DE8905565U1 - Device for measuring filling quantities and dosing them accordingly in washing machines - Google Patents

Description

DIPL-ING. PETER OTTE PATENTANWALT D-72&0 LeonbergDIPL-ING. PETER OTTE PATENT ATTORNEY D-72&0 Leonberg

, Vertreter bwm Europäischen Patentamt / EjiMpdari !Patent /ftorney, · · ₁₁ ·. Tiroler Straße 15 '"" , Representative of the European Patent Office / EjiMpdari !Patent /ftorney, · · ₁₁ ·. Tiroler Straße 15 '""

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BSG-Schalttechnik GmbH & Co. KG, MeisterStr. 19.BSG-Schalttechnik GmbH & Co. KG, MeisterStr. 19. 74€0 Balingen 174€0 Balingen 1

Vorrichtung zur Fül!mengenmessung und entsprechenden Dosierung bei Waschmaschine:. Device for measuring fill levels and dosing the washing machine: .

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Beim Betrieb von Waschmaschinen, bei welchem auch immer stärker elektrische und elektronische Steuerprogramme, gegebenenfalls auch auf der Basis von von Kleinrechnern bzw. Mikroprozessoren gesteuerten AblaufProgrammen, Anwendung finden, ist insofern problematisch, als die elektronischen Steuerprogramme bei ihrer Ablaufsteuerung auf Sensordaten angewiesen sind, um in ordnungsgemäßer Weise den Betrieb der Waschmaschine von der Inbetriebnahme und der anfänglichen Zugabe der erforderlichen Wassermenge bis zum letzten Schleudergang steuern zu können. Solche Sensoren müssen daher zunehmend als schwächstes Glied in der verarbeitungskette angesehen werden, nicht nur deshalb, weil sieThe invention is based on a device according to the preamble of claim 1. The operation of washing machines, in which electrical and electronic control programs are increasingly used, possibly also on the basis of sequence programs controlled by small computers or microprocessors, is problematic in that the electronic control programs rely on sensor data for their sequence control in order to be able to properly control the operation of the washing machine from the start-up and the initial addition of the required amount of water to the last spin cycle. Such sensors must therefore increasingly be viewed as the weakest link in the processing chain, not only because they

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als Istwertgeber unmittelbar mit den zu messenden Medien in Kontakt kommen, sondern auch deshalb, weil mit der zunehmenden Elektronikausstattung von Waschmaschinen auch mit. immer höherer Genauigkeit gearbeitet werden kann, der jedoch die bisherigen Istwertgeber nur mühsam Rechnung tragen können. So ist es bei Waschmaschinen beispielsweise ein Problem, den Wasserstand innerhalb der Trommel entsprechend einem vorprogrammierten Niveau präzise einzustellen, damit, schon aus Umweltgründen, nicht zu viel Wasser verbraucht wird, andererseits aber, um das Waschprogramm natürlich einwandfrei ablaufen zu lassen. Zur Messung beispielsweise des jeweils erreichten Wasserstands finden üblicherweise Niveau-Sensoren, Füllstandsgeber oder auch einseitigas actual value transmitters come into direct contact with the media to be measured, but also because the increasing electronic equipment of washing machines also enables work to be carried out with ever greater precision, which the current actual value transmitters can only take into account with difficulty. For example, in washing machines it is a problem to precisely set the water level inside the drum according to a pre-programmed level so that not too much water is used, for environmental reasons alone, but on the other hand so that the washing program can run smoothly. To measure, for example, the water level reached at any given time, level sensors, fill level transmitters or even one-sided van Wasser beaufschlagte Druckdosen Verwendung,die nicht nur den Nachteil haben, daß sich gerade in diesem Bereich Störungen durch Verschmutzung, Verkalkung u. dgl. jedenfalls bei längerer Lebensdauer einer Waschmaschine ergeben können, sondern daß die von solchen Sensoren gelieferten Istwertangaben nicht immer hinreichend genau sind.Pressure cans pressurized with water are used, which not only have the disadvantage that in this area in particular problems can arise due to dirt, limescale, etc., at least over the longer life of a washing machine, but also that the actual value information provided by such sensors is not always sufficiently accurate.

Ferner ist es beispielsweise bei Waschmaschinen sehr erwünscht, der zentralen Steuerschaltung (beispielsweise also Mikroprozessor für den gesamten Ablauf) eine anfängliche Information über die Menge des in die Waschmaschine eingegebenen Waschguts zu vermitteln; aufgrund dieser information kann dann die zentrale Steuerschaltung in besonders günstiger Weise angepaßt die jeweils erforderliche Waös^rmenge berechnen und den Zufluß steuern.Furthermore, in washing machines, for example, it is very desirable to provide the central control circuit (e.g. microprocessor for the entire process) with initial information about the amount of laundry put into the washing machine; based on this information, the central control circuit can then calculate the amount of water required in a particularly favorable manner and control the inflow.

Soweit bisher bekannte Waschmaschinen über solcheAs far as washing machines known to date have such

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Möglichkeiten verfügen, ist es erforderlich, daß die Bedienungsperson jedenfalls einen ungefähren Schätzwert der eingegebenen Waschmenge über eine Eingangstastatur der zentralen Steuerschaltung mitteilt, da diese bisher nicht in der Lage ist, die eingegebene Waschgrutmengs festzustellen. Dies ist zumindest unpraktisch, normalerweise aber auch schon deshalb unmöglich, weil natürlich die Bedienungsperson hierzu eine Wägung des einzugebenden Waschguts vornehmen müßte, was kaum zu erwarten ist. So beschränken sich solche Angaben eher auf grobe Schätzungen und entsprechend ungenau sind dann auch die sich daran anschließenden Dosierungen und Ablaufsteuerungen im Rechenprogramm der Maschine. If the machines have the necessary options, it is necessary for the operator to provide an approximate estimate of the amount of laundry entered via an input keypad to the central control circuit, as the latter is not yet able to determine the amount of laundry entered. This is at least impractical, but normally also impossible because the operator would of course have to weigh the laundry to be entered, which is hardly to be expected. Such information is therefore limited to rough estimates and the subsequent dosing and sequence controls in the machine's computer program are correspondingly inaccurate.

