DE4037868A1 - Mantelbeschickbare trommelwaschmaschine - Google Patents
Mantelbeschickbare trommelwaschmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine mantelbeschickbare Trommelwaschmaschine mit einer
Wäschetrommel, deren Antriebswelle mit einem berührungslos arbeitenden Positions
melder drehfest verbunden ist, der bei einer Trommelposition (Zielposition) ein Ziel
signal abgibt, bei der die Beladeöffnung der Trommel genau unter der Gehäuseöff
nung der Waschmaschine steht, und einem Trommel-Antriebsmotor.
Eine derartige Trommelwaschmaschine ist aus der deutschen Auslegeschrift
25 02 246 bekannt. Das von ihrem berührungslos arbeitenden Positionsmelder abgege
bene Zielsignal verursacht zusammen mit den trägen Massen unbekannter Größe
(wechselndes Wäschegewicht und unbekannte Verteilung in der Trommel) und unbe
kanntem Abnutzungsgrad der dort verwendeten Bremsfläche, die den Antriebsmo
tor in der Zielposition festhalten soll, eine derartig große Ungenauigkeit bei der
Einhaltung der Zielposition, daß die bekannte Einrichtung in der Praxis keine
brauchbaren Ergebnisse erzielt und daher in dieser Form nicht angewendet werden
konnte. Außerdem ist für die doch nur ungenaue Einhaltung der Zielposition der für
die bekannte Einrichtung verwendete Aufwand zu groß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik in der Weise zu
verbessern, daß die erzielbare Zielposition im wesentlichen gut reproduzierbar und
wenigstens so genau eingehalten werden kann, daß die Bedienungsperson nach dem
endgültigen Abschalten des Antriebsmotors durch die Gehäuseöffnung hindurch den
Deckel der Beladeöffnung der Trommel direkt erfassen kann, ohne die Trommel
noch wesentlich drehen zu müssen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Rotor des Antriebsmo
tors mit einem Tachogenerator drehfest gekoppelt ist, der je Winkelinkrement der
Trommel ein Inkrementalsignal abgibt, und daß der Positionsmelder und der Tacho
generator an eine Auswerteeinrichtung angeschlossen sind, die aus dem Zielsignal
und der seit dem Empfang des Zielsignals gebildeten Summe der Inkrementalsignale
die Position der Beladeöffnung in bezug auf die Gehäuseöffnung ermittelt und den
Antriebsmotor solange einschaltet, bis die Trommel wenigstens annähernd in die
Zielposition gelaufen ist.
Als Tachogenerator soll im folgenden jedes Bauelement gelten, das bei bereits klei
nen Winkelbewegungen, z. B. 30°, einer Welle je einen Impuls einer elektrischen Grö
ße generiert.
Da in modernen Trommelwaschmaschinen drehzahlgeregelte Antriebsmotoren ohnehin
bereits mit einem Tachogenerator ausgestattet sind, erfordert die Anwendung der
Erfindung lediglich die Darstellung eines Positionsmelders, der ein optoelektronisches,
ein magnetomechanisches oder ein magnetoelektronisches Bauelement (z. B. ein
Hall-IC in Verbindung mit einem beweglichen Magneten) sein kann. Die elektrische
Verknüpfung eines solchen Bauelementes mit einer Auswerteeinrichtung, die in mo
dernen Trommelwaschmaschinen in Form eines Mikrocomputers ohnehin Bestandteil
ist, bildet ebenfalls keine Schwierigkeiten. Der Vorteil der Erfindung liegt im we
sentlichen in der erreichbaren Positioniergenauigkeit der Trommel in der Zielposi
tion. Hierzu ist ein Eingriff der Bedienungsperson nicht erforderlich. Die erfin
dungsgemäße Steuerungsmethode wird zweckmäßigerweise im Programm einer Trom
melwaschmaschine so platziert, daß jeder Programmpunkt, der zum Eingriff der Be
dienungsperson die Trommel stillsetzen soll, ein Anfahren der Zielposition vorsieht.
Dies sind selbstverständlich die Programmendpunkte, aber beispielsweise auch Pro
gramm-Stop-Positionen, in denen die Wäsche in der letzten Spüllauge liegen bleibt.
In besonders vorteilhafter Weise ist die Erfindung dadurch auszugestalten, daß nach
einer gewissen Wartezeit nach Abschalten des Antriebsmotors die Auswerteeinrich
tung den Antriebsmotor erneut einschaltet, wenn die Summe der seit Erreichen der
Zielposition durchlaufenen Winkelinkremente eine maximale positive oder negative
Abweichung von der Zielposition überschritten hat, bis die Trommel erneut wenig
stens annähernd in die Zielposition gelaufen ist. Hierdurch wird am Ende eines
Schleuderprogramms der Wäsche Gelegenheit gegeben, sich nach Abschalten des An
triebsmotors am tiefsten Punkt der Trommel abzulegen, bzw. der Wäschetrommel
Gelegenheit gegeben, bei unsymmetrischer Verteilung der Wäsche nach Abschalten
des Antriebsmotors noch in eine Position zu drehen, bei der die Wäsche annähernd
symmetrisch verteilt liegt. Im letzteren Falle wird der Tachogenerator noch positive
oder negative Inkrementalsignale an die Auswerteeinrichtung abgeben, die ihrerseits
die positive oder negative Abweichung von der Zielposition errechnen kann.
