-
Hintergrund der Erfindung
-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sensor für eine Waschmaschine
und insbesondere auf einen Sensor, der sowohl einen Wasserstand
als auch eine Vibration in einer Waschmaschine erfasst, welcher
Sensor es gestattet, sowohl den Wasserstand von Waschwasser in einem
Waschbehältnis
als auch die Vibration des Waschbehältnisses zu erfassen.
-
Stand der
Technik
-
Im
Allgemeinen entfernt die Waschmaschine Verunreinigungen auf Wäsche indem
in Folge Wasch-, Spül-
und Schleuderzyklen durchgeführt werden.
Im Detail ist der Waschzyklus ein Prozess, um die Verunreinigung
auf der Wäsche
durch Reibung zwischen einem Waschwasser und der Wäsche zu
trennen, welche Reibung durch eine Wasserzirkulation unter Verwendung
eines Mittels zur Erzeugung von Wasserzirkulation, wie z.B. einem
Pulsator, verursacht wird, sowie durch eine Weichwirkung eines Waschmittels.
Nach Beendigung des Waschzyklus wird der Spülzyklus durchgeführt, in
welchem verschmutztes Wasser aus der Waschmaschine herausgeleitet
wird, frisches Wasser dem Waschbehältnis zugeführt wird und der Pulsator zum
Spülen
der Wäsche
rotiert wird. Nach Beendigung des Spülzyklus wird der Schleuderzyklus
gestartet. Das heißt,
ein Motor dreht mit hoher Geschwindigkeit, um in der Wäsche zurückgebliebenes
Wasser unter Nutzung einer Zentrifugalkraft aus dem Waschbehältnis auszulassen.
-
Im
Allgemeinen werden bei der Durchführung des Waschzyklus ein Wasserstand
in dem Waschbehältnis,
eine Menge an zu verwendendem Waschmittel und eine Gesamtwaschdauer
mit Bezug auf eine in das Waschbehältnis eingefügte Menge
an Wäsche
bestimmt. Sobald ein angemessener Wasserstand mit Bezug auf die
Wäschemenge
bestimmt ist, wird das Waschwasser dem Waschbehältnis zugeführt, bis das Waschwasser den
Sollwasserstand erreicht, bevor der Waschzyklus oder der Spülzyklus gestartet
wird. Der Wasserstand in dem Waschbehältnis wird mittels eines Wasserstandssensors
erfasst.
-
Es
ist unvermeidbar, dass Vibration und Lärm in dem Schleuderzyklus auftreten,
weil das Waschbehältnis
mit einer hohen Geschwindigkeit von etwa 1700 UPM (rpm) rotiert.
Daher ist ein Vibrationsdämpfungsmittel,
wie z.B. eine Dämpferstrebe, zwischen
dem Waschbehältnis
und dem Waschmaschinengehäuse
bereitgestellt, um die Vibration zu dämpfen. Tatsächlich jedoch ist es unmöglich, die vollständige in
der Hochgeschwindigkeitsrotation erzeugte Vibration mittels des
Vibrationsdämpfungsmittels
zu absorbieren. Daher wird jüngst
ein Vibrationserfassungssensor zur Erfassung der während des
Schleuderzyklus erzeugten Vibration des Waschbehältnisses verwendet, um gemäß einem Grad
der Vibration einen Betrieb des Schleuderzyklus zu kontrollieren.
Ein Wasserstandserfassungssensor gemäß dem Stand der Technik und
ein Vibrationserfassungssensor gemäß dem Stand der Technik werden
erklärt.
-
Als
Erstes werden eine Waschmaschine sowie ein Wasserstandserfassungssensor
gemäß dem Stand
der Technik mit Bezugnahme auf 1 und 2 erklärt. Ein äußeres Behältnis 5 ist
innerhalb eines Waschmaschinengehäuses 1 angeordnet,
ein Wasch- und Schleuderbehältnis
(nachstehend als "Waschbehältnis" bezeichnet) 3,
das drehbar in dem äußeren Behältnis 5 angebracht
ist, und einen Pulsator in dem Waschbehältnis 3, welcher durch
einen Motor 9 gedreht wird. Eine Dämpferstrebe 6 ist
für die Dämpfung der
Vibration zwischen dem äußeren Behältnis 5 und
dem Gehäuse 1 angeordnet. Über dem Waschmaschinengehäuse 1 ist
ein Wasserzufuhrventil 7 angeordnet, und ein Ablassventil 8 ist
mit dem äußeren Behältnis 5 verbunden.
Auf einem oberen Bereich des Waschmaschinengehäuses 1 sind ein Wasserstandserfassungssensor 10 und
ein Vibrationserfasssungssensor 20 angeordnet.
-
Der
Wasserstandserfassungssensor wird im Detail mit Bezug auf die 2a, 2b und 3 beschrieben.
-
Der
Wasserstandserfassungssensor 10 ist in einem unteren Bereich
eines zylindrischen Gehäuses 11,
einem Körper
des Wasserstandserfassungssensors 10, mit einem Transmissionsmittel
für hydraulischen
Druck, wie zum Beispiel einem Balgen 12 und einer Membran 12a,
versehen, um in einer Aufwärts-
und Abwärtsrichtung
auf Empfang eines vom Wasserstand des Waschbehältnisses erzeugten hydraulischen
Drucks zu expandieren und zu kontrahieren. Ein Durchlaß zur Übertragung
von hydraulischem Druck 5a ist zwischen dem Transmissionsmittel
für hydraulischen
Druck und dem äußeren Behältnis 5 ausgebildet,
um den Wasserstand des Waschbehältnisses
umzuwandeln und dem Transmissionsmittel für hydraulischen Druck zuzuführen. Auf
einer Innenwand des Gehäuses 11 ist
ein Spulenteil 15 mit einer Spule mit einer Induktivität angeordnet,
und unter dem Spulenteil 15 ist ein Kernhalter 13 angeordnet,
um einen Kern 14 aufzunehmen, welcher sich in einem inneren
Raum des Spulenteils 15 in einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung
bewegt, um die Induktivität
der Spule 15a zu variieren. Oberhalb des Spulenteils 15 ist
eine Kappe 18 angeordnet und eine Feder 16 ist
zwischen der Kappe 18 und dem Kern 14 angeordnet.
