EP2460921B1 - Wäschebehandlungsvorrichtung und Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Wäschebehandlungsvorrichtung - Google Patents

Wäschebehandlungsvorrichtung und Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Wäschebehandlungsvorrichtung Download PDF

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EP2460921B1
EP2460921B1 EP11009353.1A EP11009353A EP2460921B1 EP 2460921 B1 EP2460921 B1 EP 2460921B1 EP 11009353 A EP11009353 A EP 11009353A EP 2460921 B1 EP2460921 B1 EP 2460921B1
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EP
European Patent Office
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speed
drum
imbalance
rotational
fluctuation
Prior art date
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EP11009353.1A
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EP2460921A2 (de
EP2460921A3 (de
Inventor
Stefan Zeh
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Diehl AKO Stiftung and Co KG
Original Assignee
Diehl AKO Stiftung and Co KG
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Publication date
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    • 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
    • D06F37/22—Mountings, e.g. resilient mountings, for the rotary receptacle, motor, tub or casing; Preventing or damping vibrations in machines with a receptacle rotating or oscillating about a horizontal axis
    • D06F37/225—Damping vibrations by displacing, supplying or ejecting a material, e.g. liquid, into or from counterbalancing pockets
    • 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
    • D06F2103/00—Parameters monitored or detected for the control of domestic laundry washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2103/26—Imbalance; Noise level
    • 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
    • D06F34/00—Details of control systems for washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F34/14—Arrangements for detecting or measuring specific parameters
    • D06F34/16—Imbalance

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling the operation of a laundry treating apparatus and a laundry treating apparatus, the operation of which can be controlled by this method.
  • a laundry treatment device is a washing machine, a tumble dryer and a combined washer-dryer.
  • a laundry treating apparatus comprises a rotatably arranged drum for receiving, e.g. to be washed and / or laundry to be dried.
  • the drum When spinning wet laundry in the laundry treatment devices, the drum is accelerated to a speed above a so-called application speed at which the force acting on the laundry centrifugal force is greater than gravity and the laundry therefore more or less uniformly applied to the drum shell.
  • This application speed is typically in the range of about 100 rpm in laundry treatment devices.
  • Uneven distribution of the laundry results in imbalances which generate vibrations which in turn cause load on bearings, impact of the drum receiving tub against the machine housing and noise can.
  • Such problems occur particularly in laundry treatment devices whose drums have a rotation axis with a horizontal component. to Reduction of such imbalances are known various balancing devices.
  • the ball balancer has a ring attached to the circumference of the rotating object with an annular cavity in which a number of spherical weights can move freely. Upon rotation of the object, the weights roll to a position in the ring which faces an imbalance and thus compensate for this imbalance.
  • the unbalance compensation in such a ball balancer is only above a critical speed.
  • This critical speed is typically dependent upon the inertia of the rotating mass and the flexibility or spring rate of the suspension of the tub, and is typically above 200 rpm for laundry treatment equipment. In the subcritical speed range, an existing imbalance can even be amplified by the weights of the ball balancer.
  • the DE 198 42 611 C2 discloses a laundry treatment apparatus having a ball balancer and means for detecting imbalances of the drum above the application speed by means of travel, attitude or acceleration sensors. To detect the imbalance, the fluctuation of the speed or a speed-dependent signal is evaluated. The spin-up of the drum is then controlled by an evaluation circuit in response to the detected unbalance.
  • the drum is set to a predetermined one Speed greater than the application speed accelerated and then recorded an imbalance.
  • a speed-dependent variable is detected over a predetermined period of time, a phase position of a fluctuation of this at least one speed-dependent variable is determined over the predetermined period of time, and then a magnitude of the unbalance is deduced from a time profile of this phase position.
  • a phase of a fluctuation of this at least one speed-dependent variable is determined, and from a time course of this phase then to a size the imbalance is closed.
  • the inventor has found that the phase angle of the fluctuation of a speed-dependent variable changes with time the more the less the unbalance of the system is. From the time course of this phase position can therefore be concluded more clearly on the size of the imbalance as from the amplitude values, for example, the speed fluctuation.
  • application speed in this context is a speed of the drum to understand, starting from which the laundry in the drum acting centrifugal force is greater than gravity and therefore the laundry rests against the drum shell.
  • this application speed is typically in the range of about 100 rpm.
  • the "phasing" of the fluctuation of the number-dependent magnitude is defined as the drum angle at the time of a maximum value of the respective speed-dependent quantity.
  • the zero position of the drum angle is determined once arbitrarily before the measurement.
  • the maximum value and the associated drum angle are then determined for each individual revolution of the drum.
  • the "predetermined period of time" for detecting the speed-dependent variable and determining the associated phase position of the fluctuation of this speed-dependent variable is chosen as a function of the respective system so that it is sufficiently long for an evaluation.
  • the predetermined period of time is chosen so long that the at least one weight of the Kugelauswuchters at least once circulates around the track.
