EP3294941B1 - Verfahren zum bestimmen der masse beim einbringen eines wäschepostens in eine wäschetrommel und wäschebehandlungsmaschine zum durchführen des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum bestimmen der masse beim einbringen eines wäschepostens in eine wäschetrommel und wäschebehandlungsmaschine zum durchführen des verfahrens Download PDF

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EP3294941B1
EP3294941B1 EP16717160.2A EP16717160A EP3294941B1 EP 3294941 B1 EP3294941 B1 EP 3294941B1 EP 16717160 A EP16717160 A EP 16717160A EP 3294941 B1 EP3294941 B1 EP 3294941B1
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EP
European Patent Office
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laundry
oscillating system
shock absorber
loading
inclination
Prior art date
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French (fr)
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EP3294941A1 (de
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Ansgar RISCHKE
Antje Rahfoth
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
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Publication date
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    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D06F34/14—Arrangements for detecting or measuring specific parameters
    • D06F34/16—Imbalance

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the laundry mass when introduced into a laundry treatment machine, in particular a washing machine, a washer-dryer or a tumble dryer, with a resiliently supported in a housing at least two with respect to the vertical axis intersecting points arranged spring system of a carrier and a laundry drum mounted therein and having means for detecting the displacement of the container system relative to the housing.
  • the invention also includes a laundry treating machine of the type described above, the oscillating system of which is suspended on springs and calmed by shock absorbers or mounted on struts, the at least one shock absorber of which is provided with a displacement sensor.
  • an acceleration sensor has already been used for monitoring fault conditions of the vibration system firmly connected to it ( DE 10 2011 089 624 A1 ). By detecting the rest position of the acceleration sensor deviating from the direction of gravitational acceleration, one can infer an error condition on the oscillating system, such as a heavy wear or the breakage of a spring or a damper.
  • the invention is based on the object to specify the detection of the lowering of the vibration system from the rest position as a function of the weight of the introduced laundry items and to distinguish from extraneous influences.
  • the method according to the invention can determine the load very accurately beyond such a known estimation method.
  • the inventive method is less expensive or offers at the same cost significantly higher accuracy. This is mainly due to the additional knowledge of the tendency of the vibrating system during loading.
  • the oscillating system 2 includes a laundry drum, not shown in detail, which is rotatably mounted about an axis 3 within a tub - according to the outer contour of the oscillating system 2.
  • the oscillating system 2 also includes an unillustrated drive motor and a transmission for the laundry drum. So that the oscillating system 2 can oscillate within the housing, it is articulated on shock absorbers or on springs. As shock absorbers, friction dampers are used regularly in the washing machine industry.
  • a shortening or lengthening of the distance the articulation points of a shock absorber to each other in measuring signals implement. If one wants to use these measuring signals when sinking the oscillating system 2 by additional load when introducing laundry parts into the laundry drum according to the invention for estimating the loading amount of the introduced laundry item, then the desired accuracy of this estimation counteracts the static friction of friction shock absorbers. As a result, measured values for the shortening or lengthening of the relevant shock absorber are almost always subject to a system error.
  • Fig. 1 shows this washing machine in an unloaded condition.
  • the oscillating system 2 is adjusted by the springs 4 and shock absorber 5 in a so-called rest position.
  • a displacement sensor 6 which is attached to one of the shock absorbers 5, the path reading "0".
  • another sensor an acceleration sensor 7, mounted on top of the vibrating system 2, based on a different physical principle than the displacement sensor 6. While the latter measures a distance, the measuring principle of the acceleration sensor 7 is based on the deviation of its position from vector of earth acceleration.
  • position of rest coincides the position vector 8 with the vector of gravitational acceleration; Therefore, the acceleration measurement value "0" also results at the acceleration sensor 7.
  • Both measured values on "0” allow for a calculation result that indicates an empty laundry drum.
  • Fig. 2 In the loading example of Fig. 2 is a medium laundry item W1 right of the vertical of the unloaded laundry drum.
  • the oscillating system 2 sinks somewhat, namely on the left shock absorber 5 more than on the right.
  • the path measured value at the displacement sensor 6 here corresponds, for example, to the value "5".
  • the acceleration sensor 7 now shifts its position, since the oscillating system 2 has tilted slightly to the right, correspondingly far to the right, so that its position (vector 8) deviates to the left by the angle ⁇ from the vector G of gravitational acceleration. In the calculation of the mass of the loading amount, this angle ⁇ corrects the value given by the path measurement value "5", which, taken into account in the calculation alone, would simulate a larger load.
  • the loading example of Fig. 3 shows a symmetrical loading of the laundry drum, so that both shock absorbers 5 sink in the same way. Therefore, the value "5" of the displacement sensor 6 can be used directly to evaluate the mass of the load; because the acceleration sensor 7 indicates a vector angle ⁇ against the gravitational acceleration G of "0 °".
  • the example described already improves the accuracy of the load calculation value compared with the prior art, because it has recently been taken into account that the load on the oscillating system 2 can be quite unbalanced due to the inserted laundry item W1 or W2.
