ES2231077T3 - Procedimiento para la medicion de la carga de un tambor de ropa. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la medición de la carga, proporcional al momento de inercia de masas (J), de un tambor de ropa (1) de una lavadora o de una secadora, que puede ser accionado por un motor, siendo acelerado el tambor de ropa (1) en una primera fase (a) a un primer número de revoluciones (nb), que está por encima del número de revoluciones de aplicación (na), y es frenado en una segunda fase siguiente (b) a través de frenado eléctrico del motor (2) a un segundo número de revoluciones (nc), caracterizado porque se calcula desde una electrónica de control (3), a partir de la curva del proceso de frenado con relación a la curva del número de revoluciones (n / t) y del par motor de frenado (Mb) aplicado, una medida para el momento de inercia de masa (J) del tabor de ropa (1) cargado como cociente del par motor de frenado (Mb) y del gradiente del número de revoluciones (w¿).

Description

Procedimiento para la medición de la carga de un tambor de ropa.

La invención se refiere a un procedimiento para la medición de la carga de un tambor de ropa de una lavadora o de una secadora de ropa.

Para la optimización del proceso de lavado o de secado es ventajoso que la electrónica de control de la lavadora o de la secadora reconozca la carga respectiva del tambor de ropa. Puesto que entonces se pueden adaptar las variables técnicas del procedimiento, tales como el llenado de agua, la alimentación de detergente, los números de revoluciones y los procesos de conmutación temporal, a la carga respectiva. De esta manera se pueden conseguir ahorros con resultados óptimos de lavado.

Durante la rotación del tambor de ropa se producen fricciones, en virtud del desequilibrio posible de la distribución de la ropa, en el sistema de suspensión del tambor y en los amortiguadores de la fricción. Además de la fricción de los cojinetes se producen también, debido a la formación de espuma o a otras influencias, por ejemplo fenómenos de desgaste condicionados por el envejecimiento, coeficientes de fricción adicionales. Tales fenómenos son designados como "fricción de la máquina". La fricción de la máquina puede oscilar en gran medida condicionado por el modelo y condicionado por el envejecimiento. Si se utiliza la fricción de la máquina para la medición de la carga, entonces hay que contar con resultados inexactos de la medición.

En el documento DE 44 31 846 A1 se describe un procedimiento del tipo mencionado al principio, en el que la fricción de la máquina no debe repercutir en una medida esencial sobre la medición de la carga. Cuando el tambor de ropa cargado gira al menos con un número de revoluciones de aplicación, se mide en primer lugar el par motor que debe aplicarse para el mantenimiento de un número de revoluciones constante del motor del tambor de ropa. Luego se calcula el par motor resultante durante una aceleración del tambor de ropa. La electrónica de control calcula a partir de estos dos partes motores la carga del tambor de ropa y forma una variable de ajuste para el control posterior de la lavadora o de la secadora. Durante las mediciones el par motor con número de revoluciones constante y durante la medición del par motor durante la aceleración, se desagua forzosamente la ropa, lo que tiene como consecuencia que se modifican los momentos de inercia durante la medición. Esto influye sobre el resultado de la medición de una manera desfavorable. Además, el gradiente del aumento del número de revoluciones durante la medición de la aceleración con ropa húmeda debe limitarse hacia arriba, porque en el caso de un aumento demasiado rápido del número de revoluciones, la ropa se desaguaría tan rápidamente que la medición daría como resultado adicionalmente pares motores de fricción que influyen negativamente.

En el documento DE 34 16 639 A1 se describe un procedimiento para el control del programa de centrifugado de una lavadora. En una fase de aceleración predeterminada en el programa de centrifugado se mide el desequilibrio y el tiempo necesario para la zona de aceleración. También en este caso se producen las inexactitudes de medición mencionadas.

En el documento DE 40 38 178 A1 se describe un procedimiento para la medición del desequilibrio. La inercia de masas del tambor de ropa se mide durante una fase de salida del tambor de ropa. Durante la fase de salida, solamente actúa una fricción de la máquina, que puede oscilar en gran medida, como se ha indicado anteriormente, condicionada por el modelo y condicionada por el envejecimiento, de manera que a partir de la curva del número de revoluciones de la fase de salida apenas se puede deducir un valor más exacto para la carga del tambor de ropa.