  • the weights of the ball balancer move slowly along the track relative to the rotating drum and once again circulate the drum within about 40 seconds, for example. Once, the weights amplify the imbalance and compensate it again.
  • the measurable variations in the speed-dependent quantity are more or less sinusoidally modulated with a period of relative movement of the weights of the above-exemplified period of 40 seconds.
  • the predetermined period of time is preferably at least about 20 seconds, more preferably at least about 30 seconds.
  • the “amount of unbalance” in the present invention may be an absolute value of imbalance or a relative value of imbalance (e.g., “too big”, “a little too big”, “small enough”, “hardly exists”, etc.).
  • a value range of the phase position assumed within the predetermined period of time becomes determined and then closed from this range of values to the size of the imbalance.
  • it is concluded from a value range of the phase position of the fluctuation of the at least one speed-dependent variable which exceeds a predetermined span that the unbalance falls below a critical size.
  • This predetermined range of the value range of the phase position is preferably at least about 180 °, more preferably at least about 220 °, even more preferably at least about 250 °.
  • This detection of the monotony of the temporal course of the phase position of the fluctuation of the at least one speed-dependent variable can preferably be combined with the detection of the value range of the phase position of the fluctuation of the at least one speed-dependent variable.
  • the at least one speed-dependent variable may preferably be selected from a rotational speed, a torque, a mechanical power and an electrical power.
  • the predetermined rotational speed of the drum, at which the imbalance is detected is preferably less than a critical rotational speed of the balancing device.
  • the drum is only accelerated to a higher speed when the detected imbalance a critical size falls below. In this way it should be ensured that damage to the laundry treatment devices are avoided or at least reduced even at high speeds.
  • the rotational speed of the drum is accelerated to a higher speed when the fluctuation of the at least one speed-dependent variable is substantially minimal or moves to a minimum.
  • the ball balancer compensates for the imbalance of the drum best.
  • the drum is preferably accelerated with a small speed gradient. This is to avoid that the weights of the Kugelauswuchters are excited by the acceleration forces to change their current position relative to the drum.
  • a laundry treating apparatus under protection comprising a rotatably arranged drum for receiving laundry to be treated, a balancing means having a raceway concentric with the drum and at least one movable along the raceway weight and control means for controlling a rotational speed of the drum and detecting has an imbalance.
  • the control device is designed to carry out the method described above according to the invention.
  • the invention relates to a laundry treatment device, such as a washing machine, a tumble dryer or a washer-dryer, which is equipped with a balancing device in the form of a Kugelauswuchters.
  • a laundry treatment device such as a washing machine, a tumble dryer or a washer-dryer
  • a balancing device in the form of a Kugelauswuchters.
  • the present invention is not limited to any special construction of the ball balancer.
  • the drum is rotatably mounted in a tub or tub of the laundry treatment device.
  • the balancing device has, in particular, a substantially annular raceway arranged concentrically with respect to the drum and a number of movable, for example, spherical weights along the raceway.
  • the ring containing the balls is preferably filled with a fluid, so that the movement of the balls is damped.
  • the laundry In laundry treatment devices, the laundry is above the so-called "application speed" on the circumference of the drum. This results in unbalanced load torque and speed fluctuations, the fluctuation amplitude is usually measured at speeds just above the application speed, eg at 100 rev / min.
  • the weights of the ball balancer slowly migrate at 100 rpm over the circumference of the drum.
  • the balls moved relative to the rotating drum once in about 40 seconds over the entire circumference. The balls reinforce the imbalance once and compensate it another time.
  • the measurable speed fluctuations are very large and are modulated more or less sinusoidally with the period of the relative movement of the weights of the ball balancer from above 40 sec.
  • Fig. 1 shows an example of the time course of the rotational speed n (curve a) and the time course (curve b) of the drum angle ⁇ .
  • the zero point of the angular position ⁇ of the drum was determined arbitrarily.
  • One recognizes in Fig. 1 how the speed n fluctuates around the setpoint of 100 rpm with an amplitude of about 1.6 rpm.
  • the maximum of the rotational speed n is at a point in time at which the angular position ⁇ is approximately 30 °.
  • the phase angle ⁇ of the rotational speed fluctuation ⁇ n with respect to the pitch angle ⁇ is in the case of Fig. 1 thus about 30 °.
  • the amplitude ⁇ n and phase angle ⁇ of the speed fluctuation can be recalculated for each drum revolution.
  • Fig. 2 and 3 now show by way of example how the speed fluctuation amplitudes ⁇ n (curves c) and phase positions ⁇ (curves d) over a longer period - ie over a plurality of drum rotations - in a washing machine with ball balancers at an unbalance load of 0 g imbalance ( Fig. 2 ) or 1,000 g imbalance ( Fig. 3 ) change. At 1000 g imbalance should not be thrown up, with 0 g imbalance this can be done without problems and safe.
  • the maximum amplitudes ⁇ n of the rotational speed fluctuations are not evaluated, but their phase positions ⁇ .