  • the sole application of the displacement measurement value would be a symmetrical lowering of the vibration system 2, which, like the example of FIG Fig. 2 shows - in many cases deviates from the actual state. Without this consideration, the displacement sensor would have 6 in Fig. 2 an excessive amount of charge signaled. In Fig. 3 For example, it indicates the same depression, even though a clearly heavy laundry item W2 has been entered.
  • This improvement can be effected by taking a measure for releasing all the shock absorbers from their static friction state into the sliding friction (so-called "breakaway") at fixed intervals during insertion of the laundry articles.
  • the distances can generally be defined as evenly short, they can be determined by the respective insertion of laundry or by a calculated average of the detected feeds of laundry.
  • a measure may be a targeted drive pulse for the laundry drum.
  • all shock absorbers should experience an almost flawless strong deflection, so that from the measured deflection of a single shock absorber on the appropriate amount of the total load can be concluded.
  • the speed of the laundry drum may be equal to or higher than the speed at which the laundry is treated during the washing process for the drive pulse.
  • a then-adjusting state can also be displayed or verified with the acceleration sensor 7.
  • the acceleration sensor 7 thus indicates no deviation from the vector G of gravitational acceleration, the deflection indicated by the displacement sensor 6 directly governs the instantaneous loading. Otherwise, a conditional on the state of the vibrating system 2 correction factor would have to be considered.
  • acceleration sensors are already known which can generate measured values as a function of deflections in a plurality of axes.
  • an acceleration sensor 7 By using such an acceleration sensor 7, on the one hand, such a correction of the static friction can be more reliably calculated in a targeted "broken" oscillatory system.
  • the loads of those shock absorbers are better estimated, which are not equipped with a displacement sensor 6, as will be explained with reference to the following example.
  • the oscillating system 2 according to Fig. 4 is placed on three so-called struts 10, 11 and 12.
  • This combines one or more compression springs with a shock absorber per strut.
  • the use of such struts is therefore unnecessary the suspension of the vibrating system 2 at the top mounted springs (4 in Fig. 1 ).
  • One of these struts, z. B. the strut 10, is with a displacement sensor 6 according to the example Fig. 1 to 3 Provided.
  • a multiaxial measuring acceleration sensor 13 is mounted on the housing 1, the deflections can measure, for example, in the direction x of the axis 3 of the laundry drum and in the horizontal direction y transverse to the drum axis 3. In most cases, acceleration sensors are used which can also measure z in the vertical direction. However, the z-values can be disregarded in the present example.
  • Fig. 5 now shows a washing machine, the laundry load W3 unilaterally heavily loaded the strut 10, which therefore sinks disproportionately strong.
  • the displayed measured value "7" of the displacement sensor 6 is, however, in the calculation process with the angular values of the acceleration sensor 13 deviating from the acceleration vector G, ie the angle ⁇ in the X direction and the angle ⁇ in the y direction (the latter is not recognizable here), processed, so that at the end of the actual load state corresponding, corrected mass value for the introduced laundry items W3 can be displayed, no matter where the laundry drum, the mass of the laundry W3 concentrated.
  • Fig. 6 is again - as in Fig. 3 - Given the rare state of a symmetrically distributed mass of the laundry item W4, so that all struts 10, 11, 12 - equal system parameter sizes assumed - sinking deep, namely up to the value "5", as the displacement sensor 6 displays the strut 10.
  • This symmetrical distribution is also indicated by the acceleration sensor 13 whose measuring vector 8 coincides with the vector G of gravity in this example, ie its angle values are equal to "0".
  • the advantage of the method according to the invention is particularly noticeable when using a multiaxial acceleration sensor 13 ( 4 to 6 ). Namely, an increasing load is also indicated when the displacement sensor 6 indicates no change when the shock absorber of its shock absorber 10 is still in stiction, but the vibration system has already tilted by at least one other shock absorber 11 or 12 sunken. As a result, a new inclination position of the oscillatory system 2 is achieved, which is indicated by the change in angle of the measuring vector 8 of the acceleration sensor 13. In addition, it can also be recognized whether during loading a single shock absorber overcomes its static friction, because then adjusts a sudden change in the inclination of the vibrating system 2 in the direction of this shock absorber.
  • the following table shows how an existing static friction or the sudden overcoming of the static friction of a shock absorber during a loading process can be evaluated signals for unambiguous determination of the loading condition.
  • an embodiment according to 4 to 6 provided that no mechanical engineering measures are taken by which a static friction can be solved, for example by a short drive pulse.
  • the signal of the displacement sensor 6 with the inclination of the vibration system 2 (angle ⁇ or ⁇ of the acceleration sensor 13) are charged to the determined from the Wegensorsignal value of the mass Correct load accordingly.
  • the static load on all shock absorbers which is maintained at the same time as the load is continued, can no longer be determined without further measures.
  • even the acceleration sensor 13 would not change the inclination angle ⁇ or ⁇ more Show. In such a case, before starting the program, for example, a movement impulse for the laundry drum could be inserted.
  • the action should be repeated with at least one changed parameter.
  • the motion pulse could be repeated at a higher speed of the laundry drum.
