WO2015091721A1 - Haushaltsgerät zur pflege von wäschestücken und verfahren zum erfassen einer bewegung eines laugenbehälters - Google Patents

Haushaltsgerät zur pflege von wäschestücken und verfahren zum erfassen einer bewegung eines laugenbehälters Download PDF

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WO2015091721A1
WO2015091721A1 PCT/EP2014/078353 EP2014078353W WO2015091721A1 WO 2015091721 A1 WO2015091721 A1 WO 2015091721A1 EP 2014078353 W EP2014078353 W EP 2014078353W WO 2015091721 A1 WO2015091721 A1 WO 2015091721A1
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WO
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sensor
tub
movement
household appliance
elastomer
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Application number
PCT/EP2014/078353
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French (fr)
Inventor
Marcus Boehm
Marcel Totzek
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BSH Hausgeräte GmbH
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    • D06F34/18—Condition of the laundry, e.g. nature or weight
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D06F37/26—Casings; Tubs
    • D06F37/267—Tubs specially adapted for mounting thereto components or devices not provided for in preceding subgroups

Definitions

  • the invention relates to a household appliance for the care of laundry, with a arranged in a device housing of the household appliance tub in which a laundry drum for receiving laundry items is rotatably mounted, and with a sensor device for detecting a movement of the tub relative to the device housing, wherein the sensor device at least a capacitive sensor having a variable as a result of the movement of electrical capacitance and is adapted to detect the movement depending on the electrical capacitance.
  • the invention also relates to a method for detecting a movement of a tub relative to a device housing of a household appliance for the care of laundry. It is common in household appliances for the care of laundry, as in particular in washing machines, to detect the movement of the tub relative to the device housing.
  • the laundry care appliance includes a determination device which serves to detect an operating parameter, namely in particular a water load of a laundry container.
  • the detection device is coupled to a capacitor whose capacitance is correlated with the operating parameter.
  • the capacitor used here is a film capacitor which, in contrast to a conventional capacitor, has a significantly smaller space requirement and due to its geometric flexibility can be arranged without much effort in an optimal position within the household appliance. This ensures improved detection of the operating parameter. It can further be provided that an electrode of the film capacitor to be fixed to a housing of the household appliance and the other electrode or the counter electrode are fixed in position to the tub. In this way, in addition to determining the water load as a function of the geometric arrangement of the two electrodes, the position or the movement of the tub inside the housing can be determined, whereby a total load of the tub and a static and dynamic imbalance can be determined.
  • the document DE 101 04 682 B4 describes a method for measuring the loading and unbalance of the drum of a washing machine, wherein the capacitance curve of a capacitive sensor is measured during a washing process and from this the movement of the tub is determined.
  • at least one conductive surface of the sensor is electrically isolated as a capacitive sensor between the tub and the device housing fixed to the housing attached.
  • a polymer layer composite and a method for producing such a layer composite are known from the document EP 2 368 935 A1.
  • a dielectric elastomer comprising a film containing or consisting of a fluorinated silicone elastomer and a coating of a stretchable electrode material on both sides of the film and a process for producing such a dielectric elastomer are known from document EP 2 645 375 A1.
  • capacitive sensors with open and separate sensor electrodes are used to detect the movement of a tub, which are mounted on the one hand on the tub itself and on the other hand, on the device housing.
  • the detection of the movement can only be done insufficiently due to the limited accuracy of the capacity detection. If, for example, particles or foreign bodies enter the interspace between the two-sided sensor electrodes, the capacitance of the sensor is correspondingly influenced and the detection of the movement is possibly falsified.
  • Capacity acquisition is particularly susceptible to faults and subject to measurement errors. This problem is also exacerbated by the fact that the degree of moisture within the device housing during the Can change operation, which leads to a change in the electrical properties in the space between the sensor electrodes. This change also adversely affects the capacitance measurement and can thus lead to errors in the detection of the movement of the tub.
  • the household appliance may be, for example, a washing machine or a washer-dryer.
  • This household appliance comprises a device housing and a tub arranged in the device housing, in which a laundry drum for receiving the laundry items is rotatably mounted, for example, about a horizontal axis of rotation.
  • the household appliance also includes a sensor device, which is designed to detect a movement of the tub relative to the device housing.
  • the sensor device comprises at least one capacitive sensor whose electrical capacitance changes as a result of the movement or depending on the movement of the tub.
  • the sensor device is then designed to detect the movement as a function of the electrical capacitance of the capacitive sensor. It is provided that the capacitive sensor is designed as a dielectric elastomer sensor.
  • the invention utilizes Dielectric Elastomer (DES) sensors, which are a class of mechanical sensors capable of measuring overall deformations, forces or pressures.
  • DES Dielectric Elastomer
  • Such sensors which have already been developed, for example, by a Fraunhofer Institute, are characterized by a very high extensibility and are used according to the invention particularly advantageous for detecting the movement of a tub.
  • the sensor effect is based on the detection Solution of electrical capacitance: Compression or tensile loading reduces the thickness of the sensor while increasing the area, resulting in a capacitance change that can be detected by the sensor device and evaluated with respect to the movement of the tub.
  • the use of such a dielectric elastomer sensor has the advantage that the detection of the capacity and thus the movement of the tub compared to the prior art is less susceptible to interference and thus can also be done very precisely.
  • the invention also has the advantage that the permanently elastic properties of the elastomer can be used and the sensor device is thus not subject to aging. Compared to the state of the art, assembly costs and costs are also reduced. Another advantage lies in the improvement of space conflicts, since in principle a free positioning of the elastomer sensor in the device is possible. It is also possible to integrate the at least one dielectric elastomer sensor in a spring and / or in a shock absorber.
