WO2016156532A1 - Dämpfereinrichtung für eine mit einer trommel ausgerüstete waschmaschine oder einen wäschetrockner - Google Patents

Dämpfereinrichtung für eine mit einer trommel ausgerüstete waschmaschine oder einen wäschetrockner Download PDF

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WO2016156532A1
WO2016156532A1 PCT/EP2016/057141 EP2016057141W WO2016156532A1 WO 2016156532 A1 WO2016156532 A1 WO 2016156532A1 EP 2016057141 W EP2016057141 W EP 2016057141W WO 2016156532 A1 WO2016156532 A1 WO 2016156532A1
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WO
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damper
drum
components
damping
component
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/057141
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Battlogg
Original Assignee
Inventus Engineering Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inventus Engineering Gmbh filed Critical Inventus Engineering Gmbh
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/20—Mountings, e.g. resilient mountings, for the rotary receptacle, motor, tub or casing; Preventing or damping vibrations

Definitions

  • the present invention relates to a damper device for a machine equipped with a drum, in particular for a washing machine or a tumble dryer or the like.
  • the damper device serves to dampen the vibrations occurring during operation of the drum.
  • the drum housing in which the drum is mounted and rotates, usually suspended from a spring and is damped by a number of dampers.
  • the resonance speed d. h. when the
  • a high speed e.g, spin
  • this effect is exacerbated.
  • the drum can strike the washing machine housing or it can lead to significant vibration / movement of the entire washing machine. To prevent this, the
  • a washing machine damper in the prior art is set to soft or suitably little steamed so that the machine works as quiet as possible and low to the ground vibration. Because many washing machines due to the housing shortage in the living room or living room / bedroom This is important (eg washing during the night). As the speed increases, the drum of the washing machine passes through without suitable damping profiles
  • washing machine the drum movements are damped by dampers.
  • a translational movement of two longitudinally mutually movable components is damped, wherein between the components, for example, a cylindrical coupling gap is provided, which is filled with a magnetorheological medium.
  • a magnetorheological medium At the axial ends of the coupling gap, this is sealed to the outside, so that the magnetorheological medium remains independent of a coupling between the coupling components as a kind of controllable friction lining in the coupling gap.
  • the magnetorheological medium remains independent of a coupling between the coupling components as a kind of controllable friction lining in the coupling gap.
  • Washing machine program adapts to the amount of laundry (weight) and the type of laundry. This increases energy efficiency and saves detergent and water.
  • the load detection works regularly via the lift of the drum during loading.
  • the suspended, for example, one or more spring drum lowers depending on the amount of laundry accordingly. This reduction or this stroke is detected and results on the spring stiffness of the suspension spring, the loading mass of the drum. So that even small loads are detected, d. h., weights in the range of less than 2 kg and
  • a damper with which the drum or the drum housing is supported, must achieve low friction. It should be a basic force less than 10 Newton, and if possible ⁇ 5 Newton be achieved, because at three
  • tubes with a diameter of less than about 30 mm with the required inner surface qualities are not available at low cost.
  • a high surface quality of the inner surface of the tube is necessary so that the seals used or relative tightness over the intended life with eg 30 million strokes
  • the tube must be made of ferromagnetic material, so that the magnetic field is passed through the pipe.
  • low alloyed steels such as S235 (ST37) are used.
  • the surface should be hard or hardened. If carbon-rich steels are used for this purpose, this results in a contradiction to the desired ferromagnetic properties.
  • tubes with smaller diameters would have to be used in which the required inner surface qualities but can not be obtained inexpensively, because the processing tools and space
  • WO 2014/037 105 A2 proposed a free lift, but has the disadvantage that due to the additional parts, guides, cable bushings, etc. Game and additional costs incurred, whereby the product is even more expensive. Apart from that, the power transfer from a free lift to maximum force is difficult to control, so it can lead to discontinuities and vibrations in the washing machine.
  • Drum machine for grinding and polishing stones, concrete mixing machine, bulk material mixer, centrifuge drum or the like, to provide washing machine or a tumble dryer, whereby a low basic force and a cost-effective structure are possible.
  • the largest possible factor between the basic force (basic moment) and the achievable maximum force (maximum moment) at the same time in particular the lowest possible manufacturing costs in the low single-digit euro area should be made possible. Only then is a commercial applicability with profitable quantities possible.
  • washing machine is the subject of claim 21.
  • a damping device for a machine equipped with a drum, in particular a washing machine or a drum dryer equipped with a drum or
  • the damper device comprises a damper with two relatively movable components whose relative movement is damped. Between the two components is at least partially filled with a magnetorheological medium
  • the damping gap is associated with at least one magnetic field generating device with an electrical coil.
  • the damper device is suitable and designed, the drum movement in a pivoting movement
  • the damper is designed as a rotary damper for damping a pivoting movement between the two components.
  • a likewise damper device according to the invention for a machine equipped with a drum and in particular for a washing machine or for a tumble dryer or the like equipped with a drum is used for operation by movements of the drum and / or the drum housing
  • the damper device comprises a damper with two relatively movable components whose relative movement is damped. Between the two components, an at least partially filled with a magnetorheological medium damping gap is arranged. The damping gap is associated with at least one magnetic field generating device with an electrical coil. In this case, the two components are arranged pivotable relative to one another and one of the two components comprises a
  • Inner component and the other of the two components comprises an outer component.
  • the outer component surrounds the
  • the damper is designed as a rotary damper for damping a pivoting movement between the two components.
  • the damper device according to the invention for a washing machine or other machine equipped with a drum has many advantages.
  • a significant advantage of the damper device according to the invention is that the damper is designed as a rotary damper and damps a pivoting movement between the two components. This does not require long seals be axially displaced along an axis, so that caused by the seals coefficient of friction in the present
  • kinematic linkage generate damping forces and thus dampen the quasi-linear or wobble movement of the drum housing. It can be converted to a linear motion - as in the prior art - damping forces of less than 2 N are generated.
  • Magnetorheological medium also considerably lower than in the prior art in a translational movement, in which the seals must reliably withhold the medium present in the damping gap at each stroke. A doing so in the state of
  • the seal can in this case run on a shaft or a shaft section with increased hardness and surface quality, since the shaft does not have to be part of the magnetic circuit, which allows a suitable choice of material.
  • the washing machine or the tumble dryer each have a drum.
  • a drum may in particular be designed pot-like. Also possible are regular and irregular cylinders and other shapes.
  • the damper has at least a portion of the peripheral surface on a damping gap, which is filled with a magnetorheological medium and in particular a magnetorheological fluid (MRF).
  • MRF magnetorheological fluid
  • the two mutually pivotable components preferably give away in operation at most by a predetermined angle.
  • both components are mutually rotatable and perform one or more or many revolutions in the vibration damping.
  • the invention is a
  • Washing machine damper for damping vibrations, in particular a drum of a washing machine or optionally a tumble dryer, wherein the damping is effected via a rotary damper.
  • the pivoting movement preferably takes place about a particular central axis.
  • the damping gap preferably extends in the axial direction between a first end and a second end.
  • the damping can be done by shear forces or shear stresses in the magnetorheological medium.
  • the magnetorheological medium remains as a kind of controllable friction lining in the damping gap.
  • the damping gap is designed in particular as a thin and circumferential damping gap.
  • the magnetic field acts on at least 25% of an area of the
  • the surface area fraction influenced by the magnetic field is more than 30%, and more preferably more than 40%, and especially over the entire peripheral surface of the annular peripheral damping gap
  • a surface element then becomes that through the
  • Magnetic field strength is greater than 5% and preferably greater than 10% of an average acting on the peripheral surface (of the annular circumferential damping gap) magnetic field strength.
  • the rotary damper generates a controllable damper torque. This can be converted via other means in a damper force, which contributes to the damping of a drum housing a washing machine.
  • the rotary damper provides a damper torque, which is converted into a damper force acting on the drum housing.
  • the damper torque and the (effectively acting) damper force depend, in particular, proportionally and in many cases linearly or approximately linearly on one another and can-as far as is technically meaningful-be used synonymously in the context of the present application. In any case, a damper torque is provided to the drum housing a corresponding
  • the effective damper force can also be referred to as damping force.
  • the damping gap is preferably annular and circumferentially formed.
  • the damping gap is preferably annular and circumferentially formed.
  • the chamber is defined by the two components and by a sealing device arranged between the two components or by two sealing devices arranged between the two components
  • the chamber is completely sealed to the outside by the two components and by one or two seals.
  • the chamber and / or the damping gap between the components is bounded radially inwardly by the inner component and radially outward by the outer component.
  • Damping gap preferably extends over an axial length, wherein the damping gap particularly preferably completely radially from the first component and the second component is limited.
  • the chamber may comprise a reservoir of a magnetorheological medium.
  • the reservoir of the magnetorheological medium may contain a sufficient amount of the magnetorheological medium to keep it in operation during the operation
  • a spring or an air volume or the like is provided to set the magnetorheological medium under a slight overpressure. As a result, when the operating temperature is increased, the gas volume is compressed and the escape of magnetorheological medium is prevented or at least reduced. A connected via a line
  • Air volume or the like is also possible.
  • At least a part of the arms equipped with at least one electrical coil, each having at least one winding.
  • the winding of an electrical coil and in particular of substantially all electrical coils or of an electrical coil in each case extends in particular completely next to the axis and at a distance from the axis.
  • the axis may be a central geometric axis or the pivot shaft.
  • an even number of arms is present overall, which are particularly preferably distributed symmetrically or regularly distributed over the circumference of the corresponding component.
  • the arms are offset by 90 ° each, while with 6 arms the angle is 60 ° and with 8 arms 45 °.
  • a number of 10, 12, 14 or 16 arms is also possible.
  • the inner component has the radial
  • the two components are preferably pivotable relative to each other only by a limited pivot angle.
  • the limited tilt angle can be
  • Connection cable is limited, which are pivoted with. It is also possible that the maximum tilt angle from the
  • the damper is assigned at least one rotary encoder for detecting the pivot angle of the two components.
  • the encoder can be optical, magnetic or otherwise designed and for the absolute detection of the
  • the angle is detected as an absolute position during loading of the drum.
  • the otherwise used load sensor between the drum and housing omitted.
  • a will
  • the damping gap has a radial height of less than 2% of a diameter of the damping gap and / or a radial height of ⁇ 0.6 mm.
  • Diameter of 30 mm results with a radial height of 2% of the diameter a height of 0.6 mm. With a diameter of 10 mm results in a damping gap with a height of 0.2 mm. In all embodiments, it is preferred that the radial height is less than 0.5 mm and in particular less than 0.3 mm. Thereby small volumes are possible for the magnetorheological fluid or medium.
  • the damping gap therefore particularly preferably has a volume of less than 10 ml and in particular of less than 5 ml or even less than 2 ml. Also possible and preferred are volumes smaller than 3 ml.
  • the electrical coils and possibly sensors are connected via electrical connection lines, which are guided in particular within the inner component to the outside. It is also possible that the connecting lines outside the inner component are led to the outside.
  • the inner component may comprise the pivot shaft, so that the electrical connection lines are guided through the interior of the pivot shaft to the outside. Preferably, no
  • Slip ring provided to connect the electric coils Particularly preferred are the electrical coils and possibly sensors and thus the electrical power or signal transmission via a coil spring, such. a long one
  • the outer component is part of a housing on which the inner component is at least partially received.
  • the pivot shaft of the inner component of the outer component is guided to the outside. It is preferred that at least one end of the pivot shaft is led out of the housing. However, it is also preferred that the other end of the pivot shaft terminate within the housing. In an embodiment in which one end of the housing is led out and the other end terminates within the housing, particularly low friction torques and leakage can be achieved because only at one end of the pivot shaft or the
  • a gear wheel can be mounted on the pivot shaft, which is then in operative connection with a rack or other gears or meshes.
  • the damper is designed in the manner of a toggle lever.
  • a component of the damper is connected to one arm and the other component of the damper is connected to another arm or designed as such, so that a total of a toggle is created.
  • At least one spring device is provided in order to build up a counter-force or counter-torque, if a deflection of the two components takes place in at least one direction.
  • the spring device may be provided on the damper device, but may also be installed or attached to other parts or components of the washing machine. These may be, but are not limited to, linear springs, torsion springs, coil springs, flat springs, torsion springs, compression or compression springs.
  • separating elements protrude radially outward from the inner component, so that the per se approximately cylindrical damping gap is divided into several partial gaps.
  • the separating elements are transmissively connected to the inner component in force, since they force during the pivoting movement of the inner component relative to the outer component
  • At least one coil may be associated with a permanent magnet.
  • a permanent magnet permanently provides a magnetic field, whereby a certain basic damping is permanently achieved.
  • Permanent magnets are influenced by the associated electrical coil.
  • the magnetic field can be varied continuously in order to neutralize the magnetic field of the permanent magnet, for example for loading the machine, for example via a corresponding opposing field. It is possible and preferred to permanently change the permanent magnet via short electrical pulses of the electrical coil.
  • a magnetorheological medium is preferably a suspension of ferromagnetic particles in a medium such as
  • the medium may include stabilizers.
  • a washing machine or a tumble dryer or the like comprises a drum housing with a drum received thereon, a drum suspension / storage and a drum drive. Furthermore, a control device
  • the damper comprises two relatively movable components whose
  • Relative movement is damped. Between the two components an at least partially filled with a magnetorheological medium damping gap is arranged.
  • the damping gap is associated with a magnetic field generating device with an electric coil.
  • the two components are for
  • the washing machine according to the invention has many advantages, since vibrations can be damped by the movements of the drum by the damper used. At the same time, even small amounts of charge can be recorded to enable automatic and quantity-dependent control of washing programs.
  • the damper is adjustable during one revolution of the drum.
  • the damper or a
  • the damper force or the damper torque of the damper during one revolution by more than 10% of the maximum force or the maximum torque is controlled adjustable and can be varied in particular controlled.
  • a control algorithm shifts - with a corresponding
  • the optimum rearrangement point is in the range of the resonance speed.
  • Drum suspension and the drum housing is preferably carried out accordingly.
  • the switching time for the variation of the damping force or the damper torque is less than 20 ms.
  • the damper is connected to the drum via an approximately unloaded (or in the loaded) state of the drum approximately rectangular coupling joint.
  • a tumbling movement of the drum housing through damped a damping device with a rotary damper Preferably, a tumbling movement of the drum housing through damped a damping device with a rotary damper.
  • the damper can be connected in an unloaded state of the drum via an approximately right-angled coupling joint with the drum (90 °). In this case, in the unloaded state of the drum about a right angle to the coupling joint.
  • the angle changes in particular with increasing deflection of the drum. In advantageous embodiments, the angle at the coupling joint between about 75 ° and 115 °.
  • Operating condition of the rotary damper is usually warm during operation.
  • the rotary damper is normally always on soft (OFF state). If a path signal or the drum movement goes above a setpoint, it will be attenuated accordingly. So the drum does not swing up at all. Since the rotary damper can switch quickly with the MR medium or the MRF (in the millisecond range), this can be done in "real time.” If the damper were slow, then the machine would be able to swing up and the damping could not be sufficient during the operating point change With the present invention, within a period ⁇ 10 ms, the attenuation can be varied sharply and in particular from the minimum torque or the minimum force to almost or even the maximum, which is required at 1500 revolutions / min one revolution of 40 ms, so even at this speed the damping can be changed several times during a single revolution
  • magnetic material is particularly suitable for material that is easily magnetizable (high permeability) and that retains little or no residual magnetization (low coercitive field strength).
  • it should attenuate induced by field changes eddy currents by poor electrical conductivity.
  • Particularly effective eddy currents can be damped by a laminated structure of the magnetic circuit of ferromagnetic sheets.
  • magnetic circuit and electrical coil are designed so that the coil has the smallest possible inductance.
  • the energy needed for fast load changes is preferably provided by a low impedance source such as a capacitor or a battery close to the load.
