ES2298385T3 - Lavadora con un dispositivo para la determinacion del desequilibrio. - Google Patents

Abstract

Lavadora con al menos un sensor (14, 21, 22), que se ha construido para medir un perfil de temperatura de un dispositivo de calentamiento integrado en el sensor (14, 21, 22), donde el perfil de temperatura es variable por la aceleración, caracterizada porque el sensor (22) está dispuesto de tal manera en un dispositivo de palanca (27) conectado con el recipiente de solución (15) que el perfil de temperatura sea variable por la aceleración, producida por el desequilibrio del tambor de lavado, de modo que el desequilibrio del tambor de lavado puede ser determinado por el sensor (22).

Description

Lavadora con un dispositivo para la determinación del desequilibrio.

La invención se refiere a una lavadora con un dispositivo para la determinación del desequilibrio.

Ya se conoce un dispositivo para supervisar el desequilibrio en una lavadora por EP 0 539 617 A1. En esta lavadora se ha dispuesto un motor eléctrico, en particular un motor de velocidad inversa, que es supervisado por medio de un dispositivo de detección de la velocidad rotacional, por ejemplo por medio de un tacogenerador, en un dispositivo regulador. Un sensor de desequilibrio que detecta el desequilibrio está construido como un microinterruptor que está conectado en serie con el dispositivo de detección de la velocidad rotacional, por ejemplo el tacogenerador. Al alcanzar un desequilibrio no permisible, el sensor de desequilibrio interrumpe la conexión entre el dispositivo de detección de la velocidad rotacional y el dispositivo regulador.

Un sensor de aceleración construido para medir un perfil de temperatura de un dispositivo de calentamiento integrado en el sensor se describe en Bugnacki M., y colaboradores: "A micromachined thermal accelerometer for motion, inclination and vibration measurement", Sensores, Helmers Publishing, US, Vol. 18, Nº 6, Junio 2001, páginas 98-104, donde el perfil de temperatura es variable por la aceleración. Además, se describe que dicho sensor puede ser usado en lavadoras.

En EP 1 087 052 A1 se describe una lavadora con un sensor de aceleración para determinar desequilibrios del tambor de lavado. Este sensor de aceleración está dispuesto conjuntamente con otros sensores, que sirven para controlar el proceso de lavado, en una caja común dentro del recipiente de solución en una región cubierta por la solución de lavado.

En EP 0 972 874 A1 se describe una lavadora con un sensor para detección de desequilibrio, que está dispuesto en un extremo, enfrente del recipiente de solución, de la suspensión del recipiente de solución. El sensor de desequilibrio está dispuesto en una prolongación rectilínea de la articulación de suspensión, donde el sensor detecta simplemente movimientos en esta dirección.

En EP 0 294 014 A1 se describe una lavadora con un sensor de desequilibrio, donde el sensor de desequilibrio está dispuesto en el bloque de montaje inferior de uno de los amortiguadores.

En EP 0 984 092 A1 se describe una lavadora con un sensor de peso o posición, que está dispuesto paralelo a uno de los amortiguadores. También se puede usar un sensor de aceleración en lugar del sensor de peso o posición.

La tarea de la invención es crear un nuevo dispositivo para detección de desequilibrios.

Según la invención esta tarea se logra con las características de la reivindicación 1.

La lavadora incluye al menos un sensor para medir un perfil de temperatura de un dispositivo de calentamiento integrado en el sensor, donde el perfil de temperatura es variable por una aceleración producida por un desequili-
brio.

Si la distribución de temperatura en un medio calentado por el dispositivo de calentamiento del sensor cambia como consecuencia de una aceleración producida por un desequilibrio, se puede medir la distribución de temperatura cambiada y se pueden extraer conclusiones acerca de la intensidad de la aceleración. Además, la dirección de la aceleración puede ser determinada si la distribución de temperatura se mide en dos ejes.

Según la invención, el sensor está dispuesto en una palanca conectada con el recipiente de solución, donde también se pueden medir satisfactoriamente los desequilibrios rotativos en particular, es decir, los desequilibrios en la dirección del eje rotacional del tambor de lavado. Un desequilibrio rotativo de ese tipo no puede ser determinado por medio de un tacogenerador. Sin embargo, puede ser conocido por medio de una disposición según la invención y con alineación apropiada del elemento sensor. En el caso de realimentación simultánea de la señal de medición al circuito regulador del accionamiento de la lavadora, se puede obtener compensación del efecto del desequilibrio rotativo por medio de rampas de velocidad rotacional, es decir, por medio del control de accionamiento del motor. Lo mismo se aplica a una secadora de colada.

