der Unwuchtänderungsmessung die Drehzahl kontinuierlich erniedrigt wird, bis eben auf einen Drehzahlwert, bei dem eine Umverteilung sensiert wird.

Schließlich betrifft die Erfindung des heiteren eine Vorrichtung, insbesondere eine Waschmaschine' zur Durchführung der vorgenannten Verfahren, mit einer die Gegenstände aufnehmenden Trommel, einem Mittel zur Erfassung einer Unwucht und einer den Betrieb der Vorrichtung steuernden Steuerungseinrichtung. Diese erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß das Unwuchterfassungsmittel oder ein gegebenenfalls vorgesehenes weiteres Erfassungsmittel zur Erfassung einer Umverteilung der Gegenstände und damit einer Änderung der Unwucht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erfassung der Unwuchtsänderung und die mit dem Unwuchterfassungsmittel oder gegebenenfalls dem weiteren Erfassungsmittel kommunizierende Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs nach dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren ausgebildet ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm, welches den Verlauf der als Meßwert aufgenommenen Drehzahl und den Verlauf der Drehzahl der jeweils vorangegangenen Trommelumdrehung wiedergibt, und

Fig. 2 den Verlauf des Vergleichsergebnisses basierend auf den Drehzahlverläufen gemäß Fig. 1.

Die Drehzahl einer Waschmaschine beginnt üblicherweise zunächst mit einem schnellen Drehzahlanstieg auf ca. 45 U/min. Danach erfolgt ein langsamerer Anstieg, eine sogenannte Drehzahlrampe, im Rahmen welcher die Drehzahl verlangsamt ansteigt. Dieser in der Fig. 1 gezeigte ansteigende Bereich dient zur Verteilung der Wäsche. Nachdem eine Drehzahl erreicht ist, bei der die Wäsche an der Trommelwandung anliegt, erfolgt eine erste Unwuchtmessung, wobei im Rahmen dieser die Drehzahl im wesentlichen konstant gehalten wird, was durch das Plateau in Fig. 1 wiedergegeben ist. Anschließend erfolgt, sofern die gemessenen Unwucht größer als der maximal zulässige Grenzwert ist, das erfindungsgemäße Verfahren, gemäß welchem die Meßwerte, in diesem Fall die Drehzahlen, zweier nacheinander ablaufender Trommelumdrehungen aufgenommen und miteinander verarbeitet und verglichen werden, um zu einem Vergleichsergebnis in Form eines Indikators für eine Wäscheumverteilung und damit eine Unwuchtänderung zu kommen. Zu diesem Zweck wird die Drehzahl mit einer fallenden Rampe kontinuierlich solange reduziert, bis gerade genug Wäsche in der Trommel in Bewegung ist, um die zuvor gemessenen Unwucht ausgleichen zu können. Dieser Betriebsabschnitt ist in Fig. 1 ebenfalls mit der abfallenden Rampe dargestellt. Nach Erreichen dieser eine Wäschebewegung ermöglichenden Drehzahl wird diese zunächst eine vorbestimmte Zeit lang beibehalten und erst anschließend wieder auf die Meßdrehzahl gesteigert, welche im gezeigten Beispiel dem Plateau entspricht. Anschließend erfolgt eine erneute Unwuchtmessung um zu kontrollieren, inwieweit sich die Unwucht geändert hat. Für den Fall, daß die Unwucht mittlerweile in einem Bereich liegt, welcher für einen Schleuderbetrieb akzeptabel ist, kann die Drehzahl programmgemäß auf die Schleuderdrehzahl erhöht werden. Im anderen Fall erfolgt erneut eine Drehzahlreduzierung und die Durchführung des erfindungsgemäßen Unwuchtänderungsmeßverfahrens.

Fig. 1 zeigt in diesem Zusammenhang den Verlauf der gemessenen Drehzahl gegen die Meßzeit. Die Kurve A gibt den Verlauf der Drehzahl der jeweils nachfolgenden Messung wieder, die gepunktete Kurve B den Verlauf der jeweils vorangegangenen Messung. In Fig. 1 sind die Drehzahlen als kontinuierliche Kurven dargestellt. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden aber nur exponierte Werte ermittelt, d. h. pro Trommelumdrehung werden vorzugsweise mehrere Drehzahlmeßwerte erfaßt. Beispielsweise sei angenommen, daß die Messung stets bei einer Winkelstellung erfolgt, bei der die Drehzahlamplitude maximal war, das heißt, es werden im Rahmen der erfindungsgemäßen Vergleichsergebnisbestimmung nur die jeweiligen Maxima der beiden Kurven betrachtet. Ersichtlich ergibt sich zwischen den Maxima A und B jeweils eine Drehzahldifferenz. Basierend hierauf erfolgt die Ermittlung eines Vergleichsergebnisses, welches beispielsweise der in Fig. 2 gezeigten Verlauf besitzt. Grundlage für den in Fig. 2 gezeigten Verlauf ist ein Vergleich der jeweils kompletten Kurven A und B aus Fig. 1. Wie Fig. 2 zu entnehmen, ist einem Anfangsbereich bis ca. 4 Sekunden das Vergleichsergebnis annähernd 0, das heißt, es findet insoweit keine Unwuchtänderung statt, die Kurven A und B beziehungsweise die tatsächlich aufgenommenen exponierten Meßwerte der beiden zu vergleichenden Trommelumdrehungen sind im wesentlichen konstant von einander beabstandet. Bei 4 Sekunden wurde im Rahmen der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Prinzipskizzen angenommen, daß die vorhandene Unwucht zu ca. 10% um 120° in der Trommel umgelagert wurde, das heißt, die Wäsche hat sich verteilt. Hier zeigen sich deutliche Zacken in der Kurve, was ebenfalls in Fig. 1 nachvollziehbar ist, als die Kurven A und B innerhalb dieses Zeitbereichs wesentlich näher aneinander liegen. Nach Umlagerung der Wäsche und bedingt durch die Drehzahlerhöhung wird die Wäsche unbeweglich an die Trommelwandung gedrückt. Anschließend wird die Drehzahl konstant gehalten, um die erste Unwuchtmessung durchzuführen. Sofern diese eine zu große Unwucht liefert, wird, wie im gezeigten Beispiel gemäß Fig. 1 der Fall, die Drehzahl im wesentlichen konstant erniedrigt. Dies führt dazu, daß sich die Lage der Kurven A und B bezüglich einander verschiebt, da nunmehr der jeweils vorangegangene Drehzahlmeßwert größer als der nachfolgenden Trommelumdrehung ist. Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, ändert sich mit Beginn der Drehzahländerung der Verlauf der Vergleichsergebniskurve doch beachtlich. Nach Ermittlung einer entsprechend starken Änderung kann die Drehzahl erneut beispielsweise bis auf die des ersten Plateau erhöht werden, wo erneut eine Unwuchtmessung erfolgt, um zu überprüfen, ob die Änderungen hinreichend waren, daß die tatsächliche Unwucht einen akzeptablen Wert aufweist.