Sobald der Balgen 12 expandiert oder kontrahiert, bewegen
sich der Kern 14 und der Kernhalter 13, welche
mit einer Bewegung des Balgens 12 gekoppelt sind, innerhalb
eines Hohlraums des Spulenteils 15 in einer Aufwärts- und
Abwärtsrichtung, wobei
die Induktivität
der Spule 15a variiert.
-
Das
Arbeitsprinzip des Wasserstandserfassungssensors wird erklärt.
-
Die
Spule 15a des Spulenteils 15 ist mit einem LC-Resonanzkreis 10a verbunden,
von dem ein Ausgang mit einem Mikroprozessor 2 verbunden
ist. Der Mikroprozessor 2 steuert das Wasserzufuhrventil 7 sowie
das Ablassventil 8 mit Bezug auf einen Wasserstand, welchen
der Wasserstandserfassungssensor erfasst. In dem Waschzyklus ist
der Wasserstand gemäß einer
Menge der Wäsche
festgelegt, und das Wasserzufuhrventil 7 wird geöffnet, um
dem Waschbehältnis 3 Wasser
zuzuführen.
Während
Wasser dem Waschbehältnis 3 zugeführt wird,
wird ein hydraulischer Druck für
den Wasserstand durch den Durchlass für hydraulischen Druck 5a des
Transmissionsmittels für
hydraulischen Druck, wie zum Beispiel der Membran 12a,
zugeführt,
um zu bewirken, dass die Membran 12a proportional zum übertragenen
hydraulischen Druck expandiert oder kontrahiert. Das heißt, sobald
Wasser dem Waschbehältnis 3 zugeführt wird, überwindet
die Membran eine elastische Kraft der Feder 16, um entlang
dem Kern 14 auf dem Kernhalter 13 durch den Hohlraum
in dem Spulenteil 15 nach oben zu expandieren. Dann variiert die
Bewegung des Kerns 14 die Induktivität der Spule 15a, und
die Variation der Induktivität
der Spule 15a wird in eine vorbestimmte Resonanzfrequenz
in dem LC-Resonanzkreis 10a umgewandelt. Der Mikroprozessor 2 ermittelt
den Wasserstand in dem Waschbehältnis
mit Bezug auf eine Variation der Resonanzfrequenz. Wenn der gemessene
Wasserstand einen voreingestellten Wasserstand erreicht, wird das
Wasserzufuhrventil 7 geschlossen, um die Wasserzufuhr zu
beenden, und der Motor wird in Betrieb genommen, um den Waschzyklus
durchzuführen.
-
Bei
Beendigung des Waschzyklus, wird verschmutztes Wasser in dem Waschbehältnis abgelassen
und die Beendigung des Ablasses wird auch durch den Wasserstandserfassungssensor 10 erfaßt. Das
heißt,
dass beim Fortschreiten des Ablasses der Wasserstand in dem Waschbehältnis fällt, so
dass die Membran 12a durch die elastische Kraft der Feder 16 in
eine Anfangsposition zurückkehren
kann. Entsprechend bewegt sich auch der Kernhalter 13 mit
dem hieran angebrachten Kern 14 abwärts zu einer Anfangsposition.
Wenn der Kern 14 in die Anfangsposition zurückkehrt,
wird die Induktivität
des Spulenteils 15 ebenfalls reduziert und die reduzierte Induktivität wird in
eine Resonanzfrequenz des LC-Resonanzkreises 10a umgewandelt,
woraus eine Ablassbeendigungszeit ermittelt wird.
-
Ein
Vibrationserfassungssensor gemäß dem Stand
der Technik wird mit Bezug auf 1 und 4 erklärt. Ein
Paar von Kontakten 24 und 25 ist auf dem Waschmaschinengehäuse 1 angeordnet und
ein Schaltbein 22 ist unter den Kontakten 24 und 25 drehbar
eingepasst, um die Kontakte 24 und 25 elektrisch
zu öffnen
oder elektrisch zu schließen.
Unter dem Schaltbein 22 ist ein Paar von Federn 23 angeordnet.
-
Der
Betrieb des Vibrationserfassungssensors wird mit Bezug auf 3 und 4 erklärt. Während des
Waschens, insbesondere während
des Schleuderns, überwindet
das Schaltbein 22 die elastische Kraft der Feder 23,
wenn das Waschbehältnis aufgrund
heftiger Vibration des Waschbehältnisses das
Schaltbein 22 des Vibrationserfassungssensor 20 trifft,
und das Schaltbein 22 rotiert im Gegenuhrzeigersinn auf
der Zeichnung, so dass es die Kontakte 24 und 25 kurzschließt. Beim
Auftreten eines elektrischen Signals bei einem von dem Paar der
Kontakte 24 und 25, ermittelt der Mikroprozessor 2,
dass eine Vibration aufgetreten ist. Entsprechend wird das Ablassventil 7 für eine vorgestellte
Zeitdauer geöffnet,
um dem Waschbehältnis
Wasser zuzuführen,
so dass die Wäsche
nicht zu einer Seite hin angeordnet wird, sondern gleichmäßig, um
die Vibration zu reduzieren. Sobald die Vibration reduziert ist,
dreht der Motor 9 mit einer hohen Geschwindigkeit, um das Schleudern
durchzuführen.
Der Motor 9 wird angehalten, falls das elektrische Signal
an den Kontakten 24 und 25 sogar nach dem Vibrationsreduktionsprozess
kontinuierlich auftritt, um eine Gefahr, die von exzessiver Vibration
herrührt,
rechtzeitig zu verhindern.