Desarrollos ventajosos son evidentes por las reivindicaciones secundarias y por la descripción.

En otra forma de realización es ventajoso que el sensor esté dispuesto debajo de la superficie superior exterior del aparato de tratamiento de ropa sucia. Por ello, la función de medición del sensor resulta directamente accesible para el operador. Es ventajoso que el valor medido por el sensor se indique en un dispositivo indicador. Con ello, el usuario puede conocer la magnitud del desequilibrio.

Igualmente, el resultado de una medición realizada por el sensor también puede ser indicado al operador mediante un dispositivo indicador especial.

El sensor para determinación del desequilibrio también se puede usar para posterior determinación, en el estado de reposo de la lavadora, de la cantidad de ropa sucia introducida en el tambor de lavado, en su masa. En una construcción ventajosa de la lavadora también es posible activar por medio del sensor un dispositivo de aviso que emite una señal de aviso si la lavadora está sobrecargada. Así, la carga puede ser determinada, lo que se realiza convencionalmente, por ejemplo, por medio de una medición del recorrido inductivo, de forma nueva en comparación con el estado de la técnica. Correspondientemente, también se puede indicar la carga o el peso o el estado del agua en una lavadora o en un lavavajillas.

El sensor también se puede usar ventajosamente con el fin de determinar la nivelación de un electrodoméstico, en particular una lavadora. En el caso de una lavadora, el sensor puede ejercer una función doble: por una parte, sirve para la determinación de desequilibrios o la masa de un lote de ropa sucia y, por la otra, sirve para nivelar la lavadora. En ese caso, el sensor no solamente se puede utilizar al tiempo de montar el electrodoméstico con el fin de instalar el electrodoméstico por vez primera de modo que esté horizontal en ambas direcciones en el plano, sino también más tarde para comprobar si el electrodoméstico está horizontal como antes en ambas direcciones o si se ha hundido en una o ambas direcciones. En el caso de superar desviaciones permisibles predeterminadas, se genera una señal de aviso de modo que el operador pueda volver a nivelar apropiadamente el aparato.

En otra construcción ventajosa de la invención la nivelación la lleva a cabo el electrodoméstico propiamente dicho. Para ello se ha previsto motores de posición, preferiblemente en la región de las patas del aparato, o se prevé un sistema de presión neumática o hidráulica por el que se puede distribuir un fluido de tal manera que el aparato esté horizontal en ambas direcciones.

Si se coloca un sensor o varios sensores a modo de construcción de palanca en una pata del aparato o en un amortiguador, se puede conocer el peso del electrodoméstico o la carga, es decir la carga en el caso de una lavadora o una secadora de colada. La carga puede ser conocida indirectamente mediante la evaluación de la aceleración del sensor. Se conocen sensores de aceleración, por ejemplo, de la compañía Memsic. En ese caso, la medición tiene lugar de la siguiente manera: después de cargar inicialmente el tambor de lavado, se hunde debido a la carga. Esto da lugar a una aceleración en el elemento sensor. Además, se mide el tiempo como una segunda magnitud. A partir de ello se puede determinar el recorrido cubierto debido a la carga con el elemento de ropa sucia. A partir del conocimiento del amortiguamiento del electrodoméstico es posible determinar, según la ley de Hooke, la fuerza producida por la carga con el elemento de ropa sucia de modo que también se pueda determinar la masa del desequilibrio.

En un caso dado se puede reducir la velocidad rotacional de la lavadora y se logra una reorientación del lote de ropa sucia por inversión. Las rampas de velocidad rotacional también pueden operar para el control de accionamiento del motor. Un problema particular de la medición del desequilibrio lo representa la determinación del denominado desequilibrio rotativo, es decir el desequilibrio a lo largo del eje del tambor de lavado y del motor de accionamiento. Sin embargo, según la invención, mediante la selección y orientación apropiadas del elemento sensor, se puede conocer. En el caso de realimentación simultánea de la señal de medición al circuito regulador de la máquina, se puede realizar compensación del desequilibrio rotativo. Sin embargo, el desequilibrio rotativo puede ser determinado solamente en el caso de un sistema sensor de dos ejes.