  • a further repetition can be decided depending on whether the detected displacement sensor signal indicates loading at all. If this is not the case, cause 2 can be assumed and the action is not repeated. A breakaway is then not possible or only with even higher speeds. However, this would not be necessary anymore because obviously there is no or only very little loading.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)
  • Main Body Construction Of Washing Machines And Laundry Dryers (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Wäschemasse beim Einbringen in eine Wäschebehandlungsmaschine, insbesondere eine Waschmaschine, einen Waschtrockner oder einen Wäschetrockner, mit einem in einem Gehäuse an mindestens zwei in Bezug auf die den Schwerpunkt schneidende Vertikale verteilt angeordneten Stellen federnd abgestützten Schwingsystem aus einem Träger und einer darin gelagerten Wäschetrommel und mit einer Einrichtung zur Erfassung der Verlagerung des Behältersystems gegenüber dem Gehäuse. Die Erfindung umfasst außerdem eine Wäschebehandlungsmaschine der vorbeschriebenen Art, deren Schwingsystem an Federn aufgehängt und mit Stoßdämpfern beruhigt oder auf Federbeinen aufgestellt ist, deren mindestens ein Stoßdämpfer mit einem Wegsensor versehen ist.
  • Durch EP 2 047 024 B1 ist ein solches Verfahren bekannt, bei dem eine Einrichtung die Verlagerung des Schwingsystems in allen drei möglichen Richtungen x, y und z während des Einbringens von Wäsche in die Wäschetrommel erfasst und aus den erfassten und weiteren systemeigenen Parameterwerten und Proportionalitätsfaktoren mit einem einfachen Algorithmus die Masse der eingebrachten Wäsche errechnet wird. Da Waschmaschinen wegen ihrer im Laufe des Behandlungsprozesses angewendeten Schleuderverfahren mit Dämpfungsgliedern, vorzugsweise Reibungsstoßdämpfern, zwischen dem Schwingsystem und dem Gehäuse ausgestattet sind, verlagert sich das Schwingsystem während des Einbringens der Wäsche nicht kontinuierlich, weil die eingebrachte Gewichtskraft jeweils in dem oder den Dämpfungsgliedern systemimmanente Reibungskräfte überwinden müssen, ehe sich wieder eine neu ausgeglichene Verlagerungsposition des Schwingsystems einstellen kann. Somit sind die errechneten Wäschemassen selten genügend genau für den anschließenden Behandlungsprozess.
  • Einerseits sind in modernen Waschmaschinen auch unter Hinnahme solcher Ungenauigkeiten dennoch sogenannte Wegesensoren für die Erfassung der Absenkung des Schwingsystems aus der Ruheposition, z. B. angebracht an einem Reibungsdämpfer, verwendet worden. Andererseits werden sogenannte Beschleunigungssensoren unabhängig von einer Gewichtsmessung seit langem bereits für die Erfassung von Auslenkungen des Schwingsystems unter der Einwirkung von Unwuchtkräften durch unausgewuchtete Verteilung der Wäsche innerhalb der Wäschetrommel beim Schleuderprozess verwendet. Beim Überschreiten von Grenzwerten erfasster Auslenkungen können prozessuale Eingriffe auf das Schleuderverhalten ausgeübt werden.
  • Auch ist ein solcher Beschleunigungssensor bereits für die Überwachung von Fehlerzuständen des mit ihm fest verbundenen Schwingsystems verwendet worden ( DE 10 2011 089 624 A1 ). Durch Erfassung der Ruheposition des Beschleunigungssensors abweichend von der Richtung der Erdbeschleunigung kann man nämlich auf einen Fehlerzustand am Schwingsystem schließen, etwa eine starke Abnutzung oder den Bruch einer Feder oder eines Dämpfers.
  • Ferner ist aus DE 20 2008 005860 U1 bekannt, eine Magnetfeldsensoranordnung bereitzustellen, welche die Lage und/oder Position eines Wäscheaufnahmebehälters eines Wäschebehandlungsgeräts misst, so dass das Gewicht und die "Verkippung" der Wäsche genauer bestimmt werden kann.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Erfassung der Absenkung des Schwingsystems aus der Ruhelage in Abhängigkeit vom Gewicht der eingebrachten Wäschestücke zu präzisieren und von fremden Einflüssen zu unterscheiden.
  • Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren gelöst, das durch die eingangs genannten Merkmale und durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1 bestimmt ist. Darin werden mit voneinander unabhängigen physikalischen Mitteln einerseits der Weg einer Absenkung des Schwingsystems aus der Ruheposition und andererseits die Richtung und der Winkel einer Neigung des Schwingsystems gegenüber seiner Normallage in Ruheposition erfasst und die erfassten Abweichungen der Absenkung und der Neigung gemeinsam zur Berechnung der eingebrachten Masse herangezogen. Durch die voneinander unabhängigen Mittel ist es möglich unterschiedliche Ursachen für eine bestimmte Absenkung und Neigung unterschiedlich zu bewerten und zuzuordnen.