Es besteht daher der Bedarf nach einer präzisen und vor allen robusten Füllstandsmessung bei Waschmaschinen, aus welcher Messung dann auch entsprechende Do-There is therefore a need for a precise and, above all, robust level measurement in washing machines, from which measurement can then be used to determine the corresponding docu-

ne selbst abgeleitet werden können.ne themselves can be derived.

Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht daher darin, bei Waschmaschinen für eine genaue, reproduzierbare und vor allen Dingen alterungsbestande Füllmengenmessung zu sorgen, die, gegebenenfalls einschließlich einer Bestimmung der Menge des eingegebenen Waschgutes,alle erforderlichen Istwerte einer zentralen Steuerschaltung zur Sicherstellung eines präzisen Programmablaufs und der ordnungsgemäßen steuerung der Füllstände zuführt.The object of the present invention is therefore to provide a precise, reproducible and, above all, age-resistant filling level measurement in washing machines, which, if necessary including a determination of the amount of laundry put in, feeds all the necessary actual values to a central control circuit to ensure a precise program sequence and the correct control of the filling levels.

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Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und hat den Vorteil, daß durch eine Gewichtsbestimmung, also eine Wägung mit Hilfe eines an geeigneter Stelle der Waschmaschine angeordneten Waagensystems eine nicht nur hochgenaue, sondern auch jederzeit reproduzierbare und sichere Istwertangabe erzielt werden kann, die alle denkbaren, der Waschmaschine zuzuführenden Füllmengen betrifft.The invention solves this problem with the characterizing features of claim 1 and has the advantage that by determining the weight, i.e. weighing it with the aid of a scale system arranged at a suitable location on the washing machine, an actual value can be obtained that is not only highly accurate, but also reproducible and reliable at all times, which relates to all conceivable filling quantities that can be fed into the washing machine.

Aufgrund der hohen Genauigkeit derzeit verfügbarer, für ein Waagensystem einsetzbarer physikalischer Systeme, also Gewichtsaufnehmer, Druckaufnehmer, Wegkraftauf nehmer, die alle Über das Prinzip der Wägung den Istwert bestimmen, lassen sich so insbesondere die zugegebene Waschgutmenge im trockenen Zustand und das gewünschte Wasserstandsniveau erfassen und in die Ablaufsteuerung durch einen Mikroprozessor oder einen Mikrorechner einbeziehen.Due to the high accuracy of the physical systems currently available for use in a weighing system, i.e. weight sensors, pressure sensors, displacement force sensors, all of which determine the actual value using the principle of weighing, the amount of laundry added in the dry state and the desired water level can be recorded and included in the process control by a microprocessor or a microcomputer.

Zur Gewichtsbestimmung der jeweils aktuellen Füllmenge, wobei, wie es sich versteht, nachfolgende Füllmengenbestimmungen durch Gewichtsdifferenzmessungen realisiert werden können, können beliebige Arten von Aufnehmerprinzipien Anwendung finden, beispielsweise Weg-Kraftaufnehmer, Druckaufnehraer wie Dehnungsmeßstreifen DMS, der Piezoeffekt, Tauchspulensysteme, Saitenwaagen, Annäherungsschalter u. dgl.To determine the weight of the current filling quantity, whereby, as is understood, subsequent filling quantity determinations can be carried out by weight difference measurements, any type of sensor principle can be used, for example displacement force sensors, pressure sensors such as strain gauges, the piezo effect, moving coil systems, string scales, proximity switches, etc.

Das Grundprinzip zur Realisierung vorliegender Erfin-The basic principle for the realization of this invention

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dung besteht dann darin, daß bei einem ersten AusfUhrungsbeispiel der Erfindung das gesamte Trommelsystem der Waschmaschine unter Einbeziehung eines Waagensystems aufgehängt ist, so daß die die Trommel belastende zugeführte Menge. beispielsweise der Wasserzufluß, über eine entsprechende Gewichtszunahme des Trommelbehälters bestimmt werden kann. Es versteht sich, daß unter Anwendung dieses Prinzips natürlich auch vorher eingeführte Wäschemengen gewichtsmäßig erfaßt werden können, so daß die für diese Gewichtsmengen erforderliche Wassermenge, evtl. auch die entsprechend zu dosierende Waschmittelmenge wesentlich genauer bestimmt und zugeführt werden kann, entweder ebenfalls automatisch oder durch eine entsprechende Anzeige nach außen, so daß die Bedienungsperson die Waschmittelmengen selbst dosiert.The invention then consists in the fact that in a first embodiment of the invention the entire drum system of the washing machine is suspended using a weighing system so that the amount of laundry added to the drum, for example the water flow, can be determined via a corresponding increase in the weight of the drum container. It goes without saying that using this principle, previously added amounts of laundry can of course also be recorded by weight so that the amount of water required for these weight amounts, and possibly also the amount of detergent to be dosed accordingly, can be determined and added much more precisely, either automatically or via a corresponding external display so that the operator doses the amount of detergent himself.