-
Jedoch
weisen der Wasserstandserfassungssensor und der Vibrationserfassungssensor gemäß dem Stand
der Technik die folgenden Probleme auf.
-
Erstens
verursacht die Verwendung des individuellen Wasserstandserfassungssensors
und des Vibrationserfassungssensors hohe Produktionskosten. Das separate
Einpassen der zwei Sensoren erfordert viele Montagemannstunden.
-
Zweitens
weist der Vibrationserfassungssensor gemäß dem Stand der Technik, in
Betracht des Aufbaus, Schwierigkeiten bei dem Einpassen und bei dem
genauen Erfassen der Vibration auf. Denn, wenn das Schaltbein nahe
dem äußeren Behältnis eingepasst
ist, kann der Vibrationssensor eine leichte Vibration erfassen,
was eine unnötige
Betätigung verursacht
und wenn das Schaltbein in einem größeren Abstand als gefordert
eingepasst ist, kann der Vibrationssensor die Vibration erst erfassen,
nachdem die Vibration sehr heftig wird. Um solch ein Problem zu
lösen,
müßte eine
genaue Vibrationsamplitude W des Waschbehältnisses bekannt sein, was
unmöglich ist.
Und sogar, wenn das Schaltbein angemessen eingepasst ist, erfordert
die Verwendung von mechanischen Kontakten und einer Feder in dem
Vibrationserfassungssensor des Standes der Technik, dass ein Abstand
zwischen den Kontakten und dem Schaltbein nach einem langen Gebrauch
der Waschmaschine readjustiert wird, und ist mit einer Verringerung
der Zuverlässigkeit
verbunden. Dies ist weil die Kontakte rosten können oder die elastische Kraft
der Feder durch den langen Gebrauch abnehmen kann.
-
DE 4141213 A1 beschreibt
einen Sensor für eine
Waschmaschine mit den in der Präambel
von Anspruch 1 definierten Komponenten. Ebenso offenbart
DE 19835865 A1 einen
Sensor für
eine Waschmaschine mit den in der Präambel von Anspruch 1 definierten
Komponenten.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sensor zum Erfassen
von sowohl einem Wasserstand als auch einer Vibration in einer Waschmaschine,
welcher im wesentlichen ein oder mehr Probleme aufgrund von Begrenzungen
und Nachteilen des Standes der Technik vermeidet.
-
Es
ist wünschenswert,
einen Sensor zum Erfassen von sowohl einem Wasserstand als auch
einer Vibration in einer Waschmaschine bereitzustellen, in welcher
ein Sensor sowohl einen Wasserstand als auch eine Vibration erfassen
kann.
-
Es
ist auch wünschenswert,
einen Sensor zum Erfassen von sowohl einem Wasserstand als auch
einer Vibration in einer Waschmaschine bereitzustellen, welcher
eine genaue Vibrationserfassung ermöglicht und eine lange Lebensdauer
aufweist.
-
Es
ist auch wünschenswert,
einen Sensor zur Erfassung von sowohl einem Wasserstand als auch
einer Vibration in einer Waschmaschine bereitzustellen, der leicht
eingepasst werden kann und die Reduktion von Produktionskosten gestattet.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung
dargelegt und werden teilweise von der Beschreibung offensichtlich oder
können
durch die Praxis der Erfindung gelernt werden. Die Aufgaben und
andere Vorteile der Erfindung werden realisiert und erreicht durch
den in der geschriebenen Beschreibung im besonderen hervorgehobenen
Aufbau und entsprechenden Ansprüchen wie
auch den angefügten
Zeichnungen.
-
Entsprechend
stellt die vorliegende Erfindung einen Sensor zur Erfassung von
sowohl einem Wasserstand als auch einer Vibration in einer Waschmaschine
bereit, der ein Gehäuse
umfasst, welches ein Körper
des Sensors zum Erfassen von sowohl dem Wasserstand als auch der
Vibration ist; ein Transmissionsmittel für hydraulischen Druck unter dem
Gehäuse,
um sich aufgrund eines hydraulischen Drucks des Wasserstandes in
einem Waschbehältnis auf-
und abzubewegen; ein Spulenteil, mit einer Spule mit einer geeigneten
Induktivität, über dem
Transmissionsmittel für
hydraulischen Druck; einen einen Kern aufnehmenden Kernhalter auf
dem Transmissionsmittel für
hydraulischen Druck, wobei der Kern dazu ausgebildet ist, sich in
dem Spulenteil auf- und abzubewegen, um die Induktivität der Spule
zu variieren; eine Kappe, die an einem oberen Bereich des Spulenteils
eingepasst ist; eine Feder, die in einem Hohlraum des Spulenteils
angeordnet ist; und ein Vibrationserfassungsmittel, welches dazu
ausgebildet ist, sich gemäß der Vibration
des Gehäuses
zu bewegen, um die Induktivität
der Spule zu variieren, wobei der Wasserstand in dem Waschbehältnis bei
der Auf- und Abbewegung des Kerns im wesentlichen durch Variieren
der Induktivität
der Spule während
eines Waschzyklus oder eines Spülzyklus
erfasst wird, und die Vibration des Waschbehältnisses während eines Schleuderzyklus
durch Variieren der Induktivität
der Spule mittels des Vibrationserfassungsmittels wesentlich erfasst
wird.
-
Vorzugsweise
umfasst das Vibrationserfassungsmittel einen Rollkörper, der
sich im wesentlichen, gekoppelt an die Vibration des Waschbehältnisses,
auf- und abbewegt, so dass die Induktivität der Spule variiert, sowie
ein Rollkörperhalteelement mit
einer einen Winkel aufweisenden geneigten Fläche, um den Rollkörper aufzunehmen.
