DE3153272C2

DE3153272C2 -

Info

Publication number: DE3153272C2
Application number: DE3153272A
Authority: DE
Inventors: Fumio Wada; Masao Yamamoto; Iwao Nagoya Aichi Jp Miyake
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1980-06-09
Filing date: 1981-06-09
Publication date: 1987-09-24
Also published as: GB8331937D0; GB8331938D0; GB2138029A; GB2138029B; GB2141232B; DE3123386A1; IT1139366B; IT8122195A0; GB2080836B; GB2141232A; GB2080836A; DE3123386C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren zur Ermittlung der Stellgröße bei einer Auswuchtvorrichtung für Waschmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Aus der GB-PS 11 20 431 ist eine derartige Auswuchteinrichtung bekannt, wobei hier offenen Kammern nach Maßgabe der ermittelten Stellgröße Wasser zugeleitet wird, um Unwuchten auszugleichen. Es ist auch bekannt, diese Kammern geschlossen auszubilden und direkt in der Waschtrommel anzuordnen (GB-PS 13 20 605). Schließlich ist es bei Steuerungen für derartige Auswuchtvorrichtungen bekannt die Umwandlung der Vibrationskraft in ein elektrisches Signal vorzunehmen (DE-OS 26 06 589).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßverfahren zur Ermittlung der Stellgröße bei einer Auswuchtvorrichtung für Waschtrommeln zu schaffen, mit dem eine stärkere Vibration der rotierenden Trommel verhindert werden kann und bei dem die Meßgenauigkeit verbessert ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen im Kennzeichen des Patentanspruchs.

Das erfindungsgemäße Meßverfahren soll anhand der Zeichnungen erläutert werden.

Hierbei zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Meßverfahrens;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils des Computers nach Fig. 1;

Fig. 3 ein Vertikalschnitt mit Einzelheiten der Einrichtung zum Liefern der Flüssigkeit nach Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt an der Linie D-D in Fig. 3;

Fig. 5 (A), (B) und (C) zeigen Signalwellenformen der jeweiligen Teile in den Fig. 1 und 2;

Fig. 6 die Auswuchtwirkungen bei Anwendung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens;

Fig. 7 ein Blockdiagramm eines Teillastmeßverfahrens nach der Erfindung; und

Fig. 8 ein charakteristisches Diagramm des Ausgangs des Analogfilters.

Die Fig. 1, 3 und 4 zeigen eine rotierende Trommel 21, die in eine feststehende Trommel 22 eingesetzt ist. Die Kammern 23, 23 a und 23 b weisen alle dieselbe Form auf und sind in Abständen von 120 Grad entlag dem Rand der rotierenden Trommel 21 befestigt. Die Lagemarkierungen 24, 24 a und 24 b ragen an den Kammern, 23, 23 a und 23 b heraus und drehen sich mit der Trommel 21. Ein Vibrationsdetektor 25 befindet sich an der festen Trommel 22 und stellt die Vibration der Trommel 21 fest. Ein Verstärker 26 verstärkt das Ausgangssignal des Vibrationsdetektors. Ein AD-Konverter 27 wandelt das Ausgangssignal des Verstärkers 26 in ein digitales Signal um. Der Lagedetektor 28 befindet sich an gleicher Stelle, wie der Vibrationsdetektor 25 auf der festen Trommel 22 und stellt den Durchgang der Lagemarkierungen 24, 24 a und 24 b fest, die an der rotierenden Trommel 21 herausragen und eine Lageleseeinrichtung 29 steht mit dem Ausgang des Lagedetektors 28 in Verbindung und liest die unterschiedlichen Positionen der Lagemarkierungen 24, 24 a und 24 b ab.

Der Computer 31 nimmt die jeweiligen Ausgangssignale des AD-Konverters 27 der Lageleseeinrichtung 29 und des Zeitschalters 30 auf und füllt die Kammern in noch zu erwähnender Weise, und bestimmt die Mengen der zugeführten Flüssigkeit. Eine Einrichtung 32 steuert eine Flüssigkeitszuführeinrichtung 33 mit dem Ausgangssignal des Computers 31.

Die Rohrleitungen 34, 34 a und 34 b leiten die Flüssigkeit aus der Versorgungseinrichtung 33 zu den Kammern 23, 23 a und 23 b.