La invención se explica con más detalle a continuación en ejemplos de realización en base a los dibujos, en los que:

Las figuras 1a, b muestran un sensor según la invención en sección transversal.

La figura 2 representa una disposición equipada con el sensor según las figuras 1a, b, para nivelar un electrodoméstico.

La figura 3 representa una disposición para conocer el desequilibrio de un tambor de lavado así como la carga y el nivel de una lavadora.

Y la figura 4 representa un diagrama de circuito equivalente para la disposición de medición según la figura 3.

Una chapa circular 4, que sirve como un sensor de temperatura, está dispuesta en una celda, que está encerrada por la pared 1 (figuras 1a, b) que sirve como una encapsulación a presión, en un sustrato 2, que consta preferiblemente de silicio, encima de un agujero circular redondo 3. La chapa 4 está interrumpida en su región central por una varilla 5 que se calienta de manera que encima de la varilla 5 en un espacio 6 se forme un perfil de calor que tiene una temperatura T que disminuye con la separación creciente de la varilla 5. Un gas calentado se eleva de forma especialmente fuerte por encima de la varilla 5 en la región sustancialmente esférica o cónica 7. La temperatura T dentro del espacio 6 se ilustra, partiendo de un punto central 0, en la figura 1b en función de la separación de la varilla 5. En ese caso, la temperatura T disminuye sustancialmente en proporción a la separación creciente de la varilla 5.

Si ahora actúa una fuerza en el sensor, las moléculas de gas o los átomos de gas en el espacio 6 encima de la varilla 5 se aceleran con relación a él y a la chapa 4 de modo que la posición del perfil de calor cambia con relación a la posición original. Dado que sensores, preferiblemente a modo de pixels, para la medición de la temperatura están integrados en la chapa 4, este cambio posicional puede ser medido como un cambio de temperatura en una de las dos direcciones X e Y en que se extiende el plano de la chapa 4. En ese caso, no solamente se puede medir el cambio posicional del perfil propiamente dicho, sino también su cambio en el tiempo, porque los sensores situados dentro de la chapa 4 determinan cuándo ha cambiado el perfil.

Igualmente, si la varilla 5 no está dispuesta de forma totalmente vertical, también se forma un perfil de calor 7 que no es completamente simétrico con respecto a la varilla 5. Éste puede ser utilizado para la nivelación de un electrodoméstico. En ese caso, hay varios sensores en forma del sensor ilustrado en la figura 1a, o solamente hay un sensor en una de las esquinas del electrodoméstico en su superficie superior, es decir, la superficie de trabajo.

La desviación del electrodoméstico de la horizontal se ilustra en una pantalla 8 (figura 2), donde una cruz de centrado 9 indica cuándo la posición del electrodoméstico está completamente nivelada. En este caso, una indicación circular variable 10 coincide en su punto central con el punto central de la cruz 9. Mientras no sucede esto, como se ilustra en la figura 2, hay que regular la altura de las patas del electrodoméstico, para lo que las instrucciones de la pantalla guían al operador. Las indicaciones 11, 12, 13 indican las patas que deben ser ajustadas. En ese caso, también se indica si la pata se debe girar hacia arriba, como en el caso de las indicaciones 11, 12, según las que cada pata se debe girar 120º, o si hay que girar la pata hacia abajo, como es el caso de la indicación 13, según la que la pata se tiene que girar hacia abajo 270º.

De esta manera se puede nivelar cualquier electrodoméstico, en particular un aparato de tratamiento de ropa sucia, tal como una lavadora o una secadora de colada. La información de nivelación también puede ser evaluada por el control del aparato. En el caso de instalar por vez primera el electrodoméstico en una posición, el al menos único sensor o la pluralidad de sensores comprueba(n) la nivelación. Si no es correcta, la posición de altura de las patas de colocación es cambiada automáticamente por medio de motores de posición o por medio de un sistema hidráulico o neumático. La información de nivelación se indica ópticamente, por ejemplo en la pantalla 8, o se indica acústicamente al operador por medio de un altavoz. El electrodoméstico también tiene preferiblemente una interface para conexión del electrodoméstico a Internet o el operador recibe por teléfono asistencia en línea para realizar el
ajuste.

