EP0539617B1 - Unwuchtüberwachung für einen Waschautomaten - Google Patents

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EP0539617B1
EP0539617B1 EP91118534A EP91118534A EP0539617B1 EP 0539617 B1 EP0539617 B1 EP 0539617B1 EP 91118534 A EP91118534 A EP 91118534A EP 91118534 A EP91118534 A EP 91118534A EP 0539617 B1 EP0539617 B1 EP 0539617B1
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unbalance
electric motor
rotational speed
control device
microswitch
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F33/00—Control of operations performed in washing machines or washer-dryers 
    • D06F33/30—Control of washing machines characterised by the purpose or target of the control 
    • D06F33/48—Preventing or reducing imbalance or noise
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F2103/00—Parameters monitored or detected for the control of domestic laundry washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2103/26—Imbalance; Noise level

Definitions

  • the invention relates to an unbalance monitoring for a washing machine according to the preamble of claim 1; Such imbalance monitoring is generally known through prior public use.
  • the control device controls or regulates, among other things, the various operating speeds in the washing or applying or spinning mode; at the same time it monitors the functionality of the speed detection device, which supplies the actual values of the current speed of the electric motor. If an error in the drive, such as a line break or a short circuit, is detected, the motor is stopped immediately via the speed control element.
  • unbalance monitoring is to be made possible with a construction and production engineering expenditure which is substantially lower than with the known solutions become; the solution to this problem is possible, starting from a monitoring device of the type mentioned at the outset, by the teaching of claim 1; advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims; AC series motors or DC series motors, each with a commutator-fed rotor, are preferably provided as electric motors.
  • an unbalance monitor is provided with a speed detection device consisting of a rotor-side magnetic pole wheel and a stator-side Hall sensor with a digital output
  • the unbalance sensor is advantageously switched on in the output line (Out) of the Hall sensor, in particular as a microswitch that opens in the event of an impermissible unbalance.
  • the unbalance sensor can advantageously be designed for the relatively small current or voltage ratios of the signal of the speed detection device and, in particular, can advantageously be carried out on two connecting lines that are to be additionally provided and to be laid by a deflection sensor or on an addition that monitors the speed fluctuation Regulation or control device can be dispensed with, since the control device can switch off the drive and then attempt to restart only by interrupting the existing connection line to the speed detection device.
  • FIG. 1 shows an AC series motor fed from a single-phase AC network R, M P via a program control unit PS, a regulating or control device RV and a triac semiconductor circuit as an electric motor M with an armature winding AB connected via a commutator and for this purpose via one of the Program control unit PS actuable reversing switch reversible switchable excitation winding EF.
  • the control device RV is essentially given the speed setpoints and switching cycles with corresponding speeds and switching times for a washing, spin-up and spin operation by the program control device PS.
  • FIG. 2 shows a single-phase AC network R, M p via a regulating or control device RV and a triac semiconductor circuit Tr fed via a commutation choke KD, arranged in a rectifier bridge circuit D1-D4 and intended for a washing machine drive, a DC series motor as an electric motor M with an armature winding AB connected via a commutator motor and an excitation winding E; F1, F2 lying in series therewith and provided with a winding tap.
  • control with pulse width modulation can also be provided in a manner known per se.
  • a relay R1 that can be operated by the control device RV and a relay R2 that is also control-dependent by the control device RV are provided for reversing the direction of rotation.
  • the control device RV are as essential target values a particular direction of rotation and a certain speed is to n set for the intended here digital control.
  • a microswitch (MS) is now switched on in the circuit of the tachometer generator TG with the control device St in such a way that the tacho circuit is interrupted when the microswitch (MS) responds by opening when there is an impermissible unbalance, and thus the entire control unit RV Drive deactivated and e.g. can then be started again for a new start-up attempt.
  • FIG. 3 shows, as an alternative to FIGS. 1 and 2, instead of the tachogenerator TG which detects or monitors the speed, a magnetic pole wheel P which is coupled to the rotor shaft of the respective electric motor M and which has an associated stator-side Hall sensor IC which transmits signals proportional to the speed Regulatory or control device RV delivers.