Die Synchronisiereinrichtung 35 nimmt das digitale Ausgangssignal des AD-Konverters 27 nur dann auf und gibt es ab, wenn das Ausgangssignal der Leseeinrichtung 29 empfangen wird. Die Speichereinrichtung 36 für das Vibrationssignal speichert die Daten des AD-Konverters 27, die von der Synchronisiereinrichtung 35 aufgenommen worden sind. Eine Betriebs- und Speichereinrichtung 37 verarbeitet und speichert die entsprechenden Durchschnittswerte für die Vibrationsamplituden der Lagemarkierungen 24, 24 a und 24 b aus den von einer Vibrationsspeichereinrichtung 36 ausgegebenen Daten. Die Einrichtung 38 stellt eine Bestimmungs- und Speichereinrichtung für eine mit einer Flüssigkeit versorgten dichten Kammer dar, die den Zeitpunkt bestimmt und speichert, wann die Flüssigkeit in die Kammer geleitet werden soll, um das Ungleichgewicht der rotierenden Trommel, das sich aus dem Ausgangssignal für die Durchschnittsvibrationsamplitude der Durchschnittswerteinrichtung 37 ergibt, zu kompensieren. Eine Einrichtung 39 steuert und speichert den Wert für die Menge der Flüssigkeit, die zur Kammer geleitet werden soll, und zwar entsprechend dem Ausgangssignal für die durchschnittliche Vibrationsamplitude der Betriebs- und Speichereinrichtung 37 und entsprechend dem Ausgangssignal der Bestimmungs- und Speichereinrichtung 38.

Die Einrichtung 40 ist eine Betriebs- und Überwachungseinrichtung für die Flüssigkeitszuführungszeit, die die Betriebszeit der Flüssigkeitszuführeinrichtung 33 steuert, um die Kammer mit der zugeführten Flüssigkeitsmenge zu versehen, und zwar mit der Flüssigkeitsmenge, die sich aus dem Ausgangssignal der Einrichtung 39 ergibt. Ferner wacht die Einrichtung 40 darüber, daß durch den Zeitschalter 30 die Einrichtung 32, die das erwähnte Signal für die Betriebszeit an die Flüssigkeitszuführeinrichtung 33 weitergibt.

In der Fig. 3 ist eine Waschtrommel 21 gezeigt, deren Hohlwelle 41 koaxial an der feststehenden Trommel 22, in Lagern 42 und 43 drehbar, gelagert ist. An einem Ende ist die Welle mit der rotierenden Trommel 21 fest verbunden und am anderen Ende mit einer Rolle 44 versehen. Die Hohlwelle 41 besitzt Flüssigkeitswege, die die Rohrleitungen 34, 34 a und 34 b bilden, die mit den Kammern 23, 23 a und 23 b in Verbindung stehen.

Die Drehgelenke 45, 46 und 47 umfassen flüssigkeitsdichtend die Hohlwelle 41, die mit den entsprechenden Rohrleitungen 34, 34 a und 34 b in Verbindung steht. Ein Drehgelenk 48 für Luft ist am rechten Ende der Hohlwelle 41 angebracht.

Magnetventile 49, 49 a und 49 b steuern die Flüssigkeit und das Magnetventil 50 die Luftzufuhr. Eine Außenrandteillast 51 läuft mit der rotierenden Trommel 21 um.

Mit dem erfindungsgemäßen Meßverfahren wird bei Drehung der Rotationstrommel 21 die Vibration dieser Trommel, die durch die Teillast 51 bewirkt wird, vom Vibrationsdetektor 25 festgestellt und vom Verstärker 26 verstärkt, dann vom AD-Konverter 27 in ein Digitalsignal umgeformt und schließlich an den Computer 31 gegeben.

Andererseits unterscheidet der Lagedetektor 28 die Anzeigesignale anhand der Lagemarkierungen 24, 24 a und 24 b der rotierenden Trommel 21. Diese Signale werden über die Lageleseeinrichtung 29 erfaßt und dann in den Computer 31 gegeben.

Nach Fig. 2 wird das Digitalsignal des AD-Konverters 27 in die Synchronisiereinrichtung 35 gegeben. Das Ausgangssignal der Lageleseeinrichtung 29 besitzt eine Wellenform entsprechend den Fig. 5 (A) und (B). Der Ausgang der Synchronisiereinrichtung 35 gibt das Ausgangssignal des AD-Konverters 27 nur dann weiter, wenn das Ausgangssignal der Lageleseeinrichtung 29 in die Synchronisiereinrichtung 35 eingegeben ist, und eine Form entsprechend der Fig. 5 (C) aufweist. Wenn die Werte 52, 53, 54, 55, 56 und 57, die von der Synchronisiereinrichtung 35 aufgenommen worden sind, in x₁₁, x₂₁, x₃₁, x₁₂, x₂₂ und x₃₂ umgewandelt worden sind, werden die zum n-ten Mal erhaltenen Daten durch x _1n, x _2n und x _3n dargestellt. Hier ist x _1i (i = 1 bis n) der der Lagemarkierung 24 in Fig. 1 entsprechende Wert der Vibrationsamplitude. In derselben Weise sind x _2i (i = 1 bis n) und x _3i (i = 1 bis n) die den jeweiligen Lagemarkierungen 24 a und 24 b entsprechenden Werte der Vibrationsamplituden.