En la figura 3 un sensor 14 está dispuesto debajo de un recipiente de solución 15, que aquí se ilustra sólo de forma esquemática. El recipiente de solución 15 está montado por medio de muelles de tensión 16, 17 así como amortiguadores 18, 19 en un electrodoméstico 20, que no se reproduce aquí a escala verdadera. En ese caso un lote de ropa sucia 21 actúa por su fuerza de peso conjuntamente con el peso del recipiente de solución 15 en los amortiguadores
18, 19.

En lugar de la disposición del sensor 14 debajo del recipiente de solución 21 se puede prever según la invención un sensor 22 montado en un carril 23 que esté conectado por medio de una junta universal 24 con un brazo de palanca 25 de una palanca 27 rotativa alrededor de un fulcro 26. El otro brazo de palanca 28 de la palanca 27 está conectado con el recipiente de solución 15 paralelo a la dirección del eje de rotación del recipiente de solución 15. El movimiento rotacional de la palanca 27 es convertido en movimiento traslacional en la dirección de un recorrido b por medio de la junta universal 24. Si el recipiente de solución 15, como consecuencia de un desequilibrio o mediante la carga con ropa sucia, es acelerado hacia abajo por una fuerza F, la fuerza de peso, esta aceleración es convertida por medio de la palanca 27 en una aceleración horizontal a a lo largo del recorrido b.

En base a la correlación entre el recorrido b y la aceleración a:

b = \frac{1}{2} a\cdott^{2},

donde t significa el tiempo de aceleración y donde la fuerza de peso

F = M \cdot g.

En ese caso M significa el peso de la carga total y g la aceleración gravitacional. Con respecto al muelle, la fuerza F que el recipiente de solución 15 ejerce dentro del sistema de fijación con los muelles de tensión 16, 17 y los amortiguadores 18, 19, se aplica:

F = D \cdot \Deltas_{1},

donde D significa la constante del muelle y \Deltas_{1} significa el recorrido cubierto por el recipiente de solución 15 en dirección vertical. Con respecto a la fuerza centrífuga F_{z}, se aplica:

F_{z} = m\cdot\omega^{2}\cdotr,

\newpage

donde \omega significa la velocidad angular y m la diferencia de desequilibrio menos el peso. Considerando el recorrido de la palanca:

\frac{\Delta s_{1}}{r_{1}} = \frac{\Delta s_{2}}{r_{2}},

donde r_{1} y r_{2} significan los recorridos de la palanca, y \Deltas_{1} y \Deltas_{2} significan los recorridos del movimiento del recipiente de solución 15 o el movimiento del brazo de palanca 25 en dirección vertical, para la masa de la ropa sucia resulta:

M = \frac{D \cdot tan \varphi \cdot a \cdot t^{2} \cdot r_{1}}{2 \cdot g \cdot r_{2}}.

en ese caso, se aplica tan\varphi (véase la figura 4):

tan\varphi = \frac{\Delta s_{2}}{b}.

Se sigue de ello el desequilibrio m de la ropa sucia:

8

El sensor 22 está así en una posición de medir los valores de aceleración. Por medio de los valores de aceleración se puede determinar no solamente la masa de la ropa sucia, sino también, durante la operación, un desequilibrio del tambor de lavado. El sensor 22 es así adecuado para mediciones tanto estáticas como dinámicas.

Si la pared 1 del sensor no es una pared estacionaria, sino una membrana móvil, la presión dentro del sensor también puede cambiar por aplicación de una fuerza. El cambio de presión tiene entonces la consecuencia de un cambio de temperatura, que es detectado por los sensores de temperatura integrados en la chapa 4. Es posible calcular a partir de ello una fuerza a partir de la que, a su vez, es posible extraer una conclusión acerca de la masa del lote de ropa sucia o acerca de un desequilibrio. Por medio de los sensores de temperatura también es posible extraer una conclusión acerca de las aceleraciones en el plano del sensor y acerca de un cambio de ángulo, como ya se ha ilustrado anteriormente en base a la nivelación en unión con la figura 2. Así, las magnitudes de peso, nivelación y reconocimiento de desequilibrio pueden ser conocidas por medio de un sensor como se ilustra en la figura 1a. El sensor se monta en el tambor de solución de modo que sirva para nivelación y reconocimiento del desequilibrio o se dispone en el bastidor del electrodoméstico de modo que, aparte del reconocimiento del peso y del desequilibrio, también pueda servir para la nivelación del electrodoméstico. De esta manera el operador recibe ayuda al regular el electrodoméstico en el momento de su primera instalación en un lugar. Igualmente, el cliente también recibe asistencia con respecto a la carga del electrodoméstico porque se le comunica la ropa sucia cargada, por ejemplo, por medio de una pantalla o acústicamente. En el caso de sobrecarga, se genera una señal de aviso de modo que se evite el daño del electrodoméstico por una masa excesiva de un lote de ropa sucia. Además, se puede conocer un desequilibrio rotativo, es decir un desequilibrio a lo largo del eje del motor del tambor de la lavadora o de la secadora de colada, según la invención, de modo que se puedan tomar medidas compensatorias del desequilibrio rotativo. En ese caso, la compensación del desequilibrio rotativo se puede realizar por medio de rampas de velocidad rotacional a través de un control de accionamiento del motor apropiadamente adaptado. Una vez conocido el desequilibrio, un mecanismo regulador realiza el control contrario, por ejemplo, reversión del lote de ropa sucia.