Von Vorteil ist auch eine Weiterbildung der Erfindung, bei der die Auswerteeinrich
tung den Antriebsmotor in der reversen Drehrichtung erneut einschaltet, wenn die
Summe der seit Erreichen der Zielposition durchlaufenen Winkelinkremente eine ma
ximale positive Abweichung von der Zielposition überschritten hat. In diesem Fal
le muß die Trommel keine ganze Umdrehung mehr vollführen, um erneut in die
Zielposition zu gelangen, es genügt das kurze Zurückdrehen der Trommel. Dadurch
kann die Zielposition schneller erreicht werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die Auswerte
einrichtung dem endgültigen Annähern an die Zielposition einen Betrieb des An
triebsmotors vorschaltet, bei dem die Trommel mit einer festgelegten Amplitude ein
oder mehrere Male um die Zielposition hin- und herpendelt. Diese Maßnahme kann
zu einer genaueren Einhaltung der endgültig erreichten Zielposition beitragen, weil
damit die in der Trommel liegende Wäsche ehe in eine in der Zielposition symme
trisch verteilte Lage gebracht werden kann. Im arithmetischen Mittel der Anwen
dungsfälle wird diese symmetrische Lage vor allen Dingen dann erreicht werden
können, wenn die Amplitude gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung bei mehr
maligem Pendeln sich ständig verkleinert.
Um ein häufiges Überfahren der Zielposition bei hoher Trommelbeladung weitgehend
auszuschließen, sieht eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung vor, daß
die Auswerteeinrichtung von einer bestimmten Anzahl von Winkelinkrementen in
Drehrichtung vor der Zielposition an den Betrieb des Antriebsmotors mit einer
Schleichdrehzahl einschaltet. Beim Betrieb mit Schleichdrehzahl ist die kinetische
Energie der Trommel nicht mehr so groß, daß sie weit über die Zielposition hinaus
drehen würde. Auch diese Maßnahme trägt daher zum schnelleren Erreichen der
endgültigen Zielposition bei. Von Vorteil kann es außerdem sein, daß die Schleich
drehzahl mit Annäherung an die Zielposition verkleinert wird. Diese Maßnahme ist
bei einer ohnehin vorhandenen elektronischen Regelung für den Antriebsmotor kein
Problem.
Um die Trommel in der endgültigen Zielposition gegen ein evtl. Weiter- oder Rück
drehmoment aus unsymmetrischer Lagerung der Wäsche in der Trommel schließlich
festzuhalten, kann die Erfindung durch eine Bremskupplung am Rotor des Antriebs
motors weitergebildet werden. Diese Bremskupplung ist dann von der Auswerteein
richtung wirksam schaltbar, sobald die Trommel endgültig in die Zielposition gelangt
ist.
Geeignete Regelgrößen für die Steuerung vorausgesetzt, kann alternativ hierzu mit
dem endgültigen Einlaufen der Trommel in die Zielposition die Auswerteeinrichtung
einen Lageregelkreis für den Antriebsmotor einschalten, der dem Motor so lange so
viel elektrischen Strom zuführt, daß er die Trommel entgegen einem gegebenenfalls
von einer außermittigen Verteilung der Wäschemassen in der Trommel verursachten
Drehmoment in Zielposition hält, bis der Gerätedeckel über der Gehäuseöffnung ge
öffnet worden ist. Entsprechende Regelgrößen können vom Tachogenerator oder von
einem Positionsmelder abgeleitet werden, dessen Signale die Drehrichtung der
Trommel erkennen lassen.
Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele ist die Erfindung
nachstehend erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer mantelbeschickbaren
Trommelwaschmaschine mit einer Bremseinrichtung am
Antriebsmotor,
Fig. 2 ein Blockschaltbild für die Darstellung einer erfindungs
gemäß ausgestalteten Steuerung,
Fig. 3 ein Flußdiagramm für einen mit der erfindungsgemäßen
Positionierungs-Einrichtung durchführbaren Parkvorgang
für eine mantelbeschickbare Wäschetrommel,
Fig. 4 ein spezielles Flußdiagramm für den Ablauf eines Posi
tionierungsvorganges als Teil des Parkvorgangs gemäß
Fig. 3 im Anschluß an ein vollständig abgelaufenes
Waschprogramm,
Fig. 5 ein spezielles Flußdiagramm wie in Fig. 4 im Anschluß
an ein im Spül-Programmabschnitt angehaltenes Wasch
programm,
Fig. 6 ein spezielles Flußdiagramm für die Warteposition im
Positionierungsvorgang des Programmflusses gemäß Fig. 5
und
Fig. 7 ein spezielles Flußdiagramm einer Rechenoperation
zur Bestimmung eines Abschaltwertes des Inkre
mentalzählers.