Hierdurch lassen sich bei gleichzeitiger o°tin>3.1er Umweltschonung bessere Waschergebnisse und bei verringertem Wasserverbrauch auch ein entsprechend genau dosierter Waschmittelverbrauch erzielen, verglichen mit bisherigen Lösungen, bei denen die Bedienungsperson mangels genauerer Information stets entschlossen ist, lieber etwas mehr Waschmittel als ihrer Ansicht nach zu wenig Waschmittel zuzugeben.This allows better washing results to be achieved while protecting the environment and, with reduced water consumption, a correspondingly precisely dosed detergent consumption, compared to previous solutions in which the operator, due to a lack of more precise information, always decides to add a little more detergent rather than what he considers to be too little detergent.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, die gesamte Waschmaschine mit einem in ihren Aufstellfüßen integrierten Wägesystem auszustatten und an dieser Stelle die Gewichtszunahme festzustellen. In letzterem Fall kämen dann hauptsächlich Druckaufnehmer in Frage, die bsä der Genauigkeit heutigerIn another embodiment, it is also possible to equip the entire washing machine with a weighing system integrated into its feet and to determine the increase in weight at this point. In the latter case, pressure sensors would be the main option, which are not as accurate as today's

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Meßverfahren und der verfügbaren Aufnehmer in Verbindung mit den verwendeten digitalen Steuerungssystemen gleichermaßen zu optimalen Ergebnissen fUhren.Measuring methods and the available sensors in conjunction with the digital control systems used lead to optimal results.

Durch die in den UnteransprUchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz des ohnehin vorhandenen Waagensystems zur gleichzeitigen Lösung des Problems der Unwuchterkennung dadurch, daß statt der bisherigen Messung der mit einem vorgegebenen Inhalt beschickten Trommel durch mechanische Schalter oder durch elektrische Messung des Motorstroms (sämtlich indirekte Meßmethoden), die Unwucht über das Waagensystem direkt in Form der von der rotierenden Trommel erzeugten Auslenkkräfte ermittelt und bei überschreiten vorgegebener Werte eine entsprechende Reaktion durchgeführt wird, beispielsweise Abschalten, Neuanlauf, Reversieren u dgl.The measures listed in the subclaims allow advantageous further developments and improvements to the device specified in the main claim. It is particularly advantageous to use the existing weighing system to simultaneously solve the problem of unbalance detection in that, instead of the previous measurement of the drum loaded with a specified content by mechanical switches or by electrical measurement of the motor current (all indirect measuring methods), the unbalance is determined directly via the weighing system in the form of the deflection forces generated by the rotating drum and, if specified values are exceeded, an appropriate reaction is carried out, for example switching off, restarting, reversing, etc.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 stark schematisiert eine heutige geläufige Ausführungsform einer Waschmaschine mit federnder und gleichzeitig gedämpfter TrOIIinelaufhängung nach dem Stand der Technik; Fig. 2 eine mögliche Ausführungsform eines Weg-Kraftaufnehmers als Istwertgeber für einen Wiegevor-An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail in the following description. They show: Fig. 1 shows a highly schematic representation of a current common embodiment of a washing machine with a springy and simultaneously dampened trolley suspension according to the state of the art; Fig. 2 shows a possible embodiment of a displacement force sensor as an actual value transmitter for a weighing device.

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gang (Wägung) ;gang (weighing);

Fig. 3 in schematisierter Darstellung ein mögliches Ausführungsbeispiel eines Tauchspulengebers zur Wegumsetzung in eine elektrische Größe und &eegr;Fig. 3 shows a schematic representation of a possible embodiment of a moving coil sensor for converting the path into an electrical quantity and &eegr;

Fig. 4 eine mögliche Ausführungsform eines Flußdia- j|Fig. 4 a possible embodiment of a flow diagram j|

gramms (Funktionsablauf) beim Betrieb einer fprogram (functional sequence) when operating a f

Waschmaschine mit Füllmengenmessung mittels rWashing machine with filling level measurement using r Wiegevorgängen. $Weighing operations. $ Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, für den Betrieb einer Waschmaschine und speziell zur Gewinnung hierfür erforderlicher Füllmengen-Istwerte ein Waagensystem einzusetzen und über die jeweilige <The basic idea of the present invention is to use a weighing system for the operation of a washing machine and specifically to obtain the required actual filling quantity values and to use the respective <

(relative) Gewichtszunahme die eingeführten Material- |; mengen zu bestimmen, also entweder deren Gewicht unmittelbar zu verwerten (Waschgut) oder in problemloser Weise durch einen vorhandenen Mikrorechner in jeweilige Niveaupositionen (Wasserhöhenbestimmung) umzusetzen und dann auszuwerten. Hierdurch lassen sich in einfacher Weise entsprechende Steuerungsvorgänge (öffnen und Schließen des elektromagnetischen Zulaufventils) beeinflussen und mit wesentlich genaueren Werten die Ablaufsteuerung eines Waschmaschinenprogramms bestimmen.(relative) weight increase to determine the introduced material |; quantities, i.e. either to use their weight directly (washed goods) or to easily convert them into the respective level positions (water level determination) using an existing microcomputer and then evaluate them. This makes it easy to influence the corresponding control processes (opening and closing the electromagnetic inlet valve) and to determine the sequence control of a washing machine program with much more precise values.

