EP0750065B1 - Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Unwucht bei einer Trommelwaschmaschine - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Unwucht bei einer Trommelwaschmaschine Download PDF

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EP0750065B1
EP0750065B1 EP96106878A EP96106878A EP0750065B1 EP 0750065 B1 EP0750065 B1 EP 0750065B1 EP 96106878 A EP96106878 A EP 96106878A EP 96106878 A EP96106878 A EP 96106878A EP 0750065 B1 EP0750065 B1 EP 0750065B1
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    • D06F39/08Liquid supply or discharge arrangements
    • D06F39/087Water level measuring or regulating devices

Definitions

  • the invention relates to a device for determining the unbalance of a loaded drum in a washing machine with a swinging suds container in which the Drum rotatably supported and driven by a motor.
  • the Invention a method for determining the unbalance in such a washing machine.
  • the invention also relates to a method for controlling the spinning process such a washing machine.
  • a washing machine with a level sensor which consists of a riser arranged in the drain area of the tub and connected to it Pressure measuring device exists.
  • the invention presents the problem of an apparatus and a method for determination to disclose the imbalance of the type mentioned at the outset, which is simple and can be used in a wide range of speeds. It turns out in particular the invention the problem, a method for controlling the spinning process Washing machine using a device for determining the unbalance of the input mentioned type, taking into account the drainage of unbalance becomes.
  • the drum (1) is rotatably mounted in the tub (2) in a known manner. It is through a motor (3) driven.
  • FIG. 2 shows an enlarged view of a riser (6) in which two weighted Membranes (13a, b) are arranged. These have the choice of certain weights (14) and / or spring constants of the membrane (13) natural frequencies that are different Speed ranges are matched.
  • a high-resolution pressure sensor (7) preferably an analog one, must be used as the pressure sensor (7)
  • Pressure sensor (7) can be used to detect the dynamic signal components. This means both the water level and the deflection of the tub due to unbalance (2) can be sensed, the program control (10) must separate the quasi-static and the dynamic signal component. For this reason a microprocessor control (10) is preferably used as the control device.
  • FIG. 3 shows a speed-time diagram to explain a method for controlling the spinning process.
  • the drum (1) is first accelerated from the washing speed n W (approx. 50 rpm) to a first measuring speed n 1 ( ⁇ 100 rpm) below the resonance speed n R (300-500 rpm).
  • the laundry must lie against the drum jacket at this speed (n 1 ), so that any imbalances have already formed.
  • the unbalance is determined by the microprocessor control (10). This can advantageously be done by the method described above.
  • the drum (1) is further accelerated to a second measuring speed n 2 (800 rpm) above the resonance speed n R (-). Since the unbalance is checked again here, the unbalance limit can be set significantly higher than in the known single-stage unbalance determination method.
  • the microprocessor control (10) brakes the drum (1) to such an extent that the contact speed n A is undershot and the laundry can be redistributed. Then a new spin starts (• - • - •).
  • the above-described method can reduce the unbalance at any time be taken into account by drainage during spin-up.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Unwucht einer beladenen Trommel in einer Waschmaschine mit einem schwingend aufgehängten Laugenbehälter, in welchem die Trommel drehbar gelagert und mit Hilfe eines Motors angetrieben wird. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Unwucht in einer solchen Waschmaschine. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung des Schleuderprozesses bei einer solchen Waschmaschine.
Bei Trommelwaschmaschinen entstehen durch ungünstige Wäscheverteilung Unwuchten. Diese verursachen insbesondere während des Schleuderprozesses starke Bewegungen des schwingend aufgehängten Laugenbehälters. Im Extremfall kann dies zum Anschlagen des Laugenbehälters am Gehäuse, zu starken Lagerbeanspruchungen und so zu Beschädigungen der Maschine führen. Zur Verhinderung von unwuchtbedingten Schäden an der Waschmaschine ist es bekannt, die Größe der Unwucht zu sensieren und das Schleudem bei Überschreitung einer vorgegebenen Unwuchtschwelle abzubrechen, um eine Neuverteilung der Wäsche vorzunehmen.
