DE2746989A1

DE2746989A1 - Trommelwaschmaschine

Info

Publication number: DE2746989A1
Application number: DE19772746989
Authority: DE
Inventors: Masayuki Fujisaki; Yukio Obata; Morio Umemura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-10-20
Filing date: 1977-10-19
Publication date: 1978-04-27
Also published as: JPS5351671A; DE2746989B2

Description

Trommelwaschmaschine
Die ~erfindung betrifft eine eine drehbare Trommel mit horizontaler Drehwelle - aufweisende Waschmaschine und insbesondere eine Trommelwaschmaschine,bei der Vibrationen oder Schwingungen der Drehtrommel während des qntwässerns oder Schleuderns herabgesetzt werden können.
Bisher werden Waschmaschinen verwendet, die eine Drehtrommel mit horizontaler Drehwelle aufweisen,die in einem Außengefäß zur Speicherung von Waschwasser angeordnet ist, wobei beim Waschen die Trommel mit niedriger Drehzahl gedreht wird, damit die Wäsche in der Trommel wiederholt herunterfallen kann, während beim Schleudern die Trommel mit hoher Drehzahl gedreht wird, um ein entwässern der Wäsche zu erreichen.
Bei einer derartigen Waschmaschine tritt jedoch das Problem auf, daß beim Durchführen des Schleuderns die Trommel sich im wesentlichen unbalanciert oder unwuchtig dreht, da die Wäsche hohen Wassergehalts längs des Bodens der Trommel gesammelt ist. Daraus ergeben sich, wenn keine geeigneten Gegenmaßnahmen vorgesehen werden, zahlreiche Nachteile infolge übermäßig verstärkter Schwingungen oder Vibrationen der Trommel. Herkömmlich wird zur Uberwindung dieses Problems die Trageinrichtung für73as Waschwasser und die Trommel enthaltende Außengefäß oder die Trommel so gewählt, daß sie höhere Federkonstante oder Viskositäts- oder öldämpfungskoeffizienten besitzt ~oder daß das Außengefäß mit einem Gegengewicht versehen ist, um die Masse des Schwingungssystems so zu erhöhen, daß das Ausmaß der Sxzentrizität infolge der Unwucht verringert wird.
Diese Anordnurg hat jedoch nachteilig zur Folge, daß das Gesamtgewicht oder die Gesamtgröße der Waschmaschine notwendigerweise erhöht wird, wodurch deren Beförderung und deren Handhabung unbequem wird. Da außerdem keine Lösung des Grundproblems, nämlich der Unwucht erreicht wird, ist es kaum möglich, ein vollständiges Verhindern von Schwingungen sicherzustellen.
vs ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Waschmaschine der eingangs genannten Art so auszuführen, daß beim Schleudern auftretende Schwingungen verringert werden können, und zwar ohne Gewichtserhöhung der Maschine oder deren Vergrößerung bezUglich der Abmessungen oder der Form.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die drehbare Trommel oder ein mit der Trommel einstückig sich drehendes Teil mit einem Ringteil versehen ist, das im Inneren einen Ringraum definiert, wobei der Ringraum ein Fluid in einer Menge enthält, die kleiner ist als das Volumen des Ringraums, wobei das Ringteil im Inneren ein Glied aufweist, um die Bewegung des Fluids zu verlangsamen. Zur Bildung eines derartigen Glieds zum Verlangsamen der Bewegung des Fluids kann beispielsweise ein poröser Werkstoff mit miteinander in Verbindung stehenden Löchern verwendet werden.