In Fig. 1 ist eine übliche Waschmaschine mit 10 bezeichnet, sie besteht aus einem Gehäuse 11, in welchem das Trommelsystem 12 in geeigneter Weise aufgehängt ist, bei dem dargestellten AusfUhrungsbeispielIn Fig. 1, a conventional washing machine is designated 10, it consists of a housing 11 in which the drum system 12 is suspended in a suitable manner, in the illustrated embodiment

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über zwei Aufhängefedern 13a, 13b in geeigneter Ausbildung, in welche gleichzeitig in der Zeichnung nicht dargestellte Weg-Kraftaufnehaer als Istwertgetjer für Tromraelsystem-Gewichtsänderungen, z. B. in Form von Federwaagen, integriert sein können? gegebenenfalls sind der Aufhängung des Trommelsystems noch Dämpzez zugeoräs&t., die bei der Darstellung der Fig. 1 ans unteren Trcnatselrund angreifen und mit 14a, 14b bezeichnet sind.via two suspension springs 13a, 13b of suitable design, into which displacement force sensors (not shown in the drawing) can be integrated as actual value sensors for drum system weight changes, e.g. in the form of spring scales? If necessary, the suspension of the drum system is also assigned dampers , which in the representation of Fig. 1 act on the lower drum shell and are designated 14a, 14b.

Das gesamte Gehäuse 11 der Waschmaschine stützt sich auf üblicherweise in der Höhe einstellbare Füße 15a, 15b ab, wobei normalerweise an allen vier unteren Eckpunkten Füße vorgesehen sind.The entire housing 11 of the washing machine rests on feet 15a, 15b, which are usually adjustable in height, with feet normally being provided at all four lower corners.

Es ist üblich, bei derzeit hergestellten Waschmaschinen modernerer Art für die Steuerung des jeweiligen Waschprogrammablaufs Mikroprozessoren, Einzweckrechner, Mikrorechner oder ähnliche zentrale Steuerungsorgane einzusetzen, so daß die durch die Erfindung ermöglichte genauere Istwertgewinnung im Bereich der Füllmengenmessung ohne größere Probleme in den Arbeitsumfang des jeweils eingesetzten elektronischen Steuergeräts einbezogen werden kann, ohne daß es zu Überlastungen o. dgl. kommt, da die vorzugsweise vorgesehenen und im folgenden ausschließlich noch als Mikroprozessoren bezeichneten elektronischen Schaltungen die Waagensignale als neue Istwertsignale für die Füllmengenmessung deshalb problemlos auswerten können, da diese nicht gleichzeitig mit der Ablaufsteuerung der Waschmaschinenprogramme eingehen. Bei laufender waschmaschine wird nicht gewogen bzw. umgekehrt, esIt is usual to use microprocessors, single-purpose computers, microcomputers or similar central control devices in the more modern types of washing machines currently manufactured to control the respective washing program sequence, so that the more precise actual value acquisition in the area of filling quantity measurement made possible by the invention can be incorporated into the scope of work of the respective electronic control device used without any major problems, without causing overloads or the like, since the electronic circuits preferably provided and referred to exclusively as microprocessors in the following can therefore easily evaluate the scale signals as new actual value signals for filling quantity measurement, since these do not arrive at the same time as the sequence control of the washing machine programs. When the washing machine is running, no weighing takes place, or vice versa, it

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wird nur dann gewogen, wenn die Haschine sich im Stillstand befindet.is only weighed when the hash machine is at a standstill.

Die einfachste Realsierung vorliegender Erfindung besteht darin, daß ein dem Tronsselsystem der Waschmamdtam& sugeordnetes Waage nsystess iss siö&ient der öffruingssteuerung für das elektrisch betätigbare Wasserzulaufventil (Hagnetventil) auf Null rückgesetzt wird «Bd der Was&SjLSnJUMsf In den Trossselbehälter als entsprechende Gewichtszunahme g-sia<cssen wird.The simplest implementation of the present invention consists in resetting a weighing system associated with the drum system of the washing machine as well as the opening control for the electrically operated water inlet valve (magnetic valve) to zero, and then pouring the water into the drum container as a corresponding increase in weight.

Da sich dann aus dieser Gewichtszunahme die entsprechende Füllstandshöhe für das Wasser problemlos unter Einbeziehung der geometrischen Abmessungen der Trommel bestimmen läßt bzw. im Speicher des verwendeten Mikroprozessors von Anfang an mit einer Kilogramm-Angabe der benötigten Wassermenge gearbeitet werden kann, gelingt es so, den erreichten bzw. entsprechend einem Sollwert vorgegebenen Wasserstand hochgenau zu bestimmen und den Wasserzulauf wieder abzuschalten, wenn der gewünschte Wasserstand erreicht ist.Since the corresponding filling level for the water can then be easily determined from this increase in weight, taking into account the geometric dimensions of the drum, or since the memory of the microprocessor used can be used from the outset with a kilogram specification of the required amount of water, it is possible to determine the water level reached or specified according to a target value with high precision and to switch off the water supply again when the desired water level is reached.

Bekannte Systeme dieser Art müssen hier sehr häufig mit sich wiederholenden Auf- und Zusteuerungen des Magnetventils für den Wasserzulauf arbeiten, da die eingegebene Waschgutmenge natürlich Wasser aufsaugt und sich hierdurch der Wasserstand wieder ändern kann, so daß das Zulaufventil erneut öffnet, wieder schließt, erneut öffnet undsofort, bis sich schließlich ein erwünschter Gleichgewichtszustand bei der konventionellen Bestimmung der Wasserstandshöhe mit Hilfe von Niveausensoren oder Druckdosen einstellt.Known systems of this type must very often work with repeated opening and closing of the solenoid valve for the water supply, since the amount of laundry entered naturally absorbs water and the water level can therefore change again, so that the supply valve opens again, closes again, opens again and so on, until a desired equilibrium state is finally reached when the water level is determined conventionally using level sensors or pressure cells.