  • a switch may be a mechanical switch / button in the simplest embodiment; advantageous is the use of a transistor. Conceivable, however, are other options such. a relay or special forms of the transistor (MOSFET, IGBT).
  • the switch can also be used in the GND branch, i. be provided between coil and ground (GND).
  • the current measurement can be done at any location of the circuit.
  • a freewheeling diode that allows the electric coil to open after opening
  • Switch to continue to drive power may also be provided.
  • the diode can also be replaced by a switch (Sync-FET).
  • Ii bridge full bridge
  • the electric coil can thus be driven in both directions, that is, the polarity at the electric coil terminals can be changed. This makes it possible, for example, to amplify or attenuate a permanent magnet in the magnetic circuit of the coil.
  • PWM pulsed control
  • the coil current can be varied.
  • the structure of a control loop can be equipped with various sensors in this version, the structure of a control loop
  • control program (wash program) already knows the process, it can also take into account that the speed is raised at a certain time when z. B. the spin program starts. Then, at the same time or early corresponding to be switched harder and a swinging of the drum can be avoided already in approach.
  • the rotary damper therefore requires a lower maximum torque or a lower acting maximum force and can be designed smaller and cheaper.
  • An advantage is that it can never be extreme movements, no matter how the machine is loaded. It requires little energy and water and the load and wear for the rotary damper as well as for the entire machine are low.
  • the program or the controller can also be used as a function of a program-dependent threshold or measured variables depending on z.
  • Power consumption of the engine an online frequency analysis and / or the like are controlled more. Just the power consumption over z.
  • measuring the current consumption of the electric motor to rotate the drum is a "reasonable" measure suitable for control, and time can also be used as the measurement / reference quantity.
  • a controller or controller can also be built on fuzzy logic and / or be able to learn.
  • a control or regulation can be learning / self-learning for influences such as aging and / or temperature influences. Furthermore, this can be adaptive / self-learning for optimum damping for specific washing profiles. It also can
  • the control or regulation can learn independently or be optimized / adjusted by the user.
  • the parameters represent a measure of the quality of the damping.
  • the calculation can be based on all available in the system
  • Measured variables take place.
  • the information of the kinematic variables of all actuators used in the system is preferably used.
  • the calculation of the parameters preferably takes place via the direct processing of the sensor signals and / or via algorithms which further process this information; for example.
  • the parameters represent, for example, a measure of vibration and / or noise. Also, alternative characteristics of parameters are conceivable.
  • the monitoring is preferably done in real time. At best at fixed intervals. Time intervals ⁇ 10ms seem realistic and advantageous.
  • the output can, for example, via a display, etc. take place.
  • control unit based on the determined characteristics for the optimal damping after each completed wash the characteristic informs the user.
  • the user can then appropriately save the timing for upcoming recurring washes.
  • controller can self-learning and / or automatically react to aging phenomena and adjust the control of the actuators accordingly to always optimal damping
  • controller can self-learning and / or automatically respond to temperature influences and adjust the control of the actuators accordingly to always optimal damping
  • the temperature in the actuators can increase significantly during operation, which is why the damping properties can vary significantly when controlled by the user himself. That is why it is an advantage that
  • this can be achieved by measuring the actuator temperature, for example. about a PT1000 in the coil or alternative concepts- and an adaptation
  • this laundry transfer can also take place during one or more revolutions or spin revolutions, as it were in the normal
  • Washing operation be performed (dynamic repositioning).
  • D. h. The operatively connected to the drum housing, arranged at different positions, switchable rotary damper are "intelligent" varied during a revolution in the force, so that the resulting drum movement (vibration, shock ...) leads to a rearrangement of the laundry.
  • the process is amplified when, with a correspondingly low setting of the damper torque or the acting damper force, the drum speed in the
  • the same procedure can also be used to increase the washing effect and reduce the detergent and water requirements, since thereby the laundry items during the washing process one or more times moved relative to each other / relocated / can be repositioned.
  • Another advantage is that aging phenomena in the system, which possibly change the occurrence of the resonance,
  • An additional advantage is that a greater washing effect can be achieved. This can be achieved by "water hammer” or by the fact that the laundry can bounce on the water.
  • the operation can be made quieter, quieter and less vibration. Especially for smaller apartments in which the
  • a larger drum can be provided for more laundry in a washing machine with the same external dimensions. Or the outer dimensions can be reduced with the same amount of laundry (mass) and thus the space requirement.
  • the controller preferably processes the available ones
  • System measured variables such as all measured accelerations of the system (drum, frame, etc.) and also kinematic variables of the actuator in particular continuously and determined based on the measurement data and the known system behavior the appropriate
  • Vibration behavior of the system is reduced.
  • the kinematic variables of the actuator can be directly measured via eg displacement sensors, speed sensors or Acceleration sensors.
  • the corresponding kinematic variables are generated via suitable algorithms on the basis of a measured variable.
  • the basic measurement e.g.
  • Displacement sensors speed sensors or
  • Acceleration sensors are used.
  • the algorithms are preferably based on a Kalman filter. But there are also alternative algorithms of signal processing conceivable.
  • the calculation of the optimum damping force for at least a part and preferably for all actuators (dampers) used at any desired activation time preferably takes place via at least one suitable control algorithm.
  • For optimal control it is possible that cycle times of up to 50 microseconds are necessary.
  • a plurality and preferably all information regarding the current kinematic variables of a plurality and preferably of all actuators used are taken into account.
  • a plurality and preferably all information of a plurality and preferably of all available system variables, such. B. all measured accelerations of the system (drum, frame, etc.) are taken into account.
  • the calculation of the optimal damping for each individual actuator used can be done in a higher-level central control unit.
  • the information of the optimal damping is then transmitted to the corresponding actuators and implemented / generated by these.
  • each actuator has its own control unit, which calculates and implements the corresponding information.
  • each actuator has its own control unit, with a control unit as the central calculation unit is working. This represents the master electronics;
  • a control unit must therefore ensure that the actual coil current during operation also the calculated coil current for the optimum
  • Damping corresponds. Due to the prevailing inductances of the coils, no sudden current change in the coil and thus no sudden change in the actuator torque can be generated. To minimize the resulting time constants,
  • At least one current regulator is used.
  • the implementation / calculation / implementation of the current controller can be taken over by a central control unit, for all actuators used in the system.
  • Information about the current coil current requirech.
  • the procurement of the information can be done by suitable sensors - eg shunt etc.- done.
  • An observer system for estimating the current coil current would also be conceivable.
  • the current controller can be regarded as torque control.
  • At least one torque sensor can also be used. Then preferably the moment of resistance of the actuator / actuators over the
  • the superordinate calculation of the optimal damping can again be done centrally or locally.
  • Ratio between minimum damping force due to the low basic force and maximum damping force The ratio of maximum force to minimum force or maximum torque to minimum torque exceeds the factor 100 and preferably the factor 300 and can particularly preferably reach values of 400 or 500 and exceed. Only by such high ratios, combined with the very short switching times including intelligent adjustment of the damper force, the
  • a coupling joint By a coupling joint can also be an ideal Force transfer can be achieved, with a right angle, for example, results when high damping forces are required.
  • the pivot shaft of the rotary damper can be aligned parallel to the axis of rotation of the drum, but can also be transversely or
  • a magnetorheological transmission device can also be provided for the use of a magnetorheological fluid, for example the product "Basonetic" from BASF.
  • the rheological fluid can be made of a variety of
  • Nanowires are also possible.
  • the carrier liquid may in particular consist of the following
  • oils and preferably synthetic or non-synthetic oils are used in the formulation.
  • oils and preferably synthetic or non-synthetic oils are used in the formulation.
  • Hydraulic oil glycol, water, fats and the like more.
  • the residual field can be eliminated.
  • Figure 1 is a schematic front view of an inventive
  • FIG. 2 is a schematic representation of the drum suspension in the washing machine of Figure 1;
  • Figure 3 is a schematic exploded view of a
  • Figure 4 shows a schematic cross section through the
  • Figure 6 shows a schematic cross section through the
  • Figure 7 schematically drawn magnetic field lines in the
  • FIG. 8 shows a cross section through a further damper device for the washing machine according to FIG. 1;
  • FIG. 9 is a perspective view of one more
  • FIG 11 is a highly schematic sketch of another
  • FIG. 1 shows a schematic and simplified front view of a washing machine 100 according to the invention, which has a housing 102. On the housing 102, a drum housing 102 is accommodated. The drum 101 is rotatably mounted in a drum housing 102. The drum is rotatable via a drum drive 104. The drum housing 102 is then connected to the dampers 1.
  • a control device 105 serves to control the program sequence and the washing machine 100 in total.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the drum suspension of the drum 101 and the drum housing 102 of the washing machine 100. Schematically, it is shown that the drum 101 or the drum housing 102 is suspended resiliently via a drum suspension 103. The central and downward arrow indicates the deflection of the drum 101 when the drum is being loaded. Then, the drum 101 lowers slightly, so that the rod 108 also moves down and thus also the
  • Coupling joint 106 pushes down. As a result, the angle between the bars 107 and 108 on the coupling joint 106, while the rotary damper 1 is deflected pivotally.
  • Figure 3 shows a schematic perspective view of the damper device 10, wherein the individual parts of the rotary damper 1 are recognizable.
  • the rotary damper 1 is essentially formed from the components 2 and 3, wherein on the component 2, the pivot shaft 4th
  • the component 3 is pushed over the component 2 and finally screwed to the lid 3a, wherein the first end 31 of the pivot axis 4 from the here right end of
  • Component 3 extends outwards. Spacers 38 can be used to comply with predetermined distances.
  • two variations are possible here, namely that extends on the other side of the component 3, the second end 32 of the pivot shaft to the outside, or that the second end 32 of the pivot shaft 4 in the interior of the component 3 and z.
  • the bearing 37 may be a low-cost slide bearing, but also with very high demands on the basic friction and life a ball or roller bearing. At low
  • the housing 30 can also be mounted on the coupling member (eg in the pivot point of the knee joint linkage). But it can also be a linear sensor can be used, for example, which is mounted on the rod between the linearly shifting points to each other.
  • the connecting lines 14 supply the rotary damper 1 with electrical energy.
  • a housing 30 of the rotary damper 1 forms.
  • the component 3 takes in the interior of the essential part of the component 2, so that after the screwing of the lid 3a with the component 3, only the first end 31 of
  • Pivot shaft 4 protrudes out of the housing 30 to the outside. At the outwardly projecting part of the pivot shaft 4 of the driver 4a is arranged.
  • the component 3 has an outer component 13 and forms the housing 30.
  • the component 2 has an inner component 12, which is surrounded by the outer component 13.
  • the pivot shaft 4 is mounted in the vicinity of the first end 31 via a bearing 37 and at the other end 32 is a spherical bearing here with a kind of bearing 37 is provided so that only one implementation of the pivot shaft 4 is present to the outside.
  • a spherical bearing here with a kind of bearing 37 is provided so that only one implementation of the pivot shaft 4 is present to the outside.
  • a geometric axis 9 extends centrally through the
  • a magnetic seal may be provided in which a magnetic seal of the very thin gap still existing there between the components 2 and 3 takes place.
  • At least one seal 11 is provided at the outlet of the thinnest possible pivot shaft 4 out of the housing 30.
  • the seal 11 is provided between the pivot shaft and the corresponding passage opening in the lid 3a. Without a seal at the axial ends of the damping gap 6, the basic friction is very low.
  • the volume of the magnetorheological medium is determined by the volume of the damping gap 6 and the approximately disc-shaped volume at the two axial
  • Microgear or wave gear e.g., Harmony Drive
  • Harmony Drive e.g., Harmony Drive
  • a disc can also be mounted on the input shaft.
  • the disc or the disc outer diameter can have at least one rope, belt with the to be damped
  • Swivel shaft 4 is shown. During assembly, the
  • the component 2 has a plurality of radially outwardly projecting arms 21, 22, 23, etc. Here are eight arms intended. But possible and preferred are also 6 or 10 or 12 or more arms.
  • a coil 8 is wound with at least one and here a plurality of turns.
  • the winding and the connection of the electric coils are made such that different poles of the magnetic field result at adjacent locations of adjacent arms when the coils 8 are supplied with current.
  • FIG. 6 shows a cross section through the rotary damper 1, the component 2 having the inner component 12 which is surrounded by the outer component 13 of the component 3. Between the two components 2 and 3 extends here in the
  • the coils 8 are first wound around the individual arms. Subsequently, the remaining
  • Cavities between the individual arms are partially or completely filled with a medium, so there no magnetorheological fluid must be filled.
  • casting resin or the like can be filled in there to prevent the
  • the damping gap is cylindrical. But it is also possible that separating elements 29 in the
  • Coupling gap are arranged, which divide the per se cylindrical coupling gap into a plurality of partial gaps.
  • the separating elements 29 are preferably connected either to the component 2 or the component 3.
  • the coupling gap 6 can itself the chamber 28 for the
  • magnetorheological medium or the coupling gap 6 forms together with the reservoir 15 at least the essential part of the chamber 28th
  • Figure 7 shows a highly schematic view of a field line over the cross section of the rotary damper 1 of Figure 6.
  • the field lines 36 occur approximately radially through the damping gap 6, each extending over an angle section through the component 3, before they again approximately perpendicular to the adjacent arm through the damping gap 6 (into the adjacent arm).
  • FIG. 7 shows that practically over the entire circumference of the rotary damper a high field line density is present, so that an effective damping of a pivoting movement is made possible.
  • Figure 8 shows a further embodiment of a rotary damper 1, in which the functionality is basically the same as in the previous rotary damper 1.
  • the pivot shaft 4 both at the first end 31 and a second end 32 to the outside. Therefore, the pivot shaft 4 is supported at both ends and sealed by seals 11 to the outside. Again, magnetic seals IIa can seal the damping gap 6 in the axial directions back.
  • Figure 9 shows an embodiment of the rotary damper 1, in which both the one component 2 has a protruding arm and the other component 3 has a likewise projecting arm, wherein the arms of the components 2, 3 in the ground state
  • the damper device 10 in the embodiment of Figure 9 is a kind of knee joint, which is suitable for the effective damping of pivoting movements in the washing machine 100.
  • actuators As an example, only three interconnected rotary damper 1 are shown here as actuators. However, it is also possible to provide four or five or even 10 or a multiplicity of actuated actuators. It is also possible that only one actuator or two actuators are provided.
  • the dampers 1 are here with a computing unit 201
  • the arithmetic unit 201 receives for each damper 1 at least one actuator signal 204, which describes at least one characteristic of at least one state of the damper 1 size.
  • an actuator signal comprises a characteristic quantity which is detected by the rotary encoder 17.
  • the actuator signal may also include a characteristic quantity detected by at least one torque sensor and / or at least one current sensor. Other suitable sensor types are also possible.
  • the arithmetic unit takes into account 201, a plurality of actuator signals 204 originating from different sensors.
  • the current / torque control 202 outputs at least one control voltage 205 for each damper 1 as a function of the resistance torques provided.
  • Control signals with other and / or additional suitable for controlling the damper 1 sizes as the voltage Based on
  • the control shown in FIG. 10 is as one
  • respective damper 1 associated power / torque control 202 may also be designed decentralized.
  • the arithmetic unit 201 remains central.
  • the current / torque control 202 is arranged in particular separately and spatially separated from the arithmetic unit 201.