-
Weiterhin
vorzugsweise umfasst das Rollkörperhalteelement
ein Einfügungsteil
auf einem Boden, und der Kernhalter umfasst ein Kopplungsteil, um das
Einfügungsteil
hieran mechanisch einzufügen und
zu koppeln.
-
Weiterhin
vorzugsweise umfasst die geneigte Fläche des Rollkörperhalteelements
eine Sperroberfläche,
die im wesentlichen senkrecht zur geneigten Fläche ist, um eine Bewegung des
Rollkörpers
für eine
kurze Vibration zu verhindern.
-
Entsprechend
gestattet der erfindungsgemäße Sensor
zum Erfassen von sowohl einem Wasserstand als auch einer Vibration
in einer Waschmaschine die Erfassung von sowohl dem Wasserstand
und der Vibration mittels eines Sensors, und der Sensor gestattet
auch eine genaue Erfassung der Vibration.
-
Es
ist zu verstehen, dass sowohl die vorangegangene allgemeine Beschreibung
als auch die folgende detaillierte Beschreibung exemplarisch und erklärend sind
und darauf gerichtet sind, eine weitere Erklärung der Erfindung wie beansprucht
bereitzustellen.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichungen
-
Die
begleitenden Zeichnungen, welche eingeschlossen sind, um ein weiteres
Verständnis
der Erfindung bereitzustellen und hierin aufgenommen sind und einen
Teil dieser Beschreibung ausmachen, zeigen Ausführungsformen der Erfindung
und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der
Erfindung zu erklären.
Es zeigen
-
1 einen
Schnitt einer Waschmaschine mit einem hieran eingepassten Vibrationserfassungssensor
und einem hieran eingepassten Wasserstandserfassungssensor, gemäß dem Stand
der Technik;
-
2a und 2b illustrieren
Querschnitte, die Wasserstandserfassungssensoren gemäß dem Stand
der Technik zeigen;
-
3 ein
Blockdiagramm der Waschmaschine in 1;
-
4 einen
Querschnitt, der schematisch einen Vibrationserfassungssensor gemäß dem Stand der
Technik zeigt;
-
5 einen
Querschnitt eines Sensors zum Erfassen von sowohl einen Wasserstand
als auch einer Vibration in einer Waschmaschine gemäß einer ersten
bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
6 einen
Querschnitt, der eine vergrößerte Sicht
des Vibrationserfassungsmittels in 5 zeigt;
-
7 einen
Querschnitt eines Sensors zur Erfassung von sowohl einem Wasserstand
als auch einer Vibration in einer Waschmaschine gemäß einer zweiten
bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
8 eine
perspektivische Sicht des Vibrationserfassungsmittels in 7;
-
9 eine
perspektivische Sicht einer beispielhaften Variation des Vibrationserfassungsmittels in 7;
-
10 einen
Querschnitt eines Sensors zum Erfassen von sowohl einem Wasserstand
als auch einer Vibration in einer Waschmaschine gemäß einer
dritten bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
11 eine
ebene Sicht des Sensors in 10;
-
12a bis 12d Querschnitte
von beispielhaften Variationen des Rollkörperhalters in 10;
-
13a bis 13d Querschnitte,
die Betriebszustände
des Sensors in 10 zeigen;
-
14 einen
Querschnitt eines Sensors zur Erfassung von sowohl einem Wasserstand
als auch einer Vibration in einer Waschmaschine gemäß einer vierten
bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
15 einen
Querschnitt des Sensors in 14 in
einem zusammengebauten Zustand;
-
16 einen
Längsschnitt
des Sensors in 14 in einem zusammengebauten
Zustand;
-
17 eine
perspektivische Sicht einer exemplarischen Variation des Sensors
in 14 in auseinandergenbautem Zustand;
-
18 einen
Längsschnitt
einer beispielhaften Variation des Sensors in 17 in
einem zusammengebauten Zustand;
-
19a und 19b eine
perspektivische Sicht und eine Seitensicht eines Sensors zur Erfassung
von sowohl einem Wasserstand als auch einer Vibration in einer Waschmaschine
gemäß einer
fünften
bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
und
-
20 eine
perspektivische Sicht einer exemplarischen Variation des Sensors
in 19a.
-
Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
-
Nun
wird detailliert Bezug auf die bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen
genommen, von denen Beispiele in den begleitenden Zeichnungen gezeigt
sind. Komponenten der Ausführungsformen,
die äquivalent
zu Komponenten des Standes der Technik sind, werden mit den selben
Referenzsymbolen bezeichnet und Erklärungen hierfür werden
weggelassen. Obwohl ein Aufbau eines Wasserstandserfassungssensors
gemäß dem Stand
der Technik verwendet wird, schlägt
die vorliegende Erfindung vor, ein Mittel (im folgenden als "Vibrationserfassungsmittel" bezeichnet) bereitzustellen,
um eine Induktivität
einer mit einer Vibration eines Waschbehältnisses und ähnlichem
gekoppelten Spule zu variieren, zusätzlich zu einem Kern, um eine
Induktivität der
Spule gemäß dem Wasserstand
des Waschwassers zu variieren. Das heißt, dass während des Waschzyklus und des
Spülzyklus
der Wasserstand erfasst wird, indem eine durch die Bewegung des Kerns
verursachte Variation der Induktivität der Spule verwendet wird,
und, dass während
des Schleuderzyklus die Vibration erfasst wird, indem eine durch die
Bewegung des Vibrationserfassungsmittels verursachte Variation der
Induktivität
der Spule verwendet wird. Dies ist möglich, weil die Erfassung des Wasserstandes
meist in dem Waschzyklus und dem Spülzyklus gefordert ist, und
die Vibrationserfassung meist während
des Schleuderzyklus gefordert ist. Das heißt, dass der erfindungsgemäße Sensor
zur Erfassung von sowohl einem Wasserstand als auch einer Vibration
während
des Waschzyklus und des Spülzyklus
als ein Wasserstandserfassungssensor dient und während des Schleuderzyklus als
ein Vibrationserfassungssensor dient.