  • the elastomer sensor has a dielectric elastomer strip, which is provided on both sides with a flexible electrode.
  • the elastomer strip may for example comprise an elastomeric film or be formed by such a film which is coated on both sides with highly flexible electrodes.
  • the design of the elastomer sensor in the form of an elongated strip has the advantage that the elastomer sensor can thus be attached on the one hand to the device housing and on the other hand to the tub, whereby a particularly accurate detection of the movement of the tub is made possible relative to the device housing.
  • the base material for the elastomer strip for example, silicone rubber and / or acrylate elastomer and / or polyurethane elastomer can be used.
  • the electrodes can, for example, be formed from electrically conductive particles that are embedded in a matrix.
  • the elastomer sensor with a first end - viewed in the longitudinal direction of the sensor - is attached to the tub and with an opposite second end to the device housing or a stationary on the device housing component.
  • the elastomeric Sensor is attached on the one hand to the tub itself and the other hand on the device housing or the stationary component and thus bridges a distance between the tub on the one hand and the device housing or the stationary component on the other.
  • Such an arrangement of the elastomer sensor enables a particularly reliable and exact detection of the movement of the tub relative to the device housing, since even slight displacements of the tub lead to a change in the electrical capacitance of the sensor.
  • the elastomeric sensor preferably extends in a straight line between the tub and the device housing or the stationary component. Even a very small movement of the tub relative to the device housing then leads to an elastic deformation of the elastomer sensor and thus affects the electrical capacitance. This can be correspondingly detected by the sensor device, for example a microcontroller, with a very high resolution and evaluated with regard to the movement of the tub.
  • the sensor device for example a microcontroller
  • at least two mentioned elastomer sensors are used.
  • the sensor device can then detect the movement of the tub as a function of the electrical capacitances of the at least two elastomer sensors.
  • the use of at least two elastomer sensors makes it possible to detect the movement of the tub in several dimensions, in particular also in all three dimensions.
  • static and dynamic imbalances of the tub or the entire oscillating system can be determined particularly reliable and precise.
  • the loading of the laundry drum can thus be determined exactly.
  • the at least two elastomer sensors are arranged at an angle of 85 ° to 95 °, in particular perpendicular to each other.
  • This arrangement preferably relates to the stoppage of the laundry drum and to an unloaded laundry drum, in which there are no laundry items.
  • the said angle is an angle between the respective main directions of extension of the two elongated elastomer sensors, in particular the two elastomer strips.
  • At least one called elastomeric sensor can be arranged at an angle of 85 ° to 95 °, in particular perpendicular to a rotational axis of the laundry drum.
  • displacements of the tub can be detected perpendicular to the axis of rotation of the laundry drum.
  • At least one named elastomer sensor may be arranged at an angle of -5 ° to + 5 °, in particular parallel to the axis of rotation of the laundry drum.
  • the elastomer sensor can be mounted on the one hand on an axial rear wall of the lye container and on the other hand on the rear wall of the device housing and thus extend substantially parallel to the axis of rotation of the laundry drum.
  • displacements of the tub along the axis of rotation can be detected particularly reliable.
  • the detection of the movement of the tub relative to the device housing includes in particular that by means of the sensor device, in particular a microcontroller, by evaluating the electrical capacitance of the at least one elastomer sensor an imbalance of the laundry drum and / or a load of the tub is detected, namely in particular a weight the laundry items and / or a Wasserbela- tion of the tub.
  • the invention also relates to a method for detecting a movement of a tub relative to a device housing a household appliance for the care of laundry, in which a rotatably mounted within the tub laundry drum is rotatably driven and the movement of the tub is detected relative to the device housing by means of a sensor device which has at least one capacitive sensor with a variable as a result of the movement of electrical capacitance and detects the movement depending on the electrical capacitance.
  • a sensor device which has at least one capacitive sensor with a variable as a result of the movement of electrical capacitance and detects the movement depending on the electrical capacitance.
  • a capacitive sensor while a dielectric elastomer sensor is used.
  • Figure 1 is a schematic representation of a partially sectioned front view of a household appliance.
  • Figure 2 is a schematic representation of a partially sectioned side view of a household appliance.
  • FIG. 3 is a schematic representation of a sectional view through an elastomeric
  • FIG. 1 home appliance 1 is a washing machine in the embodiment.
  • the household appliance 1 comprises a tub 2, in which a laundry drum 3 is rotatably mounted.
  • laundry items 4 which are washed in the household appliance 1 during a care process.
  • the tub 2 is suspended by a spring assembly 5 on a device housing 6 of the household appliance 1.
  • the spring arrangement 5 comprises a first and a second spring 7, 8, wherein the number of springs can be basically arbitrary.
  • the tub 2 is further supported on a damper assembly 9, which includes a first and a second shock absorber 10, 1 1 in the embodiment.
  • the shock absorbers 10, 1 1 can be basically of any kind, namely, for example, friction damper.
  • the number of shock absorbers 10, 1 1 used can basically be chosen arbitrarily.
  • the damper assembly 9 may also include three or four such shock absorbers 10, 11.
  • the laundry drum 3 is rotatably mounted in the tub 2 about a horizontally extending axis of rotation 12 and is driven by means of an electric drive motor 13.
  • a rotor of the drive motor 13 may be connected, for example, via a belt 16 to the laundry drum 3 in a manner known per se.
