PL177906B1

PL177906B1 - Sposób określania masy wilgotnego wsadu w bębnie piorącym

Info

Publication number: PL177906B1
Application number: PL94305539A
Authority: PL
Inventors: Peter Blauert; Frank Böldt; Martina Wöbkemeier; Paul Theo Pilgram; Urlich Rehfuess
Original assignee: Bosch Siemens Hausgeraete
Priority date: 1993-10-25
Filing date: 1994-10-21
Publication date: 2000-01-31
Also published as: US5507054A; CN1109529A; EP0649931B1; PL305539A1; RU2123550C1; EP0649931A1; DE59408347D1; TR27914A; KR100339880B1; CN1070953C; ES2134299T3; KR950011722A; RU94038773A; GR3030956T3; DE4336349A1

Abstract

1. Sposób okreslania masy wilgotnego wsadu w bebnie — pioracym, który napedza sie przez silnik uniwersalny o regu- lowanej predkosci obrotowej, przy pomocy wielkosci regu- lacyjnych, znamienny tym, ze przed i/lub podczas wykonywania programu wirowania, beben pioracy wpro- wadza sie w stan pracy na odcinku (M) okreslania masy, w zakresie trzech etapów (A, B, C), podczas których w pier- wszym etapie (A) wywoluje sie opózniony wzrost predkosci obrotowej az do koncowej predkosci obrotowej (n1) wie- kszej od okreslonej predkosci obrotowej (nA), przy której wsad przylega do plaszcza bebna, i w poblizu, lecz ponizej rezonansowej predkosci obrotowej (nR) ukladu napedowe- go, w drugim etapie (B) wywoluje sie stala, zadana predkosc obrotowa równa koncowej predkosci obrotowej (n 1) zbocza i w trzecim etapie (C) wytraca sie predkosc bebna pioracego, bez napedu az do minimalnej predkosci obrotowej (n2), któ ra jest jeszcze na tyle duza, ze wywoluje sie oderwanie ufor- mowanego wczesniej pierscienia wsadu tylko w nieznacznej czesci od plaszcza bebna, a od chwili (t1) przy wylaczeniu na- pedu az do chwili (t2) przy osiagnieciu minimalnej predkosci obrotowej (n2) mierzy sie okres czasu (TC), który stosuje sie jako miare masy wsadu (21) Numer zgloszenia: 305539 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób określania masy wilgotnego wsadu w bębnie piorącym, który jest napędzany przez silnik uniwersalny o regulowanej prędkości obrotowej, przy pomocy wielkości regulacyjnych.

Znany jest tego rodzaju sposób przedstawiony w europejskim zgłoszeniu patentowym nr 410 827, w którym masa wsadu jest określana podczas etapu rozruchu o stałym przyspieszeniu. Na tym etapie jest mierzony kąt fazowy i napięcie zasilające, a parametry silnika i zachowanie pustego bębna podczas przyspieszania są wykorzystywane do obliczania bezwładności wsadu Ponieważ znane są wymiary bębna i przyspieszenie, z obliczonej wartości bezwładności można określić masę. Ponieważ wsad podczas rozruchu obraca się jeszcze gwałtownie, dopóki nie

177 906 uformuje się trwale w pierścień wsadu na wewnętrznej stronie płaszcza bębna, trudna jest stabilizacja fazowa przyspieszenia. Z tego powodu nie do uniknięcia są odchylenia przyspieszenia od wartości zadanej. Może także nie utworzyć się jednolity pierścień wsadu, ponieważ na przykład większe części prania, tworzą takie partie, które nie sązdolne do utworzenia jednolitego pierścienia wsadu, gdyż ich punkty ciężkości znajdują się częściowo zbyt blisko osi bębna i nie działa na nie wystarczająca siła odśrodkowa. W takich przypadkach będzie niedokładny pomiar kąta fazowego napięcia zasilającego, gdyżjuż najmniejsze odchylenia od dokładnej liczby obrotów bębna podczas etapu rozruchu wywołująduże niedokładności. Poza tym pomiary wartości napięcia zasilającego i kąta fazowego wymagają zastosowania szczególnych urządzeń, których zastosowanie nie jest potrzebne w innych przypadkach do regulacji prędkości obrotowej silnika uniwersalnego.