In einem Laugenbehälter 1, an dem ein Antriebsmotor 2 mittels einer Befestigung 3
angebracht ist, ist eine über den Treibriemen 4 und das Riemenrad 15 antreibbare
Waschtrommel 5 drehbar gelagert. Der Treibriemen 4 läuft motorseits auf einem
Ritzel 6.
Ferner sind am Laugenbehälter 1 und am Riemenrad 15 je ein Teil eines berüh
rungslos arbeitenden Positionsmelders 7 befestigt. Bei jedem Vorbeigang der beiden
Teile aneinander wird ein Zielsignal an eine in Fig. 2 dargestellte Auswerteeinrich
tung 16 gegeben, die den Antriebsmotor 2 steuert. Der Positionsmelder ist so ange
ordnet, daß sein Zielsignal jeweils dann gegeben wird, wenn sich die Waschtrommel
5 in der Beladestellung (auch "Parkposition" genannt) befindet, d. h., wenn sich die
Beschickungsöffnung des Trichters 8 im Waschmaschinengehäuse und die durch einen
Deckel 9 verschließbare Beschickungsöffnung der Waschtrommel 5 gegenüberstehen.
Diese Beladestellung wird nachfolgend als Zielposition 10 bezeichnet.
Auf der Welle des Antriebsmotors 2 ist eine Bremsfläche 10 befestigt. Ferner ist an
dem Motor 2 ein elektrisch betätigbarer Bremslüftmagnet 11 angeordnet, durch des
sen Anker ein auf einem Hebel 12 befestigter Bremsbelag 13 von der Bremsfläche
10 abgehoben werden kann. Der Hebel 12 ist am Motorgehäuse gelagert und am an
deren Ende durch eine Zugfeder 14 in Richtung auf die Bremsscheibe 10 hin bela
stet. Soll am Ende eines Behandlungsprozesses die Waschtrommel in die Zielposition
gefahren werden, so kann von einer Trommelstellung kurz vor der Zielposition an die
Auswerteeinrichtung 16 dem Antriebsmotor 2 eine Schleichdrehzahl vorgeben. Beim
Einfahren in die Zielposition, die durch das Zielsignal gemeldet wird, soll der
Bremslüftmagnet, der während der Wasch- und Schleudergänge eingeschaltet war,
ausgeschaltet werden, so daß nun die Feder 14 den Hebel 12 zur Motorwelle zieht.
Daher legt sich der Bremsbelag 13 gegen die Bremsfläche 10. Die Bremskraft ist
gerade so groß bemessen, daß die in die Zielposition gefahrene Wäschetrommel auch
bei unsymmetrisch in ihr lagernden Wäscheposten in der Zielposition gehalten wer
den kann.
Gemäß der Erfindung ist der Rotor des Antriebsmotors mit einem Tachogenerator
17 drehfest gekoppelt. Der Tachogenerator gibt je Winkelinkrement i1 bis i5 (Fig. 1)
der Trommel ein Inkrementalsignal an die Auswerteeinrichtung 16 ab.
Zur Erläuterung der Funktion der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Trommel
waschmaschine sind in Fig. 1 am Riemenrad 15 Winkelinkremente i0 (Zielposition)
und +i1 bis +i5 sowie -i1 bis -i5 dargestellt. Nach dem letzten Schleuderlauf wird
die Trommel 5 zur Auflockerung der Wäsche mit Waschdrehzahl oder einer anderen
als geeignet erkannten Drehzahl betrieben. Am Ende dieser Auflockerungsphase wird
die Auswerteeinrichtung 16 für Signale aus dem Positionsmelder 7 wirksam geschal
tet. Sobald der Positionsmelder 7 sein Zielsignal abgegeben hat, zählt die Auswerte
einrichtung 16 die nachfolgenden, vom Tachogenerator 17 abgegebenen Inkremental
signale. Beispielsweise fünf Winkelinkremente in Drehrichtung P vor der Zielposition
i0, also an der Position -i5, wird der Antriebsmotor 2 abgeschaltet. Die Massenträg
heit der Trommel und der Wäsche läßt die Trommel noch über die Zielposition i0
hinaus auslaufen. Regelmäßig wird aber die Wäscheverteilung in der Trommel noch
derart unsymmetrisch sein, daß die Trommel aus dieser Überlaufposition wieder zu
rückpendelt. Die Auswerteeinrichtung 16 stellt beim Überfahren der Zielposition i0
jeweils fest, ob und wie weit die Trommel nach Abschalten des Antriebsmotors die
Zielposition überfahren hat und gegebenenfalls wieder über diese Zielposition hinaus
zurückpendelt. Außerdem synchronisiert das Zielsignal aus dem Positionsmelder den
Tachogenerator 17 hinsichtlich seiner Inkrementalsignale, so daß die Auswerteein
richtung 16 aus der Koinzidenz des Zielsignals mit einem Inkrementalsignal die Posi
tion der Trommel feststellen kann. Da die Inkrementalsignale ein Richtungsmerkmal
enthalten, kann die Auswerteeinrichtung 16 außerdem die Richtung der Pendelbewe
gung der Trommel erkennen. Dieses Richtungsmerkmal kann beispielsweise darin be
stehen, daß bei sich verlangsamender Drehung der Trommel die Impulsbreiten und
-abstände sich vergrößern. Werden diese Breiten und Abstände danach wieder klei
ner, so kann auf einen Richtungswechsel geschlossen werden, den die Logik erkennen
kann.
