EP1293595A1 - Verfahren zur Erfassung einer Unwucht bei einer Waschmachine mit einem Laugenbehälter - Google Patents

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EP1293595A1
EP1293595A1 EP02012770A EP02012770A EP1293595A1 EP 1293595 A1 EP1293595 A1 EP 1293595A1 EP 02012770 A EP02012770 A EP 02012770A EP 02012770 A EP02012770 A EP 02012770A EP 1293595 A1 EP1293595 A1 EP 1293595A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
unbalance
riser
drum
pressure
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02012770A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Steinmüller
Simone Jehle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electrolux Home Products Corp NV
Original Assignee
Electrolux Home Products Corp NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electrolux Home Products Corp NV filed Critical Electrolux Home Products Corp NV
Publication of EP1293595A1 publication Critical patent/EP1293595A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • D06F39/00—Details of washing machines not specific to a single type of machines covered by groups D06F9/00 - D06F27/00 
    • D06F39/08—Liquid supply or discharge arrangements
    • D06F39/087—Water level measuring or regulating devices
    • 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
    • D06F2103/18—Washing liquid level
    • 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
    • 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
    • D06F34/00—Details of control systems for washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F34/14—Arrangements for detecting or measuring specific parameters
    • D06F34/16—Imbalance

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting a Unbalance in a washing machine with a riser with a pressure sensor and with a tub is a method for controlling a Spin process and a washing machine with a Riser and a pressure sensor.
  • a washing machine (DE 195 22 393 A1) is in a tub rotatably mounted a drum, wherein the drum with a variable speed motor is driven.
  • the outlet area of the tub is connected to a riser that is inside the Washing machine from the connection point in the outlet area is led above.
  • a Pressure sensor At the top of the riser are a Pressure sensor and several acceleration sensors arranged.
  • the Pressure sensor At the top of the riser are a Pressure sensor and several acceleration sensors arranged.
  • the acceleration sensors measure that Acceleration of the tub and riser system. With the clogging sensors Accelerations of the washing drum detected by Imbalance inside the washing drum. It it is proposed to accelerate the Washing drum the unbalanced accelerations to two Measure times.
  • the Acceleration aborted if the unbalance is too large, or it accelerates further until the second point in time.
  • the final spin speed will depend on it determines the unbalance strength at the second time of measurement was measured with the acceleration sensors.
  • Out Cost reasons are proposed for Accelerometer also use the level sensor. However, it is found that its output signal is too. is low in order to achieve the generate dynamic unbalance signal. The procedure and the device require to determine the unbalance dynamic signal, which leads back to the unbalance lead while the quasi-static signal, which is only due to a liquid level in the riser can be caused, not for consideration comes.
  • a shape is a so-called static imbalance, which is also referred to as load case L0, in which the Ideally, the drum should only be in the radial direction to the symmetry or axis of rotation is deflected.
  • L0 dynamic unbalance
  • L1 to L4 load cases
  • L1 to L4 load cases
  • different mixed forms of static and dynamic Represent unbalance there are the known load cases L1 to L4 that different mixed forms of static and dynamic Represent unbalance.
  • the so-called quasi-static Imbalance is a sub-case of dynamic unbalance quasi-static unbalance is not one of the Main axes of inertia on the axis of symmetry of the drum.
  • the method of detecting an unbalance according to claim 1 and the corresponding subclaims are quite suitable particularly advantageous for the detection of a dynamic Unbalance and cases with mixed unbalance components, at which also have a dynamic imbalance.
  • the Pressure measurement the liquid column to a predetermined Height set. So on the one hand it is possible from one predetermined reference pressure at the beginning of the rotation of the Start drum. On the other hand, the through the unbalance generated reproducible pressure changes because at a different height of the liquid column at the beginning of the Measurement each time a different pressure value is reached. A Such a calibration measurement can also be carried out at a specified level Reference speed take place. A pressure change will then occur compared to this reference measurement. It is however also possible at different heights of the Start liquid column at the beginning of the measurement and to the corresponding pressure value at the beginning of each Normalize measurement.
  • Measurement noise can be by a Simply suppress averaging over time or eliminate. This will still record the unbalance more accurate.
  • the average over time is advantageous one or more rotations of the drum are formed. Thereby any existing dynamic signal components from the Pressure sensor eliminated, which e.g. due to unbalance during the Rotation of the drum. It follows an approximately quasi-static recording of the pressure a speed.
  • the time constant of the averaging is optimized that e.g. at a temporal Varying the speed (speed ramp-up) the pressure change can still be resolved in time during the speed change can.
  • a liquid level in the tub is advantageous set, this above the opening of the Riser pipe.
  • the liquid column in the riser is through the Opening a water inlet and thus by letting it in from e.g. Fresh water and / or by pumping the Liquid that is already inside the tub, set.
  • This can advantageously be a defined one Adjust liquid column.
  • Avoid washing during or after the measurement advantageously pre-dewatered in the drum, e.g. is hurled.
  • pre-spin advantageously pumped out the ejected liquid, so that the laundry has no or only when the imbalance is detected releases liquid to a small extent. A skid at low speed is enough.
  • washing machine is by a Control unit of the water inlet and / or the water outlet controllable in such a way that a sets the defined liquid column.
  • This means that of such a washing machine is a method for determining the unbalance or to control the spin speed like feasible as described above.
  • the cross-section of the riser is smaller than the surface the liquid in the tub after the defined one Liquid column was set.
  • FIG. 1 schematically illustrates the interaction various components of a washing machine.