  • the phase positions ⁇ of the rotational speed fluctuation relative to the rotating drum are also recorded.
  • phase angle ⁇ of the rotational speed fluctuation ⁇ n passes through essentially completely 360 °.
  • phase angle ⁇ only a range of values W from about -100 ° to about + 80 °, which results in a span W of about 180 °.
  • the measured phase angle ⁇ of the rotational speed fluctuation ⁇ n is determined by the resulting imbalance from the weights of the ball balancer and the load imbalance in the drum. With little load imbalance as in Fig. 2 is the phase angle ⁇ of the rotational speed fluctuation .DELTA.n determined essentially by the position of the weights of the Kugelauswuchters, which move slowly in or along the track of Kugelauswuchters over 360 °.
  • the phase angle ⁇ the speed fluctuation .DELTA.n is determined in this case by the resulting imbalance and thus essentially by the loading unbalance. This is stationary with the drum, with the result that in this case also the phase position ⁇ of the rotational speed fluctuation ⁇ n remains more or less stationary.
  • the value range W of the measured phase position ⁇ of the rotational speed fluctuation ⁇ n becomes smaller, the larger the mass the loading imbalance against the mass of the weights of the Kugelauswuchters is.
  • the phase angle ⁇ of the rotational speed fluctuation ⁇ n one or more speed-dependent variables such as speed, torque or power relative to the drum over a longer period considered. As soon as the value range span W of the phase angle ⁇ has crossed over a minimum coverage area, it is possible to travel to high rotational speeds.
  • the course of the phase angle ⁇ can be checked for monotony.
  • a turning point in the phasing ⁇ at significantly large amplitude indicates that the loading imbalance is relatively large and the laundry in the drum should be redistributed.
  • the track for the weights of the ball balancer may contain a fluid, particularly a viscous fluid such as an oil, which dampens the movement of the weights.
  • a damping device is to ensure that the weights of the Kugelauswuchters - at least but a critical speed - rotate with the drum and not roll by gravity in the lower part of the track.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Wäschebehandlungsvorrichtung sowie eine Wäschebehandlungsvorrichtung, deren Betrieb nach diesem Verfahren gesteuert werden kann.
  • Eine Wäschebehandlungsvorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner und ein kombinierter Waschtrockner. Eine solche Wäschebehandlungsvorrichtung weist insbesondere eine drehbar angeordnete Trommel zum Aufnehmen von zu behandelnder, d.h. zu waschender und/oder zu trocknender Wäsche auf.
  • Beim Schleudern nasser Wäsche in den Wäschebehandlungsvorrichtungen erfolgt eine Beschleunigung der Trommel auf eine Drehzahl oberhalb einer so genannten Anlegedrehzahl, bei welcher die auf die Wäsche wirkende Zentrifugalkraft größer als die Schwerkraft ist und die Wäsche deshalb mehr oder weniger gleichmäßig verteilt am Trommelmantel anliegt. Diese Anlegedrehzahl liegt bei Wäschebehandlungsvorrichtungen typischerweise im Bereich von etwa 100 U/min Bei einer ungleichmäßigen Verteilung der Wäsche kommt es zu Unwuchten, die Schwingungen erzeugen, die wiederum zu einer Belastung von Lagerstellen, einem Anschlagen des die Trommel aufnehmenden Bottichs gegen das Maschinengehäuse und Geräusche verursachen können. Derartige Probleme treten insbesondere bei Wäschebehandlungsvorrichtungen auf, deren Trommeln eine Rotationsachse mit einer horizontalen Komponente haben. Zur Verringerung solcher Unwuchten sind verschiedene Auswuchteinrichtungen bekannt.
  • So beschreibt zum Beispiel die US 6,442,782 B1 einen so genannten Kugelauswuchter. Der Kugelauswuchter weist einen am Umfang des rotierenden Objekts angebrachten Ring mit einem kreisringförmigen Hohlraum auf, in dem sich eine Anzahl kugelförmiger Gewichte frei bewegen kann. Bei einer Rotation des Objekts rollen die Gewichte an eine Position in dem Ring, welche einer Unwucht gegenüber liegt, und gleichen so diese Unwucht aus.
  • Der Unwuchtausgleich bei einem derartigen Kugelauswuchter erfolgt jedoch erst oberhalb einer kritischen Drehzahl. Diese kritische Drehzahl ist in der Regel abhängig von der Trägheit der rotierenden Masse und von der Flexibilität bzw. der Federkonstanten der Aufhängung des Bottichs und liegt bei Wäschebehandlungsvorrichtungen typischerweise oberhalb 200 U/min. Im unterkritischen Drehzahlbereich kann eine vorhandene Unwucht durch die Gewichte des Kugelauswuchters sogar verstärkt werden.
