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DE60113335T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Vorhersagen der Unwucht in einem Gerät - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Vorhersagen der Unwucht in einem Gerät Download PDF

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DE60113335T2
DE60113335T2 DE60113335T DE60113335T DE60113335T2 DE 60113335 T2 DE60113335 T2 DE 60113335T2 DE 60113335 T DE60113335 T DE 60113335T DE 60113335 T DE60113335 T DE 60113335T DE 60113335 T2 DE60113335 T2 DE 60113335T2
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DE
Germany
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boiler
washing machine
energy
relatively stationary
amount
Prior art date
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DE60113335T
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DE60113335D1 (de
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Rosario Ciancimino
Brenner Martin Sharp
Gerald C. Stenger
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Whirlpool Corp
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Whirlpool Corp
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F34/00Details of control systems for washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F34/14Arrangements for detecting or measuring specific parameters
    • D06F34/16Imbalance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorhersagen des Ungleichgewichts-Zustands einer Materiallast in einem Gerät und insbesondere zum Vorhersagen eines Ungleichgewichts-Zustands einer Materialfracht in einem drehbaren Kessel des Geräts.
  • Verschiedene Geräte so wie automatische Waschmaschinen, automatische Trockner, Wäscheschleudern usw. verwenden eine sich drehende Wanne, einen Korb oder andere Kessel zum Halten einer Materialfracht, die gleichmäßig innerhalb des Kessels verteilt angeordnet sein kann, oder auch nicht. Die Bedingung einer ungleichmäßig verteilten Fracht, oder einer Fracht außerhalb eines Balancezustands, bewirkt eine Situation, wo das Zentrum der Masse des rotierenden Kessels nicht mit der geometrischen Achse des Kessels übereinstimmt. Dies führt zur Erzeugung hoher Belastungen und einer schweren Vibration des Kessels. In einem Gerät kann diese schwere Vibration das Phänomen einer Bewegung des Geräts über den Boden oder anderer Abschnittsflächen erzeugen. Dies kann sowohl bei um eine vertikale Achse rotierenden Kesseln als auch bei um eine horizontale Achse rotierenden Kesseln und ebenso bei solchen Geräten, bei denen die Achse zwischen der Vertikalen und der Horizontalen angeordnet ist, auftreten.
  • Verschiedene Versuche wurden im Stand der Technik unternommen, um mechanische Anordnungen zur Verfügung zu stellen, die Möglichkeit eines Umwuchtzustands zu begrenzen oder zu reduzieren, die typischerweise die Zufügung verschiedener Massen, entweder fixiert oder beweglich, an dem Kessel beinhalten, was jedoch eine zusätzliche Energie für den Motor erfordert, um den Kessel zu drehen.
  • Ansätze zum Detektieren einer Unwucht wurden ebenso im Stand der Technik offenbart, beispielsweise in einem inverter-angetriebenen Motor für eine Waschmaschine, wie dies im US-Patent Nr. 5,070,565 offenbart ist. Dieses Patent offenbart eine Welligkeit in dem Gleichstrom-Inverter-Bus-Strom mit einem Wellenwert oberhalb einer vorab bestimmten Niveaus zu untersuchen, welches indikativ für eine Unwucht ist. Wenn eine Unwucht detektiert wurde, würde die Steuerung der Waschmaschine einen Umverteilungszyklus fortsetzen, um die Balance der Kleidung wieder zu erreichen. Dies würde eine vorab bestimmte Anzahl von Malen versucht, wenn die Belastung jedoch weiterhin im Ungleichgewicht steht, würde der Drehzyklus abgebrochen. Wenn der Wellenwert unter das vorab bestimmte Niveau fällt, bevor die maximale Anzahl von Versuchen erreicht ist, wird der Drehzyklus gestartet. Wenn ein Drehzyklus einmal initiiert wurde, wird die Länge der Drehzyklen auf Basis der Magnitude jeder verbleibenden Umwucht bestimmt. Die Drehrate und die Drehzeit können basierend auf dem Grad der detektierten Unwucht eingestellt werden.
