EP2044254B1 - Verfahren zur steuerung eines schleuderablaufes einer waschmaschine und zur durchführung des verfahrens geeignete waschmaschine - Google Patents

Verfahren zur steuerung eines schleuderablaufes einer waschmaschine und zur durchführung des verfahrens geeignete waschmaschine Download PDF

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EP2044254B1
EP2044254B1 EP07730257.8A EP07730257A EP2044254B1 EP 2044254 B1 EP2044254 B1 EP 2044254B1 EP 07730257 A EP07730257 A EP 07730257A EP 2044254 B1 EP2044254 B1 EP 2044254B1
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EP
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movement
drum
speed
amplitude
change
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EP07730257.8A
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Rainer Jurmann
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Hausgeraete GmbH
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F33/00—Control of operations performed in washing machines or washer-dryers 
    • D06F33/30—Control of washing machines characterised by the purpose or target of the control 
    • D06F33/48—Preventing or reducing imbalance or noise
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F2103/00—Parameters monitored or detected for the control of domestic laundry washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2103/26—Imbalance; Noise level
    • 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 controlling a spin cycle of a washing machine with a resiliently supported in a housing tub, in which a rotatable about a substantially horizontal axis drum is mounted, with a variable speed drive, which drives the drum, with a device for detecting a Movement of the tub, which is caused by non-uniformly distributed in the drum laundry items, and with a program control that controls the spin cycle, comprising the steps according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a washing machine for performing the method.
  • a method for compensating imbalances in a washing machine is in DE 33 42 376 A1 disclosed.
  • a drum rotatably mounted in the washing machine is accelerated to a first speed at which the laundry items located in the drum abut the drum shell, an imbalance during rotation of the drum measured at a speed greater than or equal to the first Speed is controlled, and the speed in response to the change in unbalance.
  • the washing machine has a device for detecting the liquor container movement, which is caused by non-uniformly distributed in the drum laundry, ie an imbalance of the laundry.
  • the known washing machine has a control device which can act on a drive of the washing machine, so that in the case of a heavily non-uniformly distributed laundry load, the spin speed reduced or even the spin process can be stopped.
  • a voltage proportional to the amplitude of the tub movement of the electro-mechanical transducer is detected a voltage proportional to the amplitude of the tub movement of the electro-mechanical transducer.
  • the movements caused by a laundry imbalance of the tub occur in particular from a rotational speed of the drum, in which the laundry items lie substantially fixed to the drum wall.
  • the method according to the invention for controlling a spin cycle is advantageously applicable to a washing machine comprising a tub supported resiliently in a housing with a drum rotatably mounted about a substantially horizontal axis, a variable speed drive driving the drum, means for detecting a movement of the tub, which is caused by non-uniformly distributed in the drum laundry items, and having a spin control controlling program control.
  • the method includes the steps of having the drum accelerate to a first speed at which the laundry substantially abuts the shell of the drum, a movement of the tub in at least one direction for at least a predetermined period of time during the rotation the drum at a speed which is greater than or equal to the first speed detected, and an amplitude of the movement for a speed, hereinafter also called the movement amplitude, determined or determined for the detected direction.
  • the method is characterized in that the change in the amplitude of movement over the rotational speed determined and detected during the predetermined period of time and determined movement amplitudes and the further spin cycle can be controlled in response to the change in the movement amplitude.
  • the speed during a detection of the movement can be determined particularly favorable from the control variables required for the speed control, for example, a detected instantaneous speed or a known setpoint speed of the drive or the drum.
  • the tub movements can be reliably maintained within acceptable limits, since even before reaching the still permissible amplitude of motion by influencing the spin cycle excessive movement of the tub can be counteracted.
  • stops of the tub to components of the washing machine during acceleration of the drum by a critical speed range in which the maximum movements can occur avoided. Displacement of the washing machine or damaging the same due to the stops can be reliably prevented.
  • a critical speed range is a range in which the drum is operated at a speed whose rotational frequency is close to a resonant frequency of the vibrating tub.
  • the movements are detected in a direction in which the largest tub movements are to be expected.
  • the change in the amplitude of movement over the rotational speed is determined by determining and storing the movement amplitudes in a first step for different rotational speeds, wherein the change in the movement amplitude over the rotational speed is then determined in a second step by means of the stored values. by calculating the slope of the amplitude of motion as a function of the speed.
  • Oscillating mounted tubs which together with rigidly attached to him components can be referred to as vibration systems, have for each possible direction of movement on the mechanical structure of the washing machine dependent vibration behavior.
  • oscillating systems have six degrees of freedom of movement, three translational and three rotational degrees of freedom.
  • Each degree of freedom has a specific degree of freedom for the degree of freedom that causes the vibration of the system to be increased when the vibrating system is excited at resonance, that is, the tub of the tub is rotated at a speed corresponding to the resonant frequency.
  • the resonance frequency and the degree of amplification are dependent on the masses or the inertias, the spring stiffnesses, the damping constants and the geometric structure of the oscillating system.
  • the movement of the tub in different directions in particular in mutually perpendicular directions X, Y and Z, detected.
  • the movements for each direction can be judged separately. It is advantageous that the vibration behavior for the detected degrees of freedom individually and in one direction for the movement of the tub available free space, which is limited by the housing and by internals in the housing, can be considered.
  • the movements in the individual directions can preferably be combined into a resulting movement.
  • the motion amplitude is then determined with respect to the resulting motion.
  • Such a configuration can advantageously provide a single control parameter which at the same time takes into account the influence of the movements of the tub in different directions.
  • the oscillating motion of the tub is primarily a sinusoidal vibration, therefore, it is advantageous to select the predetermined period of time for detecting the amplitude of motion such that the duration is at least greater than or equal to a period in which the drum can make at least half a turn ,
  • the maximum width of a positive or negative half-wave of a vibration within a a predetermined period of time or a predetermined measurement interval understood.
  • quantities are also understood as amplitude which are substantially proportional to the amplitude. Such quantities are, for example, a width between a maximum and a minimum value (peak-peak) of the oscillation, an effective value of the oscillation or an average amplitude of the oscillation within a measuring interval.
  • the change of the movement amplitude over the rotational speed is determined from at least two successive detections of the movement.
  • the change can be formed in a particularly simple manner, for example by forming the difference between the values of two consecutive detections, the sequence of a detection in each case being able to be identical.
  • the required storage means are in such an embodiment less than in a possible alternative embodiment in which the amplitudes and speeds are determined and stored in a first step for a certain speed range and stored in a second step by means of the stored values, the change of the amplitude of movement over the speed is determined.
  • the change in the amplitude of movement over the speed can be particularly easily formed from a difference quotient, i. the quotient is calculated from the difference between two movement amplitudes and the difference between the rotational speeds assigned to the movement amplitudes.
  • the quotient is calculated from the difference between two movement amplitudes and the difference between the rotational speeds assigned to the movement amplitudes.
  • the first derivative of the function of the speed-dependent movement amplitude is calculated.
  • a nutritional function of the amplitude of movement over the rotational speed can be determined, whose first derivative is known or easily determinable.
  • Such a nutritional function can be, for example, a polynomial.
  • the influencing of the spin cycle according to a further embodiment, according to which the change of the movement amplitude over the rotational speed is compared with a predetermined limit value of the change of the movement amplitude, can be realized particularly easily.
  • the limit value is predetermined in such a way that a drop below the limit value indicates that the rotational speed can be further increased, since with a further speed increase, in particular when the drum is rotated in the resonance range or when the drum is accelerated through the resonance range, the movements of the drum Lye container remain sufficiently small and will not rise above allowable limits.