  • a tub 1 of the washing machine Within a tub 1 of the washing machine is rotatable mounted drum 2 arranged.
  • fresh water may be added via an inlet Detergent or the like supplied.
  • the Fresh water inlet 3 is via a solenoid valve 4 with a House line connection connected.
  • an outlet 5 In the deepest area of the Suds container 1 an outlet 5 is arranged, the with a pump line 6 is connected.
  • the drain line 6 is connected to a pump 7, which the liquid from pumps out the tub 1.
  • One branches from outlet 5 Riser 10 from outside the tub 1 is led upwards.
  • a pressure sensor 11 At the top of riser 10 a pressure sensor 11 is arranged, the pressure within the riser 10 measures.
  • the drum 2 is replaced by a Motor 12 driven.
  • a program sequence control unit 20 is used to control the Sequence of the individual programs of the washing machine.
  • the Control unit 20 controls a drive unit 21 of the engine 12 on. By controlling the drive unit 21 the drum 2 forward or backward at one speed during normal washing operation of approx. 30 turns per minute and continuously adjustable when spinning driven from 0 to approx. 1400 revolutions per minute.
  • the circulation pump 7 is furthermore controlled by the control unit 20 and the solenoid valve 4 controlled.
  • Via a signal and Communication line 22 is the control unit with a Sensor electronics 23 in connection, which in turn the signal subjected to a signal conditioning by the pressure sensor 11 and evaluates if necessary.
  • the control unit 20 can be connected via the line 22 Send synchronization signal to the sensor electronics 23, so that, for example, the measurement of the time-dependent pressure synchronized with the increase in speed by the motor 12 becomes.
  • the pressure sensor 11 In normal washing mode, the pressure sensor 11 the height of the water column in the riser 10 at Filling the tub 1 with water measured. Thereby the solenoid valve 4 can be closed as soon as one desired liquid level within the Suds container 1 was reached.
  • Fig. 2 shows an embodiment of the program flow
  • the control unit determines the spin speed 20. After the start of the spin program (S0) in a pre-spin is carried out in a step S1.
  • the Pre-spinning is at a low drum speed 2 in the range of 100 to 500 revolutions per minute executed. A speed of 300 is preferred Revolutions per minute because this is above the Speed range when running through the speed to determine the Final spin speed is (see Fig. 4).
  • the most of the amount of liquid is already from the wash away.
  • the counter REG is opened in step S1 Set zero and the spun liquid pumped out.
  • step S2 the pumping of the Liquid completed and by introducing Fresh water via inlet 3 a defined level of Liquid set in the riser.
  • the level is set so that the opening of the riser 10 to the outlet 5 completely immersed in liquid is, i.e. there is no air connection between the Air column in the riser 10 and the air in Suds container 1. Furthermore, this defined one is sufficient Liquid column level of the condition that in this the Liquid level in the tub 1 so far below the Bottom edge of the drum 2 is that even when deflected the drum 2 due to imbalance not in the Liquid immersed.
  • step S3 a pressure measurement with the drum 1 stopped carried out, the pressure value P1 being measured.
  • step S4 the acceleration of the speed Drum.
  • the drum is preferably included accelerated steady increase in speed.
  • step S5 after a specified time after the start of the ramp-up a second pressure value P2 is measured in the drum. Preferably becomes the second pressure value P2 in a time range of 15 measured up to 30 seconds after start-up, preferably at 20 seconds.
  • step S6 it is checked whether the difference between the pressure values (P1 - P2) is greater than a pressure limit value (P1 - P2> P unbalance ). If the pressure P2 has not fallen below the pressure P1 by at least the pressure value P unbalance , the normal final spin speed is set in step S7b. This means that the final spin speed is set here, which was originally specified by the program sequence control unit or which was selected by an operator. Instead of immediately executing step S7b after step S6, step S7a can optionally be used to check whether a total waiting time has been exceeded since the start of the startup. This waiting time is preferably 2 to 10 seconds longer than the time at which P2 is measured for the first time in step S5.
  • step S5 If this waiting time has not expired, the process from step S5 is repeated again until the waiting time has been exceeded or the pressure drop is greater than P unbalance .
  • the waiting time in step S7a ensures that a pressure drop greater than P imbalance does not occur even at a higher speed during startup.
  • the steps S10, S11, S12 serve to cancel one Unbalance if it exceeds a certain value and possibly by redistributing the laundry within the Drum can be removed again.
  • Redistribution can optionally be dispensed with or as a setting value in step S10 instead of Number 3 another number can be used, for example a number between 2 and 10.
  • the stated time values are exemplary and are depending on the Washing machine model for as short a time as possible optimized detection of unbalance optimized.
  • the speed of the drum may continue increased until a minimum speed or acceleration time is reached in order to determine the to allow maximum spin speed (Fig. 3 and 4).
  • Curve A shows that the Speed is ramped up almost linearly with time. This changes the characteristics of the curves Not over the speed.
  • Curve B shows the case if there is no imbalance in the drum.
  • the curves C to G show the curves in load case L0 ', i.e. if only there is a dynamic imbalance, so that the drum in Ideally only deflected in the axial direction.
  • the curves H and I show a mixed form of dynamic and static Unbalance, here the so-called load case L1.
  • At curve C an imbalance of 420 g was set.
  • the decision matrix is the change in pressure over time applied since speed ramp up.
  • Multiple speed / time classes I to V are used to determine the maximum permissible speed.