  • Es wäre ein Fortschritt, wenn ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt würden, bei dem das Potential für eine schwere Unwucht vorhergesagt werden kann, bevor diese aktuell auftritt, so dass geeignete Schritte unternommen werden könnten, die schädlichen Effekte eines solchen Zustands zu verhindern.
  • Die FR-A-2630136 offenbart einen Prozess zum Detektieren einer Unwucht, bei dem Sensorvorrichtungen an Dämpfern des drehbaren Kessel angebracht sind. Die EP-A-313 339 offenbar eine Ungleichgewichts-Steuerung für Wäsche-Maschinen, bei der eine Detektion des Drehmoments durchgeführt wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Vorhersagen eines schweren Ungleichgewichts-Zustands in einer sich drehenden Vorrichtung so wie einem Korb, einer Wanne oder anderen drehbaren Kesseln eines Geräts, beispielsweise einer automatischen Waschmaschine, bei relativ geringen Drehgeschwindigkeiten zur Verfügung. Das Verfahren und die Vorrichtung stellen die Vorhersage durch Überwachen der Motorstrom-Signatur zur Verfügung. Wenn die Menge an Ungleichgewicht bei einer niedrigen Rotationsgeschwindigkeit erwartet wird, kann der Zyklus eine Umverteilungs-Routine versuchen, um den Ungleichgewichts-Zustand zu eliminieren, bevor dieser ein Problem wird. Wenn das Ungleichgewicht weiter anhält, kann die Drehgeschwindigkeit angepasst, beschränkt oder der Zyklus beendet und der Anwender unterrichtet werden.
  • Der Effekt von Belastungen im Ungleichgewichts-Zustand bei einer motorangetriebenen rotierenden Komponente so wie einem drehbaren Kessel, wird in Motor-Drehmoment-Oszillationen übertragen, die proportional zu den Motor-Statorströmen sind. Darüber hinaus bewirken erhöhte Vibrationen in bestimmten Geräten eine Energieverteilung in passiven Komponenten, sowie in dem Suspensionssystem, was einen Anstieg des mittleren Motorstroms bewirkt. Im Falle eines gesteuerten Induktionsmotors (CIM), werden die Statorströme durch direktes Messen des Gleichstrom-Bus-Stroms des Inverters abgeschätzt.
  • In der vorliegenden Erfindung werden die Motor-Drehmoment-Oszillationen bei geringer Geschwindigkeit überwacht und ein schwerer Ungleichgewichts-Zustand wird vorhergesagt, bevor dieser sich in einen Problem-Zustand entwickelt.
  • Ein spezielles Geschwindigkeitsprofil wird durch das Steuerungssystem dem Motor vorgeschrieben, um einen Information über die Belastung zu erhalten. Wenn eine steile Beschleunigung bei geringer Geschwindigkeit aufgebracht wird, so wie der Anstieg von 60 U/min (rpm) auf 100 U/min (rpm) in etwa 1 Sekunde, bewirkt das Vorliegen größer Ungleichgewichte in dem Kessel, dass der Kessel an das Gehäuse anstößt, was Störungen (Unebenheiten) in dem Motordrehmoment und dem Strom bewirkt. Es wurde experimentell ermittelt, dass diese Störungen proportional zu der in dem Kessel vorliegenden Ungleichgewichts-Belastung und relativ zu dem extrem im Ungleichgewicht stehenden Vibrationsverhalten des Geräts bei höheren Drehgeschwindigkeiten steht.
  • Die Vorrichtung kann derart aufgebaut und ausgewählt sein, dass der Kessel selbst nicht das Gehäuse trifft, jedoch sollte irgendeine Komponente, die sich mit dem Kessel bewegt, vorzugsweise mit einer solchen Komponente eingreifen, die relativ stationär verglichen mit dem Gehäuse ist, sein. Auf diese Weise kann die Bewegung des Kessels relativ zu dem Gehäuse (anders als Drehen) detektiert und gemessen werden. Somit ist das Konzept des an das Gehäuse anschlagenden Kessels, wie es hierin verwendet wird und in den Ansprüchen beinhaltet ist, solche Kesselkomponenten zu beinhalten, die solche Gehäusekomponenten ergreifen.