-
Der
Sensor zur Erfassung von sowohl einem Wasserstand als auch einer
Vibration in einer Waschmaschine gemäß einer ersten bevorzugten
erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird mit Bezug auf 5 und 6 beschrieben.
-
Ähnlich dem
Stand der Technik sind ein Spulenteil 15 mit einer Spule,
ein Kernhalter 13 zur Aufnahme eines Kerns 14,
ein Transmissionsmittel für hydraulischen
Druck wie z.B. ein Balgen 12 oder eine Membran 12a,
eine Kappe 18, und eine Feder 16 innerhalb eines
Gehäuses 11,
einem Körper
des Sensors, bereitgestellt. Zusätzlich
hierzu umfasst der erfindungsgemäße Sensor
das Vibrationserfassungsmittel 40, um eine Induktivität der Spule
aufgrund einer Bewegung zu variieren, welche durch eine Vibration
des Sensors selbst verursacht ist, welches Vibrationserfassungsmittel 40 an
einem Ort des Sensors angeordnet ist.
-
Das
Vibrationserfassungsmittel wird erklärt.
-
Das
Vibrationserfassungsmittel 40 umfasst einen Rollkörper 33,
so dass er sich in einer Aufwärts-
und Abwärtsrichtung,
im wesentlichen mit einer Vibration des Waschbehältnisses gekoppelt, bewegt,
um eine Induktivität
einer Spule zu variieren, und ein Rollkörperhalteelement 31 zur
Aufnahme des Rollkörpers 33,
welche an einen oberen Bereich eines Kernhalters 13 gekoppelt
ist. Das Rollkörperhalteelement 31 weist
eine geneigte Fläche 35 auf,
mit einer Neigung in Bezug auf eine horizontale Fläche, um
zu beweirken, dass der Rollkörper 33 im
wesentlichen eine Auf- und Abbewegung durchführt, und es ist bevorzugt,
dass der Rollkörper 33 aus
einem magnetischen Material gebildet ist, um die Induktivität der Spule
zu variieren, wenn der Rollkörper 33 sich entlang
der geneigten Fläche 35 bewegt.
Obwohl es in dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform erklärt ist,
dass das Vibrationserfassungsmittel 40 in dem oberen Bereich
des Kernhalters 13 angeordnet ist, ist die vorliegende
Erfindung hierauf nicht eingeschränkt. Das heißt, dass
das Vibrationserfassungsmittel 40 an einer beliebigen Position
angeordnet werden kann, vorausgesetzt, dass die Position die Variation
der Induktivität
der Spule durch Bewegung des Rollkörpers 33 ermöglicht.
Zum Beispiel kann, wie in 7 gezeigt,
das Vibrationserfassungsmittel 40 auf einer äußeren Fläche des
Kerns 14 angeordnet werden, das heißt, auf einer äußeren Fläche des Gehäuses 11,
oder, wie in 10 gezeigt, an der Kappe 18.
-
Ein
Fall, worin das Vibrationserfassungsmittel an der äußeren Fläche des
Gehäuses
angebracht ist, wird mit Bezug auf 7 und 8 erklärt. Ein Rollkörperhalteelement 31a ist
an eine äußere Fläche des
Gehäuses 11 eingepaßt und in
einem Winkel angeordnet, um den Rollkörper 33 hierin aufzunehmen.
Vorzugsweise weist das Rollkörperhalteelement 31a einen
oberen Bereich auf, welcher zum Einführen des Rollkörpers 33 geöffnet werden
kann, und die geneigte Fläche 35 des
Rollkörperhalteelement 31a kann
gestuft sein, um eine Bewegung des Rollkörpers 33 angemessen
zu begrenzen. Wie in 9 gezeigt, kann das Rollkörperhalteelement 31a auf
einem Bereich des Gehäuses 11 gebildet
sein. Das heißt,
dass die Rollkörperunghalterung 31a auf einem
Bereich des Gehäuses 11 gebildet
werden kann, so dass der Rollkörper 33 sich
nicht übermäßig, sondern
innerhalb einer eingeschränkten
Distanz innerhalb des Rollkörperhalteelements 31a bewegt.
Obwohl in der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben ist,
dass das Rollkörperhalteelement 31a an
die äußere Fläche des
Gehäuses 11 eingepaßt ist,
ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf eingeschränkt. Das
heißt,
dass ein Raum in dem Gehäuse 11 bereitgestellt
sein kann, um das Rollkörperhalteelement
zwischen einer inneren Fläche
des Gehäuses 11 und
einer äußeren Fläche des
Kerns 14 einzupassen.
-
Ein
Fall, worin das Vibrationserfassungsmittel in der Kappe angeordnet
ist, wird mit Bezug auf 10 und 11 beschrieben.
Ein Rollkörperhalteelement 31b ist
neben der Kappe 18 angeordnet, um den Rollkörper 33 aufzunehmen,
so dass er sich gemäß einer
Vibration des Waschbehältnisses
bewegt. Natürlich
weist das Rollkörperhalteelement 31b eine geneigte
Fläche
mit einer Neigung auf. Es ist bevorzugt, dass die Kappe 18 eine
obere Kappe und eine untere Kappe aufweist, um den Rollkörper 33 leicht
in das Rollkörperhalteelement 31b einzufügen. Es
ist bevorzugt, dass die Kappe 18 einen Gewindebereich auf
einer äußeren Fläche, und
einen Kreuzschlitz 18a auf einer oberen Fläche aufweist,
um die Kappe 18 zu befestigen oder zu lösen, wie es der Fall beim angemessenen
Anpassen der elastischen Kraft der Feder 16 erfordert.
