DE60110684T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen der Unwucht in einem Gerät - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen der Unwucht in einem Gerät Download PDF

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    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F33/00Control of operations performed in washing machines or washer-dryers 
    • D06F33/30Control of washing machines characterised by the purpose or target of the control 
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F2103/00Parameters monitored or detected for the control of domestic laundry washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2103/26Unbalance; Noise level

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feststellung eines Unwuchtzustand einer Materialladung in einem Gerät und genauer, zur Feststellung eines Umwuchtzustands einer Materialladung in einem drehbaren Behälter des Geräts.
  • Verschiedene Geräte wie beispielsweise automatische Waschmaschinen, automatische Trockner und Zentrifugal-Flüssigkeits-Extraktoren verwenden eine drehende Tonne, einen Korb oder andere Behälter, die eine Materialladung enthalten, die gleichmäßig innerhalb des Behälters verteilt sein kann oder auch nicht. Der Zustand, bei dem die Ladung ungleichmäßig oder unausgeglichen verteilt ist, erzeugt einen Zustand, bei dem das Zentrum der Masse des drehenden Behälters nicht mit der geometrischen Achse des Behälters übereinstimmt. Dies führt zur Erzeugung hoher Belastungen und beträchtlicher Vibration des Behälters. Diese beträchtliche Vibration kann das Phänomen der Bewegung des Geräts über den Boden oder anderer unterstützende Flächen bewirken. Dies kann sowohl bei rotierenden Vertikalachsen-Behältern als auch bei rotierenden Horizontalachsen-Behältern auftreten und außerdem bei Geräten, bei denen die Achse zwischen der Vertikalen und Horizontalen angeordnet ist.
  • Verschiedene Versuche wurden im Stand der Technik vorgeschlagen, um mechanische Anordnungen zur Verfügung zu stellen, die die Möglichkeit von Unwuchtladungen begrenzen oder reduzieren, welche üblicherweise die Zugabe von verschiedenen entweder festen oder beweglichen Massen in einen Behälter involvieren, was zusätzlich erforderliche Energie für den Motor zur Drehung des Behälters erfordert.
  • Ansätze zur Feststellung einer Unwuchtladung wurden ebenfalls im Stand der Technik offenbart, zum Beispiel bei einem mit einem Wechselrichter angetriebenen Motor für eine Waschmaschine, wie in dem U.S.-Patent Nr. 5,070,565. Dieses Patent offenbart, eine Wellenbewegung des Stroms in einem Wechselstrom-Bus mit einem Wellenwert oberhalb eines vorbestimmten Niveaus als Hinweis auf eine Unwuchtladung zu ermitteln. Wird eine Unwuchtladung festgestellt, würde die Waschmaschinen-Steuerung einen Umverteilungszyklus wieder einzunehmen, um zu versuchen, die Kleidung wieder ins Gleichgewicht zu bringen. Dies würde eine vorbestimmte Anzahl von Malen versucht werden, und falls die Ladung immer noch im Ungleichgewicht ist, würde der Drehzyklus unterbrochen werden. Fällt der Wellenwert unterhalb ein vorbestimmtes Niveau, bevor eine maximale Anzahl von Versuchen erreicht ist, wird der Drehvorgang in Gang gesetzt. Ist einmal ein Drehvorgang initiiert, ist die Länge des Drehvorgangs auf der Basis des Umfangs jeder verbleibenden Unwuchtladung bestimmt. Drehrate und Drehzeit können aufgrund des Grads der festgestellten Unwuchtladung angepasst werden.