  • Eine schnellere Motorfrequenz sowie eine langsamere Störungsfrequenz charakterisieren die Stromsignatur. Genauer gesagt, weist der Motorstrom drei Komponenten auf, von denen zwei harmonisch sind. Eine erste Komponente ist der nominale Motorstrom. Die zweite Komponente ist die Frequenz, die die Eingabe in den Motor zur Bestimmung von dessen Grundgeschwindigkeit ist. Die dritte Komponente wird durch den Motor erzeugt, wenn er mit einem Anstieg des Motordrehmoments antwortet, das erforderlich ist, die gyroskopischen Effekte des Anstoßens des Kessels an das Gehäuse zu überwinden, wenn der Motor versucht, eine konstante Geschwindigkeit beizubehalten. Der nominale Motorstrom und die Motorfrequenz gehen in den Motor hinein, was den Motor derart einstellt, dass er bei einer konstanten Geschwindigkeit läuft. Wenn der Kessel an das Gehäuse anstößt, wird versucht, den Kessel zu verlangsamen und der Motor steigert sein Drehmoment, um dies zu verhindern. Daraus resultiert die Summe eines nominalen Motorstroms, der Motorfrequenz und der Frequenz, mit der der Kessel an das Gehäuse anstößt. Um die Ungleichgewichts-Information hieraus zu extrahieren, wird die Motorfrequenz digital mit einem laufenden Durchschnittsalgorithmus gefiltert. Dieser filtert die Stoßfrequenz-Komponente und den Nominal-Motorstrom aus. Die Stoßfrequenz wird anschließend herausgefiltert, wodurch die Nominal-Motorstrom-Kurve verbleibt. Die Differenz zwischen der Nominal-Motorstrom-Kurve und der Kurve mit der Stoßfrequenz wird integriert, um eine Messung der vom Motor verwendeten Energie zu erhalten, um eine konstante Geschwindigkeit beizubehalten, wenn der Kessel an das Gehäuse anstößt. Dieses wird als Stoßenergie bezeichnet. Die Stoßenergie wird für eine fest vorgegebene Menge an Zeit addiert, beispielsweise für einige Sekunden und wird dann mit einem Grenzwert verglichen, um bestimmen zu können, ob ein Drehzyklus mit höherer Rate fortgeführt werden soll oder ob eine Korrekturaktion unternommen werden sollte.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht einer automatischen Waschmaschine, in der die vorliegende Erfindung verwendet werden könnte.
  • 2 ist eine graphische Darstellung einer Kessel-Drehgeschwindigkeit.
  • 3 ist eine graphische Darstellung eines Motorstroms, der erforderlich ist, um den Kessel zu rotieren.
  • 4 ist eine schematische Darstellung eines Ansatzes, die Stoßenergie zwischen dem sich drehenden Kessel und dem Gehäuse zu bestimmen.
  • 5 ist eine schematische Darstellung eines Geräts, in dem die vorliegende Erfindung eingebaut ist.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Ungleichgewichts-Zustands bei einem rotierenden Kessel und hat eine Anwendbarkeit in einer breiten Masse von Geräten, in denen Materialien in einem drehbaren Kessel platziert werden, wobei die Materialien Gegenstand einer ungleichen Verteilung innerhalb des Kessels sein können.
  • Zum Zwecke des Bereitstellens einer Erläuterung der Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform wurde ein automatischer Kleidungs-Wäscher als ein Gerät identifiziert, in dem die Erfindung verwendet werden kann. Es sollte jedoch so verstanden werden, dass die Erfindung nicht allein in einer Waschmaschine mit vertikaler Achse, wie dies dargestellt ist, verwendet werden kann, sondern ebenso in Waschmaschinen mit horizontaler oder ausgelenkter Achse, in Wäschetrocknern, Zentrifugal-Extaktoren sowie -Separatoren und anderen Geräten und Vorrichtungen, in denen ein drehbarer Kessel Material in sich trägt, wobei dieses Material Gegenstand eines Ungleichgewichts-Zustands seiner Anordnung sein kann.
