EP1519178B1 - Verfahren und Einrichtung zum Erfassen von unwuchtabhängigen Bewegungserscheinungen bei einer Wäschetrommel - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Erfassen von unwuchtabhängigen Bewegungserscheinungen bei einer Wäschetrommel Download PDF

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EP1519178B1
EP1519178B1 EP04022474A EP04022474A EP1519178B1 EP 1519178 B1 EP1519178 B1 EP 1519178B1 EP 04022474 A EP04022474 A EP 04022474A EP 04022474 A EP04022474 A EP 04022474A EP 1519178 B1 EP1519178 B1 EP 1519178B1
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EP
European Patent Office
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actuator
axis
drum
rotation
sensing element
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EP04022474A
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Martin Weinmann
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Diehl AKO Stiftung and Co KG
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Diehl AKO Stiftung and Co KG
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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
    • 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
    • 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 methods and a device according to the preamble of the independent claims.
  • a method and a device for detecting unbalance-dependent movement phenomena in a laundry drum by means of rotational speed measurement are known, for example, from EP 0 349 798 B1.
  • a transmission driven by a controllable in its speed electric motor, which is equipped with a tachogenerator as a rotary encoder.
  • a tachogenerator as a rotary encoder.
  • Whose rotor rotates as an actuator torsionally rigid with the motor shaft, while its stator is fixed as a transducer rigidly on the motor housing, which in turn is mounted on the tub, within which rotates the drum mounted in the tub end wall.
  • the output voltage or the output frequency of the rotary encoder is a measure of the instantaneous engine speed and thus also for the current, the engine speed over-reduced, drum speed.
  • Such movements can not be detected with a sensor whose transducer is rigidly connected to the tub, since they are not centripetal to the axis of rotation oriented about the inertia axis of the drum rotation, but on unbalanced oscillations around the Y and about the Z axis of a spatially Cartesian coordinate system based, if its X-axis is the axis of rotation of the laundry drum.
  • Such unbalanced vibrations in addition to those about the X-axis occur in particular when the laundry unevenly distributed in the axial direction within the drum. This occurs, for example, in higher-priced machines, in which the axis of the laundry drum runs inclined backwards from the engagement opening for easier viewing and for greater ease of loading and unloading.
  • the present invention is based on the technical problem to detect in the loaded laundry drum and those imbalances that lead to Taumelbe screw screw the drum, which are not detectable due to speed fluctuations around the drum axis, but also to avoid critical unbalance induced deflections of the tub over the drum drive control technology counteracted should be able to.
  • unbalanced vibrations of the drum can be detected, which can not be detected with a coupled in a conventional manner rigidly to the machine encoder.
  • the object of the present invention is to further improve such a method and such a device.
  • Drum becomes more likely. This can lead to wobble in the high-speed drum rotation, which are not detectable by conventional encoder systems with their rigid device connection.
  • the two angular accelerations must be detected around the inertia axes orthogonal to the main mass-axis of inertia X.
  • the drum speed indicating output signal of the rotary encoder undergoes a dependent of the additional pitching or yawing movements of the laundry drum variation, because the respective sensor of the encoder according to the invention is no longer rigidly fixed, but in the transverse plane to the drum axis of rotation under the influence of the tumbling forces is displaceable against the elastic force of a return device.
  • Two in this transverse plane orthogonal to each other given inventive displacement capabilities of encoder receivers thus provide separate influences on the results of the current speed measurements on the drum, namely in accordance with the pitch and the yaw stresses of the laundry drum.
  • the inventive detection of tumbling movements by the displaceable at the rotary encoder pickup the current speed measurement fluctuations is applicable not only for horizontal or slightly inclined relative to the horizontal axis of rotation of the drum, but at any spatial angular position of the axis of rotation and therefore also with vertical X or axis of rotation the drum, as in the case of the so-called actuator washing machines.
  • a laundry drum 11 of a household washing machine or a Moschiescheschleuder is sketched in front view against their rear side opposite the loading opening, which is rotatably mounted here in the rear wall of a cubic outlined tub 12.
  • the tub 12 is vibratable, but elastically damped, suspended in a machine housing 13.
  • a directly or getrieb coupled to the laundry drum 11 motor for the rotational movement of the laundry drum 11 to their example, with respect to the horizontal inclined axis of rotation 14 is omitted in the simplified representations of the drawing.
  • 1 is a transmission 15 for the rotationally rigid coupling of the permanent magnetic rotor of a tachogeneratorischen rotary encoder 18 to the electric motor driven laundry drum 11.
