EP1693499B1 - Schwingfähig aufgehängtes Innenaggregat einer Wäschebehandlungsmaschine, Verfahren zur Ansteuerung einer Wäschebehandlungsmaschine sowie Verwendung eines elektronischen Sensors als Schwingungssensor in einem Innenaggregat - Google Patents

Schwingfähig aufgehängtes Innenaggregat einer Wäschebehandlungsmaschine, Verfahren zur Ansteuerung einer Wäschebehandlungsmaschine sowie Verwendung eines elektronischen Sensors als Schwingungssensor in einem Innenaggregat Download PDF

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EP1693499B1
EP1693499B1 EP06002888A EP06002888A EP1693499B1 EP 1693499 B1 EP1693499 B1 EP 1693499B1 EP 06002888 A EP06002888 A EP 06002888A EP 06002888 A EP06002888 A EP 06002888A EP 1693499 B1 EP1693499 B1 EP 1693499B1
Authority
EP
European Patent Office
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internal unit
sensor
vibration sensor
electric motor
vibratory
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Not-in-force
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EP06002888A
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French (fr)
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EP1693499A2 (de
EP1693499A3 (de
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Martin Weinmann
Roman-Hartmut Wauer
Alexander Müller
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Diehl AKO Stiftung and Co KG
Original Assignee
Diehl AKO Stiftung and Co KG
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    • D06F2105/00—Systems or parameters controlled or affected by the control systems of washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2105/46—Drum speed; Actuation of motors, e.g. starting or interrupting

Definitions

  • the invention relates to an oscillating suspended indoor unit of a laundry treatment machine, which comprises a laundry drum and designed as an electric motor drive the laundry drum. Furthermore, the invention relates to a method for controlling a laundry treatment machine, wherein the oscillatory movements of an internal unit of a laundry treating machine are measured and the use of an electronic sensor in the indoor unit.
  • the internal assembly of a washing or spinning machine usually comprises a tub with rotatably mounted laundry drum and a drive unit in the form of an electric motor which drives the laundry drum often via a reduction gear or a transmission.
  • the indoor unit is suspended vibratory in a machine or machine housing and is a damped oscillatory overall system, which is subject to unbalance-dependent resonance phenomena in certain areas of the engine speed overdried speed of the laundry drum. This is due to oscillatory movements due to momentary imbalances in the loading of the laundry drum.
  • Such a tachogenerator as a rotary encoder thus detects those components of a swinging motion of a swingably suspended internal assembly of a washing machine, which lead to a corresponding angular acceleration or torque fluctuation about this axis of rotation.
  • Another way to capture imbalance in a washing machine is from the GB 2 361 715 A known.
  • two vibration sensors are coupled to an internal unit, with the aid of whose signals a controller controls the rotational speed of the laundry drum in such a way that an imbalance situation is avoided.
  • the invention has for its object to provide a particularly suitable device for detecting a swinging motion of a vibratory suspended indoor unit of a laundry treatment machine with an electric motor driven laundry drum and a corresponding method.
  • an oscillating suspended indoor unit which comprises a laundry drum and designed as an electric motor drive.
  • the indoor unit is preferably used in a washing machine, in a spin dryer, in a tumble dryer or in a laundry cleaning machine.
  • the drive axis of rotation about which the laundry drum rotates during operation, is lying, standing or inclined, in particular at a 45 ° angle to a flat surface, arranged.
  • the power transmission of electric motor to the axis of rotation of the laundry drum is advantageously carried out via a direct drive or an intermediate transmission gear with transmission belt, or the like.
  • at least one vibration sensor is provided, which in its entirety is rigidly or substantially rigidly coupled to the internal unit.
  • the vibration sensor or parts thereof are not carried in the drive rotation of the laundry drum.
  • This design has the advantage that a mechanically particularly störunan réellee sensor for recording the oscillatory movements is formed.
  • the vibration sensor is designed as a printed circuit board component on the engine control board, which preferably has a power switch and / or a controller for controlling, in particular speed control, of the electric motor, so that the vibration sensor is rigidly coupled to the electric motor.
  • the design of the sensor as a printed circuit board component is based on the idea of using cost-effective printed circuit board-mountable sensors. Such a circuit board is rigidly or substantially rigidly coupled to the vibration system "internal unit".
  • the circuit board is coupled to a washing tub, which is part of the internal assembly, alternatively, the circuit board is fixed, for example, on and / or on the electric motor.
  • the PCB fulfills a dual function and is at the same time as a motor control board, which preferably includes, inter alia, one or more power switches and / or a controller of the engine electronics, preferably designed as a microcontroller or DSP or CPU, for controlling, in particular for controlling the speed of the electric motor.
  • This embodiment has the particular advantage that the signal paths between the vibration sensor and the controller are very short and thus immune to interference and, for example, realized as strip conductors.