  • Gegenüber dem Stand der Technik, der nur die ungleichmäßige Belastung der Stoßdämpfer berücksichtigt, kann das erfindungsgemäße Verfahren über ein solches bekanntes Schätzverfahren hinaus die Beladung sehr genau ermitteln. Im Vergleich zu der in EP 2 047 024 B1 beschriebenen Lösung mit abschaltbaren Stoßdämpfern ist das erfindungsgemäße Verfahren kostengünstiger oder bietet bei gleichgroßem Aufwand deutlich höhere Genauigkeit. Dies liegt vor allem an der zusätzlichen Kenntnis der Neigung des Schwingsystems bei Beladung.
  • Die Merkmale der Unteransprüche können - soweit dies technisch nicht ausgeschlossen ist - untereinander und/oder mit weiteren aus der nachfolgenden Beschreibung offenbarten Merkmalen beliebig miteinander kombiniert werden, ohne die Erfindung zu verlassen.
  • Anhand der in der angehängten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
    • Fig. 1
    eine schematisch dargestellte Waschmaschine, deren Schwingsystem an zwei Federn aufgehängt und auf zwei Stoßdämpfern aufgestellt ist, in einer Ansicht in Richtung der Achse der unbeladenen Wäschetrommel,
    Fig. 2
    eine Waschmaschine gemäß Fig. 1 in einer Position des Schwingsystems nach außermittiger Belastung,
    Fig. 3
    eine Waschmaschine gemäß Fig. 1 in einer Position des Schwingsystems nach mittiger Belastung,
    Fig. 4
    eine schematisch dargestellte Waschmaschine, deren Schwingsystem auf drei Federbeinen aufgestellt ist, in einer Ansicht von oben auf die unbeladene Wäschetrommel,
    Fig. 5
    eine Waschmaschine gemäß Fig. 5 in einer Seitenansicht senkrecht auf die Achse der unbeladenen Wäschetrommel in einer Position des Schwingsystems nach einseitiger Belastung durch eine Wäscheladung und
    Fig. 6
    eine Waschmaschine gemäß Fig. 5 bzw. 6 in einer Position des Schwingsystems nach mittiger Belastung.
  • Alle dargestellten Waschmaschinen haben ein Gehäuse 1, in dem ein Schwingsystem 2 ihm gegenüber schwingbeweglich montiert ist. Das Schwingsystem 2 enthält eine nicht näher dargestellte Wäschetrommel, die innerhalb eines Laugenbehälters - entsprechend der Außenkontur des Schwingsystems 2 - um eine Achse 3 drehbar gelagert ist. Zum Schwingsystem 2 gehören auch ein nicht dargestellter Antriebsmotor und ein Getriebe für die Wäschetrommel. Damit das Schwingsystem 2 innerhalb des Gehäuses schwingen kann, ist es auf Stoßdämpfern bzw. an Federn angelenkt. Als Stoßdämpfer kommen im Waschmaschinenbau regelmäßig Reibungsstoßdämpfer zum Einsatz. Zum Erfassen der Auslenkungsweite des Schwingsystems beim Schleudern werden häufig sogenannte Wegsensoren verwendet, die eine Verkürzung oder Verlängerung des Abstandes der Anlenkungspunkte eines Stoßdämpfers zueinander in Messsignale umsetzen. Will man nun diese Messsignale beim Einsinken des Schwingsystems 2 durch zusätzliche Belastung beim Einführen von Wäscheteilen in die Wäschetrommel entsprechend der Erfindung zum Abschätzen der Beladungsmenge des eingebrachten Wäschepostens verwenden, dann wirkt der gewünschten Genauigkeit dieser Abschätzung die Haftreibung von Reibungsstoßdämpfern entgegen. Dadurch sind Messwerte der Verkürzung oder Verlängerung des betreffenden Stoßdämpfers fast immer mit einem Systemfehler behaftet.
  • Im Beispiel der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Waschmaschine ist das Schwingsystem 2 oben an Federn 4 aufgehängt und unten auf Stoßdämpfern 5 aufgestellt. Fig. 1 zeigt diese Waschmaschine in einem unbeladenen Zustand. Das Schwingsystem 2 ist dabei durch die Federn 4 und Stoßdämpfer 5 in einer sogenannten Ruheposition eingestellt. In dieser Position zeigt ein Wegsensor 6, der an einem der Stoßdämpfer 5 angebracht ist, den Wegmesswert "0". Außerdem ist gemäß der Erfindung ein weiterer Sensor, ein Beschleunigungssensor 7, oben am Schwingsystem 2 angebracht, der auf einem anderen physikalischen Prinzip basiert als der Wegsensor 6. Während der Letztere nämlich eine Wegstrecke misst, beruht das Messprinzip des Beschleunigungssensors 7 auf der Abweichung seiner Position vom Vektor der Erdbeschleunigung. In der in Fig. 1 dargestellten Ruheposition fällt der Positionsvektor 8 mit dem Vektor der Erdbeschleunigung zusammen; daher ergibt sich auch am Beschleunigungssensor 7 der Beschleunigungsmesswert "0". Beide Messwerte auf "0" lassen ein Rechenergebnis zu, das auf eine leere Wäschetrommel schließen lässt.
