DE3822924C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des
Schleudervorgangs einer Trommelwaschmaschine
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE-OS 34 16 639).
Das Innenaggregat mit Laugenbehälter, Wäschetrommel
und Antriebseinheit einer Trommelwaschmaschine stellt
ein gedämpft schwingungsfähiges System dar und hat
in bestimmten Drehzahlbereichen der Wäschetrommel Reso
nanzerscheinungen bei einer Unwuchtbildung in der Trommel.
Diese Resonanzerscheinungen äußern sich in einer Ver
größerung der Schwingungsamplitude des Innenaggregates.
Je nach Größe der Unwucht in der Trommel kann es beim
Durchfahren der kritischen Drehzahlbereiche zum Anschlagen
des Innenaggregates oder zum Versatz des Waschautomaten
kommen.
In einer Waschmaschine entsprechend der DE-OS 34 16 639 wird die Wäsche
trommel von einer Waschdrehzahl durch eine allmähliche
Drehzahlsteigerung auf eine Schleuderdrehzahl beschleunigt.
Dabei durchfährt die Wäschetrommel die sogenannte Wäsche
verteilphase, in der die Wäschestücke möglichst gleich
mäßig am Trommelmantel verteilt werden, bis die Wäsche
anlegedrehzahl (n A ) erreicht ist. In der Wäscheverteil
phase und/oder in dem Bereich der Wäscheanlegedrehzahl
wird von der Einrichtung zur Messung der Unwucht das Drehzahl- oder Stromaufnahmeverhalten des Elektromotors ausgewertet.
Die Wäschetrommel wird dann von der Wäscheanlegedrehzahl
auf die Endschleuderdrehzahl beschleunigt, wobei der
kritische Drehzahlbereich schnell mit einer definierten
Drehzahlsteigerung durchfahren wird. Signalisiert die
Einrichtung zur Messung der Unwucht vor
oder bei dem Hochfahren auf die Endschleuderdrehzahl
das Vorhandensein einer unzulässig hohen Unwucht, muß
entweder ein zusätzlicher Wäscheverteildrehzahlbereich
in den Programmablauf geschaltet oder die End
schleuderdrehzahl insgesamt auf einen niedrigeren Drehzahl
wert eingestellt werden, oder das Schleudern muß entfallen.
Bei derartigen Waschmaschinen DE-OS 34 16 639, 19 30 932) ist es
besonders nachteilig, daß beim Vorhandensein einer Unwucht
zeitaufwendige zusätzliche Wäscheverteilphasen zugeschaltet
werden und dadurch die Waschzeit verlängert wird. Gemäß der DE-OS 26 20 464 wird die Unwucht dadurch detektiert,
daß eine Schwankung der Motorstromaufnahme auftritt, wobei auch
ein erhöhtes Drehmoment sowie ein Drehzahlabfall auftreten. Wenn
trotz zusätzlicher Wäscheverteilphasen bei einer nach
diesem Prinzip arbeitenden Waschmaschine noch eine Unwucht
signalisiert wird, muß mit einer niedrigeren
Endschleuderdrehzahl geschleudert werden, was eine unzurei
chende Entwässerung der Wäsche zur Folge hat. Bei extrem
hohen Unwuchten entfällt das Schleudern ganz.
In der DE-OS 33 29 421 ist ein Verfahren zum Betreiben
einer Wasch-Schleudermaschine mit einer in Kammern geteil
ten Innentrommel offenbart, wobei der Übergang von einer
Waschdrehzahl auf eine Schleuderdrehzahl immer aus einer
bestimmten, durch die Konstruktion der Innentrommel
vorgegebenen Stellung der Innentrommel heraus erfolgt.
Bei einer solchen Wasch-Schleudermaschine kommt es aufgrund
der Trommelteilung zu ungleichmäßiger Wäscheverteilung
am Trommelumfang, was zu hohen Unwuchten führt.
Das in der DE-OS 33 29 421 beschriebene Verfahren soll
für eine in etwa kongruente und rotationssymmetrische
Wäscheverteilung in den Kammern der Innentrommeln sorgen,
um hohe Unwuchten zu vermeiden.
Nachteilig ist hierbei, daß die Position, aus der der
Hochlauf zum Schleudern erfolgt, durch die Ausbildung
der Trommel vorgegeben ist.
Kommt es trotz des beschriebenen Verfahrens zu einer
ungleichmäßigen Wäscheverteilung in den Kammern, treten
wieder unzulässig hohe Unwuchten auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die
beschriebenen Nachteile zu vermeiden und ein geeignetes
Verfahren zur Steuerung des Schleudervorgangs einer
Trommelwaschmaschine zu entwickeln, bei dem auch mit einer
zulässig hohen Unwucht der Trommel geschleudert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
nachfolgenden Ansprüchen.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen insbeson
dere darin, daß durch das Verfahren zur Steuerung des
Schleudervorgangs die durch Unwucht bedingte Auslenkung
des schwingenden Aggregats verringert wird. Ein Versatz
der Maschine tritt dadurch auch bei hohen Schleuderdreh
zahlen nicht auf. Ebenso schlägt das schwingfähig aufge
hängte Innenaggregat nicht mehr
am Gehäuse der Maschine an.