  • the assignment between the measured Pressure history and the class is carried out as follows: The measured pressure curve lies in the time range from 15 to 40 seconds (preferably in the range of 20 to 35 Seconds) to 80% within one of the speed / time class, so the corresponding curve of the respective Assigned to class. Thereby a tolerance of 80% Match provided to measure outliers consider. If the measured curve of the pressure 80% within a of the speed classes, it becomes this speed class assigned.
  • curve B of FIG. 3 becomes the Speed class I assigned at which the maximum permissible Speed is unlimited, i.e. the maximum possible Speed of the washing machine can be used.
  • the Curve C falls into speed range II, the maximum Spin speed is 1200 revolutions per minute.
  • the Curve G of Fig. 3 falls in the centrifugal class V, i.e. on Skidding is not permitted here. Has already been one here Redistribution e.g. tried three times, so one Error message issued ', causing a user of the Washer is informed that a spin cycle is not is possible.
  • the curve F falls in the area IV, so that the maximum spin speed is 700 revolutions per minute is.
  • the curve E falls in the speed range III, see above that the maximum spin speed 1000 revolutions per Minute.
  • the specified maximum spin speeds of the various classes are only given here as examples.
  • the number of classes and the course of the class boundaries are only shown as examples.
  • a pressure P2 - P1> 0 (mm H 2 O) corresponds to centrifugal class I.
  • a pressure P2 - P1 -14 to - 17 mm water column corresponds to centrifugal class IV.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung einer Unwucht bei einer Waschmaschine mit einem Laugenbehälter (1), einer drehbar gelagerten Trommel (2) und einer Steigleitung (10), die eine Öffnung zum unteren Bereich des Laugenbehälters (1) aufweist und bei der in einem oberen Abschnitt der Steigleitung ein Drucksensor (11) angeordnet ist. Erfindungsgemäß wird in der Steigleitung (10) eine Flüssigkeitssäule eingestellt, die Trommel (2) gedreht, dabei der Druck in der Steigleitung durch den Drucksensor (11) erfaßt und eine Unwucht anhand des erfaßten Drucks in der Steigleitung festgestellt. Darauf aufbauend wird bei einem weiteren Verfahren ein Schleuderprozeß der Waschmaschine in Abhängigkeit der festgestellten Unwucht eingestellt. Bei der erfindungsgemäßen Waschmaschine steuert eine Steuereinrichtung (20) den Wasserzulauf und/oder den Wasserablauf derart, daß eine definierte Flüssigkeitssäule einstellbar ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung einer Unwucht bei einer Waschmaschine, bei der eine Steigleitung mit einem Drucksensor und mit einem Laugenbehälter verbunden ist, ein Verfahren zur Steuerung eines Schleuderprozesses sowie eine Waschmaschine mit einer Steigleitung und einem Drucksensor.
Bei einer bekannten Waschmaschine (DE 195 22 393 A1) ist in einem Laugenbehälter eine Trommel drehbar gelagert, wobei die Trommel mit einem Motor veränderbarer Drehzahl angetrieben wird. Der Auslaufbereich des Laugenbehälters ist mit einer Steigleitung verbunden, die innerhalb der Waschmaschine von dem Anschlußpunkt im Auslaufbereich nach oben geführt ist. Am oberen Ende der Steigleitung sind ein Drucksensor und mehrere Beschleunigungssensoren angeordnet. Während des Einlaufs von Frischwasser wird mittels des Drucksensors das Wasserniveau innerhalb des Laugenbehälters erfaßt. Die Beschleunigungssensoren messen die Beschleunigung des Systems Laugenbehälter und Steigleitung. Mit den Beschleungungssensoren werden somit Beschleunigungen der Waschtrommel erfaßt, die durch Unwuchten innerhalb der Waschtrommel verursacht werden. Es wird vorgeschlagen, beim Beschleunigungshochlauf der Waschtrommel die unwuchtbedingten Beschleunigungen zu zwei Zeitpunkten zu messen. Zum ersten Zeitpunkt wird die Beschleunigung abgebrochen, wenn die Unwucht zu groß ist, oder es wird bis zum zweiten Zeitpunkt weiter beschleunigt. Die Endschleuderdrehzahl wird in Abhängigkeit davon festgelegt, welche Unwuchtstärke zum zweiten Meß'zeitpunkt mit den Beschleunigungssensoren gemessen wurde. Aus Kostengründen wird vorgeschlagen, zur Beschleunigungsmessung auch den Niveausensor zu verwenden. Es wird jedoch festgestellt, daß dessen Ausgangssignal zu. gering ist, um das zur Unwuchtmessung notwendige, dynamische Unwuchtssignal zu erzeugen. Das Verfahren und die Vorrichtung erfordern zur Feststellung der Unwucht ein dynamisches Signal, welches auf die Unwucht zurück zu führen ist, während das quasistatische Signal, welches nur durch ein Flüssigkeitsniveau in der Steigleitung hervorgerufen werden kann, nicht zur Berücksichtigung kommt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Unwuchtmessung und eine Waschmaschine mit einem Drucksensor und einer Steigleitung vorzusehen, bei denen unter Ausnutzung der Empfindlichkeit eines Drucksensors zur Niveaumessung eine Unwucht genau und zuverlässig erfaßbar ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 11 bzw. 17 gelöst.
Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 1 wird in einer Steigleitung, die zum unteren Bereich des Laugenbehälters hin geöffnet ist und an deren oberem Bereich ein Drucksensor angeordnet ist, zur Unwuchtmessung eine Flüssigkeitssäule eingestellt. Druckschwankungen innerhalb des Laugenbehälters werden durch die Flüssigkeitssäule in der Steigleitung vorzugsweise auf eine Luftsäule in der Steigleitung oberhalb der Flüssigkeitssäule übertragen und dort durch den Drucksensor erfaßt. Der Druck bei zumindest einer Drehzahl der Trommel wird erfaßt und zur Feststellung der Unwucht verwertet.