  • Im Beladungsbeispiel der Fig. 2 liegt ein mittelschwerer Wäscheposten W1 rechts von der Senkrechten der unbeladenen Wäschetrommel. Dadurch sinkt das Schwingsystem 2 etwas ein, und zwar am linken Stoßdämpfer 5 mehr als am rechten. Der Wegmesswert am Wegsensor 6 entspricht hier beispielsweise dem Wert "5". Der Beschleunigungssensor 7 verlagert seine Position nun, da sich das Schwingsystem 2 etwas nach rechts geneigt hat, entsprechend weit nach rechts, so dass seine Position (Vektor 8) nach links um den Winkel α vom Vektor G der Erdbeschleunigung abweicht. Dieser Winkel α korrigiert in der Berechnung der Masse der Beladungsmenge den durch den Wegmesswert "5" vorgegebenen Wert, der - in der Berechnung allein berücksichtigt - eine größere Beladung vorgaukeln würde.
  • Das Beladungsbeispiel der Fig. 3 zeigt eine symmetrische Beladung der Wäschetrommel, so dass beide Stoßdämpfer 5 um denselben Weg einsinken. Daher kann der Wert "5" des Wegsensors 6 unmittelbar zur Auswertung der Masse der Beladungsmenge herangezogen werden; denn der Beschleunigungssensor 7 zeigt einen Vektorwinkel α gegen die Erdbeschleunigung G von "0°" an.
  • Das beschriebene Beispiel verbessert bereits die Genauigkeit des Beladungs-Rechenwerts gegenüber dem Stand der Technik, weil neuerdings auch berücksichtigt wird, dass die Belastung des Schwingsystems 2 durch den eingelegten Wäscheposten W1 bzw. W2 durchaus unsymmetrisch sein kann. Ohne Berücksichtigung der Vektor-Abweichung würde die alleinige Anwendung des Wegmesswerts jedenfalls von einer symmetrischen Absenkung des Schwingsystems 2 ausgehen, was - wie das Beispiel der Fig. 2 zeigt - in vielen Fällen vom tatsächlichen Zustand abweicht. Ohne diese Berücksichtigung hätte der Wegsensor 6 in Fig. 2 eine zu hohe Beladungsmenge signalisiert. In Fig. 3 zeigt er beispielsweise dieselbe Einsenkung an, obwohl ein deutlich schwerer Wäscheposten W2 eingegeben wurde.
  • Auch dieses Ausführungsbeispiel kann aber noch verbessert werden. Da - wie oben erwähnt - Reibungsstoßdämpfer, die bei Waschmaschinen gern verwendet werden, bauartbedingt aufgrund der Haftreibung mit systematischen Messfehlern behaftete Messwerte am Wegsensor 6 ausgeben können, kann es vorkommen, dass beim aufeinander folgenden Einlegen von einzelnen, insbesondere sehr leichten Wäschestücken derjenige Stoßdämpfer, an dem der Wegsensor angebracht ist, nicht kontinuierlich einsinkt. Er wird also jeweils erst dann wieder einsinken, wenn die gerade eben noch nicht erreichte Haftreibung durch das Einlegen des nächsten, insbesondere schwereren Wäschestückes erst überwunden worden ist. Bevor das nächste Wäschestück eingelegt wird, zeigt er also einen zu geringen Wegstreckenwert entsprechend einer zu geringen Beladung an als es momentan tatsächlich der Fall ist.
  • Diese Verbesserung kann dadurch bewirkt werden, dass in festen Abständen während des Einlegens der Wäschestücke eine Maßnahme zum Lösen aller Stoßdämpfer aus ihrem Haftreibungszustand in die Gleitreibung (sogenanntes "Losbrechen") getroffen wird. Die Abstände können generell als gleichmäßig kurz festgelegt werden, sie können durch das jeweilige Einlegen von Wäschestücken bestimmt sein oder durch einen errechneten Mittelwert aus den erkannten Zuführungen von Wäschestücken. Als eine solche Maßnahme kann ein gezielter Antriebsimpuls für die Wäschetrommel sein. Nach einem solchen Antriebsimpuls sollten alle Stoßdämpfer eine annähernd fehlerlos starke Auslenkung erfahren, so dass aus der gemessenen Auslenkung eines einzelnen Stoßdämpfers auf die zutreffende Menge der Gesamtbeladung geschlossen werden kann. Die Drehzahl der Wäschetrommel kann für den Antriebsimpuls gleich oder höher sein als diejenige Drehzahl, mit der die Wäsche während des Waschprozesses behandelt wird.
  • Ein sich dann einstellender Zustand kann außerdem auch mit dem Beschleunigungssensor 7 angezeigt bzw. verifiziert werden. Vorausgesetzt dass das System sich bei kontinuierlicher Beladung genau vertikal absenkt, der Beschleunigungssensor 7 also keine Abweichung vom Vektor G der Erdbeschleunigung anzeigt, ist die vom Wegsensor 6 angezeigte Auslenkung unmittelbar maßgebend für die augenblickliche Beladung. Andernfalls müsste ein vom Zustand des Schwingsystems 2 bedingter Korrekturfaktor berücksichtigt werden.
