EP2785906A1 - Haushaltswaschmaschine und ein verfahren zum bestimmen der beladungsmenge von wäsche in der wäschetrommel einer haushaltwaschmaschine - Google Patents

Haushaltswaschmaschine und ein verfahren zum bestimmen der beladungsmenge von wäsche in der wäschetrommel einer haushaltwaschmaschine

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Publication number
EP2785906A1
EP2785906A1 EP12794253.0A EP12794253A EP2785906A1 EP 2785906 A1 EP2785906 A1 EP 2785906A1 EP 12794253 A EP12794253 A EP 12794253A EP 2785906 A1 EP2785906 A1 EP 2785906A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
frequency spectrum
laundry
washing machine
laundry drum
drive motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12794253.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hasan Gökcer ALBAYRAK
Jörg SKRIPPEK
Sven Vogel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2785906A1 publication Critical patent/EP2785906A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • D06F34/18—Condition of the laundry, e.g. nature or weight

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the loading amount of laundry in the laundry drum of a household washing machine with an electronic control device and an electronically controllable drive motor for the laundry drum, which is rotatably mounted in an oscillating unit about an at least approximately horizontal axis and at the mechanical vibrations are introduced with a predetermined frequency spectrum in the oscillating unit (1 1). Furthermore, the invention relates to a household washing machine, which is set up to carry out the method.
  • EP 649 930 B1 teaches that during the drum start-up phase for operating the drum at a controlled treatment speed at which the (dry) wash is not held by centrifugal force on the drum shell, the drive torque to the drum drive motor is determined.
  • a measure is required in the program before the actual treatment process, on the one hand takes a certain amount of time and on the other hand is not understood by the user of the washing machine in their benefits.
  • this method is very imprecise due to imponderable compositions of different laundry items, because the behavior of the drive torque u. a. also depends on the denomination of the laundry item and the specific weight of individual parts.
  • From DE 197 10 713 A1 discloses a method for determining the degree of filling of introduced in a laundry drum of a washing machine laundry is known.
  • sound waves that is to say vibrations of the air
  • the detector device is provided with an analyzer which determines the intensity and the frequency of the received signals.
  • An evaluation circuit connected to the analyzer determines from the signals the degree of filling of the laundry drum.
  • a disadvantage of this method is that only the introduced primary vibrations, which are reflected from the free surface, can be detected, which is why only the degree of filling can be determined.
  • the degree of filling of a laundry drum depends on many parameters such as the type of laundry, packing density, etc. Therefore, the degree of filling does not essentially correlate with the loading amount or the loading mass. Somir can be closed with this method only very inaccurate on the load.
  • additional devices in particular a sound wave generation unit, are required, which increases the manufacturing costs of a washing machine.
  • the invention has for its object to provide a method for determining the mass of preferably dry laundry items, which is as independent as possible of uncertainties of their parameters to be detected in order to increase the accuracy of the load. Furthermore, this method should be provided inexpensively.
  • such a measure consist in that the drive motor is cyclically cyclically rotated by an amount in the positive direction and then by the same amount in the negative direction.
  • the drive motor emits mechanical vibrations, in particular in the form of structure-borne noise, which contain a constant frequency spectrum without the need for an additional unit. The same amount is easy to generate; whereas different amounts for both directions of rotation lead to success.
  • the speed at which the change in the directions of rotation takes place can be in the lower range of the human audible frequency spectrum.
  • a thus audible acoustic annoyance can thus be kept in a safe manageable minimum.
  • suitable measures and means for generating vibration and for detecting the secondary vibrations portions of the frequency spectrum or even the entire spectrum of people may contain imperceptible frequencies.
  • the secondary frequency spectrum is compared with a catalog of frequency spectra and associated load amounts. In this way, the differentiation of the assignment of the current amount of laundry to typical secondary vibrations is the easiest to and can be taken in any accuracy if the memory for the catalog has a sufficiently large capacity.
  • Such a measure is to be represented in a simple manner by a further development of the method according to the invention by the frequency spectrum is decomposed into a series of energy peaks at certain frequency locations whose amplitudes are compared with the values stored in the catalog for these frequency locations.