Zur Sensierung der Unwuchtgröße wurde bereits vorgeschlagen (EP 0 091 336 A1), das Fehlersignal der Regelabweichung zur Unwuchtbestimmung auszuwerten. Mit diesem Verfahren ist nur eine Sensierung von Unwuchten im Drehzahlbereich unterhalb der Resonanzdrehzahl möglich. Bei hohen Drehzahlen (> 300 Upm) kann die Unwuchtgröße nicht mehr bestimmt werden, da hier die Regelabweichungen kaum meßbar sind. Aus diesem Grund muß eine endgültige Entscheidung über den weiteren Verlauf des Schleuderprogramms bereits im unterkritischen Drehzahlbereich getroffen werden. Aus Sicherheitsgründen führt dies häufig zu einem nicht notwendigen Abbruch des Schleuderprozesses. Im überkritischen Bereich oberhalb der Resonanzdrehzahl wird nämlich im Regelfall die unwuchtbildende Wäsche entwässert und damit die Unwucht vermindert.
Weiterhin ist es bei den vorgenannten Waschmaschinen bekannt, das Abbrechen von Schleuderanläufen durch zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen (verstärkte Dämpfung, bessere Lager) einzuschränken. Dies führt jedoch zu einer Verteuerung der Herstellungskosten.
Aus der DE 30 02 786 A1 ist eine Waschmaschine mit einem Niveausensor bekannt, der aus einer im Abflußbereich des Laugenbehälters angeordneten Steigleitung und einer daran angeschlossenen Druckmeßeinrichtung besteht.
Der Erfindung stellt sich das Problem, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Bestimmung der Unwucht der eingangs genannten Art zu offenbaren, welche auf einfache Art und Weise und in einem breiten Drehzahlspektrum angewendet werden können. Insbesondere stellt sich der Erfindung das Problem, ein Verfahren zur Steuerung des Schleuderprozesses einer Waschmaschine unter Verwendung einer Vorrichtung zur Bestimmung der Unwucht der eingangs genannten Art zu offenbaren, bei dem die Entwässerung von Unwuchten berücksichtigt wird.
Erfindungsgemäß werden diese Probleme durch eine Vorrichtung oder durch Verfahren mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche gelöst. Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zur Bestimmung der Unwucht und mit der Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahren werden folgende Vorteile erreicht:
  • Die gewünschte Schleuderenddrehzahl wird häufiger erreicht;
  • die Lebensdauer der Waschmaschine wird durch die geringere Belastung verlängert;
  • die Sicherheitsvorkehrungen an den Verschleißteilen der Waschmaschine können bei gleichbleibender Lebensdauer verringert werden.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Vorrichtung ergibt sich durch Anordnung einer Membran quer zur Durchflußrichtung in der Steigleitung. Hierdurch erfolgt eine einfache, leicht zu fertigende Anordnung zur Erzeugung eines unwuchtabhängigen Drucksignalanteils. Daneben ist es vorteilhaft, die Membran mit einem Gewicht zu versehen, um den dynamischen Signalanteil auf einfache Weise zu verstärken. Durch die Anordnung von Öffnungen in der Membran wird eine Verfälschung des quasistatischen Signals zur Niveaumessung vermieden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind in der Steigleitung mehrere Vorrichtungen zur Erzeugung von von den Schwingungen des Laugenbehälters abhängigen Drucksignalen angeordnet, wobei deren Eigenfrequenzen an unterschiedliche Drehzahlbereiche der Trommeldrehzahl abgestimmt sind. Hierdurch wird gewährleistet, daß in diesen Drehzahlbereichen jeweils ein ausreichend verstärkter dynamischer Signalanteil erzeugt wird.
In einer vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der Unwucht wird der Drucksensor des Niveausensors der Waschmaschine verwendet. Hierdurch werden die Kosten für einen zusätzlichen Sensor eingespart.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
eine schematische Darstellung einer Waschmaschine mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zur Bestimmung der Unwucht;
Figur 2
die Steigleitung bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung als vergrößerte Einzelheit;
Figur 3
den Ablauf eines Schleuderprogramms in Abhängigkeit von der sensierten Unwucht anhand eines Drehzahl-/Zeit-Diagramms
Die Trommel (1) ist in bekannter Weise im Laugenbehälter (2) drehbar gelagert. Sie wird durch einen Motor (3) angetrieben. Ein mit dem Motor (3) gekoppelter Tachogenerator (4) greift ein Motordrehzahlsignal zur Regelung ab.