  • a central control device 14 and an electronic engine control unit 15 are further arranged. While the central electronic control device 14 is used to control the care processes of the household appliance 1 and thus represents a higher-level control device, it is the task of the motor control unit 15 to control the electric drive motor 13. For example, while the speed of the drive motor 13 is controlled by means of the engine control unit 15.
  • the central control device 14 can communicate with the engine control unit 15, for example via a communication bus, not shown, or wirelessly.
  • the central control device 14 and / or the engine control unit 15 needs information about the current parameter values of various operating parameters of the household appliance 1, in particular information about the loading of the tub 2, that is the water load and / or the weight of the laundry items 4
  • a capacitive sensor device 17 is used, which at least one dielectric elastomer sensor 18 as well as an Values device includes, for example, may have a microcontroller. This may also be formed integrally with the central control device 14 or the engine control unit 15.
  • the dielectric elastomer sensor 18 is elongated in the embodiment or formed in the form of an elongated strip which is attached to a first free end 19 on the tub 2 and a second free end 20 on the device housing 6, here an upper ceiling wall 21 of the device housing 6.
  • the elastomer sensor 18 is between the tub 2 on the one hand and the device housing 6 on the other hand stretched and thus extends in a straight line between the tub 2 on the one hand and the device housing 6 on the other.
  • the elastomeric sensor 18 comprises an elongated dielectric elastomeric strip 22, which is provided on both sides with a flexible and electrically conductive electrode 23, 24, respectively is provided.
  • silicone rubber can be used as the basic material for the elastomer strip 22.
  • the elastomeric strip 22 may be formed in the form of an elastomeric film which is coated on both sides with highly flexible electrodes 23, 24.
  • the elastomeric sensor 18 connects the radial jacket of the tub 2 to the top cover wall 21 of the device housing 6.
  • the elastomer sensor 18 extends substantially perpendicular to the axis of rotation 12 of the laundry drum 3. Any movement of the tub 2 relative to the device housing 6 - in particular a movement perpendicular to the axis of rotation 12 - leads to a change in the electrical capacitance between the electrodes 23, 24 (see Fig. 3) of the elastomer sensor 18. This change in the electrical capacitance is then by the said evaluation detected and evaluated with respect to the displacement of the tub 2 relative to the device housing 6. Depending on this evaluation of the time profile of the capacity, the loading of the tub 2 and / or an imbalance can be determined.
  • FIG. 2 shows a side view of the household appliance 1 according to FIG. 1 or another domestic appliance 1.
  • two such elastomer sensors 18a, 18b of the same design are used here, which are arranged substantially perpendicular to one another or one include right angle.
  • a first dielectric elastomer sensor 18a is arranged perpendicular to the axis of rotation 12 of the laundry drum 3, while a second dielectric elastomer sensor 18b is disposed substantially parallel to the axis of rotation 12.
  • the second elastomeric sensor 18b is fastened with its first end 19 to an axial rear wall 25 of the tub 2 and with its opposite second end 20 to a rear wall 26 of the device housing 6.
  • the elastomer sensor 18b thus extends back of the tub 2 between this and the rear wall 26 of the device housing 6.
  • the movement of the tub 2 relative to the device housing 6 are detected in at least two dimensions, and in particular in all three dimensions of a coordinate system x, y, z.
  • the evaluation device evaluates the change in the capacitance of the first elastomer sensor 18a and the capacitance of the second elastomer sensor 18b and, depending on this evaluation, can deduce the three-dimensional movement of the tub 2 relative to the device housing 6.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät (1) zur Pflege von Wäschestücken (4), mit einem in einem Gerätegehäuse (6) des Haushaltsgeräts (1) angeordneten Laugenbehälter (2), in welchem eine Wäschetrommel (3) zur Aufnahme der Wäschestücke (4) drehbar gelagert ist, und mit einer Sensoreinrichtung (17) zum Erfassen einer Bewegung des Laugenbehälters (2) relativ zum Gerätegehäuse (6), wobei die Sensoreinrichtung (17) zumindest einen kapazitiven Sensor mit einer sich infolge der Bewegung ändernden elektrischen Kapazität aufweist und zum Erfassen der Bewegung abhängig von der elektrischen Kapazität des kapazitiven Sensors ausgebildet ist, wobei der kapazitive Sensor als dielektrischer Elastomer-Sensor (18, 18a, 18b) ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Erfassen einer Bewegung eines Laugenbehälters (2) in einem solchen Haushaltsgerät (1).