Wie in 12a bis 12d gezeigt, ist
eine Mannigfaltigkeit von geneigten Flächen 35 der Kappe 18 möglich. Wie
in 12a gezeigt, kann die geneigte Fläche 35 konkav
ausgeführt
sein, wie in 12b gezeigt, kann die Fläche 35 auf
lediglich einer Seite konkav ausgeführt sein, wie in 12c gezeigt, kann die geneigte Fläche konvex
in einer Mitte oder lediglich auf einer Seite ausgeführt sein,
oder wie in 12d gezeigt, kann die Fläche 35 eine Mehrzahl
von geneigten Flächen
mit verschiedenen Neigungen aufweisen. Die geneigte Fläche des
Rollkörperhalteelement
kann bestimmt werden, indem ein Gewicht des Rollkörpers, eine
Kapazität
der Waschmaschine, eine Federkonstante der Feder, eine Anzahl an
Windungen der Spule und ähnlichem in
Betracht genommen werden.
-
Der
Betrieb des Sensors zur Erfassung von sowohl einem Wasserstand als
auch einer Vibration in einer Waschmaschine wie oben beschrieben,
wird mit Bezug auf 13a bis 13d beschrieben.
-
Bezugnehmend
auf 13a befindet sich der Sensor,
wenn sich kein Waschwasser in dem Waschbehältnis befindet, in einem Anfangszustand, weil
kein Druck auf die Membran ausgeübt
wird. Entsprechend liegt, weil der Kern 14 nicht in den
Spulenteil 15 eingefügt
ist, keine Änderung
der Induktivität der
Spule vor. Das heißt,
ein Nichtvorhandensein des Waschwassers in dem Waschbehältnis wird
daraus ermittelt, dass sich die Induktivität der Spule nicht ändert. Jedoch
variiert, wie in 13b gezeigt, ein auf die Membran 12a übertragener
Druck graduell, falls Wasser in dem Waschzyklus oder dem Spülzyklus dem
Waschbehältnis
zugeführt
wird, so dass die Membran nach oben expandiert. Entsprechend bewegt
sich auch der Kern 14 auf einer oberen Seite der Membran 12a nach
oben in einen inneren Raum des Spulenteils 15 hinein, so
dass sich die Induktivität
der Spule ändert.
Das heißt,
dass der Wasserstand in dem Waschbehältnis mit Bezug auf eine Variation
der Induktivität
bestimmt ist, und die Wasserzufuhr wird sobald der erfasste Wasserstand
einen voreingestellten Wert erreicht, beendet, und der Pulsator
wird in Betrieb genommen, um Waschen oder Spülen durchzuführen. Während des
Wasch- oder Spülzyklus
ist die Variation der Induktivität
der Spule, wie sie durch die Bewegung des Rollkörpers 33 verursacht
ist, vernachlässigbar,
weil der Rollkörper 33 fast
keine Bewegung ausführt,
weil fast keine Vibration auftritt, weil das Waschbehältnis oder
der Pulsator nicht rotiert werden. Mit Beendigung des Wasch- oder
Spülzyklus
wird das verschmutzte Wasser in dem Waschbehältnis von der Waschmaschine
nach außen
abgelassen. Dann, wie in 13c gezeigt, verringert
sich der Druck auf die Membran 12a graduell, und die Membran 12a und
der Kern 14a kehren durch die elastische Kraft der Feder 16 in
den Anfangszustand zurück.
Das heißt,
dass eine Beendigung des Ablasses bestimmt ist, wenn der Wert der Induktivität einen
Anfangswert der Induktivität
der Spule annimmt. Während
des Schleuderzyklus tritt Vibration durch Schleudern des Waschbehältnisses auf.
Die Vibration des Waschbehältnisses
wird auf den Sensor übertragen,
weil der Sensor mit dem äußeren Behältnis verbunden
ist. In diesem Fall führt nicht
der Kern 14, sondern der Rollkörper 33 eine Bewegung
aus. Dies ist, weil keine Änderung
auf die Membran 12a wirkt, weil sich kein Waschwasser in dem
Waschbehältnis
befindet, und der Rollkörper 33 sich
nur aufgrund einer Vibration bewegt. Wenn die Vibration auf den
Sensor übertragen
wird, bewegt sich der Rollkörper 33 entlang
der geneigten Fläche des
Rollkörperhalteelement 31b.
Die Bewegung des Rollkörpers 33 verursacht
eine Variation der Induktivität
der Spule, welche Variation als ein Maß der Vibration gemessen wird.
Wie erklärt,
gestattet der Sensor zur Erfassung sowohl eines Wasserstandes als auch
einer Vibration in einer Waschmaschine, eine leichte Erfassung von
sowohl dem Wasserstand in dem Waschbehältnis als auch der Vibration
des Waschbehältnisses
durch Verwendung von einem Sensor. Entsprechend gestattet die vorliegende
Erfindung eine Reduktion nicht nur von Produktionskosten, sondern
auch von Montagemannstunden. In einem Fall, wenn das Vibrationserfassungsmittel
auf einem oberen Bereich des Kernhalters angebracht ist, ist das
Vibrationserfassungsmittel im Allgemeinen mit einem Klebstoff auf
dem Kernhalter angebracht, was den folgenden Nachteil aufweist.
Der Klebstoff kann eine Verringerung der Klebkraft erleiden, so dass
bewirkt ist, dass das Vibrationserfassungsmittel von dem Kernhalter
abfällt.
Eine kleine Klebefläche ist
für den
Zusammenbau nicht günstig
und kann einen fehlerhaften Zusammenbau verursachen, so dass das
Vibrationserfassungsmittel von dem Kernhalter abfällt.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform,
welche eine modifizierte Version des in 5 gezeigten
Sensors ist, wird mit Bezug auf 14 bis 16 erklärt.
