DE69220095T2 - Washing machine with device to avoid vibrations - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern der Schleuderphase einer Waschmaschine, wie sie im Oberbegriff des beigefügten Anspruches 1 beschrieben ist, sowie auf eine Waschmaschine, wie sie im Oberbegriffes des beigefügten Anspruches 5 beschrieben ist. Es ist bekannt, daß bei Waschmaschinen, insbesondere solchen zum Waschen von Wäsche, ein Problem dann auftritt, wenn die zu waschende Last ungleichmäßig verteilt ist. Während der Schleuderphase treten dann solche Nachteile wie Geräusche, springende Bewegungen der Maschine, Zerstörungen von Teilen der Maschine selbst oder der umgebenden Möbel auf, weil die Maschine nicht die notwendige Schleuderdrehzahl erreichen kann.The invention relates to a method for controlling the spin phase of a washing machine as described in the preamble of the appended claim 1, and to a washing machine as described in the preamble of the appended claim 5. It is known that with washing machines, in particular those for washing laundry, a problem occurs when the load to be washed is unevenly distributed. During the spin phase, disadvantages such as noise, jumping movements of the machine, destruction of parts of the machine itself or of the surrounding furniture occur because the machine cannot reach the necessary spin speed.
Um solche Probleme zu vermeiden, wird gewöhnlich eine sogenannte Verteilungsphase vorgesehen, nach der dann der Schleudervorgang stattfindet. Diese Maßnahme reicht jedoch nicht immer aus, um eine ungleichmäßige Verteilung abzustellen. Es sind auch Schutzvorrichtungen bekannt, die mit einem Detektor zum Erkennen einer ungleichmäßigen Verteilung ausgerüstet sind, und die Stromzufuhr zu dem Motor im Falle eines Ungleichgewichts abschalten (z.B. französisches Patent N-2 289 384), oder solche, die die Versorgungsspannung erniedrigen (z.B. englisches Patent N-2 174 513). Einige Hersteller führen zwei oder mehr Versuche aus, um die Maschine ihren Schleuderzyklus beginnen zu lassen; wenn diese Versuche fehlschlagen, wird die Maschine abgeschaltet. Diese Lösungen haben jedoch schwerwiegende Nachteile.To avoid such problems, a so-called distribution phase is usually provided, after which the spinning process takes place. However, this measure is not always sufficient to eliminate uneven distribution. There are also known protection devices equipped with a detector to detect uneven distribution and cut off the power supply to the motor in the event of an imbalance (e.g. French patent N-2 289 384), or those that reduce the supply voltage (e.g. English patent N-2 174 513). Some manufacturers make two or more attempts to get the machine to start its spinning cycle; if these attempts fail, the machine is switched off. However, these solutions have serious drawbacks.
Aus der EP-A-0 349 798 ist eine Waschmaschine bekannt mit einem Steuersystem, das Informationen analysiert und auswertet, wie z.B. die Drehzahl des Motors, den vom Motor aufgenommenen Strom und/oder das Drehmoment des Motors. Die Druckschrift führt dann aus, daß der Beginn der Schleuderphase eingeleitet wird, wenn das System eine Zunahme des Motorstrom es, eine Erhöhung des Drehmoments und/oder eine Reduktion der Motordrehzahl feststellt: In dieser Weise wird die kritische Drehzahl (Resonanz) so schnell wie möglich durchlaufen, um eine exzessive Schwingung des internen Aggregats der Maschine zu vermeiden. Bei dem vorgeschlagenen System beginnt die Schleuderphase typischerweise, wenn die unbalancierte Last sich im Bereich zwischen 600 und 170º vom unteren Totpunkt befindet, während nach diesem Bereich die Beschleunigung der Trommel gegen Null geht, oder gleich Null ist, oder die Trommel sogar in der Drehzahl verzögert wird.From EP-A-0 349 798 a washing machine is known with a control system which analyses and evaluates information such as the speed of the motor, the current absorbed by the motor and/or the torque of the motor. The document then states that the start of the spin phase is initiated when the system detects an increase in the motor current, an increase in the torque and/or a reduction in the motor speed: In this way the critical speed (resonance) is passed through as quickly as possible in order to avoid excessive vibration of the internal unit of the machine. In the proposed system the spin phase typically begins, when the unbalanced load is in the range between 600 and 170º from bottom dead center, while beyond this range the acceleration of the drum approaches zero, or is equal to zero, or the drum is even decelerated in speed.
