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Unwuchtausgleicheinrichtung für Trommelwaschmaschinen od. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Unwuchtausgleicheinrichtung für Trommelwaschmaschinen od. dgl., deren Trommel am Umfang mit einer Mehrzahl von Taschen zur Aufnahme von Flüssigkeit zum Ausgleich einer durch ungleichmässige Verteilung der Last im Behälter entstandenen Unwucht versehen ist, wobei eine einen kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom gegen diese Taschen leitende Düse und eine bewegliche Unterbrechervorrichtung zur Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes sowie eine vibrationsempfindliche Einrich- tung zur Steuerung der Unterbrechervorrichtung vorgesehen sind.
Die Grundsätze der Erfindung sind ganz allgemein auf jede Anordnung zum Auswuchten anwendbar, bei welcher ein Ausgleich von infolge ungleicher Gewichtsverteilung in einem rotierenden Körper unsymmetrisch wirkender Zentrifugalkräften angestrebt wird. Da jedoch die erfindungsgemässen Grundgedanken besonders zweckmässig bei Waschmaschinen eingesetzt werden, wird die Erfindung im Zusammenhang mit einer speziellen, für den häuslichen Gebrauch ausgelegten Waschmaschine beschrieben und erläutert.
Vom Standpunkt des Benutzers einer Haushalts-Waschmaschine ist es ausserordentlich wünschenswert, dass eine Waschgut-Füllung in möglichst kurzer Zeit vollständig gewaschen und getrocknet ist. Dieses Kriterium gilt sowohl für Trocknung auf der Leine als auch für maschinelle Trocknung des Waschgutes. In beiden Fällen wird die für eine bestimmte Füllung erforderliche Trockenzeit im wesentlichen direkt proportional der im Material am Ende des Waschzyklus zurückbleibenden Flüssigkeitsmenge sein.
Der übliche Weg, eine Verbesserung der maschinellen Trocknung zu versuchen, besteht darin, eine Steigerung der Wärmezufuhr zum Trockner in Erwägung zu ziehen, was vom Standpunkt des Energieverbrauches und der dadurch bedingten etwas erhöhten Betriebskosten nicht sehr angenehm, vom Standpunkt der durch die erhöhte Energiezufuhr zur Trocknungseinrichtung erforderlichen konstruktiven Erwägungen jedoch höchst unerwünscht ist.
Es erscheint daher zweckmässiger, durch Erhöhung der während des Extraktions-Abschnittes des Waschzyklus angewendeten Dlehgeschwindigkeit der rotierenden Trommel grössere Mengen an Wasser aus dem Waschgut vor Trommel- oder Leinentrocknung desselben zu entfernen. Wird zur Entfernung einer zusätzlichen Wassermenge aus dem Waschgut eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit angewendet, kann eine ungefähr 8 - 15fache Leistungserspamis gegenüber der Entfernung der gleichen Wassermenge durch den Trockenprozess mit erhöhter Energiezufuhr erzielt werden.
Mit geeignet ausgelegten Lager- und Tral1Smissionssystemen muss hinsichtlich der Grenze der Rotationsgeschwindigkeit, die beim Bewegen einer Masse um ihren exaktenMassemittelpunkt erreicht wird, hauptsächlich der Leistungsaufwand berücksichtigt werden. Eine leere Trommel, welche um ihre Lagerachse rotiert, entspricht dem optimalen Betriebszustand, bei Einbringen des Waschgutes in die Trommel jedoch wird sich die Füllung wahrscheinlich derart verteilen, dass der Massemittelpunkt des gefüllten Zylinders nicht mit der Zylinder-Lagerachse übereinstimmen wird, wodurch eine unsymmetrische Zentrifugalkraft erzeugt wird, die direkt proportional der Masse des unsymmetrischen Anteiles der gesamten rotierenden Masse,
dem Quadrat der Winkelgeschwindigkeit einer derartigen unsymmetrischen Masse und dem Radius des unsymmetrischen Gewichtes von der Rotationsachse des Zylinders ist.