  • an unbalance sensor is in turn switched on in the output line Out of the Hall sensor IC such that when the unbalance sensor responds, the output line is interrupted and the entire output is accordingly switched off via the regulating or control device RV.
  • the microswitch MS is integrated in a manner not shown in the electric motor M, in particular by arranging it on its end plate; Since the electric motor is relatively rigidly attached to the tub, the movements are transmitted to the microswitch with sufficient force if the elastically suspended tub is deflected too much.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Unwuchtüberwachung für einen Waschautomaten gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1; eine derartige Unwuchtüberwachung ist durch offenkundige Vorbenutzung allgemein bekannt.
  • Bei bekannten Unwuchtüberwachungen wird entweder über am Laugenbehälter angeordnete Sensoren die Auslenkung des elastisch aufgehängten Laugenbehälters gemessen oder es wird die Drehzahlschwankung der Waschtrommel von jeweils einem entsprechenden Sensor erfaßt und an eine Überwachungsvorrichtung weitergegeben, die Teil der Regel- bzw. Steuervorrichtung sein kann. US-A-3 499 534 offenbart eine Unwuchtüberwachung mit einem Schalter der bei einer unzulässigen Unwuchtschließt, wodurch die Spannung am Eingang der Drehzahlregelschaltung wegfällt. Diese Anordnungen erfordern im ersteren, vorzugsweise bei analog arbeitenden Drehzahlergelungen benutztem Fall gesonderte Anschlußleitungen zwischen dem Auslenkungssensor und der Überwachungsvorrichtung bzw. im zweiten vorzugsweise bei digital arbeitenden Drehzahlregelungen benutztem Fall eine zusätzliche Auswerteschaltung für die von der an sich vorhandenen Drehzahlerfassungsvorrichtung gelieferten Drehzahlschwankungen. Von der Steuervorrichtung werden u.a. die verschiedenen Betriebsdrehzahlen im Wasch-, bzw. Anlege- bzw. Schleuderbetrieb gesteuert bzw. geregelt; von ihr wird gleichzeitig auch die Funktionsfähigkeit der Drehzahlerfassungsvorrichtung überwacht, die die Ist-Werte der jeweils augenblicklichen Drehzahl des Elektromotors liefert. Wird ein Fehler im Antrieb, wie z.B. eine Leitungsunterbrechung oder ein Kurzschluß, erkannt, so erfolgt augenblicklich ein Stillsetzen des Motors über das Drehzahlstellglied.
  • Gemäß Aufgabe vorliegender Erfindung soll eine Unwuchtüberwachung mit einem gegenüber den bekannten Lösungen wesentlich geringerem baulichen und fertigungstechnischen Aufwand ermöglicht werden; die Lösung dieser Aufgabe ist, ausgehend von einer Überwachungsvorrichtung der eingangs genannten Art durch die Lehre des Anspruchs 1 möglich; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche; als Elektromotoren sind bevorzugt AC-Reihenschlußmotoren bzw. DC-Reihenschlußmotoren mit jeweils einem kommutatorgespeisten Rotor vorgesehen.
  • Ist eine Unwuchtüberwachung mit einer Drehzahlerfassungsvorrichtung bestehend aus einem rotorseitigen Magnet-Polrad und einem statorseitigen Hallsensor mit digitalem Ausgang, vorgesehen, so ist in vorteilhafter Weise der Unwuchtsensor, insbesondere als bei unzulässiger Unwucht öffnender Mikroschalter in die Ausgangsleitung (Out) des Hallsensors eingeschaltet.
  • Bei der erfindungsgemäßen Unwuchtüberwachung kann in vorteilhafter Weise der Unwuchtsensor für die relativ kleinen Strom- bzw. Spannungsverhältnisse des Signals der Drehzahlerfassungsvorrichtung ausgelegt und insbesondere kann in vorteilhafter Weise auf zwei ansonsten zusätzlich vorzusehende und zu verlegende Anschlußleitungen von einem Auslenkungssensor oder auf einen die Drehzahlschwankung überwachenden Zusatz der Regel- bzw. Steuervorrichtung verzichtet werden, da lediglich durch die Unterbrechung der an sich vorhandenen Verbindungsleitung zu der Drehzahlerfassungsvorrichtung die Steuervorrichtung den Antrieb abschalten und anschließend einen Neuanlauf versuchen kann.