Die Erfindung baut auf die Kenntnis dieser Tatsachen auf, und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein einfaches, aber effizientes Steuersystem vorzuschlagen, das die vorerwähnten Nachteile vermeidet.The invention is based on the knowledge of these facts and the object of the present invention is to propose a simple but efficient control system which avoids the aforementioned disadvantages.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Steuern der Schleuderphase einer Waschmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des beigefügten Anspruches 1, und eine Waschmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des beigefügten Anspruches 5.This object is achieved according to the invention by a method for controlling the spin phase of a washing machine with the characterizing features of the appended claim 1, and a washing machine with the characterizing features of the appended claim 5.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen hervor.Further features and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description of an embodiment with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 das Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Steuern der Motordrehzahl einer Waschmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung;Figure 1 shows the block diagram of a device for controlling the motor speed of a washing machine according to the present invention;
Figur 2 ein detailliertes Schaltbild der Steuereinrichtung nach Figur 1 für ein System gegen ungleichmäßige Verteilung der Last;Figure 2 is a detailed circuit diagram of the control device according to Figure 1 for a system against uneven distribution of the load;
Figur 3 ein Spannungsdiagramm für zwei Spannungssignale in der Steuerschaltung nach Figur 1;Figure 3 shows a voltage diagram for two voltage signals in the control circuit according to Figure 1;
Figur 4 eine Tabelle von Werten einer bekannten Schaltung, wie sie in den verschiedenen Phasen des Zyklusses aufgezeichnet wurden, zusammen mit den Resultaten von 16 Startversuchen für die Schleuderphase;Figure 4 is a table of values of a known circuit as recorded in the various phases of the cycle, together with the results of 16 start attempts for the spin phase;
Figur 5 eine Tabelle von Werten der erfindungsgemäßen Schaltung, wie sie in den verschiedenen Phasen des Zyklusses aufgezeichnet wurden, zusammen mit den Resultaten von 16 Startversuchen für die Schleuderphase.Figure 5 is a table of values of the circuit according to the invention as recorded in the various phases of the cycle, together with the results of 16 start attempts for the spin phase.
Zur Figur 1, die ein Blockschaltbild der Steuereinrichtung für die Motordrehzahl einer Waschmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, ist folgendes zu bemerken:Regarding Figure 1, which shows a block diagram of the control device for the motor speed of a washing machine according to the present invention, the following should be noted:
- Auf der linken Seite ist eine Anzahl von 12 Anschlußklemmen zu anderen Teilen der Maschine zu sehen, und zwar insbesondere zum Eingangskabel des elektrischen Netzanschlusses, zum Drehmotor M der Trommel, zu einem dynamoelektrischen Tachometer D und zum Programmierer bzw. Zeitgeber T;- On the left-hand side, there are 12 terminals for connecting to other parts of the machine, in particular to the input cable of the electrical mains connection, to the drum rotation motor M, to a dynamo-electric tachometer D and to the programmer or timer T;
- zur oberen Rechten ist ein Triac T1 vorgesehen, der die Motoreingangsspannung steuert, und zwar in Übereinstimmung mit dem Steuersignal, das an seiner Steuerelektrode über einen Widerstand R2 anliegt;- at the top right there is a triac T1 which controls the motor input voltage in accordance with the control signal applied to its control electrode via a resistor R2;
- im mittleren Bereich der Schaltung ist eine integrierte Schaltung IC1 der Type TDA 1085C der Firma Motorola vorgesehen, die eine Steuerfunktion aus"bt durch Vergleich der vom dynamoelektrischen Tachometer D gelieferten Spannung mit der eines gesteuerten Widerstandsnetzwerkes des Zeitgebers T;- in the middle part of the circuit there is an integrated circuit IC1 of the type TDA 1085C from Motorola, which performs a control function by comparing the voltage supplied by the dynamoelectric tachometer D with that of a controlled resistance network of the timer T;
- im mittleren Bereich ist unterhalb der integrierten Schaltung ein mit AS bezeichneter Block zu sehen, der das System gemäß der Erfindung zur Gegenwirkung gegen Unwucht enthält.- In the middle area, below the integrated circuit, a block marked AS can be seen, which contains the system according to the invention for counteracting unbalance.
Der Zeitgeber T erzeugt die Signale zum Umschalten der Geschwindigkeit von einem Waschvorgang zu einem Verteilervorgang (höher als beim Waschvorgang) und vom Verteilungsvorgang zur Schleuderphase (noch höher); dies erfolgt im wesentlichen dadurch, daß die Spannungen an den Anschlüssen 5 und 6 der integrierten Schaltung IC1 variiert werden. Insbesondere zum Anfang der Schleuderphase ist die Beziehung zwischen den Spannungen an den Anschlüssen 6 und 4 wichtig.The timer T generates the signals for switching the speed from a washing phase to a distribution phase (higher than the washing phase) and from the distribution phase to the spin phase (even higher); this is done essentially by varying the voltages at terminals 5 and 6 of the integrated circuit IC1. The relationship between the voltages at terminals 6 and 4 is important, particularly at the start of the spin phase.