  • Bei Wäschebehandlungsvorrichtungen mit Kugelauswuchter sind insbesondere die folgenden kritischen Zustände nach Möglichkeit auszuschließen. Beim Hochfahren der Trommel auf höhere Drehzahlen sollen eine starke Auslenkung des Bottichs und damit ein Anschlagen des Bottichs an das Maschinengehäuse vermieden werden. Außerdem sollen hohe Drehzahlen nur angefahren werden, wenn die Masse der Gewichte des Kugelauswuchters größer als die Unwucht der Beladung der Trommel oder allenfalls geringfügig kleiner als diese ist, sodass der Kugelauswuchter die Unwucht kompensieren oder zumindest nahezu kompensieren kann, um die mechanischen Belastungen der Wäschebehandlungsvorrichtung bei hohen Drehzahlen in einem tolerierbaren Bereich zu halten.
  • Es sind deshalb bereits verschiedene Systeme zum Erfassen einer Unwucht in Wäschebehandlungsvorrichtungen mit Kugelauswuchter und verschiedene Verfahren zum Ansteuern solcher Wäschebehandlungsvorrichtungen vorgeschlagen worden.
  • Die DE 198 42 611 C2 offenbart eine Wäschebehandlungsvorrichtung mit einem Kugelauswuchter und einer Einrichtung zum Erfassen von Unwuchten der Trommel oberhalb der Anlegedrehzahl mit Hilfe von Wege-, Lage- oder Beschleunigungssensoren. Zur Erfassung der Unwucht wird die Schwankung der Drehzahl oder eines drehzahlabhängigen Signals ausgewertet. Der Schleuderhochlauf der Trommel wird dann von einer Auswerteschaltung in Abhängigkeit von der erfassten Unwucht gesteuert.
  • In der DE 199 52 464 C2 wird ein Steuerungsverfahren einer Wäschebehandlungsvorrichtung mit Kugelauswuchter vorgeschlagen, mit welchem ein Zeitpunkt der Kompensation der Unwucht exakt vorherbestimmt werden kann und damit ein Durchgang durch den kritischen Drehzahlbereich mit geringer Unwucht möglich ist. Zu diesem Zweck wird eine Hüllkurve des Betrags einer Drehzahlschwankung ausgewertet.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Wäschebehandlungsvorrichtung mit Kugelauswuchter mit einer verbesserten Erfassung der Unwucht zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Wäschebehandlungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Wäschebehandlungsvorrichtung mit einer drehbar angeordneten Trommel zum Aufnehmen von zu behandelnder Wäsche und einer Auswuchteinrichtung, wobei die Auswuchteinrichtung eine konzentrisch zur Trommel angeordnete Laufbahn und wenigstens ein entlang der Laufbahn bewegliches Gewicht aufweist, wird die Trommel auf eine vorbestimmte Drehzahl größer als die Anlegedrehzahl beschleunigt und dann eine Unwucht erfasst. Zum Erfassen der Unwucht wird über eine vorbestimmte Zeitdauer wenigstens eine drehzahlabhängige Größe erfasst, wird über die vorbestimmte Zeitdauer eine Phasenlage einer Schwankung dieser wenigstens einen drehzahlabhängigen Größe bestimmt und wird dann aus einem zeitlichen Verlauf dieser Phasenlage auf eine Größe der Unwucht geschlossen.
  • Bei herkömmlichen Systemen werden zum Erfassen einer Unwucht der Trommel die Amplitudenwerte der durch die Unwucht bewirkten Schwankungen der Drehzahl oder einer drehzahlabhängigen Größe ausgewertet. Diese Amplitudenwerte sind jedoch abhängig von der Trägheit der beladenen Trommel und damit von der unbekannten Masse der verteilten Beladung. Zudem unterscheiden sich diese Amplitudenwerte für unterschiedliche Unwuchten in der Regel nur geringfügig. Es hat sich deshalb als schwierig herausgestellt, aus den Amplitudenwerten der Schwankungen der Drehzahl oder drehzahlabhängigen Größe eine zuverlässige Aussage über die Unwucht der Trommel zu erhalten und ein sicheres Hochfahren der Trommeldrehzahl zu gewährleisten.
  • Gemäß der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, dass zum Erfassen der Unwucht über eine vorbestimmte Zeitdauer wenigstens eine drehzahlabhängige Größe erfasst wird, über die vorbestimmte Zeitdauer eine Phasenlage einer Schwankung dieser wenigstens einen drehzahlabhängigen Größe bestimmt wird, und aus einem zeitlichen Verlauf dieser Phasenlage dann auf eine Größe der Unwucht geschlossen wird. Der Erfinder hat festgestellt, dass sich die Phasenlage der Schwankung einer drehzahlabhängigen Größe im Laufe der Zeit umso stärker ändert je geringer die Unwucht des Systems ist. Aus dem zeitlichen Verlauf dieser Phasenlage kann daher deutlicher auf die Größe der Unwucht geschlossen werden als aus den Amplitudenwerten zum Beispiel der Drehzahlschwankung.