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Auf alle diese Maßnahmen kann deshalb verzichtet werden, weil es dem Mikroprozessor ein Leichtes ist, nach Ermittlung der eingegebenen Waschgutmenge die hierzu notwendige, entsprechend dem ?&3chprogramn erforderliche Wassermav ge zu bestimmen, beispielsweise durch entsprechendeAll these measures can be dispensed with because it is easy for the microprocessor to determine the amount of water required for the washing program after determining the amount of laundry entered, for example by means of appropriate

Adressierung von Speichern und Abfrage der erforder-Addressing of memories and querying the required

\\ liehen Kilogramm-Wassermenge, die dann einmalig zuge-lent kilogram amount of water, which is then added once

p geben und in ihrem Gewicht bestimmt wird, ohne daßp and is determined in its weight without

;<£;<£ auf Aufsaugprobleme durch das Waschgut Rücksicht ge-absorption problems caused by the laundry are taken into account

nomraen zu werden braucht.needs to become nomraen.

HH Wie erwähnt können beliebige Arten von WaagensystemenAs mentioned, any type of weighing system

Verwendung finden, die im Aufhängesystem der Trommel integriert sein können oder die ihr zugeordnet sind oder die eine entsprechende Gewichtszunahme des Trommelbehälters durch Erfassen des gesamten Waschmaschinengewichts und Auswerten der hierbei auftreten-U are used, which can be integrated in the suspension system of the drum or which are assigned to it or which detect a corresponding increase in the weight of the drum container by recording the total weight of the washing machine and evaluating the resulting U den Änderungen bei sich ändernden Füllmengen feststellen.the changes when filling quantities change.

'?! So ist es möglich, in die Waschmaschinenfüße Deh-'?! So it is possible to stretch the washing machine feet

■;: nungsmeSstreifen einzubauen, einen Piezoeffekt aus-■;: to install voltage measuring strips, to produce a piezo effect

'' zunutzen, Annäherungsgeber beliebiger Art zu verwento use proximity sensors of any kind

den, mit Weg-Kraftaufnehmern zu arbeiten, wenn ohnehin, etwa für die Trommelaufhängung, Federn eingesetzt werden.to work with displacement force transducers when springs are used anyway, for example for drum suspension.

Wegen der Universalität und der unbegrenzten Möglichkeiten der Anwendung von für einen Wiegevorgang verwendbaren physikalischen Gebersystemen wird auf diese im einzelnen nicht eingegangen, da der Fachmann mitDue to the universality and unlimited possibilities of using physical sensor systems for a weighing process, these will not be discussed in detail, as the expert is familiar with

%% den hierfür einsetzbaren Sensoren vertraut ist undis familiar with the sensors that can be used for this purpose and

für den speziellen Anwendungszweck und Einbauori denfor the specific application and installation location

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geeigneten auewählen kann.suitable one can be selected.

Lediglich zum umfassenden Vorständnis vorliegender Erfindung ist im folgenden anhand der Darstellung der Figuren 2 und 3 ein denkbares AusfUhrungsbeispiel für einen Weg-Kraftaufnehmer dargestellt, der ein elektrisches Ausgangssignal liefert, welches in eine Gewichtsangabe umgesetzt werden kann.Merely to provide a comprehensive understanding of the present invention, a conceivable embodiment of a displacement force sensor is shown below with reference to Figures 2 and 3, which provides an electrical output signal that can be converted into a weight indication.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Grundsystem eines Meßaufnehmers ist eine Doppelblattfeder in Form von zwei einseitig jeweils bei 16 ortsfest eingespannten Einzelblattfedern 17a, 17b vorgesehen, die nach Art eines Parallellenkersystems einen hier vertikal verlaufenden Stab 18 lagern, der beispielsweise in Fig. 2 unten einen FuB 19 aufweisen kann. Wird daher auf diesen Fuß 19 eine durch den Pfeil A angedeutete Kraft von unten ausgeübt, beispielsweise indem der stationäre Einspannkörper 20 Teil des Waschmaschinengehäuses ist, dann ergibt sich eine Auslenkung des Stabes 18 nach oben bzw. nach unten entsprechend dem Doppelpfeil B gegen die Federwirkung des Parallellenkersystems und diese Auslenkung wird in geeigneter Weise gemessen.In the basic system of a measuring sensor shown in Fig. 2, a double leaf spring is provided in the form of two single leaf springs 17a, 17b, each fixedly clamped on one side at 16, which support a rod 18, which runs vertically here, in the manner of a parallel link system, which can have a foot 19, for example in Fig. 2 below. Therefore, if a force indicated by arrow A is exerted on this foot 19 from below, for example if the stationary clamping body 20 is part of the washing machine housing, then a deflection of the rod 18 upwards or downwards according to the double arrow B against the spring effect of the parallel link system occurs and this deflection is measured in a suitable manner.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Messung mit Hilfe eines Tauchspulensystems gemessen werden, wobei eine stationäre Tauchspule., die etwa in dem Gehäuse 21 angeordnet sein kann, von einem sich in seiner Position aufgrund der Auslenkung ändernden Ferritkern beaufschlagt ist.In the embodiment shown, the measurement can be carried out using a moving coil system, whereby a stationary moving coil, which can be arranged in the housing 21, is acted upon by a ferrite core whose position changes due to the deflection.