Die durchschnittliche Vibrationsamplitude wird in der Einrichtung 37, gezeigt in Fig. 2, zum Umsetzen und Speichern des Durchschnittswertes grundsätzlich entsprechend der nachfolgenden Formeln (1) bis (3) verarbeitet. Bei dem Verfahren wird die vom Vibrationsdetektor 25 festgestellte Vibrationskraft durch y = A sin ( ω t + R ) dargestellt. Die Formeln für die umzuwandelnden Werte sind:

X₁ = ₁ - d/3, (4)

X₂ = ₂ - d/3, (5)

X₃ = ₃ - d/3, (6)

wobei

d = X₁ + X₂ + X₃ (7)
ist.

Die Werte der Durchschnittsvibrationsamplituden X₁, X₂ und X₃ stellen die jeweiligen entsprechenden Werte der Lagemarkierungen 24, 24 a und 24 b dar.

Die Bestimmungs- und Speichereinrichtung 38 für eine mit einer Flüssigkeit versorgten dichten Kammer (Fig. 2) bestimmt die Flüssigkeitszufuhr an die anderen Kammern (23, 23 a oder 23 b) entsprechend der Lagemarkierung, die den Maximalwert K _m (m = 1,2 oder 3) unter X₁, X₂ und X₃ zeigt.

Wenn zum Beispiel X₁ größer als X₂ und X₃ ist, wird die Flüssigkeitszuführung für die anderen Kammern 23 a und 23 b statt für die Kammern 23 bestimmt, die der Lagemarkierung 24 und somit X₁ entspricht.

Die Betriebs- und Speichereinrichtung 39 für die Werte der Flüssigkeits-Zuführmenge soll die Beträge der Zuführmengen mit Hilfe von X₁, X₂ und X₃ steuern, und zwar entsprechend den folgenden Formeln (8) bis (10):

Menge der zugeführten Flüssigkeit zur Kammer 23 a

M 23 a = k. [-2/3 (2X₂ + X₃)], (8)

Menge der zur Kammer 23 b geführten Flüssigkeit

M 23 b = k [-2/3 (2X₃ + X₂)], (9)

Menge der zur Kammer 23 geführten Flüssigkeit
M 23 = 0, (10)

worin k ein Koeffizient für die Umleitung der Zuführmenge ist und die in Klammern der Formeln (8) und (9) gesetzten Werte von den Spannungswerten oder den Zahlenwerten der Bit dargestellt werden und danach in die Volumen oder Gewichte der Flüssigkeit umgewandelt werden und gespeichert werden.

Die Einrichtung 40, die die Zuführzeit steuert und überwacht, bestimmt die Betriebszeit des Magnetventils entsprechend der zugeführten Flüssigkeitsmenge. Die Einrichtung 32, die die Flüssigkeitszuführung steuert, schaltet die Magnetventile 49, 49 a und 49 b ein und aus. Das Betriebssignal wird vom Zeitschalter 30 an die Betriebszeit ausgegeben. Deshalb werden die Flüssigkeitsmengen durch die entsprechenden Rohrleitungen 34, 34 a und 34 b in die Kammern 23, 23 a und 23 b geleitet und die rotierende Trommel 21 wird abgeglichen.

In Fig. 6 stellt die durchgezogene Linie die Auswuchtwirkung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dar. Die Teillast verringert sich mit dem Zeitablauf von einem Wert 60 auf den Wert 59 und von diesem auf den Wert 58. Die gestrichelte Linie stellt die Teillast dar, die ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auftritt.

Bei dem Meßverfahren nach der Erfindung kann die Teillast der Waschtrommel wie folgt gemessen werden:

Die Vibrationskraft der Trommel wird als Ausgangssignal abgegeben und durch die Formel (11) dargestellt. Dann wird dieses Ausgangssignal verstärkt und nur das der Teillast m entsprechende Signal wird durch den Analogfilter mit quadratischer Charakteristik der folgenden Formel (12) entnommen:

F = mr ω², (11)

wobei F die Vibrationskraft, r der Radius der Trommel und ω die Winkelgeschwindigkeit darstellt, und die quadratische Charakteristik entspricht:

K _A ω²₀/( ω²₀ + 2ξω₀ 2π jf + 2π jf²), (12)

wobei K _A ein Einstellkoeffizient, ω₀ eine Unterbrechungsfrequenz, u ein Dämpfungskoeffizient, f eine Frequenz und j gleich ist.