  • the drive motor is fixed at a position of the oscillating unit, which is suitable for good transmission of structure-borne noise from the drive motor to the oscillating system.
  • the oscillating unit has a component which comes as a membrane for the secondary vibrations in question. Then, namely, the transmission to a suitable sensor can take place most effectively, and the signal to noise ratio is sufficiently large.
  • An acceleration sensor is attached to the component as a sensor for detecting such secondary oscillations on the oscillating unit.
  • Acceleration sensors are common components for household washing machines, which are already being used for tasks similar to the detection of laundry imbalances. An existing acceleration sensor can therefore be used additionally for the new task. Acceleration sensors are also ideal for detecting structure-borne noise.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a detail of a household washing machine with a control device for a drive motor of the BLCD type, which can transmit its mechanical vibrations to a sensor,
  • FIG. 2 shows a typical secondary frequency spectrum of a vibrating aggregate containing an empty laundry drum.
  • FIG. Fig. 3 is a secondary frequency spectrum of the same oscillating aggregate, the laundry drum is loaded with a 5 kg laundry items, and
  • Fig. 4 is a secondary frequency spectrum of FIG. 3, with a 2 kg heavy
  • the schematically illustrated BLDC motor 1 in Fig. 1 includes a stator 2, in which the windings U, V and W are fixedly connected to the housing 3. Their magnetic fields act on a rotor 4, which consists of a suitable permanent magnet and is freely rotatably mounted in the housing 3 by means of the shaft 5. To control the direction of rotation and the speed of the shaft 5, a BLDC controller 6 is used, which cooperates with a switch array 7, whose switch supplies the windings U, V and W in an order and intensity required for the desired direction of rotation and speed ,
  • the shaft 5 serves to drive a laundry drum 9, which is rotatably mounted in a tub 8, of a washing machine, not otherwise shown.
  • the engine 1 is attached via a component 10 to the tub 8.
  • Laundry drum 9 and tub 8 are here as well as the drive motor 1 and an unillustrated transmission between the drive motor 1 and the laundry drum 9 to the oscillating unit 1 1.
  • the vibrations of the oscillating unit 1 1 during the rotation of the laundry drum 9 are detected by an acceleration sensor 12 , which passes its signals via the line 13 to a frequency analyzer 14, which signals signals on the analyzed frequencies both to an analog-to-digital converter 15 and to a controller 16.
  • the signals resulting from imbalances of the laundry drum 9 go directly to the control device 16, while the frequency spectrum of higher-frequency signals of the acceleration sensor 12 in the analog-to-digital converter 15 are converted into data sets in a memory 17 shown in the controller 16 there stored records of a catalog, which are assigned to respective load quantities of laundry items.
  • the higher-frequency signals are mainly caused by the propagating in the unit 1 1 structure-borne sound. Such higher-frequency signals are generated in the following manner.
  • the vibrations generated by the drive motor 1 impinge on the empty laundry drum 9, which due to its typical vibration mechanical properties obtains a certain damping to the predetermined, in particular constant, frequency spectrum of the vibrations generated.
  • This attenuation absorbs the generated vibrations to a greater or lesser extent at some or most of the frequency spectrum so that a secondary frequency spectrum shaped by the attenuation of the empty laundry drum 9 is reflected as shown in FIG.
  • the frequency spectrum according to FIG. 4 is intended to characterize a laundry drum 9 loaded with 2 kg of laundry and shows - also in comparison to those of FIGS. 2 and 3 - no easily recognizable regularity in the deviations of the attenuations of the reflections.
  • the reflection u1 at the frequency location F1 as in FIG. 3 has an attenuation of almost 70%, while the reflection u4 at the adjacent frequency location F2 is only attenuated by approximately 57%.
  • this reflection u2 had the same attenuation as on the previous frequency location F1, namely also about 70%.
  • T. discover serious deviations that have found their expression in the catalog of the memory 17 and find the assignment to the load quantity "2 kg".
  • the specific frequency spectrums of the respective assigned amounts of laundry are always constant, so neither influenced by unwargetable compositions of different laundry items, the denomination of the Wäschepostens, the specific weight of individual parts of not so constant as desired offset constants is with the inventive method to achieve a significant advance in the accuracy of automatically determined amount of laundry in a washing machine.