  • a to be expected during the spin cycle motion amplitude of the tub can be extrapolated for a next possible drum speed from the currently determined course of the determined amplitude of motion above the speed.
  • many methods are known, for example, the trend of the instantaneous change of the movement amplitude can be continued.
  • the extrapolated amplitude of motion can be compared to a predetermined threshold.
  • such a comparison is also executed with the same effect by determining the limit value for the change in the movement amplitude as a function of the detected rotational speed and / or the detected amplitude of movement.
  • no extrapolation must be performed, but it is sufficient a simple comparison of the change in the motion amplitude with a dependent of the detected speed and / or the detected amplitude of motion limit.
  • the comparison can be carried out early at any speed.
  • the degree of a momentary change in the movement amplitude can be used as a measure of a momentary movement amplitude. In such a case, it is sufficient to form the limit value for the change in the movement amplitude only as a function of the rotational speed. It is preferably the already determined movement amplitude to take into account.
  • the limit value for the change of the movement amplitude can also be exclusively dependent on the momentary movement amplitude, the verification of the limit value takes place at a fixed predetermined speed.
  • the instantaneous amplitude of movement can also be determined on the basis of a detected laundry imbalance. Thus, for example, an evaluation of the rotational irregularity of the drum rotational speed caused by a laundry load unequally distributed in the drum can be used to determine the laundry imbalance. Such determined laundry imbalance is proportional to a perpendicular to the drum axis aligned movement amplitude of the tub.
  • the limit value for the change of the movement amplitude can also be formed as a function of the laundry imbalance.
  • the drum speed is reduced, in particular the spin cycle is interrupted, ie. the drum is set still.
  • the spin cycle is interrupted, ie. the drum is set still.
  • a spring rate c and / or a damping value k of the support of the tub is actively varied by a control of the washing machine according to a further embodiment when exceeding the limit value for the extrapolated movement amplitude or the limit value for the change of the movement amplitude.
  • a targeted change in the spring rate c and / or the damping value k of the support of the tub in particular a controllable damper, the resonance frequency of the oscillating system and thus the vibration behavior can be changed. Therefore, it is possible to influence the movement of the vibration system in such a way that set at the other speeds of a current spin cycle significantly reduced motion amplitudes of the vibration system.
  • Such controls for change a spring rate c and / or a damping value k of the support of the tub are preferably included in the washing machine.
  • a plurality of limit values of the change in the movement amplitude or the extrapolated movement amplitude are provided, wherein the control measure to be initiated depends on which limit value is exceeded.
  • a maximum drum speed, a rotational acceleration rate of the drum and / or a current drive torque are varied.
  • a force acting on the tub can be advantageously generated by a variation of the spin rate and / or the drive torque, so that the movement amplitudes of the tub are reduced in the further spin cycle.
  • Exceeding the limit value can also indicate that the motion amplitudes still remain sufficiently small, despite a relatively high laundry imbalance, when a resonance is passed through quickly. That is, when the limit is exceeded, a large rate of spin, and preferably a reduced maximum drum speed, is set. Preferably, in such an embodiment, a maximum limit value is monitored, which still has to be undershot despite everything.
  • the movement of the tub is preferably detected with at least one sensor, in particular with a position, displacement or acceleration sensor, which can detect the change in position of the tub in one and / or several directions.
  • sensors may simply be arranged in the washing machine. Preferably, they will be attached to the tub. It is essential that the sensors can detect a movement of the tub, meaning a change in the position of the tub in relation to the housing of the washing machine or a displacement and / or rotation of the tub relative to the housing.
  • the values detected by the sensors can be converted into a path and / or angle change by means of corresponding devices of the washing machine.
  • a washing machine is provided with a tub supported resiliently in a housing, in which a drum rotatable about a substantially horizontal axis is mounted, the washing machine comprising a speed-controlled drive which drives the drum, a device for detecting a tub movement, caused by non-uniformly distributed in the drum laundry items, a speed detection device and a program control that controls the spin cycle in terms of drum speed and timing, and according to the invention comprises means for determining the change in a movement amplitude of the tub over the speed.
  • the device for determining the change in the movement amplitude is connected to the program control or is included in the program control, in which case a connection between a module of the device and a control module of the program control is formed.
  • a spin cycle is referred to the part of a washing program or a special program in which the drum is operated for dehumidifying introduced into the drum laundry at relatively high speeds, i. the speeds are sufficiently high that the laundry is centrifuged.
  • washing machine has a housing 1 in which a tub 3 is resiliently supported.
  • the tub is the third suspended from two springs 9 in the housing 1 and the tub 3 is based on two dampers 6 in the housing 1 from.
  • the tub 1 can oscillate in six degrees of freedom, three translational and three rotational degrees of freedom.
  • the lye container 3 comprehensive oscillating assembly with all attachments and internals is also called oscillating system.
  • the drum 8 has a substantially horizontal axis of rotation.
  • the drive 5 is controlled by a speed-controlled control, which is included in a program control 10.
  • a speed-controlled control connected to the program control 10 may also be included in the washing machine.
  • the drive 5 has a speedometer, which detects the engine speed, which corresponds to a transmission speed ratio of the belt drive 4 drum speed n.
  • the program control 10 stores a flowchart for segmented spin processes, which is carried out sequentially by the program controller 10 as a function of further control parameters. That is, the program controller 10 stores predetermined drum speeds, acceleration rates for the drum, and section durations, which are forwarded in sequence to the controller 5 for the drive.
  • the drum 8 is accelerated at a predetermined rate of acceleration to a first speed at which the laundry items 7 to be thrown are in a substantially fixed position on the drum wall due to the centrifugal forces acting on the laundry items 7.
  • the laundry items 7 are to distribute more or less uniformly over the drum casing.
  • the items of laundry lying on the drum shell 7 cause an imbalance which, upon rotation of the drum 8, causes the tub 3 to oscillate.
  • the tub 3 moves due to the imbalance in general all six degrees of freedom, because the laundry distribution is usually asymmetrical to the main axes of inertia of the vibrating system.
  • the movements perpendicular to the axis of rotation are usually the greatest.
  • the washing machine on a position sensor 2, which can detect the position of the sheet container 3 relative to the housing 1 with respect to three mutually perpendicular axes X, Y and Z.
  • the displacements of the tub 3 in the three axes X, Y and Z are determined.
  • the amplitude A or the width of a full oscillation of the movement of the tub 3 in a direction perpendicular to the drum rotation axis X or Y can serve as a measure of the static imbalance of the laundry.
  • the movement of the tub 3 is monitored during the rotation of the drum 8 from the first speed. For this purpose, within a predetermined period of time for each of the three directions X, Y and Z, the maximum and minimum displacement of the tub 3 and the rotational speed of the drum 8 and the motor 5 are detected. From the difference of the maximum and minimum displacement results in the average twice the amplitude A of the vibration during the period, the time is sufficient for the drum 8 can perform at least one full revolution.
  • a device for determining the amplitude A is included in the washing machine, in particular by the program control 10 or by the position sensor 2. The displacements and the movement amplitude A are determined for different drum speeds n.
  • the time period for detecting the displacements is selected to be so long that the drum 8 can perform at least half a revolution during the period of time.
  • the amplitude A is determined from the amount of the maximum or minimum displacement with respect to a zero point or to a rest position of the tub 3. Likewise, other methods for determining the amplitude may be provided.
  • the invention utilizes the property of a separately excited damped oscillation of a vibration system.
  • the function of the movement amplitude A above the rotational speed n or the rotational frequency ⁇ a maximum at a resonance speed n 0 or at a resonant frequency ⁇ 0 , with extreme positions of the first derivative of this function characterize the turning points of the function.