A partir del documento DE 198 57 903 A1, que se considera el estado más próximo de la técnica, se conoce otro procedimiento para la determinación de la cantidad de ropa existente en el tambor de una lavadora o de una secadora. La determinación de la cantidad de ropa se realiza en este caso a través de dos fases de funcionamiento consecutivas. Se trata en este caso de una fase de aceleración y de una fase de frenado siguiente con la misma longitud de tiempo. Por medio de una integración o suma relativamente costosa de una variable de ajuste de la regulación del número de revoluciones sobre el tiempo se calcula un momento de inercia de la ropa. En este caso, sin embargo, no se tiene en cuenta que durante la fase de aceleración se produce un desagüe de la ropa y, por lo tanto, una modificación del momento de inercia. Durante la fase de frenado, se suprimen, en efecto, las influencias de falseamiento del desagüe, pero, sin embargo, el resultado de la medición para el momento de inercia de la ropa es falso, porque se compone también de la fase de aceleración precedente. Además, en este procedimiento no se tiene en cuenta que la ropa pesada o húmeda modifica los efectos de la fricción de la máquina, a saber, influye en una medida mayor que la ropa más ligera (desaguada). Esto condiciona una falsificación adicional del resultado de la medición para el momento de inercia de la ropa, puesto que también la fase de desagüe contribuye a su cálculo.

El cometido de la invención es indicar un procedimiento del tipo mencionado al principio, que conduce a resultados de medición lo más exactos posible, especialmente porque el desagüe de la ropa y la fricción de la ropa entran en la menor medida posible en el resultado de la medición.

Según la invención, el cometido anterior se soluciona a través de las características de la parte de caracterización de la reivindicación 1.

La medición se realiza en este caso mientras el tambor de la ropa es frenado de forma activa por el motor. Durante el frenado del tambor de la ropa, no se produce ningún desagüe esencial de la ropa, de manera que el desagüe sólo difícilmente definible tampoco repercute sobre el resultado de la medición. Puesto que la medición se basa en un frenado activo del motor con un par de frenado detectable, la fricción de la máquina condicionada por la carga, condicionada por el modelo y condicionada por el envejecimiento no repercuten en una medida esencial sobre la medición. Con preferencia, aquí el par de frenado aplicado a través del frenado eléctrico del motor es esencialmente mayor que el par de la fricción de la máquina.

Las configuraciones ventajosas de la invención se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes y de la descripción siguiente de dos ejemplos de realización según las figuras 2 y 2a. En el dibujo:

La figura 1 muestra de forma esquemática una lavadora.

La figura 2 muestra una curva del número de revoluciones para la determinación de la carga respectiva del tambor de ropa, y

La figura 2a muestra una curva del número de revoluciones, en la que debe eliminarse totalmente la influencia de la fricción de la máquina sobre la medición de la carga.

Una lavadora o una secadora presenta un tambor de ropa 1, que puede ser accionado por un motor eléctrico 2. Una electrónica de control 3 detecta los estados de funcionamiento del tambor de ropa 1 y/o del motor 2 y controla el frenado del motor 2.

El tambor de ropa 1 es acelerado en una primera fase A (fase de aceleración) a un primer número de revoluciones nb, que se encuentra claramente por encima del número de revoluciones de aplicación na, siendo el número de revoluciones de aplicación aquel número de revoluciones, en el que la ropa se apoya en la periferia interior del tambor de ropa 1 bajo la acción de la fuerza centrífuga, sin caer hacia abajo.

Si se alcanza el primer número de revoluciones nb predeterminado, entonces se frena forzosamente en una segunda fase B (fase de frenado) el motor 2 y, por lo tanto, el tambor de ropa 1-El frenado se realiza de una manera preferida en el funcionamiento a contracorriente sin componentes adicionales como resistencias de frenado, etc. Este frenado selectivo (fase de frenado B) se puede realizar en un motor conmutado mecánicamente por medio de un circuito adecuado, alimentado corriente a su arrollamiento de campo o arrollamiento de inducido en sentido opuesto. Un motor síncrono o un motor de corriente continua conmutado electrónicamente puede ser frenado de una manera forzosa, cortocircuitando al menos temporalmente los bornes del motor. En el motor asíncrono se lleva a cabo el frenado con resbalamiento S > 1. El frenado se realiza sobre un segundo número de revoluciones nc, que está por encima del número de revoluciones de aplicación na.