Zusätzlich der Beeinflussung des zum Rotieren des Zylinders oder der Trommel erforderlichen
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Leistungsaufwandes verursacht ein unsymmetrischer Zustand gefährliche Vibrationen, welche bei horizon- talachsigenMaschinen sogar noch stärker ausgeprägt sind, als bei vertikalachsigen Maschinen, da die auf die Maschine einwirkende, den Gravitationskräften im wesentlichen entgegengesetzte unsymmetrische
Kraft genügend gross sein kann, um die Maschine von ihrer Auflagefläche tatsächlich zu heben und eine heftige Bewegung zu erzeugen, die gewöhnlich als"Wandern"bezeichnet wird.
Wegen dieser Schwierigkeiten arbeiten gegenwärtig einige der Waschmaschinen vom Horizontalach- sen-Typ mit einer hinreichend begrenzten Drehzahl, so dass die bei normalem Betrieb auftretenden un- symmetrischen Lasten keine derartig hohe Zentrifugalkraft hervorrufen, dass die Maschine von ihrer Unter- lage abgehoben wird. Es wurde auch bei früheren Maschinen schon vorgeschlagen, Regeleinrichtungen vorzusehen, durch welche derRotationsmechanismus bei übermässigemrütteln imGerätausgeschaltetwird, woraufhin sich der Zylinder oder die Trommel auf eine Umwälzgeschwindigkeit, die seinen Inhalt wieder verteilt, verlangsamt.
In diesen vorbekannten Maschinen ist die maximale Rotationsgeschwindigkeit auf einen solchen Wert begrenzt, dass die gesamte durch Zentrifugieren aus dem Trommel- oder Zylinderinhalt extrahierte Flüssigkeitsmenge weit unter dem erwünschten Mass liegt. Es ist leicht einzusehen, dass jede derartige zusätzliche Flüssigkeit, die in der Wäsche verbleibt, abgedampft werden muss, entweder durch eine längere Verdampfungsperiode, wenn das Waschgut auf der Leine getrocknet wird, oder durch Verbrauch zusätzlicher Wärmeenergie infolge einer längeren Trockenperiode, wenn das Waschgut maschinell getrocknet wird.
Bei andemFormen von in Waschvorrichtungen verwendeten Ausgleichsmechanismen wird vorgeschlagen, die gesamte Waschmaschine zusammen mit einer zusätzlichen Masse als Totgewicht im äusseren Gehäuse an einem komplexen Federungssystem aufzuhängen. Derartige Anordnungen'basieren auf einer Isolierung des Schwingmechanismus, wobei das hängende System innerhalb des äusseren Gehäuses heftig schwingen kann und wobei das Totgewicht die Wirkungen der unsymmetrischen Zentrifugalkräfte auf ein Minimum herabzusetzen trachtet.
Bei solchen älteren Anordnungen ist es. unumgänglich notwendig, das Ausmass des äusserenGehäuses stark zu vergrössern, um die starkenDrehbewegungen solcher Systeme während des Betriebes der Maschine zuzulassen, oder es muss, wenn die Gehäusegrösse festliegt, der Durchmesser des Wäschezylinders in einem solchen Ausmass verkleinert werden, dass die Zylinderkapazität für die Erzielung eines knitterfreien Trocknens unbrauchbar wird.
Es ist auch bereits. bekannt, einen Unwuchtausgleich eines rotierenden Körpers durch Zugabe oder Wegnahme von Gewichten zu bewerkstelligen, meist durch Zufuhren oder Ablassen von Flüssigkeit, wofür am Umfang des rotierenden Körpers Behälter angeordnet sind. Die Einrichtungen zur Wahrnehmung, Lokalisierung und zum Ausgleich der Unwucht waren bisher häufig kompliziert, z. B. infolge Verwendung von Magnetventilen oder Wellendichtungen bei Zu- oder Abführung der Ausgleichsflüssigkeit durch hohle Wellen. Eine elektrische Steuerung unter Verwendung von Elektronenröhren, Thyratrons od. dgl., wie sie bereits vorgeschlagen wurde, ist für die Anwendung in einer Haushaltwaschmaschine zu kostspielig und zu kompliziert.