Die Schaltung nach Figur 1 wird hier nicht weiter im Detail beschrieben, da sie ein Teil des Blockes AS ist, einer konventionellen Type und dem Fachmann allgemein bekannt.The circuit according to Figure 1 is not described in further detail here, since it is part of the block AS, a conventional type and generally known to the person skilled in the art.
Figur 2 zeigt ein Schaltbild mit mehr Einzelheiten der Steuereinrichtung nach Figur 1 zur Verhinderung von Unwucht. Es enthält vier Operationsverstärker A, B, C und D, die einander gleich und in einer integrierten Schaltung der Type LM 339 enthalten sind.Figure 2 shows a circuit diagram with more details of the control device according to Figure 1 for preventing unbalance. It contains four operational amplifiers A, B, C and D, which are identical to one another and are contained in an integrated circuit of the type LM 339.
Auf der linken Seite des Schaltbildes sind fünf Anschlüsse zu sehen, die mit den Zahlen 16, 5, 6, 8 und 9 bezeichnet sind. Diese entsprechen den Anschlüssen gleicher Nummer der integrierten Schaltung TDA 1085C. Anschluß 8 ist mit Masse (negativer Anschluß) der Schaltung verbunden, während Gleichspannung von etwa + 15 Volt am Anschluß 9 anliegt.On the left side of the circuit diagram, five terminals can be seen, labeled with the numbers 16, 5, 6, 8 and 9. These correspond to the terminals of the same number on the TDA 1085C integrated circuit. Terminal 8 is connected to ground (negative terminal) of the circuit, while DC voltage of approximately + 15 volts is present at terminal 9.
Das Unwuchtsignal wird am Anschluß 16 des TDA 1085 (ring voltage control) abgenommen; im Falle eines Ungleichgewichts tritt an dem Anschluß 16 eine spannungsvaruerende Komponente (siehe Figur 3) auf, da die für den Motor zur Abstellung der Unwucht notwendige Leistung entsprechend der Winkelposition der Last notwendig ist. Während der Phase, in der das Gewicht ansteigt, ist eine höhere Leistung erforderlich als während der abfallenden Phase. Das Unwuchtsignal wird dem nicht umkehrenden Eingang eines Verstärkers zugeführt, der durch den Abschnitt B der integrierten Schaltung LM 339 gebildet wird, und die als Vorstufe für den Verstärker D derselben Schaltung dient. Abschnitt D erhält an seinem nicht umkehrenden Eingang eine feste Schwellenspannung von 13,6 V, die durch einen Spannungsteiler aus den Widerständen von 68k und 560k erzeugt wird, und dem invertierenden Eingang wird das Ausgangssignal des Abschnittes A zugeführt. Die Spannungspegel sind bei ungleichmäßiger Last derart, daß die Abschnitte C und D ein hohes Ausgangssignal liefern.The unbalance signal is taken from terminal 16 of the TDA 1085 (ring voltage control); in the event of an unbalance, a voltage varying component (see Figure 3) appears at terminal 16, since the power required by the motor to correct the unbalance is dependent on the angular position of the load. During the phase in which the weight is increasing, a higher power is required than during the decreasing phase. The unbalance signal is fed to the non-inverting input of an amplifier formed by section B of the LM 339 integrated circuit, which serves as a pre-stage for amplifier D of the same circuit. Section D receives at its non-inverting input a fixed threshold voltage of 13.6 V, generated by a voltage divider made up of resistors of 68k and 560k, and the output signal of section A is fed to the inverting input. The voltage levels under unbalanced load are such that sections C and D provide a high output signal.