Sposób według wynalazku, w którym napędza się bęben piorący przez silnik uniwersalny o regulowanej prędkości obrotowej, przy pomocy wielkości regulacyjnych, polega na tym, że przed i/lub podczas wykonywania programu wirowania, bęben piorący wprowadza się w stan pracy na odcinku określania masy, w zakresie trzech etapów, podczas których w pierwszym etapie wywołuje się opóźniony wzrost prędkości obrotowej aż do końcowej prędkości obrotowej większej od określonej prędkości obrotowej, przy której wsad przylega do płaszcza bębna, i w pobliżu, lecz poniżej rezonansowej prędkości obrotowej układu napędowego. W drugim etapie wywołuje się stałą, zadanąprędkość obrotową równą końcowej prędkości obrotowej zbocza. W trzecim etapie wytrąca się prędkość bębna piorącego, bez napędu aż do minimalnej prędkości obrotowej, która jest jeszcze na tyle duża, że wywołuje się oderwanie uformowanego wcześniej pierścienia wsadu tylko w nieznacznej części od płaszcza bębna. Od chwili przy wyłączeniu napędu aż do chwili przy osiągnięciu minimalnej prędkości obrotowej mierzy się okres czasu, który stosuje się jako miarę masy wsadu.

W korzystnym przykładzie wykonania sposobu według wynalazku podczas drugiego etapu określa się średnią moc silnika napędowego, którą stosuje się jako miarę momentu hamującego bębna i jako zmienną przy określaniu masy.

Przy odbiorze stałego napięcia sieci, określa się moc silnika napędowego przez to, że wyznacza się średni kąt odcięcia fazowego urządzenia regulującego prędkość obrotową.

Przy braku odbioru stałego napięcia sieci, określa się moc silnika napędowego przez to, że wyznacza się średni kąt odcięcia fazowego urządzenia regulującego prędkość obrotową i podczas tego dodatkowo mierzy się napięcie sieci, które przy określaniu momentu hamującego stosuje się jako wartość korekcyjną. Korzystnie podczas wykonywania programu wirowania przeprowadza się co najmniej jedno późniejsze określanie masy.

W następnym przykładzie wykonania sposobu według wynalazku wartość później określonej masy porównuje się z wartością masy suchego wsadu określoną przed lub na początku poprzedniego procesu prania, przez co określa się uzyskane działanie wirowania w postaci wartości dla pozostającej jeszcze wilgotności resztkowej.

Wartość później określonej masy porównuje się z wartością masy określonej wcześniej i wykorzystując wartość określonej chłonności przyjętej przed lub na początku poprzedniego procesu prania, pranie kończy się przy wilgotności resztkowej pozostałej przy późniejszym określaniu masy.

Zaletą wynalazku jest umożliwienie ulepszonego i prostszego określania masy wilgotnego wsadu w bębnie piorącym.

Poniżej rezonansowej prędkości obrotowej układu napędowego, przy której odchylenie powodowane przez niezrównoważony bęben ma częstotliwość mniejszą od częstotliwości rezonansowej drgającego, zawieszonego układu napędowego, bęben piorący obraca się jeszcze stosunkowo spokojnie i z nieznacznym odchyleniem. Ponieważ wsad zostaje rozdzielony zwykle dość równomiernie na płaszczu bębna, przy powoli wzrastającej prędkości obrotowej w etapie rozruchu, podczas drugiego etapu istnieje możliwość rozpoznania niedopuszczalnie dużego, niezrównoważonego rozdzielenia wsadu i na podstawie określenia średniego kąta odcięcia fazowego regulowanego napięcia silnika, wnioskowanie o typowej pracy odkształceniowej pasa

177 906 napędowego danej maszyny, tarciu łożyskowym i w danym przypadku stratach w wyniku tarcia w amortyzatorach przy niezrównoważonym rozdzieleniu wsadu. Poznanie tych wartości jest ważne ze względu na masę wsadu w celu oceny długości okresu czasu od chwili wyłączenia napędu do chwili osiągnięcia minimalnej prędkości obrotowej podczas trzeciego etapu.