Es ist bekannt, daß..bei einer Waschmaschine während des Schleuderns verschiedene Formen einer Unwucht auftreten können. Eine Form ist eine sogenannte statische Unwucht, die auch als Lastfall L0 bezeichnet wird, bei der die Trommel im Idealfall nur in radiale Richtung zur Symmetrie- bzw. Drehachse ausgelenkt wird. Ein weiterer Fall ist die sogenannte dynamische Unwucht, bezeichnet als L0', bei der die Waschtrommel in Achsrichtung ausgelenkt wird. Daneben gibt es die bekannten Lastfälle L1 bis L4, die unterschiedliche Mischformen der statischen und dynamischen Unwucht darstellen. Auch die sogenannte quasistatische Unwucht ist ein Unterfall der dynamischen Unwucht.. Bei der quasistatischen Unwucht liegt keine der Hauptträgheitsachsen auf der Symmetrieachse der Trommel.
Das Verfahren zur Erfassung einer Unwucht nach Anspruch 1 und die entsprechenden Unteransprüche eignen sich ganz besonders vorteilhaft zur Erfassung einer dynamischen Unwucht und der Fälle mit gemischten Unwuchtsanteilen, bei denen ebenfalls eine dynamische Unwucht mit vorliegt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vor Beginn der Druckmessung die Flüssigkeitssäule auf eine vorgegebene Höhe eingestellt. Damit ist es zum einen möglich, von einem vorgegebenen Referenzdruck zu Beginn der Drehung der Trommel zu starten. Andererseits werden dadurch die durch die Unwucht erzeugten Druckänderungen reproduzierbar, da bei abweichender Höhe der Flüssigkeitssäule zu Beginn der Messung jeweils ein anderer Druckwert erreicht wird. Eine solche Kalibriermessung kann auch bei einer festgelegten Referenzdrehzahl stattfinden. Eine Druckänderung wird dann im Vergleich zu dieser Referenzmessung festgestellt. Es ist jedoch auch möglich, bei verschiedenen Höhen der Flüssigkeitssäule zu Beginn der Messung zu starten und jeweils auf den entsprechenden Druckwert zu Beginn der Messung zu normieren.
Vorzugsweise wird zur Erhöhung der Meßgenauigkeit und damit der Unwuchtbestimmung der Druck bei mehreren verschiedenen Drehzahlen der Trommel ermittelt. Besonders dann, wenn der Druck über einen vorgegebenen Drehzahlbereich gemessen wird, liegt eine zeit- oder drehzahlabhängige Druckkurve vor, die sich mit zuvor bestimmten Druckverläufen vergleichen läßt, um so eine Zuordnung zu erreichen. Ein solcher Vergleich von Druckverläufen oder auch einfach die Druckabhängigkeit bei einer bestimmten Drehzahl bei verschiedenen Unwuchten wird vorteilhaft für jedes Modell einer Waschmaschine durchgeführt, um Referenzwerte für jedes Modell zu erhalten, die dann in einer Steuereinheit als Vergleichsdaten für die Messung dienen.
Meßrauschen, statistische Schwankungen, wie z.B. Wellenbewegungen auf der Flüssigkeit innerhalb des Laugenbehälters, oder dergleichen, lassen sich durch eine zeitliche Mittelwertbildung einfach unterdrücken oder eliminieren. Damit wird die Erfassung der Unwucht noch genauer. Vorteilhaft wird der zeitliche Mittelwert über eine oder mehrere Drehungen der Trommel gebildet. Dadurch werden eventuell vorhandene, dynamische Signalanteile vom Drucksensor beseitigt, die z.B. durch Unwuchten während der Drehung der Trommel hervorgerufen werden. Es ergibt sich dabei eine ungefähr quasistatische Aufnahme des Drucks bei einer Drehzahl. Die Zeitkonstante der Mittelung wird daraufhin optimiert, daß z.B. bei einer zeitlichen Variation der Drehzahl (Drehzahlhochlauf) die Druckänderung während der Drehzahländerung noch zeitlich aufgelöst werden kann.
Zur Erzeugung der Flüssigkeitssäule in der Steigleitung wird vorteilhaft ein Flüssigkeitsniveau im Laugenbehälter eingestellt, wobei dieses oberhalb der Öffnung der Steigleitung liegt. Besonders vorteilhaft liegt dieses Flüssigkeitsniveau im Laugenbehälter unterhalb der Unterkante der Trommel. Vorzugsweise soweit.unterhalb der Trommel, daß die drehende Trommel bei Unwucht nicht in die Flüssigkeit im Laugenbehälter eintaucht. Dadurch wird eine Verteilung der Flüssigkeit innerhalb des Laugenbehälters durch die Trommel vermieden und somit eine Änderung der Flüssigkeitssäule in der Steigleitung aufgrund des Eintauchens der Trommel in die Flüssigkeit.
Die Flüssigkeitssäule in der Steigleitung wird durch das Öffnen eines Wasserzulaufs und damit durch das Einlassen von z.B. Frischwasser und/oder durch Abpumpen der Flüssigkeit, die bereits innerhalb des Laugenbehälters ist, eingestellt. Damit läßt sich vorteilhaft eine definierte Flüssigkeitssäule einstellen.