  • Die WO 0031332 offenbart ein Verfahren zur Feststellung eines Ungleichgewichts innerhalb einer Waschmaschine, bei dem tatsächliche Geschwindigkeits-, Drehmoment- und Energiewerte mit einfachen Schwellenwerten verglichen werden. Es wäre ein Fortschritt, wenn ein Verfahren oder eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt würden, bei denen das Potential einer Unwuchtladung vor dem tatsächlichen Ereignis vorhergesagt werden könnte, so dass entsprechende Schritte eingeleitet werden könnten, die nachteiligen Auswirkungen eines solchen Zustands zu verhindern.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektierung eines schweren Unwuchtzustand innerhalb eines drehenden Geräts wie einem Korb, einer Tonne oder einem anderen drehenden Behälter eines Geräts, beispielsweise einer Waschmaschine zur Verfügung. Das Verfahren und die Vorrichtung stellt das Feststellen durch Überwachung der Stromstärkesignatur des Motors zur Verfügung. Wenn ein beträchtlicher Unwuchtzustand bei einer hohen Drehgeschwindigkeit festgestellt wird, kann die Drehgeschwindigkeit anpassend auf ein sicheres Niveau abgesenkt werden, bei dem die Vibrationen des Geräts und mechanische Belastungen erträglich sind. Das Gerätesystem kann durchgehend überwacht werden, so dass im Falle eines Geräts wie einer automatischen Waschmaschine, einem Wäschetrockner oder einem Zentrifugal-Wasser-Extraktor, bei dem während Wasser aus der Stoffladung entzogen wird die Ladung weniger schwer wird, die Drehgeschwindigkeit schrittweise bis zu einen gewünschten Grad erhöht werden kann. Wenn weiterhin ein zu hoher Unwuchtzustand besteht, kann die Drehgeschwindigkeit angepasst begrenzt oder der Zyklus abgebrochen und der Benutzer beraten werden.
  • Der Effekt von Unwuchtladungen in einer von einem Motor angetriebenen, sich drehenden Komponente, wie einem sich drehenden Behälter, überträgt sich in Form von Oszillation des Motordrehmoments, die proportional zum Motorstator-Strom ist. Darüber hinaus können erhöhte Vibrationen in bestimmten Geräten Energieverbrauch in passiven Komponenten wie in einem Aufhängungssystem verursachen, was bewirkt, dass sich der durchschnittliche Strom des Motors erhöht. Im Fall eines geregelten Induktionsmotors (CIM) werden die Statorströme abgeschätzt, indem der Strom des Wechselstrom-Busses direkt gemessen wird.
  • In der vorliegenden Erfindung werden die Oszillationen des Motor-Drehmoments überwacht, während die Rotations-Geschwindigkeit des Behälters in einer Reihe von Schritten erhöht wird und ein beträchtlicher Unwuchtzustand festgestellt wird, sobald er auftritt.
  • Ein Geschwindigkeits-Schrittprofil wird der Motor durch das Steuerungssystem vorgegeben, um Informationen über die Ladung zu erhalten. Die durchschnittliche Energie, die von dem Gerät benötigt wird um den Behälter zu drehen, wird mittels der Durchschnittsermittlung der Motorstator-Stromstärke überwacht. Unter normalen Bedingungen kann sich die Motorstromstärke durch verschiedene Bedingungen erhöhen: Beschleunigungs-Drehmoment aufgrund von Geschwindigkeits-Profilen, mechanischer Widerstand im System (z.B.: Lagerreibung; viskose Kräfte, etc.) oder Energieverbrauch durch die Stoßdämpfer im Aufhängungssystem (z.B.: wenn beträchtliche Unwuchtladungen vorhanden sind). Durch vorsichtige Auswahl der Beschleunigungsraten der Geschwindigkeitsprofile und durch Benutzung von Techniken mit Eigenbezugnahme ist es möglich, die Effekte der Ermüdung und den mechanischen Widerstand im System zu minimieren. Es ist daher möglich, die Motor-Durchschnittsstromstärke mit der mechanischen Ableitung der Stoßdämpfer und mit dem Ungleichgewicht der Belastung in Bezug zu bringen. In einem typischen Geschwindigkeitsprofil für einen Drehzyklus können verschiedene Regionen identifiziert werden, jede durch eine Geschwindigkeitsrampe gekennzeichnet, während der die Geschwindigkeit erhöht wird, und ein Plateau, bei dem die Geschwindigkeit konstant gehalten wird. Die Geschwindigkeitsrampen sollten vorsichtig ausgewählt werden, damit die Verdeckung des Effekts der Unwuchtladungen auf die Motorstromstärke durch die Auswirkungen von Beschleunigungsdrehmoment und Ermüdung (z.B.: Ladungsgröße) vermieden wird. Zu Beginn jeder dieser Regionen werden Schwellenwerte dynamisch für den Motorstrom festgelegt. Überschreitet die Motorstromstärke diese Schwellenwerte, wird ein beträchtlicher Unwuchtzustand für die Ladung angenommen. Um den Effekt des mechanischen Widerstands zu minimieren, wird eine Basislinie zu Beginn jeder Region (Ende des vorherigen Plateaus) benötigt. In diesem Zustand gibt es keinen Beitrag durch die Ermüdung (Geschwindigkeit ist konstant) und die Basislinie reflektiert den mechanischen im System vorhandenen Widerstand. Die Schwelle der Motorstromstärke wird als ein fester Absatz (fixed offset) (experimentell festgelegt) oberhalb der Basislinie festgelegt. Damit die Genauigkeit des Algorithmus erhöht wird, ist der Absatz während der Geschwindigkeitsrampe höher (keine Fälle von höheren Strömen durch Beschleunigungs-Drehmomente) und während des Geschwindigkeit Plateaus (keine Beschleunigung, nur mechanischer Widerstand) niedriger. Es ist dann möglich, ein Schwellenprofil, das nahe mit dem Geschwindigkeitsprofil übereinstimmt, und das im Falle des mechanischen Systemwiderstands zählt (Basislinie) dynamisch zu erstellen. Die Schwellenwerte werden separat für die Rampe und die Plateauteile der Drehgeschwindigkeitsprofile bestimmt.