-
Ähnlich den
vorhergehenden Ausführungsformen,
ist ein Kernhalter 13 auf einer Membran angeordnet und
ein Vibrationserfassungsmittel 40 ist auf einem oberen
Bereich des Kernhalters 13 angebracht. Jedoch ist, abweichend
von den vorhergehenden Ausführungsformen,
das Vibrationserfassungsmittel 40 in dieser Ausführungsform
nicht durch Klebstoff befestigt, sondern abnehmbar, mit mechanischen
Mitteln, befestigt. Das heißt,
dass der Kernhalter 13 zur Aufnahme des Kerns 14 an
einer oberen Fläche
des Transmissionsmittels für
hydraulischen Druck, wie zum Beispiel einem Balgen oder einer Membran,
und das Vibrationserfassungsmittel 40 ist auf dem Kernhalter 13 angebracht.
-
Als
Erstes wird das Vibrationserfassungsmittel im Detail erklärt.
-
Das
Vibrationserfassungsmittel 40 umfasst ein Rollkörperhalteelement 31,
um den Rollkörper 33 aufzunehmen,
und ein Einführungselement 200,
das auf einem Boden des Rollkörperhalteelements 31 gebildet
ist, um in den Kernhalter 13 eingefügt und an diesem befestigt
zu werden. Das Einführungselement 200 umfasst
einen senkrecht auf dem Boden des Rollkörperhalteelements 31 gebildeten
Körper 203,
einen Einführungsbereich 206 an
einem vorderen Ende des Körpers 203 mit
einem Durchmesser, der größer ist
als der des Körpers 203,
und eine Mehrzahl von senkrechten Führungsrippen 202,
die auf einer äußeren Fläche des
Körpers 203 gebildet sind.
Die Führungsrippen 202 sind
vorzugsweise bei 90 Intervallen gebildet.
-
Als
nächstes
wird der Kernhalter 13 im Detail erklärt.
-
Der
Kernhalter 13 umfasst eine Halterung 105, die
auf der Membran angeordnet ist, welche zum Empfangen des auf dieselbe übertragenen Drucks
ausgebildet ist, und ein im wesentlichen zylindrisches Kopplungselement 100,
das senkrecht auf einem Zentrum der Halterung 105 gebildet
ist, mit einem inneren Teil für
einen Empfang des sowie Kopplung mit dem Einführungselement s) 200 des
Vibrationserfassungsmittels 40, und einer äußeren Fläche zur
Kopplung mit dem Kern 14. Die Halterung 105 ist vorzugsweise
dünn und
kreisförmig
gebildet. Das Kopplungsteil 100 weist eine Mehrzahl von
senkrechten Führungsschlitzen 106 bei
fixierten Intervallen auf, welche senkrechten Führungsschlitze sich von einem
oberen Bereich zu einem mittleren Bereich für das Einführen der Führungsrippen 202 auf
dem Vibrationserfassungssensor erstrecken, und einen runden Hals 103 auf
einer inneren Wand des mittleren Bereiches, für das Einfügen des Einfügeteils 206 des Vibrationserfassungsmittels 40 unter
Kraft. Das heißt,
dass ein äußerer Durchmesser
des Körpers 203 des
Vibrationserfassungsmittels 40 kleiner sein sollte als
ein innerer Durchmesser des Kopplungsteils 100 des Kernhalters 100,
und ein äußerer Durchmesser
des Einführungsteils 206 des
Vibrationserfassungsmittels 40 sollte kleiner sein als
ein innerer Durchmesser des Kopplungsteils 100 des Kernhalters 13,
aber sollte größer sein
als ein innerer Durchmesser des runden Halses 103. Hakenteile 102 an
oberen Endbereichen des Kopplungsteils 100 ragen nach außen, um
mit dem zylindrischen Kern 14 zwischen den Hakenteilen 102 und
einer oberen Fläche
der Halterung 105 zu koppeln. Wie in 14 gezeigt,
ist es bevorzugt, dass der runde Hals 103 auf der inneren
Wand des Kernhalters 13 kreisförmig ist, aber eine Ausbildung
des runden Halses 103 mit einer Mehrzahl von Rippen kann
auch akzeptabel sein.
-
Ein
Verfahren zum Zusammenbau des Vibrationserfassungsmittels mit dem
Kernhalter wird erklärt.
-
Als
Erstes stoppt das Einfügeteil 206 an
dem auf der inneren Wand des Kernhalters 13 ausgebildeten
runden Halses 103 einmal, sobald die Führungsrippen 202 auf
dem Vibrationserfassungsmittel 40 zu dem oberen Bereich
der Führungsschlitze 106 in dem
Kernhalter 13 gebracht werden, und das Vibrationserfassungsmittel 40 heruntergedrückt wird.
Sobald weiter gedrückt
wird, wird der aus einem elastischen Material gefertigte Kernhalter 13 bei
dem runden Hals 103 nach außen ausgedehnt, so dass er
die Einführung
des Einführungsteils 206 weiter
nach unten gestattet, wobei das Vibrationserfassungsmittel 40 mit
dem Kernhalter 13 gekoppelt wird. Die Führungsschlitze 106 in
dem Kernhalter 13 unterstützen den Zusammenbau des Vibrationserfassungsmittels 40 an
den Kernhalter 13, weil die Führungsschlitze 106 in
dem Kernhalter 13 helfen, dass sich der Kernhalter 13 auseinanderspreizend öffnet. Nach
Beendigung der Einführung
des Einführungsteils 206 kehrt der
Kernhalter 13 in einen Originalzustand zurück, weil
der Kernhalter 13 aus einem elastischen Material gefertigt
ist. Das heißt,
dass, sobald der Zusammenbau beendet ist, des Einführungsteil 206 nicht
von selber aus dem runden Hals 103 herauskommen kann. Die
feste mechanische Kopplung des Vibrationserfassungsmittels 40 mit
dem Kernhalter 13 sichert eine starke Kopplung zwischen
ihnen und verhindert effizient, dass das Vibrationserfassungsmittel 40 von
dem Kernhalter 13 aufgrund von Feuchtigkeit und Wärme in einem
langen Gebrauch der Waschmaschine herabfällt.