  • Die vorgenannte Verbesserung kann aber auf eine noch andere Weise unter den Bedingungen der Erfindung erzielt werden. Im Stand der Technik sind ja bereits Beschleunigungssensoren bekannt, die Messwerte in Abhängigkeit von Auslenkungen in mehreren Achsen generieren können. Durch Einsatz eines solchen Beschleunigungssensors 7 kann einerseits in einem gezielt "losgebrochenen" Schwingsystem eine solche Korrektur der Haftreibung zuverlässiger errechnet werden. Andererseits sind dadurch die Belastungen derjenigen Stoßdämpfer besser abzuschätzen, die nicht mit einem Wegsensor 6 ausgerüstet sind, wie anhand des nachfolgenden Beispiels erläutert wird.
  • Dazu wird angenommen, dass das Schwingsystem 2 gemäß Fig. 4 auf drei sogenannten Federbeinen 10, 11 und 12 aufgestellt ist. Darin sind je Federbein eine oder mehrere Druckfedern mit einem Stoßdämpfer kombiniert. Der Einsatz solcher Federbeine erübrigt daher die Aufhängung des Schwingsystems 2 an oben angebrachten Federn (4 in Fig. 1). Eines dieser Federbeine, z. B. das Federbein 10, ist mit einem Wegsensor 6 entsprechend dem Beispiel aus Fig. 1 bis 3 versehen. Vorzugsweise oben ist am Gehäuse 1 ein mehrachsig messender Beschleunigungssensor 13 befestigt, der Auslenkungen beispielsweise in Richtung x der Achse 3 der Wäschetrommel sowie in waagerechter Richtung y quer zur Trommelachse 3 messen kann. Meistens werden Beschleunigungssensoren eingesetzt, die auch in vertikaler Richtung z messen können. Die z-Werte können jedoch im vorliegenden Beispiel unberücksichtigt bleiben.
  • Fig. 5 zeigt nun eine Waschmaschine, deren Wäschebeladung W3 einseitig stark das Federbein 10 belastet, das daher überproportional stark einsinkt. Der angezeigte Messwert "7" des Wegsensors 6 wird aber im Berechnungsgang mit den vom Erdbeschleunigungsvektor G abweichenden Winkelwerten des Beschleunigungssensors 13, das sind der Winkel α in X-Richtung und der Winkel β in y-Richtung (der letztgenannte ist hier nicht erkennbar), verarbeitet, so dass am Ende ein dem tatsächlichen Beladungszustand entsprechender, korrigierter Massenwert für den eingebrachten Wäscheposten W3 angezeigt werden kann, egal an welcher Stelle der Wäschetrommel sich die Masse des Wäschepostens W3 konzentriert.
  • In Fig. 6 ist wieder - wie in Fig. 3 - der seltene Zustand einer symmetrisch verteilten Masse des Wäschepostens W4 gegeben, so dass alle Federbeine 10, 11, 12 - gleichgroße Systemparametergrößen vorausgesetzt - gleich tief einsinken, nämlich bis zum Wert "5", wie der Wegsensor 6 am Federbein 10 anzeigt. Diese symmetrische Verteilung zeigt auch der Beschleunigungssensor 13 an, dessen Messvektor 8 mit dem Vektor G der Gravitation in diesem Beispiel übereinstimmt, d. h. seine Winkelwerte sind gleich "0".
  • Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens macht sich insbesondere bei Anwendung eines mehrachsigen Beschleunigungssensors 13 bemerkbar (Fig. 4 bis 6). Eine ansteigende Beladung wird nämlich auch angezeigt, wenn der Wegsensor 6 keine Änderung anzeigt, wenn sich der Stoßdämpfer seines Federbeins 10 sich noch in der Haftreibung befindet, das Schwingsystem sich aber bereits geneigt hat, indem mindestens ein weiteres Federbein 11 oder 12 eingesunken ist. Dadurch kommt eine neue Neigungslage des Schwingsystems 2 zustande, die durch die Winkeländerung des Messvektors 8 des Beschleunigungssensors 13 angezeigt wird. Außerdem kann dadurch auch erkannt werden, ob während der Beladung ein einzelner Stoßdämpfer seine Haftreibung überwindet, weil sich dann eine plötzliche Änderung der Neigung des Schwingsystems 2 in Richtung dieses Stoßdämpfers einstellt.
  • Die nachfolgende Tabelle zeigt, wie eine vorhandene Haftreibung oder das plötzliche Überwinden der Haftreibung eines Stoßdämpfers während eines Beladungsvorgangs Signale zur eindeutigen Bestimmung des Beladungszustands gewertet werden können. Dabei ist ein Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 bis 6 vorausgesetzt, bei dem keine maschinentechnischen Maßnahmen getroffen werden, durch die eine Haftreibung gelöst werden kann, etwa durch einen kurzen Antriebsimpuls.