  • Um weiter die Zuverlässigkeit des Algorithmus zu erhöhen, werden die Schwellenwerte ebenfalls für den Fall von Variationen in der Netzspannung angepasst. Die Motorstromstärke für einen bestimmten Drehmomentgeschwindigkeits-Betriebspunkt hängt von der dem Motor zugeführten Spannung ab. Wird der Motor mit einem Wechselrichter angetrieben, wird die maximal mögliche Spannung dem Motor während Teilen des Drehgeschwindigkeitsprofils zugeführt. Diese maximale auf den Motor aufgebrachte Spannung hängt direkt von der Netzspannungsversorgung, die dem Wechselrichter zugeführt wird, ab und in diesem Zustand ist keine Regelung der dem Motor zugeführten Spannung möglich. Es wurde experimentell ermittelt, dass wenn die Spannung niedrig ist, die Stromstärke für einen festgelegten Drehmoment-Geschwindigkeitspunkt höher und ist und umgekehrt. Eine einfache umgekehrt proportionale Kompensation wird benutzt, um die Schwellenwerte an die Netzspannung anzupassen.
  • Kurze Beschreibung der Abbildungen
  • 1 ist eine Ansicht einer automatischen Waschmaschine, in der die vorliegende Erfindung eingesetzt werden könnte.
  • 2 ist eine graphische Darstellung einer Behälter-Drehgeschwindigkeit.
  • 3 ist eine graphische Darstellung einer Motorstromstärke, die benötigt wird, um den Behälter bei verschiedenen Geschwindigkeiten zu drehen und außerdem repräsentativer Schwellenwerte, um einen Unwuchtzustand anzuzeigen.
  • 4 ist eine schematische Darstellung eines die vorliegende Erfindung ausführenden Geräts.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feststellung eines Ungleichgewichtszustand in einem sich drehenden Behälter und ist bei einer großen Anzahl von verschiedenen Geräten, in denen Materialien in sich drehende Behälter eingesetzt werden, angewendet werden, wobei diese Materialien Gegenstand einer ungleichgewichtigen Verteilung innerhalb des Behälters sein können.
  • Zum Zwecke der Erläuterung der Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform wurde eine automatische Waschmaschine als ein Gerät, in dem die Erfindung Anwendung finden kann, identifiziert. Es sollte verstanden werden, dass die Erfindung, wie dargestellt, nicht nur in einer Vertikalachsen-Waschmaschine Anwendung findet, sondern auch in Horizontalachsen- oder Neigungsachsen-Waschmaschinen, einem Wäschetrockner, einem Zentrifugal-Extraktor und -Trenner und anderen Geräte und Vorrichtungen, in denen ein drehender Behälter innen ein Material trägt, wobei diese Material Gegenstand von Anordnungen in ein Ungleichgewichtszustand sind.