  • control is shown as a
  • decentralized control 206 is configured. Here are the

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  • Textile Engineering (AREA)
  • Main Body Construction Of Washing Machines And Laundry Dryers (AREA)

Abstract

Drehdämpfer (1) für eine Maschine, insbesondere Waschmaschine (100) oder einen Wäschetrockner, wobei die Waschmaschine (100) oder der Wäschetrockner ein Gehäuse (102) und eine daran aufgenommene Trommel (101), eine Trommelaufhängung (103), einen Trommelantrieb (104) und eine Steuereinrichtung (105) aufweist. Zwischen dem Gehäuse (102) und der Trommel (101) ist ein Dämpfer (1) angeordnet, um Schwingungen der Trommel (101) und/oder und/oder des Trommelgehäuses zu dämpfen. Der Dämpfer (1) umfasst zwei relativ zueinander bewegbare Komponenten (2, 3), deren Relativbewegung dämpfbar ist. Zwischen den zwei Komponenten (2, 3) ist ein mit einem magnetorheologischen Medium (5) gefüllter Dämpfungsspalt (6) angeordnet und dem Dämpfungsspalt (6) ist eine Magnetfelderzeugungseinrichtung (7) mit einer elektrischen Spule (8) zugeordnet. Die beiden Komponenten (2, 3) des Drehdämpfers (2) gegeneinander verschwenkbar angeordnet, und dass eine der beiden Komponenten (2, 3) eine Innenkomponente (12) und die andere Komponente (4) eine Außenkomponente (13) umfasst, und dass die Außenkomponente (13) die Innenkomponente (12) wenigstens abschnittsweise radial umgibt, und dass radial zwischen der Außenkomponente (13) und der Innenkomponente (12) der Dämpfungsspalt (6) ausgebildet ist, sodass der Dämpfer (1) als Drehdämpfer zur Dämpfung einer Schwenkbewegung zwischen den beiden Komponenten (2, 3) ausgebildet ist.

Description

Dämpfereinrichtung für eine mit einer Trommel ausgerüstete Waschmaschine oder einen Wäschetrockner
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dämpfereinrichtung für eine mit einer Trommel ausgerüstete Maschine, insbesondere für eine Waschmaschine oder einen Wäschetrockner oder dergleichen mehr. Dabei dient die Dämpfereinrichtung dazu, die im Betrieb auftretenden Schwingungen der Trommel zu dämpfen.
Bei Waschmaschinen ist das Trommelgehäuse, in der die Trommel gelagert ist und rotiert, in der Regel an einer Feder aufgehängt und wird über eine Anzahl von Dämpfern gedämpft. Im Betrieb wird beim Durchfahren der Resonanzdrehzahl, d. h., wenn die
Waschmaschine von niederen Drehzahlen (z.B. Waschen) auf eine hohe Drehzahl (z. B. Schleudern) hochfährt, der Resonanzpunkt durchfahren, bei der sich die Trommel aufschwingt und es ohne Dämpfung zu erheblichen Trommelbewegungen kommen kann. Abhängig von der Beladungsmenge und Beladungslage und Beladungsart (z.B. ein großes Stück (z.B. ein Bettbezug) oder viel kleine Stücke) in der Trommel wird dieser Effekt noch verstärkt. Ohne entsprechende Dämpfung kann die Trommel an dem Waschmaschinengehäuse anschlagen oder es kann zu erheblichen Vibrationen/Bewegungen der gesamten Waschmaschine kommen. Um das zu verhindern, wird die
Trommelbewegung gedämpft. Dabei können Dämpfkräfte an den einzelnen Dämpfern von 100 Newton oder sogar 200 Newton und mehr notwendig sein. Der Bereich zwischen Minimal- (z.B. 5 N) und geforderter Maximalkraft (z.B. 150 N) ist der benötigte
Arbeitsbereich .
Bei niederen Drehzahlen wird ein Waschmaschinendämpfer im Stand der Technik auf weich gestellt bzw. geeignet wenig gedämpft, damit die Maschine möglichst leise/ruhig und zum Boden hin vibrationsarm arbeitet. Da viele Waschmaschinen aufgrund der Wohnraumknappheit im Wohnraum oder Wohnraum-/Schlafzimmernähe platziert werden, ist dies wichtig (z.B. Waschen während der Nacht) . Beim Erhöhen der Drehzahl durchläuft die Trommel der Waschmaschine ohne geeignete Dämpfungsprofile einen
Resonanzpunkt. Damit sich das Gesamtsystem (Waschmaschine) nicht aufschwingt, wird der Dämpfer vor dem Erreichen des
Resonanzpunktes bzw. während des Durchlaufes der kritischen Zone härter und damit die Schwingung geeignet gedämpft. Bei hohen Drehzahlen, nachdem der Resonanzpunkt durchlaufen ist, kann die Dämpfkraft wieder entsprechend den Umständen (Beladung, Unwucht etc.) reduziert werden, damit ein möglichst ruhiger Lauf erzielt wird. Deshalb ist der Einsatz von Waschmaschinendämpfern mit zwei Dämpfungsstufen interessant, um optimale Geräte zur Verfügung zu stellen .
Mit der WO 2014/037105 A2 ist eine Übertragungsvorrichtung bekannt geworden, wobei in einem Ausführungsbeispiel eine
Waschmaschine offenbart wird, deren Trommelbewegungen durch Dämpfer gedämpft werden. Dabei wird eine translatorische Bewegung zweier in Längsrichtung gegeneinander bewegbarer Komponenten gedämpft, wobei zwischen den Komponenten ein zum Beispiel zylindrischer Kopplungsspalt vorgesehen ist, der mit einem magnetorheologischen Medium gefüllt ist. An den axialen Enden des Kopplungsspalts ist dieser nach außen abgedichtet, sodass das magnetorheologische Medium unabhängig von einer Kopplung zwischen den koppelbaren Komponenten als eine Art steuerbarer Reibbelag in dem Kopplungsspalt verbleibt. Je nach Stärke eines anliegenden Magnetfeldes wirken in dem Kopplungsspalt entsprechende
Scherkräfte. Der damit bekannt gewordene Stand der Technik funktioniert grundsätzlich zuverlässig. Insbesondere wird nur eine geringe Menge des relativ teuren magnetorheologischen
Mediums benötigt, da nur das Volumen des Scherspalts gefüllt werden muss. Nachteilig an der bekannt gewordenen Übertragungsvorrichtung ist aber, dass eine relativ hohe Grundkraft vorliegt, die überwunden werden muss, bevor die Übertragungsvorrichtung eine Belastung erkennt.
Moderne Waschmaschinen verfügen über eine Beladungserkennung, d. h., eine Überladung wird vermieden und das
Waschmaschinenprogramm passt sich der Menge der Wäsche (Gewicht) und der Art der Wäsche an. Dadurch wird die Energieeffizienz gesteigert und es kann Waschmittel und Wasser gespart werden. Die Beladungserkennung funktioniert regelmäßig über den Hub der Trommel bei der Beladung. Die zum Beispiel an einer oder mehreren Feder aufgehängte Trommel senkt sich je nach Menge der Wäsche entsprechend ab. Diese Absenkung bzw. dieser Hub wird detektiert und ergibt über die Federsteifigkeit der Aufhängungsfeder die Beladungsmasse der Trommel. Damit auch kleine Beladungen erkannt werden, d. h., Gewichte im Bereich von kleiner 2 kg und
vorzugsweise kleiner 1 kg muss ein Dämpfer, mit dem die Trommel bzw. das Trommelgehäuse abgestützt wird, geringe Reibungen erreichen. Dabei sollte eine Grundkraft kleiner 10 Newton, und wenn möglich <5 Newton erreicht werden, denn bei drei
eingesetzten Dämpfern ergibt sich bei einer Grundkraft von 5 Newton pro Dämpfer eine Grundkraft insgesamt von 15 Newton als Aufstütz- bzw. Gegenkraft. Das bedeutet, dass Massen kleiner 15 Newton (1,5 kg) nicht mehr erkannt werden. Häufig werden
Waschmaschinen aber mit einem Gewicht in diesem Bereich oder sogar darunter beladen, sodass mit einem derartigen Dämpfer eine automatische Programmsteuerung nicht immer optimal funktioniert, da die Grundkraft zu hoch ist.
Es hat sich nun herausgestellt, dass mit einem Dämpfer nach der WO 2014/037105 A2 die Reibung eines einzigen Dämpfers schon bei 20 Newton oder mehr liegen kann. Dabei ergibt sich mehr als die Hälfte der Grundreibung über die durch die Dichtungen
verursachten Reibungen und der Rest etwa durch die Grundreibung des magnetorheologischen Mediums im Scherspalt. Bei drei
eingesetzten Dämpfern kann die Grundreibung dann Kräfte erreichen oder übersteigen, die sich erst bei der typischen oder maximalen Beladungsmenge ergeben. Um dem entgegen zu steuern, könnte man den Durchmesser der Dämpfer und damit die Dichtungslänge
reduzieren, was aber wiederum die Scherfläche und damit die maximale Gesamtkraft auch entsprechend reduzieren würde. Außerdem hat sich herausgestellt, dass Rohre mit einem Durchmesser von kleiner etwa 30 mm mit den geforderten Innenflächenqualitäten nicht ausreichend preisgünstig verfügbar sind. Eine hohe Oberflächenqualität der Innenfläche des Rohres ist aber nötig, damit die eingesetzten Dichtungen bzw. relative Dichtheit über die vorgesehene Lebensdauer mit z.B. 30 Mio. Hüben
funktionieren. Das kann aber nur gewährleistet werden, wenn die Lauffläche eine sehr hohe Qualität aufweist.
Erschwerend kommt hinzu, dass bei dem derartigen Dämpfer das Rohr aus ferromagnetischem Material sein muss, damit das Magnetfeld durch das Rohr geleitet wird. Vorzugsweise werden deshalb gering legierte Stähle wie zum Beispiel S235 (ST37) eingesetzt. Damit mit der Dichtung eine ausreichende Lebensdauer erzielt wird, sollte die Oberfläche hart oder gehärtet sein. Verwendet man hierfür nun kohlenstoffreiche Stähle, ergibt sich ein Widerspruch zu den gewünschten ferromagnetischen Eigenschaften.
Um nun die Reibung an den Dichtungen zu verringern, müssten Rohre mit kleineren Durchmessern verwendet werden, bei denen die geforderten Innenflächenqualitäten aber nicht kostengünstig zu erhalten sind, weil die Bearbeitungswerkzeuge auch Platz
(Durchmesser) benötigen. Werden größere Durchmesser gewählt, erhöht sich die Dichtungslänge und damit die Grundreibung.
Um einen solchen Dämpfer dennoch zu verwenden, wird in der
WO 2014/037 105 A2 ein Freihub vorgeschlagen, der jedoch den Nachteil hat, dass aufgrund der zusätzlichen Teile, Führungen, Kabeldurchführungen etc. Spiel und zusätzlich Kosten entstehen, wodurch das Produkt nochmals teurer wird. Abgesehen davon ist der Kraftübergang von einem Freihub auf Maximalkraft schwierig zu beherrschen, sodass es zu Unstetigkeiten und Schwingungen in der Waschmaschine kommen kann.
Ein anderer Dämpfer ist aus der US 2002/0084157 AI bekannt geworden, bei dem das magnetorheologische Fluid durch einen ringförmigen Strömungskanal zwischen dem Kolben und dem Gehäuse von einer ersten Kammer auf einer Seite des Kolbens zu einer zweiten Kammer auf der anderen Seite des Kolbens strömt. Dadurch wird eine erhebliche Menge des teuren magnetorheologischen
Fluides benötigt, sodass ein solcher Dämpfer für den Einsatz in Waschmaschinen nicht wirtschaftlich verwendbar ist. Zudem ergibt sich bei diesem Aufbau eine erhebliche
strömungsgeschwindigkeitsabhängige hydraulische Dämpfung in dem Strömungskanal .
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dämpfereinrichtung für eine mit einer Trommel ausgerüstete
Maschine, z.B. Trommelmaschine zum Schleifen und Polieren von Steinen, Betonmischmaschine, Schüttgutmischer, Zentrifugentrommel oder dergleichen, Waschmaschine oder einen Wäschetrockner zur Verfügung zu stellen, womit eine geringe Grundkraft und ein kostengünstiger Aufbau ermöglicht werden. Vorzugsweise soll ein möglichst großer Faktor zwischen Grundkraft (Grundmoment) und erzielbarer Maximalkraft (Maximalmoment) , bei gleichzeitig insbesondere geringstmöglichen Herstellkosten im niederen einstelligen Eurobereich ermöglicht werden. Nur so ist eine gewerbliche Anwendbarkeit mit gewinnbringenden Stückzahlen möglich .
Diese Aufgabe wird mit einer Dämpfereinrichtung mit den Mer des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Maschine,
insbesondere Waschmaschine, ist Gegenstand von Anspruch 21.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegen der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben s aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung der
Ausführungsbeispiele .
Eine erfindungsgemäße Dämpfereinrichtung für eine mit einer Trommel ausgerüstete Maschine, insbesondere Waschmaschine oder ein mit einer Trommel ausgerüsteter Wäschetrockner oder
dergleichen, dient dazu, die im Betrieb durch Bewegungen der Trommel und/oder des Trommelgehäuses hervorgerufenen Schwingungen zu dämpfen. Die Dämpfereinrichtung umfasst einen Dämpfer mit zwei relativ zueinander bewegbaren Komponenten, deren Relativbewegung dämpfbar ist. Zwischen den beiden Komponenten ist ein wenigstens teilweise mit einem magnetorheologischen Medium gefüllter
Dämpfungsspalt angeordnet. Dem Dämpfungsspalt ist wenigstens eine Magnetfelderzeugungseinrichtung mit einer elektrischen Spule zugeordnet. Dabei ist die Dämpfereinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, die Trommelbewegung in eine Schwenkbewegung
umzuwandeln, sodass der Dämpfer als Drehdämpfer zur Dämpfung einer Schwenkbewegung zwischen den beiden Komponenten ausgebildet ist .
Eine ebenfalls erfindungsgemäße Dämpfereinrichtung für eine mit einer Trommel ausgerüstete Maschine und insbesondere für eine Waschmaschine oder für einen mit einer Trommel ausgerüsteten Wäschetrockner oder dergleichen dient dazu, die im Betrieb durch Bewegungen der Trommel und/oder des Trommelgehäuses
hervorgerufenen Schwingungen zu dämpfen. Die Dämpfereinrichtung umfasst einen Dämpfer mit zwei relativ zueinander bewegbaren Komponenten, deren Relativbewegung dämpfbar ist. Zwischen den beiden Komponenten ist ein wenigstens teilweise mit einem magnetorheologischen Medium gefüllter Dämpfungsspalt angeordnet. Dem Dämpfungsspalt ist wenigstens eine Magnetfelderzeugungseinrichtung mit einer elektrischen Spule zugeordnet. Dabei sind die beiden Komponenten gegeneinander verschwenkbar angeordnet und eine der beiden Komponenten umfasst eine
Innenkomponente und die andere der beiden Komponenten umfasst eine Außenkomponente. Die Außenkomponente umgibt die
Innenkomponente wenigstens abschnittsweise radial. Zwischen der Außenkomponente und der Innenkomponente ist der Dämpfungsspalt ausgebildet. Der Dämpfer ist als Drehdämpfer zur Dämpfung einer Schwenkbewegung zwischen den beiden Komponenten ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Dämpfereinrichtung für eine Waschmaschine oder eine andere mit einer Trommel ausgerüstete Maschine hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Dämpfereinrichtung besteht darin, dass der Dämpfer als Drehdämpfer ausgebildet ist und eine Schwenkbewegung zwischen den beiden Komponenten dämpft. Dadurch müssen keine langen Dichtungen entlang einer Achse axial verschoben werden, sodass ein durch die Dichtungen hervorgerufener Reibwert bei der vorliegenden
Erfindung erheblich geringer ist als bei einer Übertragungseinrichtung aus dem Stand der Technik mit translatorisch
zueinander bewegbaren Komponenten (+Stick-Slip Effekt) . Dadurch ergeben sich bei der erfindungsgemäßen Dämpfereinrichtung sehr geringe Grunddrehmomente, welche über Koppelglieder bzw.
kinematische Gestänge Dämpfkräfte erzeugen und so die quasi Linear- oder Taumelbewegung des Trommelgehäuses dämpfen. Es können so umgerechnet auf einen Linearbewegung - wie im Stand der Technik - Dämpfkräfte von kleiner 2 N erzeugt werden.