    Wegsensorsignal Systemlage aus Beschleuni-gungssensorposition abgeleitet Folgerungen
    unverändert langsame Neigung nur in Richtung Federbein 11 Federbein 10 und 12 sitzen fest; Beladung wurde erhöht.
    unverändert langsame Neigung nur in Richtung Federbein 12 Federbein 10 und 11 sitzen fest; Beladung wurde erhöht
    unverändert langsame Neigung in Richtung Federbeine 11 und 12 Federbein 10 sitzt fest; Beladung wurde erhöht
    langsame Änderung unverändert alle Federbeine sind frei; Beladung wurde erhöht
    langsame Änderung gleichzeitige Neigung in Richtung Federbeine 10 und 11 Federbein 12 sitzt fest; Beladung wurde erhöht
    usw. usw. usw.
    steigt sprunghaft an plötzliche Neigung in Richtung Federbein 10 Federbein 10 hat sich gelöst
    minimale oder keine Änderung plötzliche Neigung in Richtung Federbein 11 Federbein 11 hat sich gelöst
    usw. usw. usw.
    steigt sprunghaft an senkrechte Achse sprunghaft verändert alle Federbeine haben sich gleichzeitig gelöst oder Beladung wurde plötzlich erhöht
    usw. usw. usw.
  • Im Falle eines festsitzenden Stoßdämpfers in einem Federbein 10, 11 oder 12 und zunehmender Beladung kann das Signal des Wegsensors 6 mit der Neigung des Schwingsystems 2 (Winkel α oder β des Beschleunigungssensors 13) verrechnet werden, um den aus dem Wegsensorsignal bestimmten Wert der Masse der Beladung entsprechend zu korrigieren. In einem sehr seltenen Fall der bei fortgesetzter Beladung gleichzeitig erhalten bleibenden Haftreibung bei allen Stoßdämpfern kann der korrekte Beladungswert ohne weitere Maßnahmen nicht mehr ermittelt werden. Hierbei würde nämlich auch der Beschleunigungssensor 13 keine Änderung des Neigungswinkels α oder β mehr anzeigen. In einem solchen Fall könnte vor Programmstart, z.B., ein Bewegungsimpuls für die Wäschetrommel eingefügt werden. Ändert sich weder das Wegsensorsignal noch der Neigungswinkel nach dem Bewegungsimpuls, kann ein Beladungswert entsprechend dem aktuellen Anzeigezustand vorausgesetzt werden. Andernfalls würde mindestens eines der vorgenannten Signale sich ändern und damit einen neuen, korrigierten Wert für die tatsächliche Beladung anzeigen, ohne das Programm sofort zu starten. Dann kann die Benutzungsperson entscheiden, ob die angezeigte Beladung für die Bearbeitung des Wäschepostens erwünscht ist und ggf. selbst starten oder weiterhin Wäsche einlegen.
  • Ein solcher Bewegungsimpuls als Maßnahme zum Losbrechen der Haftreibung von Stoßdämpfern könnte aber auch völlig ohne Wirkung sein. Dann sind drei Ursachen möglich:
    1. 1. die Maßnahme war ungeeignet,
    2. 2. die Wäschetrommel ist leer oder extrem leicht beladen, so dass durch eine Trommeldrehung nur sehr geringe, veränderte Kräfte auf die Stoßdämpfer entstehen und diese ihre Kolbenstellung nicht verändern können, oder
    3. 3. die Federn oder Stoßdämpfer sind ungleichmäßig abgenutzt.
  • Um den Fehler aus der Ursache 1 auszuschließen, sollte die Maßnahme mit mindestens einem veränderten Parameter wiederholt werden. Z. B. könnte der Bewegungsimpuls mit einer höheren Drehzahl der Wäschetrommel wiederholt werden. Eine weitere Wiederholung kann sicherheitshalber in Abhängigkeit davon entschieden werden, ob das dann erkannte Wegsensorsignal überhaupt auf eine Beladung schließen lässt. Ist dies nicht der Fall, kann von der Ursache 2 ausgegangen werden, und die Maßnahme wird nicht wiederholt. Ein Losbrechen ist dann nämlich nicht oder nur mit noch höheren Drehzahlen möglich. Dies wäre dann aber nicht mehr nötig, weil offensichtlich keine oder eine nur sehr geringe Beladung vorliegt.
  • Zeigt aber der Wegsensor eine messbare Auslenkung, und muss daher eine Beladung angenommen werden, ohne dass die Maßnahme erfolgreich war, so kann von Ursache 3 ausgegangen werden. War aber keine messbare Auslenkung erkennbar, dann kann nur noch eine letzte Maßnahme eine Antwort bringen: Wenn während der Maßnahme zum Losbrechen, z.B. durch einen Bewegungsimpuls, eine Messung zum Erkennen und Bestimmen einer Unwucht in der Wäschetrommel durchgeführt wird, kann erkannt werden, ob eine Beladung der Wäschetrommel vorliegt. Bei auf diesem Wege erkannter Beladung der Wäschetrommel kann nur noch von einer Ursache 3 ausgegangen werden. Dann sollte die Nulllage neu justiert und abgespeichert werden, so dass bei späteren Beladungsmessungen von der korrigierten Grundstellung ausgegangen wird. Vorteilhafterweise wird diese Korrektur an der Kalibrierung der Neigung vorgenommen.