Um eine Änderung der Höhe der Flüssigkeitssäule vor, während oder nach der Messung zu vermeiden, wird die Wäsche in der Trommel vorteilhaft vorentwässert, indem diese z.B. vorgeschleudert wird. Während des Vorschleuderns wird vorteilhaft die ausgeschleuderte Flüssigkeit abgepumpt, so daß die Wäsche bei der Erfassung der Unwucht keine oder nur im geringen Umfang Flüssigkeit abgibt. Ein Vorschleudern mit geringer Drehzahl genügt hierbei.
Bei dem Verfahren zur Steuerung eines Schleuderprozesses gemäß Anspruch 11 wird zunächst nach einem der eben beschriebenen Verfahren das Vorhandensein einer Unwucht erfaßt. Liegt keine Unwucht vor, so kann mit der gewünschten Soll-Schleuderdrehzahl geschleudert werden. Liegt dagegen eine Unwucht vor, die einen Grenzwert übersteigt, so wird das Schleudern mit einer gegenüber der Soll-Schleuderdrehzahl reduzierten Drehzahl ausgeführt. Vorteilhaft werden dabei für jede Unwuchtstärke oder für Bereiche von Unwuchtstärken verschiedene, maximal zulässige Drehzahlen festgelegt. Liegt die Soll-Schleuderdrehzahl ohnehin unterhalb der maximal zulässigen Schleuderdrehzahl bei der festgestellten Unwucht, so wird die Soll-Schleuderdrehzahl nicht reduziert.
Ganz besonders vorteilhaft wird bei Feststellung einer Unwucht zunächst versucht durch Umverteilen der Wäsche die Unwucht selbst aufzulösen. Vorteilhaft wird dazu durch Reversieren der Trommel bei geringer Drehzahl die Wäsche innerhalb der Trommel neu verteilt und danach wieder eine Erfassung der Unwucht durchgeführt. Dieser Vorgang kann einmal oder mehrmals durchgeführt werden bevor festgelegt wird, daß selbst bei Umverteilung der Wäsche die Unwucht nicht aufzulösen ist und daher mit reduzierter Schleuderdrehzahl zu schleudern ist.
Bei der Waschmaschine nach Anspruch 17 ist durch eine Steuereinheit der Wasserzulauf und/oder der Wasserablauf derart steuerbar, daß sich in der Steigleitung eine definierte Flüssigkeitssäule einstellt. Dadurch ist bei einer solchen Waschmaschine ein Verfahren zur Ermittlung der Unwucht bzw. zur Steuerung der Schleuderdrehzahl wie oben beschrieben durchführbar.
Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Querschnitt der Steigleitung kleiner als die Oberfläche der Flüssigkeit im Laugenbehälter nachdem die definierte Flüssigkeitssäule eingestellt wurde. Durch das Verhältnis der Querschnitte bzw. Oberflächen ergibt sich eine Übersetzung des Drucks innerhalb des Laugenbehälters auf einen höheren Druck innerhalb der Steigleitung bzw. der Luftsäule über der Flüssigkeitssäule, so daß eine Druckänderung einfach mit dem Drucksensor erfaßbar wird.
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
eine schematische Darstellung des Zusammenwirkens einzelner Komponenten einer Waschmaschine,
Fig. 2
ein Ablaufschema zur Unwuchterfassung und Festlegung der Schleuderdrehzahl,
Fig. 3
die Drehzahl- bzw. Zeitabhängigkeit einer Druckänderung bei verschiedenen Unwuchten und
Fig. 4
eine Klassierungsmatrix zur Festlegung einer maximal zulässigen Schleuderdrehzahl.
Fig. 1 veranschaulicht schematisch die Wechselwirkung verschiedener Komponenten einer Waschmaschine. Innerhalb eines Laugenbehälters 1 der Waschmaschine ist eine drehbar gelagerte Trommel 2 angeordnet. In den Laugenbehälter 1 wird über einen Zulauf 3 Frischwasser evtl. versetzt mit Waschmittel oder dergleichen zugeleitet. Der Frischwasserzulauf 3 ist über ein Magnetventil 4 mit einem Hausleitungsanschluß verbunden. Im tiefsten Bereich des Laugenbehälters 1 ist ein Auslauf 5 angeordnet, der mit einer Abpumpleitung 6 verbunden ist. Die Abpumpleitung 6 ist an eine Pumpe 7 angeschlossen, die die Flüssigkeit aus dem Laugenbehälter 1 abpumpt. Vom Auslauf 5 zweigt eine Steigleitung 10 ab, die außerhalb des Laugenbehälters 1 nach oben geführt ist. Am oberen Ende der Steigleitung 10 ist ein Drucksensor 11 angeordnet, der den Druck innerhalb der Steigleitung 10 mißt. Die Trommel 2 wird durch einen Motor 12 angetrieben.
Eine Programmablaufsteuereinheit 20 dient der Steuerung des Ablaufs der einzelnen Programme der Waschmaschine. Die Steuereinheit 20 steuert eine Antriebseinheit 21 des Motors 12 an. Durch die Ansteuerung der Antriebseinheit 21 wird die Trommel 2 vorwärts oder rückwärts mit einer Drehzahl während des normalen Waschbetriebs von ca. 30 Umdrehungen pro Minute und beim Schleudern kontinuierlich einstellbar von 0 bis ca. 1400 Umdrehungen pro Minute angetrieben. Weiterhin wird durch die Steuereinheit 20 die Umwälzpumpe 7 und das Magnetventil 4 angesteuert. Über eine Signal- und Kommunikationsleitung 22 steht die Steuereinheit mit einer Sensorelektronik 23 in Verbindung, die wiederum das Signal vom Drucksensor 11 einer Signalaufbereitung unterzieht und ggf. auswertet.
Über die Leitung 22 kann die Steuereinheit 20 ein Synchronisationssignal an die Sensorelektronik 23 senden, so daß beispielsweise die Messung des zeitabhängigen Drucks mit der Drehzahlerhöhung durch den Motor 12 synchronisiert wird. Im normalen Waschbetrieb wird durch den Drucksensor 11 die Höhe der Wassersäule in der Steigleitung 10 beim Befüllen des Laugenbehälters 1 mit Wasser gemessen. Dadurch läßt sich das Magnetventil 4 schließen, sobald ein gewünschtes Flüssigkeitsniveau innerhalb des Laugenbehälters 1 erreicht wurde.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des Programmablaufs zur Ermittlung der Schleuderdrehzahl durch die Steuereinheit 20. Nach dem Start des Schleuderprogramms (S0) wird in einem Schritt S1 ein Vorschleudern durchgeführt. Das Vorschleudern wird bei einer niedrigen Drehzahl der Trommel 2 im Bereich von 100 bis 500 Umdrehungen pro Minute ausgeführt. Vorzugsweise wird eine Drehzahl von 300 Umdrehungen pro Minute eingestellt, da diese oberhalb des Drehzahlbereichs beim Drehzahldurchlauf zur Ermittlung der Endschleuderdrehzahl liegt (siehe Fig. 4). Dabei wird der größte Teil der Flüssigkeitsmenge bereits aus der Wäsche entfernt. Zusätzlich wird im Schritt S1 der Zähler REG auf Null gesetzt und die ausgeschleuderte Flüssigkeit abgepumpt. Beim Schritt S2 wird das Abpumpen der Flüssigkeit abgeschlossen und durch Einleiten von Frischwasser über den Zulauf 3 ein definiertes Niveau der Flüssigkeit in der Steigleitung eingestellt. Das Niveau wird dabei so eingestellt, daß die Öffnung der Steigleitung 10 zum Auslauf 5 vollständig in Flüssigkeit eingetaucht ist, d.h. es besteht keine Luftverbindung zwischen der Luftsäule in der Steigleitung 10 und der Luft im Laugenbehälter 1. Weiterhin genügt dieses definierte Flüssigkeitssäulenniveau der Bedingung, daß bei diesem das Flüssigkeitsniveau im Laugenbehälter 1 soweit unterhalb der Unterkante der Trommel 2 liegt, daß selbst bei Auslenkung der Trommel 2 aufgrund von Unwuchten diese nicht in die Flüssigkeit eintaucht.
Nachdem das Flüssigkeitsniveau eingestellt ist (S2), wird im Schritt S3 eine Druckmessung bei stehender Trommel 1 durchgeführt, wobei der Druckwert P1 gemessen wird. Danach beginnt beim Schritt S4 der Hochlauf der Drehzahl der Trommel. Vorzugsweise wird dabei die Trommel mit gleichmäßiger Drehzahlzunahme beschleunigt. Beim Schritt S5 wird nach einer vorgegebenen Zeit nach Start des Hochlaufs der Trommel ein zweiter Druckwert P2 gemessen. Vorzugsweise wird der zweite Druckwert P2 in einem Zeitbereich von 15 bis 30 Sekunden nach Start des Hochlaufs gemessen, vorzugsweise bei 20 Sekunden.
Beim Schritt S6 wird geprüft, ob die Differenz zwischen den Druckwerten (P1 - P2) größer einem Druckgrenzwert ist (P1 - P2 > PUnwucht). Ist der Druck P2 nicht um mindestens den Druckwert PUnwucht unter den Druck P1 gefallen, wird die normale Endschleuderdrehzahl im Schritt S7b eingestellt. D.h. hier wird die Endschleuderdrehzahl eingestellt, die von der Programmablaufsteuereinheit ursprünglich vorgegeben wurde oder die von einem Bediener gewählt wurde. Statt der unmittelbaren Ausführung des Schrittes S7b nach dem Schritt S6 kann optional im Schritt S7a nachgeprüft werden, ob eine Gesamtwartezeit seit dem Start des Hochlaufs überschritten wurde. Vorzugsweise liegt diese Wartezeit 2 bis 10 Sekunden über der Zeit, zu der P2 erstmalig im Schritt S5 gemessen wird. Falls diese Wartezeit nicht abgelaufen ist, wird der Ablauf von Schritt S5 ab nochmals wiederholt, so lange bis die Wartezeit überschritten wurde oder der Druckabfall größer PUnwucht ist. Durch die Wartezeit im Schritt S7a wird sichergestellt, daß auch bei höherer Drehzahl während des Hochlaufs nicht doch noch ein Druckabfall größer PUnwucht eintritt.
Ist der Druckabfall beim Schritt S6 größer PUnwucht (P1 - P2 > PUnwucht), so wird das Verfahren mit dem Schritt S10 fortgesetzt. Beim Schritt S10 wird geprüft, ob der Zähler REG = 3 ist. Ist dies nicht der Fall, so wird im Schritt S11 der Zähler um eins erhöht und im Schritt S12 eine Umverteilung der Wäsche durchgeführt. Dazu wird die Trommel angehalten und in einem Reversiermodus bei geringer Drehzahl betrieben, beispielsweise bei 10 Umdrehungen pro Minute, wobei die Wäsche innerhalb der Trommel neu verteilt wird. Das Verfahren wird dann beim Schritt S2 oder optional beim Schritt S4 fortgesetzt. Wird beim Schritt S10 festgestellt, daß der Zähler REG = 3 ist, so wird die Drehzahl in Abhängigkeit der Höhe der Unwucht festgelegt, wobei die Größe der Unwucht von der Höhe der Druckdifferenz P1 minus P2 abhängt (siehe unten).