  • In 1 wird mit dem Bezugszeichen 20 generell eine Waschmaschine des automatischen Typs gekennzeichnet, beispielsweise eine Maschine, die eine voreinstellbare sequentielle Steuerungs-Vorrichtung aufweist, welche eine Waschmaschine durch ein vorwählbares Programm vom automatischen Wasch-, Ausspül- und Trocknungsprogrammen betreibt, dargestellt, in der die vorliegende Erfindung ausgeführt sein kann. Die Maschine 20 beinhaltet ein Rahmen 22, der vertikale Paneele 24 trägt, welche die Seiten 24a, das Oberteil 24b sowie die Vorder- 24c und Rückseite 24d des Gehäuses 25 der Waschmaschine 20 ausbildet. Ein klappbarer Deckel 26 wird in der üblichen Art und Weise zur Verfügung gestellt, um Zugang zu dem Inneren oder der Behandlungszone 27 der Waschmaschine 20 bereitzustellen. Die Waschmaschine weist eine Konsole 28, die ein Zeit-Wählscheibe 30 oder einen anderen Zeitmechanismus und einen Temperatur-Wählschalter 32 sowie eine Zyklus-Wählscheibe 33 und, falls gewünscht, andere Wählschalter.
  • Innerhalb der Maschine 20, nachfolgend erläutert durch einen Beispiel, ist eine eine Flüssigkeit enthaltende unperforierte Tonne 34 angeordnet, in der ein mit Perforationen oder Löchern versehener Dreh-Waschkorb 36 angeordnet ist, während eine Pumpe 38 unterhalb der Tonne 34, zur Verfügung gestellt wird. Der Drehkorb 36 definiert eine Waschkammer und beinhaltet eine innere Wandfläche, die sich von einem im Wesentlichen flachen Boden aus nach oben erstreckt. Ein Motor 100 ist durch ein Getriebe operativ mit dem Korb 36 verbunden, um den Korb 36 relativ zu der stationären Tonne 34 zu drehen. All diese Komponenten innerhalb des Gehäuses 25 werden durch Streben 39 abgestützt und es können verschiedene passive Elemente, wie Stoßdämpfer oder Federn zur Aufnahme von Vibrationen und Bewegungen des Korbs und der Tonne relativ zu dem Rahmen und dem Gehäuse der Waschmaschine 20 zur Verfügung gestellt werden. Der Korb 26 umfasst einen Behälter, in dem Materialien wie beispielsweise eine Wäscheladung geladen werden könnte.
  • Während des Verlaufs eines Betrieb des Geräts wie einer automatischen Waschmaschine wird der Waschkorb 36 mit einer relativ hohen Geschwindigkeit gedreht, um Wasser oder andere Waschflüssigkeiten aus der Kleiderladung zu extrahieren. Ist die Kleiderladung innerhalb des Waschkorbs nicht gleichmäßig verteilt, ereignet sich ein Unwuchtzustand, das bewirkt, dass der drehende Korb um die Achse der Drehung oszilliert. Daher wird eine Bewegung des Korbs in entgegen gesetzter Richtung zur Drehungsachse entstehen. Abhängig vom Grad der Unwucht und der Geschwindigkeit der Drehung kann die Oszillation klein oder groß genug sein, um tatsächlich den Korb 36 (und die Tonne 34) zu veranlassen, in das Waschmaschinegehäuse 25 oder eine andere relativ stationäre Komponente des Geräts mit einem gewissen Grad an Kraft einzugreifen. Ein weiterführender Betrieb in einem solchem Modus könnte beträchtlichen Schaden an der Waschmaschine verursachen und kann veranlassen, dass das komplette Gerät sich von seiner ansonsten stationären Stelle wegbewegt, was weiteren Schaden oder möglicherweise gefährliche Zustände in der Umgebung des Geräts verursachen kann.
  • Der Effekt von Unwuchtladungen verursacht ebenfalls Oszillationen des Motordrehmoments, die proportional zu der Motorstator-Stromstärke sind. Ebenfalls verursachen erhöhte Vibrationen Energieverschwendung in passiven Komponenten des Aufhängungssystems, die ihrerseits bewirken, dass sich die durchschnittliche Motor-Stromstärke erhöht. In einem Motor wie ein geregelten Induktionsmotor werden die Stator-Stromstärken durch eine direkte Messung der Wechselstrom-Stromstärke des Wechselrichters abgeschätzt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Feststellung eines Unwuchtzustands in einem sich drehenden Behälter, sobald sich ein beträchtlicher Unwuchtzustand sich ereignet, zur Verfügung.