Durch die Verwendung einer derartigen als Fluid-Ausgleicher zu bezeichnenden winrichtung, die ein ein Fluid enthaltendes Ringteil aufweist, dessen Drehachse mit der der drehbaren Teile zusammenfällt, wird die Wirkung einer automatischen Kompensation dadurch erreicht, daß dann, wenn die sich mit hoher Drehzahl drehenden Teile eine Exzentrizität bezUglich des Schwerpunkts zeigen, sich das Fluid im Fluid-Ausgleicher in einer Richtung bewegt, die dem exzentrischen Schwerpunkt gegenüberliegt, um auf diese Weise diese Exzentrizität zu kompensieren. Keine Schwierigkeit tritt auf, wenn dieser Fluid-Ausgleicher zur Drehung in einer Horizontalebene vorgesehen ist. Wenn ein Fluid-Ausgleicher an einer Drehtrommel mit horizontaler Drehachse vorgesehen ist, wie bei der Erfindung, hat das Fluid im Fluid-Ausgleicher die Neigung, sich im unteren Segmentbereich zu sammeln, wenn kein Drehbetrieb durchgefUhrt wird, während sich die Wäsche in der Drehtommel ebenfalls unten sammelt, so daß die Exzentrizität insgesamt noch mehr erhöht wird, wodurch verstärkte Schwingungen in einer Anfangsstufe der Trommeldrehung hervorgerufen werden.
Gemäß den erfindungsgemäßen Merkmalen ist jedoch sichergestellt, daß in einer Anfangsstufe der Trommeldrehung das Fluid Uber den gesamten Umfangsbereich des Ausgleichers verteilt wird, infolge der langsamen Bewegung des Fluids, weshalb keine Erhöhung der Exzentrizität auftritt. Wenn und nachdem eine vorgegebene hohe Drehzahl erreicht ist, sammelt sich das Fluid gegenUber der seitlich versetzten Wäsche und wirkt so zum Kompensieren der Exzentrizität. Folglich kann die Maschine jederzeit mit geringeren Schwingungen betrieben werden. Daher ist mittels der erfindung eine leichte und trotzdem kompakte Waschmaschine herstellbar, da keinerlei Notwendigkeit besteht wie bisher schwere Gegengewichte vorzusehen.
Die ;erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfllhrungsbeispiele näher erläutert. vs zeigen: Fig. 1 im Schnitt ein Beispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Trommelwaschmaschine; Fig. 2 im Schnitt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß voruesehenen Fluid-Ausgleichers; Fig. 3 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Schleuderdrehzahl und der Amplitude von Schwingungen, die bei Drehung einer unabgeglichenen Trommel auftreten; Fig.4 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Schleuderdrehzahl und der Phasendifferenz zwischen der Zentrifugalkraft und der Amplitude der Schwingung, die auftritt, wenn die Trommel im unabgeglichenen Zustand gedreht wird; Fig. 5, 6 Schnitte durch den Fluid-Ausgleicher zur Darstellung der Wirkungsweise des Fluid-Ausgleichers; Fig. 7 bis 10 verschiedene Ausführungsbeispiele der Anbringung des Fluid-Ausgleichers gegenüber der drehbaren Trommel.
Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Trommelwaschmaschine gemäß der Srfindung mit einem Außengehäuse 1 und einer am Außengehäuse 1 mittels Scharnieren od.dgl. gesicherten TUr 2. Weiter ist eine Programmsteuerung 3 zur Durchführung der Wasserzufuhr des Waschens,des Spülens usw. vorgesehen. Ein Außengefäß 4 zum Speichern von Waschwasser nimmt darin eine Trommel 5 auf, die ihrerseits Aufnehmer 6 enthält, während mehrere kleine Löcher 7 (Wasseraustritte) in der Wand der Trommel 5 gebildet sind. Dabei sind in Fig. 1 lediglich ein Teil dieser Löcher 7 vorgesehen, während selbstverständlich diese kleinen Löcher 7 sich über den gesamten Umfang der Trommel 5 erstrecken. Weiter sind erfindungsgemäße Fluid-Ausgleicher 8 an der Trommel 5 befestigt, und zwar an den Inden des Trommelzylinders,zur Verringerung des Ausmaßes von Schwingungen, die durch unwuchtige oder einseitige Verteilung der Wäsche entstehen. Durch eine linlaßöffnung 9 wird Wäsche in die Trommel 5 eingelegt bzw.
aus ihr entfernt und von einem lektromotor 10 wird dessen Leistung über eine Rolle 11, einen Riemen 12 und eine Trommel-Rolle 13 zur Trommel 5 übertragen. Ein Abflußventil 14 steht mit einer am Boden des Außengefäßes 4 vorgesehenen Auslaßöffnung in Verbindung und ist so ausgeführt, daß bei Schließen eines (nicht dargestellten) Magnets das Ventil geöffnet wird, um Schmutzwasser aus dem Außengefäß 4 durch eine Abführleitung 15 nach außen zu entfernen, wobei das Ventil 14 geschlossen bleibt, wenn der Magnet oder Magnetschalter geöffnet ist.