  • a further advantage results from the combination of the motor control and the vibration sensor on a common printed circuit board in that the controller is supplied in a simple manner with the measured values of the vibration sensor and at the same time with feed and measured variables of the electric motor and in this way forms the basis for optimum motion control of the motor Electric motor is created.
  • the vibration sensor is designed as an electronic sensor, in particular as an acceleration sensor.
  • the measuring principle of the sensor is based in particular on capacitive, inductive or piezoelectric effects.
  • This design of the vibration sensor means that all mechanical components - if present at all - are insulated within a sensor housing relative to the environment and the vibration sensor is very insensitive to external mechanical and / or chemical influences.
  • Suitable vibration sensors are z. From the company Star Micronics (New Jersey, USA) under the designations ACA302 (3-axis capacitive sensor) or APA 304 (3-axis piezo ceramic sensor).
  • the vibration sensor is realized and / or arranged such that rotational oscillatory movements of the internal assembly can be detected around a first axis of rotation.
  • the position of the first axis of rotation is arranged obliquely to the drive axis of rotation of the laundry drum, in particular so that results in an angle not equal to 0 ° between the first axis of rotation and the drive axis of rotation.
  • the first axis of rotation and the drive axis of rotation can also be arranged skewed relative to one another, ie obliquely to one another, with imaginary extensions of the axes not intersecting.
  • rotational oscillatory movements are detected by the vibration sensor which contain a component which is independent of the rotational oscillatory movement about the drive rotational axis.
  • the first axis of rotation is perpendicular or substantially perpendicular to the drive axis of rotation, so that a component of the rotational oscillatory motion is measured, which is independent of the rotational oscillatory movement about the drive axis of rotation.
  • the most critical to be regarded rotary oscillatory movements about axes perpendicular to the bearing or rotation axis of the drum also referred to as pitching and yawing - - detected and thus recognized.
  • the yawing movements at increased amplitude for striking the tub and thus the internal unit of the washing machine on the side wall, while pitching movements can lead to striking the front of the washing machine.
  • imbalances can be determined comparatively precisely and comparatively precisely controlled in response to the detected unbalance speed changes for a safe and effective operation of the laundry machine.
  • a further vibration sensor in particular a tachogenerator, as known from the prior art, is additionally provided for measuring the rotary oscillatory movement about the drive axis of rotation of the laundry drum.
  • the invention is based on the consideration that a particularly reliable detection of the oscillatory movement of the internal unit of a laundry treatment machine can be achieved if in addition to a reflected in the directly detectable speed change oscillatory motion about the axis of rotation and a swinging motion is detected by at least one further axis, which does not coincide with the drive rotation axis defined by the bearing shaft of the engine or the laundry drum.
  • the laundry drum not only turns around this axis of rotation defined by its bearing axis, but also follows, depending on the position and the size of the unbalanced load, oscillatory movements in or about the axes orthogonal to the axis of rotation relative to a Cartesian coordinate system with axis of rotation lying on the x-axis represent the y- and z-axis.
  • the vibration sensor is realized and arranged so that rotational oscillatory movements about a second or about a second and a third axis of rotation can be detected.
  • the detection of the rotary rotational movements about two or three axes of rotation is effected by a single vibration sensor component.
  • the vibration sensor is designed to detect linear oscillatory movements in up to three independent spatial directions.
  • the one or more sensors or oscillation sensors are connected to the controller.
  • the internal unit is designed in terms of programming technology and / or circuit technology in such a way that the measured values of the sensors or vibration sensors during activation of the electric motor, control technology and / or control technology are taken into account.
  • the object underlying the invention is further achieved by a method for controlling a laundry treatment machine according to the features of claim 10.
  • the oscillatory movements of an internal unit of the laundry treatment machine are measured by one or more sensors.
  • the internal unit comprises at least one laundry drum and a drive of the laundry drum designed as an electric motor.
  • At least one of the measuring sensors is designed as an electronic sensor which is rigidly or substantially rigidly coupled in its entirety to the internal unit.
  • the sensor is not carried along with the drive rotation movement of the laundry drum, but only with the vibrations of the internal unit.
  • the vibration sensor is designed as a printed circuit board component on the engine control board, which preferably has a power switch and / or a controller for controlling, in particular speed control, of the electric motor, so that the vibration sensor is rigidly coupled to the electric motor.
  • the measured values of the vibration movement are transmitted to a controller.
  • the inventive method offers substantially the same advantages as the device according to the invention according to claims 1 to 9.
  • the rotary oscillatory movement about the drive axis of rotation of the laundry drum is measured from the feed quantities for the motor or the speed fluctuations of the same.
  • FIG. 1 schematically shows a washing machine in an end view against the back of a machine housing 1 of the washing machine, wherein the back shown opposite a load opening, not shown, of the washing machine.
  • an inner unit 2 is suspended vibratory.
  • the inner unit 2 comprises a lye tub 3, a washing or laundry drum 4, a Trommelriemenrad 5, a transmission belt 6, a Motorriemenrad 7 and an electric motor 8.