Gewöhnlich wird die Vibrationskraft der rotierenden Trommel gemessen, und die Teillast wird auf der Basis dieses gemessenen Wertes bestimmt. Der Beschleunigungsmesser dient somit zum Messen der Vibrationskraft der rotierenden Trommel. Insbesondere bei schwankender Winkelgeschwindigkeit der Trommel muß eine Korrektur derselben vorgenommen werden, was unbequem ist. Wenn das Ausgangssignal des Beschleunigungsmessers proportional dem Quadrat der Winkelgeschwindigkeit der Trommel ist, besteht ferner der Nachteil, daß bei geringer Winkelgeschwindigkeit der Trommel, die gemessene Kraft niedrig ist. Bei dem oben beschriebenen Verfahren kann die Teillast der Trommel leicht und genau ohne Rücksicht auf die Winkelgeschwindigkeit festgestellt werden und ist somit von dieser unabhängig.

Die Erfindung soll mit Hilfe der Fig. 7 und 8 erläutert werden.

Zunächst wird die Vibration der rotierenden Trommel 61 als Vibrationskraft F unter Benutzung eines Beschleunigungsmessers 62 bestimmt. Die Vibrationskraft F wird durch die Formel F = mr ω² dargestellt, worin r der Radius der Trommel und ω die Winkelgeschwindigkeit ist. Dann wird das vom Beschleunigungsmesser 62 angezeigte Signal von einem Verstärker 63 verstärkt, dessen Ausgangscharakteristik proportional der Winkelgeschwindigkeit ist, wie durch die Gerade a in Fig. 8 gezeigt wird.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 63 wird einem Analogfilter 64 mit quadratischer Charakteristik gegeben. Dessen Charakteristik ist als Kurve b in Fig. 8 dargestellt.

Das Signal, das durch diesen Analogfilter 64 gegangen ist, zeigt diese Ausgangscharakteristik, die als Kurve c in Fig. 8 gezeigt wird.

Wenn die Winkelgeschwindigkeit der Trommel 61 in den flachen Teil der Kurve c gelangt, wird somit ein Amplitudenwert erhalten, der durch das Ausgangssignal des Analogfilters 64 zu erkennen ist und der proportional der Teillast m ohne Rücksicht auf die Winkelgeschwindigkeit der Trommel 61 ist. Nach diesem Verfahren wird unter Verwendung des Analogfilters 64 der Amplitudenwert erhalten, der, ohne daß die Korrektur durch die Winkelgeschwindigkeit erfolgt, proportional der Teillast der rotierenden Trommel ist, und wobei bei niedriger Winkelgeschwindigkeit die Meßgenauigkeit verbessert ist.

Claims

Meßverfahren zur Ermittlung der Stellgröße bei einer Auswuchtvorrichtung für Waschmaschinen, bei der Kammern am Rand einer rotierenden Waschtrommel vorgesehen sind und die Amplitude der rotierenden Waschtrommel festgestellt wird, wobei ferner die Menge einer den einzelnen Kammern zugeführten Flüssigkeit auf der Basis der Signale einer Amplitudenfeststelleinrichtung und einer Einrichtung zur Bestimmung der Lage von Lagemarkierungen an der Trommel gesteuert und das Signal der Amplitudenfeststelleinrichtung mit dem Signal der Lagebestimmungseinrichtung synchronisiert wird, wozu die Flüssigkeit von einem Auslaß in die jeweilige Kammer dann geleitet wird, wenn dieser Auslaß der der Lage der Unwucht entsprechenden Stelle diametral gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kammern (23) geschlossen ausgeführt sind, daß die Vibrationskraft F der Trommel (21, 61) als Ausgangssignal abgegeben und durch die Formel F = mr ω²dargestellt wird, wobei r der Radius der Trommel (21) ist, daß dann dieses Ausgangssignal verstärkt und nur das der Teillast m entsprechende Signal durch einen Analogfilter mit quadratischer Charakteristik unabhängig von der Winkelgeschwindigkeit l entnommen wird, und daß ferner eine erste Speichereinrichtung (37) vorgesehen ist, die die Durchschnittswerte der Vibrationsamplitude von einer weiteren Speichereinrichtung (36) erhält, die die Vibrationskraftsignale selbst speichert, wobei die erste Speichereinrichtung (37) das Füllen der Kammer entsprechend den aufgenommenen Werten auslöst, wobei eine weitere Einrichtung (38) vorgesehen ist, welche den Zeitpunkt bestimmt und speichert, zu welchem die Flüssigkeit in die Kammern geleitet werden soll.