  • a turning point of a function is a point of the function at which a left curvature changes to a right curvature or vice versa.
  • the maximum of the first derivative characterizes the first turning point of the function at a rotational speed n W or at a frequency ⁇ W , the is smaller than the resonance speed n 0 .
  • the said functional relationship between the movement amplitude A and the drum speed n is in FIG. 1 on the basis typical trajectories of the movement amplitudes A of the tub 3 in a direction above the drum speed n and the drum rotation frequency ⁇ for a small laundry imbalance (solid line), for a middle laundry imbalance (dashed line) and for a large laundry imbalance (dash-dotted line) shown.
  • Each of the courses or each function shown has a maximum at the resonance speed n 0 of the drum or at the rotational frequency ⁇ 0 .
  • the dashed horizontal line indicates a maximum allowable amplitude A 1 at which the tub 3 can still swing freely.
  • the movements of the tub 3 are detected at several constant drum speeds n.
  • the slope dA / dn of the respective course in a first inflection point at the speed n W is shown for each curve of the movement amplitude A.
  • Such a slope is a change dA / dn of the movement amplitude A over the speed n.
  • the slope dA / dn is greatest at the first turning point of each run and increases with increasing laundry imbalance, therefore the change dA / dn in the movement amplitude A is over the speed n can also serve as a measure of laundry imbalance.
  • FIG. 2 are in a graph of gradients dn / dA for the in Fig. 1 Plotted curves plotted against the speed n.
  • the curves for a small (solid line), middle (dashed line) and large (dot-dash lines) laundry imbalance are shown in the diagram.
  • the slope dA / dn has a maximum at the speed n W , which is smaller than the resonance speed n 0 .
  • the horizontal dashed line in the diagram of Fig. 2 denotes a limit value (dA / dn) 1 of the change of the movement amplitude A, wherein in the example shown the limit value (dA / dn) 1 is exceeded only at a large laundry imbalance.
  • the exceeding of the limit value (dA / dn) 1 is already detected at a rotational speed which is smaller than the rotational speed n W or as the rotational speed n 0 .
  • the speed n is increased stepwise or continuously during the further spin cycle and thereby determines the change dA / dn with a device of the washing machine. With the same or a further device, the change dA / dn is compared with the limit value (dA / dn) 1 . When the limit value (dA / dn) 1 is exceeded, the drum speed n is reduced so much that the laundry 7 can come off the drum shell, and the above steps are repeated. In an alternative embodiment, the drum 8 is braked to a stop.
  • limit values (dA / dn) 1 , (dA / dn) 2 , etc. are stored in the program control 10 of the washing machine. Depending on which limit value is exceeded, different control measures are initiated. So it is also possible, after exceeding a limit (dA / dn) 1 (dA / dn) 2 , etc. to continue the spin cycle, with the parameters used for the continued spin cycle, such as drive torque, acceleration rate and / or maximum speed dependent of the exceeded limit value (dA / dn) 1 , (dA / dn) 2 , etc. are selected.
  • the spring rate c of the springs 9 and / or the damping value k of the damper 6 of the tub 3 can be actively varied by a not shown control of the washing machine.
  • the springs 9 and the damper 6 form the support of the tub. 3
  • the invention can be used not only for washing machines with a horizontal drum rotation axis but also for washing machines with a vertical or oblique axis of rotation.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Schleuderablaufes einer Waschmaschine mit einem in einem Gehäuse federnd abgestützten Laugenbehälter, in dem eine um eine im wesentlichen horizontale Achse drehbare Trommel gelagert ist, mit einem drehzahlgeregelten Antrieb, der die Trommel antreibt, mit einer Einrichtung zur Erfassung einer Bewegung des Laugenbehälters, die von in der Trommel ungleichförmig verteilten Wäschestücken verursacht wird, und mit einer Programmsteuerung, die den Schleuderablauf steuert, umfassend die Schritte gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter eine Waschmaschine zur Durchführung des Verfahrens.
  • Ein Verfahren zum Ausgleichen von Unwuchten in einer Waschmaschine ist in DE 33 42 376 A1 offenbart. Bei einem solchen Verfahren wird eine in der Waschmaschine drehbar gelagerte Trommel auf eine erste Drehzahl beschleunigt, bei der sich die in der Trommel befindlichen Wäschestücke an den Trommelmantel anlegen, eine Unwucht während der Drehung der Trommel mit einer Drehzahl gemessen, die größer oder gleich der ersten Drehzahl ist, und die Drehzahl in Abhängigkeit der Änderung der Unwucht geregelt.
  • Aus der DE 102 02 252 C1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Schleuderablaufs und eine Waschmaschine bekannt, in der die Bewegung des Laugenbehälters zur Unwuchtermittlung mittels eines Wegesensors erfasst werden kann.
  • Aus der DE 22 04 325 A1 sind ein Verfahren zur Steuerung eines Schleuderablaufs und eine Waschmaschine mit einem in einem Gehäuse federnd aufgehängtem Laugenbehälter, in dem eine Trommel um eine horizontalen Achse drehbar gelagert ist, bekannt. Die Waschmaschine verfügt über eine Einrichtung zur Erfassung der Laugenbehälterbewegung, die von in der Trommel ungleichförmig verteilten Wäschestücken, also einer Unwucht der Wäsche, verursacht wird. Zur Erfassung der Bewegung verfügt die Waschmaschine über einen elektro-mechanischer Wandler, der zwischen dem Gehäuse und dem Laugenbehälter angeordnet ist und der die Verschiebung des Laugenbehälters gegenüber dem Gehäuse in einer Richtung erfassen kann. Die bekannte Waschmaschine weist eine Steuerungseinrichtung auf, die auf einen Antrieb der Waschmaschine einwirken kann, so dass im Falle einer stark ungleichförmig verteilten Wäschebeladung die Schleuderdrehzahl herabgesetzt oder gar der Schleuderprozess abgebrochen werden kann. Während einer Schleuderzeitdauer wird eine der Amplitude der Laugenbehälterbewegung proportionale Spannung des elektro-mechanischen Wandlers erfasst. Die durch eine Wäscheunwucht verursachten Bewegungen des Laugenbehälters treten insbesondere ab einer Drehzahl der Trommel auf, bei der die Wäschestücke im Wesentlichen fest an der Trommelwand anliegen.
  • Mit den in DE 22 04 325 A1 aufgezeigten Maßnahmen sollen die unwuchtbedingten Bewegungen und die damit auf die Bauteile der Waschmaschine einwirkenden Kräfte beschränkt werden. Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist, dass nur die momentan auftretende Bewegung erfasst werden kann. Eine Prognose über die im weiteren Schleuderablauf auftretenden Bewegungen, insbesondere eine Prognose der Bewegung bei einem Durchfahren einer Resonanz des schwingenden Laugenbehälters, ist nur eingeschränkt möglich. Daher kann der Schleuderablauf nicht so frühzeitig beeinflusst werden, dass derartig große Bewegungen, die ein Anschlagen des Laugenbehälters oder ein Versetzen der Maschine bewirken können, vermieden werden.
  • Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Waschmaschine zu schaffen, mit denen ein zuverlässiger Schleuderbetrieb unter Vermeidung von einem unwuchtbedingten Versetzen der Waschmaschine oder von Beschädigungen der Waschmaschine durch Anschlagen des Laugenbehälters ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, welches die Merkmale gemäß Patentanspruch 1 aufweist, und durch eine Waschmaschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines Schleuderablaufes ist vorteilhaft für eine Waschmaschine anwendbar, die einen in einem Gehäuse federnd abgestützten Laugenbehälter mit einer um eine im Wesentlichen horizontale Achse drehbar gelagerte Trommel, einen die Trommel antreibenden drehzahlgeregelten Antrieb, eine Einrichtung zur Erfassung einer Bewegung des Laugenbehälters, welche von in der Trommel ungleichförmig verteilten Wäschestücken verursacht wird, und die eine den Schleuderablauf steuernde Programmsteuerung aufweist. Das Verfahren umfasst die Schritte, in denen die Trommel auf eine erste Drehzahl, bei der die Wäschestücke im Wesentlichen am Mantel der Trommel fest anliegen, beschleunigt, eine Bewegung des Laugenbehälters in mindestens einer Richtung für zumindest eine vorbestimmte Zeitdauer während der Drehung der Trommel mit einer Drehzahl, die größer oder gleich der ersten Drehzahl ist, erfasst und eine Amplitude der Bewegung für eine Drehzahl, nachfolgend auch Bewegungsamplitude genannt, für die erfasste Richtung ermittelt bzw. bestimmt wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass aus während der vorbestimmten Zeitdauer erfassten oder bekannten Drehzahlen und ermittelten Bewegungsamplituden die Änderung der Bewegungsamplitude über der Drehzahl bestimmt und der weitere Schleuderablauf in Abhängigkeit der Änderung der Bewegungsamplitude gesteuert werden kann. Die Drehzahl während einer Erfassung der Bewegung kann besonders günstig aus den für die Drehzahlregelung erforderlichen Regelgrößen, beispielsweise einer erfassten Momentandrehzahl oder einer bekannten Solldrehzahl des Antriebs oder der Trommel, bestimmt werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist besonders vorteilhaft, dass aus der Änderung der Bewegungsamplitude prognostiziert werden kann, ob sich die Amplitude der Bewegung des Laugenbehälters bei einer weiteren Drehzahlerhöhung vergrößern und um welchen Betrag sich die Bewegungsamplitude bei einer erhöhten Drehzahl erhöhen wird. Somit können die Laugenbehälterbewegungen zuverlässig in zulässigen Grenzen gehalten werden, da schon vor einem Erreichen der noch zulässigen Bewegungsamplitude durch Beeinflussung des Schleuderablaufes einer übermäßigen Bewegung des Laugenbehälters entgegengewirkt werden kann. Insbesondere werden Anschläge des Laugenbehälters an Bauteile der Waschmaschine während einer Beschleunigung der Trommel durch einen kritischen Drehzahlbereich, in dem die maximalen Bewegungen auftreten können, vermieden. Ein Versetzen der Waschmaschine oder ein Beschädigen derselben aufgrund der Anschläge können zuverlässig unterbunden werden. Ein kritischer Drehzahlbereich ist ein Bereich, in dem die Trommel mit einer Drehzahl betrieben wird, deren Drehfrequenz nahe einer Resonanzfrequenz des schwingenden Laugenbehälters liegt.
  • Vorzugsweise werden die Bewegungen in einer Richtung erfasst, in der die größten Laugenbehälterbewegungen zu erwarten sind.
  • Die Änderung der Bewegungsamplitude über der Drehzahl wird gemäß einer möglichen Ausgestaltung dadurch bestimmt, dass in einem ersten Schritt für verschiedene Drehzahlen die Bewegungsamplituden bestimmt und gespeichert werden, wobei die Änderung der Bewegungsamplitude über der Drehzahl dann in einem zweiten Schritt mittels der gespeicherten Werte bestimmt wird, indem die Steigung der Bewegungsamplitude als Funktion der Drehzahl berechnet wird.
  • Schwingend gelagerte Laugenbehälter, welche zusammen mit an ihm starr befestigten Bauteilen als Schwingsysteme bezeichnet werden können, weisen für jede mögliche Bewegungsrichtung ein vom mechanischen Aufbau der Waschmaschine abhängiges Schwingverhalten auf. Üblicherweise haben solche Schwingsysteme sechs Bewegungs-Freiheitsgrade, drei translatorische und drei rotatorische Freiheitsgrade. Jeder Freiheitsgrad weist eine für den Freiheitsgrad spezifische Resonanz auf, die ein Verstärken der Bewegung des Schwingsystems bewirkt, wenn das Schwingsystem in der Resonanz angeregt wird, das heißt, dass die Trommel des Laugenbehälters mit einer Drehzahl gedreht wird, die der Resonanzfrequenz entspricht. Somit treten in der Resonanz die maximalen Bewegungen des Schwingsystems auf. Die Resonanzfrequenz und der Grad der Verstärkung sind abhängig von den Massen bzw. den Trägheiten, den Federsteifigkeiten, den Dämpfungskonstanten und dem geometrischen Aufbau des Schwingsystems.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die Bewegung des Laugenbehälters in unterschiedlichen Richtungen, insbesondere in zueinander senkrecht liegenden Richtungen X, Y und Z, erfasst. Somit können die Bewegungen für jede Richtung separat beurteilt werden. Dabei ist es von Vorteil, dass das Schwingverhalten für die erfassten Freiheitsgrade einzeln und der in einer Richtungen für die Bewegung des Laugenbehälters vorhandene freie Raum, der durch das Gehäuse und durch Einbauten im Gehäuse begrenzt ist, berücksichtigt werden können.
  • Die Bewegungen in den einzelnen Richtungen können bevorzugt zu einer resultierenden Bewegung zusammengefasst werden. Die Bewegungsamplitude wird dann in Bezug auf die resultierende Bewegung bestimmt. Durch eine solche Ausgestaltung kann vorteilhaft ein einziger Steuerparameter bereitgestellt werden, der gleichzeitig den Einfluss der Bewegungen des Laugenbehälters in unterschiedliche Richtungen berücksichtigt.
  • Die schwingende Bewegung des Laugenbehälters ist in erster Nährung eine sinusförmige Schwingung, daher ist es von Vorteil die vorbestimmte Zeitdauer zur Erfassung der Bewegungsamplitude derartig zu wählen, dass die Zeitdauer zumindest größer oder gleich einer Dauer ist, in der die Trommel mindestens eine halbe Umdrehung ausführen kann. Somit kann zumindest eine Halbwelle der Schwingbewegung erfasst werden und die Amplitude für die Halbwelle sicher bestimmt werden. Unter einer Amplitude wird die maximale Weite einer positiven oder negativen Halbwelle einer Schwingung innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer oder eines vorbestimmten Messintervalls verstanden. Im Sinne der Erfindung werden auch Größen als Amplitude verstanden, die zu der Amplitude im Wesentlichen proportional sind. Solche Größen sind beispielsweise eine Weite zwischen einem maximalen und einem minimalen Wert (Spitze-Spitze) der Schwingung, ein Effektivwert der Schwingung oder eine mittlere Amplitude der Schwingung innerhalb eines Messintervalls.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Änderung der Bewegungsamplitude über der Drehzahl aus zumindest zwei aufeinander folgenden Erfassungen der Bewegung bestimmt. Die Änderung kann in einer solchen Ausgestaltung besonders einfach, beispielsweise durch Bildung der Differenz der Werte zweier aufeinander folgenden Erfassungen, gebildet werden, wobei der Ablauf einer Erfassung jeweils gleich ausgeführt sein kann. Die erforderlichen Speichermittel sind bei einer solchen Ausgestaltung geringer als bei einer möglichen alternativen Ausgestaltung, bei der in einem ersten Schritt für einen gewissen Drehzahlbereich die Amplituden und Drehzahlen bestimmt und gespeichert werden und in einem zweiten Schritt mittels der gespeicherten Werten die Änderung der Bewegungsamplitude über der Drehzahl bestimmt wird.