Weiterhin wird bei der erfindungsgemäßen Dämpfereinrichtung für eine Waschmaschine nur eine geringe Menge des magnetorheologischen Mediums benötigt, da grundsätzlich nur der relativ dünne Dämpfungsspalt mit dem magnetorheologischen Medium gefüllt werden muss. Da nur eine Schwenkbewegung zwischen den beiden Komponenten vorliegt, ist die Gefahr eines Verlusts des
magnetorheologischen Mediums auch erheblich geringer als im Stand der Technik bei einer translatorischen Bewegung, bei der die Dichtungen bei jedem Hub das im Dämpfungsspalt vorhandene Medium zuverlässig zurückhalten muss. Ein sich dabei im Stand der
Technik aus der Linearbewegung ergebender Schleppdruck vor den Dichtungen erschwert das Abdichten zusätzlich. Bei einer
Lebensdauer von mehreren Millionen Hüben stellt das hohe
Anforderungen an die Dichtung, die bei der vorliegenden Erfindung erheblich geringer sind, da nur eine rotative Schwenkbewegung zwischen den beiden Komponenten erfolgt, ohne dass eine
translatorische Bewegung der beiden Komponenten zueinander stattfindet. Die Dichtung kann hierbei auf einer Welle oder einem Wellenabschnitt mit erhöhter Härte und Oberflächenqualität laufen, da die Welle nicht Bestandteil des Magnetkreises sein muss, was eine passende Werkstoffwahl ermöglicht. Zudem kann der Dichtungsdurchmesser (Dichtungslänge) bei der vorliegenden
Erfindung noch wesentlich reduziert werden, da die Abdichtung nicht notwendigerweise auf der dem Dämpfungspalt zugeordneten Flächen erfolgen muss, sondern z.B. auf der wesentlich dünneren Welle erfolgen kann.
Bei der vorliegenden Erfindung weist die Waschmaschine bzw. der Wäschetrockner jeweils eine Trommel auf. Eine solche Trommel kann insbesondere topfartig ausgestaltet sein. Möglich sind auch regelmäßige und unregelmäßige Zylinder und andere Formen.
Der Dämpfer weist auf wenigstens einem Teil der Umfangsfläche einen Dämpfungsspalt auf, der mit einem magnetorheologischen Medium und insbesondere einem magnetorheologischen Fluid (MRF) gefüllt ist.
Die beiden gegeneinander verschwenkbaren Komponenten verschenken vorzugsweise im Betrieb maximal um einen vorgegebenen Winkel. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass beide Komponenten gegeneinander rotierbar sind und eine oder mehrere oder viele Umdrehungen bei der Schwingungsdämpfung durchführen.
Insbesondere handelt es sich bei der Erfindung um einen
Waschmaschinendämpfer zur Dämpfung von Schwingungen insbesondere einer Trommel einer Waschmaschine oder gegebenenfalls eines Wäschetrockners, wobei die Dämpfung über einen Drehdämpfer erfolgt. Die Schwenkbewegung erfolgt vorzugsweise um eine insbesondere zentrale Achse. Der Dämpfungsspalt erstreckt sich vorzugsweise in axialer Richtung zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende.
Die Dämpfung kann über Scherkräfte bzw. Schubspannungen in dem magnetorheologischen Medium erfolgen. Dabei bleibt hier das magnetorheologische Medium als eine Art steuerbarer Reibbelag in dem Dämpfungsspalt. Der Dämpfungsspalt ist insbesondere als dünner und umlaufender Dämpfungsspalt ausgebildet. Vorzugsweise wirkt das Magnetfeld auf wenigstens 25% einer Fläche des
ringförmig umlaufenden Dämpfungsspalts ein. Insbesondere beträgt der durch das Magnetfeld beeinflusste Flächenanteil an der gesamten Umfangsfläche des ringförmig umlaufenden Dämpfungsspalts mehr als 30% und vorzugsweise mehr als 40% und besonders
bevorzugt mehr als 50%, 60%, 70% oder 80% der Umfangsfläche des ringförmig umlaufenden Dämpfungsspalts. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird eine Flächenelement dann zu dem durch das
Magnetfeld beeinflussten Flächenanteil gezählt, wenn die
Magnetfeldstärke dort größer als 5% und vorzugsweise größer als 10% einer durchschnittlich auf die Umfangsfläche (des ringförmig umlaufenden Dämpfungsspalts) einwirkenden Magnetfeldstärke ist.
Der Drehdämpfer erzeugt ein steuerbares Dämpfermoment. Dieses kann über weitere Mittel in eine Dämpferkraft umgewandelt werden, die zur Dämpfung eines Trommelgehäuses einer Waschmaschine beiträgt. Insofern stellt der Drehdämpfer ein Dämpfermoment bereit, welches in eine an dem Trommelgehäuse wirkende Dämpferkraft umgewandelt wird. Das Dämpfermoment und die (effektiv wirkende) Dämpferkraft hängen insbesondere proportional und in vielen Fällen linear oder etwa linear voneinander ab und können - soweit technisch sinnvoll - im Sinne der vorliegenden Anmeldung synonym verwendet werden. Jedenfalls wird ein Dämpfermoment bereitgestellt, um an dem Trommelgehäuse ein entsprechende
Dämpferkraft wirken zu lassen. Die effektiv wirkende Dämpferkraft kann auch als Dämpfungskraft bezeichnet werden.
Der Dämpfungsspalt ist vorzugsweise ringförmig und umlaufend ausgebildet. In einer bevorzugten Weiterbildung ist der
Dämpfungsspalt Teil einer Kammer. Die Kammer wird durch die beiden Komponenten und durch eine zwischen den beiden Komponenten angeordnete Dichtungseinrichtung oder durch zwei zwischen den beiden Komponenten angeordnete Dichtungseinrichtungen
abgedichtet. Insbesondere wird die Kammer vollständig nach außen durch die beiden Komponenten und durch eine oder zwei Dichtungen abgedichtet .
Vorzugsweise wird die Kammer und/oder der Dämpfungsspalt zwischen den Komponenten radial nach innen von der Innenkomponente und radial nach außen von der Außenkomponente begrenzt. Der
Dämpfungsspalt erstreckt sich vorzugsweise über eine axiale Länge, wobei der Dämpfungsspalt besonders bevorzugt radial vollständig von der ersten Komponente und der zweiten Komponente begrenzt wird.
Die Kammer kann ein Reservoir eines magnetorheologischen Mediums umfassen. Das Reservoir des magnetorheologischen Mediums kann beispielsweise eine ausreichende Menge des magnetorheologischen Mediums enthalten, um einen sich im Betrieb während der
Lebensdauer ergebenden Verlust auszugleichen. Möglich ist es auch, dass in dem Reservoir eine Feder oder ein Luftvolumen oder dergleichen vorgesehen ist, um das magnetorheologische Medium unter einen leichten Überdruck zu setzen. Dadurch wird bei einer Erhöhung der Betriebstemperatur das Gasvolumen komprimiert und es wird der Austritt von magnetorheologischen Medium verhindert oder wenigstens reduziert. Ein über eine Leitung verbundenes
außenliegendes Reservoir mit oder ohne eine Feder oder ein
Luftvolumen oder dergleichen ist auch möglich.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist eine Mehrzahl an
wenigstens teilweise radial verlaufenden Armen an wenigstens einer der Komponenten vorgesehen. Dabei ist insbesondere
wenigstens ein Teil der Arme mit wenigstens einer elektrischen Spule mit jeweils wenigstens einer Wicklung ausgerüstet.
Vorzugsweise erstreckt sich die Wicklung einer elektrischen Spule und insbesondere im Wesentlichen aller elektrischen Spulen oder einer elektrischen Spulen jeweils insbesondere vollständig neben der Achse und beabstandet von der Achse. Die Achse kann eine zentrale geometrische Achse oder die Schwenkwelle sein.
Vorzugsweise sind an den benachbarten Enden benachbarter Arme wenigstens einer Komponente unterschiedliche Pole der
Magnetfelderzeugungseinrichtungen vorgesehen. Besonders bevorzugt liegt insgesamt eine gerade Anzahl von Armen vor, die besonders bevorzugt symmetrisch oder regelmäßig über dem Umfang der entsprechenden Komponente verteilt angeordnet sind. So sind bei 4 Armen die Arme um jeweils 90° versetzt angeordnet, während bei 6 Armen der Winkel 60° und bei 8 Armen 45° beträgt. Möglich ist auch eine Anzahl von 10, 12, 14 oder 16 Armen. Besonders bevorzugt weist die Innenkomponente die radial
abstehenden oder verlaufenden Arme mit den daran angeordneten Spulen auf. Möglich ist es aber auch, dass die radial
verlaufenden Arme oder weitere radial verlaufende Arme an der Außenkomponente vorgesehen sind.
In allen Ausgestaltungen sind die beiden Komponenten relativ zueinander vorzugsweise nur um einen begrenzten Schwenkwinkel verschwenkbar. Der begrenzte Schwenkwinkel kann sich
beispielsweise durch einen mechanischen Anschlag ergeben. Möglich ist es auch, dass der Schwenkwinkel durch elektrische
Anschlusskabel begrenzt wird, die mit verschwenkt werden. Möglich ist es auch, dass sich der maximale Schwenkwinkel aus der
Einbausituation bzw. der Kinematik ergibt, sodass auch bei mit verschwenkten Kabeln kein Anschlag vorgesehen sein muss.
Es ist möglich und bevorzugt, dass dem Dämpfer wenigstens ein Drehgeber zur Erfassung des Schwenkwinkels der beiden Komponenten zugeordnet ist. Der Drehgeber kann optisch, magnetisch oder sonstwie ausgebildet sein und zur absoluten Erfassung des
Schwenkwinkels oder zu einer relativen Erfassung des Schwenkwinkels der beiden Komponenten zueinander vorgesehen sein.
Möglich ist ein Winkelsensor zur Erfassung einer Winkelposition der beiden Komponenten zueinander. Vorzugsweise wird der Winkel als Absolutposition beim Beladen der Trommel erfasst. Dadurch kann u.a. auch der sonst verwendete Beladungssensor zwischen Trommel und Gehäuse entfallen. Insbesondere wird auch eine
Winkeländerung beim Dämpfen detektiert.
In vorteilhaften Weiterbildungen weist der Dämpfungsspalt eine radiale Höhe kleiner als 2 % eines Durchmessers des Dämpfungsspalts und/oder eine radiale Höhe <0,6 mm auf. Bei einem
Durchmesser von 30 mm ergibt sich mit einer radialen Höhe von 2 % des Durchmessers eine Höhe von 0,6 mm. Bei einem Durchmesser von 10 mm ergibt sich ein Dämpfungsspalt mit einer Höhe von 0,2 mm. In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die radiale Höhe kleiner 0,5 mm und insbesondere kleiner 0,3 mm beträgt. Dadurch werden kleine Volumina für das magnetorheologische Fluid bzw. Medium ermöglicht.
Besonders bevorzugt weist der Dämpfungsspalt deshalb ein Volumen kleiner als 10 ml und insbesondere von kleiner 5 ml oder sogar kleiner 2 ml auf. Möglich und bevorzugt sind auch Volumina kleiner 3 ml .
Vorzugsweise werden die elektrischen Spulen und evtl. Sensoren über elektrische Verbindungsleitungen angeschlossen, die insbesondere innerhalb der Innenkomponente nach außen geführt werden. Möglich ist es auch, dass die Verbindungsleitungen außerhalb der Innenkomponente nach außen geführt werden. Die Innenkomponente kann die Schwenkwelle umfassen, sodass die elektrischen Verbindungsleitungen durch das Innere der Schwenkwelle nach außen geführt werden. Vorzugsweise ist kein
Schleifring vorgesehen, um die elektrischen Spulen anzuschließen Besonders bevorzugt werden die elektrischen Spulen und evtl. Sensoren und damit die elektrische Leistungs- oder Signalübertragung über eine Wickelfeder, wie z.B. ein langes
aufgewickeltes Flachbandkabel oder werkstoffeinstückige und insbesondere einstückige Verbindungsleitungen ohne gegeneinander rotierende Bauteile von außen angeschlossen.
In anderen Ausgestaltungen mit z.B. nicht so hohen Anforderungen an die Lebensdauer kann auch ein verschleißbehafteter Schleifrin vorgesehen sein, der die Kontaktübertragung der elektrischen Verbindungsleitungen zu den elektrischen Spulen sicherstellt.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Außenkomponente Teil eines Gehäuses ist, an dem die Innenkomponente wenigstens zum Teil aufgenommen ist. Dabei ist die Schwenkwelle der Innenkomponente aus der Außenkomponente nach außen geführt. Es ist bevorzugt, dass wenigstens ein Ende der Schwenkwelle aus dem Gehäuse herausgeführt ist. Es ist aber auch bevorzugt, dass das andere Ende der Schwenkwelle innerhalb des Gehäuses endet. Bei einer Ausgestaltung, bei der ein Ende aus dem Gehäuse herausgeführt wird und das andere Ende innerhalb des Gehäuses endet, können besonders geringe Reibmomente und Leckage erzielt werden, da nur an einem Ende der Schwenkwelle bzw. dem
Wellenausgang eine Dichtung vorgesehen sein muss.
In allen Weiterbildungen ist es möglich, dass auf der Schwenk- welle auch ein Zahnrad montiert werden kann, welches dann mit einer Zahnstange oder anderen Zahnrädern in Wirkverbindung steht oder kämmt.
Es ist auch möglich und bevorzugt, dass der Dämpfer nach Art eines Kniehebels ausgebildet ist. Bei einer solchen Ausgestaltung der Dämpfereinrichtung ist eine Komponente des Dämpfers mit einem Arm verbunden und die andere Komponente des Dämpfers ist mit einem anderen Arm verbunden oder als ein solcher ausgebildet, sodass insgesamt ein Kniehebel entsteht.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass wenigstens eine Federeinrichtung vorgesehen ist, um eine Gegenkraft bzw. Gegenmoment aufzubauen, wenn eine Auslenkung der beiden Komponenten in wenigstens eine Richtung erfolgt. Die Federeinrichtung kann an der Dämpfereinrichtung vorgesehen sein, kann aber auch an anderen Teilen oder Komponenten der Waschmaschine eingebaut oder angebaut sein. Dies können Linearfedern, Schenkelfedern, Spiralfedern, Flachfedern, Torsionsfedern, Zug- oder Druckfedern sein, ohne darauf beschränkt zu sein.
Es ist möglich, dass eine Mehrzahl an Dämpfungsspalten vorgesehen ist, welche über dem Umfang der Innenkomponente verteilt
angeordnet sind. Dazu können beispielsweise Trennelemente radial nach außen von der Innenkomponente abstehen, sodass der an sich etwa zylindrische Dämpfungsspalt in mehrere Teilspalte aufgeteilt wird. Dabei sind die Trennelemente in Kraft Übertragenderweise mit der Innenkomponente verbunden, da sie bei der Schwenkbewegung der Innenkomponente relativ zu der Außenkomponente Kraft
übertragen müssen.
Wenigstens einer Spule kann ein Dauermagnet zugeordnet sein. Ein solcher Dauermagnet stellt dauerhaft ein Magnetfeld zur Verfügung, wodurch dauerhaft eine bestimmte Grunddämpfung erreicht wird. Besonders bevorzugt kann das Magnetfeld des
Dauermagneten über die zugeordnete elektrische Spule beeinflusst werden. Insbesondere kann das Magnetfeld kontinuierlich variiert werden, um beispielsweise über ein entsprechendes Gegenfeld das Magnetfeld des Dauermagneten auch zu neutralisieren, zum Beispiel zur Beladung der Maschine. Es ist möglich und bevorzugt, den Dauermagneten über kurze elektrische Pulse der elektrischen Spule dauerhaft zu verändern.