Die Fig. 3 zeigt genauer, daß es sich um eine Differen-Fig. 3 shows in more detail that it is a differential

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tialspule 22 handelt, mit zwei über eine Mittelanzapfung 24 getrennten Spulenteilwicklungen 23a, 23b, wobei sich der Ferritkern 25 in einer Mittel- oder Nullage zu Beginn der Messung befinden kann. Die Tauchspule wird an ihren beiden äußeren Anschlüssen 26a, 26b mit einer hochfrequenten Spannung beaufschlagt und je nach Veränderung der Lage des Ferritkerns 25 im Tauchspuleninneren ergibt sich eine elektrische Verstimmung der Differentialspule, wobei noch Kondensatoren oder andere elektrische Systeme zur Vervollständigung von Schwingkreisen zugeordnet sein können. Eine entsprechende analoge Signaländerung kann dann mittels eines Analog/Digitalwandlers umgesetzt und dem Mikroprozessor unmittelbar zugefUhrt werden, so daß dieser über die erfaßte Wegänderung unter Einbeziehung der Federkonstanten in der Lage ist, die sich aus der Änderung der Ferritkernposition ergebende Gewichtsänderung (beispielsweise als Differenzwert) zu erfassen und entsprechend auszuwerten.tial coil 22, with two coil partial windings 23a, 23b separated by a center tap 24, whereby the ferrite core 25 can be in a middle or zero position at the start of the measurement. The plunger coil is supplied with a high-frequency voltage at its two outer connections 26a, 26b and depending on the change in the position of the ferrite core 25 inside the plunger coil, an electrical detuning of the differential coil occurs, whereby capacitors or other electrical systems can also be assigned to complete oscillating circuits. A corresponding analog signal change can then be converted by means of an analog/digital converter and fed directly to the microprocessor, so that the microprocessor is able to record the change in weight resulting from the change in the ferrite core position (for example as a difference value) and evaluate it accordingly via the recorded path change including the spring constant.

Ein entsprechender Ablauf für eine Waschmaschinengesamtsteuerung kann dann so erfolgen, wie dies als ein mögliches Ausführungsbeispiel anhand eines Flußdiagramms (Funktionsablauf) in Fig. 4 angegeben ist; d.h. nach Einschalten der Maschine am Funktionsblock I ergibt sich zunächst die übliche Zustandsermittlung, also Initialisierung der Werte und Reset am Funktionsblock II, woraufhin der verwendete Mikroprozessor überprüft, ob die Maschine von Anfang an in einer Weise belastet ist, daß eine Messung nicht möglich ist. Dies könnte beispielsweise dann der Fall sein, wenn vor Einschalten der Maschine schon das ganze oder ein TeilA corresponding process for a washing machine's overall control can then be carried out as shown as a possible embodiment using a flow chart (functional sequence) in Fig. 4; i.e. after switching on the machine at function block I, the usual status determination takes place first, i.e. initialization of the values and reset at function block II, whereupon the microprocessor used checks whether the machine is loaded from the start in such a way that a measurement is not possible. This could be the case, for example, if the whole or part of the machine is already loaded before the machine is switched on.

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des Waschguts eingegeben worden ist.of the laundry has been entered.

In diesem Fall signalisiert die Waschmaschine an einem geeigneten Display (Anzeigefeld) die Notwendigkeit, daß eine Entlastung der Maschine durch Wäscheentnahme zunächst erfolgt, woraufhin dann die Nullstellungs-Messung durchgeführt wird entsprechend Block III.In this case, the washing machine signals on a suitable display (display panel) the need to first relieve the load on the machine by removing laundry, after which the zero setting measurement is carried out in accordance with Block III.

Es erfolgt dann Anzeige der Einfüllungsfreigabe und die WäschebefUllung durch die Bedienungsperson, wobei diese gleichzeitig entsprechende Waschgutangaben, falls gewünscht und durch die eigene Programmbestimmung nicht ohnehin impliziert, vorgenommen werden können, also ob es sich beispielsweise um Weißwäsche, Wolle oder Buntwäsche o. dgl. handelt.The loading release is then displayed and the operator loads the laundry, whereby at the same time the operator can enter the relevant laundry information, if desired and not already implied by the program, i.e. whether it is white laundry, wool or colored laundry or similar.

Ist die WäschebefUllung abgeschlossen, wird ein erster Wiegevorgang (1. Wägung) eingeleitet, mit welcher das Gewicht des Waschguts festgestellt wird. Aus dieser Waschautgewichtsmenge, der internen Angabe, um weiche Art von Waschgut es sich handelt, und einer weiteren internen Angabe, die beispielsweise ein gewünschtes Programm betreffen kann, berechnet dann der Mikroprozessor problemlos und falls erforderlich unter Abrufung von beispielsweise in einem EPROM gespeicherten Werten den Sollwert des gewünschten Wasserstands und öffnet die ZulaufSteuerung. Gleichzeitig kann der Mikroprozessor dann natürlich, nachdem nämlich die gewünschte Wassermenge und Art bzw. Verschmutzungsart der eingegebenen Wäsche sowie Wäschemenge bestimmt ist, auch extern anzeigen (vgl. Funktionsblock IV), welche Waschmittelmenge zuzugeben ist, da- Once the laundry has been loaded, a first weighing process (1st weighing) is initiated, with which the weight of the laundry is determined. From this wash weight, the internal information about the type of laundry and another internal information, which may, for example, relate to a desired program, the microprocessor then easily calculates the target value of the desired water level and opens the inlet control, if necessary by calling up values stored in an EPROM, for example. At the same time, the microprocessor can of course also display externally (see function block IV) which amount of detergent is to be added, after the desired amount of water and type or type of soiling of the laundry and the amount of laundry have been determined.

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mit ein einwandfreier Waschvorgang durchgeführt werwith a flawless washing process carried out

den kann. Dies ist dann erforderlich, wenn die Waschmaschine nicht in alternativer Ausgestaltung selbsttätig aus einem nur gelegentlich ergänzten Waschmittelvorrat die gewünschte Waschmittelmenge entnimmt, was ebenfalls innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens liegt.This is necessary if the washing machine does not, in an alternative embodiment, automatically take the desired amount of detergent from a detergent supply that is only occasionally replenished, which also lies within the scope of the invention.

Anschließend wird die Zulaufsteuerung für das elektromagnetische Magnetventil für die Wasserzugabe geöffnet und durch ein Differenz-Wiegevorgang die Wasserfüllmenge bestimmt, mit welcher der gewünschte Wasserstand-Sollwert, wie errechnet, erreicht werden
kann.The inlet control for the electromagnetic solenoid valve is then opened for the addition of water and the water filling quantity is determined by a differential weighing process with which the desired water level setpoint, as calculated, can be achieved.
can.

Sobald dann die gewünschte Wassermenge erreicht ist, wird das Zulaufventil geschlossen und es erfolgt die übliche Steuerung des Waschprograiranablaufs. Ein noch genaueres Eingehen auf den Funktionsablauf der Fig.4 ist nicht erforderlich, da die Beschriftung innerhalb der Funktionsblöcke die Einzelschritte des Programms hinreichend verständlich darstellt.As soon as the desired amount of water is reached, the inlet valve is closed and the usual control of the washing program sequence takes place. A more detailed explanation of the functional sequence in Fig. 4 is not necessary, as the labeling within the functional blocks shows the individual steps of the program in a sufficiently understandable way.

In diesem Zusammenhang ist noch darauf hinzuweisen,
daß die bisher und im folgenden gegebne Erläute-In this context, it should be noted that
that the explanations given so far and in the following

, rung zur Erfindung bzw. die in der Zeichnung getrof-, the invention or the drawings taken

p f»ne Darstellung die Erfindung nicht beschränkt, son-p f»ne representation does not limit the invention, but

^ dem dazu dient, die funktionellen Grundwirkungen zu ^ which serves to determine the basic functional effects

veranschaulichen und spezielle Funktionsabläufe in
einer möglichen Realisierungsform anzugeben. Es ver-&iacgr; steht sich, daß speziell hinsichtlich der elektroni-and illustrate special functional processes in
a possible form of implementation. It is understood that especially with regard to the electronic

sehen Steuerung die verwendeten Bausteine oder dieControl see the blocks used or the

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gesamte Zentralsteuerung in analoger, digitaler oder auch hybrider Technik aufgebaut sein kann oder auch, teilweise oder ganz zusammengefaßt, entsprechende Bereiche von programmgesteuerten digitalen Systemen, beispielsweise also des verwendeten Mikroprozessors, Mikrorechners u. dgl. umfassen können.The entire central control system can be constructed using analogue, digital or hybrid technology or can also, in part or in full, include corresponding areas of program-controlled digital systems, for example the microprocessor, microcomputer and the like used.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung vorliegender '§ Erfindung besteht noch darin, daß durch das ohnehin | vorhandene Waagensystem bei einer solchen Waschma- % A particularly preferred embodiment of the present invention is that the existing scale system in such a washing machine

schine auch dem Problem der Unwuchterkennung zu Leibe gerückt werden kann. Bisher mußten Unwuchterscheinungen der Trommel, die bei deren schneller Umdrehung ' zum Schleudervorgang durch einen ungleichmäßig verteilten Inhalt hervorgerufen worden sind, entweder durch mechanische Schalter oder durch eine elektrische ■' Messung des MotorStroms vorgenommen werden, bei dem sich eine Unwuchtbewegung der mit dem antreibenden Elektromotor verbundenen Trommel beispielsweise durch ein Pulsieren des Stroms erkennen ließ. Solche Messungen sind jedoch mit entsprechenden Ungenauigkeiten verbunden, da es sich stets um indirekte Meßmethoden handelt.machine can also tackle the problem of unbalance detection. Up to now, unbalance phenomena in the drum, which were caused by unevenly distributed contents during its rapid rotation during the spinning process, had to be detected either by mechanical switches or by an electrical measurement of the motor current, in which an unbalanced movement of the drum connected to the driving electric motor could be detected, for example, by a pulsation of the current. However, such measurements are associated with corresponding inaccuracies, since they are always indirect measurement methods.

Durch die Einbeziehung der Kraftmessung über eine Waage lassen sich direkt die von der rotierenden Trommel erzeugten Auslenkkrafte bei Unwucht ermitteln und bei überschreiten vorgegebener Werte entsprechende Reaktionen durchfuhren, die beispielsweise zu einem Abschalten, zu einem Neuanlauf, einem Reversieren zum besseren Verteilen des Trommelinhalts u. dgl. führen ' können.By including the force measurement via a scale, the deflection forces generated by the rotating drum in the event of imbalance can be determined directly and, if predetermined values are exceeded, appropriate reactions can be carried out, which can lead, for example, to switching off, restarting, reversing to better distribute the drum contents, etc.

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Ein Mikroprozessor, dem vom Waagesystem bzw. von dessen Istwertgebern enfesprechensb Cschsankende), also dynamische Istwertgrößen über das jeweilige Gewicht zugeführt werden - und uro eine £swichtsänderung im periodischen Abiaux handelt es sich bei Auftreten von Trommeltänwuchten bei schneller Bewegung -, kann dann unter Beintern vorgegebener Schwellwerte sofort beob die Unwuchterscheinungen so gravierend sind, daS eine Abschaltung oder eine Neuverteilung der Wische notwendig ist oder ob weitergearbeitet werden kann. A microprocessor, which is fed with corresponding (decreasing) i.e. dynamic actual values for the respective weight from the weighing system or its actual value transmitters - and a change in weight in the periodic cycle is the occurrence of drum imbalances during rapid movement - can then immediately determine, by internally setting predetermined threshold values , whether the imbalance phenomena are so serious that a shutdown or a redistribution of the weight is necessary or whether work can continue.