  • other methods for generating and introducing mechanical vibrations with a predetermined, in particular constant, frequency spectrum in the oscillating unit of a washing machine are possible and usable if a vibration source other than the drive motor is available or can be created with little effort ,

Landscapes

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

Abstract

Bei einem Verfahren zum Bestimmen der Beladungsmenge von Wäsche in der Wäschetrommel 9 einer Haushaltwaschmaschine mit einer elektronischen Steuereinrichtung 16 und einem elektronisch steuerbaren Antriebsmotor 1 für die Wäschetrommel 9 soll die Genauigkeit der Bestimmung verbessert werden. Dazu wird, ggf. am Antriebsmotor 1, eine Maßnahme getroffen, die zu einer Erzeugung von mechanischen Schwingungen mit einem vorbestimmten, insbesondere konstanten, Frequenzspektrum führt, die auf das schwingende Aggregat 11 übertragen werden, in der die Wäschetrommel 9 drehbar gelagert ist. Ferner wird das durch Absorption gekennzeichnete Frequenzspektrum der im schwingenden Aggregat 11 erregten Sekundärschwingungen aufgenommen und einer dafür typischen Beladungsmenge der Wäschetrommel 9 zugeordnet.

Description

Haushaltswaschmaschine und ein Verfahren zum Bestimmen der Beladungsmenge von Wäsche in der Wäschetrommel einer Haushalt- Waschmaschine
[0001 ] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Beladungsmenge von Wäsche in der Wäschetrommel einer Haushaltwaschmaschine mit einer elektronischen Steuereinrichtung und einem elektronisch steuerbaren Antriebsmotor für die Wäschetrommel, die in ei- nem schwingenden Aggregat um eine wenigstens annähernd waagerechte Achse drehbar gelagert ist und bei dem mechanische Schwingungen mit einem vorbestimmten Frequenzspektrum in das schwingende Aggregat (1 1 ) eingeleitet werden. Ferner betrifft die Erfindung eine Haushaltswaschmaschine, die zum Durchführen des Verfahrens eingerichtet ist.
[0002] Aus der Literatur sind mehrere Verfahren bekannt, in denen aus dem Verhalten von mechanischen oder elektromechanischen Bauelementen auf die Masse einer mit Wäsche bela- denen Wäschetrommel einer Waschmaschine zurückgeschlossen werden kann. Beispielsweise lehrt EP 649 930 B1 , dass während der Trommelanlauf-Phase zum Betrieb der Trommel mit einer geregelten Behandlungsdrehzahl, bei der die (trockene) Wäsche nicht durch Zentrifugalkraft am Trommelmantel gehalten wird, das Antriebsmoment am Trommelantriebsmotor be- stimmt wird. Hierzu ist im Programmablauf vor dem eigentlichen Behandlungsablauf eine Maßnahme erforderlich, die einerseits eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt und andererseits vom Benutzer der Waschmaschine in ihrem Nutzen nicht verstanden wird. Außerdem ist diese Methode durch unwägbare Zusammensetzungen unterschiedlicher Wäscheposten sehr ungenau, weil das Verhalten des Antriebsmoments u. a. auch von der Stückelung des Wäschepostens und vom spezifischen Gewicht einzelner Teile abhängt.
[0003] In einer anderen, aus WO 2008/012206 A1 bekannten Methode wird in einem komplizierten Berechnungsverfahren die Masse der in die Wäschetrommel eingelegten Trockenwäsche aus der Bewegung des schwingenden Aggregats einer Waschmaschine in allen drei Dimensionen unter Berücksichtigung von Offset-Konstanten errechnet. Diese Methode hat eben- falls eine beschränkte Genauigkeit; denn die sogenannten Offset-Konstanten sind leider nicht so konstant, wie sie sein sollten. Das liegt vor allem daran, dass die Reibungen zwischen den mechanischen Kontaktstellen zwischen den Federn und den Reibungsdämpfern einerseits und dem schwingenden Aggregat und den Gehäuseteilen andererseits und zusätzlich innerhalb der Reibungsdämpfer durchaus nicht unveränderlich sind.