Als magnetorheologisches Medium wird vorzugsweise eine Suspension von ferromagnetischen Partikeln in einem Medium wie
beispielsweise Öl, Glykol oder Fett verwendet. Dabei kann das Medium Stabilisatoren beinhalten.
Eine erfindungsgemäße Waschmaschine oder einen Wäschetrockner oder dergleichen weist ein Trommelgehäuse mit einer daran aufgenommenen Trommel, eine Trommelaufhängung-/Lagerung und einen Trommelantrieb auf. Weiterhin ist eine Steuervorrichtung
vorgesehen. Zwischen dem Waschmaschinengehäuse und der Trommel bzw. dem Trommelgehäuse ist wenigstens ein Dämpfer angeordnet, um Schwingungen der Trommel zu dämpfen. Dabei umfasst der Dämpfer zwei relativ zueinander bewegbare Komponenten, deren
Relativbewegung dämpfbar ist. Zwischen den zwei Komponenten ist ein wenigstens teilweise mit einem magnetorheologischen Medium gefüllter Dämpfungsspalt angeordnet. Dem Dämpfungsspalt ist eine Magnetfelderzeugungseinrichtung mit einer elektrischen Spule zugeordnet. Dabei sind die beiden Komponenten zur
Momentübertragung bzw. Kraftübertragung gegeneinander
verschwenkbar angeordnet. Eine der beiden Komponenten umfasst eine Innenkomponente und die andere Komponente umfasst eine Außenkomponente. Die Außenkomponente umgibt die Innenkomponente wenigstens abschnittsweise radial. Radial zwischen der Außenkomponente und der Innenkomponente ist der Dämpfungsspalt ausgebildet, sodass der Dämpfer als Drehdämpfer zur Dämpfung einer Schwenkbewegung zwischen den beiden Komponenten ausgebildet ist. Auch die erfindungsgemäße Waschmaschine hat viele Vorteile, da durch den eingesetzten Dämpfer Schwingungen durch die Bewegungen der Trommel gedämpft werden können. Gleichzeitig können auch kleine Beladungsmengen erfasst werden, um so eine automatische und mengenabhängige Steuerung von Waschprogrammen zu ermöglichen.
Dabei ist der Dämpfer während einer Umdrehung der Trommel verstellbar. Insbesondere ist der Dämpfer bzw. eine
Dämpfungskraft bzw. das Dämpfungsmoment der Dämpfereinrichtung während einer vollständigen Umdrehung der Trommel zweimal oder mehrfach verstellbar.
Vorzugsweise ist die Dämpferkraft bzw. das Dämpfermoment des Dämpfers während einer Umdrehung um mehr als 10% der Maximalkraft bzw. des Maximalmoments kontrolliert verstellbar und kann insbesondere gesteuert variiert werden.
Ein Steueralgorithmus verschiebt - bei einer entsprechenden
Ausgangseinstellung der wirkenden Dämpferkraft - die Trommeldrehzahl in den Bereich eines optimalen Umlagerungspunktes und variiert dann die effektiv wirkende Dämpferkraft so, dass dadurch die Wäschestücke während des Waschvorgangs ein- oder mehrmals relativ zueinander bewegt/umgelagert und/oder umpositioniert werden .
Vorzugsweise liegt der optimale Umlagerungspunkt im Bereich der Resonanzdrehzahl. Die Auslegung der Trommel und der
Trommelaufhängung sowie des Trommelgehäuses erfolgt vorzugsweise entsprechend .
Vorteilhafterweise ist die Umschaltzeit für die Variation der Dämpferkraft bzw. des Dämpfermoments kleiner 20 ms.
Insbesondere ist der Dämpfer über ein im unbeladenen (oder im beladenen) Zustand der Trommel etwa rechtwinkliges Koppelgelenk mit der Trommel verbunden ist.
Vorzugsweise wird eine Taumelbewegung des Trommelgehäuses durch eine Dämpfeinrichtung mit einem Drehdämpfer gedämpft.
Der Dämpfer kann in einem unbeladenen Zustand der Trommel über ein zum Beispiel etwa rechtwinkliges Koppelgelenk mit der Trommel verbunden sein (90°) . Dabei liegt im unbeladenen Zustand der Trommel etwa ein rechter Winkel an dem Koppelgelenk an. Der Winkel ändert sich insbesondere mit zunehmender Auslenkung der Trommel. In vorteilhaften Ausgestaltungen liegt der Winkel an dem Koppelgelenk zwischen etwa 75° und 115°.
Wichtige Betriebs zustände bei einer Waschmaschine sind:
1. Stillstand und Beladen:
Dabei sollte eine möglichst kleine Dämpfung vorliegen, um eine Beladungserkennung durchzuführen .
2. Waschen bei einer niederen Drehzahl:
Hierbei ist eine geringe oder mittlere Dämpfung sinnvoll. Es wird dann wenig Energie im Dämpfer „vernichtet". Es soll aber auch das Erreichen des Endanschlags vermieden werden. In diesem
Betriebs zustand wird der Drehdämpfer im Betrieb meist warm.
3. Resonanzbereich
In diesem Bereich soll eine große Dämpfung eingestellt werden. Hier ergeben sich durch die Erfindung Vorteile, da eine variable Dämpfung eingestellt werden kann, um nicht immer einen bestimmten Resonanzpunkt zu haben.
4. Hohe Drehzahlen, z. B. Schleudern
Bei hohen Drehzahlen von z. B. 1.600 Umdrehungen/min oder mehr soll eine geringe oder möglichst geringe Dämpfung vorliegen.
Trotz einer möglichen (geringen) Unwucht wird nur eine geringe Auslenkung bei sehr hohen Drehzahlen erreicht. Abhängig von der Beladungsmenge (-masse) und Beladungslage in der Trommel, der Alterung und der Verschleiß der Bauteile, der Temperatur, Luftfeuchtigkeit und anderen Einflussgrößen können sich die erforderlichen Dämpfkräfte bei den zuvor genannten
Betriebs zuständen verändern. Ein Vorteil ergibt sich durch den Steuer- oder regelbaren Drehdämpfer der Erfindung mit der
Adaptivität und den schnellen Schaltmöglichkeiten (Anpassung über die Lebensdauer)
Der Drehdämpfer ist normalerweise immer auf weich (OFF-State) . Wenn ein Wegsignal oder die Trommelbewegung über einen Sollwert geht, wird entsprechend gedämpft. So schwingt sich die Trommel gar nicht auf. Da der Drehdämpfer mit dem MR-Medium oder dem MRF schnell schalten kann (im Millisekundenbereich), kann das quasi in „Echtzeit" geschehen. Wenn der Dämpfer langsam wäre, dann würde sich die Maschine aufschwingen können und die Dämpfung könnte während des Arbeitspunktwechsels nicht ausreichend schnell angepasst werden, um eine Resonanz zu verhindern. Mit der vorliegenden Erfindung kann innerhalb einer Zeitspanne < 10 ms die Dämpfung stark und insbesondere von dem Minimalmoment bzw. der der Minimalkraft auf fast oder sogar das Maximum variiert werden. Bei 1500 Umdrehungen/min. benötigt eine Umdrehung 40 ms, sodass sogar bei dieser Drehzahl die Dämpfung mehrmals während einer einzigen Umdrehung verändert werden kann. Kleinere
Änderungen des Dämpfungsmoments bzw. der der Dämpfungskraft benötigen noch weniger Zeit, sodass dafür immer ausreichend Zeit sein sollte.
Damit der Dämpfer der gewünschten Vorgabe möglichst schnell folgen kann, ist eine Konstruktion vorteilhaft, bei der das im Dämpfungsspalt wirkende Magnetfeld sehr schnell verändert werden kann. Dazu eignet sich im Magnetkreis besonders Material, das leicht magnetisierbar ist (hohe Permeabilität) und keine oder kaum Restmagnetisierung behält (geringe Koerzitivfeldstärke) . Zudem soll es die durch Feldänderungen induzierten Wirbelströme durch eine schlechte elektrische Leitfähigkeit dämpfen. Besonders wirkungsvoll können Wirbelströme durch einen laminierten Aufbau des Magnetkreises aus ferromagnetischen Blechen gedämpft werden. Bevorzugt werden Magnetkreis und elektrische Spule so gestaltet, dass die Spule eine möglichst kleine Induktivität hat.
Vorteilhaft ist die Versorgung der Spule mit einer höheren
Betriebsspannung, als diese benötigen würde, um den maximalen Strom zu treiben (voltage boost) , wodurch wesentlich schnellere Stromsprünge ermöglicht werden. Durch eine gepulste Ansteuerung kann weiterhin ein beliebiger Strom eingestellt werden. Für schnelle Änderungen der Stromstärke in beide Richtungen, also Erhöhung und Absenkung des Stroms, eignet sich beispielsweise eine Ansteuerung durch eine Vollbrücke (H-Brücke) .
Die für schnelle Lastwechsel benötigte Energie wird bevorzugt von einer niederimpedanten Quelle wie einem Kondensator oder einer Batterie nahe beim Verbraucher bereitgestellt.
Ein Schalter kann in der einfachsten Ausführung ein mechanischer Schalter / Taster sein; vorteilhaft ist die Verwendung eines Transistors. Denkbar sind aber auch andere Möglichkeiten wie z.B. ein Relais oder auch Sonderformen des Transistors (MOSFET, IGBT) . Der Schalter kann unter anderem auch im GND-Zweig, d.h. zwischen Spule und Masse (GND) vorgesehen sein. Die Strommessung kann an einem beliebigen Ort der Schaltung erfolgen. Eine Freilaufdiode , der es der elektrischen Spule erlaubt nach dem Öffnen vom
Schalter weiter Strom zu treiben, kann ebenfalls vorgesehen sein. Die Diode kann ebenfalls durch einen Schalter (Sync-FET) ersetzt werden .
Ebenfalls möglich ist eine Ansteuerung mittels Vollbrücke (Ii- Brücke) . Die Elektrospule kann so in beide Richtungen angesteuert werden, d.h., die Polarität an den Elektrospulenanschlüssen kann gewechselt werden. Das ermöglicht z.B., einen Permanentmagneten im magnetischen Kreis der Spule zu verstärken oder abzuschwächen. Bei gepulster Ansteuerung (PWM) kann der Spulenstrom variiert werden. Neben der einfachen Möglichkeit zur Steuerung kann auch in dieser Ausführung die Steuerung mit verschiedenen Sensoren ausgestattet werden, die den Aufbau eines Regelkreises
ermöglichen. Je nach Einsatzzweck können z.B. Druck-, Kraft-, Weg-, Temperatur-, Geschwindigkeits- oder Beschleunigungssensoren verwendet werden. Auch die Kombination dieser oder anderer
Sensoren ist denkbar.
Da das Steuerprogramm (Waschprogramm) schon den Ablauf kennt, kann es auch berücksichtigen, dass die Drehzahl zu einem gewissen Zeitpunkt angehoben wird, wenn z. B. das Schleuderprogramm startet. Dann kann gleichzeitig bzw. frühzeitig entsprechend härter geschaltet werden und ein Aufschwingen der Trommel kann so schon im Ansatz vermieden werden. Der Drehdämpfer benötigt deshalb ein geringeres Maximalmoment bzw. eine geringere wirkende Maximalkraft und kann kleiner und kostengünstiger ausgelegt werden .
Ein Vorteil ist, dass es nie zu extremen Bewegungen kommen kann, egal wie die Maschine beladen ist. Es wird wenig Energie und Wasser benötigt und die Belastung und der Verschleiß für den Drehdämpfer wie auch für die gesamte Maschine sind gering.
Eventuell sollte dazu ein Sensor eingesetzt werden, der den Weg oder die Position oder die Beschleunigung erfasst. Denkbar ist es aber auch ohne Sensorik. Wenn die Arbeitspunktwechsel nämlich einigermaßen deterministisch sind und die Zeitpunkte der Arbeitspunktwechsel bekannt sind (wie bei Waschmaschinen regelmäßig) , kann auch bei einer vereinfachten (kostengünstigeren) Ausführung eine rein zeitliche Ansteuerung des Aktors ausreichen.
Das Programm bzw. die Steuerung kann auch in Abhängigkeit von einem vom Programm abhängigen Schwellwert oder von Messgrößen abhängig von z. B. der Beschleunigung der Trommel, dem
Stromverbrauch des Motors, einer Online-Frequenzanalyse und/oder dergleichen mehr gesteuert werden. Gerade der Stromverbrauch über z. B. das Messen des Stromverbrauchs des Elektromotors zum Drehen der Trommel ist eine „günstige" Messgröße, die sich zur Steuerung eignet. Auch die Zeit kann als Mess-/Referenzgröße verwendet werden .
Eine Steuerung oder Regelung kann auch auf Fuzzy Logik aufgebaut und/oder lernfähig sein.
Eine Steuerung oder Regelung kann dabei lernfähig/selbstlernend für Einflüsse wie Alterung und/oder Temperatureinflüsse sein. Weiter kann diese lernfähig/ selbstlernend für optimale Dämpfungen für spezifische Waschprofile sein. Dabei können auch
spezifische/wiederkehrende Beladungsgegebenheiten
berücksichtigt/erlernt werden.
Dabei kann die Steuerung oder Regelung eigenständig lernen oder durch den User optimiert/angepasst werden.
Um eine geeignete/optimale Dämpfung für sämtliche mögliche
Betriebs zustände erkennen zu können, werden auf Basis sämtlicher im System verfügbaren Messgrößen entsprechende Kenngrößen generiert. Diese signalisieren, ob die Dämpfung entsprechend gut oder verhältnismäßig nicht optimal eingestellt ist. Diese
Kenngrößen werden vorzugsweise in einem fixen zeitlichen
Intervall fortlaufend/periodisch erzeugt/generiert.
Die Kenngrößen stellen ein Maß für die Güte der Dämpfung dar. Die Berechnung kann auf Basis sämtlicher im System verfügbaren
Messgrößen erfolgen. Bevorzugt werden die Informationen der kinematischen Größen sämtlicher im System verwendeter Aktoren verwendet .
Die Berechnung der Kenngrößen erfolgt vorzugsweise über die direkte Verarbeitung der Sensorsignale und/oder über Algorithmen, welche diese Informationen weiterverarbeiten; bspw.
Frequenzanalysen etc.
Die Kenngrößen stellen bspw. ein Maß für Vibrationen und/oder Geräuschausprägungen dar. Auch alternative Ausprägungen von Kenngrößen sind denkbar.
Diese Kenngrößen können dann von der Steuerung interpretiert werden . Im Allgemeinen können sämtliche verfügbare Systeminformationen, im Speziellen die kinematischen Größen des Aktors, zu Monitoring- Zwecken verwendet werden.
Das Monitoring erfolgt vorzugsweise in Echtzeit. Allenfalls in fixen zeitlichen Intervallen. Dabei scheinen Zeitintervall <10ms realistisch und vorteilhaft.
Ebenso können diese Kenngrößen vom Benutzer der Waschmaschine interpretiert werden. Die Ausgabe kann bspw. über ein Display etc. erfolgen.
Es ist möglich, dass der Benutzer im Betrieb die
Dämpfungseigenschaften manuell anpassen kann um eine optimale Dämpfung für jeden Betriebs zustand zu erzeugen. Die
Interpretation der Dämpfungsgüte erfolgt dann insbesondere über die entsprechend automatisch generierten Kenngrößen.
Dem Benutzer ist es somit möglich, Waschabfolgen zu
personalisieren. Damit können für spezifische Beladungen bei spezifischen Betriebs zuständen optimale Dämpfungseigenschaften ermittelt und gespeichert werden. Denkbar ist auch eine
Ermittlung/Speicherung einer zeitlichen Abfolge der
Dämpfungseigenschaften .