Gegen jeweils vorgesehene Hängehalterungen 17, die an der Oberwand des Außengefäßes 4 befestigt sind, anschlagende Federn 16 bilden ein Stoßabsorbersystem, wobei die gesamte Anordnung mechanischer Teile im Gehäuse 1 von der Oberseite des Gehäuses 1 hängend befestigt ist. Weiter ist ein Dämpfungsglied 18 zum Tragen der Innenanordnung am Boden des Gehäuses 1 vorgesehen. Schließlich ist mittels eines Knopfes 19 ein Zeitschalter der Steuerung 13 betätigbar und ist ein Wasserzufuhr-Magnetventil 20 vorgesehen, das bei "Eint'-Stellung des Schalters öffnet und bei "Aus"-Stellung des Schalters schließt.
Eine Wasserzufuhrleitung 21 ist an einem Ende mit einem Wasserhahn und am anderen Ende mit dem Magnetventil 20 verbunden.
Die Betriebsschritte der Wasserzufuhr,des Waschens'der Wasserabfuhr und des Schleuderns wird im folgenden erläutert.
Zum Waschen und SpUlen wirdpas Magnetventil 20 erregt, damit Wasser bis zu einem vorgegebenen Pegel eingeführt werden kann, wobei dann ein (nicht dargestellter) Druckschalter zur Entregung des Magnetventils 20 betätigt wird. Anschließend wird der Elektromotor 10 in Gang gesetzt. Die Wasserabfuhr wird dadurch erreicht, daß das Ablaßventil 14 durch Erregung des ihm zugeordneten Magnets geöffnet wird, und das Schleudern wird durch Drehen der Trommel 5 mit hoher Drehzahl nach Erregung des Magnetes und des Motors 10 erreicht.
Fig. 2 zeigt im Schnitt vergrößert den wesentlichen Teil des Fluid-Ausgleichers 8 gemäß der erfindung, i em ein Fluid, wie Wasser, Salzlauge oder Alkohol usw. eingeschlossen ist.
Weiter ist ein poröser Werkstoff 8b im Fluid-Ausgleicher 8 eingeschlossen, der miteinander in Verbindung stehende Löcher bzw. Öffnungen besitzt und der eine große Menge des Fluids darin so enthält, daß sich das Fluid frei bewegen kann. Dabei ist die Menge des enthaltenen oder aufgenommenen Fluids so gewählt, daß sie etwas kleiner ist als das Innenvolumen des Ausgleichers 8.
Im folgenden wird der Fluid-Ausgleicher 8 bei seinem Betrieb erläutert. Es sei zunächst angenommen, daß das Schleudern mit einer unausgeglichenen Trommel 5 durchgeführt wird,und zwar mit einem Fluid-Ausgleicher 8 ohne einem porösen Werkstoff 8b. Wie sich aus den Fig.3 und 4 ergibt, haben, bis zu dem Zeitpunktzu imeine vorgegebene Schleuderdrehzahl S erreicht ist, die innere Anordnung mechanischer Teile, einschließlich Trommel 5, die im Gehäuse 1 hängend befestigt sind, mit Schwingungsamplituden geschwungen, die in Fig. 3 dargestellt sind, wobei dabei eine Phasendifferenz 6 , wie in Fig. 4 dargestellt, zwischen der durch die Unwucht in der Trommel 5 erzeugten Zentrifugalkraft und der Amplitude der Schwingung aufgetreten ist. Die Beziehung zwischen der Zentrifugalkraft infolge der Unwucht und der Amplitude vor reichen der vorgegebenen Schleuderdrehzahl S ergibt sich wie folgt: (1) für O t Schleuderdrehzahl n X kritische Drehzahl P gilt OL [ 1800; (2.) für Schleuderdrehzahl n. kritische Drehzahl P gilt 900 L 8 t 1800.