  • the inner unit comprises all the components with the rotating washing or laundry drum 4 a form a common vibration system, which is vibration-isolated and / or-damped by a suspension relative to the machine housing 1.
  • the drum-shaped Laugenbottich 3 is aligned in its longitudinal extent parallel to the bottom of the machine housing 1, that is arranged in the machine housing 1 lying.
  • Above the schematic diagram of the washing machine in FIG. 1 is a rectangular coordinate system 4 drawn with three axes, wherein the axis marked X is aligned parallel to the longitudinal extent of the tub Lye 3.
  • the washing or laundry drum 4 is arranged concentrically within the tub Laugenbottichs 3 and is in particular in the rear wall of the Laugenbottichs 3 - ie in the loading opening facing away from the second side wall of the Laugenbottichs 3 - rotatably mounted.
  • the washing or laundry drum 4 is rotatably connected to the Trommelriemenrad 5, which is arranged concentrically to the washing or laundry drum 4, but smaller in diameter than the washing or laundry drum 4 is formed.
  • the Trommelriemenrad 5 is disposed on the side of the second side wall outside of the tub Lye 3.
  • the drum pulley 5 is coupled to a motor pulley 7, which is arranged offset parallel to the drum pulley 5, but offset in the direction of the bottom of the machine housing 1.
  • the motor pulley 7 is rotatably connected to the output shaft of the electric motor 8, so that the motor pulley 7 is driven by the electric motor 8.
  • the washing or laundry drum 4 is rotated within the tub Lye 3 in rotation.
  • the washing or laundry drum 4 is moved by a direct drive, wherein the direct drive is located at the location of the drum belt 5.
  • an engine electronics 10 for example in the form of a planar or 3-D printed circuit board is provided, which is rigidly connected to the electric motor.
  • the engine electronics 10 includes the power output stage for energizing the electric motor 8, a vibration sensor for receiving vibrations of the indoor unit and a controller for detecting the measured values the vibration sensor and for controlling the electric motor.
  • the vibration sensor is designed such that it can measure rotations about the axes of the coordinate system 9 denoted by Y and / or Z and / or the angular accelerations associated with these rotations, ie in particular pitching movements of the internal assembly 2 (about the Y-axis) and / or yawing movements of the internal unit 2 (about the Z-axis).
  • the vibration sensor can be designed such that vibrations are also registered about the X axis.
  • the suspension of the inner unit 2 is realized in the ceiling region of the machine housing 1 by springs 11 which engage in each case with its one end in the ceiling-side corner regions of the machine housing 1 and with its other end to four different positions on the inner unit 2, here at the top of Laugenbottichs 3, are attached. Further, the inner assembly 2 is supported by four friction damper 12 in the bottom portion of the machine housing 1, wherein the friction damper 12 are each supported with one end in the corner regions of the machine housing 1. The respective other end is attached to the bottom of the machine housing 1 side facing the inner unit 2, here at the bottom of the tub Laugenbottichs 3, at four different positions.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein schwingfähig aufgehängtes Innenaggregat einer Wäschebehandlungsmaschine, welches eine Wäschetrommel und einen als Elektromotor ausgebildeten Antrieb der Wäschetrommel umfasst. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Ansteuerung einer Wäschebehandlungsmaschine, wobei die Schwingbewegungen eines Innenaggregats einer Wäschebehandlungsmaschine gemessen werden sowie auf die Verwendung eines elektronischen Sensors in dem Innenaggregat.
  • Das Innenaggregat einer Wasch- oder Schleudermaschine umfasst gewöhnlich einen Laugenbehälter mit darin drehbar gelagerter Wäschetrommel und eine Antriebseinheit in Form eines Elektromotors, der die Wäschetrommel häufig über ein Reduktionsgetriebe oder eine Transmission antreibt. Das Innenaggregat ist schwingfähig in einem Maschinen-oder Automatengehäuse aufgehängt und stellt ein gedämpft schwingungsfähiges Gesamtsystem dar, das in bestimmen Bereichen der der Motordrehzahl gegenüber untersetzten Drehzahl der Wäschetrommel unwuchtabhängigen Resonanzerscheinungen unterliegt. Ursache hierfür sind Schwingbewegungen infolge momentaner Unwuchten in der Beladung der Wäschetrommel.
  • Solchen Schwingbewegungen infolge von Unwuchten kann im Programmablauf einer Wasch- bzw. Schleudermaschine durch eine gezielte Wäscheverteilphase begegnet werden. Hierzu wird das Steuerprogramm für den Trommelantrieb erst dann auf eine erhöhte Drehzahl zum Entfeuchten und Trockenschleudern der Wäsche in der Wäschetrommel weitergeschaltet, wenn im Zuge einer solchen Wäscheverteilphase die Unwuchten ausgeglichen oder zumindest auf ein für die Einleitung erhöhter Drehzahlen geeignetes Maß reduziert worden sind.