Description

Haushaltsgerät zur Pflege von Wäschestücken und Verfahren zum Erfassen einer Bewegung eines Laugenbehälters
Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät zur Pflege von Wäschestücken, mit einem in einem Gerätegehäuse des Haushaltsgeräts angeordneten Laugenbehälter, in welchem eine Wäschetrommel zur Aufnahme der Wäschestücke drehbar gelagert ist, und mit einer Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Bewegung des Laugenbehälters relativ zum Gerätegehäuse, wobei die Sensoreinrichtung zumindest einen kapazitiven Sensor mit einer infolge der Bewegung veränderlichen elektrischen Kapazität aufweist und zum Erfassen der Bewegung abhängig von der elektrischen Kapazität ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Erfassen einer Bewegung eines Laugenbehälters relativ zu einem Gerätegehäuse eines Haushaltgeräts zur Pflege von Wäschestücken. Es ist bei Haushaltsgeräten zur Pflege von Wäschestücken, wie insbesondere bei Waschmaschinen, üblich, die Bewegung des Laugenbehälters relativ zum Gerätegehäuse zu erfassen. Wird die Bewegung des Laugenbehälters gemessen, kann einerseits auf die Beladung der Wäschetrommel zurückgeschlossen werden. Andererseits kann abhängig von der erfassten Bewegung des Laugenbehälters auch eine Unwucht der Wäschetrom- mel bzw. des gesamten Schwingsystems im Schleuderbetrieb detektiert werden. Es ist bereits Stand der Technik, zur Erfassung der Bewegung eines Laugenbehälters kapazitive Sensoren einzusetzen, welche die Bewegung des Laugenbehälters relativ zum Gerätegehäuse auf kapazitivem Wege messen. Ein derartiges Haushaltsgerät ist beispielsweise aus dem Dokument DE 10 2007 061 525 A1 bekannt. Das Wäschepflegege- rät beinhaltet hier eine Ermittlungsvorrichtung, welche zur Erfassung eines Betriebsparameters dient, nämlich insbesondere einer Wasserbeladung eines Wäschebehälters. Die Ermittlungsvorrichtung ist mit einem Kondensator gekoppelt, dessen Kapazität mit dem Betriebsparameter korreliert ist. Als Kondensator wird hier ein Folienkondensator verwendet, welcher im Gegensatz zu einem herkömmlichen Kondensator einen deutlich geringe- ren Bauraumbedarf besitzt und aufgrund seiner geometrischen Flexibilität ohne viel Aufwand in einer optimalen Position innerhalb des Haushaltsgeräts angeordnet werden kann. Dadurch wird eine verbesserte Erfassung des Betriebsparameters sichergestellt. Es kann des Weiteren vorgesehen sein, dass eine Elektrode des Folienkondensators lagefest zu einem Gehäuse des Haushaltsgeräts und die andere Elektrode bzw. die Gegenelektrode lagefest zum Laugenbehälter angeordnet sind. Auf diese Weise kann zusätzlich zur Ermittlung der Wasserbeladung in Abhängigkeit der geometrischen Anordnung der beiden Elektroden die Position bzw. die Bewegung des Laugenbehälters innerhalb des Gehäuses bestimmt werden, wodurch auch eine Gesamtbeladung des Laugenbehälters sowie eine statische und dynamische Unwucht ermittelt werden können.
Auch das Dokument DE 101 04 682 B4 beschreibt ein Verfahren zur Messung der Beladung und Unwucht der Trommel einer Waschmaschine, wobei der Kapazitätsverlauf eines kapazitiven Sensors während eines Waschvorgangs gemessen und daraus die Bewegung des Laugenbehälters ermittelt wird. Dabei ist mindestens eine leitende Fläche des Sensors elektrisch isoliert als kapazitiver Fühler zwischen Laugenbehälter und Gerätegehäuse lagefest zum Gehäuse angebracht. Ein Polymerschichtenverbund sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schichtenverbunds sind aus dem Dokument EP 2 368 935 A1 bekannt.
Ein dielektrisches Elastomer umfassend eine Folie, die ein fluoriertes Siliconelastomer enthält oder daraus besteht, sowie beidseitig der Folie eine Beschichtung aus einem dehnbaren Elektrodenmaterial, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen dielektrischen Elastomers sind aus dem Dokument EP 2 645 375 A1 bekannt.
Im Stand der Technik werden zur Erfassung der Bewegung eines Laugenbehälters also kapazitive Sensoren mit offenen und getrennten Sensorelektroden eingesetzt, welche einerseits am Laugenbehälter selbst und andererseits am Gerätegehäuse angebracht sind. Die Erfassung der Bewegung kann hier aufgrund der eingeschränkten Genauigkeit der Kapazitätserfassung nur unzureichend erfolgen. Gelangen in den Zwischenraum zwischen den beiderseitigen Sensorelektroden beispielsweise Partikel oder Fremdkörper, so wird die Kapazität des Sensors entsprechend beeinflusst und die Erfassung der Bewe- gung gegebenenfalls verfälscht. Die Kapazitätserfassung ist hier besonders störanfällig und mit Messfehlern behaftet. Diese Problematik wird darüber hinaus auch dadurch verschärft, dass sich der Feuchtigkeitsgrad innerhalb des Gerätegehäuses während des Betriebs ändern kann, was zu einer Veränderung der elektrischen Eigenschaften im Zwischenraum zwischen den Sensorelektroden führt. Auch diese Veränderung beeinflusst die Kapazitätsmessung negativ und kann somit zu Fehlern bei der Erfassung der Bewegung des Laugenbehälters führen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie bei einem Haushaltsgerät der eingangs genannten Gattung die Erfassung der Bewegung des Laugenbehälters relativ zum Gerätegehäuse besonders präzise und im Vergleich zum Stand der Technik weniger störanfällig erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Haushaltsgerät sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem jeweiligen unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Patentansprüche, der nachfolgenden Beschreibung und der Figuren der beigefügten Zeichnung.
Ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät ist zur Pflege von Wäschestücken ausgebildet. Das Haushaltsgerät kann beispielsweise eine Waschmaschine oder ein Waschtrockner sein. Dieses Haushaltsgerät umfasst ein Gerätegehäuse sowie einen in dem Gerätegehäuse angeordneten Laugenbehälter, in welchem eine Wäschetrommel zur Aufnahme der Wäschestücke drehbar gelagert ist, beispielsweise um eine horizontale Drehachse. Das Haushaltsgerät beinhaltet auch eine Sensoreinrichtung, welche zum Erfassen einer Bewegung des Laugenbehälters relativ zum Gerätegehäuse ausgebildet ist. Die Sensoreinrichtung umfasst zumindest einen kapazitiven Sensor, dessen elektrische Kapazität sich infolge der Bewegung bzw. abhängig von der Bewegung des Laugenbehälters ändert. Die Sensoreinrichtung ist dann zum Erfassen der Bewegung abhängig von der elektrischen Kapazität des kapazitiven Sensors ausgebildet. Dabei ist vorgesehen, dass der kapazitive Sensor als dielektrischer Elastomer-Sensor ausgebildet ist.