  • Unter dem Begriff "Anlegedrehzahl" ist in diesem Zusammenhang eine Drehzahl der Trommel zu verstehen, ab welcher die auf die Wäsche in der Trommel wirkende Zentrifugalkraft größer als die Schwerkraft ist und die Wäsche deshalb am Trommelmantel anliegt. Bei Wäschebehandlungsvorrichtungen liegt diese Anlegedrehzahl typischerweise im Bereich von etwa 100 U/min.
  • Die "Phasenlage" der Schwankung der diehzahlabhängigen Größe ist definiert als der Trommelwinkel zum Zeitpunkt eines Maximalwerts der jeweiligen drehzahlabhängigen Größe. Die Nulllage des Trommelwinkels wird dabei vor der Messung einmal willkürlich festgelegt. Der Maximalwert und der zugehörige Trommelwinkel werden dann für jede einzelne Umdrehung der Trommel ermittelt.
  • Die "vorbestimmte Zeitdauer" zum Erfassen der drehzahlabhängigen Größe und Bestimmen der zugehörigen Phasenlage der Schwankung dieser drehzahlabhängigen Größe wird in Abhängigkeit von dem jeweiligen System so gewählt, dass sie für eine Auswertung ausreichend lang ist. Vorzugsweise wird die vorbestimmte Zeitdauer so lang gewählt, dass das wenigstens eine Gewicht des Kugelauswuchters wenigstens einmal um die Laufbahn umläuft. Bei einer Drehzahl von beispielsweise 100 U/min bewegen sich die Gewichte des Kugelauswuchters relativ zur rotierenden Trommel langsam entlang der Laufbahn und umlaufen die Trommel einmal zum Beispiel innerhalb von etwa 40 sec. Dabei verstärken die Gewichte einmal die Unwucht und kompensieren sie ein anderes Mal. Die messbaren Schwankungen der drehzahlabhängigen Größe sind mehr oder weniger sinusförmig moduliert mit einer Periodendauer der Relativbewegung der Gewichte der oben beispielhaft genannten Zeitdauer von 40 sec. Die vorbestimmte Zeitdauer beträgt vorzugsweise wenigstens etwa 20 sec, bevorzugter wenigstens etwa 30 sec.
  • Die "Größe der Unwucht" kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein absoluter Wert der Unwucht oder ein relativer Wert der Unwucht (z.B. "zu groß", "etwas zu groß", "klein genug", "kaum vorhanden", etc) sein.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer angenommener Wertebereich der Phasenlage bestimmt und aus diesem Wertebereich dann auf die Größe der Unwucht geschlossen. Vorzugsweise wird aus einem Wertebereich der Phasenlage der Schwankung der wenigstens einen drehzahlabhängigen Größe, der eine vorbestimmte Spanne überschreitet, darauf geschlossen, dass die Unwucht eine kritische Größe unterschreitet. Diese vorbestimmte Spanne des Wertebereichs der Phasenlage beträgt vorzugsweise wenigstens etwa 180°, bevorzugter wenigstens etwa 220°, noch bevorzugter wenigstens etwa 250°.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird aus einer Monotonie des zeitlichen Verlaufes der Phasenlage der Schwankung der wenigstens einen drehzahlabhängigen Größe darauf geschlossen, dass die Unwucht eine kritische Größe unterschreitet.
  • Diese Erfassung der Monotonie des zeitlichen Verlaufes der Phasenlage der Schwankung der wenigstens einen drehzahlabhängigen Größe kann vorzugsweise mit der Erfassung des Wertebereichs der Phasenlage der Schwankung der wenigstens einen drehzahlabhängigen Größe kombiniert werden. So kann vorzugsweise daraus, dass die Phasenlage der Schwankung der wenigstens einen drehzahlabhängigen Größe eine minimale Wertebereichsspanne im Wesentlichen monoton (d.h. monoton steigend oder monoton fallend) durchlaufen hat, darauf geschlossen werden, dass die Unwucht eine kritische Größe unterschreitet.
  • Die wenigstens eine drehzahlabhängige Größe kann vorzugsweise ausgewählt werden aus einer Drehzahl, einem Drehmoment, einer mechanischen Leistung und einer elektrischen Leistung.
  • Die vorbestimmte Drehzahl der Trommel, bei welcher die Unwucht erfasst wird, ist vorzugsweise kleiner als eine kritische Drehzahl der Auswuchteinrichtung.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Trommel nur dann auf eine höhere Drehzahl beschleunigt, wenn die erfasste Unwucht eine kritische Größe unterschreitet. Auf diese Weise soll sichergestellt werden, dass Beschädigungen der Wäschebehandlungsvorrichtungen auch bei hohen Drehzahlen vermieden oder zumindest verringert werden.