Am Anschluß 5 des TDA 1085C wird ein Signal abgenommen, das dem invertierenden Eingang des Abschnittes A zugeführt und mit einer festen Schwellenspannung von 0,9 Volt verglichen wird, die an dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers anliegt und durch einen Spannungsteiler aus den Widerständen 68k und 4,3k erzeugt wird (diese Schwellenspannung dient zur Unterscheidung zwischen den Waschphasen, in denen die Spannung am Anschluß 5 niedriger als 0,9 Volt ist, und in anschließenden Phasen, in denen sie größer ist). Das Ausgangssignal des Abschnittes A kommt vom invertierenden Eingang des Abschnittes C, während an dem nichtinvertierenden Anschluß desselben Abschnittes dieselbe Schwellenspannung von 0,9 Volt anliegt.A signal is taken from terminal 5 of the TDA 1085C which is applied to the inverting input of section A and compared with a fixed threshold voltage of 0.9 volts applied to the non-inverting input of the amplifier and generated by a voltage divider consisting of resistors 68k and 4.3k (this threshold voltage is used to distinguish between the washing phases in which the voltage at terminal 5 is less than 0.9 volts and subsequent phases in which it is greater). The output signal of section A comes from the inverting input of section C, while the same threshold voltage of 0.9 volts is applied to the non-inverting terminal of the same section.
Die Ausgangsspannungen der Abschnitte C und D halten Anschluß 6 der integrierten Schaltung TDA 1085 C normalerweise auf einem solchen Pegel, daß der Motor nicht die Schleuderdrehzahl erreichen kann, wenn in der Verteilungsphase eine Unwucht auftritt; nur in dem Moment, wenn die Spannung am Anschluß 16 ihren Maximalwert erreicht, das heißt dann, wenn sich die Last an ihrem höchsten Punkt befindet (oberer Totpunkt), wechseln die Ausgangsspannungen des Verstärkers D von LM 339 auf einen niedrigen Wert, also in der Funktion als UND-Gatter, so daß das Ausgangssignal des Abschnittes C auf Null fällt. Anschluß 6 von TDA 1085 wechselt dadurch auf einen niedrigeren Spannungspegel als der am Anschluß 5, so daß als Resultat davon der Motor in die Schleuderphase übergehen kann.The output voltages of sections C and D normally keep terminal 6 of the TDA 1085 C integrated circuit at such a level that the motor cannot reach the spin speed if an imbalance occurs in the distribution phase; only at the moment when the voltage at terminal 16 reaches its maximum value, that is, when the load is at its highest point (top dead center), the output voltages of amplifier D of LM 339 to a low value, i.e. in the function as an AND gate, so that the output signal of section C falls to zero. Terminal 6 of TDA 1085 therefore changes to a lower voltage level than that at terminal 5, so that as a result the motor can go into the spin phase.
Die Widerstände 10k, 15k und 27k an den Ausgängen der Verstärker sind Hochzieh-Widerstände, die für die Funktion des Komparators LM 339 unverzichtbar sind. Die Diode 1N4148 zwischen den Anschlüssen 2 und 5 des LM 339 führt eine Hysterese ein, die verhindert, daß der Ausgang des Abschnittes A einen Einfluß auf den Eingang hat, aber den entgegengesetzten Zustand zuläßt. Die Ausgänge der Verstärker C und D sind mit dem Anschluß T8 des Zeitgebers verbunden. Zum besseren Verständnis der Funktion ist in Figur 2 der Widerstand R19 des Blockschaltbildes nach Figur 1 gestrichelt gezeichnet, und hierdurch sind die erwähnten Ausgänge mit dem Anschluß 6 des TDA 1085 verbunden.The resistors 10k, 15k and 27k at the outputs of the amplifiers are pull-up resistors which are essential for the function of the comparator LM 339. The diode 1N4148 between terminals 2 and 5 of the LM 339 introduces a hysteresis which prevents the output of section A from having an influence on the input, but allows the opposite state. The outputs of the amplifiers C and D are connected to terminal T8 of the timer. To better understand the function, the resistor R19 of the block diagram in Figure 1 is shown in dashed lines in Figure 2, and this connects the mentioned outputs to terminal 6 of the TDA 1085.
Figur 3 zeigt zwei Spannungssignale, die in der Steuerschaltung nach Figur 1 auftreten, genauer gesagt, der obere Teil der Figur zeigt den Verlauf der Spannung am Anschluß 16 des TDA 1085, während der untere Teil derselben Figur den Spannungsverlauf am Anschluß 6 zeigt. Im unteren Bereich der Figur sind zwei Zeitpunkte eingezeichnet: der Zeitpunkt t1, zu dem der Zeitgeber die Schleuderphase einleitet, und der Zeitpunkt t2, an dem eine solchen Phase effektiv beginnt. Es ist zu sehen, daß die Spannung am Anschluß 6 auch nach dem Zeitpunkt t1 hoch bleibt, solange die Spannung am Pin 16 niedrig ist; nur wenn die Spannung am Anschluß 16 (Zeitpunkt t2, Last am oberen Totpunkt) ansteigt, kann die Spannung am Anschluß 6 niedriger werden, so daß die Schleuderphase beginnt.Figure 3 shows two voltage signals that appear in the control circuit of Figure 1, more specifically, the upper part of the figure shows the voltage waveform at pin 16 of the TDA 1085, while the lower part of the same figure shows the voltage waveform at pin 6. In the lower part of the figure two points in time are shown: the point in time t1 at which the timer initiates the spin phase, and the point in time t2 at which such a phase effectively begins. It can be seen that the voltage at pin 6 remains high even after point in time t1 as long as the voltage at pin 16 is low; only when the voltage at pin 16 increases (point in time t2, load at top dead center) can the voltage at pin 6 become lower, so that the spin phase begins.