Die Erfindung macht sich dielektrische Elastomer-Sensoren (DES) zu Nutze, welche eine Klasse von mechanischen Sensoren darstellen, mit denen insgesamt Verformungen, Kräfte oder Drücke gemessen werden können. Solche Sensoren, welche beispielsweise durch ein Fraunhofer-Institut bereits entwickelt wurden, zeichnen sich durch eine sehr hohe Dehnbarkeit aus und werden erfindungsgemäß besonders vorteilhaft zur Erfassung der Bewegung eines Laugenbehälters eingesetzt. Der Sensoreffekt beruht auf der Erfas- sung einer elektrischen Kapazität: Bei einer Kompression oder Zugbelastung verringert sich die Dicke des Sensors bei gleichzeitiger Vergrößerung der Fläche, was zu einer Kapazitätsänderung führt, die durch die Sensoreinrichtung entsprechend erfasst und im Hinblick auf die Bewegung des Laugenbehälters ausgewertet werden kann. Die Verwen- dung eines derartigen dielektrischen Elastomer-Sensors hat den Vorteil, dass die Erfassung der Kapazität und somit der Bewegung des Laugenbehälters im Vergleich zum Stand der Technik weniger störanfällig ist und somit auch besonders präzise erfolgen kann. Die Erfindung hat außerdem den Vorteil, dass die dauerelastischen Eigenschaften des Elastomers genutzt werden können und die Sensoreinrichtung somit keiner Alterung unterliegt. Im Vergleich zum Stand der Technik verringern sich außerdem der Montageaufwand und die Kosten. Ein weiterer Vorteil liegt in der Verbesserung der Bauraumkonflikte, da grundsätzlich eine freie Positionierung des Elastomer-Sensors im Gerät möglich ist. Es ist auch möglich, den zumindest einen dielektrischen Elastomer-Sensor in eine Feder und/oder in einen Stoßdämpfer zu integrieren.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Elastomer-Sensor einen dielektrischen Elastomer-Streifen aufweist, welcher beidseitig jeweils mit einer flexiblen Elektrode verse- hen ist. Der Elastomer-Streifen kann beispielsweise eine Elastomer-Folie aufweisen oder durch eine solche Folie gebildet sein, die auf beiden Seiten mit hochflexiblen Elektroden beschichtet ist. Die Ausgestaltung des Elastomer-Sensors in Form eines länglichen Streifens hat den Vorteil, dass der Elastomer-Sensor somit einerseits am Gerätegehäuse und andererseits am Laugenbehälter befestigt werden kann, wodurch eine besonders exakte Erfassung der Bewegung des Laugenbehälters relativ zum Gerätegehäuse ermöglicht wird. Als Grundmaterial für den Elastomer-Streifen kann beispielsweise Silikonkautschuk und/oder Acrylat-Elastomer und/oder Polyurethan-Elastomer verwendet werden. Die Elektroden können andererseits beispielsweise aus elektrisch leitfähigen Partikeln gebildet sein, die in einer Matrix eingebunden sind.
Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn der Elastomer-Sensor mit einem ersten Ende - in Längsrichtung des Sensors betrachtet - an dem Laugenbehälter und mit einem gegenüberliegenden zweiten Ende an dem Gerätegehäuse oder einem ortsfest am Gerätegehäuse angeordneten Bauteil befestigt ist. Dies bedeutet, dass der Elastomer- Sensor einerseits am Laugenbehälter selbst und andererseits am Gerätegehäuse oder dem ortsfesten Bauteil angebracht ist und somit einen Abstand zwischen dem Laugenbehälter einerseits und dem Gerätegehäuse oder dem ortsfesten Bauteil andererseits überbrückt. Eine solche Anordnung des Elastomer-Sensors ermöglicht eine besonders zuver- lässige und exakte Erfassung der Bewegung des Laugenbehälters relativ zum Gerätegehäuse, da selbst geringe Verschiebungen des Laugenbehälters zu einer Änderung der elektrischen Kapazität des Sensors führen.
Diesbezüglich ist es bevorzugt, wenn der Elastomer-Sensor zwischen dem Laugenbehäl- ter einerseits und dem Gerätegehäuse oder dem ortsfesten Bauteil andererseits gespannt und somit unter einer Vorspannung angeordnet ist. Somit erstreckt sich der Elastomer- Sensor vorzugsweise geradlinig zwischen dem Laugenbehälter und dem Gerätegehäuse oder dem ortsfesten Bauteil. Selbst eine sehr geringe Bewegung des Laugenbehälters relativ zum Gerätegehäuse führt dann zu einer elastischen Verformung des Elastomer- Sensors und beeinflusst somit die elektrische Kapazität. Dies kann entsprechend durch die Sensoreinrichtung, beispielsweise einen Mikrocontroller, mit einer sehr hohen Auflösung detektiert und im Hinblick auf die Bewegung des Laugenbehälters ausgewertet werden. Vorzugsweise werden zumindest zwei genannte Elastomer-Sensoren eingesetzt. Die Sensoreinrichtung kann die Bewegung des Laugenbehälters dann abhängig von den elektrischen Kapazitäten der zumindest zwei Elastomer-Sensoren erfassen. Der Einsatz von zumindest zwei Elastomer-Sensoren ermöglicht die Erfassung der Bewegung des Laugenbehälters in mehreren Dimensionen, insbesondere auch in allen drei Dimensio- nen. Somit lassen sich statische sowie dynamische Unwuchten des Laugenbehälters bzw. des gesamten Schwingsystems besonders zuverlässig und präzise ermitteln. Auch die Beladung der Wäschetrommel kann somit exakt ermittelt werden.