  • Die Änderung der Bewegungsamplitude über der Drehzahl kann besonders einfach aus einem Differenzenquotienten gebildet wird, d.h. es wird der Quotient aus der Differenz zweier Bewegungsamplituden und der Differenz der den Bewegungsamplituden zugeordneten Drehzahlen berechnet. In einer alternativen Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass nur die Änderung der Bewegungsamplitude, also die Differenz zweier Bewegungsamplituden von unterschiedlichen Drehzahlen, berücksichtigt wird Ein solches ist möglich, wenn die Änderungen der Bewegungsamplitude immer für dieselbe Drehzahldifferenz bestimmt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die erste Ableitung der Funktion der drehzahlabhängigen Bewegungsamplitude berechnet wird. Dazu kann auch in einem ersten Schritt eine Nährungsfunktion der Bewegungsamplitude über der Drehzahl bestimmt werden, dessen erste Ableitung bekannt oder einfach bestimmbar ist. Eine solche Nährungsfunktion kann beispielsweise ein Polynom sein.
  • Die Beeinflussung des Schleuderablaufes kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung, gemäß der die Änderung der Bewegungsamplitude über der Drehzahl mit einem vorbestimmten Grenzwert der Änderung der Bewegungsamplitude verglichen wird, besonders einfach realisiert werden. Ein einfacher Vergleich der Änderung der Bewegungsamplitude mit dem Grenzwert kann bei der Überschreitung des Grenzwerts ein entsprechendes Steuersignal generieren. Dabei ist es von besonderem Vorteil, dass eine solche Überschreitung bei einer Drehzahl feststellbar ist, die kleiner als die Resonanzdrehzahl ist, weil das Maximum der Änderung der Bewegungsamplitude über der Drehzahl bei einer Drehzahl auftritt, die kleiner ist als die Drehzahl bei der Resonanz des Laugenbehälters. Darüber hinaus ist der Betrag der Änderung der Bewegungsamplitude auch abhängig von der Bewegungsamplitude, so dass aus dem Betrag der Änderung der Bewegungsamplitude die Größe der Wäscheunwucht bestimmt werden kann. Somit kann alleine durch die Beobachtung des Verlaufes der Änderung der Bewegungsamplitude über der Drehzahl die Bewegung nahe, aber noch vor Erreichen der Resonanz zuverlässig beurteilt werden, also noch vor einem Erreichen der maximalen Bewegung des Laugenbehälters. Vorzugsweise ist der Grenzwert derart vorbestimmt, dass ein Unterschreiten des Grenzwerts anzeigt, dass die Drehzahl weiter erhöht werden kann, da bei einer weiteren Drehzahlerhöhung, insbesondere bei einem Drehen der Trommel im Resonanzbereich bzw. bei einem Beschleunigen der Tommel durch den Resonanzbereich, die Bewegungen des Laugenbehälters hinreichend klein bleiben und nicht über zulässige Grenzen ansteigen wird.
  • Eine während des Schleuderablaufes zu erwartende Bewegungsamplitude des Laugenbehälters kann für eine nächste mögliche Trommeldrehzahl aus dem aktuell bestimmten Verlauf der ermittelten Bewegungsamplitude über der Drehzahl extrapoliert werden. Für eine solche Extrapolation sind viele Verfahren bekannt, beispielsweise kann der Trend der momentanen Änderung der Bewegungsamplitude fortgesetzt werden. Die extrapolierte Bewegungsamplitude kann mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen werden. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ein solcher Vergleich auch gleichwirkend ausgeführt, indem der Grenzwert für die Änderung der Bewegungsamplitude abhängig von der erfassten Drehzahl und/oder der erfassten Bewegungsamplitude bestimmt wird. Bei einer solchen Ausgestaltung muss keine Extrapolation durchgeführt werden, sondern es reicht ein einfacher Vergleich der Änderung der Bewegungsamplitude mit einem von der erfassten Drehzahl und/oder der erfassten Bewegungsamplitude abhängigen Grenzwert aus. Der Vergleich kann frühzeitig bei jeder Drehzahl durchgeführt werden.
  • Der Grad einer momentanen Änderung der Bewegungsamplitude kann als Maß für eine momentane Bewegungsamplitude herangezogen werden. In einem solchen Fall reicht es aus, den Grenzwert für die Änderung der Bewegungsamplitude nur abhängig von der Drehzahl auszubilden. Es ist bevorzugt die ohnehin schon bestimmte Bewegungsamplitude zu berücksichtigen. Der Grenzwert für die Änderung der Bewegungsamplitude kann auch ausschließlich abhängig von der momentanen Bewegungsamplitude sein, dabei erfolgt die Überprüfung des Grenzwertes bei einer festen vorbestimmten Drehzahl. Die momentane Bewegungsamplitude kann auch aufgrund einer erfassten Wäscheunwucht bestimmt werden. So kann beispielsweise eine Auswertung der von einer in der Trommel ungleich verteilten Wäschebeladung hervorgerufenen Drehunförmigkeit der Trommeldrehzahl zur Bestimmung der Wäscheunwucht herangezogen werden. Eine derart ermittelte Wäscheunwucht ist proportional zu einer senkrecht zur Trommelachse ausgerichteten Bewegungsamplitude des Laugenbehälters. Somit kann in der Ausgestaltung der Grenzwert für die Änderung der Bewegungsamplitude auch abhängig der Wäscheunwucht ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise wird in einer weiteren Ausgestaltung bei einer Überschreitung des Grenzwerts für die extrapolierte Bewegungsamplitude oder des Grenzwerts der Änderung der Bewegungsamplitude die Trommeldrehzahl reduziert wird, insbesondere der Schleuderablauf abgebrochen wird, d.h. die Trommel wird still gesetzt. Hierdurch wird sichergestellt, dass die durch eine weitere Erhöhung der Trommeldrehzahl auftretenden Bewegungen zu stark ansteigen. Nach einer solchen Drehzahlreduzierung oder einem solchen Abbruch schließt sich ein erneuter Schleuderablauf an, in dem die Wäsche während einer ersten Beschleunigungsphase erneut verteilt wird und der weitere Schleuderablauf gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren gesteuert wird. Besonders günstig ist, dass durch eine Prognose einer zu großen Bewegungsamplitude, ein Schleuderabbruch frühzeitig eingeleitet werden kann. Eine übermäßige Verlängerung des Schleuderns von Wäsche mit einer großen Unwucht wird somit vermieden.
  • Eine Federrate c und/oder ein Dämpfungswert k der Abstützung des Laugenbehälters wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung bei einer Überschreitung des Grenzwerts für die extrapolierte Bewegungsamplitude oder des Grenzwerts für die Änderung der Bewegungsamplitude aktiv durch ein Steuerelement der Waschmaschine variiert. Durch eine gezielte Veränderung der Federrate c und/oder des Dämpfungswerts k der Abstützung des Laugenbehälters, insbesondere eines regelbaren Dämpfers, kann die Resonanzfrequenz des Schwingsystems und somit das Schwingverhalten verändert werden. Daher ist es möglich, die Bewegung des Schwingsystems derartig zu beeinflussen, dass sich bei den weiteren Drehzahlen eines aktuellen Schleuderablaufes deutlich verringerte Bewegungsamplituden des Schwingsystems einstellen. Solche Steuerelemente zur Veränderung einer Federrate c und/oder eines Dämpfungswerts k der Abstützung des Laugenbehälters sind bevorzugt von der Waschmaschine umfasst.