Zur Wasserstandsmessung ist am Abflußbereich (5) des Laugenbehälters (2) eine Steigleitung (6) angordnet, an deren anderem Ende sich ein analoger Drucksensor (7) befindet. Der Wasserzulauf ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt, so daß nur der Zufluß über den Waschmitteleinspülkasten (8) symbolisiert ist. Die Signalausgänge (9) des Tachogenerators (4) und des analogen Drucksensors (7) sind mit der Programmsteuerung (10) der Waschmaschine verbunden.
Durch die Anordnung einer mit einem Gewicht (14) belasteten Membran (13) in der Steigleitung (6) vor dem Drucksensor (7) wird ein System geschaffen, welches neben den quasistatischen Druckänderungen, die durch Niveauunterschiede der Waschflüssigkeit im Laugenbehälter (2) hervorgerufen werden, auch auf Beschleunigungen des Systems Laugenbehälter (2) - Steigleitung (6) reagiert. Da diese Beschleunigungen in erster Linie durch unwuchtbedingte Auslenkungen der Trommel (1) hervorgerufen werden, repräsentiert der dynamische Signalanteil des Drucksensors (7) die Größe der Unwucht der in der Trommel (1) befindlichen Wäsche. Durch die Anbringung von Öffnungen (11) in der Membran (13) wird eine Verfälschung des quasistatischen Signalanteils verhindert.
Figur 2 zeigt in vergrößerter Darstellung eine Steigleitung (6), in der zwei gewichtsbelastete Membranen (13a,b) angeordnet sind. Diese besitzen durch die Wahl bestimmter Gewichte (14) und/oder Federkonstanten der Membran (13) Eigenfrequenzen, die auf unterschiedliche Drehzahlbereiche abgestimmt sind.
Als Drucksensor (7) muß ein hochauflösender Drucksensor (7), vorzugsweise ein analoger Drucksensor (7) verwendet werden, um die dynamischen Signalanteile erfassen zu können. Damit sowohl das Wassemiveau als auch die unwuchtbedingten Auslenkungen des Laugenbehälters (2) sensiert werden können, muß in der Programmsteuerung (10) eine Trennung des quasistatischen und des dynamischen Signalanteils vorgenommen werden. Aus diesem Grund wird als Steuereinrichtung vorzugsweise eine Mikroprozessorsteuerung (10) eingesetzt.
Figur 3 zeigt ein Drehzahl-Zeit-Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Steuerung des Schleuderprozesses. Die Trommel (1) wird zunächst von der Waschdrehzahl nW (ca. 50 Upm) auf eine erste, unterhalb der Resonanzdrehzahl nR (300-500 Upm) liegende Meßdrehzahl n1 (< 100 Upm) beschleunigt. Die Wäsche muß bei dieser Drehzahl (n1) am Trommelmantel anliegen, so daß sich eventuelle Unwuchten bereits ausgebildet haben. Bei Erreichen dieser ersten Meßdrehzahl (n1) zum Zeitpunt t1 wird die Unwucht von der Mikroprozessorsteuerung (10) bestimmt. Dies kann vorteilhafterweise durch das vorbeschriebene Verfahren erfolgen. Liegt die ermittelte Unwucht unterhalb eines vorgegebenen Unwuchtgrenzwertes, wird die Trommel (1) weiter auf eine zweite Meßdrehzahl n2 (800 Upm) oberhalb der Resonanzdrehzahl nR beschleunigt (―). Da hier eine emeute Überprüfung der Unwucht erfolgt, kann der Unwuchtgrenzwert wesentlich höher als bei den bekannten einstufigen Unwuchtbestimmungsverfahren gesetzt werden.
Wird der Unwuchtgrenzwert bei der Messung zum ersten Zeitpunkt t1 überschritten, bremst die Mikroprozessorsteuerung (10) die Trommel (1) soweit ab, daß die Anliegedrehzahl nA unterschritten wird und eine Neuverteilung der Wäsche vorgenommen werden kann. Anschließend erfolgt ein emeuter Schleuderanlauf (•-•-•).