Damit wird es dem Benutzer ermöglicht, spezifische optimale Waschprogramme für spezifische/wiederkehrende Beladungsformen zu erzeugen/ speichern/wiederabzurufen .
Bspw. ist es damit möglich geräuscharme Waschvorgänge zu erzeugen und für wiederkehrende Anwendungen wiederabzurufen (z.B. Waschen von Bettwäsche) .
Ebenso ist es möglich, dass alles soeben Beschriebene automatisch von einer Steuereinheit erlernt/durchgeführt wird.
Dabei ist es bspw. denkbar, dass die Steuereinheit auf Basis der ermittelten Kenngrößen für die optimale Dämpfung nach jedem abgeschlossenen Waschgang die Kenngröße dem Benutzer mitteilt.
Der Benutzer kann dann entsprechend die zeitliche Abfolge für kommende wiederkehrende Waschvorgänge speichern.
Weiter kann die Steuerung selbstlernend und/oder automatisch auf Alterungserscheinungen reagieren und die Ansteuerung der Aktoren entsprechend anpassen um eine stets optimale Dämpfung zu
gewährleisten .
Weiter kann die Steuerung selbstlernend und/oder automatisch Temperatureinflüsse reagieren und die Ansteuerung der Aktoren entsprechend anpassen um eine stets optimale Dämpfung zu
gewährleisten .
Die Temperatur in den Aktoren kann im Betrieb deutlich ansteigen, weshalb bei selber Ansteuerung die Dämpfungseigenschaften deutlich variieren können. Deshalb ist es von Vorteil, die
Temperatureinflüsse im Zuge der Ansteuerung zu kompensieren um ein stets gleichbleibendes Verhalten zu erzeugen.
Das ist mit konventionellen Aktoren nicht möglich.
Mit Hilfe des vorliegenden Systems kann das erreicht werden, in dem die Aktortemperatur gemessen wird -bspw. über einen PT1000 in der Spule oder alternative Konzepte- und eine Anpassung
entsprechend den bekannten Temperatureinflüssen auf Basis der Temperaturinformation erfolgt.
Wenn die Trommel einseitig beladen wird (z. B. Klumpenbildung der Wäsche; große Wäschestücke) , dann kann dies eine große Unwucht ergeben, die nur mit erheblichem Aufwand beherrscht werden kann. Das Härterschalten der Drehdämpfer wirkt dann u. U. auch nur wenig mildernd. Sobald eine solche Unwucht bemerkt wird,
variieren oder reduzieren moderne Waschmaschinen die Trommeldrehzahl (Umlagerungsdrehzahl ) bzw. bleiben an günstigen Positionen stehen. Dann steht z.B. die Unwucht bzw. die Wäsche über Kopf, d. h. in der 12-Uhr-Stellung, damit die Wäsche dadurch „umgelagert bzw. umverteilt" wird. Ein Nachteil hierbei ist, dass dadurch die Waschzeit (stark) erhöht wird, da der Vorgang erheblich Zeit benötigt. Der Vorgang des „Umlagerns" muss in der Regel mehrmals durchgeführt werden (Variieren der Drehzahl, Trommel steht, warten ...) . Zudem kostet es Energie (Anfahren der Trommel ...) .
Mit der Erfindung und dem darin eingesetzten schnell schaltenden Drehdämpfer mit insbesondere Schaltzeiten von kleiner 10 ms von einer kleinen an dem Trommelgehäuse wirkenden Dämpferkraft auf eine entsprechend hohe an dem Trommelgehäuse wirkende Dämpfkraft kann diese Wäscheumlagerung auch während einer oder mehreren Umdrehungen oder Schleuderumdrehungen, quasi im normalen
Waschbetrieb, durchgeführt werden (dynamisches Umlagern) . D. h., die mit dem Trommelgehäuse wirkverbundenen, an unterschiedlichen Positionen angeordneten, schaltbaren Drehdämpfer werden während einer Umdrehung in der Kraft „intelligent" variiert, sodass die daraus resultierende Trommelbewegung (Schwingung, Stoß ...) zu einer Umlagerung der Wäsche führt. Der Vorgang wird verstärkt, wenn bei entsprechend geringer Einstellung des Dämpfermoments bzw. der wirkenden Dämpferkraft die Trommeldrehzahl in den
Bereich des Resonanzpunktes verschoben und dann das Dämpfermoment „intelligent" variiert wird. Das gleiche Vorgehen kann auch zur Erhöhung der Waschwirkung und Reduktion des Waschmittel- und Wasserbedarfs eingesetzt werden, da dadurch die Wäschestücke während des Waschvorgangs ein- oder mehrmals relativ zueinander bewegt/umgelagert/umpositioniert werden können.
Dabei ist es von Vorteil, wenn Sensoren wissen, an welcher
Winkelstelle/-position die Wäsche bzw. Unwucht gerade ist bzw. wie groß die Last ist. Ein entsprechender Algorithmus verbessert das Ergebnis nochmals, sodass in möglichst kurzer Zeit mit geringem Energiebedarf und Geräuschen eine Umlagerung, d. h. gute Wäscheverteilung in der Trommel, stattfinden kann.
Ein weiterer Vorteil ist, dass Alterungserscheinungen im System, welche evtl. das Zustandekommen der Resonanz verändern,
berücksichtigt werden können. Es ist möglich, algorithmisch darauf zu reagieren. So findet auch mit steigendem Betriebsalter noch eine optimale Dämpfung statt.
Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass eine größere Waschwirkung erzielt werden kann. Das kann durch „Wasserschlag" erreicht werden bzw. dadurch, dass die Wäsche auf das Wasser aufprallen kann.
Es ist eine Energieeinsparung möglich, da der Dämpfer beim
Waschen nur so hart wie nötig eingestellt ist.
Der Betrieb kann leiser, ruhiger und vibrationsarm ermöglicht werden. Besonders bei kleineren Wohnungen, in denen die
Waschmaschine in der Küche oder im Wohnraum steht, ist dies sehr wichtig. Durch den adaptiven Dämpfer ergibt sich eine schonendere Wäsche, was auch die Lebensdauer der Maschine erhöht.
Mit weniger erforderlichem Dämpferhub und damit geringerer
Auslenkung der Trommel kann eine größere Trommel für mehr Wäsche in einer Waschmaschine mit gleichen Außenabmessungen vorgesehen werden. Oder die Außenabmessungen können bei gleicher Wäschemenge (-masse) und damit der Bauraumbedarf, reduziert werden.
Durch adaptive Dämpfer mit intelligenter Ansteuerung wird weniger oder keine Zusatzmasse zur Stabilisierung oder dem Verschieben der Resonanz- oder der Erhöhung der Unwuchtaufnahmefähigkeit an der Waschmaschine benötigt.
Die Steuerung verarbeitet vorzugweise die verfügbaren
Systemmessgrößen, wie sämtliche gemessenen Beschleunigungen des Systems (Trommel, Rahmen etc.) und auch kinematische Größen des Aktors insbesondere fortlaufend und ermittelt basierend auf den Messdaten und dem bekannten Systemverhalten die geeignete
Dämpfkraft vorzugsweise während jeder Umdrehung für die einzelnen Aktoren und steuert diese entsprechend an, sodass das
Schwingungsverhalten des Systems reduziert wird.
Die kinematischen Größen des Aktors können dabei direkt gernessen werden über z.B. Wegsensoren, Geschwindigkeitssensoren oder Beschleunigungssensoren .
Weiter ist es denkbar, dass die entsprechenden kinematischen Größen über geeignete Algorithmen auf Basis einer Messgröße generiert werden. Als Basismessgröße können dabei z.B.
Wegsensoren, Geschwindigkeitssensoren oder
Beschleunigungssensoren verwendet werden. Die Algorithmen basieren dabei vorzugsweise auf einem Kaimanfilter. Es sind aber auch alternative Algorithmen der Signalverarbeitung denkbar.
Die Berechnung der optimalen Dämpfkraft für wenigstens einen Teil und bevorzugt für sämtliche eingesetzte Aktoren (Dämpfer) zu einem beliebigen Ansteuerungszeitpunkt erfolgt vorzugsweise über wenigstens einen geeigneten Steueralgorithmus. Für eine optimale Ansteuerung ist es dabei möglich, dass Taktzeiten von bis zu 50 Mikrosekunden nötig sind. Dazu werden insbesondere eine Mehrzahl und vorzugsweise sämtliche Informationen bezüglich der aktuellen kinematischen Größen einer Mehrzahl und vorzugsweise aller eingesetzten Aktoren berücksichtigt. Weiter werden insbesondere eine Mehrzahl und vorzugsweise sämtliche Informationen einer Mehrzahl und vorzugsweise aller verfügbarer Systemgrößen, wie z. B. sämtliche gemessenen Beschleunigungen des Systems (Trommel, Rahmen etc.) berücksichtigt.
Die Berechnung der optimalen Dämpfung für jeden einzelnen eingesetzten Aktor (Dämpfer) kann dabei in einer übergeordneten zentralen Steuereinheit erfolgen. Die Information der optimalen Dämpfung wird dann an die entsprechenden Aktoren übermittelt und von diesen umgesetzt/erzeugt.
Ebenso ist es möglich, dass die Berechnung der optimalen Dämpfung für jeden einzelnen eingesetzten Aktor (Dämpfer) dezentral erfolgt. Dabei besitzt jeder Aktor eine eigene Steuereinheit, welche die entsprechenden Informationen berechnet und umsetzt.
Ebenso ist es möglich, dass j eder Aktor eine eigene Steuereinheit besitzt, wobei eine Steuereinheit als Berechnungs zentrale arbeitet. Diese stellt die Masterelektronik; dar und
verarbeitet/berechnet die übergeordnete Steuerungsstrategie und übermittelt die entsprechenden Informationen der optimalen
Dämpfung an die restlichen im System verfügbaren Aktoren
(Slaves) .
Neben der Berechnung der optimalen Dämpfung für insbesondere sämtliche im System verfügbaren Aktoren ist es wichtig, mittels einer geeigneten Ansteuerung zu gewährleisten, dass diese optimale Dämpfung auch zeitgerecht vom Aktor umgesetzt wird. Das wirkende Moment des Aktors ist dabei proportional zum
Spulenstrom. Die Information der optimalen Dämpfung ist
dementsprechend proportional zum Spulenstrom. Eine Steuereinheit muss demnach gewährleisten, dass der tatsächliche Spulenstrom im Betrieb auch dem kalkulierten Spulenstrom für die optimale
Dämpfung entspricht. Auf Grund der herrschenden Induktivitäten der Spulen, kann keine sprunghafte Stromänderung in der Spule und damit keine sprunghafte Änderung des Aktormoments erzeugt werden. Um die entstehenden Zeitkonstanten zu minimieren, wird
vorzugsweise wenigstens ein Stromregler eingesetzt. Der
Stromregler ist dafür verantwortlich, dass der reale Spulenstrom dem angestrebten Spulenstrom (für die optimale Dämpfung)
möglichst schnell folgt.
Die Implementierung/Berechnung/Umsetzung des Stromreglers kann dabei von einer zentralen Steuereinheit übernommen werden, für alle im System verwendeten Aktoren.
Ebenso ist es möglich, dass die
Implementierung/Berechnung/Umsetzung des Stromreglers für jeden einzelnen eingesetzten Aktor (Dämpfer) dezentral erfolgt. Dabei besitzt jeder Aktor eine eigene Steuereinheit, welche die entsprechenden Informationen berechnet und umsetzt.
In jeder Form ist für einen Stromregler insbesondere die
Information über den aktuellen Spulenstrom erfordernch . Die Beschaffung der Information kann dabei durch geeignete Sensoren - z.B. Shunt etc.- erfolgen. Denkbar wäre auch ein Beobachtersystem zur Schätzung des aktuellen Spulenstromes.
Der Stromregler kann dabei als Momentenregelung angesehen werden.
Für eine präzisere Momentenregelung kann dabei auch wenigstens ein Drehmomentsensor zum Einsatz kommen. Dann wird vorzugsweise das Widerstandsmoment des Aktors/der Aktoren über das
Sensorsignal des Drehmomentensensor geregelt und ein Stromregler kann entfallen.
Denkbar ist auch eine Kombination von Stromregler und
übergeordnetem Drehmomentenregler .
Die übergeordnete Berechnung der optimalen Dämpfung kann dabei wiederum zentral oder dezentral erfolgen.
Diese beiden Steuerungsaufgaben können separiert voneinander betrachtet werden.
Mit der erfindungsgemäßen Dämpfereinrichtung für eine Waschmaschine können hohe an einem Trommelgehäuse wirkende
Dämpfungskräfte eingestellt werden. Dabei liegt ein hohes
Verhältnis zwischen minimaler Dämpfungskraft, die durch die geringe Grundkraft bedingt ist, und maximaler Dämpfungskraft vor. Das Verhältnis von maximaler Kraft zu minimaler Kraft bzw. von Maximalmoment zum Minimalmoment übersteigt den Faktor 100 und vorzugsweise den Faktor 300 und kann besonders bevorzugt Werte von 400 oder 500 erreichen und übersteigen. Nur durch derart hohe Verhältnisse, kombiniert mit den sehr kurzen Schaltzeiten samt intelligenter Einstellung der Dämpferkraft, werden das
„dynamische Umlagern" der Wäsche und die beschriebene Erhöhung der Waschwirkung und Reduktion des Waschmittel-, Energie- und Wasserbedarfs durch die relative Umpositionierung des
Trommelinhaltes zueinander möglich. Zudem wird eine relativ geringe Grundfläche benötigt, was die Kosten senkt.
Durch ein Koppelgelenk kann zudem noch eine ideale Kraftüberleitung erreicht werden, wobei sich ein rechter Winkel zum Beispiel dann ergibt, wenn hohe Dämpfkräfte gefordert werden. Die Schwenkwelle des Drehdämpfers kann parallel zu der Drehachse der Trommel ausgerichtet sein, kann aber auch quer oder
windschief dazu sein.
Eine magnetorheologische Übertragungsvorrichtung kann auch für den Einsatz einer magnetorheologischen Flüssigkeit vorgesehen sein, wie beispielsweise das Produkt „Basonetic" der Firma BASF.
Die rheologische Flüssigkeit kann aus verschiedensten
Bestandteilen bestehen, welche einzeln oder in Kombination sein können: Fe, Kohlenstoffstahl , NdFeB (Neodymium) , Alnico,
Samarium, Cobalt, Silizium, Kohlefaser, rostfreier Stahl,
Polymere, Sodalime glass, Kalknatronglas, Keramic und nicht magnetische Metalle und dergleichen mehr. Dimorphische
magnetorheologische Flüssigkeiten mit Nanotubes oder/und
Nanowires sind auch möglich.
Die Trägerflüssigkeit kann insbesondere aus den folgenden
Bestandteilen oder einer Kombination daraus bestehen: Öle und vorzugsweise synthetische oder nicht synthetische Öle,
Hydrauliköl, Glycol, Wasser, Fette und dergleichen mehr.
Je nach verwendetem Material kann es, abhängig von z.B. der
Anzahl der Schaltungen (Ein-Aus) zu einem bleibenden magnetischen Restfeld im Material kommen. Dadurch steigt das Grundmoment.
Durch ein Wechselfeld mit abnehmender Amplitude kann das Restfeld beseitigt werden.
Dadurch können beim Material us '. größere Toleranzen bezüglich der Materialqualität akzeptiert werden, was die Herstellkosten wiederum reduziert.
In allen Ausgestaltungen ist es auch möglich, dass die
Schwenkwelle stehend ausgeführt wird, d. h. also als Welle, wobei dann das Gehäuse bei der Dämpfung dämpfend schwenkt. Das Gehäuse des Dämpfers ist dann mit dem Trommelgehäuse wirkverbunden . Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den
Ausführungsbeispielen, die nachfolgend mit Bezug auf die
beiliegenden Figuren erläutert werden.