Bei der unter (1) genannten Bedingung ist die Wirkungsrichtung T1 der durch eine Unwucht erzeugten Zentrifugalkraft, wie in Fig.5 dargestellt, auf der gleichen Seite wie das Auftreten der Schwingungsamplitude tl. Bei der unter (2) genannten Bedingung ist jedoch im Gegensatz dazu die Wirkungsrichtung T2 der Zentrifugalkraft und das Auftreten der Schwingungsamplitude t2 zueinander in Gegenrichtung, wie in Fig. 6 dargestellt. Dabei ist in Fig. 5 und 6 Wäsche 22 als an einer Seite angeordnet und festgehalten dargestellt, wobei die Wäsche 22 die Unwucht hervorruft. Weiter sind dargestellt die Mitte R der Trommel 5 und die Mitte Q der Schwingungsbewegung. Wie dargestellt, verteilt sich das Fluid 8a im Fluid-Ausgleicher 8 in einem Bogen, der konzentrisch zur Schwingungsmitte Q ist. Wenn der Fluid-Ausgleicher armer Trommel 5 vorgesehen ist, um die Unwuchtwirkung der Trommel 5 zu verringern, bewegt sich deshalb das Fluid 8a zu der Seite, an der die Schwingungsamplitude auftritt derart, daß im Bereich von Schleuderdrehzahlen n unter der kritischen Drehzahl P die Unwucht vergrößert wird, während sich das Fluid 8a in Gegensatz oder Gegenwirkung zur Unwucht im Bereich von die kritische Drehzahl P Uberschreitenden Schleuderdrehzahlen n bewegt, um so die Unwucht zu verringern.
Bei Anwendung des Fluid-Ausgleichers 8 im Bereich von Schleuderdrehzahlen n unter der kritischen Drehzahl P wird jedoch erfindungsgemäß die Bewegung des Fluids 8a im Ausgleicher 8 verlangsamt, damit sich das Fluid 8a nicht auf die Seite bewegen kann, an der die Unwucht auftritt, wobei während dieser Periode die kritische Drehzahl P Uberschritten wird.
Bei einer Trommelwaschmaschine, bei der der Fluid-Ausgleicher 8 zur Drehung in eine Vertikalebene, wie in Fig. 1 dargestellt, vorgesehen ist, tritt das Problem auf, daß bei nicht betriebener Trommel 5 sich das Fluid 8a unten sammelt.
Daraus kann sich gelegentlich ergeben, daß bei Drehbeginn der Trommel 5 das Ausmaß der Unwucht vergrößert wird statt umgekehrt,wodurch hMhere Schwingungsamplituden auftreten.
Um dieses Problem zu Uberwinden, sind erfindungsgemäß rinrichtungen zum Verlangsamen der Bewegung des Fluids 8a im Fluid-Ausgleicher 8 vorgesehen, nämlich beispielsweise der poröse Werkstoff 8b mit miteinander verbundenen Öffnungen, wie bereits erwähnt.
Anders ausgedrUckt ist beim Drehbeginn das Fluid 8a Uber den gesamten Umfang im wesentlichen gleichförmig verteilt infolge des porösen Werkstoffs 8b, wobei einer Bewegung des Fluids 8a ein Widerstand entgegenwirkt. Folglich wird im Bereich niedriger Drehzahlen das Fluid 8a in seiner Bewegung beschränkt, um das Auftreten einer zu großen Unwucht zu vermeiden und wird unter Beibehalten dieser Bedingung die kritische Drehzahl P Uberschritten.
Selbstverständlich kann anstelle des porösen Wirkstoffs 8b die einrichtung zum Verlangsamen der Bewegung des Fluids 8a im Ausgleicher 8 auch als Netzwerk oder als nachgiebiges poröses Glied oder als rippenähnliche Anordnung mit schmalen Spalten oder Nuten ausgebildet sein. Schließlich muß beim einfüllen oder einsetzen der ~inrichtung in den Fluid-Ausgleicher 8 der Ausgleicher 8 nicht vollständig ausgefUllt werden.
vs kann genügen, lediglich einen Teil oder etwa die Hälfte des gesamten Aufnahmevermögens auszunutzen. Selbst wenn das Fluid 8a auf diese Weise in seiner Bewegung verlangsamt wird, ist das Fluid 8a im Normalzustand bei hoher Drehzahl wie in Fig. 6 so angeordnet, daß die Unwucht automatisch kompensiert wird.