  • the axis of rotation 20 of the rotor in the rotary encoder 18 is oriented substantially parallel to the axis of rotation 14 of the laundry drum 11, which in turn spatial Cartesian coordinate system (as indicated in Fig. 1) is defined as X-axis. This is the main mass axis of inertia of the rotating system of the loaded Laundry drum 11 for the case of an approximately axially symmetric distributed to its center mass assignment.
  • the rotor of the rotary encoder 18 is rotatably mounted on the tub 12 via its stator. Driven by the drum 11, the rotor rotates within the coil system of its stator. The rotor is thus the actuator 16 and the coil system of the transducer 17 of the encoder 18.
  • the supplies as tachogenerator a speed-dependent output voltage or frequency generator as a speed-dependent pulse train to an evaluation circuit may be provided separately, in practice but preferably is realized with in the microprocessor control of the drive motor for the operation of the laundry drum 11.
  • this rotary encoder 18 lies in the fact that its transducer 17 in the form of the stator is no longer rotationally fixed to the tub 12 or other drum member 11 rotatably supporting device part is fixed, but is pivotable about an elastic return device 19 about the axis of rotation 20 of the actuator 16, wherein the maximum pivotable deflection alternatively or additionally to the elastic return device 19 by two (not shown) stops (one per pivoting direction) may be limited.
  • the transducer 17 in this case has an eccentric mass distribution with respect to its axis of rotation 20, which is illustrated in the sketch by an eccentric additional mass 21 applied externally locally.
  • a drive of the unbalanced laundry drum 11 with a moderate speed of rotation leads to relatively long period of the fluctuating output signals of the encoder 18, which can be eliminated with respect to possible distortions due to slight oscillations of the transducer 17 metrologically, insofar as they are not completely negligible in practice.
  • this relative speed error increases with increasing speed of the drum 11 due their then stronger tendency to tumble, which is why at the high speeds of the spin operation at the output of the encoder 18 due to correspondingly strong taumel employmenter displacement of the transducer 17, an evaluable large speed error occurs.
  • the laundry drum 11 is equipped directly with the actuator 16 of the rotary encoder 18, so that the drum rotation axis 14 and the actuator rotation axis 20 coincide with the main mass-axis of inertia X.
  • a pickup 17 ' is here rigidly mounted on the tub or housing (12 or 13 in Fig. 1).
  • the actuator 16 rotating with the laundry drum 11 has a lapping structure, such as (in the enlargement of Fig. 2 indicated) in the form of uniformly successive slots in the duty cycle "1" or Aperture holes of, for example, approximately rectangular cross-section.
  • the gap of this actuator 16 is overlapped in this example case along its outer edge of a forked light barrier as the transducer 17 'U-shaped.
  • the rotary encoder 18 responds because the sensor 17 'is switched through.
  • the repetition frequency of the pulses thus triggered by the light barrier is a measure of the instantaneous rotational speed of the laundry drum 11 about its axis 14.
  • this actuator 16 is overlapped in the form of rotating with the laundry drum 11 void ring of a pickup 17, which is indeed mounted on the tub 12 and housing 13, but not rigidly fixed, sondem again against a return device 19 in and against the direction of movement Actuator 16 to a structurally predetermined degree displaced.
  • the maximum displacement of the pickup 17 may be limited alternatively or in addition to the restoring device 19 by one or two (not shown for clarity) stops (one per movement direction of the pickup 17).
  • This variable pulse frequency difference is a measure of the yawing motion of the laundry drum 11, ie its deflection about the vertical Y-axis in the horizontal Z-direction transverse to the X-direction, the axis of rotation 14, which is assumed to be substantially horizontal for these embodiments.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Einrichtung gemäß den Gattungsangaben der unabhängigen Patentansprüche.
  • Ein Verfahren und eine Einrichtung zum Erfassen von unwuchtabhängigen Bewegungserscheinigungen bei einer Wäschetrommel mittels Drehzahlmessung sind etwa aus der EP 0 349 798 B1 bekannt.