El par motor de frenado Mb ejercido por el motor 2 es seleccionado con preferencia para que sea un múltiplo mayor que el par motor de fricción de la máquina (fricción de la máquina), que aparece cuando el tambor de la ropa 1 termina por inercia sin frenado activo. El par motor de fricción apenas entra, por lo tanto, en el resultado de la medición.

La electrónica de control 3 calcula el gradiente del número de revoluciones w', es decir, la aceleración angular negativa del tambor de ropa 1, que se ajusta en la fase de frenado B, y calcula a partir de este gradiente y del par de frenado Mb el momento de inercia de masas J de las masas giratorias con relación al eje de giro del tambo de ropa 1 según la ecuación:

J = Mb / w'.

El momento de inercia de masas J se incrementa esencialmente en una medida proporcional a la carga respectiva del tambor de ropa 1. De acuerdo con el momento de inercia de masas J calculado en cada caso o bien de acuerdo con la carga respectiva, la electrónica de control 3 puede adaptar los parámetros que son relevantes para el proceso de lavado o bien para el proceso de aclarado, como el número de revoluciones de centrifugado, el nivel del agua, la alimentación de detergente, etc., a la carga respectiva.

Para la optimización del proceso de centrifugado, se puede detectar en una tercera fase C, en la que se mantiene constante el número de revoluciones nc, un eventual desequilibrio a través de una medición de la desviación del tambor de ropa 1 y se puede determinar la masa centrífuga teniendo en cuenta el momento de inercia de masas respectivo. De acuerdo con ello, se inicia entonces en una cuarta fase D el número de revoluciones de centrifugado óptimo para la carga respectiva y el desequilibrio.

Para la optimización de un proceso de lavado, se puede emplear el procedimiento también con ropa seca. Entonces se optimizan los parámetros relevantes para el lavado, como el nivel del agua, la alimentación de detergente, la relación temporal de conexión y desconexión del motor 2, como se representa como fase E en la figura 2.

El frenado en la fase B se puede realizar con par motor de frenado constante, siendo conocido el par motor de frenado entonces por la electrónica de control 3 y calculando ésta el gradiente del número de revoluciones o bien la aceleración angular negativa de la fase de frenado.

También puede estar previsto que el frenado en la fase B sea realizado de acuerdo con una curva predeterminada del número de revoluciones y entonces a partir de la energía de frenado que se necesita para ello, se calcula el momento de inercia de masas y, por lo tanto, la carga del tambor de ropa 1 por la electrónica de control 3.

El gradiente negativo del número de revoluciones o bien la aceleración angular negativa en la fase de frenado B están limitados, por una parte, por la potencia de frenado del motor 2. Por otra parte, están limitados por el requerimiento de que la fuerza de aceleración tangencial, que actúa sobre la ropa en la periferia del tambor de la ropa 1, no debe exceder las fuerzas tangenciales en virtud de la fricción de adhesión de la topa en el tambor, para que la ropa se mantenga apoyada en el tambor giratorio de la ropa. Por lo tanto, debe impedirse que la ropa se desplacen en el tambor de ropa a través de fuerzas de aceleración demasiado altas. En este caso, las fuerzas de aceleración tangenciales Fa que actúan sobre la ropa deben ser menores que las fuerzas tangenciales Fr sobre la ropa en virtud de su fricción de adhesión.

Las fuerzas de aceleración tangenciales resultan a partir de la fórmula:

Fa = m x w' x r,

en la que m es la masa de la ropa, w' es la aceleración angular del tambor de ropa alrededor del eje de giro y r es la distancia de la ropa con respecto al eje del tambor. Las fuerzas de fricción Fr de la ropa en la periferia del tambor se obtienen de acuerdo con la fórmula:

Fr = kr x (Fz - Fg),

siendo

Fz \ = \ m \ x \ w^{2} \ x \ r

y

Fg = m x g.

En este caso, Fr es la fuerza de fricción de la ropa en la periferia del tambor en dirección tangencial, Fz es la fuerza centrífuga que actúa sobre la ropa en dirección radial sobre la periferia del tambor, Fg es la fuerza de gravitación que actúa sobre la ropa, kr es el coeficiente de fricción para la adhesión de la ropa en la periferia del tambor, m es la masa de la ropa, w es la velocidad angular del tambor de la ropa, r es la distancia del eje de giro del tambor de ropa y g es la aceleración terrestre.

Con el requerimiento Fa < Fr se obtiene el gradiente w' del número de revoluciones máximo admisible con

w' \ < \ kr \ (W^{2} \ -g/r).