  • Zur Erfassung einer solchen Unwucht in der Wäschetrommel ist es aus der DE 37 41 791 C3 sowie aus der EP 0 349 789 B1 bekannt, einen so genannten Tachogenerator als Drehgeber einzusetzen. Dieser ist mit der Motorwelle verbunden und erzeugt eine der jeweiligen Drehzahl der Wäschetrommel entsprechende Signalspannung, deren Frequenz der Drehzahl proportional ist. Das von dem Tachogenerator gelieferte Signal stellt somit quasi die Ist-Drehzahl der Wäschetrommel dar, die je nach Unwucht der Wäsche in der Wäschetrommel schwankt. Ein derartiger Tachogenerator als Drehgeber erfasst somit diejenigen Komponenten einer Schwingbewegung eines schwingfähig aufgehängten Innenaggregates einer Waschmaschine, die zu einer entsprechenden Winkelbeschleunigung oder Drehmomentschwankung um diese Drehachse führen.
  • Eine andere Art Unwucht in einer Waschmaschine zu erfassen ist aus der GB 2 361 715 A bekannt. Hierfür sind zwei Schwingungssensoren an ein Innenaggregat gekoppelt, mit Hilfe deren Signale eine Steuerung die Umdrehungsgeschwindigkeit der Wäschetrommel derart steuert, dass eine Unwuchtsituation unterbleibt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Vorrichtung zur Erfassung einer Schwingbewegung eines schwingfähig aufgehängten Innenaggregates einer Wäschebehandlungsmaschine mit einer elektromotorisch angetriebenen Wäschetrommel sowie ein entsprechendes Verfahren anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Gemäß der Vorrichtung nach Anspruch 1 ist ein schwingfähig aufgehängtes Innenaggregat vorgesehen, welches eine Wäschetrommel und einen als Elektromotor ausgebildeten Antrieb umfasst. Das Innenaggregat ist bevorzugt in einer Waschmaschine, in einer Wäscheschleuder, in einem Wäschetrockner oder in einer Reinigungsmaschine für Wäsche eingesetzt. Die Antriebsdrehachse, um die die Wäschetrommel im Betrieb rotiert, ist liegend, stehend oder in Schräglage, insbesondere in einem 45°-Winkel gegenüber einem ebenen Untergrund, angeordnet. Die Kraftübertragung von Elektromotor auf die Drehachse der Wäschetrommel erfolgt zweckmäßigerweise über einen Direktantrieb oder ein zwischengeschaltetes Transmissionsgetriebe mit Transmissionsriemen, oder dergleichen. Weiter ist mindestens ein Schwingungssensor vorgesehen, der in seiner Gesamtheit starr oder im wesentlichen starr an das Innenaggregat gekoppelt ist. Anders ausgedrückt, wird der Schwingungssensor oder Teile davon bei der Antriebsrotation der Wäschetrommel nicht mitgeführt. Diese Ausbildung birgt dadurch den Vorteil, dass eine mechanisch besonders störunanfällige Sensorik zur Aufnahme der Schwingebewegungen gebildet wird. Kennzeichnend ist, dass der Schwingungssensor als Leiterplattenbaustein auf der Motorsteuerungsplatine ausgebildet ist, die vorzugsweise einen Leistungsschalter und/oder einen Controller zur Steuerung, insbesondere Drehzahlsteuerung, des Elektromotors aufweist, sodass der Schwingungssensor mit dem Elektromotor starr gekoppelt ist. Die Ausgestaltung des Sensors als Leiterplattenbaustein geht von der Überlegung aus, kostengünstige leiterplattenmontierbare Sensoren einzusetzen. Eine derartige Leiterplatte wird an das Schwingsystem "Innenaggregat" starr oder im wesentlichen starr gekoppelt. Vorzugsweise wird die Leiterplatte an einen Waschbottich, der Bestandteil des Innenaggregats ist, gekoppelt, alternativ wird die Leiterplatte beispielsweise auf und/oder an dem Elektromotor befestigt. Dabei erfüllt die Leiterplatte eine Doppelfunktion und ist zugleich als Motorsteuerungsplatine ausgebildet, die vorzugsweise u.a. einen oder mehrere Leistungsschalter und/oder einen Controller der Motorelektronik, vorzugsweise ausgebildet als Microcontroller oder DSP oder CPU, zur Steuerung, insbesondere zur Drehzahlsteuerung, des Elektromotors aufweist. Diese Ausführungsform birgt den besonderen Vorteil auf, dass die Signalwege zwischen Schwingungssensor und Controller sehr kurz und somit störunempfindlich sind und beispielsweise als Leiterbahnen realisiert sind. Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei der Kombination der Motorsteuerung und dem Schwingungssensor auf einer gemeinsamen Leiterplatte dadurch, dass dem Controller auf einfache Weise die Messwerte des Schwingungssensors und zugleich Speise- und Messgrößen des Elektromotors zugeführt werden und auf diese Weise die Grundlage für eine optimale Bewegungssteuerung des Elektromotors geschaffen ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausbildung ist der Schwingungssensor als elektronischer Sensor, insbesondere als Beschleunigungssensor ausgebildet. Dabei beruht das Messprinzip des Sensors insbesondere auf kapazitiven, induktiven oder piezoelektrischen Effekten. Diese Ausbildung des Schwingungssensors führt dazu, dass alle mechanischen Komponenten - soweit überhaupt vorhanden - innerhalb eines Sensorgehäuses gegenüber der Umgebung isoliert angeordnet sind und der Schwingungssensor gegenüber äußeren mechanischen und/oder chemischen Einflüssen sehr unempfindlich ist. Geeignete Schwingungssensoren werden z. B. von der Fa. Star Micronics (New Jersey, USA) unter den Bezeichnungen ACA302 (3-Achsen Kapazitiver Sensor) oder APA 304 (3-Achsen Piezokeramischer Sensor) vertrieben.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Schwingungssensor derart realisiert und/oder angeordnet, dass rotatorische Schwingbewegungen des Innenaggregats um eine erste Drehachse detektierbar sind. Bevorzugt ist die Lage der ersten Drehachse schräg zu der Antriebsdrehachse der Wäschetrommel angeordnet, insbesondere so dass sich zwischen erster Drehachse und Antriebsdrehachse ein Winkel ungleich 0° ergibt. Alternativ können erste Drehachse und Antriebsdrehachse auch windschief zueinander angeordnet sein, d.h. schräg zueinander, wobei sich gedachte Verlängerungen der Achsen nicht schneiden. Durch diese Ausgestaltungen werden durch den Schwingungssensor rotatorische Schwingbewegungen detektiert, die eine Komponente enthalten, die unabhängig von der rotatorischen Schwingbewegung um die Antriebsdrehachse sind.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erste Drehachse senkrecht oder im wesentlichen senkrecht zu der Antriebsdrehachse angeordnet, so dass eine Komponente der rotatorischen Schwingbewegung gemessen wird, die unabhängig von der rotatorischen Schwingbewegung um die Antriebsdrehachse ist. Hierbei werden die als besonders kritisch anzusehenden rotatorischen Schwingbewegungen um Achsen senkrecht zur Lager- oder Drehachse der Trommel - auch als Nick- und Gierbewegungen bezeichnet - erfasst und somit erkannt. So können z.B. bei einer Waschmaschine mit liegender Wäschetrommel die Gierbewegungen bei erhöhter Amplitude zum Anschlagen des Bottichs und damit des Innenaggregats der Waschmaschine an deren Seitenwand führen, während Nickbewegungen zum Anschlagen an der Frontseite der Waschmaschine führen können. Wird demnach zumindest eine dieser Schwingbewegungen um eine Drehachse orthogonal zur Antriebsdrehachse separat oder zusätzlich erfasst, können Unwuchten vergleichsweise präzise ermittelt und als Reaktion auf die erfassten Unwuchten Drehzahländerungen für einen sicheren und effektiven Betrieb der Wäschebehandlungsmaschine vergleichsweise exakt gesteuert werden.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist ergänzend ein weiterer Schwingungssensor, insbesondere ein Tachogenerator, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, zur Messung der rotatorischen Schwingebewegung um die Antriebsdrehachse der Wäschetrommel vorgesehen.
  • Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass eine besonders zuverlässige Erfassung der Schwingbewegung des Innenaggregats einer Wäschebehandlungsmaschine erreicht werden kann, wenn zusätzlich zu einer sich in der direkt erfassbaren Drehzahländerung wiederspiegelnden Schwingbewegung um die Drehachse auch eine Schwingbewegung um mindestens eine weitere Achse erfasst wird, die nicht mit der durch die Lagerwelle des Motors oder der Wäschetrommel definierten Antriebsdrehachse zusammenfällt. So dreht sich erkanntermaßen die Wäschetrommel bei unwuchtiger Wäscheladung nicht nur um diese durch deren Lagerachse definierte Drehachse, sondern folgt auch in Abhängigkeit von der Lage und der Größe der unwuchtigen Beladung Schwingbewegungen in den oder um die zur Drehachse orthogonalen Achsen, die bezogen auf ein kartesisches Koordinatensystem mit auf der x-Achse liegender Drehachse die y- und z-Achse darstellen.
  • Bei einer weiterführenden oder alternativen Ausführungsform ist der Schwingungssensor so realisiert und angeordnet, dass rotatorische Schwingbewegungen um eine zweite oder um eine zweite und eine dritte Drehachse detektierbar sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Detektion der rotatorischen Drehbewegungen um zwei oder drei Drehachsen durch ein einziges Schwingungssensorbauelement erfolgt. Alternativ oder ergänzend ist der Schwingungssensor zur Detektion von linearen Schwingbewegungen in bis zu drei unabhängige Raumrichtungen ausgebildet.