Dzięki określaniu podczas drugiego etapu średniej mocy silnika napędowego, moment hamujący bębna może zostać ustalony poprzez pracę odkształceń iowąpasa napędowego, przez tarcie łożyskowe i straty w wyniku tarcia w amortyzatorach. Ten ostatni parametr ma zawsze znaną wartość, gdy bęben pracuje w stanie niezrównoważonym i występuje wytworzone przez to oddziaływanie wsteczne amortyzatorów na odchylenie.

Przy zaniedbaniu nieznacznych wahań napięcia sieci, ustalenie średniego kąta odcięcia fazowego zapewnia wystarczająco dokładnie określenie mocy silnika napędowego, na podstawie czego ponownie wnioskuje się o momencie hamującym bębna. Nie jest wymagane zastosowanie żadnych dodatkowych podzespołów, ponieważ wartość kąta odcięcia fazowego jest już znana z regulacji prędkości obrotowej.

Przy założeniu, że napięcie sieci nie jest stałe, przeprowadza się dodatkowy pomiar napięcia sieci w celu określenia kąta odcięcia fazowego. Jego wynik jest uwzględniony jako wartość korekcyjna przy określeniu momentu hamującego. Określenie momentu hamującego można dzięki temu wykonać jeszcze dokładniej. Dodatkowy nakład jest nieznaczny i dotyczy tylko dodatkowego dzielnika napięcia na płytce urządzenia regulującego szybkość obrotową i przetwornika analogowo-cyfrowego stosowanego i tak zwykle w mikroprocesorze.

Jeżeli podczas wykonywania programu wirowania przeprowadza się późniejsze określanie masy, na podstawie wyników poszczególnych określeń masy może zostać ustalony przebieg programu wirowania.

Przy porównywaniu wartości później określonej masy z wartością masy suchego wsadu określoną przed lub na początku poprzedniego procesu prania, uzyskuje się korzyść, że w zależności od wyniku tego porównania można zakończyć proces wirowania. Dotychczas nie było możliwości na stanowiskach pralniczych - przede wszystkim także na takich, gdy występują różne chłonności pranych sztuk - wykorzystania efektu programu wirowania jako kryterium jego zakończenia.

W przypadku, gdy wilgotność resztkową określa się przez porównanie wartości później określonej masy z wartościąmasy określonej wcześniej, ponieważ w nowoczesnych maszynach pralniczych na początku procesu prania odbywa się i tak bezpośrednie lub pośrednie określenie chłonności wsadu, na podstawie którego następuje automatyczny dobór ilości wody, może to służyć według wynalazku jako miara dla ustalenia wilgotności resztkowej po określeniu masy mokrego wsadu.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w oparciu o rysunek, na którym jest przedstawiony wykres prędkości obrotowej bębna piorącego.

Figura przedstawia wykres prędkości obrotowej, który może być wykorzystany na początku procesu wirowania. Bęben piorący jest przy tym powoli przyspieszany od położenia spoczynkowego do końcowej prędkości obrotowej ni w chwili tO. Prędkość obrotowa ni jest większa od określonej prędkości obrotowej nA, przy której części wsadu, znajdujące się w bębnie piorącym, przylegają do wewnętrznej strony płaszcza bębna i są tak rozdzielane, że zostają stopniowo rozmieszczone równomiernie wokół jego obwodu. Dzięki temu niezrównoważenie bębna piorącego pozostaje w określonych granicach. Granice te mogąbyć kontrolowane podczas etapu A rozruchu do chwili tO poprzez obserwowanie równomierności wzrostu prędkości wykazywanej przez sygnał z tachogene'ratora lub wielkość regulacyjną, kąt odcięcia fazowego, z urządzenia regulującego silnik napędowy. Jeżeli te granice miałyby zostać przekroczone, etap A rozruchu może zostać natychmiast przerwany i rozpocząć się na nowo. Końcowa prędkość obrotowa ul jest jednak mniejsza od rezonansowej prędkości obrotowej nR, która jest określona przez układ zbiornika ługowego zawieszonego sprężyście i tłumiąco. Układ drgający ma zawsze częstotliwość rezonansową przy której w danym przypadku drgałby zespół zbiornika ługowego, jeżeli bęben piorący byłby obciążony w sposób niezrównoważony i napędzany z prędkością \ΊΊ 906 kątową odpowiadającą rezonansowi. W tym przypadku amplitudy drgań osiągnęłyby maksimum, przy którym nie sąjuż możliwe wystarczająco dokładne pomiary momentu hamującego.