  • In 1 ist mit dem Bezugszeichen 20 generell eine Waschmaschine des automatischen Typs, d.h. eine Waschmaschine mit einer vorab einstellbaren Sequenz-Steuerungsvorrichtung zum Betreiben einer Waschmaschine durch ein vorab bestimmtes Programm einer automatischen Waschmaschine, das Spülen und Trocknen aufweist, in der die vorliegende Erfindung eingebaut sein kann. Die Maschine 20 beinhaltet einen Rahmen 22, der vertikale Paneele 24, die die Seiten 24a, die Oberseite 24b, die Vorderseite 24c sowie die Rückseite 24d des Gehäuses 25 für die Waschmaschine 20 ausbildet, trägt. Eine aufklappbare Klappe 26 ist in üblicher Weise vorgesehen, um Zugang zum Inneren der Behandlungszone 27 der Waschmaschine 20 zu gewähren. Die Waschmaschine 20 weist eine Konsole 28 auf, die einen Zeitwähler 30 oder einen anderen Zeitsteuerungs-Mechanismus sowie einen Temperatur-Wähler 32 sowie einen Zyklus-Wähler 33 und andere Wähler, wenn dies gewünscht ist, aufweist.
  • Im Inneren der Maschine 20, welche im Wege eines Beispiels hierin beschrieben ist, ist eine unperforierte, eine Flüssigkeit enthaltene Wanne 34 angeordnet, innerhalb derer ein Dreh-Waschkorb 36 mit Perforationen oder Löchern 35 vorliegt, während eine Pumpe 38 unterhalb der Wanne 34 vorgesehen ist. Der Drehkorb 36 definiert eine Waschkammer und beinhaltet eine innere Wandoberfläche, die sich von einem im Wesentlichen flachen Boden nach oben erstreckt. Ein Motor 100 ist mit dem Korb 36 durch ein Getriebe wirkverbunden, um den Korb 36 relativ zu der stationären Wanne 34 zu drehen. Alle Komponenten innerhalb des Gehäuses 25 sind durch Streben 39 abgestützt, und es können ebenso verschiedene passive Elemente sowie Schock-Dämpfer oder Federn vorgesehen sein, um Vibrationen und Bewegungen des Korbes und der Wanne relativ zum Rahmen und dem Gehäuse der Waschmaschine 20 zu absorbieren. Der Korb 36 umfasst einen Kessel, in dem Materialien so wie eine Stofffracht eingeladen werden können.
  • Während des Betriebs eines Geräts sowie einer automatischen Waschmaschine wird der Waschkorb 36 bei relativ hohen Geschwindigkeiten gedreht, um Wasser oder andere Waschflüssigkeiten aus der Kleidungs-Fracht zu extrahieren. Wenn die Kleidungs-Fracht nicht gleichmäßig innerhalb des Waschkorbs verteilt ist, tritt ein Ungleichgewichts-Zustand auf, der bewirkt, dass der rotierende Korb um die Rotationsachse oszilliert. Daher wird eine Bewegung des Korbs in einer Richtung senkrecht zur Rotationsachse vorliegen. Abhängig von Grad des Ungleichgewichts und der Rotationsgeschwindigkeit, kann die Oszillation klein sein oder sie kann groß genug sein, um aktuell zu bewirken, dass der Korb 36 (und die Wanne) 34 das Waschgehäuse 25 oder eine andere relativ stationäre Komponente des Geräts mit einiger Kraft ergreift. Ein fortgeführter Betrieb in solch einem Modus würde schwere Schäden an der Waschmaschine bewirken und könnte dazu führen, dass das gesamte Gerät von seinem an sich stationären Standort sich fortbewegt, was andere Schäden oder möglicherweise gefährliche Bedingungen in der Nachbarschaft des Geräts bewirken kann.
  • Der Effekt von Frachten im Ungleichgewichtszustand bewirkt ebenso Motor-Drehmoment-Oszillationen, die proportional zu den Motor-Statorströmen sind. Ebenso bewirken ansteigende Vibrationen eine Energie-Verwendung in passive Komponenten des Abstützsystems und wiederum, dass der durchschnittliche Motorstrom ansteigt. In einem Motor sowie einem gesteuerten Induktionsmotor werden die Statorströme durch direktes Messen des Gleichstrom-Bus-Stroms des Inverters abgeschätzt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Vorhersagen eines Ungleichgewichts-Zustands in einem drehbaren Kessel, bevor ein schwerer Ungleichgewichts-Zustand auftritt, zur Verfügung.