Claims (14)

1. Verfahren zum Ermitteln einer Umverteilung und damit einer Änderung einer Unwucht von in eine drehbar antreibbare Trommel eingebrachten Gegenständen, insbesondere von in eine Waschmaschinentrommel eingebrachter Wäsche, bei dem während zweier aufeinanderfolgender Trommelumdrehungen jeweils ein oder mehrere verschiedene Meßwerte ermittelt werden, wonach die Meßwerte selbst oder basierend auf diesen Meßwerten ermittelte Verarbeitungswerte zur Ermittlung eines ein Maß für die Verteilung der Gegenstände und damit die Unwucht darstellenden Vergleichsergebnisses miteinander verglichen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Meßwerte stets bei der gleichen Winkelstellung der Trommel aufgenommen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwert die Drehzahl der Trommel aufgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Differenz der ermittelten Ist-Drehzahl und der bekannten Soll-Drehzahl der Verarbeitungswert bestimmt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwert, gegebenenfalls als weiterer Meßwert die radiale Bewegung eines die Trommel beinhaltenden Bottichs ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwert, gegebenenfalls als weiterer Meßwert das Antriebsmoment der Trommel ermittelt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen einer im wesentlichen konstanten Änderung eines oder mehrerer Meßwerte ein im wesentlichen der Änderung entsprechender Kompensationswert im Rahmen der Ermittlung der jeweiligen Meßwerte und/oder der jeweiligen Verarbeitungswerte und/oder des jeweiligen Vergleichsergebnisses berücksichtigt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation einer etwaigen Drehzahlabhängigkeit eines Drehzahlreglers, über den die Ermittlung der Drehzahlmeßwerte erfolgt, und,/oder einer etwaigen Drehzahlabhängigkeit der Meßwerte für die Bottichbewegung und/oder für das Antriebsmoment jeweils ein oder mehrere Korrekturwerte im Rahmen der Ermittlung der Meßwerte und/oder der Verarbeitungswerte und/oder des Vergleichsergebnisses berücksichtigt werden.

9. Verfahren zum Betrieb einer eine drehbar antreibbare, Gegenstände aufnehmende Trommel aufweisenden Vorrichtung, insbesondere Waschmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen des Drehbetriebes der Trommel, insbesondere während des Schleuderbetriebes wenigstens einmal die Unwucht ermittelt und in Abhängigkeit des Ermittlungsergebnisses bei Bedarf unter Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 bei gleichzeitiger Reduzierung der Drehzahl eine Umverteilung der eingebrachten Gegenstände und damit eine Änderung der Unwucht ermittelt wird, wonach die Drehzahl erneut gesteigert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach der erneuten Erhöhung der Drehzahl die Unwucht nochmals gemessen und bei Bedarf erneut unter gleichzeitiger Reduzierung der Drehzahl die Umverteilung der eingebrachten Gegenstände und damit die Änderung der Unwucht ermittelt wird, wonach die Drehzahl wiederum gesteigert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgang solange wiederholt wird, bis die gemessene Unwucht im Bereich eines vorbestimmten Wertes oder innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs liegt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl während der Unwuchtänderungserfassung im wesentlichen kontinuierlich erniedrigt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ermittlung einer Umverteilung die erniedrigte Drehzahl für eine vorbestimmte Zeitdauer beibehalten wird und erst nach Ablauf dieser Zeitdauer wieder gesteigert wird.

14. Vorrichtung, insbesondere Waschmaschine zur Durchführung der vorgenannten Verfahren, mit einer die Gegenstände aufnehmenden Trommel, einem Mittel zur Erfassung einer Unwucht und einer den Betrieb der Vorrichtung steuernden Steuerungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Unwuchterfassungsmittel oder ein gegebenenfalls vorgesehenes weiteres Erfassungsmittel zur Erfassung einer Umverteilung der Gegenstände und damit einer Änderung der Unwucht nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 und die mit dem Unwuchterfassungsmittel oder gegebenenfalls dem weiteren Erfassungsmittel kommunizierende Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Betriebs nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13 ausgebildet ist.