[0004] Aus der DE 197 10 713 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Füllgrades von in einer Wäschetrommel einer Waschmaschine eingebrachter Wäsche bekannt. Bei diesem Ver- fahren werden mit einer Schallwellenerzeugungseinheit Schallwellen, also Schwingungen der Luft, in die Wäschetrommel einer in einer Trommel eingeleitet und mit einer Detektoreinheit die eingekoppelten und reflektierten Schallwellen detektiert. Die Detektoreinrichtung ist mit einem Analysator, der die Intensität und die Frequenz der empfangenden Signale bestimmt. Einer mit dem Analysator verbundene Auswerteschaltung bestimmt aus den Signalen den Füllgrad der Wäschetrommel.
[0005] Nachteilig ist bei diesem Verfahren, dass nur die eingebrachten Primärschwingungen, welche von der freien Oberfläche reflektiert werden, erfasst werden können, weshalb nur der Füllgrad bestimmt werden kann. Der Füllgrad einer Wäschetrommel hängt jedoch von vielen Parametern wie der Wäscheart, Packungsdichte etc. ab. Daher korreliert der Füllgrad im We- sentlichen nicht mit der Beladungsmenge bzw. der Beladungsmasse. Somir kann mit diesem Verfahren nur sehr ungenau auf die Beladungsmenge geschlossen werden. Ferner ist bei einem solchen System nachteilig, dass zusätzliche Einrichtungen, insbesondere eine Schallwellenerzeugungseinheit, benötigt werden, wodurch sich die Herstellkosten einer Waschmaschine erhöhen. [0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Methode zur Ermittlung der Masse von vorzugsweise trockenen Wäscheposten anzugeben, die von Unwägbarkeiten ihrer zu erfassenden Parameter möglichst unabhängig ist, um die Treffsicherheit der Beladungsmenge zu erhöhen. Ferner soll diese Methode kostengünstig bereitgestellt werden.
[0007] Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren der eingangs genann- ten Art unter Anwendung von im Anspruch 1 beschriebenen Schritten in der Weise gelöst, dass mechanische Schwingungen, insbesondere Körperschallwellen, mit einem vorbestimmten, insbesondere konstanten, Frequenzspektrum in das schwingende Aggregat eingeleitet werden, dass das durch Absorption gekennzeichnete Frequenzspektrum der im schwingenden Aggregat erregten Sekundärschwingungen aufgenommen und einer dafür typischen Beladungsmenge der Wäschetrommel zugeordnet wird. Besonders vorteilhaft ist bei diesem Verfahren, dass die in das schwingende Aggregat eingeleiteten mechanischen Schwingungen, die Bauteile des schwingenden Aggregats und vor allem die in der Wäschetrommel eingebrachten Wäsche selbst zum Schwingen anregen. Diese erregten Schwingungen werden als Sekundärschwingungen verstanden. Diese erregten Schwingungen sind unter anderem von der Masse und dem Dämpfungsverhalten abhängig, weshalb mit diesem Verfahren die Beladungsmenge von Wäsche gut bestimmbar ist.
[0008] Diese Methode zur Findung der zutreffenden Masse des eingelegten Wäschepostens hängt nun nur noch davon ab, wie fein die Differenzierung der Zuordnung der aktuellen Wäschemenge zu typischen Sekundärschwingungen ist. Da man mit einem einfach und preiswert zu installierenden Aufwand an elektronischen Mitteln eine genügend genaue Differenzierung treffen kann, dürfte das Verfahren nach der Erfindung eine erheblich höhere Wiederkehr- Genauigkeit haben als die bekannten Verfahren.
[0009] Zur Erzeugung eines konstanten Frequenzspektrums ist es von besonderem Vorteil, gemäß einer Weiterbildung der Erfindung am Antriebsmotor eine Maßnahme zu treffen, die zu einer Erzeugung des vorbestimmten, insbesondere konstanten, Frequenzspektrums von mechanischen Schwingungen führt, die auf das schwingende Aggregat übertragen werden. Dann ist nämlich kein weiterer baulicher Aufwand erforderlich, um diese mechanischen Schwingungen zu erzeugen. [0010] In besonders vorteilhafter Weise kann gemäß einer Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine solche Maßnahme darin bestehen, dass der Antriebsmotor zyklisch wiederkehrend um einen Betrag in positiver Richtung und anschließend um denselben Betrag in negativer Richtung gedreht wird. Dadurch gehen vom Antriebsmotor mechanische Schwingungen, insbesondere in Form von Körperschall, aus, die ein konstantes Frequenzspektrum enthal- ten, ohne dass dazu ein zusätzliches Aggregat verwendet werden muss. Derselbe Betrag ist einfach zu erzeugen; wohingegen aber auch unterschiedliche Beträge für beide Drehrichtungen zum Erfolg führen.