Do chwili tO napęd bębna piorącego jest zasilany napięciem, które odpowiada stałej, zadanej prędkości obrotowej n1. Podczas tego drugiego etapu B, do chwili t1, poprzez obserwację średniego kąta odcięcia fazowego urządzenia regulującego prędkość obrotową silnika napędowego, można określać moc przekazy wanąbębnowi piorącemu. Moc ta może być w pewnych granicach uważana za stałą i być z góry założona dla dalszego określania masy wsadu w czasie trzeciego etapu C. W celu poprawy dokładności określenia masyjestjednak korzystne określenie momentu hamującego bębna piorącego w drugim etapie B, poprzez moc wejściowąsilnika napędowego. Ten moment hamujący służy jako zmienna wartość obliczeniowa przy określaniu masy wsadu w trzecim etapie C. Momenty hamujące bębna piorącego mogą być określone przez tarcie łożyska, a także przez pracę odkształceniową pasa napędowego. Przy znacznym odchyleniu zespołu zbiornika ługowego w wyniku niezrównoważonego rozdzielenia wsadu wewnątrz bębna piorącego, bęben jest także hamowany przez to, że energia jest tracona przez odchylenia w elementach tłumiących zespołu zbiornika ługowego. Wszystkie momenty hamujące oddziałujące na bęben piorący są kontrolowane przez obserwowanie kąta odcięcia fazowego urządzenia regulującego prędkość obrotową i przetwarzane w wartość średnią, która jest uwzględniona przy określaniu masy wsadu w trzecim etapie C.

Trzeci etap C rozpoczyna się w chwili t1 i kończy w chwili t2. W chwili t1 silnik napędowy zostaje wyłączony. Bęben piorący rozpoczyna natychmiast etap wybiegu, podczas którego prędkość obrotowa zmniejsza się do wartości n2 w chwili t2. Prędkość obrotowa n2 jest jeszcze tak duża, że części prania uformowane przedtem w pierścień wsadu utrzymują się jeszcze na płaszczu bębna względnie właśnie zaczynająsię odrywać. Okres czasu TC pomiędzy chwilami t1 112 podczas etapu C wybiegu jest mierzony i może służyć w odniesieniu do określonego przedtem momentu hamującego do obliczenia ilości wsadu (masy) zawartej w bębnie piorącym.

W przypadku niezrównoważonego rozdziału wsadu chwila t1 powinna być tak wybrana, żeby punkt ciężkości niezrównoważonej masy miał zawsze to samo położenie kąta obrotu. Chwila t1 może szczególnie łatwo być wybrana w ustalonym punkcie, gdyż wyłączenie zawsze jest podejmowane przy ekstremalnej wartości (minimalnej lub maksymalnej) wahającej się szybkości kątowej względnie przy przejściu przez zadań ąprędkość obrotową zawsze w tym samym kierunku.

Wówczas, gdy prędkość obrotowa obracającego się luzem bębna piorącego osiąga dolną granicę prędkości obrotowej n2, silnik zostaje ponownie włączony i proces wirowania rozpoczyna się. Mierzony jest okres czasu TC pomiędzy chwilą t1 wyłączenia i chwilą t2 ponownego włączenia. Uwzględniając moment hamujący bębna określany albo poprzednio albo w etapie B, można obliczyć masę wsadu na podstawie długości okresu czasu TC poprzez obliczenie momentu bezwładności masy partii prania.

W celu zwiększenia dokładności obliczenia masy partii prania, w etapie B może być określona moc przekazywana silnikowi napędowemu, poprzez kąt odcięcia fazowego. W celu opisanego określenia mocy najpierw zostało przyjęte stałe napięcie robocze. Jednak napięcie robocze może wahać się w poszczególnych procesach. Dzięki wynalazkowi można jeszcze dokładniej obliczać podczas etapu B moc wejściowąsilnika napędowego, uwzględniając wahania napięcia. Do tego jest wymagany układ do określania wartości napięcia roboczego, który jest wykonany na przykład w postaci dzielnika napięcia przed określonym wejściem mikroprocesora wymaganego do określenia masy.