  • Danach wird die in einer Haushalts-Waschmaschine um ihre horizontale Achse rotierende Wäschetrommel über ein Reduktionsgetriebe, dort eine Transmission, von einem in seiner Drehzahl steuerbaren Elektromotor angetrieben, der mit einem Tachogenerator als Drehgeber bestückt ist. Dessen Rotor läuft als Aktuator drehstarr mit der Motorwelle um, während sein Stator als Aufnehmer starr am Motorgehäuse festgelegt ist, das seinerseits an dem Bottich montiert ist, innerhalb dessen die in der Bottich-Stirnwand gelagerte Trommel rotiert. Die Ausgangsspannung oder die Ausgangsfrequenz des Drehgebers ist ein Maß für die momentane Motordrehzahl und somit auch für die momentane, der Motordrehzahl gegenüber untersetzte, Trommeldrehzahl. Diese Drehzahlen erfahren unwuchtabhängige Schwankungen, so dass die Signalschwankung am Ausgang des Drehgebers ein Maß für die momentane Unwucht in der Beladung der Wäschetrommel ist. Solch einer Unwucht kann im Programmablauf einer Wasch- oder Schleudermaschine durch eine Wäscheverteilphase begegnet werden, ehe das Programm für den Trommelantrieb auf deutlich höhere Drehzahl zum Entfeuchten und schließlich zum Trockenschleudern der Wäsche in der Trommel weitergeschaltet wird.
  • Derartige Maßnahmen haben sich bei marktgängigen Waschmaschinen und Wäscheschleudern mit im wesentlichen horizontaler Drehachse ihrer Wäschetrommeln durchaus bewährt. Allerdings erfassen Drehgebersysteme nur die Drehzahl bzw. die Winkelbeschleunigung um die Trommelachse, die im wesentlichen mit der Hauptmassenträgheitsachse zusammenfällt. Andererseits treten bei bezüglich des Mittelpunktes der Trommel-Drehachse unsymmetrischer Beladung auch noch Beschleunigungskomponenten an der Trommel auf, die Taumelbewegungen der Trommel in Nick- und Gierrichtung und entsprechende Bewegungskomponenten des Bottichs, in welcher die Trommel gelagert ist, zur Folge haben. Solche Bewegungen können nicht mit einem Sensor erfaßt werden, dessen Aufnehmer steif mit dem Bottich verbunden ist, da sie nicht um die Masseträgheitsachse der Trommeldrehung herum zentripetal zur Drehachse orientiert sind, sondern auf unwuchtbedingten Schwingungen um die Y- und um die Z-Achse eines räumlich kartesischen Koordinatensystems beruhen, wenn dessen X-Achse die Drehachse der Wäschetrommel ist. Solche unwuchtbedingten Schwingungen zusätzlich zu denjenigen um die X-Achse treten insbesondere auf, wenn sich die Wäsche in axialer Richtung innerhalb der Trommel ungleich verteilt. Das kommt etwa bei höherpreisigen Maschinen vor, bei denen zur leichteren Einsichtnahmemöglichkeit und zur größeren Bequemlichkeit des Be- und Entladevorganges die Achse der Wäschetrommel von der Eingriffsöffnung her nach rückwärts geneigt verläuft. Dadurch verteilt sich die nach dem Anheben in der Trommel in Schwerkraftrichtung und somit vertikal zurückfallende Wäsche hier nicht mehr oder weniger symmetrisch zum Mittelpunkt der Trommelachse. Dies führt vermehrt zu unwuchtbedingten Belastungen um Massenträgheitsachsen quer zur Rotationsachse und somit zu den Taumelbeanspruchungen der Trommel und des sie umgebenden Bottichs. Daraus resultiert die Gefahr, daß der Bottich insbesondere seitlich gegen die Innenwandungen des ihn umgebenden Gerätegehäuses anschlägt. Dem kann zwar durch einen größeren lichten Abstand zwischen Gehäuse und Bottich begegnet werden, was dann aber eine Verringerung des Trommeldurchmessers und dadurch eine verringertes Beladungsvolumen bedingt und somit den höheren Maschinenpreis konterkariert.
  • In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt vorliegender Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, bei der beladenen Wäschetrommel auch solche Unwuchterscheinungen zu erfassen, welche zu Taumelbeanspruchungen der Trommel führen, die nicht infolge Drehzahlschwankungen um die Trommelachse detektierbar sind, denen aber ebenfalls zur Vermeidung kritischer unwuchtbedingter Auslenkungen des Bottichs über den Trommelantrieb steuerungstechnisch entgegengewirkt können werden soll. Insbesondere sollen deshalb mit vorliegender Erfindung unwuchtbedingte Schwingungen der Trommel erfaßt werden können, die mit einem in herkömmlicher Weise starr an die Maschine gekoppelten Drehgeber nicht erfaßt werden können.
  • Zur Lösung dieses Problems sind aus der DE 34 21 845 A1 bereits ein Verfahren und eine Einrichtung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche 1 bzw. 6 bekannt.
  • Ausgehend davon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren und eine solche Einrichtung weiter zu verbessern.
  • Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Kombinationen der wesentlichen Merkmale gelöst. Danach findet nicht mehr ein starr an das Gerät, in der die Wäschetrommel rotiert, gekoppelter Aufnehmer des Drehgebers Anwendung, sondern sein Aufnehmer ist gegen eine elastische Rückstellkraft tangential bzw. um die Drehachse des mit der Trommel umlaufenden Aktuators verlagerbar. Dadurch erfaßt der Drehgeber zusätzlich eine Winkelbeschleunigung um eine der beiden anderen Hauptmasseträgheitsachsen, die senkrecht zur Drehachse der Wäschetrommel stehen und deshalb zu einer Taumelbewegung der Trommel führen können.
  • Normalerweise wird es ausreichen, ein Maß für die Taumelbewegung nur aus der Winkelbeschleunigung um eine der beiden zur Trommel-Drehachse senkrechten Masseträgheitsachsen abzuleiten; bei horizontaler Drehachse vorzugsweise um die vertikale Achse, um ein seitliches Anschlagen der taumelnden Trommel gegen den sie umgebenden Laugen-Bottich bzw. dieses Bottichs gegen die seitlichen Gehäusewände durch rechtzeitiges, antriebsseitig gegenphasiges Gegensteuern des Motors zu vermeiden. Wenn aber in der Ebene quer zur Trommeldrehachse zwei Drehgeber mit erfindungsgemäß elastisch an die Maschine gekoppelten Aufnehmern orthogonal zueinander angeordnet sind, läßt sich daraus für jede der beiden Hauptträgheitsachsen quer zur Rotationsachse der Trommel eine stets aktuelle Winkelbeschleunigungsinformation gewinnen.
  • Das ist von besonderem Interesse bei schräg gelagerten Wäschetrommeln, die durch den Benutzer wesentlich leichter zu beladen und zu entladen sind und einen leichteren optischen Einblick in den Trommelinhalt bieten. Die Wäsche in einer sich drehenden schräg gehalterten Trommel fällt natürlich weiterhin in Richtung der Gravitationskraftwirkung und deshalb nun nicht mehr senkrecht zur Drehachse der Trommel, woraus eine ungleiche Verteilung über die axiale Länge der
  • Trommel wahrscheinlicher wird. Die kann zu Taumelbewegungen bei der hochtourigen Trommelrotation führen, die durch herkömmliche Drehgebersysteme mit ihrer starren Geräteanbindung nicht erfassbar sind. Um allen derart möglichen Taumelbewegungen z.B. über eine phasenrichtige Ansteuerung des Trommelantriebsmotors entgegenwirken zu können, müssen die beiden Winkelbeschleunigungen um die Massenträgheitsachsen orthogonal zur Hauptmassenträgheitsachse X erfasst werden. Das die Trommeldrehzahl angebende Ausgangssignal des Drehgebers erfährt dafür eine von den zusätzlichen Nick- bzw. Gierbewegungen der Wäschetrommel abhängige Variation, weil der jeweilige Aufnehmer des Drehgebers erfindungsgemäß nicht mehr starr festgelegt ist, sondern in der Querebene zur Trommel-Drehachse unter dem Einfluß der auftretenden Taumelkräfte gegen die elastische Kraft einer Rückstelleinrichtung verlagerbar ist. Zwei in dieser Querebene orthogonal zueinander gegebene erfindungsgemäße Verlagerungsmöglichkeiten von Drehgeber-Aufnehmem liefern somit getrennte Beeinflussungen der Ergebnisse der laufenden Drehzahlmessungen an der Trommel, nämlich nach Maßgabe der Nick- und der Gierbeanspruchungen der Wäschetrommel.
  • Die erfindungsgemäße Erfassung von Taumelbewegungen durch die bei verlagerbarem Drehgeber-Aufnehmer dem aktuellen Drehzahlmesswert überlagerten Schwankungen ist nicht nur bei horizontaler oder bei gegenüber der Horizontalen leicht geneigter Drehachse der Trommel anwendbar, sondern bei beliebiger räumlicher Winkellage der Drehachse und deshalb ebenso bei vertikaler X- oder Drehachse der Trommel, wie im Falle der so genannten Aktuator-Waschmaschinen. Während für die prinzipiellen Erläuterungen vorstehend, und auch in der unten folgenden Beispielsbeschreibung, zur Erleichterung des Verständnisses davon ausgegangen ist, daß der Aktuator des Drehgebersystemes drehstarr mit der Trommel gekoppelt und dessen Aufnehmer gegen eine elastische Rückstellkraft verschwenkbar ist, ist im Rahmen vorliegender Erfindung auch die umgekehrte Zuordnung realisierbar, also eine z.B. drehelastische Kopplung des Rotors oder dergleichen Aktuators an die Trommel bei herkömmlicher starrer Kopplung des Spulensystemes oder dergleichen Aufnehmers an das die Trommel tragende Geräteteil. Entscheidend ist erfindungsgemäß, daß die Taumelbeanspruchungen der rotierenden Trommel das vom Drehgebersystem gelieferte Drehzahlsignal entsprechend intensiv schwanken lassen.