  • Wie bereits erwähnt wird typischerweise ein Ungleichgewichts-Zustand dann schwerer, wenn die Rotationsgeschwindigkeit ansteigt. Jedoch wird, um einen Ungleichgewichts-Zustand vorherzusagen, eine steile oder schnelle Beschleunigung auf den sich drehenden Kessel aufgebracht, wenn dieser um eine Achse bei einer relativ geringen Geschwindigkeit so wie 60 U/min (rpm) rotiert und die Beschleunigung erfolgt auf etwas höhere, jedoch immer noch niedrige Geschwindigkeit, so wie 150 U/min (rpm). Diese Beschleunigung sollte schnell erfolgen, beispielsweise in etwa 1 Sekunde. Wenn diese steile Beschleunigung auch bei niedriger Rotationsgeschwindigkeit aufgebracht wird, erhöht das Vorliegen großer Ungleichgewichte in dem Kessel die Chancen des Kessels, an das ihn umgebende Gehäuse anzustoßen, was Störungen oder Schläge im Motor-Drehmoment und -Strom bewirkt. Die Anmelder haben beobachtet, dass diese Störungen proportional zur Menge der in Ungleichgewicht stehenden Fracht innerhalb der Trommel sind und mit dem extremen Vibrationsverhalten der Waschmaschine im Ungleichgewicht und bei höheren Rotationsgeschwindigkeiten in Beziehung stehen. Diese Schläge bei niedrigen Rotationsgeschwindigkeiten haben nicht die notwendige Energie, zu bewirken, dass sich das Gerät bewegt oder beschädigt wird. Während die besonderen Geschwindigkeiten und Beschleunigungs-Raten abhängig von den physikalischen Attributen des jeweiligen Geräts sich verändern oder variieren können, ist es jedoch wichtig, dass das Gerät auf einen Vibrationsmodus beschleunigt wird, der experimentell bestimmt werden kann, wobei der sich drehende Kessel um seine Achse taumelt, was bewirken könnte, dass er an das Gehäuse anstößt. Die hohe oder schnelle Beschleunigung durch diese Frequenzzone des Systems erregt die natürliche Frequenz des Systems, bauscht die Vibrationen auf und bewirkt Stöße auf das Gehäuse, die gemessen werden können.
  • 2 stellt graphisch ein Drehprofil dar, das die Rotationsgeschwindigkeit über die Zeit zeigt. Eine schnelle Beschleunigungsphase ist bei 50 gezeigt, welches einen schnellen Anstieg der Rotationsgeschwindigkeit von einer relativ geringen Geschwindigkeit sowie 60 rpm, auf eine etwas höhere Geschwindigkeit, so wie 150 rpm, darstellt. Typischerweise werden die Geschwindigkeiten in einer automatischen Waschmaschine mehr schrittweise auf ein höheres und noch höhere Niveaus so wie 300 rpm, 500 rpm und 800 rpm als abschließende Rotationsgeschwindigkeit gesteigert.
  • 3 stellt den gemessenen Motorstrom während des schnellen Beschleunigungsmodus und kurz danach dar. Der aktuelle Motorstrom ist bei 52 dargestellt und umfasst eine relativ hohe Frequenzkurve. Durch Abtasten des Motorstroms kann bestimmt werden, ob der Kessel das relativ stationäre Gehäuse so ergreift, dass eine Stoßfrequenz eine Komponente des Motorstroms ausbildet. Die Stoßfrequenz erscheint als niedrigere Frequenz, die durch einen durchlaufenden Durchschnitt des Motorstroms dargestellt ist und bei 54 mit einer dickeren Linie gezeigt ist. In der Praxis kann die schnellere Motorfrequenz digital mit einem durchlaufenden Durchschnittsalgorithmus herausgefiltert werden, um die durchlaufende Durchschnittsfrequenz oder Stoßfrequenz zu erhalten.