  • Bevorzugt werden mehrere Grenzwerte der Änderung der Bewegungsamplitude oder der extrapolierten Bewegungsamplitude vorgesehen, wobei die einzuleitende Steuerungsmaßnahme davon abhängig ist, welcher Grenzwert überschritten wird.
  • So kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass bei Überschreitung eines der Grenzwerte der Änderung der Bewegungsamplitude bzw. der Bewegungsamplitude eine maximale Tommeldrehzahl, eine Drehbeschleunigungsrate der Trommel und/oder ein aktuelles Antriebsmoment variiert werden. Mit einem solchen Verfahrensschritt kann vorteilhaft durch eine Variation der Drehbeschleunigungsrate und/oder des Antriebsmoments eine auf den Laugenbehälter einwirkende Kraft erzeugt werden, so dass im weiteren Schleuderablauf die Bewegungsamplituden des Laugenbehälters reduziert sind.
  • Eine Überschreitung des Grenzwerts kann aber auch anzeigen, dass die Bewegungsamplituden trotz einer relativ hohen Wäscheunwucht noch ausreichend klein bleiben, wenn eine Resonanz schnell durchfahren wird. Das heißt, dass bei Überschreitung des Grenzwerts eine große Drehbeschleunigungsrate und bevorzugt eine reduzierte maximale Trommeldrehzahl festgesetzt wird. Bevorzugt wird bei einer solchen Ausgestaltung ein maximaler Grenzwert überwacht, der trotz allem noch unterschritten sein muss.
  • Die Bewegung des Laugenbehälters wird bevorzugt mit zumindest einem Sensor, insbesondere mit einem Positions-, Weg- oder Beschleunigungssensor, erfasst, der die Lageänderung des Laugenbehälters in einer und/oder mehreren Richtungen erfassen kann. Solche Sensoren können einfach in der Waschmaschine angeordnet sein. Bevorzugt werden sie an dem Laugenbehälter angebracht sein. Wesentlich dabei ist, dass die Sensoren eine Bewegung des Laugenbehälters erfassen können, gemeint ist eine Änderung der Lage des Laugenbehälters in Bezug auf das Gehäuse der Waschmaschine bzw. eine Verschiebung und/oder Verdrehung des Laugenbehälters gegenüber dem Gehäuse. Die von den Sensoren erfassten Werte können durch entsprechende Einrichtungen der Waschmaschine in eine Weg- und/oder Winkeländerung umgerechnet werden.
  • Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Waschmaschine mit einem in einem Gehäuse federnd abgestützten Laugenbehälter bereitgestellt, in dem eine um eine im wesentlichen horizontale Achse drehbare Trommel gelagert ist, wobei die Waschmaschine einen drehzahlgeregelten Antrieb, der die Trommel antreibt, eine Einrichtung zur Erfassung einer Laugenbehälterbewegung, die von in der Trommel ungleichförmig verteilten Wäschestücken verursacht wird, eine Drehzahlerfassungseinrichtung und eine Programmsteuerung, die den Schleuderablauf hinsichtlich der Trommeldrehzahl und eines zeitlichen Ablaufs steuert, und erfindungsgemäß eine Einrichtung zur Bestimmung der Änderung einer Bewegungsamplitude des Laugenbehälters über der Drehzahl umfasst. Die Einrichtung zur Bestimmung der Änderung der Bewegungsamplitude ist mit der Programmsteuerung verbunden bzw. ist von der Programmsteuerung umfasst, wobei dann eine Verbindung zwischen einem Modul der Einrichtung und einem Steuermodul der Programmsteuerung ausgebildet ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1:
    typische Verläufe der Bewegungsamplitude in einer Richtung über der Drehzahl der Tommel einer Waschmaschine für verschiedene Wäscheunwuchten während eines Schleuderablaufes,
    Figur 2:
    typische Verläufe der Änderung der Bewegungsamplitude in einer Richtung über der Drehzahl der Tommel für verschiedene Wäscheunwuchten während eines Schleuderablaufes und
    Figur 3:
    eine schematische Darstellung einer zur Durchführung des Verfahrens geeignete Waschmaschine.
  • Das Verfahren zur Steuerung eines Schleuderablaufs einer Wäschewaschmaschine wird an Hand eines Beispiels näher beschrieben. Als einen Schleuderablauf bezeichnet man den Teil eines Waschprogramms oder eines Sonderprogramms, in dem die Trommel zur Entfeuchtung von in der Trommel eingebrachten Wäsche mit relativ hohen Drehzahlen betrieben wird, d.h. die Drehzahlen sind ausreichend hoch, dass die Wäsche zentrifugiert wird.
  • Die in Figur 3 gezeigte Waschmaschine hat ein Gehäuse 1, in dem ein Laugenbehälter 3 federnd abgestützt ist. In einer Ausführung der Waschmaschine ist der Laugenbehälter 3 an zwei Federn 9 in dem Gehäuse 1 aufgehängt und der Laugenbehälter 3 stützt sich auf zwei Dämpfern 6 im Gehäuse 1 ab. Der Laugenbehälter 1 kann in sechs Freiheitsgraden, drei translatoriche und drei rotatorische Freiheitsgrade, schwingen.
  • An dem Laugenbehälter 3 sind weitere Teile 2, 4, 5 und 11 angeordnet, insbesondere Ausgleichsgewichte 11 und ein Antrieb 5, der über einen Riementrieb 4 mit einer in dem Laugenbehälter 3 drehbar gelagerten Trommel 8 verbunden ist. Die den Laugenbehälter 3 umfassende schwingende Baugruppe mit allen An- und Einbauten wird auch Schwingsystem genannt. Die Trommel 8 weist eine im Wesentlichen horizontale Drehachse auf.
  • Der Antrieb 5 wird von einer drehzahlgeregelten Steuerung gesteuert, die von einer Programmsteuerung 10 umfasst ist. In alternativen Ausführungen kann auch eine mit der Programmsteuerung 10 verbundene drehzahlgeregelte Steuerung von der Waschmaschine umfasst sein. Der Antrieb 5 weist einen Tacho auf, der die Motordrehzahl erfasst, die entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des Riementriebs 4 einer Trommeldrehzahl n entspricht. In der Programmsteuerung 10 ist ein Ablaufplan für in Abschnitten aufgeteilte Schleuderabläufe gespeichert, der abhängig von weiteren Steuerparametern von der Programmsteuerung 10 sequentiell durchgeführt wird. Das heißt, in der Programmsteuerung 10 sind vorbestimmte Trommeldrehzahlen, Beschleunigungsraten für die Trommel und Abschnittszeitdauern gespeichert, die in zeitlicher Abfolge an die Steuerung für den Antrieb 5 weitergeleitet werden.