Es kommen daher praktisch nur mechanische Steuerungen in Betracht, wobei darauf zu achten ist, dass die vibrationsempfindliche Einrichtung zur Wahrnehmung der Unwucht weder einer starken Abnutzung unterworfen ist, noch dass sie für den rotierenden Körper einen zusätzlichen Reibungswiderstand bildet. Eine bekannte, im übrigen verhältnismässig einfache Unwuchtausgleicheinrichtung, wobei die Auslassventile derAusgleichbehälter des rotierendenKörpers übersteuerhebel betätigt werden, weist noch die obigen Nachteile auf, da die Steuerhebel auf dem inneren Umfang des den rotierenden Körper umgebenden feststehenden Gehäuses gleiten.
Die erfindungsgemässeUnwuchtausgleicheinrichtung weist dasMerkmal auf. dass die vibrationsempfind- liche Einrichtung aus einer zwischen der horizontal beweglichen Lagerung der Trommel und dem festen Gehäuse der Maschine angeordneten, mit der Unterbrechervorrichtung mechanisch verbundenen Übertragungseinrichtung besteht.
Durch diese neue Anordnung von Elementen wird die Lage der Unwucht automatisch bestimmt und nicht mehr als die erforderliche Menge an Ausgleichsflüssigkeit dem rotierenden System der Maschine zugeführt.
Es ist demgemäss ein wichtiges Ziel der Erfindung, eine verbesserte Ausgleichsregelung für einen rotierenden Behälter zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung einerunwuchtausgleicheinrichtung füreinenro- tierenden Behälter, welche dem rotierenden System nur so viel Ausgleichsflüssigkeit zuführt, als erforderlich ist, um das System ins Betriebs-Gleichgewicht zu bringen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Unwuchtausgleicheinrichtung für ein Waschgerät, wobei die Waschflüssigkeit wirksam als Ausgleichsflüssigkeit verwendet werden kann.
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Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung, worin Teile gleicher Bedeutung durchwegs mit denselben Bezugsziffem versehen sind, ist Fig. l ein Seitenriss, wobei zur besseren Verdeutlichung der Unwuchtausgleicheinrichtung der Erfindung Teile weggelassen und Teile im Schnitt gezeigt sind ; Fig. 2 ein Aufriss, wobei Teile weggelassen und Teile im Schnitt gezeigt sind und worin detailliert eine Waschmaschine in Verbindung mit der erfin- dungsgemässen Unwuchtausgleicheinrichtung dargestellt ist ; Fig. 3 ein Teilschnitt der Ablenkplattenhalterung des die Einspritzung aufnehmenden Segmentes, welches mit einer Flüssigkeits-Ausgleichstasche zur Aufnahme der Ausgleichsflüssigkeit aus der gezeigten Düse bei Vorliegen eines Unwuchtzustandes in Verbindung steht ;
Fig. 4 ein Vertikalschnitt im wesentlichen längs der Linie 4-4 der Fig. 3 und zeigt gewisse Einzelheiten der Drehlagerung der Ablenkplatte ; Fig. 5 ein Teilaufriss der drehbaren Ablenkplatte und ihrer Halterung, die den Flüssigkeitszufluss aus der gezeigten Düse in einzelne mehrerer Flüssigkeits-Ausgleichs- taschen unterbricht oder freigibt ; sind dieFig. 6-9 mehr oderweniger schematischeDarstellunsen, welche im einzelnen eine bevorzugte Düsenstellung und die Beziehung zwischen einer unsymmetrischen Füllung und dem Winkel zwischen dieser Füllung und dem während einer vollständigen Umdrehung der Extraktionstrommel hiedurch erzeugten Ausschlag zeigen.
Es wird zunächst auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, in welchen durch die Ziffer 10 ganz allgemein ein Heimwaschgerät bezeichnet und gezeigt ist, welches die Form der sogenannten kombinierten Waschtrockner haben kann. Gewisse strukturelle Einzelheiten der Wascheinrichtung wurden, da diese Teile für die Erfindung nicht wesentlich sind, im Interesse der Klarheit der Darstellung weggelassen.
In der gezeigten beispielsweisen Konstruktionsausführung ist die Maschine 10 mit einer Grundplatte oder Stützkonstruktion 11 versehen. Ein äusseres (nicht gezeigtes) Gehäuse oder einSchrank mit Seiten-,
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halb der Maschine 10 eingebracht oder aus demselben entfernt werden kann. Der Schrank wird von den vorderen und rückwärtigen Füssen 13 und 14, die auf der Grundplatte 11 befestigt sind, getragen ; weiters ist auf der Grundplatte 11 eine Halterung 15 für die Trommel, welche die Form eines Paares von mit Zwischenraum angeordneten Ständern 15a und 15b haben kann, starr befestigt.