  • Typischerweise wird ein Unwuchtzustand schwerwiegender, sobald die Drehgeschwindigkeit ansteigt. Daher zieht das vorliegende Verfahren und die Vorrichtung die Überwachung der Motorstromstärke in Erwägung, nachdem der Behälter bis zu einem vorbestimmten minimalen Geschwindigkeitsniveau beschleunigt wurde, was von dem bestimmten involvierten Gerät, beispielsweise der Masse der Ladung usw. abhängen kann. Die Geschwindigkeit sollte jedoch basierend auf einem Wert, unterhalb dessen Schaden oder beträchtliche Vibrationen durch Unwuchtladung unwahrscheinlich sind und oberhalb dessen sowohl Schaden als auch beträchtliche Vibrationen wahrscheinlich sein könnten, ausgewählt werden.
  • 2 illustriert graphisch ein Drehprofil, das die Drehgeschwindigkeit abhängig von der Zeit darstellt. Sowohl eine Reihe von Beschleunigungsperioden 50 oder Geschwindigkeitsrampen als auch eine Reihe von Plateaus 52 oder konstanten Geschwindigkeiten sind dargestellt.
  • 3 illustriert die durchschnittliche Motorstromstärke 53 während der Beschleunigung und konstanter Geschwindigkeitsmodi. 3 illustriert zudem ein variierendes Schwellenwert-Niveau 54, welches experimentell als ein fixierter Absatz (fixed offset) oberhalb der Basislinie separat für jede Geschwindigkeitsrampe und jedes Geschwindigkeitsplateau festgelegt wurde. Eine Basislinie für die Motorstromstärke wird, wie bei 56 in 2 dargestellt, zu Beginn jeder Region (Ende der vorherigen Geschwindigkeitsplateaus) erreicht. In diesem Zustand findet kein Beitrag durch die Ermüdung statt und die Basislinie reflektiert den im System vorhandene mechanische Widerstand. Der Schwellenwert der Motorstromstärke ist als ein fixed offset (experimentell bestimmt) oberhalb der Basislinie festgelegt. Um die Genauigkeit des Algorithmus zu erhöhen, ist der offset während der Rampengeschwindigkeit 54a höher, um zu höheren Strömen aufgrund von Beschleunigungsdrehmomenten beizutragen und während der Geschwindigkeits-Plateaus 54b, bei denen keine Beschleunigung sondern nur mechanischer Widerstand auftritt, niedriger. Es ist dann möglich, ein Schwellenprofil dynamisch zu erzeugen, welches eng mit dem Geschwindigkeitsprofil übereinstimmt und zum mechanischen Widerstand des Systems beiträgt. Des Weiteren wird eine vorbestimmte Verzögerungsperiode hinzugefügt, die sich an eine Abnahme der Stromstärkenachfrage anschließt, die eine Beschleunigungsperiode nachfolgt, bevor die Plateauschwelle eingerichtet wurde, um die Beruhigung der Motorstromstärke nach einer Beschleunigung zu ermöglichen. Dies kann in 3 gesehen werden, in der die Motorstromstärke 53 abnimmt, bevor der Schwellenwert von dem Niveau 54a auf das Niveau 54b abfällt.
  • Die Schwellenwerte für Rampe und Plateau werden zu Begin jeder neuen Region wie folgt berechnet: SchwelleRampe = Basislinie + OffsetRampe SchwellePlateau = Basislinie + OffsetPlateau
  • Um die Zuverlässigkeit des Algorithmus weiter zu verbessern, werden die Schwellenwerte bedingt durch die Variationen in der Netzspannung ebenfalls angepasst. Die Motorstromstärke für einen gegebenen Drehmoment-Geschwindigkeits-Betriebspunkt hängt von der dem Motor zugeführten Spannung ab. Es wurde experimentell ermittelt, dass die Stromstärke für einen gegebenen Drehmoment-Geschwindigkeitspunkt höher ist, wenn die Spannung niedrig ist und umgekehrt. Eine einfache invertiert proportionale Kompensation wird dann verwendet, um die Schwellenwerte der Netzspannung anzupassen. SchwelleRampe = (Basislinie + offsetRampe) × (Spannungnominal/Spannungtatsächlich) SchwellePlateau = (Basislinie + offsetPlateau) × (Spannungnominal/Spannungtatsächlich)
  • Somit wird ein standardisiertes, konstantes Schwellenniveau oberhalb der Motorstromstärke nicht eingesetzt, sondern ein variierender Schwellenwert, der auf dem Zustand des sich Behälters basiert, nämlich ob er beschleunigt wird oder ob er sich bei einer konstanten Geschwindigkeit dreht.