[001 1 ] In besonders vorteilhafter Weise kann dazu die Geschwindigkeit, mit der der Wechsel der Drehrichtungen erfolgt, im unteren Bereich des menschlich hörbaren Frequenzspekt- rums liegen. Eine dadurch hörbare akustische Belästigung kann damit in einem sicher beherrschbaren Minimum gehalten werden. Bei geeigneten Maßnahmen und Mitteln zur Schwingungserzeugung und zur Erfassung der Sekundärschwingungen können Anteile des Frequenzspektrums oder gar das ganze Spektrum von Menschen nicht wahrnehmbare Frequenzen enthalten. [0012] Von besonderem Vorteil ist eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das sekundäre Frequenzspektrum mit einem Katalog von Frequenzspektren und zugeordneten Beladungsmengen verglichen wird. Auf diese Weise ist die Differenzierung der Zuordnung der aktuellen Wäschemenge zu typischen Sekundärschwingungen am einfachsten zu lösen und kann auch in beliebiger Genauigkeit getroffen werden, wenn der Speicher für den Katalog eine genügend große Kapazität hat.
[0013] Eine solche Maßnahme ist auf einfache Weise durch eine Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens darzustellen, indem das Frequenzspektrum in eine Reihe von Energiespitzen an bestimmten Frequenzplätzen zerlegt wird, deren Amplituden mit den im Katalog für diese Frequenzplätze abgelegten Werten verglichen werden.
[0014] Für eine Haushaltswaschmaschine zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es besonders vorteilhaft, wenn der Antriebsmotor an einer Stelle des schwingenden Aggregats befestigt ist, die zur guten Übertragung von Körperschall vom Antriebsmotor auf das schwingende System geeignet ist. Hierzu ist es von besonderem Vorteil, wenn das schwingende Aggregat ein Bauteil besitzt, das als Membran für die sekundären Schwingungen infrage kommt. Dann kann nämlich die Übertragung an einen geeigneten Sensor am wirkungsvollsten stattfinden, und der Störabstand ist genügend groß.
[0015] Als Sensor zur Erfassung solcher Sekundärschwingungen am schwingenden Ag- gregat ist am Bauteil ein Beschleunigungssensor befestigt. Beschleunigungssensoren sind für Haushaltswaschmaschinen gängige Bauelemente, die für ähnliche Aufgaben wie einer Erkennung von Wäscheunwuchten ohnehin bereits eingesetzt werden. Ein vorhandener Beschleunigungssensor kann daher für die neue Aufgabe zusätzlich verwendet werden. Beschleunigungssensoren eignen sich auch hervorragend zur Erfassung von Körperschall.
[0016] Weitere Besonderheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Sie können in beliebiger Weise miteinander und mit den Merkmalen des Hauptanspruches angewendet werden, um die Erfindung vorteilhaft weiterzubilden.
[0017] Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sind das erfin- dungsgemäße Verfahren und eine dafür geeignete Haushaltswaschmaschine nachstehend erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Haushaltswaschmaschine mit einer Steuereinrichtung für einen Antriebmotor vom BLCD- Typ, der seine mechanischen Schwingungen auf einen Sensor übertragen kann,
Fig. 2 ein typisches sekundäres Frequenzspektrum eines schwingenden Aggregats, das eine leere Wäschetrommel enthält, Fig. 3 ein sekundäres Frequenzspektrum desselben schwingenden Aggregats, dessen Wäschetrommel mit einem 5 kg schweren Wäscheposten beladen ist, und
Fig. 4 ein sekundäres Frequenzspektrum gemäß Fig. 3, mit einem 2 kg schweren
Wäscheposten beladen.