Die Grundplatte 11 des Schrankes trägt wei- ter, wie in Fig. l gezeigt ist, starr ein Gehäuse 16, welches sich innerhalb des Schrankes befindet und dessen unterer Teil, wie in Fig. 2 durch die Ziffer 16a bezeichnet, so geformt ist, dass es einen Sumpf bildet.
Im Gehäuse 16 ist eine perforierte Trommel oder ein Zylinder 17 derart befestigt, dass sie innerhalb des Gehäuses 16 rotieren und relativ zu demselben und zur Grundplatte 11 vibrieren kann ; sie besitzt eine mit einer Öffnung versehene Vorderwand 17a und eine geschlossene Rückwand 17b, welche in ihrer Mitte mit der Welle 18 verbunden ist, die an ihrem zweiten Ende von Lagerelementen 19 aufgenommen wird.
Die Lagerelemente 19 sind in beliebiger, geeigneter Weise an einem im allgemeinen waagrechten Träger-oder Pfostenteil 21 befestigt, welcher an seinen beiden Enden mit den Ständern 15a und 15b verbunden ist und der die hier vorgesehenen Mittel für eine Befestigung der Trommel 17 zur Rotation innerhalb des Gehäuses 16 und Vibration relativ zu demselben und zur Grundplatte 11 bildet. Wie später noch genauer beschrieben wird, verursacht das Rotieren der Trommel 17 mit einer darin befindlichen unsymmetrisch verteilten Last Schwingungen des Pfostenteiles 21 in einander entgegengesetzten horizontalen Richtungen, wie durch die Pfeile 22 angegeben ist, wobei bei Nichtanwendung von Ausgleichskräften diese Vibration stark genug sein kann, um die Maschine 10 tatsächlich auf dem Fussboden zum "Wandern" zu bringen.
Diese Situation kann eintreten unabhängig davon, ob nun eine Stützkonstruktion der bei 15 bezeichneten Art verwendet wird oder nicht und demgemäss ist klar, dass die Stützelemente 15 die Form eines A-Rahmens oder eine beliebige andere Korb-oder Trommellagerungsanordnung annehmen können.
Die Trommel 17 ist an mehreren längs des Umfanges verteilter Stellen mit Vertiefungen versehen, in welchen ein Ausgleichsflüssigkeitsbehälter oder eine Tasche befestigt werden kann, und von welchen in der gezeichneten Ausführungsform drei gezeigt und durch die Ziffern 23a-c bezeichnet sind. Jede Tasche ist von im wesentlichen gleicher Konstruktion und umfasst ein im allgemeinen wannenförmiges Trogelement, welches eine Wand 24 besitzt, die von dem in der Trommel 17 im Bereich der Vertiefung gebildeten unperforierten Wandteil 25 in radialer Richtung etwas entfernt ist. Jede Tasche 23a-c besitzt weiterhin Seitenwände 26, und, in der allgemeinen schematischen Darstellung der Fig. 1 Vorder- und Rückwän- de 27 und 28.
Zur Erläuterung könnten die Taschen 23a-c und die Einspritzvorrichtung für diese die in Fig. 3 gezeigte Form besitzen. Im folgenden wird auf Fig. 3 Bezug genommen. Die Rückwand 28 jeder Tasche 23 und die Rückwand 17b der Trommel 17 sind zur Aufnahme eines Verbindungselementes 29 durchbrochen, welches mit dem wie bei 31 an der Trommelrückwand 17b befestigten ringförmigen Flüssigkeitsleitele-
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ment 30 in Verbindung steht.