In Figur 4 sind die Zeit- und Spannungswerte sowie die Drehzahlen des Motors aufgeführt, wie sie in einer Waschmaschine bekannter Art während der verschiedenen Phasen (Waschphase, Verteilungsphase, Schleuderphase) bei drei Lastzuständen auftreten: keine Last, eine erste Last (900 g) ungleichmäßig verteilt, eine zweite Last (1850 g) ungleichmäßig verteilt. Darunter sind die Resultate von 16 Tests bei Beginn des Schleudervorganges aufgeführt, und zwar acht mit der ersten Last und acht mit der zweiten Last. Von den 16 Versuchen mit ungleichmäßig verteilter Last brachten nur drei positive Resultate.Figure 4 shows the time and voltage values as well as the speed of the motor as they occur in a washing machine of the known type during the various phases (washing phase, distribution phase, spin phase) under three load conditions: no load, a first load (900 g) unevenly distributed, a second load (1850 g) unevenly distributed. Below are the results of 16 tests at the start of the spin cycle, eight with the first load and eight with the second load. Of the 16 tests with unevenly distributed load, only three produced positive results.
In Figur 5 sind die Zeit- und Spannungswerte sowie die Drehzahlen des Motors eingetragen, wie sie in einer Waschmaschine mit einem Steuersystem zum Unwuchtausgleich gemäß der vorliegenden Erfindung auftreten, und zwar während derselben Phase wie in Verbindung mit Figur 4 beschrieben und bei den gleichen drei Lastzuständen. Darunter sind ebenfalls die Resultate von 16 Tests zu Beginn der Schleuderphase enthalten, und zwar acht mit der ersten Last und acht mit der zweiten Last, wobei alle 16 Versuche mit einer ungleichmäßig verteilten Last zu positiven Resultaten führten.Figure 5 shows the time and voltage values as well as the speeds of the motor as they occur in a washing machine with a control system for unbalance compensation according to the present invention, during the same phase as described in connection with Figure 4 and under the same three load conditions. Also included are the results of 16 tests at the beginning of the spin phase, eight with the first load and eight with the second load, all 16 tests with an unevenly distributed load giving positive results.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei unwuchtiger Last Probleme bei einer Drehzahl auftreten, die gleich der Resonanzgeschwindigkeit des Systems ist. Da der Schleudervorgang zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem sich die Last an ihrem höchsten Punkt befindet, führt dies unter Ausnutzung der Schwerkraft zu einem Ansteigen der Geschwindigkeit, so daß unter Ausnutzung der Massenkraft der Einheit die kritische Drehzahl überwunden werden kann.The invention is based on the knowledge that problems occur with an unbalanced load at a speed that is equal to the resonance speed of the system. Since the spinning process begins at the time when the load is at its highest point, this leads to an increase in speed using gravity, so that the critical speed can be overcome using the inertia of the unit.
Die Eigenschaften der beschriebenen Waschmaschine gehen klar aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen hervor. Aus der Beschreibung sind auch die praktischen Vorteile der Waschmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung klar erkennbar. Insbesondere erlaubt es die beschriebene Waschmaschine, eine bessere Anpassung bei Beginn der Schleuderphase zu erzielen, so daß das Risiko von Beschädigungen vermieden wird, wenn der Vorgang mehrere Male wiederholt werden müßte.The characteristics of the washing machine described are clear from the description and the accompanying drawings. The description also clearly shows the practical advantages of the washing machine according to the present invention. In particular, the washing machine described allows better adjustment to be achieved at the start of the spin phase, thus avoiding the risk of damage if the operation has to be repeated several times.
Auch ist klar, daß für den Fachmann verschiedene Varianten zur beschriebenen Waschmaschine möglich erscheinen, ohne sich von den neuen Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu entfernen.It is also clear that various variants of the washing machine described appear possible to the person skilled in the art without departing from the novel principles of the present invention.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |