DE3911124A1

DE3911124A1 - Trommeldrehzahl-steuerungsverfahren fuer haushaltwaschmaschinen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3911124A1
Application number: DE3911124A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl Phys Dr Stamminger; Franz-Josef Ing G Wipperfuerth
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1989-04-06
Filing date: 1989-04-06
Publication date: 1990-10-11
Also published as: IT9019930A1; IT1239521B; FR2645553A1; FR2645553B1; IT9019930A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Trommeldrehzahl- Steuerungsverfahren für Haushaltwaschmaschinen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft speziell ein Verfahren zur Verringerung der Wäscheunwucht während des Schleuderns.

Bei am Markt befindlichen Haushaltwaschmaschinen werden zur Einleitung des Schleudervorgangs während eines sogenannten Sanftanlaufs die Wäschestücke so gleichmäßig wie möglich verteilt. Anschließend wird die Umdrehungszahl der Wäschetrommel auf 90 Umdrehungen pro Minute abgesenkt, konstant gehalten, eine möglichst genaue Unwuchtmessung durchgeführt und anschließend auf die vom Benutzer vorgewählte Schleuderenddrehzahl hochgefahren. (AEG- Prospekt 1988 "Waschautomaten, Trockner, Schleudern").

Bildet sich nun während des Sanftanlaufs eine ungleichmäßige Wäscheverteilung, so kann dies nur durch eine Unterbrechung des Schleudervorgangs und anschließender Neuverteilung der Wäsche geändert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorerwähnten Nachteil durch ein geeignetes Trommeldrehzahl- Steuerungsverfahren wirksam zu vermeiden.

Diese Aufgabe, gemäß der Erfindung, wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erreichbaren Vorteile liegen insbesondere in einer gezielten besseren und gleichmäßigeren Wäscheverteilung innerhalb der Trommel zu Beginn des Hochschleuderns. D. h. es wird mit der geringstmöglichen Unwucht geschleudert. Die mechanischen Beanspruchungen von Maschinenlagern werden reduziert und deren Lebensdauer erheblich verlängert.

Das Verfahren wird anhand einer Skizze und mehreren Diagrammen im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer sich in Drehung befindlichen und beladenen Wäschetrommel,

Fig. 2 ein Diagramm mit der Winkelgeschwindigkeit ω in Abhängigkeit vom Wäschedurchmesser d,

Fig. 3 ein Diagramm mit der Wäscheanlegedrehzahl n in Abhängigkeit vom Wäschedurchmesser d,

Fig. 4 ein Diagramm mit der Wäschetrommel- Umfangsgeschwindigkeit v in Abhängigkeit vom Wäschedurchmesser d,

Fig. 5 den Ablauf des Programmschritts "Schleudern" anhand einer Drehzahl-Zeitkennlinie.

Gemäß Fig. 1 sind die Wäschestücke W während des Sanftanlaufs innerhalb verschiedener Trommelradien bzw. Wäschedurchmessern d lagenweise verteilt. Der Grundgedanke ist nun, die Trommeldrehzahl n nach dem ersten Sanftanlauf soweit abzusenken, daß die Wäschestücke W ½ d, W ¾ d, welche innerhalb des halben ½ d und des dreiviertelten ¾ d-Trommeldurchmessers anliegen, sich wiederum lösen, d. h. lockern können und in einem (oder mehreren) nachfolgenden Sanftanlauf besser bzw. gleichmäßiger verteilen.

Aufgrund der Newton′schen Gleichgewichtsbedingung zwischen Schwerkraft G und Fliehkraft F ergeben sich nun die hierfür erforderlichen nachfolgenden Trommelumdrehungszahlen:

Schwerkraft
G = m · g
m = Masse
g = Erdbeschleunigung = 9,81 (m/sec²)

Fliehkraft

ω = Winkelgeschwindigkeit (1/sec)
D = Wäschedurchmesser (m)

Nach Newton:

G = F

Es ergibt sich für ω:

Der Wäschetrommel-Durchmesser d betrage im vorliegenden Fall:

d = 0,5 m, so ist
¾ d = 0,375 m und
½ d = 0,250 m

Den Zusammenhang zwischen der Winkelgeschwindigkeit ω und dem Wäschedurchmesser d veranschaulicht Fig. 2.

Hiervon abgeleitet errechnen sich die erforderlichen Anlegedrehzahlen zu:

ω = 2 · π · n; n = Wäsche-Anlegedrehzahl (1/sec)

Den Zusammenhang zwischen Wäscheanlegedrehzahl n und dem Wäschedurchmesser d veranschaulicht Fig. 3.

Die Anlegedrehzahl für ein Wäschestück an der Trommelmantelinnenseite (d = 0,5 m) beträgt somit: 60 Umdrehungen pro Minute
Für ein darüberliegendes Wäschestück (in Richtung Trommelmittelpunkt), ab ¾ · d (=0,375 m): 69 Umdrehungen pro Minute und
für ein hierüberliegendes Wäschestück ab ½ d (=0,25 m): 85 Umdrehungen pro Minute

Oder mit anderen Worten: Die Trommeldrehzahlen für die eingangs erwähnte Bedingung muß zwischen dem und dem bzw. dem 1,15- bis 1,41fachen Wert der erforderlichen Drehzahl für ein an der Trommelmantel-Innenseite anliegendes Wäschestück betragen. (Diese Verhältniszahlen sind für jeden beliebigen Wäschedurchmesser d gleich. Es ändern sich lediglich die Absolutwerte). Zusammengefaßt: Die erforderlichen Anlegedrehzahlen verhalten sich wie die umgekehrt proportionalen Wurzelwerte ihrer zugehörigen Wäschedurchmesser.

Nur der Vollständigkeit halber ist in Fig. 4 die Trommelumfangsgeschwindigkeit v in Abhängigkeit vom Wäschedurchmesser d angegeben. (Zur Erläuterung des zuvorgesagten ist sie nicht erforderlich).

Anhand von Fig. 5 sei nun das Trommeldrehzahl- Steuerungsverfahren während des Programmschritts "Schleudern" im einzelnen beschrieben: Nach Abschluß des Programmschritts "Waschen" (Reversierbetrieb der Trommel) erfolgt ein erster Sanftanlauf mit der relativ hohen Drehzahlanstiegsgeschwindigkeit und die erste Wäscheverteilung. Nach Erreichen der Sanftanlauf- Enddrehzahl (die mit genügend großem Abstand unterhalb der Geräteresonanz-Drehzahl liegt) wird eine Drehzahlabsenkung auf die 1,15fache Anliegedrehzahl vorgenommen. Diese untere Reduzierungsdrehzahl wird solange konstant gehalten, bis sich Wäschestücke ab 75% des Wäschedurchmessers d lösen oder lockern. Alsdann erfolgt von dieser unteren Reduzierungsdrehzahl ausgehend ein zweiter Sanftanlauf (bis zur nämlichen Sanftanlauf-Enddrehzahl) jedoch mit einer geringeren Drehzahlanstiegsgeschwindigkeit in welchem die gelösten Wäschestücke besser verteilt werden. Anschließend wird eine erneute Drehzahlabsenkung, jedoch lediglich auf das 1,41fache (obere Reduzierungs-Drehzahl) der vorerwähnten Anlegedrehzahl und Konstanthalten derselben während dessen sich jetzt alle zwischen dem 0,5- bis 0,75fachen des Wäschedurchmessers d befindlichen Wäschestücke gelockert haben um dann in einem dritten Sanftanlauf mit der geringsten Drehzahlanstiegsgeschwindigkeit noch besser verteilt zu werden. Das darauffolgende Hochschleudern bis zur vom Benutzer vorgewählten Schleuder-Nenndrehzahl erfolgt dann mit wesentlich geringeren Unwuchtwerten wie bei handelsüblichen Geräten.

Eine Optimierung des zuvor geschilderten Verfahrens und eine noch bessere Wäscheverteilung und die damit verbundene Minimierung der Unwucht erreicht man dadurch, daß die Reduzierungsdrehzahl schrittweise in mehr als 2 Stufen vom unteren bis zum oberen Wert erhöht und mit immer weiter veringerter Drehzahlanstiegsgeschwindigkeit bis zur Sanftanlauf-Enddrehzahl hochgefahren wird.

In Abwandlung beider Verfahren kann die erforderliche Reduzierungs-Drehzahl mit Hilfe einer Unwuchterkennung anhand des Falls eines unwuchtigen Wäschestücks selbsttätig ermittelt und geregelt begrenzt, um dann anschließend wiederum bis zur Sanftanlauf-Enddrehzahl gesteigert und weiter bis zur Schleuder-Nenndrehzahl beschleunigt zu werden. Erkennt hierbei jedoch das Unwuchtkontrollsystem vor Erreichen der Sanftanlauf-Enddrehzahl immer noch eine schlechte Wäscheverteilung wird dieser Vorgang wiederholt, d. h. erneute Absenkung auf eine entsprechende Reduzierungs-Drehzahl. Zur Kontrolle und um unnötige, ergebnislose Wiederanläufe zu vermeiden wird dieser Ablauf durch ein sogenanntes "Zeitfenster" überlagert, d. h., wird innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne die höchst zulässige Unwuchtsgrenze nicht unter- sondern permanent überschritten, so unterbricht das Unwuchtkontrollsystem den Vorgang. Die Trommel wird abgebremst und die Wäsche im Reversierbetrieb (kurzzeitiges Hin und Herbewegen der Trommel) mit Hilfe einer sogenannten "Wäschefall-Drehzahl" komplett neu umgeschichtet und von der "Wäschefall- Drehzahl" aus mit Hilfe eines erneuten Sanftanlaufs verteilt. Der weitere Ablauf erfolgt wie zuvor geschildert.