  • Eine noch genauere Spannungs-Kompensation kann eingeführt werden, in dem ein anderer Zuwachsfaktor für Spannungen über und unter der Nominalen verwendet wird:
    Wenn gilt: (Spannungtatsächlich < Spannungnominal) dann ist Schwelle = (Basislinie + Offset) × (Spannungnominal/Spannungtatsächlich) × K1.Ansonsten gilt, wenn (Spannungtatsächlich > Spannungnominal), dann ist Schwelle = (Basislinie + Offset) × (Spannungnominal/Spannungtatsächlich) × K2.
  • K1 und K2 sind Koeffizienten, die experimentell optimiert wurden.
  • Die genaue ursprüngliche Schwellengeschwindigkeit, die Beschleunigungsrate sowie die Geschwindigkeit nach jeder Beschleunigung kann abhängig von dem eingesetzten Gerät, der Größe oder Masse der typischen Materialladung, mit der der Behälter gefüllt ist und anderer dem Fachmann bekannter Parameter variiert werden. Was wichtig ist, ist dass die ursprüngliche Schwellen-Drehgeschwindigkeit so ausgewählt wird, dass die Geschwindigkeit nicht zu hoch ist, dass Schäden am Gerät oder Schaden am Anwender verursacht werden, wenn ein Ungleichgewichtszustand existiert.
  • Wird ein Ungleichgewichtssignal erzeugt, könnte dies zu verschiedenen weiteren Schritten einschließlich einer Abnahme der Drehgeschwindigkeit auf ein niedrigeres Niveau, bei dem die Gerätevibrationen und mechanische Belastungen erträglich sind, führen. Die Steuerung kann durchgehend den aktuellen Stromabzug überwachen, so dass wenn Wasser von der Kleidung extrahiert wird und die Ladung leichter wird, die Schleudergeschwindigkeit schrittweise bis zu einen gewünschten maximalen Grad erhöht werden kann. Alternativ kann dann, wenn der Ungleichgewichtszustand zu gravierend ist, der Anwender durch ein entsprechendes visuelles oder akustisches Signal beraten werden und der Zyklus anhalten, bis der Anwender die Materialladung manuell neu verteilt und die Steuerung neu einstellt.
  • Demnach stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, wie schematisch in 4 dargestellt, in der ein Gerät 60, das einen Behälter 62 beinhaltet, der zur Drehung um eine Achse und zur Aufnahme einer Materialladung befestigt und konfiguriert ist, zur Verfügung, wobei der Behälter 62 bei einem beträchtlichen Ungleichgewichts-Ladungszustand des Materials im Behälter bei Drehung des Behälters vibrieren wird. Der Behälter wird durch einen Motor 64, der operativ an dem Behälter angeschlossen ist um den Behälter zu drehen, drehend angetrieben.
  • Eine Steuerung 66 ist operativ am Motor angeschlossen, um den Motor mit verschiedenen vorbestimmten Geschwindigkeiten anzutreiben und um den Motor zwischen diesen Geschwindigkeiten mit vorbestimmten Raten zu beschleunigen. Ein Strom, der durch den Motor bei verschiedenen Geschwindigkeiten und während der Beschleunigungen abgezogen wird, wird durch die Steuerung gemessen und mit einer vorberechneten Schwelle bei jeder Geschwindigkeit- und Beschleunigungsperiode gemessen, um zu bestimmen, ob der Behälter ungleichgewichtig ist. Ist die Schwelle für eine bestimmte Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsperiode überschritten, sendet die Steuerung ein Anzeigesignal für einen Unwuchtzustand aus, das dazu verwendet werden kann, dem Anwender ein visuelles oder akustisches Signal zur Verfügung zu stellen oder damit die Steuerung weitere Schritte einleiten kann, die Vibration des Behälters zu minimieren.
  • Es ist aus der vorhergehenden Beschreibung offensichtlich entnehmbar, dass die Erfindung dafür empfänglich ist, mit verschiedenen Variationen und Modifikationen ausgestattet zu werden, die sich von denen unterscheiden, die in der vorherigen Spezifikation und Beschreibung beschrieben wurden. Es sollte verstanden werden, dass wir innerhalb des Schutzbereichs des gewährten Patents all solche Modifikationen ausführen wollen, die innerhalb des Schutzbereichs unseres Beitrags zum Stand der Technik sinnvoll und geeignet sind.