  • Zu Beginn eines Schleuderablaufes wird die Trommel 8 mit einer vorgegebenen Beschleunigungsrate auf eine erste Drehzahl beschleunigt, bei der die zu schleudernden Wäschestücke 7 gerade aufgrund der auf die Wäschestücke 7 einwirkenden Zentrifugalkräfte in einer im Wesentlichen festen Position an der Trommelwand liegen. Während einer solchen ersten Beschleunigung der Trommel 8 sollen sich die Wäschestücke 7 mehr oder wenig gleichmäßig über den Trommelmantel verteilen. Es verbleibt im Allgemeinen eine gewisse Ungleichverteilung. Die am Trommelmantel liegenden Wäschestücke 7 bewirken abhängig von der Ungleichmäßigkeit der Verteilung eine Unwucht, die bei Drehung der Trommel 8 den Laugenbehälter 3 anregt zu schwingen. Der Laugenbehälter 3 bewegt sich aufgrund der Unwucht im Allgemeinen allen sechs Freiheitsgraden, weil die Wäscheverteilung meist unsymmetrisch zu den Hauptträgheitsachsen des Schwingsystems ist. Bei der genannten Waschmaschine mit einer um eine horizontale Achse drehbare Trommel 8 sind die Bewegungen senkrecht zur Drehachse meist am Größten. Zur Erfassung einer solchen Bewegung des Laugenbehälters 3 weist die Waschmaschine einen Positionssensor 2 auf, der die Lage des Lagenbehälters 3 gegenüber dem Gehäuse 1 in Bezug auf drei senkrecht zueinander liegende Achsen X, Y und Z erfassen kann. Durch den Vergleich zweier zeitlich aufeinander folgender Lagemessungen werden die Verschiebungen des Laugenbehälters 3 in den drei Achsen X, Y und Z bestimmt. Insbesondere die Amplitude A oder die Weite einer vollen Schwingung der Bewegung des Laugenbehälters 3 in einer senkrecht zu der Trommeldrehachse liegenden Richtung X oder Y kann als Maß für die statische Unwucht der Wäsche dienen.
  • Die Bewegung des Laugenbehälters 3 wird während der Drehung der Trommel 8 ab der ersten Drehzahl überwacht. Dazu wird innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauerfürjede der drei Richtungen X, Y und Z die maximale und minimale Verschiebung des Laugenbehälters 3 und die Drehzahl der Trommel 8 bzw. des Motors 5 erfasst. Aus der Differenz der maximalen und minimalen Verschiebung ergibt sich im Mittel die doppelte Amplitude A der Schwingung während der Zeitdauer, wobei die Zeitdauer ausreicht, damit die Trommel 8 zumindest eine volle Umdrehung ausführen kann. Eine Einrichtung zur Bestimmung der Amplitude A ist von der Waschmaschine, insbesondere von der Programmsteuerung 10 oder von dem Positionssensor 2 umfasst. Die Verschiebungen und die Bewegungsamplitude A werden für unterschiedliche Trommeldrehzahlen n ermittelt.
  • In einer alternativen Ausführung ist die Zeitdauer zur Erfassung der Verschiebungen nur so lang gewählt, dass die Trommel 8 während der Zeitdauer zumindest eine halbe Umdrehung ausführen kann. Bei dieser Ausführung wird die Amplitude A aus dem Betrag der maximalen oder minimalen Verschiebung in Bezug auf einen Nullpunkt bzw. auf eine Ruhelage des Laugenbehälters 3 bestimmt. Ebenso können andere Verfahren zur Bestimmung der Amplitude vorgesehen sein.
  • Die Erfindung nutzt die Eigenschaft einer fremderregten gedämpften Schwingung eines Schwingsystems. Bei einer solchen Schwingung weist die Funktion der Bewegungsamplitude A über der Drehzahl n bzw. der Drehfrequenz ω ein Maximum bei einer Resonanzdrehzahl n0 bzw. bei einer Resonanzfrequenz ω0 auf, wobei Extremstellen der ersten Ableitung dieser Funktion die Wendestellen der Funktion kennzeichnen. Eine Wendestelle einer Funktion ist ein Punkt der Funktion, an dem eine Linkskrümmung in eine Rechtskrümmung bzw. umgekehrt übergeht. Das Maximum der ersten Ableitung kennzeichnet die erste Wendestelle der Funktion bei einer Drehzahl nW bzw. bei einer Frequenz ωW, die kleiner ist als die Resonanzdrehzahl n0. Der genannte funktionale Zusammenhang zwischen der Bewegungsamplitude A und der Trommeldrehzahl n wird in Figur 1 an Hand typischer Verläufe der Bewegungsamplituden A des Laugenbehälters 3 in einer Richtung über der Trommeldrehzahl n bzw. der Trommeldrehfrequenz ω für eine kleine Wäscheunwucht (durchgezogene Linie), für eine mittlere Wäscheunwucht (gestrichelte Linie) und für eine große Wäscheunwucht (strichpunktierte Linie) dargestellt. Jeder der gezeigten Verläufe bzw. jede Funktion weist ein Maximum bei der Resonanzdrehzahl n0 der Trommel bzw. bei der Drehfrequenz ω0 auf. Die gestrichelte waagerechte Linie kennzeichnet eine maximal zulässige Amplitude A1, bei der der Laugenbehälter 3 noch frei schwingen kann. Die Bewegungen des Laugenbehälters 3 werden bei mehreren konstanten Trommeldrehzahlen n erfasst. In einer alternativen Ausführung ist es auch möglich, die Bewegungen während einer ansteigenden Trommeldrehzahl n zu erfassen. Die in Figur 1 gezeigten Verläufe können abhängig von der während der Erfassung der Bewegung gewählten Beschleunigung der Trommel leicht verzerrt sein, dass heißt, abhängig von der Beschleunigungsrate liegt das Maximum bei einer höheren bzw. niedrigeren Drehzahl gegenüber den in Fig. 1 gezeigten Maxima.
  • Wie in Figur 1 gezeigt, ist für jeden Verlauf der Bewegungsamplitude A die Steigung dA/dn des jeweiligen Verlaufs in einem ersten Wendepunkt bei der Drehzahl nW dargestellt. Eine solche Steigung ist eine Änderung dA/dn der Bewegungsamplitude A über der Drehzahl n. Die Steigung dA/dn ist im ersten Wendenpunkt eines jeden Verlaufs am größten und steigt mit zunehmender Wäscheunwucht an, weshalb die Änderung dA/dn der Bewegungsamplitude A über der Drehzahl n auch als Maß für die Wäscheunwucht dienen kann.
  • In der Figur 2 sind in einem Diagramm der Steigungen dn/dA für die in Fig. 1 dargestellten Verläufe über der Drehzahl n aufgetragen. Dabei sind die Verläufe für eine kleine (durchgezogene Linie), mittlere (gestrichelte Linie) und große (strichpunktierte Linie) Wäscheunwucht in dem Diagramm gezeigt. Die Steigung dA/dn hat bei der Drehzahl nW, die kleiner ist als die Resonanzdrehzahl n0 ist, ein Maximum. Die waagerechte gestrichelte Linie im Diagramm der Fig. 2 kennzeichnet einen Grenzwert (dA/dn)1 der Änderung der Bewegungsamplitude A, wobei im gezeigten Beispiel der Grenzwert (dA/dn)1 erst bei einer großen Wäscheunwucht überschritten wird. Das Überschreiten des Grenzwerts (dA/dn)1 wird schon bei einer Drehzahl festgestellt, die kleiner als die Drehzahl nW oder als die Drehzahl n0 ist. Das heißt, dass durch eine Überwachung der Änderung dA/dn der Bewegungsamplitude A eine mögliche Überschreitung einer Bewegungsamplitude zu einem Zeitpunkt festgestellt werden kann, an dem die Bewegungsamplitude A noch deutlich kleiner ist als der Grenzwert A1. Daher können große Bewegungsamplituden A durch die Überwachung der Steigung dA/dn bzw. der Änderung dA/dn der Bewegungsamplitude A schon frühzeitig prognostiziert werden.
  • Nach dem Erreichen der ersten Drehzahl, bei der die Wäsche 7 im Wesentlichen am Trommelmantel fest anliegt, wird während des weiteren Schleuderablaufs die Drehzahl n schrittweise oder kontinuierlich erhöht und dabei mit einer Einrichtung der Waschmaschine die Änderung dA/dn bestimmt. Mit derselben oder einer weiteren Einrichtung wird die Änderung dA/dn mit dem Grenzwert (dA/dn)1 verglichen. Bei einer Überschreitung des Grenzwerts (dA/dn)1 wird die Trommeldrehzahl n soweit reduziert, dass die Wäsche 7 sich vom Trommelmantel lösen kann, und die vorstehend genannten Schritte werden wiederholt. In einer alternativen Ausführung wird die Trommel 8 bis zum Stillstand abgebremst.