In den heute gebräuchlichen Waschmaschinen ist es üblich,
die träge Masse des schwingenden Aggregats zu vergrößern,
um so die Amplitude des schwingfähigen Systems zu ver
ringern. Bei Waschmaschinen mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren zur Steuerung des Schleudervorgangs können
demgegenüber sogar die Zusatzmassen am Laugenbehälter
verringert werden. Dadurch werden Material- und Fertigungs
kosten eingespart.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine Trommelwaschmaschine und schematisch
die Einrichtung zur Steuerung des Schleuder
vorgangs,
Fig. 2 ein Drehzahl-Zeit-Diagramm.
In der Fig. 1 ist eine Trommelwaschmaschine mit einem
schwingfähig aufgehängten Innenaggregat (1) und mit
einer Mikrocomputer-Steuerung (2) sowie einer Einrichtung
zur Erfassung der Unwucht (3) schematisch
dargestellt. In dem Laugenbehälter (4) ist die Wäsche
trommel (5) drehbar gelagert und wird von dem
Elektromotor (6) angetrieben. Als Indiz für eine eventuell
vorliegende Unwucht können die Schwankungen der Drehzahl,
der Motorstromaufnahme und/oder des Drehmoments ausgewertet
werden. In dem vorliegenden Beispiel erzeugt der mit
der Motorwelle verbundene Tachogenerator (7) eine der
jeweiligen Drehzahl der Wäschetrommel entsprechende
Spannung bzw. Signale. Um eine Steuergröße für den Triac (8)
bzw. die Einrichtung zur Motorstromregelung zu erhalten,
wird z. B. in bekannter Weise die vom Tachogenerator (7)
erzeugte Ist-Spannung mit einer der gewünschten Drehzahl
entsprechenden Soll-Spannung (Bezugsspannung) verglichen.
Je nach Regelabweichung erfolgt ein Zünden oder Sperren
des Triacs (8).
Wie aus dem Diagramm in Fig. 2 zu erkennen ist, durchläuft
die Wäschetrommel (5) beim Beschleunigen von einer Wasch
drehzahl (n w ) einen Wäscheverteildrehzahlbereich (t V ).
In diesem Verteildrehzahlbereich wird die Wäsche
gut am Trommelumfang verteilt, damit eine bessere Ent
wässerung der Wäsche und eine geringstmögliche Unwucht
erreicht wird. Je nach Programmsteuerung kann
im Anschluß an den Wäscheverteildrehzahlbereich (t V )
ein Wäscheanlegedrehzahlbereich (t A ) mit konstanter
Trommeldrehzahl (n A ) durchfahren werden. Im Verteil
drehzahlbereich und/oder im Wäscheanlegedrehzahlbereich
wird eine eventuell vorhandene Unwucht von der
Elektronik der Waschmaschine sensiert. Die Sensierung
der Größe und der Position der Unwucht erfolgt durch
die Auswertung der Schwankungen der Drehzahl, des Motor
stroms und des Drehmoments in bezug auf die Motoransteuerung.
Dabei ist die Größe der Drehzahländerung ein Maß für die
Größe der Unwucht. Die Drehzahl, die Motorstromaufnahme
bzw. das Drehmoment geben Aufschluß über die Position
der Unwucht in der Trommel.
Die Meßwerte wie Größe und Position der Unwucht werden
von der Mikrocomputer-Steuerung (2) als Steuergrößen
für den Triac (8) bzw. die Einrichtung zur Motorstromregelung
ausgewertet. Die Auswertung der Meßwerte erfolgt auf
der Grundlage der Kenntnisse über das Schwingungsverhalten
des Innenaggregats (1).
Das Innenaggregat (1) der Trommelwaschmaschine stellt
ein gedämpft schwingungsfähiges System dar, dessen
Auslenkung bei Drehzahlen oberhalb der kritischen Drehzahl
(Resonanzdrehzahl) mit zunehmender Drehzahlerhöhung
eine Phasenverschiebung von 180° zur unwuchtbedingten
Anregung einnimmt. Die Amplituden nehmen oberhalb des
kritischen Drehzahlbereichs einen konstanten, unwuchtab
hängigen Wert an; Anregung und Auslenkung der Wäschetrommel
heben sich aufgrund der Phasenverschiebung annähernd
auf.
Aufgrund der Trägheit benötigt das schwingungsfähige
System eine gewisse Zeit um einzuschwingen, d. h. bis
sich eine konstante Schwingungsamplitude des Innenaggregats
einstellt. Gelingt es, den kritischen Drehzahlbereich
in bekannter Weise schnell zu durchfahren, so hat das
träge System keine Zeit, die für die kritischen Drehzahlen
bei entsprechender durch Unwucht bedingter Anregung
typischen hohen Amplituden zu erreichen. Die Auslenkung
eilt somit der Anregung nach.