Claims (19)

  1. Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Geräts (20), das ein Behälter (34, 36) zur Aufnahme einer Materialzufuhr aufweist, wobei dieser Behälter durch den Betrieb eines elektrischen Motors (100) rotiert und dieses Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Betrieb des Motors (100) zur Drehung des Behälters (36) bei einer Vielzahl von vorbestimmten Geschwindigkeiten (52); Beschleunigung des Behälters während Beschleunigungsperioden zwischen den vorbestimmten Geschwindigkeiten bei vorbestimmten Beschleunigungsraten (50); Messen einer Strommenge, die der Motor (100) benötigt, um den Behälter mit vorbestimmten Geschwindigkeiten und während der Beschleunigungsperioden zu drehen; Vergleichen des gemessenen Stroms bei jeder vorbestimmten Geschwindigkeit und Beschleunigungsperiode mit einem Schwellenwert, der separat für jede vorbestimmte Geschwindigkeit und Beschleunigungsperiode berechnet wurde; und Senden eines Anzeigesignals für einen Unwuchtzustand, wenn die Strommenge den berechneten Wert für alle vorbestimmten Geschwindigkeiten (52) oder Beschleunigungsperioden (50) übersteigt.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, umfassend die folgenden Schritte: A. Bestimmen einer Menge elektrischen Stroms, die vom Motor benötigt wird, um den Behälter zwischen verschiedenen vorbestimmten Geschwindigkeiten bei verschiedenen vorbestimmten Geschwindigkeiten und vorbestimmten Beschleunigungsraten zu drehen; B. Berechnen eines separaten Schwellenwerts, der über der vorbestimmten Strommenge für jede der vorbestimmten Geschwindigkeiten und Beschleunigungsraten liegt; C. Beladen des Behälters mit einer Materialladung; D. anschließend Drehen des Behälters mit dem elektrischen Motor um eine Achse bei einer ersten der vorbestimmten Geschwindigkeiten; E. anschließend Bestimmen einer vom Motor verwendeten Menge elektrischen Stroms, um den Behälter mit der ersten vorbestimmten Geschwindigkeit zu drehen; F. anschließend Vergleichen der elektrischen Strommenge mit dem für die erste Geschwindigkeit berechneten ersten Wert; G. anschließend Aussenden eines Anzeigesignals für einen Unwuchtzustand, wenn die Strommenge den berechneten Wert übersteigt; H. anschließend Beschleunigen des Behälters für eine Beschleunigungsperiode auf eine höhere vorbestimmte Geschwindigkeit, wenn die Strommenge unterhalb des berechneten Werts liegt; I. anschließend Bestimmen der durch den Motor zur Beschleunigung des Behälters auf die nächst höhere vorbestimmte Geschwindigkeit benötigten Menge elektrischen Stroms; J. anschließend Vergleichen der Menge elektrischen Stroms mit dem berechneten Wert für die Beschleunigungsperiode; K. anschließend Aussenden eines Anzeigesignals eines Unwuchtzustands, wenn die Strommenge den berechneten Wert für die Beschleunigungsperiode übersteigt; L. anschließend Bestimmen eine Menge elektrischen Stroms, das vom Motor dazu verwendet wird, den Behälter mit der nächst höheren Geschwindigkeit zu drehen; M. anschließend Vergleichen der Menge elektrischen Stroms mit dem für die nächst höhere Geschwindigkeit berechneten Wert; N. anschließend Aussenden eines Anzeigesignals eines Unwuchtzustands, wenn die Strommenge den berechneten Wert für die nächst höhere Geschwindigkeit übersteigt; und O. Wiederholen der Schritte H bis N, bis entweder ein Anzeigesignal eines Unwuchtzustands ausgesendet wird oder eine maximale vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Gerät eine automatische Waschmaschine ist (20).