  • In einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Drehzahl der Trommel auf eine höhere Drehzahl beschleunigt, wenn die Schwankung der wenigstens einen drehzahlabhängigen Größe im Wesentlichen minimal ist oder sich auf ein Minimum zu bewegt. In diesem Zeitraum kompensiert der Kugelauswuchter die Unwucht der Trommel am besten. Ausgehend von diesem Betriebszustand wird die Trommel vorzugsweise mit kleinem Drehzahlgradienten beschleunigt. Hierdurch soll vermieden werden, dass die Gewichte des Kugelauswuchters durch die Beschleunigungskräfte angeregt werden, ihre momentane Position relativ zur Trommel zu ändern.
  • Es soll ferner eine Wäschebehandlungsvorrichtung unter Schutz gestellt werden, die eine drehbar angeordnete Trommel zum Aufnehmen von zu behandelnder Wäsche, eine Auswuchteinrichtung mit einer konzentrisch zur Trommel angeordneten Laufbahn und wenigstens einem entlang der Laufbahn beweglichen Gewicht und eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Drehzahl der Trommel und Erfassen einer Unwucht aufweist. Die Steuereinrichtung ist dabei zum Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens gemäß der Erfindung ausgebildet.
  • Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen:
    • Fig. 1
    ein beispielhaftes Diagramm von zeitlichen Verläufen einer Drehzahl und eines Trommelwinkels einer Wäschebehandlungsvorrichtung;
    Fig. 2
    ein beispielhaftes Diagramm von zeitlichen Verläufen einer Drehzahlschwankung und einer Phasenlage der Drehzahlschwankung einer Wäschebehandlungsvorrichtung im Wesentlichen ohne Unwucht; und
    Fig. 3
    ein beispielhaftes Diagramm von zeitlichen Verläufen einer Drehzahlschwankung und einer Phasenlage der Drehzahlschwankung einer Wäschebehandlungsvorrichtung mit kritischer Unwucht.
  • Die Erfindung betrifft eine Wäschebehandlungsvorrichtung, wie eine Waschmaschine, einen Wäschetrockner oder einen Waschtrockner, welche mit einer Auswuchteinrichtung in Form eines Kugelauswuchters ausgestattet ist. Die vorliegende Erfindung ist dabei auf keine spezielle Konstruktion des Kugelauswuchters beschränkt.
  • Die Trommel ist in einem Bottich oder Laugenbehälter der Wäschebehandlungsvorrichtung drehbar gelagert. Die Auswuchteinrichtung weist insbesondere eine konzentrisch zur Trommel angeordnete, im Wesentlichen kreisringförmige Laufbahn und eine Anzahl von entlang der Laufbahn beweglichen, zum Beispiel kugelförmigen Gewichten auf. Der Ring, welcher die Kugeln beinhaltet, ist vorzugsweise mit einem Fluid gefüllt, sodass die Bewegung der Kugeln gedämpft wird.
  • Bei Wäschebehandlungsvorrichtungen liegt die Wäsche oberhalb der so genannten "Anlegedrehzahl" am Umfang der Trommel an. Dabei entstehen bei unwuchtiger Beladung Drehmoment- und Drehzahlschwankungen, deren Schwankungsamplitude üblicherweise bei Drehzahlen kurz über der Anlegedrehzahl, z.B. bei 100 U/min gemessen wird. Die Gewichte des Kugelauswuchters wandern jedoch bei 100 U/min langsam über den Umfang der Trommel. In einer getesteten Waschmaschine bewegten sich die Kugeln relativ zur drehenden Trommel in ca. 40 sec einmal über den kompletten Umfang. Dabei verstärken die Kugeln die Unwucht einmal und kompensieren sie ein anderes Mal. Die messbaren Drehzahlschwankungen sind sehr groß und sind mehr oder weniger sinusförmig moduliert mit der Periodendauer der Relativbewegung der Gewichte des Kugelauswuchters von oben genannten 40 sec.
  • Fig. 1 zeigt beispielhaft den zeitlichen Verlauf der Drehzahl n (Kurve a) und den zeitlichen Verlauf (Kurve b) des Trommelwinkels ω. Der Nullpunkt der Winkellage ω der Trommel wurde dabei willkürlich festgelegt. Man erkennt in Fig. 1, wie die Drehzahl n um den Sollwert von 100 U/min mit einer Amplitude von etwa 1,6 U/min schwankt. Das Maximum der Drehzahl n liegt bei einem Zeitpunkt, zu dem die Winkellage ω etwa 30° beträgt. Die Phasenlage ϕ der Drehzahlschwankung Δn in Bezug zum Trömmelwinkel ω ist im Fall von Fig. 1 somit etwa 30°. Die Amplitude Δn und Phasenlage ϕ der Drehzahlschwankung kann für jede Trommelumdrehung neu berechnet werden.
  • Fig. 2 und 3 zeigen nun beispielhaft, wie sich die Drehzahlschwankungsamplituden Δn (Kurven c) und Phasenlagen ϕ (Kurven d) über einen längeren Zeitraum - also über eine Vielzahl von Trommelumdrehungen - bei einer Waschmaschine mit Kugelauswuchtern bei einer Unwuchtbeladung von 0 g Unwucht (Fig. 2) bzw. 1.000 g Unwucht (Fig. 3) verändern. Bei 1.000 g Unwucht sollte nicht hochgeschleudert werden, bei 0 g Unwucht kann dies problem- und gefahrlos erfolgen.