Eine Unwuchtmessung bzw. Überwachung erfolgt wie bereits erwähnt während des Sanftanlaufs und der konstanten Reduzierungs-Drehzahl mit Hilfe eines Vergleichs von sogenannten Tachosollwert-Frequenzen zu Tachoistwert- Frequenzen. Die Tachoistwert-Frequenz erzeugt ein direkt mit der Motorantriebswelle gekoppelter Tachogenerator. Die Tachosollwert-Frequenzen entsprechen einer wuchtigen, konstanten und nicht schwankenden Drehzahl und sind in einem Speicher abgelegt. Je größer nun die Unwucht, desto größer sind die Drehzahlschwankungen des Antriebsmotors und demzufolge um so größer die Abweichung der Tachoistwert- Frequenzen zu den Tachosollwert-Frequenzen. Die Differenz dieser beiden Werte ist limitiert und stellt das Maß der Grenz-Unwucht dar, aufgrund dessen die vorerwähnte Motoransteuerung erfolgt.

Claims

1. Trommeldrehzahl-Steuerungsverfahren für Haushaltwaschmaschinen mit elektronischer Drehzahlregelung und elektronischem Unwuchtkontrollsystem, wobei zu Beginn des Programmschritts "Schleudern", während einer Sanftanlaufphase die Wäsche innerhalb der Wäschetrommel verteilt und nach Erreichen einer Sanftanlauf-Enddrehzahl die Wäschetrommel auf eine Reduzierungs-Drehzahl abgesenkt, eine Unwuchtmessung vorgenommen und anschließend bis zu einer vorwählbaren Schleuder-Nenndrehzahl erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierungs-Drehzahl so gewählt wird, daß Wäschestücke (W _1/2d, (W_3/4d) welche sich innerhalb des halben Wäschedurchmessers (½ d) und des dreiviertelten Wäschedurchmessers (¾ d) befinden, wiederum gelöst oder gelockert und in mindestens einem nachfolgenden, von der vorerwähnten Reduzierungsdrehzahl ausgehenden erneuten Sanftanlauf gleichmäßiger verteilt werden, wobei als Wäscheanlegedrehzahl (n _Anlege) die erforderliche Drehzahl zugrunde gelegt wird, die für ein am Trommelmantel-Innendurchmesser (d) anliegendes Wäschestück (W _d) benötigt wird.

2. Trommeldrehzahl-Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden nachfolgenden Sanftanlauf die Drehzahlanstiegsgeschwindigkeiten im Vergleich zur ersten Sanftanlauf- Drehzahlanstiegsgeschwindigkeit schrittweise verlangsamt werden.

3. Trommeldrehzahl-Steuerungsverfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach jedem Sanftanlauf (mit Ausnahme des letzten) bzw. dem Erreichen der Sanftanlauf-Enddrehzahl die Reduzierungs-Drehzahlen, ausgehend von einer unteren Reduzierungs-Drehzahl, für ein innerhalb des dreiviertelten Wäschetrommeldurchmessers (¾ d) befindlichen Wäschestücks (W _3/4d) stufenweise bis zu einer oberen Reduzierungs-Drehzahl, für ein innerhalb des Wäschetrommeldurchmessers (½ d) befindlichen Wäschestücks (W _1/2d) erhöht werden.

4. Trommeldrehzahl-Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Unwuchtkontrollsystems anhand des Falls eines unwuchtigen Wäschestücks die erforderliche Reduzierung-Drehzahl selbsttätig ermittelt und geregelt begrenzt wird, um dann anschließend wiederum bei guter Wäscheverteilung bis zur Sanftanlauf-Enddrehzahl erhöht und weiter bis zur Schleuder-Nenndrehzahl beschleunigt zu werden.

5. Trommeldrehzahl-Steuerungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Erreichen der Sanftanlauf-Enddrehzahl bei Erkennung einer unzulässigen schlechten Wäscheverteilung der Vorgang wiederholt wird.

6. Trommeldrehzahl-Steuerungsverfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren so oft wiederholt wird, bis der Wert der gemessenen Unwucht vom vorgegebenen Wert einer Grenzunwucht unterschritten wird.

7. Trommeldrehzahl-Steuerungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer vorgegebenen Anzahl von Sanftanlaufversuchen der Schleudergang abgebrochen und die Wäsche neu verteilt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des elektronischen Unwuchtkontrollsystems anhand der Wäscheverteilung die erforderlichen Reduzierungs-Drehzahlen ermittelbar und zeitlich begrenzt regelbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der elektronischen Drehzahlregelung die Drehzahlanstiegsgeschwindigkeiten der weiteren Sanftanläufe im Vergleich zur Drehzahlanstiegsgeschwindigkeit des ersten Sanftanlaufs verlangsamt veränderbar sind.