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die Waschmaschine (20), eine Vertikalachsen-Waschmaschine, eine Horizontalachsen-Waschmaschine oder eine Schrägachse-Waschmaschine ist.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Gerät (20), ein Wäschebehandeltes Gerät ist und das Material eine Stoffladung beinhaltet.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der Schritt der Berechnung eines Schwellenwerts (54b) für jede vorbestimmte Geschwindigkeit (52) das Addieren eines vorbestimmten Werts zu jeder bestimmten Strommenge bei jeder vorbestimmten Geschwindigkeit umfasst.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei der Schritt der Berechnung eines Schwellenwerts (54a) für jede Beschleunigungsperiode (50) das Addieren eines vorbestimmten Werts zu jeder bestimmten Strommenge bei jeder Beschleunigungsperiode, beinhaltet.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der addierte vorbestimmte Wert zur Erzielung eines Schwellenwerts (54b) für jede vorbestimmte Geschwindigkeit (52) niedriger als der addierte vorbestimmte Wert zur Erzielung eines Schwellenwerts (54a) für jede Beschleunigungsperiode (50) ist.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 7, einschließend das Messen einer tatsächlichen Netzspannung, die dem Motor (100) zugeführt wird, sowie das Anpassen des Schwellenwerts durch Kompensation der Netzspannung verglichen mit einer vorher bestimmten Nominal-Netzspannung.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Schritt des Anpassens die Multiplikation des Schwellenwerts mit dem Quotienten der tatsächlichen Netzspannung dividiert durch die Nominal-Netzspannung beinhaltet, um einen angepassten Schwellenwert zu erhalten.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei der Schritt des Anpassens des Weiteren die Multiplikation des angepassten Schwellenwerts mit einer ersten Konstante beinhaltet, wenn die tatsächliche Netzspannung oberhalb der Nominal-Netzspannung liegt, und mit einer anderen Konstante beinhaltet, wenn die tatsächliche Netzstrom unterhalb der nominale Netzstrom liegt.
  12. Gerät (20), umfassend: Einen zur Drehung um eine Achse befestigten und zur Aufnahme einer Materialladung konfigurierten Behälter (34, 36); einen mit dem Behälter (36) Antriebs-verbundenen elektrischen Motor (100); eine zum Betrieb des Motors angeordnete und konfigurierte Steuerung, um den Behälter mit einer Vielzahl von vorbestimmten Geschwindigkeiten (52) zu drehen, den Behälter während Beschleunigungsperioden (50) zwischen den vorbestimmten Geschwindigkeiten zu beschleunigen, die durch den Motor (100) zur Drehung des Behälters bei vorbestimmten Geschwindigkeiten und während der Beschleunigungsperioden benötigte Strommenge, den gemessenen Strom bei jeder vorbestimmten Geschwindigkeit und Beschleunigungsperiode zu messen mit einem separat berechneten Schwellenwert für jede vorbestimmten Geschwindigkeit und Beschleunigungsperiode zu vergleichen, sowie ein Anzeigesignal eines Unwuchtzustands auszusenden, wenn die Strommenge den berechneten Wert für jede vorbestimmte Geschwindigkeit (52) oder Beschleunigungsperiode (50) übersteigt.
  13. Gerät gemäß Anspruch 12, wobei die Vorrichtung eine automatische Waschmaschine (20) ist.
  14. Gerät gemäß Anspruch 13, wobei die Waschmaschine (20) entweder eine Vertikalachsen-Waschmaschine oder eine Horizontalachsen-Waschmaschine ist.
  15. Gerät gemäß Anspruch 12, wobei das Vorrichtung ein Wäschebehandelndes Gerät ist und der Material eine Stoffladung beinhaltet.
  16. Gerät gemäß Anspruch 12, wobei der elektrischer Motor (100) einen gesteuerten Induktionsmotor sowie einen Wechselrichter innerhalb der mit dem Motor verbundenen Steuerung zur Verfügung stellt und diese Steuerung des Weiteren eine den Strom messende, mit einem Wechselstrom-Bus verbundene, Vorrichtung umfasst.
  17. Gerät gemäß Anspruch 16, wobei die den Strom messende Vorrichtung ein Ausgabesignal zur Verfügung stellt, das repräsentativ für den von dem Motor (100) verwendeten Strom ist, wobei die Steuerung des Weiteren einen Digitalfilter beinhaltet, der zum Empfang des Ausgabesignals verbunden ist und der einen laufenden Durchschnitts-Algorithmus beinhaltet und eine Ausgabe zur Verfügung stellt, die repräsentativ für den durch den Motor (100) verwendeten Durchschnittsstrom ist.
  18. Gerät gemäß Anspruch 12, wobei das Signal entweder ein visuelles oder hörbares Signal an einen Anwender umfasst.
  19. Gerät gemäß Anspruch 12, wobei das Signal ein zu einem weiteren Teil der Steuerung übertragenes elektrisches Signal umfasst.
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