Einige Abwandlungen der vorstehenden Maßnahmen sind eingangs bereits beschrieben
worden. Die Wartezeit nach Abschalten des Antriebsmotors kann beispielsweise da
durch beendet werden, daß innerhalb einer vorgegeben kurzen Zeitspanne kein weite
res Inkrementalsignal in der Auswerteeinrichtung eintrifft. Immer dann, wenn die
errechnete Abweichung der Trommelposition von der Zielposition größer als beispiels
weise ein Winkelinkrement ist (-i1 oder +i1), wird der Antriebsmotor erneut einge
schaltet, und zwar beispielsweise in der jeweiligen Drehrichtung, die die Trom
mel auf dem kürzesten Wege in die Zielposition bringt. Die Auswerteeinrichtung 16
kann dabei die Zahl der Wiedereinschaltungen summieren und den Vorgang nach Er
reichen einer vorbestimmten Höchstzahl von Wiedereinschaltungen abbrechen. Diese
Maßnahme ist deshalb besonders sinnvoll, weil Wäscheposten gegebenenfalls so struk
turiert sind, daß eine symmetrische Lagerung der Wäscheteile in der Trommel nicht
erzielbar ist.
Die vorstehend beschriebenen Maßnahmen sind mit normaler Trommeldrehzahl
(Waschdrehzahl) durchführbar; jedoch ist es von besonderem Vorteil, wenn kurz vor
der Zielposition der Trommel (z. B. beim Winkelinkrement -i5) der Antriebsmotor auf
eine Schleichdrehzahl umgeschaltet wird. Die Schleichdrehzahl der Trommel kann
beispielsweise bei 13 Upm liegen.
Weiterhin kann es von Vorteil sein, der vorstehend beschriebenen Annäherung der
Trommel an die Zielposition einen Betrieb vorzuschalten, bei dem die Trommel um
die Zielposition mehrere Male hin- und herpendelt, damit sich die Wäsche besser
symmetrisch in der Trommel verteilt. Auch kann die Amplitude zum Hin- und Her
pendeln der Trommel sich ständig verkleinern. Die Anfangsamplitude könnte - aus
gehend von der Zielposition - beispielsweise eine 1/4-Trommelumdrehung in die je
weilige Richtung sein. Über diese Winkelstrecke wäre ein Abfallen des Wäschepo
stens von einem in der Trommel angeordneten Mitnehmer sehr wahrscheinlich. Eine
symmetrische Ablagerung in der Trommel wäre daher eher möglich.
Die in Fig. 3 bis 7 dargestellten Flußdiagramme geben ein besonders vorteilhaftes
Verfahren für Parkvorgänge mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Positionierung
der Wäschetrommel in der Parkposition wieder.
Fig. 3 zeigt die Übersicht über den gesamten logischen Ablauf mit einzelnen zu
sammengefaßten Blöcken, die zum Teil durch die nachfolgenden Figuren noch ge
nauer erläutert werden.
Der Ablauf startet durch eine programmierte Maßnahme der nicht dargestellten
Maschinensteuerung. Dazu wird die Tür (Deckel der von oben beschickbaren Wasch
maschine) verriegelt und eine Anzeigelampe für den Parkvorgang blinkend einge
schaltet. Dann wird die Auswerteeinrichtung 16 "scharf" geschaltet (Initialisierung).
Sie prüft zunächst, ob das Maschinenprogramm vollständig abgelaufen ist (n = nein)
oder ob das Programm im Spülstopp stehen geblieben ist (j = ja). Je nach der Ant
wort hierauf wird eines von zwei Positionierungsverfahren IV und V ausgewählt und
durchgeführt.
Erfolglose Positionierungsversuche führen zur Wiederholung bzw. zur Umschaltung auf
das Verfahren V, erfolgreiche Positionierungen führen über Punkt E zur Freigabe der
Türverriegelung und schließlich zur Dauerlicht-Anzeige, die der Bedienungsperson den
Positionierungserfolg signalisiert.
Ist das Maschinenprogramm vollständig abgelaufen, dann wird das Positionierungsver
fahren IV nach Fig. 4 durchgeführt. Dazu wird der Antriebsmotor mit Schleichdreh
zahl eingeschaltet und wieder gestoppt, wenn das Erreichen der Parkposition (Mel
dung des Inkrements, das einer vollen Umdrehung entspricht) gemeldet worden ist.
Davor wird nach dem Überfahren der exakten Zielposition (Meldung durch den Park
positionsmelder 7) die Zahl der Inkremente für eine Trommelumdrehung ermittelt
und gespeichert. Einerseits können nämlich Riemenunterschiede geringfügige Abwei
chungen im Übersetzungsverhältnis verursachen, andererseits verändern diese sich
auch mit dem Alter des Riemens. Bei der exakten Positionierung kommt es aber
gerade auf derart geringe Unterschiede schon an.