Das wannenförmige Leitelement 30 ist so angeordnet, dass es zur Aufnahme der Flüssigkeit mit einer Einlassvorrichtung 32 in Verbindung steht, die zweckmässigerweise im allge- - meinen als U-förmiger Ringteil ausgebildet ist, welcher mit Teilern 33 (Fig. 2) abgeteilt ist und so drei
Einlasssegmente 32a-c bildet, welche sich über 1200 des Kreisbogens auf der Rückwand 17b der Trom- mel 17 erstrecken. Drei 1200 Segmente haben sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen und die beson- deren Gründe hiefür werden später erörtert.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, besitzt dieEinlassvorrichtung 32 zwei sich gegenüberliegende Wandteile 34 und 35, welche über eine radiale Wand 36 miteinander verbunden sind, welch letztere bei 37 an längs des Umfanges verteilten Stellen Öffnungen besitzt, um während des Ausgleichsvorganges die Einlass- segmente 32a-c und einen bestimmtenAusgleichsbehälter 23a-c zu verbinden. In Fig. 3 ist auch zu sehen, dass die Einlassvorrichtung 32 längs ihrer Wand 34 mit einem mit der Trommelrückwand 17b verbundenen Blechteil 38 verschweisst oder andersartig befestigt ist.
Die Trommel 17 wird im Gehäuse 16 auf beliebige Weise zum Rotieren gebracht und zur Erläuterung ist etwa ein Motoraggregat 39 vorgesehen, welches eine Welle 40 und darauf eine Riemenscheibe 41 be- sitzt, von welcher ein Riemen-42 angetrieben wird, der auch um eine auf der Trommelantriebswelle 18 befindliche Riemenscheibe 43 läuft. Zweckmässigerweise steht das Motoraggregat 39 mit einer Transmissionsvorrichtung in Verbindung, welche auf niedere und hohe Geschwindigkeit geschaltet werden kann, und mit Schalt- oder Kupplungsvorrichtungen, welche vorzugsweise einen Teil der Transmissionsvorrichtung bilden, um die fortgesetzteBeschleunigung des Korbes oder Trommel 17 während des Ausgleichsvorganges zu beenden. Dies bildet jedoch keinen Teil der Erfindung und demgemäss werden die diesbezüglichen Einzelheiten nicht näher dargestellt.
Es wurde schon früher angeführt, dass bei älteren Ausgleichssystemen vorgeschlagen worden war, den Drehmechanismus bei übermässiger Bewegung im Waschgerät abzustellen, die gesamte Waschmaschine zusammen mit einer Totgewicht liefernden zusätzlichen Masse im äusseren Gehäuse an einem komplexen Federungssystem aufzuhängen oder die exzentrischen Bewegungen des rotierenden Körpers durch verhältnismässig komplizierte Mechanismen wahrzunehmen und zu lokalisieren, wobei diese die Zugabe oder Wegnahme von Gewichten zu bzw. von den rotierenden Bestandteilen der Maschine regeln. Einige der diesen Systemen anhaftenden zahlreichen Nachteile wurden oben schon angeführt.
Die Einrichtung nach der Erfindung, welche die angeführten Nachteile der älteren Systeme beseitigt, umfasst zunächst eine allgemein durch die Ziffer 45 bezeichneteDüseneinrichtungund eineunterbrecher- vorrichtung 46. Die Düseneinrichtung 45 umfasst, wie in Fig. 1 gezeigt, einen Leitungsteil 47, welcher mit einerFlüssigkeitsquelle, zweckmässigerweise der Waschflüssigkeit im Sumpf 16a, in Verbindung steht, damit Flüssigkeit oder Wasser der Düseneinrichtung bei gleichbleibenden Drücken zugeführt werden kann. Der Flüssigkeitszufluss aus dem Sumpf 16a wird natürlich von (nicht gezeigten) Pumpeinrichtungen in an sich bekannter Weise geregelt.
Die Düseneinrichtung 45 umfasst weiterhin eine Düse 48, welche mit dem Leitungs- oder Schlauchteil 47 mittels eines Klemmelementes 49 verbunden ist. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist die Düseneinrichtung 45 durch eine enge verlängerteDüsenöffnung 50 gekennzeichnet, welche in eine schlitzförmige Öffnung 50a (Fig. 3) in der Rückwand 16b des Gehäuses 16 hineinpasst. Die Düseneinrichtung 45 und insbesondere ihre Düse 48 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, fest am Gehäuseaufbau befestigt und dies kann in beliebiger Weise bewerkstelligt sein.