[0018] Der schematisch dargestellte BLDC-Motor 1 in Fig. 1 enthält einen Stator 2, in dem die Wicklungen U, V und W mit dem Gehäuse 3 fest verbunden sind. Ihre magnetischen Felder wirken auf einen Rotor 4 ein, der aus einem geeigneten Dauermagneten besteht und mittels der Welle 5 im Gehäuse 3 frei drehbar gelagert ist. Zum Steuern der Drehrichtung und der Drehzahl der Welle 5 dient ein BLDC-Controller 6, der mit einem Schalter-Array 7 zusammenarbeitet, dessen Schalter die Wicklungen U, V und W in einer für die gewünschte Drehrichtung und Drehzahl erforderlichen Reihenfolge und Intensität mit Spannung versorgt.
[0019] Die Welle 5 dient zum Antreiben einer in einem Laugenbehälter 8 drehbar gelager- ten Wäschetrommel 9 einer ansonsten nicht dargestellten Waschmaschine. Dazu ist der Motor 1 über ein Bauelement 10 am Laugenbehälter 8 befestigt. Wäschetrommel 9 und Laugenbehälter 8 gehören dabei wie auch der Antriebsmotor 1 und ein nicht dargestelltes Getriebe zwischen dem Antriebsmotor 1 und der Wäschetrommel 9 zum schwingenden Aggregat 1 1. Die Schwingungen des schwingenden Aggregats 1 1 während der Drehung der Wäschetrommel 9 werden durch einen Beschleunigungssensor 12 wahrgenommen, der seine Signale über die Leitung 13 an einen Frequenzanalysator 14 weiterreicht, der Signale über die analysierten Frequenzen sowohl an einen Analog-Digital-Wandler 15 als auch an eine Steuereinrichtung 16 meldet. Die von Unwuchten der Wäschetrommel 9 herrührenden Signale gehen direkt an die Steuereinrichtung 16, während das Frequenzspektrum von höherfrequenten Signalen des Beschleunigungs- sensors 12 im Analog-Digital-Wandler 15 zu Datensätzen umgeformt werden, die in einem in der Steuereinrichtung 16 dargestellten Speicher 17 mit dort abgelegten Datensätzen eines Katalogs verglichen werden, die jeweiligen Beladungsmengen von Wäscheposten zugeordnet sind. Die höherfrequenten Signale werden vor allem durch den sich im Aggregat 1 1 ausbreitenden Körperschall hervorgerufen. [0020] Solche höherfrequenten Signale werden auf folgende Weise generiert. In einer
Messphase zur Ermittlung der Masse des in die Wäschetrommel 9 eingelegten Wäschepostens werden die Wicklungen U, V, W des Antriebsmotors 1 durch das Schalter-Array 7 getrieben durch den BLDC-Controller 6 so mit Drehimpulsen beaufschlagt, dass der Antriebsmotor 1 zyklisch wiederkehrend um einen Betrag in positiver Richtung und anschließend um denselben Betrag in negativer Richtung gedreht wird. Dadurch entstehen so kurze gegenläufige Drehimpulse, dass der Motor 1 tatsächlich stehen bleibt aber mechanische Schwingungen mit einem stets vorbestimmten, insbesondere konstanten, Spektrum an Frequenzanteilen erzeugt, die über sein Gehäuse 3 und das Bauelement 10 auf den Laugenbehälter 8 des schwingenden Aggregats 1 1 übertragen werden. Die vom Motor 1 erzeugten mechanischen Schwingungen treten als Körperschall in Erscheinung. Im schwingenden Aggregat 1 1 lagert die Wäschetrommel 9 mit mechanischer Verbindung zum Laugenbehälter 8 und schwingt daher mit.
[0021 ] Die vom Antriebsmotor 1 erzeugten Schwingungen treffen auf die leere Wäschetrommel 9, die aufgrund ihrer typischen schwingungsmechanischen Eigenschaften eine be- stimmte Dämpfung auf das vorbestimmte, insbesondere konstante, Frequenzspektrum der erzeugten Schwingungen erwirkt. Diese Dämpfung absorbiert die erzeugten Schwingungen an einigen oder den meisten Plätzen des Frequenzspektrums in mehr oder weniger starkem Umfang, so dass ein sekundäres, von der Dämpfung der leeren Wäschetrommel 9 geformtes Frequenzspektrum gemäß Fig. 2 reflektiert wird.