  • Zur näheren Erläuterung der Erfindung, sowie ihrer Vorteile und Weiterbildungen wird auf die weiteren Ansprüche und auf nachstehende Beschreibung von in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche und nicht maßstabsgerecht skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispielen zur erfindungsgemäßen Lösung verwiesen. In der Zeichnung zeigt:
    • Fig. 1
    einen elastisch an den Trommel-Bottich gekoppelten Stator eines Tachogenerators als Drehgeber,
    Fig. 2
    eine elastisch verlagerbare Lichtschranke eines Impulsfolgefrequenzgebers als Drehgeber und
    Fig. 3
    eine Weiterbildung des Drehgebers nach Fig. 2, um Winkelbeschleunigungen um die beiden auf der Trommeldrehachse senkrecht stehenden Masseträgheitsachsen und damit die vollständige Taumelbeanspruchung der Wäschetrommel um die Y- und Z-Achsen sensieren zu können.
  • In Fig. 1 ist in Stirnansicht gegen ihre der Beladungsöffnung gegenüberliegende Rückseite eine Wäschetrommel 11 einer Haushaltswaschmaschine oder einer Haushaltswäscheschleuder skizziert, die hier in der Rückwand eines kubisch skizzierten Bottichs 12 verdrehbar gelagert ist. Der Bottich 12 ist schwingfähig, elastisch aber bedämpft, in einem Maschinen-Gehäuse 13 aufgehängt. Ein direkt oder getrieblich mit der Wäschetrommel 11 gekoppelter Motor für die Drehbewegung der Wäschetrommel 11 um ihre beispielsweise gegenüber der Horizontalen geneigte Drehachse 14 ist in den vereinfachten Darstellungen der Zeichnung fortgelassen. Dargestellt ist aber in Fig.1 eine Transmission 15 zur drehstarren Kopplung des permanentmagnetischen Rotors eines tachogeneratorischen Drehgebers 18 an die elektromotorisch angetriebene Wäschetrommel 11. Die Drehachse 20 des Rotors im Drehgeber 18 ist im wesentlichen parallel zur Drehachse 14 der Wäschetrommel 11 orientiert, die ihrerseits im räumlichen kartesischen Koordinatensystem (wie in Fig. 1 angedeutet) als X-Achse definiert sei. Hierbei handelt es sich um die Hauptmasseträgheitsachse des rotierenden Systems der beladenen Wäsche-Trommel 11 für den Fall einer zu deren Mittelpunkt etwa axialsymmetrisch verteilten Massebelegung.
  • Wie die Wäsche-Trommel 11 ist auch der Rotor des Drehgebers 18 über dessen Stator am Bottich 12 drehbar gelagert. Angetrieben von der Trommel 11 rotiert der Rotor innerhalb des Spulensystems seines Stators. Der Rotor ist somit der Aktuator 16 und das Spulensystem der Aufnehmer 17 des Drehgebers 18. Der liefert als Tachogenerator eine drehzahlabhängige Ausgangsspannung oder als Frequenzgenerator eine drehzahlabhängige Impulsfolge an eine Auswerteschaltung, die (in der Zeichnung nicht berücksichtigt) gesondert beigestellt sein kann, in der Praxis aber bevorzugt mit in der Mikroprozessor-Steuerung des Antriebsmotors für den Betrieb der Wäschetrommel 11 realisiert ist.
  • Die Besonderheit dieses Drehgebers 18 liegt nun darin, dass sein Aufnehmer 17 in Form des Stators nicht mehr drehstarr am Bottich 12 oder sonstigen die Trommel 11 verdrehbar halternden Geräteteil festgelegt ist, sondern gegen eine elastische Rückstelleinrichtung 19 um die Drehachse 20 des Aktuators 16 verschwenkbar ist, wobei die maximal verschwenkbare Auslenkung alternativ oder zusätzlich zur elastischen Rückstelleinrichtung 19 durch zwei (nicht gezeichnete) Anschläge (je einem pro Schwenkrichtung) begrenzt sein kann. Der Aufnehmer 17 weist dabei eine gegenüber seiner Drehachse 20 exzentrische Masseverteilung auf, was in der Skizze durch eine extern lokal applizierte exzentrische Zusatzmasse 21 veranschaulicht ist. Hierdurch wird bei einer Winkelbeschleunigung um die vertikale Y-Achse infolge einer Taumelbewegung der Trommel 11 dem Drehzahlsignal des Drehgebers 18 ein Drehzahlfehler als Schwankung des Drehzahlmesswertes überlagert, welche in der steuerungstechnischen Auswertung als Maß für die aktuelle Taumelamplitude dient.