Nach einer Wartezeit von 3 s wird die Halteposition der Trommel erneut be
stimmt, weil sich die Trommel träge weitergedreht und/oder wegen unsymmetrischer
Wäscheablagerung zurückgedreht haben kann.
Wegen verschiedener Bedingungen kann es nun sinnlos sein, mit dem beschriebenen
Verfahren Positionierungen zu versuchen. Beispielsweise kann der Riemen schlupfen
und die Zielposition nach einem Umlauf (gemäß der Zahl der Inkremente) gar nicht
erreicht worden sein. Nach dem Abschalten des Motors würde die Trommel bei
spielsweise wieder stark zurückpendeln. Oder die Wäsche wäre so unsymmetrisch
verteilt, daß die Trommel in dieser einen Drehrichtung voraussichtlich immer stark
aus der Zielposition zurückdrehen würde. Dann wäre es sinnvoll, das Verfahren hier
abzubrechen und gemäß Fig. 3 auf das Verfahren V (Reversier-Verfahren) überzuge
hen.
Sofern die Park- (oder Ziel-) Position erreicht wurde (j), ist der Versuch als erfolg
reich zu werten; der Punkt E im Ablauf der Fig. 3 kann sodann angesteuert wer
den. War die Parkposition nicht erreicht worden, wird das Verfahren fortgesetzt und
in Abhängigkeit von der Abweichung der Halteposition der Trommel von der ge
wünschten Parkposition ein neues Inkrement (Abschaltwert) berechnet, bei dem der
Antriebsmotor abgeschaltet werden soll, sowie der Antriebsmotor neu gestartet. So
bald die Trommel die dem Abschaltwert entsprechende Position erreicht hat, wird
der Motor abgeschaltet und wieder nach einer Wartezeit von 3 s die eingependelte
Position der Trommel bestimmt.
Wenn nun die Parkposition nicht innerhalb der zulässigen Grenzen erreicht worden
ist, dann kann entweder das Verfahren überhaupt abgebrochen (siehe oben) oder
durch ein anderes Verfahren ersetzt werden, wie es durch das Flußdiagramm in
Fig. 3 vorgeschlagen wird. Es könnte aber auch entschieden werden, das Verfahren IV zu
wiederholen. Beispielsweise kann ein Zähler die Anzahl von erfolglosen Versuchen
zählen. Da aber nicht unendlich viele Versuche unternommen werden sollen, weil es
Wäscheposten gibt, die sich partout nicht symmetrisch verteilen lassen und die
Trommel immer wieder unzulässig weit aus der Parkposition ziehen, muß nach einer
bestimmten Anzahl von Versuchen abgebrochen oder auf das andere Verfahren V
übergegangen werden.
War das Waschprogramm im Spülstopp stehen geblieben, dann wird von vornherein
das Verfahren V (Fig. 5) zur Parkpositionierung angewendet; denn die im Wasser
liegenden Wäschestücke lassen sich nicht durch das Trommelauslauf-Verfahren IV
symmetrisch verteilen.
Durch das Flußdiagramm gemäß Fig. 5 wird das Verfahren V erläutert. Hierbei wird
zum besseren Verteilen der Wäsche in der Trommel diese nicht für volle Umläufe
angetrieben, sondern nur jeweils über die Zielposition hinweg oder um die Zielposi
tion herum. Zunächst (im Flußdiagramm nicht dargestellt) wird eine bessere Wä
scheverteilung durch den Antrieb der Trommel für etwas mehr als 1/4 Umdrehung
nach dem Überfahren der Gebermarke in jeder Drehrichtung angestrebt. Dabei wird
vom Überfahren der Gebermarke an der Trommelweg per Inkrementalzählung be
stimmt. Dann wird der Motor aus der 1/4-Position heraus mit einer Schleichdrehzahl
von, z. B., 13 UpM eingeschaltet und das Winkelinkrement (Abschaltwert) berechnet,
bei dem der Motor abgeschaltet werden soll. Dazu können unterschiedliche Parame
ter berücksichtigt werden, von denen einer der Laugenstand sein kann. Ein hoher
Laugenstand wirkt nämlich bremsend, so daß sich selbst eine große Trommelmasse
beim Trommelauslauf nicht so stark auswirken kann wie bei geringem Laugenstand.
Sobald der errechnete Abschaltwert von der Trommel erreicht ist, wird der Motor
wieder abgeschaltet und abgewartet, bis die Trommel zum Stillstand gekommen ist.
Erfahrungsgemäß dauert dies keinesfalls länger als 3 s. Dann wird die Trommelposi
tion bestimmt und der Schaltelektronik für den Antriebsmotor dessen gewechselte
Drehrichtung vorgegeben. Sollte die Positionsbestimmung ein zufriedenstellendes Er
gebnis ausweisen, die Trommel also innerhalb bestimmter Grenzen die Parkposition
eingenommen haben, dann kann das Positionsverfahren als erfolgreich abgeschlossen
werden.
War der Versuch der Positionierung in Parkstellung nicht erfolgreich, dann wird zu
nächst ein Zähler für die Anzahl der bisherigen Positionierungs-Versuche abgefragt.