  • 4 stellt einen Vergleich der Stoßfrequenz-Kurve mit einer Referenzkurve dar, die den durchschnittlichen Motorstrom in einem Gleichgewichts-Zustand darstellt. Die durch die Stöße in der Stoßfrequenz-Kurve eingeschlossenen Bereiche stellen die Energiemenge dar, mit der die Trommel das Waschmaschinen-Gehäuse getroffen hat. Dieser Bereich kann unter Verwendung von Standard-Integrationstechniken berechnet werden und die Stoßenergie kann für eine fixierte Zeitmenge addier werden, beispielsweise für vier Sekunden, und kann anschließend mit einem Energie-Grenz-Niveau verglichen werden, um zu bestimmen, ob der Drehzyklus auf eine höhere Geschwindigkeit fortgeführt werden soll oder ob ein den Ungleichgewichts-Zustand anzeigendes Signal durch die Steuerung erzeugt werden sollte.
  • Die präzise ursprüngliche Geschwindigkeitsrate der Beschleunigung und der Geschwindigkeit nach der Beschleunigung kann abhängig von dem jeweils eingesetzten Gerät, der Größe oder Masse der typischen Materiallast, die in den Kessel eingefüllt ist, der Schwere des Ungleichgewichts, welches erwartet werden kann, der typischen abschließenden Rotationsgeschwindigkeiten des Kessels und anderer Parametern, die dem Fachmann bekannt sind, variieren. Wichtig ist jedoch, dass die ursprüngliche Rotationsgeschwindigkeit und die Beschleunigungs-Rate sowie die Rotationsgeschwindigkeiten nach der Beschleunigung derart ausgewählt werden, dass die Geschwindigkeiten nicht so hoch sind, dass sie eine Beschädigung des Geräts oder des Anwenders bewirken, wenn ein Ungleichgewichts-Zustand existiert. Ebenso sollte eine Beschleunigungsrate derart ausgewählt werden, dass sie schnell genug ist, das mechanische System des Geräts zu erregen, um die Effekt eines Ungleichgewichts-Zustands zu zeigen. Dieses Zeigen könnte so eintreten, dass der sich drehende Kessel oder eine vom Kessel bewegte bewegliche Komponente eine relativ stationäre Komponente des Geräts derart ergreift, dass die Energie des Eingriffs gemessen und mit einem vorab bestimmten Wert verglichen werden kann.
  • Wenn ein den Ungleichgewichts-Zustand anzeigendes Signal erzeugt wird, könnte dies zu verschiedenen weiteren Schritten führen, inklusive eines Versuchs durch die Maschine, die Belastung mittels mechanischer Erschütterung oder durch Taumeln umzuverteilen und anschließend nochmals zu testen und vorherzusagen, ob ein Ungleichgewichts-Zustand immer noch existiert. Dieser Prozess kann für eine vorab bestimmte Anzahl von Versuchen wiederholt werden, nach denen der Anwender mittels eines geeigneten sichtbaren oder hörbaren Signals informiert wird und der Zyklus gestoppt wird, bis der Anwender die Material-Fracht manuell umverteilt und die Steuerung wieder einstellt.
  • Ebenso kann, wenn das Gerät bei einer niedrigen Geschwindigkeit betrieben wird und ein schwerer Ungleichgewichts-Zustand vorhergesagt wird, um zu bewirken, dass höhere Drehgeschwindigkeiten nicht erreicht werden, die schlussendliche Drehgeschwindigkeit durch die Steuerung auf ein sicheres Niveau, bei dem die Maschinen-Vibrationen und mechanische Belastungen tolerabel sind, anpassend herabgesenkt werden. Somit würde die Drehgeschwindigkeit nicht von Anfang an auf eine vorab bestimmte schlussendliche Drehgeschwindigkeit fortgeführt werden. Der Regler kann die Systemenergie-Verteilung derart kontinuierlich überwachen, dass, wenn Wasser auf der Kleidung extrahiert wird und die Fracht leichter wird, die Drehgeschwindigkeit schrittweise auf den gewünschten Maximalwert angehoben werden kann.
  • Alternativ kann, wenn ein Ungleichgewichts-Zustand detektiert und vorhergesagt wird, das Ungleichgewichts-Signal direkt einen weiteren Betrieb des Geräts oder der Vorrichtung beenden, bis die Fracht umverteilt wurde.