  • Für die Berechnung der zu errechnenden Massen der eingelegten Wäschestücke aus den erfassten und weiteren systemeigenen Parameterwerten und Proportionalitätsfaktoren werden die aus dem Stand der Technik (z. B. aus [0002] und [0004]) bekannten Algorithmen angewendet.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Bestimmen der Wäschemasse beim Einbringen in eine Wäschebehandlungsmaschine, insbesondere eine Waschmaschine, einen Waschtrockner oder einen Wäschetrockner, mit einem in einem Gehäuse (1) an mindestens zwei in Bezug auf die den Schwerpunkt schneidende Vertikale verteilt angeordneten Stellen federnd über jeweils einen Stoßdämpfer, welcher als Reibungsstoßdämpfer ausgebildet ist, abgestützten Schwingsystem (2) aus einem Träger und einer darin gelagerten Wäschetrommel und mit einer Einrichtung zur Erfassung (6, 7, 13) der Verlagerung des Schwingsystems (2) gegenüber dem Gehäuse (1), wobei mit voneinander unabhängigen physikalischen Mitteln einerseits der Weg einer Absenkung des Schwingsystems (2) aus der Ruheposition und andererseits die Richtung (x, y) und der Winkel (α, β) einer Neigung des Schwingsystems (2) gegenüber seiner Normallage in Ruheposition erfasst und die erfassten Abweichungen der Absenkung und der Neigung gemeinsam zur Berechnung der eingebrachten Masse herangezogen werden dadurch gekennzeichnet, dass in festgelegten Abständen während des Einlegens der Wäschestücke eine Maßnahme zum Lösen aller Stoßdämpfer aus ihrem Haftreibungszustand in die Gleitreibung getroffen wird
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände durch Erkennung des Einlegens von Wäschestücken bestimmt sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine physikalische Prinzip, die Messung einer Wegstrecke ist, um die das Schwingsystem (2) beim Beladen absinkt, und das andere physikalische Prinzip die Messung eines Winkels (α, β) ist, um den sich das Schwingsystem gegenüber der Gravitation (G) neigt.
  4. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Ist-Abstände des Einlegens von Wäschestücken zu einem Mittelwert gewandelt werden, der als Maß für die Festlegung von Durchschnitts-Abständen dient.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßnahme zum Lösen aller Stoßdämpfer aus ihrem Haftreibungszustand in die Gleitreibung aus einem Antriebsimpuls der Wäschetrommel mit einer festgelegten Drehzahl besteht.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsimpuls wiederholt angewendet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl gleich einer Drehzahl ist, mit der die Wäsche während des Waschprozesses behandelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl höher ist als diejenige Drehzahl, mit der die Wäsche während des Waschprozesses behandelt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des weiteren Antriebsimpulses höher ist als die des vorangegangenen Antriebsimpulses.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass während der Maßnahme zum Lösen aller Stoßdämpfer aus ihrem Haftreibungszustand in die Gleitreibung, z. B. durch einen Bewegungsimpuls, eine Messung zum Erkennen und Bestimmen einer Unwucht in der Wäschetrommel durchgeführt wird und dass eine Erkennung einer Beladung der Wäschetrommel zu der Feststellung, dass mindestens eines der Federungs- bzw. Dämpfungselemente mindestens einen fehlerhaften Parameterwert enthält, und zum erneuten Kalibrieren und Abspeichern der Nulllage für eine korrigierte Grundstellung führt.
  11. Wäschebehandlungsmaschine zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einem Schwingsystem (2), das oben an Federn (4) aufgehängt und unten auf Stoßdämpfern (5) aufgestellt ist, wobei mindestens zwei Stoßdämpfer (5) vorgesehen sind, von denen ein Stoßdämpfer (5) mit einem Wegsensor (6) verbunden ist, der die axiale Verschiebung des mit dem Gehäuse des Stoßdämpfers (5) verbundenen Teils gegenüber dem mit dem Kolben verbundenen Teils des Stoßdämpfers (5) misst, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des Schwingsystems (2) ein Beschleunigungssensor (7) angebracht ist, der in mindestens einer Richtung (x, y) die Neigung des Schwingsystems (2) in Winkelwerten (α, β) in der Weise misst, dass der Vektor (8) der Neigungsposition des Beschleunigungssensors (7) gegenüber dem Vektor (G) der Gravitation ermittelt wird, wobei die Wäschebehandlungsmaschine eingerichtet ist, dass Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
  12. Wäschebehandlungsmaschine zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einem Schwingsystem (2), das auf mehr als zwei Federbeinen (10 bis 12) aufgestellt ist, die jeweils eine oder mehrere Druckfedern und einen Stoßdämpfer enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßdämpfer wenigstens eines Federbeines (10) mit einem Wegsensor (6) verbunden ist, der die axiale Verschiebung des mit dem Gehäuse des Stoßdämpfers verbundenen Teils gegenüber dem mit dem Kolben verbundenen Teils des Stoßdämpfers misst.
  13. Wäschebehandlungsmaschine gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des Schwingsystems (2) ein Beschleunigungssensor (13) angebracht ist, der in zwei Richtungen (x, y) die Neigung des Schwingsystems (2) in Winkelwerten (α, β) in der Weise misst, dass der Vektor (8) der Neigungsposition des Beschleunigungssensors (13) gegenüber dem Vektor (G) der Gravitation ermittelt wird.
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