[0022] In Fig. 2 ist zu erkennen, dass die gedämpften Reflexionen u7 bis u15 an den Frequenzplätzen F1 bis F9 noch oberhalb von 50 % liegen; die Dämpfungen der Schwingungen der entsprechenden Frequenzen sind also gering. Stärke Dämpfung findet erst an den Frequenzplätzen F 10 bis F15 (weitere Plätze wurden vernachlässigt) statt, wie die Reflexionen u1 bis u6 zeigen. Vor allem bei den höheren Frequenzen gilt: Je höher die Frequenz, desto größer war die Dämpfung. Ein Frequenzspektrum der Ausprägung gemäß Fig. 2 - so es in digitaler Form im Katalog des Speichers 17 abgelegt ist - findet beim Vergleich mit dem Katalog den Eintrag„leer".
[0023] Findet nun eine Probe bei einer mit 5 kg Wäsche beladenen Wäschetrommel 9 statt, dann wird durch die eingelegten Wäscheteile eine völlig andersartige Dämpfung reflektiert. Fig. 3 zeigt ein entsprechendes sekundäres Frequenzspektrum der reflektierten Schwingungen, dessen erste vier Frequenzplätze F1 bis F4 Dämpfungen der Reflexionen u2 von fast 70 % zeigen, während auf den Frequenzplätzen F5 bis F9 nur Reflexionen u6 bis u10 praktisch ohne oder mit nur geringer Dämpfung verzeichnet sind. Erst ab Frequenzplatz F10 ist - mit Ausnahme der Frequenzplätze F12 und F13 - die Dämpfung der Reflexionen u1 , u2 und u3 deutlich über 50 % und untereinander durchaus noch differenziert. Ist nun genau dieses Frequenzspektrum im Katalog des Speichers 17 abgelegt, dann meldet die Steuereinrichtung 16„Beladung 5 kg".
[0024] Nun werden im Katalog vielleicht nicht alle Frequenzen in der absoluten Genauigkeit abgelegt sein. Dafür wird für jeden Frequenzplatz vorteilhafterweise eine gewisse Toleranz zu- gelassen werden. Je kleiner diese zugelassene Toleranz aber ist, desto genauer kann eine Beladungsangabe sein, desto größer ist allerdings auch die Zahl der Katalogeinträge, mit denen ein sekundäres Frequenzspektrum zu vergleichen ist.
[0025] Das Frequenzspektrum gemäß Fig. 4 soll eine mit 2 kg Wäsche beladene Wäsche- trommel 9 kennzeichnen und zeigt - auch im Vergleich zu denen der Fig. 2 und 3 - keine ohne weiteres erkennbare Gesetzmäßigkeit bei den Abweichungen der Dämpfungen der Reflexionen. Hier ist die Reflexion u1 am Frequenzplatz F1 wie in Fig. 3 mit einer Dämpfung von fast 70 % behaftet, während die Reflexion u4 auf dem benachbarten Frequenzplatz F2 nur noch mit ca. 57 % gedämpft ist. In Fig. 3 hatte diese Reflexion u2 dieselbe Dämpfung wie auf dem vorher- gehenden Frequenzplatz F1 , nämlich auch ca. 70 %. Beim weiteren Vergleich der Dämpfungen der Reflexionen auf den vergleichbaren Frequenzplätzen wird man durchgehend z. T. gravierende Abweichungen entdecken, die im Katalog des Speichers 17 ihren Niederschlag gefunden haben und die Zuordnung zur Beladungsmenge„2 kg" finden.
[0026] Da die spezifischen Frequenzspektren der jeweilig zugeordneten Wäschemengen stets konstant sind, also weder durch unwägbare Zusammensetzungen unterschiedlicher Wäscheposten, von der Stückelung des Wäschepostens, vom spezifischen Gewicht einzelner Teile noch von nicht so konstanten wie gewünschten Offset-Konstanten beeinflusst werden, ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein deutlicher Fortschritt bei der Genauigkeit der automatisch zu bestimmenden Wäschemenge in einem Waschautomaten zu erzielen. Selbstverständ- lieh sind auch andere Methoden zur Erzeugung und Einleitung von mechanischen Schwingungen mit einem vorbestimmten, insbesondere konstanten, Frequenzspektrum in das schwingende Aggregat einer Waschmaschine möglich und einsetzbar, wenn eine Schwingungsquelle anderer Art als der Antriebsmotor zur Verfügung steht oder mit geringem Aufwand erstellt werden kann.