  • Somit stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, wie sie schematisch in der 5 gezeigt ist, zur Verfügung, in der ein Gerät 60, welches einen Kessel 62 umfasst, der zur Drehung um eine Achse befestigt und derart aufgebaut ist, dass er eine Materialzufuhr aufnehmen kann und so relativ zu einem relativ stationären Teil des Geräts 60 aufgebaut ist, wodurch der Kessel 62 den relativ stationären Teil bei einem Zustand eines schweren Ungleichgewichts des Materials in dem Kessel ergreift, während sich der Kessel dreht.
  • Der Kessel wird von einem Motor 64 zum Drehen gebracht, der mit dem Kessel zu dessen Rotation wirkverbunden ist.
  • Eine Steuerung 66 ist mit dem Motor 64 wirkverbunden und so angeordnet und aufgebaut, dass sie eine Rotation des Kessels durch die Operation des Motors schnell beschleunigt. Die Steuerung ist ebenso aufgebaut, um eine Energiemenge zu bestimmen, mit der der Kessel den relativ stationären Teil des Geräts ergreift, vorzugsweise, wie dies durch eine Eigenschaft des vom Motor abgezogenen elektrischen Stroms reflektiert wird. Die Steuerung ist ebenso dazu aufgebaut, die Energiemenge mit einem vorab bestimmten Wert zu vergleichen und ein Anzeigesignal eines Ungleichgewichts-Zustands auszusenden, wenn die Energiemenge den vorab bestimmten Wert übersteigt. Das Signal kann dazu benutzt werden, einen weiteren Betrieb der Maschine zu modifizieren oder zu steuern, so beispielsweise durch Bewirken eines Umverteilungs-Modus, eines Abschlusses des Betriebsmotors und/oder Erzeugen eines sichtbaren oder hörbaren Signals für den Anwender des Geräts.

Claims (20)

  1. Bei einem Gerät (20) mit einer relativ stationären Komponente (25) und einem rotierbaren Kessel (34, 36) zum Halten einer Zufuhr von Material umfasst ein Verfahren: Befüllen des Kessels mit der Zufuhr von Material; Drehen des Kessels um eine Achse; schnelles Beschleunigen der Rotation des Kessels; Bestimmen einer Energiemenge, mit der der Kessel (34, 36) den relativ stationären Teil (25) nach dem Beginn der schnellen Beschleunigung getroffen hat; Vergleichen dieser Energiemenge mit einem vorab bestimmten Wert; und Aussenden eines Anzeigesignals für einen Ungleichgewichts-Zustand, wenn diese Energiemenge dem vorab bestimmten Wert übersteigt.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Gerät eine automatische Waschmaschine (20) ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Waschmaschine (20) eine Waschmaschine mit vertikaler Achse ist.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Waschmaschine (20) eine Waschmaschine mit horizontaler Achse ist.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Gerät (20) ein Kleidungs-Behandlungsgerät ist und das Material eine Stofffracht umfasst.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die relativ stationäre Komponente ein Gehäuse (25) des Geräts (20) umfasst.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmens einer Energiemenge das Drehen des Kessels (34, 36) mit einem elektrischen Motor (190) umfasst, das Messen eines zu dem Motor (100) zugeführten Stroms, das Isolieren einer Frequenz aus dem Strom, die sich auf das Auftreffen des Kessels (34, 36) auf den relativ stationären Teil (25) bezieht, sowie Erzeugen einer Kurve, die diese Frequenz repräsentiert, Vergleich der Frequenz mit einer Kurve, die einen Referenzmotorstrom repräsentiert, Integrieren von Bereichen oberhalb dieser Referenzkurve mit der Eingriffskurve, sowie Addieren dieser Bereich für eine vorab bestimmte Zeit.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der Schritt des Vergleichens das Vergleichen des addierten Bereichswerts mit einem vorab bestimmten Grenzwert umfasst.