Można także określić pozostałą wilgotność resztkową partii prania. Do tego można zastosować podczas procesu wirowania i/lub na końcu tego procesu przebieg według wynalazku i porównać go z wynikami poprzedniego sposobu. W celu określenia wilgoci resztkowej w czasie przebiegu procesu wirowania, te wyniki mogłyby być wykorzystane do sterowania procesem wirowania, na przykład w ten sposób, że przy osiągnięciu ustalonej uprzednio wilgotności końcowej, proces wirowania jest przerwany. Wartość wilgotności określona na końcu wykonanego

177 906 procesu wirowania może natomiast być wykazana w postaci bezpośredniego wskazania lub polecenia dalszej obróbki partii prania.

Opisany powyżej sposób jest stosowany bez wykorzystania dodatkowych podzespołów''. Wyniki określania masy umożliwiają podczas procesu wirowania dokładniejszą kontrolę niezrównoważenia, które jest określone w wyniku poznania wahań prędkości obrotowej. Można bardziej niezawodnie zadecydować, czy przebiegający proces wirowania musi być przerwany i/lub powtórzony. Poznanie masy wsadu sposobem według wynalazku jest w znacznym stopniu niezależne od tolerancji, które mają wpływ poprzez elementy urządzeń pralniczych na poziom wody, ciśnienie wody, ilości dopływu, amplitudy drgań zespołu zbiornika ługowego, szybkość odpompowania i czasy trwania różnych etapów procesu. Określanie masy może być powtórzone zawsze, przed i/lub podczas procesu wirowania, co stwarza różne możliwości wykorzystania uzyskanych wyników.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób określania masy wilgotnego wsadu w bębnie piorącym, który napędza się przez silnik uniwersalny o regulowanej prędkości obrotowej, przy pomocy wielkości regulacyjnych, znamienny tym, że przed ι/lub podczas wykonywania programu wirowania, bęben piorący wprowadza się w stan pracy na odcinku (M) określania masy, w zakresie trzech etapów (A, B, C), podczas których w pierwszym etapie (A) wywołuje się opóźniony wzrost prędkości obrotowej aż do końcowej prędkości obrotowej (n1) większej od określonej prędkości obrotowej (nA), przy której wsad przylega do płaszcza bębna, i w pobliżu, lecz poniżej rezonansowej prędkości obrotowej (nR) układu napędowego, w drugim etapie (B) wywołuje się stałą, zadaną prędkość obrotową równą końcowej prędkości obrotowej (n1) zbocza i w trzecim etapie (C) wytrąca się prędkość bębna piorącego, bez napędu aż do minimalnej prędkości obrotowej (n2), która jest jeszcze na tyle duża, że wywołuje się oderwanie uformowanego wcześniej pierścienia wsadu tylko w nieznacznej części od płaszcza bębna, a od chwili (t1) przy wyłączeniu napędu aż do chwili (t2) przy osiągnięciu minimalnej prędkości obrotowej (n2) mierzy się okres czasu (TC), który stosuje się jako miarę masy wsadu.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas drugiego etapu (B) określa się średnią moc silnika napędowego, którą stosuje się jako miarę momentu hamującego bębna i jako zmienną przy określaniu masy.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że przy odbiorze stałego napięcia sieci, określa się moc silnika napędowego przez to, że wyznacza się średni kąt odcięcia fazowego urządzenia regulującego prędkość obrotową.
4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że przy braku odbioru stałego napięcia sieci, określa się moc silnika napędowego przez to, że wyznacza się średni kąt odcięcia fazowego urządzenia regulującego prędkość obrotową i podczas tego dodatkowo mierzy się napięcie sieci, które przy określaniu momentu hamującego stosuje się jako wartość korekcyjną.
5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że podczas wykonywania programu wirowania przeprowadza się co najmniej jedno późniejsze określanie masy.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że wartość później określonej masy porównuje się z wartością masy suchego wsadu określoną przed lub na początku poprzedniego procesu prania, przez co określa się uzyskane działanie wirowania w postaci wartości dla pozostającej jeszcze wilgotności resztkowej.
7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że wartość później określonej masy porównuje się z wartością masy określonej wcześniej i wykorzystując wartość określonej chłonności przyjętej przed lub na początku poprzedniego procesu prania, pranie kończy się przy wilgotności resztkowej pozostałej przy późniejszym określaniu masy.