Auf dieser Erkenntnis baut das erfindungsgemäße Verfahren
insofern auf, daß die von der Einrichtung zur Messung
der Unwucht (3) sensierte Position der
Unwucht maßgebend für den Zeitpunkt der drehzahlerhöhenden
Ansteuerung des Elektromotors ist. Die drehzahlerhöhende
Ansteuerung des Elektromotors erfolgt genau dann, wenn
die Einrichtung zur Messung der Unwucht (3)
eine maximale Motorstromaufnahme bzw. ein maximales
Drehmoment und/oder einen Drehzahlabfall
feststellt. Oberhalb der kritischen Drehzahl wird die
Trommel auf eine vorgegebene Trommeldrehzahl beschleunigt.
Versuche haben gezeigt, daß die drehzahlerhöhende Ansteue
rung in einem Bereich zwischen 60° und 170° bezogen
auf die untere Totpunktlage = 0° der Trommel in Drehrichtung
gemessen erfolgt.
Wird die Wäschetrommel durch eine sprunghaft drehzahler
höhende Ansteuerung des Elektromotors vor Erreichen
der kritischen Drehzahl genau aus der Position heraus
beschleunigt, die sich durch einen maximalen
Drehzahlabfall, eine maximale Motorstromaufnahme
bzw. ein maximales Drehmoment auszeichnet, eilt in jedem
Fall, bedingt durch die Trägheit des Systems, die Auslenkung
der Anregung der Trommel nach, und es stellt sich eine
geringe Schwingungsamplitude des Innenaggregats (1) ein.
Eine weitere Möglichkeit zur Verringerung der Amplitude
des schwingenden Innenaggregats (1) wäre, die ermittelte
Position und die Größe der Unwucht für eine entsprechende
Beschleunigung der Wäschetrommel (5) beim Durchfahren
der kritischen Drehzahlbereiche in Abhängigkeit vom
Drehwinkel der Trommel zu nutzen.
Die Beschleunigung der Wäschetrommel (5) kann
beim Durchfahren der kritischen Drehzahlbereiche durch
entsprechende Motor-Leistungsregelung, z. B. die Ansteuerung
des Triacs (8), im Verlauf einiger Trommelumdrehungen
erreicht werden, wodurch die Schwingungsamplitude des
Innenaggregats (1) ebenfalls verringert wird. Unter entsprechender
Beschleunigung wird hier verstanden, daß je
nach Bedarf die Beschleunigung im Winkelbereich von
60° bis 170° (in Drehrichtung gemessen) größer als Null,
im übrigen Winkelbereich gegen Null geht, gleich Null ist oder
auch negativ werden kann.
Claims (4)
1. Verfahren zur Steuerung des Schleudervorgangs einer
Trommelwaschmaschine, bei der in einem schwingfähig
aufgehängten Laugenbehälter die die Wäsche aufnehmende
Trommel drehbar gelagert ist und ein Elektromotor
die Trommel antreibt, mit einer den Wasch- und Schleuder
betrieb steuernden Programmsteuereinrichtung, einer
die Drehzahl des Elektromotors steuernden Drehzahl
steuerungseinrichtung und einer Einrichtung zur Messung der
Unwucht der Trommel während des Schleuder
betriebs, wobei die Trommel auf die Schleuderdrehzahl durch eine drehzahlerhöhende Ansteuerung des
Elektromotors beschleunigt
wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trommel unmittelbar vor oder beim Hochfahren
auf die Schleuderdrehzahl (n s ) aus einer von der Ein
richtung zur Messung der Unwucht der Trommel ermittelten Position
heraus
beschleunigt wird, wobei diese
Position der Unwucht sich durch einen
Drehzahlabfall, erhöhte, Motorstromaufnahme und
erhöhtes Drehmoment auszeichnet.
2. Verfahren zur Steuerung des Schleudervorgangs einer
Trommelwaschmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Position und die Größe der Unwucht während der
Beschleunigungs- bzw. Hochlaufphase zum Schleudern im Wäscheverteil-
Wäscheanlegedrehzahlbereich festge
stellt werden.
3. Verfahren zur Steuerung des Schleudervorgangs einer
Trommelwaschmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die drehzahlerhöhende Ansteuerung des Elektro
motors sprunghaft vor Erreichen des kritischen Drehzahl
bereichs erfolgt.
4. Verfahren zur Steuerung des Schleudervorgangs einer
Trommelwaschmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die drehzahlerhöhende Ansteuerung des Elektromotors
beim Durchfahren des kritischen Drehzahlbereichs in Abhängigkeit des Drehwinkels der Trommel je nach Größe und Position der Unwucht durch entsprechende Leistungsregelung erfolgt.
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