Dieser erfindungsgemäße Fluid-Ausgleicher 8 ist notwendigerweise an irgendeiner geeigneten Stelle befestigt, die der Drehwirkung der Trommel 5 ausgesetzt ist oder an der Trommel 5 selbst oder an der Trommel-Antriebsrolle 13, usw. Vorzugsweise ist außerdem ein Paar von Fluid-Ausgleichern 8 vorgesehen, die symmetrisch zueinander bezUglich einer die Trommel 5 senkrecht zur Drehwelle halbierenden ebene angeordnet sind.
Weitere Beispiele der Befestigung des erfindungsgemäßen Fluid-Ausgleichers 8 werden im folgenden erläutert.
Fig. 7a und 7b zeigen im Schnitt bzw. perspektivisch ein AusfUhrungsbeispiel mit einem einzigen Ausgleicher 8 in der Mitte der Trommel 5.
Fig. 8a und 8b zeigen ein Fig. 1 ähnliches AusfUhrungsbeispiel mit zwei Fluid-Ausgleichern 8, die jedoch an der Seite der Trommel 5 angeordnet sind, um eine sonst notwendige Vergrößerung in Durchmesserrichtung der Trommel 5 zu vermeiden.
Fig. 9a, 9b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei der die Trommel 5 so ausgeführt ist, daß wie dargestellt, eine zweckmäßige oder aufgesetzte Befestigung der Fluid-Ausgleicher 8 ermöglicht wird. Bei diesem Ausftlhrungsbeispiel kann der Ausgleicher 8 mit dem zylindrischen Umfang der Trommel 5 fluchten, wodurch eine wesentliche Erhöhung der Gesamtgröße der Trommel 5 verhindert wird, weshalb die Waschmaschine insgesamt kompakt ausgefUhrt sein kann.
Fig. 10a und lOb zeigen in ähnlichen Ansichten ein weiteres Ausftlhrungsbeispiel, bei dem die Fluid-Ausgleicher 8 nicht an der Trommel5sondern an jeweiligen Trommel-Antriebsrollen 13 außerhalb des Außengefäßes 4 befestigt sind. Diese Anordnung ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil der sonst heißem Wasser ausgesetzte Fluid-Ausgleicher 8 nicht mehr hitzewiderstandsfähig zu sein braucht und weil seine Wartung oder Überprtltung sehr einfach wird.
L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche 1. Trommelwaschmaschine, mit einem Gefäß zur Speicherung von Waschwasser, in der eine drehbare Trommel mit einer sich horizontal erstreckenden Drehwelle angeordnet ist, wobei die Anordnung so ist, daß beim Waschen die drehbare Trommel mit niedriger Drehzahl gedreht wird, während beim Schleudern die drehbare Trommel mit hoher Drehzahl gedreht wird, g e k e n n z e i c h n e t durch ein im Inneren einen Ringraum definierendes Ringteil (8), das mit der Trommel (5) zur einstückigen Drehung mit ihr verbunden ist und ein mit dem der Drehwelle der Trommel (5) zusammenfallende Mitte besitzt, ein in dem Ringteil (8) enthaltenes Fluid (8a) mit einem Volumen, das kleiner ist als das des Ringraums, und eine rinrichtung (8b) zum Verlangsamen der Bewegung des Fluids (8a), die im Innenraum des Ringteils (8) angeordnet ist.
2. Trommelwaschmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rinrichtung (8b) aus einem porösen Werkstoff mit zahlreichen miteinander in Verbindung stehenden kleinen oeffnungen besteht.
3. Trommelwaschmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß das Ringteil (8) außerhalb des Gefäßes (4) zum Speichern des Waschwassers und auf einer Rolle (13) zum Drehen der Trommel (5) angeordnet ist.