  • Ein Antrieb der unwuchtigen Wäschetrommel 11 mit mäßiger Drehgeschwindigkeit führt zu relativ langen Periodendauem der schwankenden Ausgangssignale des Drehgebers 18, denen gegenüber eventuelle Verfälschungen infolge geringfügiger Pendelbewegungen des Aufnehmers 17 meßtechnisch eliminierbar sind, insoweit sie nicht in der Praxis sogar ganz vernachlässigbar sind. Dieser relative Drehzahlfehler steigt jedoch mit zunehmender Drehzahl der Trommel 11 aufgrund deren dann stärkerer Taumelneigung an, weshalb bei den hohen Drehzahlen des Schleuderbetriebes am Ausgang des Drehgebers 18 aufgrund entsprechend stark taumelbedingter Verlagerung des Aufnehmers 17 ein auswertbar großer Drehzahlfehler auftritt. Diese der Drehzahlmessung überlagerte Schwankung steht also in unmittelbarem Zusammenhang mit der Taumelbewegung der Trommel 11 als Folge von Winkelbeschleunigungen um die zur Drehachse X = 14 senkrechten Masseträgheitsachsen Y und Z, zumal dann, wegen der hohen potentiellen Energie der beladenen Trommel 11 bei hohen Drehzahlen, auch unter Unwuchteinflüssen die Drehzahlschwankungen um die Drehachse 14 selbst nur noch sehr gering sind im Vergleich zu den durch die Taumelbeanspruchungen ausgelösten Meßwert-Schwankungen.
  • Auf diese Weise werden erfindungsgemäß mittels des verschwenkbar montierten Drehgeber-Aufnehmers 17 Auswirkungen von Kräften erfasst, die beim starr auf die bloße Drehbewegung der Wäschetrommel 11 abgestellten Drehgeber nicht erfassbar wären, aber doch eine erhebliche Beeinträchtigung der Betriebssicherheit der Maschine zur Folge haben können.
  • Bei der Variante nach Fig. 2 ist die Wäschetrommel 11 unmittelbar mit dem Aktuator 16 des Drehgebers 18 ausgestattet, so dass die Trommeldrehachse 14 und die Aktuatordrehachse 20 mit der Hauptmasseträgheitsachse X zusammenfallen. Ein Aufnehmer 17' ist hier starr am Bottich oder Gehäuse (12 bzw. 13 in Fig. 1) gehaltert. Der mit der Wäschetrommel 11 rotierende Aktuator 16 hat eine lückende Struktur, etwa (wie in der Vergrößerung der Fig. 2 angegeben) in Form von im Tastverhältnis "1" gleichförmig aufeinanderfolgenden Schlitzen oder Blendenlöchem von beispielsweise angenähert rechteckförmigem Querschnitt. Die Lückung dieses Aktuators 16 wird in diesem Beispielsfalle längs seines äußeren Randes von einer Gabellichtschranke als dem Aufnehmer 17' U-förmig übergriffen. Immer dann, wenn der Aktuator 16 infolge seiner Lückung lichtdurchlässig ist, spricht der Drehgeber 18 an, weil der Aufnehmer 17' durchschaltet. Die Folgefrequenz der so von der Lichtschranke ausgelösten Impulse ist ein Maß für die momentane Drehgeschwindigkeit der Wäschetrommel 11 um ihre Achse 14.
  • Zusätzlich wird dieser Aktuator 16 in Form des mit der Wäschetrommel 11 drehstarr rotierenden Lückenkranzes von einem Aufnehmer 17 übergriffen, der zwar auch am Bottich 12 bzw. Gehäuse 13 montiert ist, aber nicht starr festgelegt, sondem wieder gegen eine Rückstelleinrichtung 19 in und gegen Bewegungsrichtung des Aktuators 16 zu einem konstruktiv vorgegebenem Grade verlagerbar. Auch hier kann die maximale Verlagerung des Aufnehmers 17 alternativ oder zusätzlich zur Rückstelleinrichtung 19 durch einen oder zwei (der Übersicht halber nicht gezeichnete) Anschläge (je einer pro Bewegungsrichtung des Aufnehmers 17) begrenzt sein.