In den Figuren zeigen:
Figur 1 eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen
Waschmaschine ;
Figur 2 eine schematische Darstellung der Trommelaufhängung in der Waschmaschine nach Figur 1;
Figur 3 eine schematische Explosionsdarstellung einer
Dämpfereinrichtung für die Waschmaschine nach Figur 1;
Figur 4 einen schematischen Querschnitt durch die
Dämpfereinrichtung für die Waschmaschine nach Figur 1;
Figur 5 eine perspektivische Ansicht eines Teils der
Dämpfereinrichtung nach Figur 3;
Figur 6 einen schematischen Querschnitt durch die
Dämpfereinrichtung nach Figur 3;
Figur 7 schematisch eingezeichnete Magnetfeldlinien in der
Dämpfereinrichtung nach Figur 6;
Figur 8 einen Querschnitt durch eine weitere Dämpfereinrichtung für die Waschmaschine nach Figur 1;
Figur 9 eine perspektivische Ansicht noch einer
Dämpfereinrichtung für die Waschmaschine nach Figur 1;
Figur 10 eine stark schematisierte Skizze der Steuerung der
Dämpfereinrichtung; und
Figur 11 eine stark schematisierte Skizze einer weiteren
Ausgestaltung der Steuerung der Dämpfereinrichtung. Figur 1 zeigt eine schematische und vereinfachte Frontansicht einer erfindungsgemäßen Waschmaschine 100, die über ein Gehäuse 102 verfügt. An dem Gehäuse 102 ist ein Trommelgehäuse 102 aufgenommen. Die Trommel 101 ist in einem Trommelgehäuse 102 drehbar gelagert. Die Trommel ist über einen Trommelantrieb 104 drehbar. Das Trommelgehäuse 102 ist dann mit den Dämpfern 1 verbunden. Eine Steuereinrichtung 105 dient zur Steuerung des Programmablaufs und der Waschmaschine 100 insgesamt.
Die Trommel 101 bzw. das Trommelgehäuse 102 ist über hier drei Dämpfereinrichtungen 10 schwingungsdämpfend aufgenommen. Jede Dämpfereinrichtung 10 weist einen als Drehdämpfer 1 ausgebildeten Dämpfer auf. Die Dämpfereinrichtung umfasst hier jeweils ein Koppelgelenk 106 und damit verbundene Stäbe/Koppelstangen 107 und 108. Dabei ist der Stab 107 jeweils mit dem Drehdämpfer 1 verbunden und der Stab 108 ist hier mit der Trommel 101
verbunden .
Die Grundreibung bzw. das Grundmoment der Drehdämpfer 1 ist hier so gering, dass die Trommel 101 auch geringe Beladungen von 1 oder 2 kg zuverlässig erfasst, sodass die Steuereinrichtung 105 die entsprechenden Programme gewichtsabhängig steuern kann.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Trommelaufhängung der Trommel 101 bzw. des Trommelgehäuses 102 der Waschmaschine 100. Schematisch ist dargestellt, dass die Trommel 101 bzw. das Trommelgehäuse 102 über eine Trommelaufhängung 103 federnd aufgehangen ist. Der zentrale und nach unten gerichtete Pfeil zeigt die Auslenkung der Trommel 101 an, wenn die Trommel beladen wird. Dann senkt sich die Trommel 101 etwas ab, sodass der Stab 108 sich ebenfalls nach unten verlagert und somit auch das
Koppelgelenk 106 nach unten drückt. Dadurch verändert sich der Winkel zwischen den Stäben 107 und 108 an dem Koppelgelenk 106, während der Drehdämpfer 1 schwenkend ausgelenkt wird.
Figur 3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Dämpfereinrichtung 10, wobei die einzelnen Teile des Drehdämpfers 1 erkennbar sind.
Der Drehdämpfer 1 wird im Wesentlichen aus den Komponenten 2 und 3 gebildet, wobei an der Komponente 2 die Schwenkwelle 4
angeordnet oder ausgebildet ist. Die Schwenkwelle 4 weist ein erstes Ende 31 und ein zweites Ende 32 auf. Über dem Umfang der Komponente 2 sind hier mehrere Arme 21, 22 und 23 zu sehen, auf die in der Beschreibung der Figuren 5 bis 7 noch näher
eingegangen wird.
An der Schwenkwelle 4 kann ein Mitnehmer 4a (Passfeder)
angeordnete werden, um die Komponente 2 drehfest mit einem Teil der Waschmaschine 100 zu verbinden. Statt der Passfeder kann auch eine Keilverzahnung, Polygonverbindung oder eine andere kraft- oder formschlüssige Verbindung verwendet werden. Bei der Montage wird die Komponente 3 über die Komponente 2 geschoben und schließlich mit dem Deckel 3a verschraubt, wobei das erste Ende 31 der Schwenkachse 4 sich aus dem hier rechten Ende der
Komponente 3 aus nach außen erstreckt. Distanzhülsen 38 können zur Einhaltung vorbestimmter Abstände eingesetzt werden.
Grundsätzlich sind hier zwei Variationen möglich, nämlich, dass sich auf der andern Seite der Komponente 3 das zweite Ende 32 der Schwenkwelle bis nach draußen erstreckt, oder aber, dass das zweite Ende 32 der Schwenkwelle 4 im Inneren der Komponente 3 und z. B. in dem Lager 37 des Deckel 3a aus z. B. Aluminium oder dgl . gelagert wird. Das Lager 37 kann ein kostengünstiges Gleitlager, aber auch bei sehr hohen Anforderungen an die Grundreibung und Lebensdauer ein Kugel- oder Wälzlager sein. Bei geringen
Anforderungen kann es auch weggelassen werden.
Ein Drehgeber bzw. Winkelsensor 17 dient zur Erfassung der relativen Winkelposition der Komponenten 2 und 3 zueinander. Der Winkelsensor 17 kann einen Magnetstack enthalten und
berührungslos von außerhalb des Gehäuses 30 abgelesen werden. Er kann aber auch am Koppelglied montiert sein (z.B. im Drehpunkt des Kniegelenkgestänges) . Es kann aber auch ein Linearsensor eingesetzt werden, welcher z.B. am Gestänge zwischen den sich zueinander linear verschiebenden Punkten montiert ist.
Die Verbindungsleitungen 14 versorgen den Drehdämpfer 1 mit elektrischer Energie.
Des weiteren sind von links nach rechts eine Bundbuchse, eine Passscheibe, noch eine Bundbuchse, Dichtungen und Lager etc. zu sehen .
Figur 4 zeigt einen schematischen Querschnitt im zusammengebauten Zustand, wobei erkennbar ist, dass die Komponente 3 im
zusammengebauten Zustand ein Gehäuse 30 des Drehdämpfers 1 bildet. Die Komponente 3 nimmt im Inneren den wesentlichen Teil der Komponente 2 auf, sodass nach der Verschraubung des Deckels 3a mit der Komponente 3 nur noch das erste Ende 31 der
Schwenkwelle 4 aus dem Gehäuse 30 nach außen hervor steht. An dem nach außen vorstehenden Teil der Schwenkwelle 4 ist der Mitnehmer 4a angeordnet. Die Komponente 3 weist eine Außenkomponente 13 auf und bildet das Gehäuse 30. Die Komponente 2 weist eine Innenkomponente 12 auf, die von der Außenkomponente 13 umgeben ist.
Die Schwenkwelle 4 wird in der Nähe des ersten Endes 31 über ein Lager 37 gelagert und an dem anderen Ende 32 ist eine hier kugelförmige Lagerung mit einer Art Lager 37 vorgesehen, sodass nur eine Durchführung der Schwenkwelle 4 nach außen vorliegt. Dadurch kann die Grundreibung und somit das Grundmoment gesenkt werden, wodurch eine höhere Empfindlichkeit der Waschmaschine 100 bei der Beladung erzielbar ist.
Eine geometrische Achse 9 erstreckt sich zentral durch die
Schwenkwelle 4. Durch die Schwenkwelle 4 erstrecken sich auch die elektrischen Verbindungsleitungen 14, die von außen (ohne
Schleifring) durch die Schwenkwelle 4 zu den elektrischen Spulen 8 durchgeführt werden, die im Inneren des Gehäuses 30 angeordnet sind .
In dem hier stark schematischen Querschnitt des Drehdämpfers 1 sind zwei Arme 21, 22 an der Innenkomponente 12 der Komponente 2 zu erkennen.
Der Dämpfungsspalt 6 ist radial zwischen der Innenkomponente 12 und der Außenkomponente 13 vorgesehen und erstreckt sich über eine axiale Länge 16, die einen wesentlichen Teil der Länge der Innenkomponente 12 aufweist. Die Länge 16 des Dämpfungsspalts 6 beträgt vorzugsweise wenigstens die Hälfte und insbesondere wenigstens 2/3 der Länge der Komponente 3.
Insbesondere bei großen Durchmessern 27 des Dämpfungsspalts 6 ist es möglich, an den axialen Enden des Dämpfungsspalts 6 jeweils Dichtungen vorzusehen, um das magnetorheologische Medium im Wesentlichen und vorzugsweise vollständig innerhalb des
Dämpfungsspalts 6 zurückzuhalten. In einfachen Ausgestaltungen kann eine magnetische Dichtung vorgesehen sein, bei der eine magnetische Abdichtung des dort zwischen den Komponenten 2 und 3 noch vorhandenen sehr dünnen Spalts erfolgt.
Es wird wenigstens eine Dichtung 11 an dem Austritt der möglichst dünnen Schwenkwelle 4 aus dem Gehäuse 30 vorgesehen. Hier ist die Dichtung 11 zwischen der Schwenkwelle und der entsprechenden Durchführungsöffnung in dem Deckel 3a vorgesehen. Ohne eine Dichtung an den axialen Enden des Dämpfungsspalts 6 ist die Grundreibung sehr gering. Das Volumen des magnetorheologischen Mediums bestimmt sich durch das Volumen des Dämpfungsspalts 6 und des etwa scheibenförmigen Volumens an den beiden axialen
Stirnseiten zwischen der Innenkomponente 12 und der
Außenkomponente 13.
Das Volumen des Dämpfungsspalts 6 ist sehr gering, da die radiale Höhe des Dämpfungsspalts vorzugsweise kleiner als 2 % eines Durchmessers 27 des hier zylindrischen Dämpfungsspalts beträgt. Die radiale Höhe des Dämpfungsspalts beträgt insbesondere weniger als 1 mm und vorzugsweise weniger als 0,6 mm und besonders bevorzugt weniger als 0,3 mm. Bei einer Länge 16 von zum Beispiel bis zu 40 oder 50 mm und einem Durchmesser 27 von bis zu 30 mm und einer Spalthöhe im Bereich von 0,3 mm ergibt sich so ein Spaltvolumen von <2 ml, wodurch die Herstellkosten sehr gering gehalten werden können. Das Volumen des und des magneto- rheologischen Mediums beträgt insbesondere weniger als 3 ml und vorzugsweise weniger als 2 ml.
Zwischen Schwenkwelle 4 und dem Stab 107 oder einem anderen Koppelelement kann auch ein Getriebe nach dem Stand der Technik, vorzugsweise ein möglichst spielfreies Planetengetriebe,
Microgetriebe oder Wellgetriebe (z.B. Harmonie Drive) angeordnet werden .
Statt des Stabs 107 kann auch eine Scheibe auf der Eingangswelle angebracht werden. Die Scheibe bzw. der Scheibenaußendurchmesser kann über zumindest ein Seil, Riemen mit dem zu dämpfenden
Element (kraftschlüssig oder wirk-) verbunden sein. Das
Verbindungselement kann auch über Umlenkungen, Übersetzungen (z.B. Flaschenzugprinzip ...) mit dem zu dämpfenden Element wirkverbunden sein. Dadurch ist der Aufbau bezüglich der
Anbringung sehr flexibel und die entgegen den Stäben 107 und 108 sind die Kräfte/Momente nicht winkelpositionsabhängig . Es kann aber auch eine Exzenter- oder Nockenscheibe verwendet werden, wodurch die Kräfte/Momente winkelpositionsabhängig werden. Es kann auch ein umlaufendes Seil mit Fixierstelle verwendet werden, wodurch eine Zwangssteuerung möglich wird, d.h., es können Zug- und Druckkräfte übertragen werden. Das Übertragungselement (z.B. Seil) kann kraft- oder formschlüssig mit der Scheibe verbunden sein .
Figur 5 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils des Drehdämpfers 1, wobei die Komponente 2 ohne die
Schwenkwelle 4 dargestellt ist. Bei der Montage wird der
abgebildete Teil der Komponente 2 mit der Schwenkwelle 4 drehfest gekoppelt .
Die Komponente 2 weist eine Mehrzahl von radial nach außen abstehenden Armen 21, 22, 23 etc. auf. Hier sind acht Arme vorgesehen. Möglich und bevorzugt sind aber auch 6 oder 10 oder 12 oder mehr Arme.
Um die jeweiligen Arme ist jeweils eine Spule 8 mit wenigstens einer und hier einer Mehrzahl von Windungen gewickelt. Dabei erfolgen die Wicklung und der Anschluss der elektrischen Spulen derart, dass sich an benachbarten Stellen benachbarter Arme unterschiedliche Pole des Magnetfelds ergeben, wenn die Spulen 8 mit Strom versorgt werden.
Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch den Drehdämpfer 1, wobei die Komponente 2 die Innenkomponente 12 aufweist, die von der Außenkomponente 13 der Komponente 3 umgeben ist. Zwischen den beiden Komponenten 2 und 3 erstreckt sich hier ein im
Wesentlichen zylindrischer und übertrieben groß dargestellter Dämpfungsspalt 6, in dem ein magnetorheologisches Medium 5 vorhanden ist. Insbesondere ist der Dämpfungsspalt 6 vollständig mit dem magnetorheologischen Medium 5 gefüllt. Es kann wenigstens ein Reservoir 15 vorgesehen sein, in dem ein Vorrat des magnetorheologischen Mediums bevorratet wird, um über die Lebensdauer des Drehdämpfers 1 den Verlust einer gewissen Menge des Mediums kompensieren zu können. Ein solches Reservoir 15 kann beispielsweise in der Aussparung zwischen zwei Armen 22, 23 vorgesehen sein. Das Reservoir kann aber auch außerhalb der Komponente 3 sein .
Bei der Herstellung werden zunächst um die einzelnen Arme die Spulen 8 gewickelt. Anschließend können die verbleibenden
Hohlräume zwischen den einzelnen Armen teilweise oder vollständig mit einem Medium aufgefüllt werden, damit dort kein magnetorheologisches Fluid eingefüllt werden muss. Beispielsweise kann dort Gießharz oder dergleichen eingefüllt werden, um die
Hohlräume aufzufüllen. Gießharz oder dergleichen ist kostengünstiger wie das magnetorheologische Fluid. Das Ausfüllen der Hohlräume ist funktionsmäßig nicht notwendig. Möglich ist es aber auch, dass eine zum Beispiel dünne Schutzschicht in Form einer Abdeckung 34 übergezogen wird, um die Dämpfungsspalte 6 örtlich zu begrenzen, während die Aussparungen zwischen den armen hohl verbleiben .
Vorzugsweise ist der Dämpfungsspalt zylindrisch ausgebildet. Es ist aber auch möglich, dass Trennelemente 29 in dem
Kopplungsspalt angeordnet sind, die den an sich zylindrischen Kopplungsspalt in mehrere Teilspalte aufteilen. Dabei werden die Trennelemente 29 vorzugsweise entweder mit der Komponente 2 oder der Komponente 3 verbunden.
Der Kopplungsspalt 6 kann selbst die Kammer 28 für das
magnetorheologische Medium bilden oder aber der Kopplungsspalt 6 bildet zusammen mit dem Reservoir 15 wenigstens den wesentlichen Teil der Kammer 28.