-
Eine
beispielhafte Variation der vorhergehenden Ausführungsform wird mit Bezug auf 17 und 18 beschrieben.
Diese beispielhafte Variation weist einen zu der vorhergehenden
Ausführungsform
identischen Aufbau auf, ausgenommen dem Einführungsteil 206 des Vibrationserfassungsmittels 40.
Das Einführungsteil 206 der
vorhergehenden Ausführungsform
ist zwar im wesentlichen sphärisch oder
oval mit einem Durchmesser, der größer ist als der des Körpers 203.
Die beispielhafte Variation weist jedoch eine Form für einen
einfacheren und festeren Aufbau auf. Im Detail ist das Einführungsteil 206a konisch,
das heißt,
weist einen nach unten abnehmenden Durchmesser auf, wobei ein Durchmesser
eines oberen Teils größer ist
als ein innerer Durchmesser des runden Halses in dem Kernhalter 13.
Vorzugsweise weist das Einführungsteil
eine Mehrzahl von tiefen Schlitzen 206c auf. Dieser Aufbau
gestattet einen einfachen Zusammenbau des Vibrationserfassungsmittels 40 an
den Kernhalter 13, weil eine äußere Fläche des konischen Einführungsteils 206a auf dem
runden Hals 103 gleitet, wenn das Einführungsteil 206a durch
den runden Hals 103 eingefügt wird, und sichert eine stärkere Kopplung,
weil es schwierig für
das Einfügeteil 206a ist,
aus dem runden Hals 103 herauszugelangen, wenn der Zusammenbau
einmal beendet ist.
-
Eine
bevorzugte Ausbildung eines Rollkörperhalters für den erfindungsgemäßen Vibrationserfassungssensor
wird mit Bezug auf 19a und 19b beschrieben,
welche Ausführungsform
bereitgestellt ist, um eine Fehlfunktion des Sensors zu verhindern,
welche von einer empfindlichen Bewegung des Rollkörpers 33 sogar
auf eine kleine Vibration während
des Schleuderzyklus herrührt.
Im Detail weist die geneigte Fläche 210 des
Rollkörperhalteelement 210 eine
radiale Sperroberfläche 212 auf,
die im wesentlichen senkrecht zur geneigten Fläche 210 steht, beginnend
von einem Zentrum der geneigten Fläche 210 in der radialen
Richtung, so dass eine helikale geneigte Fläche 210 gebildet ist,
beginnend von einer oberen Seite der Sperroberfläche 212 hin zu einer
unteren Fläche
der Sperroberfläche 212,
in einer Richtung, welche dieselbe wie eine Drehrichtung des Waschbehältnisses
ist (in der Zeichnung mit einem Pfeil gezeigt), um zu verhindern,
dass der Rollkörper
in einer selben Richtung dreht, wie eine Drehrichtung des Waschbehältnisses
im Schleuderzyklus. Die Sperroberfläche 212 in 19 tritt
in Funktion, wenn die Richtung eines Schleuderns im Uhrzeigersinn
auf der Zeichnung vorliegt. Wenn die Richtung des Schleuderns entgegen
dem Uhrzeigersinn ist, sollte die Sperroberfläche 212 entgegengesetzt
ausgebildet sein. Entsprechend kann eine kleine Vibration in dem
Schleuderzyklus den Rollkörper 212 nicht zu
einer oberen Seite der geneigten Fläche 210 bewegen, weil
der Rollkörper 212 die
Sperroberfläche 212 nicht überwinden
kann. Jedoch gestattet eine Vibration mit großer Amplitude, dass der Rollkörper die Sperroberfläche 212 überwindet,
so dass eine Änderung
der Spuleninduktivität
bewirkt ist, was als Vibration erfasst wird. Weil der Rollkörper bei
kleiner Vibration keine Rotation ausführt und bei einer von einem
Ungleichgewicht der Wäsche
und ähnlichem herrührenden
Vibration eine Rotation ausführt,
gestattet der erfindungsgemäße Rollkörper eine
genaue Erfassung der Vibration. Die geneigte Fläche kann in zwei oder mehr
als zwei Bereiche mit unterschiedlichen Winkeln unterteilt werden.
Obwohl die Sperroberfläche 212a im
Allgemeinen geradlinig gebildet ist, kann die Sperroberfläche 212a aus
mit Kurven versehenen Flächen
gebildet sein, wie in 20 gezeigt.
-
Der
erfindungsgemäße Sensor
zur Erfassung von sowohl einem Wasserstand und als auch einer Vibration
in einer Waschmaschine weist die folgenden Vorteile auf.
-
Als
Erstes kann die Erfassung von sowohl einem Wasserstand als auch
einer Vibration unter Verwendung eines Sensors, Produktionskosten
und Montagemannstunden einer Waschmaschine sparen.
-
Als
Zweites ist gegenüber
dem Stand der Technik eine genaue Erfassung einer Vibration verfügbar gemacht.
-
Als
Drittes können
die Zuverlässigkeiten
der Erfassung der Vibration und sowie der Erfassung des Wasserstandes
sogar für
den Fall eines langen Gebrauches der Waschmaschine gesichert sein,
weil der erfindungsgemäße Sensor
nicht von Wärme
oder Feuchtigkeit beeinflusst wird.
-
Schließlich kann
ein erfindungsgemäßer Sensor,
weil die Vibration der Waschmaschine genauer erfasst werden kann,
ein Auftreten von Fehlern bei der Erfassung von Vibration und einer
nachfolgenden langen Schleuderdauer verhindern, welche bei den Waschmaschinen
des Standes der Technik auftraten.
-
Dem
Fachmann wird offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen
und Variationen an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden
können,
ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen. Daher ist es beabsichtigt, dass
die vorliegende Erfindung die Modifikationen und Variationen der
Erfindung abdeckt, wie sie gemäß dem Geist
der angefügten
Ansprüche
bereitgestellt sind.