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand zweier schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:
    • FIG 1
    ein Prinzipschaltbild eines AC-Reihenschlußmotors für einen Waschgeräteantrieb mit einem Tachogenerator zur Drehzahlerfassung bzw. Drehzahlüberwachung und einer analog arbeitenden Steuer- bzw. Regelvorrichtung.
    FIG 2
    ein Prinzipschaltbild eines DC-Reihenschlußmotors für einen Waschgeräteantrieb mit einem Tachogenerator zur Drehzahlerfassung bzw. Drehzahlüberwachung und einer digital arbeitenden Steuer- bzw. Regelvorrichtung.
    FIG 3
    in einem Teilausschnitt der Schaltung gemäß FIG 1 bzw. 2 die Drehzahlerfassung und Drehzahlüberwachung mit einem rotorseitigen Magnet-Polrad und einem statorseitigen Hallsensor.
  • FIG 1 zeigt einen aus einem Einphasen-Wechselstromnetz R, MP über ein Programmsteuergerät PS, eine Regel- bzw. Steuervorrichtung RV und eine Triac-Halbleiterschaltung gespeisten AC-Reihenschlußmotor als Elektromotor M mit über einen Kommutator angeschlossener Ankerwicklung A-B und dazu über einen von dem Programmsteuergerät PS betätigbaren Drehrichtungsumkehrschalter umschaltbaren in Reibe liegenden Erregerwicklung E-F. Für die hier vorgesehene analoge Regelung werden der Regel- bzw. Steuervorrichtung RV von dem Programmsteuergerät PS im wesentlichen Drehzahlsollwerte und Schaltzyklen mit entsprechenden Drehzahlen und Schaltzeiten für einen Wasch-, Schleuderhochlauf- sowie Schleuderbetrieb vorgegeben.
  • FIG 2 zeigt einen aus einem Einphasen-Wechselstromnetz R, Mp über eine Regel- bzw. Steuervorrichtung RV und eine Triac-Halbleiterschaltung Tr über eine Kommutierungsdrossel KD gespeisten, in einer Gleichrichterbrückenschaltung D1 - D4 angeordneten, für einen Waschgeräteantrieb vorgesehenen DC-Reihenschlußmotor als Elektromotor M mit über einen Kommutatormotor angeschlossener Ankerwicklung A-B und einer damit in Reihe liegenden, mit einer Wicklungsanzapfung versehenen Erregerwicklung E;F1,F2. Anstelle der hier verwendeten Phasenanschnitt-Steuerung kann auch in an sich bekannter Weise eine Ansteuerung mit Pulsweitenmodulierung vorgesehen werden. Zur unterschiedlichen Wicklungsanzapfung der Erregerwicklung ist ein von der Regel- bzw. Steuervorrichtung RV bedienbares Relais R1 und für die Drehrichtungsumkehr ein ebenfalls von der Regel- bzw. Steuervorrichtung RV steuerabhängiges Relais R2 vorgesehen. Der Regel- bzw. Steuervorrichtung RV werden als wesentliche Sollwerte eine bestimmte Drehrichtung und eine bestimmte Drehzahl nsoll für die hier vorgesehene digitale Regelung vorgegeben.
  • Zur Drehzahlerfassung und Drehzahlüberwachung dient in beiden Fällen ein mit der Rotorwelle des Elektromotors M drehabhängiger Tachogenerator TG, der derart in Steuerabhängigkeit mit der Regel bzw. Steuervorrichtung RV steht, daß bei irgendeiner durch den Tachogenerator TG angezeigten Betriebsstörung die Regel- bzw. Steuervorrichtung RV den Antrieb abschaltet.