Claims

P ate n ta n s p rü c h e
Verfahren zum Bestimmen der Beladungsmenge von Wäsche in einer Wäschetrommel (9) einer Haushaltwaschmaschine mit einer elektronischen Steuereinrichtung (16) und einem elektronisch steuerbaren Antriebsmotor (1 ) für die Wäschetrommel (9), die in einem schwingenden Aggregat (1 1 ) um eine wenigstens annähernd waagerechte Achse drehbar gelagert ist, bei dem mechanische Schwingungen mit einem vorbestimmten Frequenzspektrum in das schwingende Aggregat (1 1 ) eingeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass das durch Absorption gekennzeichnete Frequenzspektrum der im schwingenden Aggregat (1 1 ) erregten Sekundärschwingungen aufgenommen und einer dafür typischen Beladungsmenge der Wäschetrommel (9) zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das vorbestimmte Frequenzspektrum ein konstantes Frequenzspektrum ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Antriebsmotor (1 ) eine Maßnahme getroffen wird, die zu einer Erzeugung des vorbestimmten oder konstanten Frequenzspektrums von mechanischen Schwingungen führt, die auf das schwingende Aggregat (1 1 ) übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (1 ) als Maßnahme zyklisch wiederkehrend um einen Betrag in positiver Richtung und anschließend um denselben Betrag in negativer Richtung gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit, mit der der Wechsel der Drehrichtungen erfolgt, im unteren Bereich des menschlich hörbaren Frequenzspektrums liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das sekundäre Frequenzspektrum mit einem Katalog von Frequenzspektren und zugeordneten Beladungsmengen verglichen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Frequenzspektrum in eine Reihe von Energiespitzen an bestimmten Frequenzplätzen (F1 bis F15) zerlegt wird, deren Amplituden (u1 bis 15) mit den im Katalog für diese Frequenzplätze abgelegten Werten verglichen werden.
8. Haushaltswaschmaschine zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer Wäschetrommel (9), einer elektronischen Steuereinrichtung (16), einem elektronisch steuerbaren Antriebsmotor (1 ) für die Wäschetrommel (9), die in einem schwingenden Aggregat (1 1 ) um eine wenigstens annähernd waagerechte Achse drehbar gelagert ist und einem Sensor (12) zum Erfassen von Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (12) zur Erfassung der durch Absorption gekennzeichnete Frequenzspektrum der im schwingenden Aggregat (1 1 ) erregten Sekundärschwingungen ausgebildet ist, und dass die Steuereinrichtung (16) einen Speicher mit darin abgelegten spezifischen Frequenzspektren typischen Beladungsmengen der Wäschetrommel (9) und eine Vergleichseinrichtung umfasst, mit der das durch Absorption gekennzeichnete Frequenzspektrum mit den abgelegten spezifischen Frequenzspektren vergleichbar ist.
9. Haushaltswaschmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (1 ) an einer Stelle des schwingenden Aggregats (1 1 ) befestigt ist, die zur guten Übertragung von Körperschall vom Antriebsmotor (1 ) auf das schwingende Aggregat (1 1 ) geeignet ist.
10. Haushaltswaschmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das schwingende Aggregat (1 1 ) ein Bauteil (10) besitzt, das als Membran für die sekundären Schwingungen infrage kommt. Haushaltswaschmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung der sekundären Schwingungen des schwingenden Aggregats (1 1 ) am Bauteil (10) ein Beschleunigungssensor (12) befestigt ist.
EP12794253.0A 2011-11-29 2012-11-21 Haushaltswaschmaschine und ein verfahren zum bestimmen der beladungsmenge von wäsche in der wäschetrommel einer haushaltwaschmaschine Withdrawn EP2785906A1 (de)

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