Bei mehr als fünf bisherigen vergeblichen Versuchen (fünf ist dabei eine fiktive
Zahl) wird das Verfahren einfach abgebrochen und die Trommel mit dem vorliegen
den Wäscheposten als nicht positionierbar klassifiziert.
Waren aber erst höchstens fünf Versuche durchgeführt worden, dann wird der An
triebsmotor erneut gestartet und gegebenenfalls auch der Abschaltwert neu be
stimmt. Hierbei werden nun Erfahrungswerte mitverarbeitet, die das Über
schwingverhalten der Trommel (z. B. im Spülstopp) berücksichtigen. Wahrscheinlich ist
nun der Motor nur noch für einen kurzen Impuls einzuschalten, um die Trommel
schließlich in eine noch zulässige Position neben der Zielposition oder gar direkt auf
die Zielposition zu bringen. Auch jetzt wird das Bewegungsverhalten der Trommel
wieder überwacht und gegebenenfalls berücksichtigt, falls eine zulässige Position
doch noch nicht erreicht werden konnte. Sobald nun wieder der Abschaltwert von
der Trommel erreicht worden ist, wird der Motor wieder angehalten und eine erneu
te Prüfung auf Erreichen der Parkposition vorgenommen.
Für den Block VI in Fig. 5 kann ein Flußdiagramm gemäß Fig. 6 gelten. Die Be,
stimmung der Trommelposition beginnt mit der Klärung, ob der Sensor des Parkposi
tionsmelders mit der Gebermarke, dem Magneten, fluchtet. Ist dies der Fall, dann
ist die Parkposition bereits erreicht und der Ablauf gemäß Fig. 3 kann ab Punkt E
vollendet werden.
Ist jedoch die exakte Parkposition nicht erreicht, dann wird für den Fall, daß der
Sensor die Gebermarke seit Abschalten des Motors zweimal passiert hat, angenom
men, daß die Trommel innerhalb der zulässigen Grenzen angehalten hat. Dann hat
nämlich die bereits nahezu symmetrisch verteilte Wäschemasse die Trommel zurück
bewegt (einmal passiert) und genügend Drehmoment aufgebaut, um die Trommel
nochmals (in ursprünglicher Antriebs-Drehrichtung) zurückpendeln zu lassen und da
bei die Gebermarke ein zweites Mal zu passieren, dieses Mal allerdings mit nicht
mehr ausreichend großem Drehmoment zum weiten Überschwingen. Daher wird die
Trommel also nahe der gewünschten Parkposition stehen bleiben.
Ist allerdings der Sensor nicht zweimal an der Gebermarke vorbei gestrichen, dann
muß der Inkrementzählerstand überprüft werden. Liegt dieser innerhalb der zulässi
gen Grenzen (z. B. ±i5), dann kann die Parkposition ebenfalls als erreicht gelten.
Ist aber der Zählerstand größer als diese zulässigen Grenzen, dann muß noch geprüft
werden, ob der Sensor nach dem Abschalten des Motors überhaupt überfahren wurde.
Wenn nämlich die Trommel nur einmal zurück pendelte, der Sensor also nicht zwei
mal (siehe oben) sondern nur einmal überfahren wurde, kann die Trommel womög
lich zu weit über die exakte Parkposition hinaus zurück gependelt sein.
Eine andere Möglichkeit erklärt diesen Fall, wenn die Gebermarke bei Erreichen des
Abschaltwertes überhaupt nicht erreicht und überfahren wurde. Dann pendelt näm
lich die Trommel zurück, ohne am Geber ein Signal auszulösen, der Sensor wurde
also gar nicht überfahren.
In diesen Fällen wird die Trommel wegen unsymmetrischer Wäscheablagerung weit
entfernt von der exakten Parkposition stehen geblieben sein. Dann muß vor der Wie
derholung des Positionierungsverfahrens die Trommeldrehrichtung gewechselt werden,
um dem Wäscheposten beim Ablagern ein anderes Kippmoment zu ermöglichen.
In den Operationsblöcken "Abschaltwert bestimmen" der Fig. 5 sind Rechenoperatio
nen auszuführen, die beispielsweise nach dem in Fig. 7 dargestellten Muster ablaufen
können.
Nachdem die Trommeldrehrichtung gewechselt worden war, muß zur Berechnung des
neuen Abschaltwertes Zab an sich nur eine Addition ausgeführt werden. Die Summe
Zl derjenigen Inkremente, die bis zum erneuten Überfahren der Gebermarke gezählt
werden, ist mit einem Zuschlagwert Z zu zu addieren, der empirisch ermittelt werden
kann und für solche Fälle abgespeichert und bereit gehalten wird. Er enthält die
Erfahrung, daß nach einem Trommelpendeln außerhalb der exakten Zielposition (also
z. B. beim Pendeln ±3i um die Position +i5) nur ein etwas längerer Antriebsim
puls genügt, um den Wäscheposten über eine Kippstellung hinaus in eine neue Lage
zu bringen, die der symmetrischen Verteilung näher kommt.