  • Einer exzentrischen Zusatzmasse bedarf es hier nicht, weil dieser Lichtschranken-Aufnehmer 17 schon in sich keine zur X-Achse konzentrische Masseverteilung aufweist. Dessen Verlagerung tritt wieder ein, wenn aufgrund von Winkelbeschleunigungen um die Trägheitsachse Y Kräfte quer zu dieser Achse und somit in Z-Richtung auf den beweglich montierten Aufnehmer 17 einwirken. Im Zuge einer solchen Verlagerung des elastisch abgestützten Aufnehmers 17 in oder gegen Bewegungsrichtung des Aktuators 16 variiert bei hoher Drehgeschwindigkeit der Wäschetrommel 11 wieder die vom Drehgeber 18 ausgelöste Impulsfolge deutlich gegenüber derjenigen vom gerätestarren Aufnehmer 17', der die Drehbewegung der Trommel 11 um ihre Achse X = 14 erfaßt. Diese variable Impulsfrequenzdifferenz ist ein Maß für die Gierbewegung der Wäschetrommel 11, also deren Auslenkung um die vertikale Y-Achse in der horizontalen Z-Richtung quer zur X-Richtung, der Drehachse 14, die für diese Ausführungsbeispiele im wesentlichen horizontal angenommen ist.
  • Bei der Weiterbildung gemäß Fig. 3 handelt es sich im Prinzip um zwei Drehgeber 18, 18a mit verlagerbaren Aufnehmern 17 der Art, wie vorstehend in Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert. Diese beiden Drehgeber 18, 18a sind in einer Ebene, die senkrecht zur Trommeldrehachse 14 orientiert ist und somit in der Koordinatenebene der Y- und Z-Achsen liegt, orthogonal gegeneinander verschwenkt gehaltert. Dadurch verlagert der eine Aufnehmer 17 sich wieder wie zuvor aufgrund von Winkelbeschleunigungen um die Y-Achse in Z-Richtung, und der orthogonal dazu orientierte Aufnehmer 17a aufgrund von Winkelbeschleunigungen um die Z-Achse in Y-Richtung. Ein Vergleich der schwankenden Ausgangsfrequenzen dieser beiden Drehgeber 18, 18a in Bezug auf einen apparativ starr orientierten Aufnehmer (17 in Fig. 2) erübrigt sich nun, weil die Impulsfolgefrequenzen der beiden gegen ihre elastischen Rückstelleinrichtungen 19, 19a verlagerbaren Aufnehmer 17 und 17a unmittelbar miteinander verglichen werden können. Deren relative Veränderungen sind jeweils ein Maß für die Taumelkräfte, die nun in beiden Koordinatenrichtungen quer zur Trommeldrehachse 14 gesondert erfasst sind.
  • So wird durch die Erfindung berücksichtigt, daß insbesondere bei höheren Drehzahlen der elektromotorisch angetriebenen Wäschetrommel 11 nicht nur Winkelbeschleunigungen um deren Drehachse 14 als der Hauptmasseträgheitsachse X auftreten, sondern zusätzlich von der axial exzentrischen Beladung abhängige Nick- und Gierkräfte aufgrund von Winkelbeschleunigungen um die jeweils zur X-Achse räumlich orthogonalen Z- und Y-Achsen. Daraus resultieren Taumelbewegungen, die durch einen in herkömmlicher Weise parallel zur X-Achse starr an die Maschine gekoppelten Drehgeber 18 nicht erfassbar sind, weil sie auch um andere Achsen (Y, Z) als um die X-Achse wirksam sind. Sie führen zu einer Relativbewegung des nun relativ zur Maschine gegen elastische Rückstellkräfte verlagerbar montierten Aufnehmers 17 und damit auch relativ zu der Drehbewegung des Aktuators 16, so dass das Ausgangssignal des Drehgebers 18 messtechnisch deutlich erfassbare Drehzahlschwankungen führt. Diese sind ein Maß für die aktuelle Taumelbewegung der Wäschetrommel 11, welcher ihr Antrieb aktiv entgegenwirken kann, z.B. durch das Anfahren einer anderen Drehzahl mit geringeren resonanzbedingten Trommelauslenkungen, durch Änderung des Drehzahlgradienten, um kritische Resonanzfrequenzen schneller zu durchfahren, durch Neuverteilung der Wäsche oder insbesondere bei niedrigen Schleuderdrehzahlen durch phasenrichtig überlagerte Drehmomentschwankungen des Trommelantriebs.