Diese Maßnahmen sind gestrichelt an dem Flußdiagramm der Fig. 4 unten noch angefügt. Es sei nochmals wiederholt: Unwuchterscheinungen lassen sich durch ein Waagensystem dadurch erfassen, daß deren Istwertgeber periodisch pulsierend Gewichtsschwankungen anzeigen, die bei überschreiten bestimmter Werte als Indiz dafür verwendet werden, daß die Trommelunwucht unter den gegebenen Umständen nicht mehr hingenommen werden kann.These measures are shown in dashed lines in the flow chart in Fig. 4 below. It should be repeated again: Imbalance phenomena can be detected by a weighing system by its actual value sensors periodically pulsating to indicate weight fluctuations, which, when certain values are exceeded, are used as an indication that the drum imbalance can no longer be tolerated under the given circumstances.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All features presented in the description, the following claims and the drawing can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.

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Claims (1)

2232/ot/wi 21.7.19892232/ot/wi 21.7.1989 BSG-Schalttechnik GmbH & Co. KQ, Meisterstr. 19,BSG-Schalttechnik GmbH & Co. KQ, Meisterstr. 19, Baiingen 1Baiingen 1 Schutzansprüche Protection claims 1. Vorrichtung zur Füllmengenmessung (Niveau des Wasserstande, eingegebene Waschgutraenge) und entsprechende» De?ierung bei Waschmaschinen, auch zur nachfolgenden Bestimmung zuzuführender Waschmittelmengen u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daS eine Wiegeanordnung zur Erfassung des sich durch das einzufüllende Material jeweils ändernden Gewichts im Waschmaschinenbereich vorgesehen ist, deren Signale einer zentralen elektrischen Steuerschaltung zugeführt sind.1. Device for measuring filling quantities (water level, amount of laundry entered) and corresponding de?nition in washing machines, also for the subsequent determination of the amount of detergent to be added, etc., characterized in that a weighing arrangement is provided in the washing machine area for detecting the weight, which changes as a result of the material to be filled in, the signals of which are fed to a central electrical control circuit. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegeanordnung im Bereich der federnd aufgehängten Trommel der Waschmaschine angeordnet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the weighing arrangement is arranged in the region of the spring-suspended drum of the washing machine. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegeanordnung zur Messung der relativen Gesamtgewichtsveränderung der Waschmaschine in3. Device according to claim 1, characterized in that the weighing arrangement for measuring the relative total weight change of the washing machine in den Waechmaschinenfüßen angeordnet ist.is arranged on the washing machine feet. &bull; «&bull;II · «&bull;«&bull;II · « 2232/ot/wi2232/ot/wi 21.7.1989 - 2 -21.7.1989 - 2 - 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aufhängung des Trommelsystems über Federn (13a, 13b) üi* Wiegeanordnung bildende Gewichts-Istwertgeber in Form von Weg-Kraftaufnehmern (Federwaage) vorgesehen sind.4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that when the drum system is suspended via springs (13a, 13b) , actual weight value sensors in the form of displacement force sensors (spring balances) forming a weighing arrangement are provided. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Weg-Kraftaufnehmer in den Federn des Trommelaufhängesystems integriert sind.5. Device according to claim 4, characterized in that the displacement force transducers are integrated in the springs of the drum suspension system. 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufnehmer für die relative Gewichtsänderungsbestimmung Weg-Kraftaufnehmer, Dehnungsmeßstreifen, Tauchspulenanordnungen, Piezoeffektsysteme, Saitenwaagen, induktive oder kapazitive Näherungsgeber Weg/-Spannungswandler unter Verwendung von Vorspannungsfedern vorgesehen sind.6. Device according to one or more of claims 1-5, characterized in that as sensors for determining the relative weight change, displacement force sensors, strain gauges, moving coil arrangements, piezo effect systems, string scales, inductive or capacitive proximity sensors, displacement/voltage converters using preload springs are provided. 7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-G, dadurch gekennzeichnet, daß durch das der Waschmaschine bzw. dem Trommelsystem zugeordnete Waagensystem die eingefüllte Trockenwaschgutmenge äurch Gewichtsmessung bestimmt wird.7. Device according to one or more of claims 1-G, characterized in that the amount of dry laundry filled in is determined by weight measurement by the weighing system assigned to the washing machine or the drum system. 8. Vorrichtung nach einem dar Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß als Istwertgeber für das Waagensystem eine Tauchspulen-Differentialanordnung vorgesehen ist, bei welcher eine Relativbewegung zwischen zwei Teilspulen (23a, 23b) mit Bezug auf einen inneren (Ferrit)Kern (22) durch Verstimmung der Tauchspulenanordnung als Weggeber in Verbindung8. Device according to one of claims 1-7, characterized in that a plunger coil differential arrangement is provided as the actual value transmitter for the scale system, in which a relative movement between two partial coils (23a, 23b) with respect to an inner (ferrite) core (22) is determined by detuning the plunger coil arrangement as a displacement sensor in connection 2232/ot/wi2232/ot/wi 21.7.1989 - 3 -21.7.1989 - 3 - mit zugeordneten Pedervorspannungen zur Gewichtsangabe ausgewertet wird.with associated Peder preloads for weight indication.