  9. Gerät (20), umfassend: einen zur Rotation um eine Achse befestigten Kessel (34, 36), der so aufgebaut ist, dass er eine Zufuhr von Material aufnimmt und relativ zu einem relativ stationären Teil (25) des Geräts angeordnet ist, wodurch der Kessel (34, 36) gegen den relativ stationären Teil (25) in einem schweren Ungleichgewichts-Beladungszustand des Materials in dem Kessel stößt, während der Kessel sich dreht; eine Steuerung (66), die so angeordnet und aufgebaut ist, dass sie die Rotation des Kessels (34, 36) schnell beschleunigt, eine Energiemenge bestimmt, mit der der Kessel (34, 36) an den relativ stationären Teil (25) stößt, diese Energiemenge mit einem vorab bestimmten Wert vergleicht und ein Anzeigesignal für einen Ungleichgewichts-Zustand aussendet, wenn die Energiemenge den vorab bestimmten Wert übersteigt.
  10. Gerät gemäß Anspruch 9, wobei das Gerät eine automatische Waschmaschine (20) ist.
  11. Gerät gemäß Anspruch 10, wobei die Waschmaschine eine Waschmaschine (20) mit vertikaler Achse ist.
  12. Gerät gemäß Anspruch 10, wobei die Waschmaschine (20) eine Waschmaschine mit horizontaler Achse ist.
  13. Gerät gemäß Anspruch 9, wobei das Gerät (20) ein Gerät zur Kleidungs-Behandlung ist und das Material eine Stofffracht umfasst.
  14. Gerät gemäß Anspruch 9, wobei die relativ stationäre Komponente ein Gehäuse (25) des Geräts umfasst.
  15. Gerät gemäß Anspruch 9, beinhaltend einen elektrischen Motor (100), der mit dem drehbaren Kessel (36) antriebsverbunden ist.
  16. Gerät gemäß Anspruch 15, wobei der elektrische Motor (100) einen geregelten Induktionsmotor umfasst und ein Inverter in der mit dem Motor verbundenen Steuerung vorgesehen ist, wobei die Steuerung des Weiteren eine Strom-Messvorrichtung umfasst, die mit einem Gleichstrom-Bus des Inverters verbunden ist.
  17. Gerät gemäß Anspruch 16, wobei die Strom-Messvorrichtung ein Ausgabesignal zur Verfügung stellt, welches für den von dem Motor (100) verwendeten Strom repräsentativ ist, wobei die Steuerung des Weiteren einen digitalen Filter beinhaltet, der so verbunden ist, dass er das Ausgabesignal empfängt, wobei der digitale Filter einen laufenden Durchschnittsalgorithmus beinhaltet und eine Ausgabe zur Verfügung stellt, die für einen von dem Motor verwendeten mittleren Strom repräsentativ ist.
  18. Gerät gemäß Anspruch 9, wobei das Signal entweder ein hörbares oder sichtbares Signal an den Anwender umfasst.
  19. Gerät gemäß Anspruch 9, wobei das Signal ein zu einem weiteren Teil der Steuerung übermitteltes elektrisches Signal umfasst.
  20. Gerät (20) gemäß Anspruch 9, welches einen drehbaren Kessel (34, 36) aufweist, der so aufgebaut ist, dass er eine Zufuhr von Material aufnimmt und innerhalb eines relativ stationären Gehäuses (25) befestigt ist, wobei der Kessel (36) um eine Achse drehbar ist und der Kessel (36) in einer Weise befestigt ist, dass er relativ zu dem Gehäuse in einer Richtung senkrecht zu dieser Achse beweglich ist, umfassend: einen elektrischen Motor (100), der mit dem drehbaren Kessel (34, 36) antriebsverbunden ist, eine Steuerung (66), die operativ mit dem Motor (100) verbunden ist und so aufgebaut ist, dass sie eine Drehung des Kessels (34, 36) durch den Betrieb des Motors (100) schnell beschleunigt, eine Energiemenge bestimmt, mit der der Kessel (34, 36) an den relativ stationären Teil anstößt, wie dies durch ein Charakteristikum des elektrischen Stroms, der durch den Motor (100) abgezogen wird, reflektiert wird, Vergleichen der Energiemengen mit einem vorab bestimmten Wert sowie Aussenden eines Anzeigesignals für einen Ungleichgewichts-Zustand, wenn die Energiemenge den vorab bestimmten Wert übersteigt.
DE60113335T 2000-06-26 2001-06-25 Verfahren und Vorrichtung zum Vorhersagen der Unwucht in einem Gerät Expired - Lifetime DE60113335T2 (de)

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