Die Schritte S10, S11, S12 dienen der Aufhebung einer Unwucht, falls diese einen gewissen Wert übersteigt und möglicherweise durch Umverteilen der Wäsche innerhalb der Trommel wieder beseitigt werden kann. Hier wurde beispielhaft davon ausgegangen, daß nach einem dreimaligen Umverteilungsversuch die Unwucht nicht aufgehoben werden kann, und daher mit der verringerten Drehzahl geschleudert werden muß. Optional kann auf das Umverteilen verzichtet werden oder als Einstellwert beim Schritt S10 statt der Zahl 3 eine andere Zahl verwendet werden, beispielsweise eine Zahl zwischen 2 und 10. Die angegebenen Zeitwerte sind beispielhaft und werden in Abhängigkeit des Waschmaschinenmodells auf möglichst kurze Zeiten zur sicheren Erfassung der Unwucht optimiert.
Beim Schritt S15 wird ggf. die Drehzahl der Trommel weiter erhöht, bis eine Mindestdrehzahl bzw. Beschleunigungszeit erreicht ist, um im Schritt S20 eine Festlegung der maximalen Schleuderdrehzahl zu ermöglichen (Fig. 3 und 4).
Fig. 3 zeigt beispielhaft die Abhängigkeit des am Sensor gemessenen Drucks von der Zeit. Kurve A zeigt, daß die Drehzahl nahezu linear mit der Zeit hochgefahren wird. Somit ändert sich die Charakteristik der Kurvenverläufe bei Auftragung über der Drehzahl nicht. Kurve B zeigt den Fall, wenn keine Unwucht in der Trommel vorhanden ist. Die Kurven C bis G zeigen die Kurven im Lastfall L0', d.h. wenn nur eine dynamische Unwucht vorliegt, so daß die Trommel im Idealfall nur in Achsrichtung ausgelenkt wird. Die Kurven H und I zeigen eine Mischform von dynamischer und statischer Unwucht, hier den sogenannten Lastfall L1. Bei Kurve C wurde eine Unwucht von 420 g eingestellt. Bei Kurve D eine Unwucht von 520 g, bei Kurve E eine Unwucht von 700 g, bei Kurve F eine Unwucht von 1000 g und bei Kurve G eine Unwucht von 1600 g. Bei Kurve H wurden 420 g dynamische Unwucht und 420 g statische Unwucht eingestellt. Bei Kurve I wurden 700 g dynamische Unwucht und 420 g statische Unwucht eingestellt. Mit zunehmender Unwucht nimmt der maximale, zeitliche Gradient der Unwucht zu.
Ohne Unwucht (Kurve B) nimmt der Druck im Laufe der Zeit leicht zu. Zu jedem Zeitpunkt ist die Differenz P1 - P2 < 0. Dagegen steigt die Differenz P1 - P2 bei Unwucht während des Drehzahlhochlaufs an, wobei das Absinken des Drucks um so früher einsetzt, je größer die Unwucht ist.
Fig. 4 zeigt beispielhaft eine Entscheidungsmatrix bzw. ein Entscheidungsdiagramm zur Festlegung der maximal zulässigen Drehzahl bei Vorhandensein einer Unwucht. In der Entscheidungsmatrix ist die Druckänderung über die Zeit seit Drehzahlhochlauf aufgetragen. Mehrere Drehzahl/Zeit-Klassen I bis V dienen der Ermittlung der maximal zulässigen Drehzahl. Die Zuordnung zwischen dem gemessenen Druckverlauf und der Klasse wird wie folgt durchgeführt: Liegt der gemessene Druckverlauf im Zeitbereich von 15 bis 40 Sekunden (vorzugsweise im Bereich von 20 bis 35 Sekunden) zu 80% innerhalb einer der Drehzahl/Zeit-Klasse, so wird der entsprechende Kurvenverlauf der jeweiligen Klasse zugeordnet. Dabei wird eine Toleranz von 80% Übereinstimmung vorgesehen, um Meßausreißer zu berücksichtigen. Wenn im vorgegebenen Zeitbereich der gemessene Kurvenverlauf des Drucks zu 80% innerhalb einer der Drehzahlklassen liegt, so wird er dieser Drehzahlklasse zugeordnet.
Beispielsweise wird die Kurve B von Fig. 3 der Drehzahlklasse I zugeordnet, bei der die maximal zulässige Drehzahl unbeschränkt ist, d.h. die maximal mögliche Drehzahl der Waschmaschine ausgenutzt werden kann. Die Kurve C fällt in den Drehzahlbereich II, die maximale Schleuderdrehzahl beträgt 1200 Umdrehungen pro Minute. Die Kurve G von Fig. 3 fällt in die Schleuderklasse V, d.h. ein Schleudern ist hier nicht zulässig. Wurde hier bereits eine Umverteilung z.B. drei Mal versucht, so wird eine Fehlermeldung ausgegeben', wodurch ein Benutzer der Waschmaschine informiert wird, daß ein Schleudern nicht möglich ist. Die Kurve F fällt in den Bereich IV, so daß die maximale Schleuderdrehzahl 700 Umdrehungen pro Minute beträgt. Die Kurve E fällt in den Drehzahlbereich III, so daß die maximale Schleuderdrehzahl 1000 Umdrehungen pro Minute beträgt.