  • In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der oder die genannten Sensoren bzw. Schwingungssensoren mit dem Controller verschaltet sind. Insbesondere ist das Innenaggregat programmtechnisch und/oder schaltungstechnisch derart ausgebildet, dass die Messwerte der Sensoren bzw. Schwingungssensoren bei der Ansteuerung des Elektromotors, steuerungstechnisch und/oder regelungstechnisch berücksichtigt werden.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Ansteuerung einer Wäschebehandlungsmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
  • Bei diesem Verfahren ist vorgesehen, dass die Schwingbewegungen eines Innenaggregats der Wäschebehandlungsmaschine durch einen oder mehreren Sensoren gemessen werden. Das Innenaggregat umfasst zumindest eine Wäschetrommel und einen als Elektromotor ausgebildeten Antrieb der Wäschetrommel. Mindestens einer der messenden Sensoren ist als elektronischer Sensor ausgebildet, der in seiner Gesamtheit mit dem Innenaggregat starr oder im wesentlichen starr gekoppelt ist. Wie bereits oben erläutert wird der Sensor nicht bei der Antriebsrotationsbewegung der Wäschetrommel sondern nur bei den Schwingungen des Innenaggregats mitgeführt. Weiter ist der Schwingungssensor als Leiterplattenbaustein auf der Motorsteuerungsplatine ausgebildet, die vorzugsweise einen Leistungsschalter und/oder einen Controller zur Steuerung, insbesondere Drehzahlsteuerung, des Elektromotors aufweist, sodass der Schwingungssensor mit dem Elektromotor starr gekoppelt ist Die gemessenen Werte der Schwingebewegung werden an einen Controller übermittelt, der als Mikrokontroller o.ä. ausgebildet ist. Der Controller wertet die Messwerte des oder der Sensoren in Echtzeit aus und steuert - ebenfalls in Echtzeit - den Elektromotor in Abhängigkeit von den ausgewerteten Messwerten an. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet im wesentlichen die gleichen Vorteile wie die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß der Ansprüche 1 bis 9.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Verfahrens ist vorgesehen, dass neben dem gemessenen Wert der rotatorischen Schwingbewegung des Innenaggregats dem Controller auch ein aktueller Drehzahlwert - in Form eines IST- und/oder SOLL-Werts - zugeführt wird und auf Basis dieser Werte eine Referenzgröße für die Schwingungsauslenkung des Aggregats berechnet wird. Bei Schwingsystemen - unter Annahme eines harmonischen Schwingungsverlaufs - wird beispielsweise folgende Berechnungsformel verwendet: S max ∝ a max , w / 2 ⁢ πf 2
    Figure imgb0001
    mit:
    • Smax:
    max. Auslenkung des Schwingungssensors am Motor und da- mit des Innenaggregats
    f:
    Trommeldrehfrequenz
    amax_w
    max. Beschleunigungswert des Schwingungssensors bei der
    :
    Trommeldrehfrequenz f
  • Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass auch Motorspeisegrößen, Motorstrom, Spannung, Positionssignale o.ä. bei der Auswertung der gemessenen Werte berücksichtigt werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass für das Verfahren ein Innenaggregat gemäß einer der Ansprüche 1 bis 9 verwendet wird.
  • Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird schließlich durch die Verwendung eines elektronischen Sensors als Schwingungssensor in einem Innenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 9 gelöst.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird aus den Speisegrößen für den Motor bzw. der Drehzahlschwankungen derselben die rotatorischen Schwingebewegung um die Antriebsdrehachse der Wäschetrommel gemessen.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
    • Figur 1
    eine rückseitige Ansicht einer Waschmaschine in schematischer Darstellung.
  • Die Figur 1 zeigt schematisch eine Waschmaschine in einer Stirnansicht gegen die Rückseite eines Maschinengehäuses 1 der Waschmaschine, wobei die gezeigte Rückseite einer nicht gezeigten Beladungsöffnung der Waschmaschine gegenüberliegt. In dem Maschinengehäuse 1 ist ein Innenaggregat 2 schwingfähig aufgehängt.
  • Das Innenaggregat 2 umfasst einen Laugenbottich 3, eine Wasch- oder Wäschetrommel 4, ein Trommelriemenrad 5, einen Transmissionsriemen 6, einen Motorriemenrad 7 und einen Elektromotor 8. Mit anderen Worten umfasst das Innenaggregat alle Bestandteile, die mit der rotierenden Wasch- oder Wäschetrommel 4 ein gemeinsames Schwingsystem bilden, welches durch eine Aufhängung gegenüber dem Maschinengehäuse 1 schwingungsisoliert und/oder -gedämpft ist.