  • Erfindungsgemäß ist nunmehr in den Stromkreis des Tachogenerators TG mit der Steuervorrichtung St ein Mikroschalter (MS) derart eingeschaltet, daß der Tachokreis bei Ansprechen des Mikroschalters (MS) durch Öffnen bei unzulässiger Unwucht unterbrochen und damit über die Regel- bzw. Steuervorrichtung RV auch der gesamte Antrieb außer Betrieb gesetzt und z.B. danach für einen neuen Anlaufversuch wieder gestartet werden kann wird.
  • FIG 3 zeigt in Alternative zu FIG 1 bzw. 2 anstelle des die Drehzahl erfassenden bzw. die Drehzahl überwachenden Tachogenerators TG ein mit der Rotorwelle des jeweiligen Elektromotors M drehabhängig gekuppeltes Magnet-Polrad P und einen diesem zugeordneten statorseitigen Hallsensor IC, der drehzahlproportionale Signale an die Regel- bzw. Steuervorrichtung RV abgibt. Erfindungsgemäß ist in die Ausgangsleitung Out des Hallsensors IC wiederum ein Unwuchtsensor derart eingeschaltet, daß bei Ansprechen des Unwuchtsensors die Ausgangsleitung unterbrochen und dementsprechend über die Regel- bzw. Steuervorrichtung RV der gesamte Abtrieb abgeschaltet wird.
  • Der Mikroschalter MS ist in hier nicht näher dargestellter Weise in den Elektromotor M, insbesondere durch Anordnung an dessen Lagerschild integriert; da der Elektromotor relativ starr am Laugenbehälter befestigt ist, werden bei einer zu starken Unwuchtauslenkung des elastisch aufgehängten Laugenbehälters die Bewegungen hinreichend stark auf den Mikroschalter übertragen.

Claims (9)

  1. Waschautomaten mit einer Vorrichtung zur Unwuchtüberwachung, dessen Waschtrommel von einem mittels einer Drehzahlerfassungsvorrichtung (TG) in einer Regelvorrichtung (RV) überwachten Elektromotor (M), insbesondere Reihenschlußmotor, angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Unwucht erfassender Unwuchtsensor (MS) als bei Erreichen einer unzulässigen Unwucht öffnender Reihen-Unterbrechungsschalter in der Zuleitung zwischen der Drehzahlerfassungsvorrichtung (TG) und der Regelvorrichtung (RV) angeordnet ist.
  2. Unwuchtüberwachung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen AC-Reihenschlußmotor als Elektromotor (M).
  3. Unwuchtüberwachung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen DC-Reihenschlußmotor als Elektromotor (M).
  4. Unwuchtüberwachung mit einer Drehzahlerfassungsvorrichtung bestehnd aus einem rotorseitigen Magnet-Polrad (P) und einem statorseitigen Hallsensor (IC) mit digitalem Ausgang nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Unwuchtsensor (Mikroschalter MS) in der Ausgangsleitung des Hallsensors (IC) angeordnet ist.
  5. Unwuchtüberwachung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß als Unwuchtsensor ein bei unzulässiger Unwucht öffnender Mikroschalter (MS) vorgesehen ist.
  6. Unwuchtüberwachung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroschalter (MS) in engem mechanischem Kontakt zum Laugenbehälter des Waschautomaten angeordnet ist.
  7. Unwuchtüberwachung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroschalter (MS) in engem mechanischem Kontakt zu dem die Waschtrommel antreibenden Elektromotor (M) angeordnet ist.
  8. Unwuchtüberwachung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine motorseitige Integrierung des Mikroschalters (MS) im Lagerschild des Elektromotors (M).
  9. Unwuchtüberwachung nach einem der Ansprüche 1-8, gekennzeichnet durch eine von der Funktionsfähigkeit der durch den Unwuchtsensor (MS) schaltbaren Drehzahlerfassungsvorrichtung (TG) betriebsabhängige Drehzahlsteuer- bzw. Drehzahlregelvorrichtung (St) für den Elektromotor (M).
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