Bei Erreichen der zweiten Meßdrehzahl (n2) zum Zeitpunt t2 wird nochmals die Unwucht von der Mikroprozessorsteuerung (10) bestimmt. Anschließend wird die Trommel (1) auf eine Enddrehzahl nE beschleunigt, die von der Größe der jetzt herrschenden Unwucht abhängig ist.
Zur Bestimmung der beiden Unwuchtwerte in verschiedenen Drehzahlbereichen eignet sich in besonderer Weise die in Figur 2 gezeigte Vorrichtung. Es ist jedoch auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Unwucht nur im überkritischen Drehzahlbereich anzuwenden und im unterkritischen Drehzahlbereich wie eingangs beschrieben die Regelabweichung des Motors (3) auszuwerten. Außerdem ist es möglich, nach der zweiten Meßdrehzahl n2 weitere Unwuchtmessungen vorzunehmen. Auf diese Weise kann eine Abstufung des Drehzahlverlaufs erfolgen. Hierbei wird zunächst eine Drehzahl ni angesteuert, dann der Unwuchtwert Ui ermittelt und anschließend eine Drehzahl ni(Ui) angesteuert. Bei ausreichender Schnelligkeit des Rechners der Mikroprozessorsteuerung (10) kann diese Abstufung soweit aufgelöst werden, daß eine nahezu kontinuierliche Überwachung der Unwucht erfolgt und ein vom jeweiligen Unwuchtwert abhängiger Drehzahlverlauf gewählt wird. Dabei kann, abhängig vom Grad der Überschreitung eines festgesetzten Unwuchtgrenzwertes,
  • der Schleuderprozeß abgebrochen;
  • die Drehzahl reduziert,
  • die Drehzahl beibehalten,
    oder
  • die Drehzahl erhöht werden.
Durch das vorbeschriebene Verfahren kann zu jeder Zeit die Reduzierung von Unwuchten durch Entwässerung während des Schleuderhochlaufs berücksichtigt werden.

Claims (6)

  1. Vorrichtung zur Bestimmung der Unwucht einer beladenen Trommel (1) in einer Waschmaschine mit einem schwingend aufgehängten Laugenbehälter (2), in welchem die Trommel (1) drehbar gelagert und mit Hilfe eines Motors (3) angetrieben wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei einem an sich bekannten Niveausensor, bestehend aus einer im Abflußbereich des Laugenbehälters (2) angeordneten Steigleitung (6), an welche ein Drucksensor (7) angeschlossen ist, in der Steigleitung (6) mindestens eine Vorrichtung zur Erzeugung eines von den Schwingungen des Laugenbehälters (2) abhängigen Drucksignals angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der Steigleitung (6) mindestens eine Membran (13) quer zur Durchflußrichtung angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Membran(en) (13) mit einem Gewicht (14) versehen ist (sind).
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Membran(en) (13) mit mindestens einer Öffnung (11) versehen ist (sind).
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der Steigleitung (6) mehrere Vorrichtungen zur Erzeugung von von den Schwingungen des Laugenbehälters (2) abhängigen Drucksignalen angeordnet sind, wobei deren Eigenfrequenzen an unterschiedliche Drehzahlbereiche der Trommeldrehzahl abgestimmt sind.
  6. Verfahren zur Bestimmung der Unwucht einer beladenen Trommel (1) einer Waschmaschine mit einem schwingend aufgehängten Laugenbehälter (2), in welchem die Trommel (1) drehbar gelagert und mit Hilfe eines Motors (3) angetrieben wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der dynamische Signalanteil eines mit dem Laugenbehälter (2) in Verbindung stehenden Drucksensors (7) ausgewertet wird, wobei die von den Schwingungen des Laugenbehälters (2) erzeugten Druckschwankungen als Maß für die Unwucht herangezogen werden.
EP96106878A 1995-06-23 1996-05-02 Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Unwucht bei einer Trommelwaschmaschine Expired - Lifetime EP0750065B1 (de)

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