Die angegebenen, maximalen Schleuderdrehzahlen der verschiedenen Klassen sind hier nur beispielhaft angegeben. Auch die Anzahl der Klassen und Verläufe der Klassengrenzen sind nur beispielhaft dargestellt. In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen werden, daß der Druck lediglich zu einem Zeitpunkt festgestellt wird, beispielsweise bei 28 Sekunden, wobei jeweils einem Druckbereich eine Schleuderklasse zugeordnet wird. Beispielsweise entspricht dabei einem DruckP2 - P1 > 0 (mm H2O) die Schleuderklasse I. Einem Druck P2 - P1 = -14 bis - 17 mm Wassersäule entspricht der Schleuderklasse IV.
Bezugszeichenliste
1:
Laugenbehälter
2:
Trommel
3:
Zulauf
4:
Magnetventil
5:
Auslauf
6:
Abpumpleitung
7:
Pumpe
10:
Steigleitung
11:
Drucksensor
12:
Motor
20:
Steuereinheit
21:
Antriebseinheit
22:
Signal- und Kommunikationsleitung
23:
Sensorelektronik

Claims (15)

  1. Verfahren zur Erfassung einer Unwucht bei einer Waschmaschine mit einem Laugenbehälter (1), einer drehbar gelagerten Trommel (2) und einer Steigleitung (10), die eine Öffnung zum unteren Bereich des Laugenbehälters (1) aufweist und bei der in einem oberen Bereich ein Drucksensor (11) angeordnet ist, mit den Schritten:
    Einstellen einer Flüssigkeitssäule in der Steigleitung (10),
    Drehen der Trommel (2),
    Erfassen des Drucks in der Steigleitung (10) durch den Drucksensor (11), und
    Ermittlung einer Unwucht anhand des erfaßten Drucks, wobei insbesondere vor dem Beginn der Druckmessung die Flüssigkeitssäule auf eine vorgegebene Höhe eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck drehzahlabhängig erfaßt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckänderung über einen vorgegebenen Drehzahlbereich der Trommel (2) erfaßt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zeitlicher Mittelwert des erfaßten Drucks gebildet wird, wobei insbesondere der Druck während einer oder mehrerer Drehungen der Trommel (2) gemittelt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitssäule in der Steigleitung (10) eingestellt wird durch Einstellen eines Flüssigkeitspegels im Laugenbehälter (1), der oberhalb der Öffnung der Steigleitung (10) zum Laugenbehälter (1) liegt, wobei vorzugsweise der Flüssigkeitspegel unterhalb der Unterkante der Trommel (2) liegt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen der Flüssigkeitssäule ein Wasserzulauf geöffnet wird bis eine vorgegebene Höhe der Flüssigkeitssäule erreicht ist oder sich durch den Wassernachlauf voraussichtlich einstellt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen der vorgegebenen Höhe der Flüssigkeitssäule die Flüssigkeit aus dem Laugenbehälter (1) abgepumpt wird bis die definierte Flüssigkeitssäule erreicht ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wäsche vor der Erfassung der Unwucht vorentwässert, insbesondere vorgeschleudert, wird.
  9. Verfahren zur Steuerung eines Schleuderprozesses einer Waschmaschine, wobei nach der Erfassung einer Unwucht gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche
    ein Schleudern mit einer Soll-Schleuderdrehzahl ausgeführt wird, wenn keine Unwucht festgestellt wurde oder die Unwucht unterhalb eines Grenzwerts liegt, oder
    ein Schleudern mit einer reduzierten Drehzahl unterhalb der Soll-Schleuderdrehzahl ausgeführt wird, wenn für die Soll-Schleuderdrehzahl der Grenzwert der Unwucht überschritten ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten des Grenzwerts und vor dem Schleudern mit reduzierter Schleuderdrehzahl die Wäsche in der Trommel (2) umverteilt wird, die Unwucht bei umverteilter Wäsche erfaßt und die Drehzahl erneut festgelegt wird, wobei vorzugsweise die vorstehenden Schritte einmal oder mehrmals ausgeführt werden, bevor endgültig mit reduzierter Schleuderdrehzahl geschleudert wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierte Schleuderdrehzahl in Abhängigkeit der Stärke der Unwucht festgelegt wird, wobei die Schleuderdrehzahlverringerung mit stärkerer Unwucht zunimmt und vorzugsweise die Höhe der Schleuderdrehzahlverringerung anhand einer Klassifikation der Unwucht erfolgt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Klassifikation anhand der drehzahlabhängigen Unwucht erfolgt.
  13. Waschmaschine mit einem Laugenbehälter (1), einer drehbar gelagerten Trommel (2) und einer Steigleitung (10), die eine Öffnung zum unteren Bereich des Laugenbehälters (1) aufweist und bei der in einem oberen Bereich ein Drucksensor (11) angeordnet ist, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung einer Unwucht der Trommel (2) durch eine Steuereinrichtung (20) eine Flüssigkeitssäule in der Steigleitung (10) einstellbar ist.
  14. Waschmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Steigleitung (10) kleiner ist als die Oberfläche der Flüssigkeit im Laugenbehälter (1), die sich bei Einstellung der Flüssigkeitssäule ergibt.
  15. Waschmaschine nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigleitung (10) in einem Bereich in den Laugenbehälter (1) mündet, der der Trommellagerung gegenüberliegend angeordnet ist.
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