Die Unterbrechervorrichtung 46 ist gewöhnlich eine flache und mehr oder weniger paddeiförmige Ab- lenkplatte und besteht aus einem Hauptteil 51 und einem Endteil 52, welcher mit einem verhältnismässig engen langgestreckten Schlitz 53 versehen ist, der mit der Öffnung 50 in der Düse 48 während der Aus- gleichstätigkeit übereinstimmt. Selbstverständlich braucht die Unterbrechervorrichtung 46 nicht geschlitzt zu sein und kann statt dessen einen Endteil52 von verminderterBreite besitzen, um einen Flüssigkeitsausfluss an der entsprechenden Seite des Endteiles während der Auswuchtung zu gestatten.
Das Drehlager für die Unterbrechervorrichtung 46 ist in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt und wie dort ersichtlich ist, ist der Tragbalken 55 mittels Bolzen oder auf andere Art bei 56 am unteren Wandteil 21a des Trägerteiles 21 befestigt. Der Tragbalken 55 besitzt einen durchbohrten Laschenteil 55a (Fig. 5), in welcher Bohrung sich der Zapfen 57 im Presssitz oder anderweitig starr verbunden befindet. Der Zapfen oder die Drehachse 57 nimmt einen durchbohrten Gleitstein 58 auf, welcher, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, an seinen gegenüberliegendenEnden Gleitbahnteile 58a bildet, welche mit Nuten in einem aufwärtsweisenden, im allgemeinen U-förmigen Teile 59a der Mitnehmergabel 59 in Eingriff gebracht werden können.
Auf diese Weise wird während desZusammenbaues derLagerteil 58 mit demU-förmigen Teil 59a der Mitnehmergabel 59 zusammengesteckt.
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Die Mitnehmergabel 59 ist mit einem Nabenteil 59b (Fig. 3) versehen, welcher auf einer Welle 60 frei drehbar ist ; die Welle 60 wird ihrerseits frei drehbar von einer Büchse 61 aufgenommen, welcheLagerungen 61a besitzt ; alle zusammen werden durch eine mit Verstärkungsrippen 62a versehene und bei 63 an der Gehäuserückwand 16b befestigte Platte 62 starr getragen.
Die Welle 60 trägt eine sich mitdrehende Nabe 64, an deren einer Seite mittels Schrauben od. dgl.
65 derSchenkel51 der Ablenkplatte befestigt ist. Wenn gewünscht, können die Nabe 64 und das Ende des Hauptteiles 51 der Ablenkplatte mit zusammenpassenden Bohrungen für Schrauben versehen sein und zur Befestigung der Nabe an der Welle 60 kann, wie mit 66 bezeichnet, ein Stift dienen.
Die Drehlagerungsanordnung für die Unterbrechervorrichtung 46 umfasst weiterhin ein Trägerglied 67 (Fig. 5), welches so ausgebildet ist, dass es eine Nabe oder die Welle aufnehmenden Teil 67a und einen nach auswärts sich erstreckenden Arm 67b besitzt. Der Nabenteil des Trägers 67a ist, wie in Fig. 4 bei 68 gezeigt ist, mit der Welle 60 starr verbunden und der Arm 67b ist, wie in der gleichen Ansicht bei 69 gezeigt ist, zur Aufnahme von Justierbolzen geschlitzt. Der Bolzen 70 ist starr mit dem Schenkelteil 59c der Mitnehmergabel 59, wie bei 71 gezeigt, verbunden und passt, wie in Fig. 4 gezeigt ist, in den geschlitzten Teil 72 des Schenkelteiles 59c.
Auf den Bolzen 70 sind beiderseits des Armes 67b des Trägergliedes 67 Muttern 73a und 73b geschraubt und gegen den Bolzen angezogen, welche in einer nachstehend noch genauer beschriebenen Art derart wirken, dass sie die Lage der Ablenkplatte 51, 52 so einregeln, dass die Düsenöffnung 50 zu den richtigen Zeitpunkten Flüssigkeit durch den Schlitz 53 spritzt.
Es ist nun ersichtlich, dass durch die beschriebene drehbare Anordnung bei Schwingen des Pfostenteiles 21 in einer der durch die Pfeile 22 in Fig. 2 angegebenen Richtung, verursacht durch die Anwesenheit einer unausgeglichenen Last in der Trommel 17, die Mitnehmergabel 59 sich dreht oder schwingt und hiedurch entsprechende Bewegungen des Trägergliedes 67 bewirkt, welches infolge seiner festen Verbindung mit der Welle 60 diese dreht und die damit verbundene Ablenkplatte 51, 52 drehen oder pendeln lässt.