Im Hinblick auf die präzise Erfassung der Bewegung des Laugenbehälters in mehreren Dimensionen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die zumindest zwei Elastomer- Sensoren zueinander in einem Winkel von 85° bis 95°, insbesondere senkrecht zueinander, angeordnet sind. Diese Anordnung bezieht sich dabei vorzugsweise auf den Stillstand der Wäschetrommel sowie auf eine unbeladene Wäschetrommel, in welcher sich keine Wäschestücke befinden. Der genannte Winkel ist dabei ein Winkel zwischen den jeweiligen Haupterstreckungsrichtungen der beiden länglichen Elastomer-Sensoren, insbesondere der beiden Elastomer-Streifen. Die Anordnung der Elastomer-Sensoren senkrecht zueinander minimiert einerseits den Rechenaufwand bei der Auswertung der elektrischen Kapazitäten und sorgt andererseits für eine exakte Erfassung der Bewegung des Laugenbehälters.
Zumindest ein genannter Elastomer-Sensor kann in einem Winkel von 85° bis 95°, insbesondere senkrecht, zu einer Drehachse der Wäschetrommel angeordnet sein. Somit lassen sich insbesondere Verschiebungen des Laugenbehälters senkrecht zur Drehachse der Wäschetrommel erfassen.
Ergänzend oder alternativ kann zumindest ein genannter Elastomer-Sensor in einem Winkel von -5° bis +5°, insbesondere parallel, zur Drehachse der Wäschetrommel angeordnet sein. Hier kann der Elastomer-Sensor einerseits an einer axialen Rückwand des Laugen- behälters und andererseits an der Rückwand des Gerätegehäuses angebracht sein und sich somit im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Wäschetrommel erstrecken. Somit lassen sich auch Verschiebungen des Laugenbehälters entlang der Drehachse besonders zuverlässig erfassen. Die Erfassung der Bewegung des Laugenbehälters relativ zum Gerätegehäuse beinhaltet insbesondere, dass mittels der Sensoreinrichtung, insbesondere eines Mikrocontrollers, durch Auswertung der elektrischen Kapazität des zumindest einen Elastomer-Sensors eine Unwucht der Wäschetrommel und/oder eine Beladung des Laugenbehälters erfasst wird, nämlich insbesondere ein Gewicht der Wäschestücke und/oder eine Wasserbela- dung des Laugenbehälters.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Erfassen einer Bewegung eines Laugenbehälters relativ zu einem Gerätegehäuse eines Haushaltsgeräts zur Pflege von Wäschestücken, bei welchem eine innerhalb des Laugenbehälters drehbar gelagerte Wäschetrommel drehbar angetrieben wird und die Bewegung des Laugenbehälters relativ zum Gerätegehäuse mittels einer Sensoreinrichtung erfasst wird, welche zumindest einen kapazitiven Sensor mit einer infolge der Bewegung veränderlichen elektrischen Kapazität aufweist und die Bewegung abhängig von der elektrischen Kapazität erfasst. Als der kapazitive Sensor wird dabei ein dielektrischer Elastomer-Sensor verwendet. Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Haushaltsgerät vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, den Figuren der Zeichnung und deren nachfolgender Beschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Beschreibung der Zeichnung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merk- male und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Figuren der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine teilweise geschnittene Frontansicht eines Haushaltsgeräts;
Fig. 2 in schematischer Darstellung eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Haushaltsgeräts; und
Fig. 3 in schematischer Darstellung eine Schnittansicht durch einen Elastomer-
Sensor.
Ein in Fig. 1 dargestelltes Haushaltsgerät 1 ist im Ausführungsbeispiel eine Waschmaschine. Das Haushaltsgerät 1 umfasst einen Laugenbehälter 2, in welchem eine Wäschetrommel 3 drehbar gelagert ist. In der Wäschetrommel 3 befinden sich Wäschestücke 4, die in dem Haushaltsgerät 1 während eines Pflegeprozesses gewaschen werden. Der Laugenbehälter 2 ist über eine Federanordnung 5 an einem Gerätegehäuse 6 des Haushaltsgeräts 1 aufgehängt. Im Ausführungsbeispiel umfasst die Federanordnung 5 eine erste und eine zweite Feder 7, 8, wobei die Anzahl der Federn grundsätzlich beliebig sein kann.
Der Laugenbehälter 2 ist des Weiteren an einer Dämpferanordnung 9 abgestützt, die im Ausführungsbeispiel einen ersten und einen zweiten Stoßdämpfer 10, 1 1 umfasst. Die Stoßdämpfer 10, 1 1 können grundsätzlich beliebiger Art sein, nämlich beispielsweise Reibungsdämpfer. Auch die Anzahl der eingesetzten Stoßdämpfer 10, 1 1 kann grundsätzlich beliebig gewählt werden. Beispielswiese kann die Dämpferanordnung 9 auch drei oder vier solche Stoßdämpfer 10, 1 1 umfassen.