  • Eine Entscheidung über das Hochfahren auf höhere Drehzahlen aufgrund der Drehzahlschwankungen Δn, wie dies in der Regel bei herkömmlichen Systemen geschieht, fällt schwer, da die Maximalamplitude Δn bei 0 g Unwucht etwa 1,6 U/min beträgt und die Maximalamplitude Δn bei 1.000 g Unwucht etwa 1,8 U/min beträgt, die Maximalamplituden der Drehzahlschwankung sich also nur wenig unterscheiden. Zudem können sich die Amplitude Δn generell auch mit der zunächst unbekannten, gewuchtet verteilten Wäsche ändern. Aufgrund dieser Unsicherheiten ist das Auswerten der Amplitudenwerte Δn unbefriedigend.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden deshalb nicht die Maximalamplituden Δn der Drehzahlschwankungen ausgewertet, sondern deren Phasenlagen ϕ.
  • In Fig. 2 und 3 sind jeweils neben der Amplitude Δn der Drehzahlschwankung auch die Phasenlagen ϕ der Drehzahlschwankung relativ zur drehenden Trommel aufgezeichnet. Es wird zum Beispiel ständig der mechanische Winkel der rotierenden Trommel (= Trommelwinkel ω) mitgeführt. Die Nulllage dieses Trommelwinkels ω wird dabei vor der Messung einmalig willkürlich festgelegt. Für jede einzelne Umdrehung der Trommel wird dann die maximale Drehzahl ermittelt. Der Trommelwinkel ω zum Zeitpunkt der Maximaldrehzahl ist die Phasenlage ϕ der Drehzahlschwankung Δn.
  • Man erkennt in der beispielhaften Darstellung von Fig. 2, dass bei fehlender Unwucht die Phasenlage ϕ der Drehzahlschwankung Δn im Wesentlichen komplette 360° durchwandert. Im Gegensatz dazu überspannt im Fall einer Unwucht von zum Beispiel 1.000 g in Fig. 3 die Phasenlage ϕ nur einen Wertebereich W von etwa -100° bis etwa +80°, was eine Spanne W von etwa 180° ergibt.
  • Die gemessene Phasenlage ϕ der Drehzahlschwankung Δn wird bestimmt durch die resultierende Unwucht aus den Gewichten des Kugelauswuchters und der Beladungsunwucht in der Trommel. Bei wenig Beladungsunwucht wie in Fig. 2 wird die Phasenlage ϕ der Drehzahlschwankung Δn im Wesentlichen durch die Lage der Gewichte des Kugelauswuchters bestimmt, welche sich in bzw. entlang der Laufbahn des Kugelauswuchters langsam über 360° bewegen.
  • Wenn die Beladungsunwucht größer wird als die Gesamtmasse der Gewichte des Kugelauswuchters, bewegen sich die Gewichte dennoch über komplette 360°, jedoch wird die Phasenlage ϕ der Drehzahlschwankung Δn in diesem Fall durch die resultierende Unwucht und damit im Wesentlichen durch die Beladungsunwucht bestimmt. Diese ist ortsfest mit der Trommel, mit dem Ergebnis, dass in diesem Fall auch die Phasenlage ϕ der Drehzahlschwankung Δn mehr oder weniger ortsfest bleibt. Der Wertebereich W der gemessenen Phaselage ϕ der Drehzahlschwankung Δn wird umso kleiner, je größer die Masse der Beladungsunwucht gegenüber der Masse der Gewichte des Kugelauswuchters ist.
  • Exemplarisch wurden in Fig. 2 und 3 die Phasenlage ϕ und die Amplitude Δn der Drehzahlschwankungen gezeigt. Ähnliche Verhältnisse ergeben sich für die Amplituden und Phasenlagen von drehzahlabhängigen Signalen wie z.B. Drehmoment, mechanische Leistung und elektrischer Leistung.
  • Erfindungsgemäß wird zum Steuern des Betriebs der Wäschebehandlungsvorrichtung die Phasenlage ϕ der Drehzahlschwankung Δn einer oder mehrerer drehzahlabhängiger Größen wie Drehzahl, Drehmoment oder Leistung relativ zur Trommel über einen längeren Zeitraum betrachtet. Sobald die Wertebereichsspanne W der Phasenlage ϕ einen minimalen Überdeckungsbereich überstrichen hat, darf auf hohe Drehzahlen gefahren werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung kann auch der Verlauf der Phasenlage ϕ auf Monotonie geprüft werden. Ein Wendepunkt in der Phasenlage ϕ bei signifikant großer Amplitude zeigt an, dass die Beladungsunwucht verhältnismäßig groß ist und die Wäsche in der Trommel neu verteilt werden sollte.