  • Der trommelförmige Laugenbottich 3 ist in seiner Längserstreckung parallel zum Boden des Maschinengehäuses 1 ausgerichtet, ist also in dem Maschinengehäuse 1 liegend angeordnet. Eine erste Seitenwand des Laugenbottichs 3 ist der nicht gezeigten Beladungsöffnung zugewandt. Oberhalb der schematischen Darstellung der Waschmaschine in Figur 1 ist ein rechtwinkliges Koordinatensystem 4 mit drei Achsen eingezeichnet, wobei die mit X gekennzeichnete Achse parallel zur Längserstreckung des Laugenbottichs 3 ausgerichtet ist.
  • Die Wasch- oder Wäschetrommel 4 ist konzentrisch innerhalb des Laugenbottichs 3 angeordnet und ist insbesondere in der Rückwand des Laugenbottichs 3 - also in der der Beladungsöffnung abgewandten zweiten Seitenwand des Laugenbottichs 3 - drehbar gelagert.
  • Die Wasch- oder Wäschetrommel 4 ist drehfest mit dem Trommelriemenrad 5 verbunden, welches konzentrisch zu der Wasch- oder Wäschetrommel 4 angeordnet ist, jedoch im Durchmesser kleiner als die Wasch- oder Wäschetrommel 4 ausgebildet ist. Das Trommelriemenrad 5 ist auf der Seite der zweiten Seitenwand außerhalb des Laugenbottichs 3 angeordnet. Über den Transmissionsriemen 6 ist das Trommelriemenrad 5 mit einem Motorriemenrad 7 gekoppelt, welches parallel ausgerichtet zu dem Trommelriemenrad 5, jedoch in Richtung des Bodens des Maschinengehäuses 1 versetzt angeordnet ist. Das Motorriemenrad 7 ist mit der Abtriebswelle des Elektromotors 8 drehfest verbunden, so dass durch den Elektromotor 8 das Motorriemenrad 7 angetrieben wird. Über das Riemengetriebe bestehend aus dem Motorriemenrad 7, dem Transmissionsriemen 6 und dem Trommelriemenrad 5 wird die Wasch- oder Wäschetrommel 4 innerhalb des Laugenbottichs 3 in Drehbewegung versetzt. Bei einer alternativen Ausführungsform wird die Wasch- oder Wäschetrommel 4 durch einen Direktantrieb bewegt, wobei sich der Direktantrieb an der Stelle des Trommelriemenrads 5 befindet.
  • Auf dem Elektromotor 8 ist eine Motorelektronik 10 beispielsweise in Form einer ebenen oder 3-D Leiterplatine vorgesehen, die mit dem Elektromotor starr verbunden ist. Die Motorelektronik 10 umfasst die Leistungsendstufe zur Bestromung des Elektromotors 8, einen Schwingungssensor zur Aufnahme von Schwingungen des Innenaggregats sowie einen Controller zur Erfassung der Messwerte des Schwingungssensors sowie zur Steuerung des Elektromotors. Der Schwingungssensor ist derart ausgebildet, dass er Drehungen um die mit Y und/oder Z bezeichneten Achsen des Koordinatensystems 9 und/oder die diesen Drehungen zugehörigen Winkelbeschleunigungen messen kann, also insbesondere Nickbewegungen des Innenaggregats 2 (um die Y-Achse) und/oder Gierbewegungen des Innenaggregats 2 (um die Z-Achse). Ergänzend kann der Schwingungssensor derart ausgebildet sein, dass auch Schwingungen um die X-Achse registriert werden.
  • Die Aufhängung des Innenaggregats 2 ist im Deckenbereich des Maschinengehäuses 1 durch Federn 11 realisiert, die jeweils mit ihrem einen Ende in die deckenseitigen Eckbereiche des Maschinengehäuses 1 eingreifen und mit ihrem anderen Ende an vier verschiedenen Positionen an dem Innenaggregat 2, hier an der Oberseite des Laugenbottichs 3, befestigt sind. Ferner wird das Innenaggregat 2 durch vier Reibungsdämpfer 12 im Bodenbereich des Maschinengehäuses 1 gestützt, wobei die Reibungsdämpfer 12 jeweils mit einem Ende in den Eckbereichen des Maschinengehäuses 1 abgestützt sind. Das jeweils andere Ende ist an der dem Boden des Maschinengehäuses 1 zugewandten Seite des Innenaggregats 2, hier an der Unterseite des Laugenbottichs 3, an vier verschiedenen Positionen befestigt.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Maschinengehäuse
    2
    Innenaggregat
    3
    Laugenbottich
    4
    Wasch- oder Wäschetrommel
    5
    Trommelriemenrad
    6
    Transmissionsriemen
    7
    Motorriemenrad
    8
    Elektromotor
    9
    Koordinatensystem
    10
    Motorelektronik
    11
    Federn
    12
    Reibungsdämpfer

Claims (14)

  1. Schwingfähig aufgehängtes Innenaggregat (2) einer Wäschebehandlungsmaschine, welches eine Wäschetrommel (4) und einen als Elektromotor (8) ausgebildeten Antrieb der Wäschetrommel (4) umfasst, wobei mindestens ein Schwingungssensor vorgesehen ist, der in seiner Gesamtheit starr oder im Wesentlichen starr an das Innenaggregat (2) gekoppelt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schwingungssensor als Leiterplattenbaustein auf der Motorsteuerungsplatine (10) ausgebildet ist, die vorzugsweise einen Leistungsschalter und/oder einen Controller zur Steuerung, insbesondere Drehzahlsteuerung, des Elektromotors (8) aufweist, sodass der Schwingungssensor mit dem Elektromotor (8) starr gekoppelt ist.