Die Wäschetrommel 3 ist im Laugenbehälter 2 um eine horizontal verlaufende Drehachse 12 drehbar gelagert und wird mit Hilfe eines elektrischen Antriebsmotors 13 angetrieben. Ein Rotor des Antriebsmotors 13 kann beispielsweise über einen Riemen 16 mit der Wäschetrommel 3 in an sich bekannter Weise verbunden sein.
In dem Haushaltsgerät 1 sind des Weiteren eine zentrale Steuereinrichtung 14 sowie eine elektronische Motorsteuereinheit 15 angeordnet. Während die zentrale elektronische Steuereinrichtung 14 zum Steuern der Pflegeprozesse des Haushaltsgeräts 1 dient und somit eine übergeordnete Steuereinrichtung darstellt, ist es Aufgabe der Motorsteuereinheit 15, den elektrischen Antriebsmotor 13 anzusteuern. Beispielsweise wird dabei die Drehzahl des Antriebsmotors 13 mittels der Motorsteuereinheit 15 geregelt. Die zentrale Steuereinrichtung 14 kann mit der Motorsteuereinheit 15 beispielsweise über einen nicht dargestellten Kommunikationsbus oder aber drahtlos kommunizieren.
Zur Steuerung der Pflegeprozesse des Haushaltsgeräts 1 benötigt die zentrale Steuereinrichtung 14 und/oder die Motorsteuereinheit 15 Informationen über die aktuellen Parameterwerte verschiedenster Betriebsparameter des Haushaltsgeräts 1 , insbesondere Informationen über die Beladung des Laugenbehälters 2, das heißt die Wasserbeladung und/oder das Gewicht der Wäschestücke 4, und/oder Informationen über eine gegebenenfalls auftretende Unwucht der Wäschetrommel 3. Zur Erfassung der Bewegung des Laugenbehälters 2 bzw. des gesamten Schwingsystems aus Wäschetrommel 3 und Laugenbehälter 2 relativ zum Gerätegehäuse 6 wird eine kapazitive Sensoreinrichtung 17 eingesetzt, welche zumindest einen dielektrischen Elastomer-Sensor 18 sowie eine Aus- Werteeinrichtung umfasst, die zum Beispiel einen Mikrocontroller aufweisen kann. Dieser kann auch integral mit der zentralen Steuereinrichtung 14 oder der Motorsteuereinheit 15 ausgebildet sein. Der dielektrische Elastomer-Sensor 18 ist im Ausführungsbeispiel länglich ausgeführt bzw. in Form eines länglichen Streifens ausgebildet, der mit einem ersten freien Ende 19 am Laugenbehälter 2 und mit einem zweiten freien Ende 20 am Gerätegehäuse 6 befestigt ist, hier einer oberen Deckenwand 21 des Gerätegehäuses 6. Der Elastomer-Sensor 18 ist dabei zwischen Laugenbehälter 2 einerseits und Gerätegehäuse 6 andererseits gespannt angeordnet und erstreckt sich somit geradlinig zwischen dem Laugenbehälter 2 einerseits und dem Gerätegehäuse 6 andererseits.
Bezug nehmend auf Fig. 3, welche einen länglichen Schnitt durch den Elastomer-Sensor 18 zeigt, umfasst der Elastomer-Sensor 18 einen länglich ausgeführten dielektrischen Elastomer-Streifen 22, welcher beidseitig jeweils mit einer flexiblen bzw. elastischen und elektrisch leitfähigen Elektrode 23, 24 versehen ist. Beispielsweise kann als Grundma- terial für den Elastomer-Streifen 22 Silikonkautschuk verwendet werden. Der Elastomer- Streifen 22 kann dabei in Form einer Elastomerfolie gebildet sein, die auf beiden Seiten mit hochflexiblen Elektroden 23, 24 beschichtet ist.
Mit erneutem Bezug auf Fig. 1 verbindet der Elastomer-Sensor 18 den radialen Mantel des Laugenbehälters 2 mit der oberen Deckenwand 21 des Gerätegehäuses 6. Dabei erstreckt sich der Elastomer-Sensor 18 im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 12 der Wäschetrommel 3. Jede Bewegung des Laugenbehälters 2 relativ zum Gerätegehäuse 6 - insbesondere eine Bewegung senkrecht zur Drehachse 12 - führt zu einer Änderung der elektrischen Kapazität zwischen den Elektroden 23, 24 (siehe Fig. 3) des Elastomer- Sensors 18. Diese Änderung der elektrischen Kapazität wird dann durch die genannte Auswerteeinrichtung erfasst und im Hinblick auf die Verschiebung des Laugenbehälters 2 relativ zum Gerätegehäuse 6 ausgewertet. In Abhängigkeit von dieser Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Kapazität kann die Beladung des Laugenbehälters 2 und/oder eine Unwucht ermittelt werden.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Haushaltsgeräts 1 gemäß Fig. 1 oder eines anderen Haushaltsgeräts 1. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, werden hier zwei solche Elastomer-Sensoren 18a, 18b gleicher Bauweise eingesetzt, die im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind bzw. einen rechten Winkel einschließen. Ein erster dielektrischer Elasto- mer-Sensor 18a ist dabei senkrecht zur Drehachse 12 der Wäschetrommel 3 angeordnet, während ein zweiter dielektrischer Elastomer-Sensor 18b im Wesentlichen parallel zur Drehachse 12 angeordnet ist. Der zweite Elastomer-Sensor 18b ist dabei mit seinem ersten Ende 19 an einer axialen Rückwand 25 des Laugenbehälters 2 und mit seinem gegenüberliegenden zweiten Ende 20 an einer Rückwand 26 des Gerätegehäuses 6 befestigt. Der Elastomer-Sensor 18b erstreckt sich somit rückseitig des Laugenbehälters 2 zwischen diesem und der Rückwand 26 des Gerätegehäuses 6. Durch Verwendung von zwei Elastomer-Sensoren 18a, 18b, die insbesondere auch senkrecht zueinander angeordnet sind, kann die Bewegung des Laugenbehälters 2 relativ zum Gerätegehäuse 6 in zumindest zwei Dimensionen erfasst werden, und insbesondere in allen drei Dimensionen eines Koordinatensystems x, y, z. Die Auswerteeinrichtung wertet dabei gleichzeitig die Änderung der Kapazität des ersten Elastomer-Sensors 18a und der Kapazität des zweiten Elastomer-Sensors 18b aus und kann abhängig von dieser Auswertung auf die dreidimensionale Bewegung des Laugenbehälters 2 relativ zum Gerätgehäuse 6 zurückschließen.