  • Ferner hat sich herausgestellt, dass ein Anschlagen des Bottichs gegen das Maschinengehäuse mit großer Wahrscheinlichkeit verhindert werden kann, wenn die Trommel zu einem Zeitpunkt beschleunigt wird, in welchem die Schwankungsamplitude Δn ein Minimum (d.h. z.B. Δn = 0) aufweist oder sich auf ein solches Minimum zu bewegt. Dies signalisiert, dass der Kugelauswuchter momentan die Beladungsunwucht kompensiert oder zumindest nahezu kompensiert.
  • Weiter ist es von Vorteil, mit kleinen Drehzahlgradienten zu beschleunigen, damit die Gewichte des Kugelauswuchters nicht angeregt werden, ihre momentane Position relativ zur Trommel aufgrund der Beschleunigungskräfte zu ändern.
  • Es ist außerdem von Vorteil, den Kugelauswuchter mit einer Dämpfungseinrichtung zu versehen. Zum Beispiel kann die Laufbahn für die Gewichte des Kugelauswuchters ein Fluid, insbesondere ein viskoses Fluid wie beispielsweise ein Öl, enthalten, das die Bewegung der Gewichte dämpft. Eine derartige Dämpfungseinrichtung soll sicherstellen, dass die Gewichte des Kugelauswuchters - zumindest aber einer kritischen Drehzahl - mit der Trommel rotieren und nicht durch die Schwerkraft in den unteren Bereich der Laufbahn rollen.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Wäschebehandlungsvorrichtung mit einer drehbar angeordneten Trommel zum Aufnehmen von zu behandelnder Wäsche und einer Auswuchteinrichtung, wobei die Auswuchteinrichtung eine konzentrisch zur Trommel angeordnete Laufbahn und wenigstens ein entlang der Laufbahn bewegliches Gewicht aufweist, bei welchem die Trommel auf eine vorbestimmte Drehzahl größer als die Anlegedrehzahl beschleunigt wird und dann eine Unwucht erfasst wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zum Erfassen der Unwucht über eine vorbestimmte Zeitdauer wenigstens eine drehzahlabhängige Größe (n) erfasst wird, über die vorbestimmte Zeitdauer eine Phasenlage (ϕ) einer Schwankung (Δn) dieser wenigstens einen drehzahlabhängigen Größe (n) bestimmt wird, und aus einem zeitlichen Verlauf dieser Phasenlage (ϕ) auf eine Größe der Unwucht geschlossen wird, wobei die Phasenlage (ϕ) der Schwankung (Δn) der Trommelwinkel (ω) zum Zeitpunkt eines Maximalwerts der drehzahlabhängigen Größe (n) ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer angenommener Wertebereich (W) der Phasenlage (ϕ) bestimmt wird und aus diesem Wertebereich (W) auf die Größe der Unwucht geschlossen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    aus einem Wertebereich (W) der Phasenlage (ϕ) der Schwankung (Δn) der wenigstens einen drehzahlabhängigen Größe (n), der eine vorbestimmte Spanne überschreitet, darauf geschlossen wird, dass die Unwucht eine kritische Größe unterschreitet.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die vorbestimmte Spanne des Wertebereichs (W) der Phasenlage (ϕ) wenigstens etwa 180°, bevorzugter wenigstens etwa 220°, noch bevorzugter wenigstens etwa 250° beträgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    aus einer Monotonie des zeitlichen Verlaufes der Phasenlage (ϕ) der Schwankung (Δn) der wenigstens einen drehzahlabhängigen Größe (n) darauf geschlossen wird, dass die Unwucht eine kritische Größe unterschreitet.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die wenigstens eine drehzahlabhängige Größe (n) ausgewählt ist aus einer Drehzahl, einem Drehmoment, einer mechanischen Leistung und einer elektrischen Leistung.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die vorbestimmte Drehzahl kleiner als eine kritische Drehzahl der Auswuchteinrichtung ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die vorbestimmte Zeitdauer wenigstens etwa 20 sec, bevorzugter wenigstens etwa 30 sec beträgt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Trommel nur dann auf eine höhere Drehzahl beschleunigt wird, wenn die erfasste Unwucht eine kritische Größe unterschreitet.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Drehzahl der Trommel auf eine höhere Drehzahl beschleunigt wird, wenn die Schwankung (Δn) der wenigstens einen drehzahlabhängigen Größe (n) im Wesentlichen minimal ist oder sich auf ein Minimum zu bewegt.
  11. Wäschebehandlungsvorrichtung, mit einer drehbar angeordneten Trommel zum Aufnehmen von zu behandelnder Wäsche, einer Auswuchteinrichtung, wobei die Auswuchteinrichtung eine konzentrisch zur Trommel angeordnete Laufbahn und wenigstens ein entlang der Laufbahn bewegliches Gewicht aufweist, und einer Steuereinrichtung zum Steuern einer Drehzahl der Trommel und Erfassen einer Unwucht,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuereinrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.
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