  • In einer weiteren Ausführung sind in der Programmsteuerung 10 der Waschmaschine mehrere Grenzwerte (dA/dn)1, (dA/dn)2, usw. gespeichert. Es werden abhängig davon, welcher Grenzwert überschritten wird, unterschiedliche Steuerungsmaßnahmen eingeleitet. So ist es auch möglich, nach einer Überschreitung eines Grenzwerts (dA/dn)1 (dA/dn)2, usw. den Schleuderablauf fortzusetzen, wobei die für den fortgesetzten Schleuderablauf verwendeten Parameter, beispielsweise Antriebmoment, Beschleunigungsrate und/oder maximale Drehzahl, abhängig vom überschrittenen Grenzwert (dA/dn)1, (dA/dn)2, usw. ausgewählt sind.
  • Darüber hinaus können in alternativen Ausführungen aufgrund einer Überschreitung eines Grenzwertes (dA/dn)1 die Federrate c der Federn 9 und/oder der Dämpfungswert k der Dämpfer 6 des Laugenbehälters 3 aktiv durch ein nicht gezeigtes Steuerelement der Waschmaschine variiert werden. Die Federn 9 und die Dämpfer 6 bilden die Abstützung des Laugenbehälters 3.
  • Die Erfindung kann nicht nur für Waschmaschinen mit einer horizontal liegenden Trommeldrehachse sondern auch für Waschmaschinen mit einer vertikal oder schräg gerichteten Drehachse angewendet werden.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Schleuderablaufes einer Waschmaschine mit einem in einem Gehäuse (1) federnd abgestützten Laugenbehälter (3), in dem eine um eine im Wesentlichen horizontale Achse drehbare Trommel (8) gelagert ist, mit einem drehzahlgeregelten Antrieb (5), der die Trommel (8) antreibt, mit einer Einrichtung (2) zur Erfassung einer Bewegung des Laugenbehälters (3), die von in der Trommel (8) ungleichförmig verteilten Wäschestücken (7) verursacht wird, mit einer Programmsteuerung (10), die den Schleuderablauf steuert, und umfassend die Schritte:
    a) Beschleunigen der Trommel (8) auf eine erste Drehzahl (n1), bei der die Wäschestücke (7) im Wesentlichen an dem Mantel der Trommel (8) fest anliegen,
    b) Erfassen einer Bewegung des Laugenbehälters (3) in mindestens einer Richtung für zumindest eine vorbestimmte Zeitdauer während der Drehung der Trommel (8) mit einer Drehzahl (n), die größer oder gleich der ersten Drehzahl (n1) ist, und
    c) Bestimmen einer Amplitude (A) der Bewegung für die erfasste Richtung,
    charakterisiert durch die weiteren Schritte
    d) Bestimmen von weiteren Bewegungsamplituden (A) für bekannte oder erfasste , unterschiedliche Drehzahlen (n) während der vorbestimmten Zeitdauer,
    e) Bestimmen einer Änderung (dA/dn) der Bewegungsamplitude (A) über der Drehzahl (n) und
    f) Steuern des Schleuderablaufes in Abhängigkeit der Änderung (dA/dn) der Bewegungsamplitude (A).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Laugenbehälters (3) in unterschiedlichen Richtungen, insbesondere in zueinander senkrecht liegenden Richtungen (X, Y, Z), erfasst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus den erfassten Bewegungen eine resultierende Bewegung bestimmt wird und dass die Bewegungsamplitude (A) über die resultierende Bewegung bestimmt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitdauer zur Erfassung der Bewegungsamplitude (A) größer oder gleich einer Dauer ist, in der die Trommel (8) mindestens eine halbe Umdrehung ausführen kann.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung (dA/dn) der Bewegungsamplitude (A) über der Drehzahl (n) aus zumindest zwei aufeinander folgenden Erfassungen der Bewegung bestimmt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung (dA/dn) der Bewegungsamplitude (A) über der Drehzahl (n) aus einen Differenzenquotienten gebildet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Änderung (dA/dn) der Bewegungsamplitude (A) eine Bewegungsamplitude extrapoliert wird, die mit einem vorgebestimmten Grenzwert (A1) der Bewegungsamplitude (A) verglichen wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung (dA/dn) der Bewegungsamplitude (A) über der Drehzahl (n) mit einem vorbestimmten Grenzwert ((dA/dn)1) der Änderung (dA/dn) der Bewegungsamplitude (A) verglichen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Grenzwert ((dA/dn)1) der Änderung (dA/dn) der Bewegungsamplitude (A) abhängig von der Drehzahl (n) und/oder einer erfassten Wäscheunwucht (U), insbesondere von der erfassten Bewegungsamplitude (A), ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten des Grenzwerts ((dA/dn)1, A1) eine aktuelle Trommeldrehzahl (n) reduziert wird, insbesondere der Schleuderablauf abgebrochen wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung des Grenzwerts ((dA/dn)1, A1) eine maximale Trommeldrehzahl, eine Drehbeschleunigungsrate der Trommel (8) und/oder ein Antriebsmoment variiert werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung des Grenzwerts ((dA/dn)1, A1) eine Federrate (c) und/oder ein Dämpfungswert (k) der Abstützung des Laugenbehälters (3) aktiv durch ein Steuerelement der Waschmaschine variiert werden.
  13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Laugenbehälters (3) mit zumindest einem Sensor (2), insbesondere mit einem Positions-, Weg- oder Beschleunigungssensor, erfasst wird, der die Lageänderung des Laugenbehälters (3) in einer und/oder mehreren Richtungen erfassen kann.
  14. Waschmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mit in einem Gehäuse (1) federnd abgestützten Laugenbehälter (3), in dem eine um eine im wesentlichen horizontale Achse drehbare Trommel (8) gelagert ist, mit einem drehzahlgeregelten Antrieb (5), der die Trommel (8) antreibt, mit einer Einrichtung (2) zur Erfassung einer Laugenbehälterbewegung, die von in der Trommel (8) ungleichförmig verteilten Wäschestücken (7) verursacht wird, wobei die Einrichtung (2) zur Erfassung der Laugenbehälterbewegung zumindest einen Sensor (2), insbesondere einen Positions-, Weg- oder Beschleunigungssensor, umfasst, der die Lageänderung des Laugenbehälters (3) in einer und/oder mehreren Richtungen erfassen kann, und mit einer Programmsteuerung (10), die den Schleuderablauf hinsichtlich der Trommeldrehzahl (n) und seines zeitlichen Ablaufs steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmsteuerung (10) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 eingerichtet ist, dass die Waschmaschine eine Einrichtung zur Bestimmung der Änderung (dA/dn) einer Bewegungsamplitude (A) des Laugenbehälters (3) über der Drehzahl (n) umfasst, welche mit der Programmsteuerung (10) verbunden ist, und dass die Waschmaschine eine Einrichtung zur Steuerung des weiteren Schleuderablaufes in Abhängigkeit der Änderung (dA/dn) der Bewegungsamplitude (A) umfasst.
  15. Waschmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Waschmaschine ein Steuerelement zur Veränderung einer Federrate (c) und/oder eines Dämpfungswerts (k) der Abstützung des Laugenbehälters (3), insbesondere ein regelbarer Dämpfer, umfasst ist.
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