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Erfassen von unwuchtabhängigen Bewegungserscheinungen bei einer Wäschetrommel durch Messen deren Drehbewegung, bei dem um eine Trägheitsachse quer zur Drehachse der Wäschetrommel auftretende Winkelbeschleunigungen über eine Verlagerung des Aufnehmers oder Aktuators eines Drehgebersystems als Schwankung im DrehzahlMesswert erfasst werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verlagerung des Aufnehmers oder Aktuators des Drehgebersystems gegen eine elastische Rückstellkraft tangential oder um die Drehachse des Aktuators gerichtet ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verlagerung des Aufnehmers oder Aktuators des Drehgebersystems ferner gegen mindestens einen, vorzugsweise zwei Anschläge erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die aufgrund der Verlagerung meßbare Schwankung im Ausgangssignal des Drehgebers als Maß für die aus überlagerter Nick- bzw. Gierbeanspruchung der Wäschetrommel resultierende Taumelbewegung erfasst wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass relative Drehzahländerungen in zueinander orthogonalen Richtungen quer zur Drehachse der Wäschetrommel erfasst werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die verlagerungsabhängige Drehzahländerung mit dem Drehzahlsignal von einem anderen Drehgeber verglichen wird, der starr angeordnet ist oder der ebenfalls, aber gegenüber einer anderen Trägheitsachse, elastisch verlagerbar ist.
  6. Einrichtung zum Erfassen von unwuchtabhängigen Bewegungserscheinungen bei einer Wäschetrommel (11), die mit einem Drehgeber (18) als Drehzahlmessinstrument ausgestattet ist, von dem eine Komponente des mit der Wäschetrommel (11) rotierenden Aktuators (16) oder des an sich gerätefesten Aufnehmers (17) relativ zur anderen Komponente in oder gegen die Aktuator-Drehrichtung verlagerbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einrichtung eine elastische Rückstelleinrichtung aufweist, wobei die eine Komponente des Aktuators (16) oder des Aufnehmers (17) relativ zur anderen Komponente gegen diese elastische Rückstelleinrichtung (19) tangential oder um die Drehachse des Aktuators verlagerbar ist.
  7. Einrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Aktuator (16) oder der Aufnehmer (17) ferner gegen mindestens einen, vorzugsweise zwei Anschläge verlagerbar ist.
  8. Einrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Drehgeber (18) als spannungsgebender oder frequenzgebender Tachogenerator ausgelegt ist, dessen permanentmagnetischer Rotor als Aktuator (16) im Stator-Spulensystem eines Aufnehmers (17) rotiert, der eine bezüglich seiner Drehachse exzentrische Masseverteilung aufweist und relativ zur Bewegung des Aktuators (16) gegen die elastische Rückstellkraft der Rückstelleinrichtung (19) und/oder gegen den oder die Anschläge verdrehbar ist.
  9. Einrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Drehgeber (18) ein Impulsgeber mit einem mit der Wäschetrommel (11) drehgekoppelten Impulsmuster als Aktuator (16) vorgesehen ist, dessen Aufnehmer (17) in tangentialer Richtung bezüglich der Bewegung des Aktuators (16) gegen die elastische Rückstellkraft der Rückstelleinrichtung (19) und/oder gegen den oder die Anschläge verlagerbar ist, wobei vorzugsweise ein optoelektronischer Drehgeber (18) mit einer Loch- oder Schlitz-Blendenscheibe als Aktuator (16) in einer Lichtschranke als Aufnehmer (17) vorgesehen ist.
  10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass außerdem ein nicht verlagerbarer Aufnehmer (17') vorgesehen ist, dessen Ausgangsfrequenz mit der Ausgangsfrequenz des verlagerbaren Aufnehmers (17) verglichen wird.
  11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwei in der Ebene quer zur Trommel-Drehachse (14) orthogonal gegeneinander verschwenkt angeordnete, jeweils verlagerbare Aufnehmer (17,17a) vorgesehen sind, wobei die Ausgangsfrequenzen der beiden verlagerbaren Aufnehmer (17,17a) miteinander verglichen werden.
  12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Antrieb der Wäschetrommel (11) ihrer Taumelbewegung nach Maßgabe der Schwankung des Drehzahlsignales vom Drehgeber (18) durch Beeinflussung der Drehzahl oder ihres Gradienten bzw. durch Neuverteilung der Wäsche oder durch phasenrichtig überlagerte Drehmomentschwankungen des Antriebs aktiv entgegenwirkt.
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