War die Trommeldrehrichtung nicht gewechselt worden, muß zunächst geprüft wer
den, ob die Trommel pendelte, ohne die Gebermarke zu überfahren, also außerhalb
der Zielposition pendelte. Dann zählt der Inkrementzähler, falls er keinen anderen
Anhaltspunkt für ein zwischenzeitliches Wechseln der Drehrichtung hat, nur den Be
trag der zurück gelegten Inkremente und erhält so ein an sich falsches Zählergebnis
Zvl. Die Zahl Zl der Inkremente, die nach Wiederstarten des Motors bis zum Über
fahren der Gebermarke gezählt werden, wird dann von dem "falschen" Zählergebnis
Zvl subtrahiert. Ist die Differenz größer als Null, so wird noch geprüft, ob der zu
rück gelegte Trommelweg Zl bis zum Gebersignal größer als eine von der gewünsch
ten Parkgenauigkeit bestimmte "Grenze 3" ist, und dann der Abschaltert Zab bei
gleich oder kleiner als diese Grenze durch Halbieren des Trommelwegs Zl oder bei
größer als diese Grenze durch Dritteln des Trommelwegs Zl errechnet. Diese Opera
tionen führen erfahrungsgemäß zu einer sehr schnellen Annäherung an die gewünsch
te Zielposition.
Ist allerdings die zuvor genannte Differenz zwischen Zvl und Zl gleich oder kleiner
als Null, dann wird der Betrag der Differenz danach geprüft, ob er kleiner ist als
eine wiederum anhand der gewünschten Parkgenauigkeit festzulegende "Grenze 2".
Ist der Differenzbetrag gleich oder größer als 2, dann bedeutet dies, daß die
Pendelschwingung um die Anhalteposition sehr klein und/oder nicht häufig war, so
daß der zurückgelegte Trommelweg Zl bis zum Gebersignal mehr Inkremente ergab
als das "falsche" Zählergebnis Zvl. Die Trommel müßte wieder wie oben einen et
was längeren Antriebsimpuls erfahren, also wird der Abschaltwert Zab wieder aus
der Summe des Trommelwegs Zl und einem Zuschlagwert Zzu gebildet.
Ist aber der Differenzbetrag kleiner als die "Grenze 2", dann wird zur abermaligen
Annäherung der Abschaltwert Zab als der Hälfte des zurückgelegten Trommelwegs
Zl bis zur Gebermarke gebildet.
Auf die beschriebene Weise läßt sich eine Wäschetrommel ohne manuellen Eingriff
mit nahezu allen Wäscheposten in kurzer Zeit ziemlich genau in die Zielposition
bringen. Ein nachträgliches manuelles Korrigieren der Beladestellung ist in den sel
tensten Fällen noch erforderlich.
Damit die Trommel in der Zielposition festgehalten wird, auch wenn die Wäsche
sich unsymmetrisch in der Trommel abgelagert hat, kann gemäß Fig. 1 am Rotor
des Antriebsmotors 2 eine Bremskupplung 10 bis 14 vorgesehen sein. Diese Brems
kupplung hat einen Bremslüftmagneten 11, der von der Auswerteeinrichtung 16 wirk
sam schaltbar ist, sobald die Trommel endgültig in die Zielposition gelangt ist.
Anstelle einer solchen Bremskupplung kann die Auswerteeinrichtung 16 auch einen
nicht dargestellten, beispielsweise vom Positionsmelder beaufschlagten Lageregelkreis
für den Antriebsmotor einschalten, der dem Motor soviel elektrischen Strom zuführt,
daß er die Trommel entgegen einem von einer außermittigen Verteilung der Wä
schemassen in der Trommel verursachten Drehmoment in Zielposition hält. Diese
Maßnahme kann so lange angewendet werden, bis der Gerätedeckel über der Ge
häuseöffnung geöffnet worden ist. Ein solcher Gerätedeckel ist regelmäßig mit einer
Schalteinrichtung verbunden, die seine geschlossene Lage überwacht. Sie kann gleich
zeitig ein Signal an die Auswerteeinrichtung abgeben, durch das der Haltestrom vom
Motor abgeschaltet wird. Damit die Trommel dann nicht sofort in die der unsym
metrischen Wäscheverteilung entsprechende Position zurückdreht, kann der Halte
strom mit einer beispielsweise einminütigen Verzögerung abgeschaltet werden. Der
erforderliche Haltestrom im Motor ist so gering, daß er trotz stehendem Motor die
Motorwicklungen nicht übermäßig erwärmt.
Der Positionsmelder 7 kann beispielsweise ein optoelektronisches Bauelement sein.
Dafür ist in besonderem Maße eine Reflexlichtschranke geeignet, deren Sender/Emp
fängerbaustein 71 im Empfangssignal auch eine Drehrichtungskomponente enthält.
Der am Riemenrad 15 angeordnete Reflektor 72 kann dann beispielsweise eine po
lierte Stelle einer Speiche des Riemenrades sein, wogegen die anderen beiden Spei
chen an dieser Stelle eine reflexarme Zone aufweisen. Selbstverständlich ist auch
das hier nicht dargestellte, im Lichtstrahl der Reflexlichtschranke befindliche Bau
teil (Gehäusewand) hinter dem Riemenrad 15 entsprechend reflexarm.