A partir de ello se deduce claramente que el gradiente del número de revoluciones aumento o disminuye con el cuadrado del número de revoluciones. Con preferencia, está previsto que el tambor de ropa 1 sea frenado de acuerdo con esta función. De esta manera se consigue la duración más corto posible de la medición con el par motor de frenado máximo admisible y, por lo tanto, una influencia lo más reducida posible de la fricción de la máquina sobre el resultado de la medición.

En el caso de que sea necesaria una medición especialmente exacta de la carga, o bien que el par motor de frenado del accionamiento no sea esencialmente más elevado que el par motor de la fricción de la máquina, entonces con una variante según la figura 2a se puede eliminar completamente la influencia de la fricción de la máquina sobre el resultado de la medición. En el instante B1 en la figura 2a, el tambor termina por inercia sin frenado con motor. El control calcula el gradiente del número de revoluciones W'_{B1} en virtud de la fricción de la máquina. En el instante B2 se frena el tambor, adicionalmente a la fricción de la máquina, con un par motor definido. De ello resulta un gradiente del número de revoluciones W'_{B2}, que es mayor que W'_{B1}. El momento de inercia de masas y, por lo tanto, la carga se obtienen entonces a partir de la relación:

\frac{J = Mb}{W'_{B2} \ - \ W'_{B1\cdot}}

J:

momento de inercia de masas de las partes giratorias, esencialmente el tambor con carga,

Mb:

par motor de frenado definido,

W'_{B1}:

aceleración angular con fricción de la máquina como par motor de frenado,

W'_{B2}:

aceleración angular con fricción de la máquina más par motor de frenado del motor definido.

Claims (12)

1. Procedimiento para la medición de la carga, proporcional al momento de inercia de masas (J), de un tambor de ropa (1) de una lavadora o de una secadora, que puede ser accionado por un motor, siendo acelerado el tambor de ropa (1) en una primera fase (a) a un primer número de revoluciones (nb), que está por encima del número de revoluciones de aplicación (na), y es frenado en una segunda fase siguiente (b) a través de frenado eléctrico del motor (2) a un segundo número de revoluciones (nc), caracterizado porque se calcula desde una electrónica de control (3), a partir de la curva del proceso de frenado con relación a la curva del número de revoluciones (n / t) y del par motor de frenado (Mb) aplicado, una medida para el momento de inercia de masa (J) del tambor de ropa (1) cargado como cociente del par motor de frenado (Mb) y del gradiente del número de revoluciones (w').

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el par motor de frenado (Mb) se mantiene constante en la segunda fase (B).

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el frenado se realiza después de una curva predeterminada del número de revoluciones y porque a partir del par motor de frenado (Mb) necesario para ello, se calcula el momento de inercia de masas (J) del tambor de ropa cargado (1).

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque el par motor de frenado (Mb) del tambor de ropa (1) es ajustado por la electrónica de control (3) proporcionalmente al cuadrado del número de revoluciones del tambor (W).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el segundo número de revoluciones (nc) está por encima del número de revoluciones de aplicación (na).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el par motor de frenado es esencialmente mayor que el par de fricción del tambor de la ropa (1).

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el par motor de frenado es generado por medio de la alimentación correspondiente y/o conexión de los bornes del motor (2).

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque en el caso de un motor (2) conmutado mecánicamente, el par motor de frenado es generado porque el arrollamiento de campo o el arrollamiento del inducido del motor son alimentados con corriente en sentido opuesto.

9. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque en el caso de un motor síncrono o de un motor de corriente continua conmutado eléctricamente, el par motor de frenado es generado porque los bornes del motor (2) son cortocircuitados al menos temporalmente.

10. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque en el caso de un motor asíncrono, se realiza una alimentación en sentido opuesto al sentido de giro, por lo que es accionado con resbalamiento S > 1.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el frenado desde el primer número de revoluciones elevado (nb) hacia el segundo número de revoluciones más reducido (nc) se realiza más de una vez con par motor de frenado diferente, con el fin de reducir al mínimo la influencia de la fricción de la máquina sobre el resultado de la medición, y porque la carga se deriva a partir de los gradientes diferentes del número de revoluciones o bien a partir de las potencias de frenado diferentes de los dos procesos de frenado.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque el tambor es frenado una vez sin freno con motor y una vez con freno con motor desde el número de revoluciones elevado (nb) hacia el número de revoluciones más reducido (nc).