Bezugszeichenliste
1 Haushaltsgerät
2 Laugenbehälter
3 Wäschetrommel
4 Wäschestücke
5 Federanordnung
6 Gerätegehäuse
7 Feder
8 Feder
9 Dämpferanordnung
10 Stoßdämpfer
1 1 Stoßdämpfer
12 Drehachse
13 Antriebsmotor
14 Steuereinrichtung
15 Motorsteuereinheit
16 Riemen
17 Sensoreinrichtung
18 Elastomer-Sensor
18a Elastomer-Sensor
18b Elastomer-Sensor
19 Ende
20 Ende
21 Deckenwand
22 Elastomer-Streifen
23 Elektrode
24 Elektrode
25 Rückwand
26 Rückwand
x, y, z Dimensionen eines Koordinatensystems

Claims

Patentansprüche
1. Haushaltsgerät (1 ) zur Pflege von Wäschestücken (4), mit einem in einem Gerätegehäuse (6) des Haushaltsgeräts (1 ) angeordneten Laugenbehälter
(2), in welchem eine Wäschetrommel
(3) zur Aufnahme der Wäschestücke (4) drehbar gelagert ist, und mit einer Sensoreinrichtung (17) zum Erfassen einer Bewegung des Laugenbehälters (2) relativ zum Gerätegehäuse (6), wobei die Sensoreinrichtung (17) zumindest einen kapazitiven Sensor mit einer sich infolge der Bewegung ändernden elektrischen Kapazität aufweist und zum Erfassen der Bewegung abhängig von der elektrischen Kapazität des kapazitiven Sensors ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der kapazitive Sensor als dielektrischer Elastomer-Sensor (18, 18a, 18b) ausgebildet ist.
Haushaltsgerät (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomer-Sensor (18, 18a, 18b) einen dielektrischen Elastomer-Streifen (22) aufweist, welcher beidseitig jeweils mit einer flexiblen Elektrode (23, 24) versehen ist.
Haushaltsgerät (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomer-Sensor (18, 18a, 18b) mit einem ersten Ende (19) an dem Laugenbehälter (2) und mit einem gegenüberliegenden zweiten Ende (20) an dem Gerätegehäuse (6) oder einem ortsfest am Gerätegehäuse (6) angeordneten Bauteil befestigt ist.
4. Haushaltsgerät (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomer-Sensor (18, 18a, 18b) zwischen dem Laugenbehälter (2) einerseits und dem Gerätegehäuse (6) oder dem ortsfesten Bauteil andererseits gespannt angeordnet ist.
Haushaltsgerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (17) zumindest zwei Elastomer-Sensoren (18, 18a, 18b) umfasst und dazu ausgelegt ist, die Bewegung des Laugenbehälters (2) abhängig von den elektrischen Kapazitäten der zumindest zwei Elastomer- Sensoren (18, 18a, 18b) zu erfassen.
6. Haushaltsgerät (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Elastomer-Sensoren (18, 18a, 18b) zueinander in einem Winkel von 85° bis 95°, insbesondere senkrecht zueinander, angeordnet sind.
7. Haushaltsgerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Elastomer-Sensor (18, 18a, 18b) in einem Winkel von 85° bis 95°, insbesondere senkrecht, zu einer Drehachse (12) der Wäschetrommel (3) angeordnet ist.
8. Haushaltsgerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Elastomer-Sensor (18, 18a, 18b) in einem Winkel von -5° bis +5°, insbesondere parallel, zu einer Drehachse (12) der Wäschetrommel (3) angeordnet ist.
9. Haushaltsgerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (17) dazu ausgelegt ist, durch Auswertung der elektrischen Kapazität des zumindest einen Elastomer-Sensors (18, 18a, 18b) eine Unwucht der Wäschetrommel (3) und/oder eine Beladung des Laugenbehäl- ters (2) zu erfassen.
10. Verfahren zum Erfassen einer Bewegung eines Laugenbehälters (2) relativ zu einem Gerätegehäuse (6) eines Haushaltsgeräts (1 ) zur Pflege von Wäschestücken (4), bei welchem eine innerhalb des Laugenbehälters (2) drehbar gelagerte Wäschetrommel (3) drehbar angetrieben wird und die Bewegung des Laugenbehälters (2) relativ zum Gerätegehäuse (6) mittels einer Sensoreinrichtung (17) erfasst wird, welche zumindest einen kapazitiven Sensor aufweist, dessen elektrische Kapazität sich infolge der Bewegung ändert, und welche die Bewegung abhängig von der elektrischen Kapazität des kapazitiven Sensors erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass als der kapazitive Sensor ein dielektrischer
Elastomer-Sensor (18, 18a, 18b) verwendet wird.
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