Se ha creado un sensor de aceleración para un electrodoméstico 20 que sirve no solamente para la nivelación de un electrodoméstico, sino también para pesar el material introducido en el electrodoméstico, por ejemplo un lote de ropa sucia o platos, y, además, sirve para conocer desequilibrios en particular en un aparato de tratamiento de ropa sucia. El sensor se basa en el hecho de que un perfil de temperatura generado por una fuente de calor, por ejemplo una varilla de calentamiento 5, dentro de un espacio cerrado 6 conteniendo un gas, experimenta, como consecuencia de la aceleración, un cambio local que es medido por sensores de temperatura dispuestos en una chapa plana 4.

Claims (11)

1. Lavadora con al menos un sensor (14, 21, 22), que se ha construido para medir un perfil de temperatura de un dispositivo de calentamiento integrado en el sensor (14, 21, 22), donde el perfil de temperatura es variable por la aceleración, caracterizada porque el sensor (22) está dispuesto de tal manera en un dispositivo de palanca (27) conectado con el recipiente de solución (15) que el perfil de temperatura sea variable por la aceleración, producida por el desequilibrio del tambor de lavado, de modo que el desequilibrio del tambor de lavado puede ser determinado por el sensor (22).

2. Lavadora según la reivindicación 1, caracterizada porque el sensor (22) está montado en un carril (23) que está conectado por medio de una junta rotativa (24) con un primer brazo de palanca (25) del dispositivo de palanca (27) que puede girar alrededor de un fulcro (26) y porque el segundo brazo de palanca (28) del dispositivo de palanca (27) está conectado con el recipiente de solución (15) paralelo a la dirección del eje de rotación del recipiente de solución (15).

3. Lavadora según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el desequilibrio es un desequilibrio a lo largo del eje del tambor de lavado.

4. Lavadora según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el sensor (14, 21, 22) está dispuesto debajo de la superficie superior exterior de la lavadora y porque el valor medido por el sensor (22) puede ser indicado en un dispositivo indicador (11, 12, 13).

5. Lavadora según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque tiene un dispositivo medidor, en el que la masa de un lote de ropa sucia en el tambor de lavado puede ser determinada a partir de la señal medida por el sensor (22).

6. Lavadora según la reivindicación 5, caracterizada porque tiene un dispositivo indicador (11, 12, 13) para indicar la masa de la ropa sucia.

7. Lavadora según la reivindicación 5 o 6, caracterizada porque tiene un dispositivo de aviso para emitir una señal de aviso en el caso de sobrecarga de la lavadora.

8. Lavadora según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el perfil de temperatura es variable por la posición de la lavadora (20) con referencia a la dirección del vector de la aceleración gravitacional.

9. Lavadora según la reivindicación 8, caracterizada porque medios indicadores ópticos o acústicos conectados con el sensor (22) están presentes en la lavadora (20) propiamente dicha o conectados con ella por medio de una red de suministro o mediante líneas o mediante radio, por lo que un operador obtiene instrucciones con respecto a la regulación de la lavadora (20).

10. Lavadora según la reivindicación 8 o 9, caracterizada porque tiene motores de establecimiento para establecer la altura de la lavadora (20) en base a los datos conocidos por el sensor (22).

11. Lavadora según la reivindicación 8 o 9, caracterizada porque tiene un sistema de conductos de presión neumática o hidráulica, por el que la altura de la lavadora (20) se puede regular en base a los datos conocidos por el sensor (22).