  2. Innenaggregat (2) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schwingungssensor als elektronischer Sensor, insbesondere Beschleunigungssensor ausgebildet ist.
  3. Innenaggregat (2) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schwingungssensor als auf einem kapazitive Effekte und/oder induktive Effekte und/oder piezoelektrische Effekte nutzenden Messprinzip beruhend ausgebildet ist.
  4. Innenaggregat (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schwingungssensor derart ausgebildet und/oder in oder an dem Innenaggregat angeordnet ist, dass rotatorische Schwingbewegungen des Innenaggregats (2) um eine erste Drehachse (X,Y,Z) detektierbar sind.
  5. Innenaggregat (2) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die erste Drehachse (Y,Z)) schräg, insbesondere senkrecht oder im wesentlichen senkrecht, zu einer durch die Lagerwelle des Motors (8) und/oder der Wäschetrommel (4) definierten Antriebsdrehachse angeordnet ist.
  6. Innenaggregat (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein weiterer Sensor, insbesondere ein Tachogenerator, zur Messung der rotatorischen Schwingbewegung um die Antriebsdrehachse (X) vorgesehen ist.
  7. Innenaggregat (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schwingungssensor derart ausgebildet und/oder in oder an dem Innenaggregat angeordnet ist, dass rotatorische Schwingbewegungen des Innenaggregats um eine zweite Drehachse (X,Y,Z) und/oder eine dritte Drehachse (X,Y,Z) detektierbar sind, wobei die Drehachsen (X,Y,Z) schräg zueinander, insbesondere senkrecht oder im wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet ist.
  8. Innenaggregat (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schwingungssensor derart ausgebildet und/oder in oder an dem Innenaggregat angeordnet ist, dass lineare Schwingbewegungen des Innenaggregats entlang einer ersten (X,Y,Z) und/oder einer zweiten (X,Y,Z) und/oder einer dritten Raumrichtung (X,Y,Z) detektierbar sind.
  9. Innenaggregat (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der oder die Schwingungssensoren bzw. Sensoren mit dem Controller zur Übergabe der Messwerte des oder der Schwingungssensoren bzw. Sensoren an den Controller verbunden sind.
  10. Verfahren zur Ansteuerung einer Wäschebehandlungsmaschine, wobei mit einem oder mehreren Sensoren die Schwingbewegungen eines Innenaggregats (2) der Wäschebehandlungsmaschine, welches eine Wäschetrommel (4) und einen als Elektromotor (8) ausgebildeten Antrieb der Wäschetrommel (4) umfasst, gemessen werden und mindestens einer der Sensoren als elektronischer Sensor ausgebildet ist, der in seiner Gesamtheit mit dem Innenaggregat (2) starr oder im wesentlichen starr gekoppelt ist, wobei der Schwingungssensor als Leiterplattenbaustein auf der Motorsteuerungsplatine (10) ausgebildet ist, die vorzugsweise einen Leistungsschalter und/oder einen Controller zur Steuerung, insbesondere Drehzahlsteuerung, des Elektromotors (8) aufweist, sodass der Schwingungssensor mit dem Elektromotor (8) starr gekoppelt ist, wobei die gemessenen Werte an einen Controller übermittelt werden und wobei der Controller die Messwerte des oder der Sensoren in Echtzeit auswertet und den Elektromotor (8) in Abhängigkeit von den ausgewerteten Messwerten ansteuert.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Controller die aktuelle Drehzahl der Wäschetrommel (4) auswertet, vorzugsweise indem der Controller aus der aktuellen Drehzahl und dem oder den gemessenen Werten der Schwingbewegung des Innenaggregats (2) die Schwingungsauslenkung des Innenaggregats (2) oder einen dazu proportionalen Wert berechnet.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Controller zusätzlich Motorspeisegrößen aufnimmt und die Ansteuerung des Elektromotors auf Basis einer gekoppelten Auswertung der Motorspeisegröße und der gemessenen Werte des oder der Sensoren erfolgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenaggregat (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendet wird.
  14. Verwendung eines elektronischen Sensors als Schwingungssensor in einem Innenaggregat (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, vorzugsweise in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13.
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