Figur 7 zeigt eine stark schematische Ansicht eines Feldlinienverlaufs über den Querschnitt des Drehdämpfers 1 aus Figur 6. Dabei treten die Feldlinien 36 etwa radial durch den Dämpfungsspalt 6 hindurch, verlaufen jeweils über einen Winkelabschnitt durch die Komponente 3, bevor sie beim benachbarten Arm wieder etwa senkrecht durch den Dämpfungsspalt 6 hindurch (in den benachbarten Arm) eintreten.
Anschaulich zeigt Figur 7, dass praktisch über dem gesamten Umfang des Drehdämpfers eine hohe Feldliniendichte vorliegt, sodass eine effektive Dämpfung einer Schwenkbewegung ermöglicht wird .
Figur 8 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Drehdämpfers 1, bei dem die Funktionalität grundsätzlich genauso ist, wie bei dem vorhergehenden Drehdämpfer 1. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausgestaltungen tritt bei dem Drehdämpfer 1 nach Figur 8 die Schwenkwelle 4 sowohl an dem ersten Ende 31 als auch einem zweiten Ende 32 nach außen aus. Deshalb wird die Schwenkwelle 4 an beiden Enden gelagert und über Dichtungen 11 nach außen hin abgedichtet. Auch hier können wieder magnetische Dichtungen IIa den Dämpfungsspalt 6 in die axialen Richtungen hin abdichten. Figur 9 zeigt eine Ausführungsform des Drehdämpfers 1, bei dem sowohl die eine Komponente 2 einen abstehenden Arm als auch die andere Komponente 3 einen ebenfalls abstehenden Arm aufweist, wobei die Arme der Komponenten 2, 3 im Grundzustand
beispielsweise unter einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Ein Teil der Komponente 2 bildet die Innenkomponente 12, die von der Außenkomponente 13 der Komponente 3 umgeben ist.
Insgesamt stellt die Dämpfereinrichtung 10 beim Ausführungsbeispiel nach Figur 9 eine Art von Kniegelenk dar, das zur effektiven Dämpfung von Schwenkbewegungen bei der Waschmaschine 100 geeignet ist.
Die Figuren 10 und 11 zeigen stark schematisierte
Ausführungsbeispiele eines Steuerungssystems der
Dämpfereinrichtung 10.
Dabei wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff Steuerung auch eine Regelung verstanden, sodass das
Steuerungssystem vorzugsweise auch zur Regelung geeignet und ausgebildet ist.
Als Beispiel sind hier nur drei verschaltete Drehdämpfer 1 als Aktoren gezeigt. Es können aber auch vier oder fünf oder auch 10 oder eine Vielzahl von angesteuerten Aktoren vorgesehen sein. Möglich ist aber auch, dass nur ein Aktor oder zwei Aktoren vorgesehen sind.
Die Dämpfer 1 sind hier mit einer Recheneinheit 201
wirkverbunden. Die Recheneinheit 201 empfängt für jeweils einen Dämpfer 1 wenigstens ein Aktorsignal 204, welches wenigstens eine für wenigstens einen Zustand des Dämpfers 1 charakteristische Größe beschreibt. Beispielsweise umfasst ein Aktorsignal eine charakteristische Größe, die von dem Drehgeber 17 erfasst wird. Das Aktorsignal kann auch eine charakteristische Größe umfassen, die von wenigstens einem Momentensensor und/oder wenigstens einem Stromsensor erfasst wird. Möglich sind auch andere geeignete Sensorarten. Besonders bevorzugt berücksichtigt die Recheneinheit 201 eine Mehrzahl Aktorsignalen 204, die von unterschiedlichen Sensoren stammen.
Vorzugsweise berücksichtigt die Recheneinheit 201 auch wenigstens eine Systeminformation 203, welche wenigstens eine Systemgröße beschreibt. Die Systeminformation 203 umfasst beispielsweise Beschleunigungswerte der Trommel 101 und/oder des Trommelgehäuses 109 und/oder weitere Systemgrößen.
Anhand der bereitgestellten Aktorsignale 204 ermittelt die
Recheneinheit 201 für die Dämpfer 1 jeweils wenigstens eine Kenngröße für ein optimales Widerstandsmoment. Die Kenngrößen für die ermittelten Widerstandsmomente der Dämpfer 1 Aktors werden jeweils einer einem Dämpfer 1 zugeordneten Strom- /Drehmomentregelung 202 bereitgestellt.
Die Strom-/Drehmomentregelung 202 gibt in Abhängigkeit der bereitgestellten Widerstandsmomente für jeden Dämpfer 1 jeweils wenigstens eine Stellspannung 205 aus. Möglich sind auch
Stellsignale mit anderen und/oder zusätzlichen zur Steuerung der Dämpfer 1 geeigneten Größen als der Spannung. Anhand der
Stellspannung 205 wird der jeweilige Dämpfer 1 eingestellt.
Die in der Figur 10 gezeigte Steuerung ist als eine
Zentralsteuerung 200 ausgestaltet. Dabei umfasst die
Zentralsteuerung 200 die Recheneinheit 201 und die den jeweiligen Dämpfern 1 zugeordnete Strom-/Drehmomentregelung 202.
In einer hier nicht gezeigten Ausgestaltung kann die den
jeweiligen Dämpfern 1 zugeordnete Strom-/Drehmomentregelung 202 auch dezentral ausgebildet sein. Die Recheneinheit 201 bleibt dabei zentral. Dazu ist die Strom-/Drehmomentregelung 202 insbesondere separat und räumlich getrennt zur Recheneinheit 201 angeordnet .
In der Figur 11 ist eine Steuerung gezeigt, die als eine
dezentrale Steuerung 206 ausgestaltet ist. Dabei sind den
Dämpfern 1 jeweils wenigstens eine eigene Recheneinheit 201 und wenigstens eine eigene Strom-/Drehmomentregelung 202 zugeordnet. Es ist möglich, dass die einem Dämpfer 1 zugewiesene
Recheneinheit 201 sowie die Strom-/Drehmomentregelung 202 autonom agierend ausgebildet ist. Möglich ist aber auch eine
Ausgestaltung, bei welcher die dezentrale Steuerung 206 auch Systeminformationen 203 berücksichtigt.
Bezugszeichenliste :
1 Dämpfer, Drehdämpfer 27 Durchmesser von 6
2 Komponente 28 Kammer
3 Komponente 29 Trennelement
3a Deckel 30 Gehäuse
4 Schwenkwelle 31 Ende von 4
4a Mitnehmer 32 Ende von 4
5 magnetorheologisches Medium 33 Dauermagnet
6 Dämpfungsspalt 34 Abdeckung
7 Magnetfeld35 Hohlraum, Füllmasse
erzeugungseinrichtung 36 Feldlinie
8 elektrische Spule 37 Lager
9 Achse 38 Distanzhülse
10 Dämpfereinrichtung 100 Waschmaschine
11 Dichtungseinrichtung 101 Trommel
12 Innenkomponente 102 Gehäuse
13 Außenkomponente 103 Trommelaufhängung
14 Verbindungsleitung 104 Trommelantrieb
15 Reservoir 105 Steuereinrichtung
16 axiale Länge 106 Koppelgelenk
17 Drehgeber 107 Stab
18 Wicklung 108 Stab
19 Ende von 21, 22 109 Trommelgehäuse
20 Federeinrichtung 200 Zentralsteuerung
21 Arm 201 Recheneinheit
22 Arm 202 Strom-/Drehmomentregelung 23 Arm 203 Systeminformation
24 Pol 204 Aktorsignal
25 Pol 205 Stellspannung
26 radiale Höhe von 6 206 dezentrale Steuerung

Claims

Ansprüche :
1. Dämpfereinrichtung (10) für eine mit einer Trommel (101)
ausgerüstete Maschine, insbesondere eine Waschmaschine (100) oder ein Wäschetrockner, um im Betrieb die durch Bewegungen der Trommel (101) und/oder des Trommelgehäuses (109)
hervorgerufenen Schwingungen zu dämpfen,
umfassend einen Dämpfer (1) mit zwei relativ zueinander bewegbaren Komponenten (2, 3), deren Relativbewegung dämpfbar ist, wobei zwischen den zwei Komponenten (2, 3) ein
wenigstens teilweise mit einem magnetorheologischen Medium
(5) gefüllter Dämpfungsspalt (6) angeordnet ist, und wobei dem Dämpfungsspalt (6) eine Magnetfelderzeugungseinrichtung
(7) mit einer elektrischen Spule (8) zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dämpfereinrichtung (10) dazu geeignet und
ausgebildet ist, die Trommelbewegung in eine Schwenkbewegung umzuwandeln, sodass der Dämpfer (1) als Drehdämpfer zur Dämpfung einer Schwenkbewegung zwischen den beiden
Komponenten (2, 3) ausgebildet ist.
2. Dämpfereinrichtung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Komponenten (2, 3) gegeneinander
verschwenkbar angeordnet sind, und dass eine der beiden Komponenten (2) eine Innenkomponente (12) und die andere Komponente (3) eine Außenkomponente (13) umfasst, und dass die Außenkomponente (13) die Innenkomponente (12) wenigstens abschnittsweise radial umgibt, und dass radial zwischen der Außenkomponente (13) und der Innenkomponente (12) der
Dämpfungsspalt (6) ausgebildet ist, sodass der Dämpfer (1) als Drehdämpfer zur Dämpfung einer Schwenkbewegung zwischen den beiden Komponenten (2, 3) ausgebildet ist.
3. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche , wobei der Dämpfungsspalt (6) Teil einer Kammer (28) ist, und wobei die Kammer (28) durch die beiden Komponenten (2, 3) und durch eine zwischen den beiden
Komponenten (2, 3) angeordnete Dichtungseinrichtung (11) oder durch zwei zwischen den beiden Komponenten angeordnete
Dichtungseinrichtungen (11) abgedichtet ist.
4. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei eine Mehrzahl an wenigstens teilweise radial verlaufenden Armen (21, 22, 23) an wenigstens einer der Komponenten (2, 3) vorgesehen ist, und wobei wenigstens ein Teil der Arme (21, 22) mit einer elektrischen Spule (8) mit wenigstens einer Wicklung (18) ausgerüstet ist.
5. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei sich die Wicklung (18) jeweils neben der Achse (9) und beabstandet von der Achse (9) erstreckt.
6. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei an den benachbarten Enden (19) benachbarter Arme (21, 22) wenigstens einer Komponente (2, 3)
unterschiedliche Pole (24, 25) der
Magnetfelderzeugungseinrichtungen (7) vorgesehen sind.
7. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die Innenkomponente (12) die radial
verlaufenden Arme (21, 22, 23) mit den daran angeordneten elektrischen Spulen (8) aufweist.
8. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei das Dämpfermoment in weniger als 20 ms um mindestens 30% des benötigten Arbeitsbereiches variiert werden kann.
9. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die beiden Komponenten (2, 3) relativ zueinander nur um einen begrenzten Schwenkwinkel
verschwenkbar sind.
10. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Dämpfer (1) wenigstens ein Drehgeber (17) zur Erfassung des Schwenkwinkels der beiden Komponenten (2, 3) zugeordnet ist.
11. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei der Dämpfungsspalt (6) eine radiale Höhe (26) kleiner als 2% eines Durchmessers (27) des
Dämpfungsspalts (6) und/oder eine radiale Höhe (26) kleiner 0,6 mm aufweist.
12. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei der Dämpfungsspalt (6) ein Volumen kleiner 10 ml oder kleiner 5 ml oder kleiner 2 ml aufweist.
13. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die elektrischen Spulen (8) über elektrische Verbindungsleitungen (12) angeschlossen sind, die innerhalb oder außerhalb der Innenkomponente (12) nach außen geführt werden .
14. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die Außenkomponente (13) Teil eines Gehäuse (30) ist, an dem die Innenkomponente (12) aufgenommen ist, wobei eine Schwenkwelle (4) der Innenkomponente (12) aus der Außenkomponente (13) nach außen geführt ist.
15. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei ein Ende (31) der Schwenkwelle (4) aus dem Gehäuse (30) herausgeführt ist und das andere Ende (32) der Schwenkwelle (4) innerhalb des Gehäuses (30) endet.
16. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei der Dämpfer (1) nach Art eines Kniehebels ausgebildet ist.
17. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei eine Federeinrichtung (20) vorgesehen ist, um eine Gegenkraft aufzubauen, wenn eine Auslenkung der beiden Komponenten (2, 3) in wenigstens eine Richtung erfolgt .
18. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei eine Mehrzahl an Dämpfungsspalten (6)
vorgesehen ist, welche über dem Umfang der Innenkomponente (12) verteilt angeordnet sind.
19. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei wenigstens einer elektrischen Spule (8) ein Dauermagnet (33) zugeordnet ist.
20. Dämpfereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei das magnetorheologische Medium (5) eine Suspension von ferromagnetischen Partikeln in einem Medium wie beispielsweise Öl, Glykol oder Fett ist und/oder wobei das Medium Stabilisatoren beinhaltet.
21. Maschine, insbesondere Waschmaschine (100) oder
Wäschetrockner, mit einem Gehäuse (102) und einer daran aufgenommenen Trommel (101) in einem Trommelgehäuse (109) und einer Trommelaufhängung (103) und einem Trommelantrieb (104) und einer Steuereinrichtung (105) , wobei zwischen dem Gehäuse (102) und dem Trommelgehäuse (109) wenigstens ein Dämpfer (1) angeordnet ist, um Schwingungen der Trommel (101) und/oder des Trommelgehäuses (109) zu dämpfen,
wobei der Dämpfer (1) zwei relativ zueinander bewegbare Komponenten (2, 3) umfasst, deren Relativbewegung dämpfbar ist, wobei zwischen den zwei Komponenten (2, 3) ein
wenigstens teilweise mit einem magnetorheologischen Medium
(5) gefüllter Dämpfungsspalt (6) angeordnet ist, und wobei dem Dämpfungsspalt (6) eine Magnetfelderzeugungseinrichtung
(7) mit einer elektrischen Spule (8) zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Komponenten (2, 3) gegeneinander
verschwenkbar angeordnet sind, und dass eine der beiden Komponenten (2, 3) eine Innenkomponente (12) und die andere Komponente (4) eine Außenkomponente (13) umfasst, und dass die Außenkomponente (13) die Innenkomponente (12) wenigstens abschnittsweise radial umgibt, und dass radial zwischen der Außenkomponente (13) und der Innenkomponente (12) der
Dämpfungsspalt (6) ausgebildet ist, sodass der Dämpfer (1) als Drehdämpfer zur Dämpfung einer Schwenkbewegung zwischen den beiden Komponenten (2, 3) ausgebildet ist.
22. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das
Dämpfermoment des Dämpfers (1) während einer Umdrehung um mehr als 10% des Maximalmoments kontrolliert verstellbar ist.
23. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Steueralgorithmus bei einer entsprechenden
Ausgangseinstellung des Dämpfermoments, die Trommeldrehzahl in den Bereich eines optimalen Umlagerungspunktes verschiebt und dann dieser das Dämpfermoment so variiert, dass dadurch die Wäschestücke während des Waschvorgangs ein- oder mehrmals relativ zueinander bewegt/umgelagert/umpositioniert werden.
24. Vorrichtung nach nach einem der drei vorhergehenden
Ansprüche, wobei der optimal Umlagerungspunkt im Bereich der Resonanzdrehzahl liegt.
25. Vorrichtung nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, wobei die Umschaltzeit für die Variation des Dämpfermoments kleiner 20 ms ist.
26. Vorrichtung nach einem der fünf vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dämpfer (1) über eine im unbeladenen Zustand der Trommel (101) etwa rechtwinkliges Koppelgelenk (106) mit der Trommel (101) verbunden ist.
27. Vorrichtung nach einem der sechs vorhergehenden Ansprüche, wobei die Taumelbewegung eines Trommelgehäuses (109) durch eine Dämpfeinrichtung (10) mit Drehdämpfer gedämpft wird.
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