Weiterhin kann der Positionsmelder eine elektromechanische Bauart aufweisen, z. B.
als Empfängerbaustein 71 einen Schutzrohrkontakt und als Senderbaustein einen an
einer Speiche des Riemenrades 15 angebrachten Magneten. Bei entsprechender Aus
gestaltung und Anordnung dieser beiden Bausteine ist ebenfalls eine Drehrichtungsun
terscheidung möglich.
Weiterhin kann der Positionsmelder 7 aus einem magnetelektronischen System von
Bausteinen bestehen, bei dem der Empfänger 71 eine Komposition von Hallgenerato
ren enthält, die beim Vorbeibewegen des als Nord-Süd-Nord-Magneten ausgebildeten
Senders 72 ebenfalls ein drehrichtungsunterscheidbares Zielsignal abgeben kann.
Zum Reversieren des Antriebsmotors 2 ist zwischen der Auswerteschaltung 16 und
dem Antriebsmotor außerdem eine Reversiereinrichtung 18 angeordnet, die dem Mo
tor entsprechende Drehrichtungssignale gibt.
Claims (10)
1. Mantelbeschickbare Trommelwaschmaschine mit einer Wäschetrommel, deren
Antriebswelle mit einem berührungslos arbeitenden Positionsmelder drehfest
verbunden ist, der bei einer Trommelposition (Zielposition) ein Zielsignal ab
gibt, bei der die Beladeöffnung der Trommel genau unter der Gehäuseöffnung
der Waschmaschine steht, und mit einem Trommel-Antriebsmotor, da
durch gekennzeichnet, daß der Rotor des Antriebsmotors (2) mit
einem Tachogenerator (17) drehfest gekoppelt ist, der je Winkelinkrement (i1
bis i5) der Trommel (5) ein Inkrementalsignal abgibt, und daß der Positions
melder (7) und der Tachogenerator (17) an einer Auswerteeinrichtung (16)
angeschlossen sind, die aus dem Zielsignal und der seit dem Empfang des
Zielsignals gebildeten Summe der Inkrementalsignale die Position der Belade
öffnung (10) in bezug auf die Gehäuseöffnung (8) ermittelt und den An
triebsmotor (2) so lange einschaltet, bis die Trommel (5) wenigstens annä
hernd in die Zielposition gelaufen ist.
2. Waschmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer ge
wissen Wartezeit nach Abschalten des Antriebsmotors (2) die Auswerteeinrich
tung (16) den Antriebsmotor erneut einschaltet, wenn die Summe der seit Er
reichen der Zielposition durchlaufenden Winkelinkremente (i1 bis i5) eine ma
ximale positive oder negative Abweichung von der Zielposition überschritten
hat und bis die Trommel (5) erneut wenigstens annähernd in die Zielposition
gelaufen ist.
3. Waschmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerte
einrichtung (16) den Antriebsmotor (2) in der reversen Drehrichtung (N) er
neut einschaltet, wenn die Summe der seit Erreichen der Zielposition durch
laufenen Winkelinkremente (+i1 bis +i5) eine maximale positive Abweichung
von der Zielposition (i0) überschritten hat.
4. Waschmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswerteeinrichtung (16) dem endgültigen Annähern an die Zielposi
tion (i0) einen Betrieb des Antriebsmotors (2) vorschaltet, bei dem die
Trommel (5) mit einer festgelegten Amplitude ein oder mehrere Male um die
Zielposition (i0) hin- und herpendelt.
5. Waschmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude
bei mehrmaligem Pendeln sich ständig verkleinert.
6. Waschmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß die Auswerteeinrichtung (16) von einer bestimmten Anzahl von Win
kelinkrementen (-i5) in Drehrichtung (P) vor der Zielposition (i0) an den Be
trieb des Antriebsmotors (2) mit einer Schleichdrehzahl einschaltet.
7. Waschmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleich
drehzahl mit Annäherung an die Zielposition (i0) verkleinert wird.
8. Waschmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß am Rotor des Antriebsmotors (2) eine Bremskupplung (10 bis 14) vorge
sehen ist, die von der Auswerteeinrichtung (16) wirksam schaltbar ist, sobald
die Trommel endgültig in die Zielposition (i0) gelangt ist.
9. Waschmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem endgültigen Einlaufen der Trommel (5) in die Zielposition (i0)
die Auswerteeinrichtung (16) einen Lageregelkreis für den Antriebsmotor (2)
einschaltet, der dem Motor so lange soviel elektrischen Strom zuführt, daß er
die Trommel (5) entgegen einem gegebenenfalls von einer außermittigen Ver
teilung der Wäschemassen in der Trommel verursachten Drehmoment in Ziel
position (i0) hält, bis der Gerätedeckel über der Gehäuseöffnung (8) geöffnet
wird.
10. Waschmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß der Tachogenerator (17) ein Feldplatten-Tachogenerator ist, der
durch Anbringung eines zusätzlichen Initiators (Hall-Element) die Funktion ei
nes Winkelkodierers zur Abgabe der Inkrementalsignale umfaßt.
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BSH BOSCH UND SIEMENS HAUSGERAETE GMBH, 81669 MUEN |