Vor einer Beschreibung der Art und Weise, wie die Lage der Ablenkplatte mit der einer bestimmten Tasche 23 während der Drehung einer unsymmetrischen Last in der Trommel oder Zylinder 17 koordiniert wird, ist es zweckmässig darauf hinzuweisen, dass in Fig. 2 eine Sicherheitsvorrichtung gezeigt ist, welche die Aufgabe hat, eine Beschleunigung der Zylinderdrehung zu unterbinden, wenn ernstliche Ladungsunwuchten auftreten. Solch eine Vorrichtung kann aus einem Schenkelteil 75 bestehen, der mit einem Fortsatz des Pfostenteiles 21 zwecks gleichlaufender Bewegung und Schwingung mit demselben gekoppelt ist.
DerSchenkel 75 kann an seinem unteren Ende einen zum Eingriff mit einem Stift 77 einer auf der Grundplatte 11 befestigten Schaltervorrichtung 78 vorgesehenen Stift 76 tragen. Der Schalter 78 ist vorzugsweise ein Verzögerungsschalter und steht über eine geeignete elektrische Schaltung mit dem Motor 39 in Verbindung, um die Beschleunigung des Zylinders, bei Öffnen des Schalters 78 infolge Anwesenheit einer schwerwiegenden Ladungsunwucht, zu unterbrechen. Die Verzögerungsschaltung ermöglicht ein Absinken der Trommeldrehzahl um so eine Wiederverteilung der Füllung herbeizuführen. Nach der Verzögerungsperiode schliesst sich der Schalter 78 wieder und die Trommel wird erneut beschleunigt.
Wie festgestellt wurde, muss die Bewegung der Ablenkplatte 51, 52 zeitlich derart erfolgen, dass sie den Zufluss der Ausgleichsflüssigkeit in jenes oder jene Segmente 32 ermöglicht, die die Tasche oder Taschen 23 versorgen, welche der unsymmetrischen Ladung (in Fig. 2 mit L bezeichnet) diametral gegen- über liegen. In der gleichen Fig. 2 befindet sich auch die Bezeichnung B-B, welche die horizontale Mittellinie der Maschine oder Linie der Gerätbewegung bezeichnet. Bei Durchgang der unsymmetrischen La- dungL durch die Linie B-B an der einen Seite der Maschine erreicht der Ausschlag des Pfostenteiles 21 auf die gleiche Seite der Maschine nicht seinen Maximalwert. Dieser Unterschied wird hier als der Verzögerungswinkel zwischen der unsymmetrischen Ladung und dem hiedurch bewirkten Ausschlag bezeichnet.
Der Verzögerungswinkel ist zum Teil bestimmend für die Winkelbeziehung zwischen einer Tasche und ihrem zugehörigen Einlasssegment.
Durch Testversuche kann der durchschnittliche Gesamtwinkel der Verzögerung für den Bereich der Ausgleichsgeschwindigkeit bestimmt werden oder, anders ausgedrückt, der Durchschnittswert des Verzögerungswinkels von der Geschwindigkeit, bei welcher die Zentrifugalkraft der Zylinder- oder Trommelfüllung die Schwerkraft überwindet, bis zur maximalen Zylindergeschwindigkeit. Dieser Wert muss, wenn ihm noch der Vorlaufwinkel des Mittelpunktes eines bestimmten Segmentes 32 gegenüber dem Mittelpunkt der zugehörigen Tasche 23 addiert wird, einem Winkel entsprechen, welcher in Fig. 2 mit ci bezeichnet ist und zwischen der horizontalen Mittellinie B-B und der vom Mittelpunkt der Trommel 17 ausgehenden und durch die Mitte der Düsenöffnung 50 führenden eingezeichneten Linie C-C liegt.
Dies wird noch ausführlicher in Zusammenhang mit der Erklärung der Fig. 6-9 erläutert.
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Aus Fig. 2 kann, wie auch schon früher beschrieben wurde, ersehen werden, dass drei Einlasssegmen- te 32a-c und eine entsprechende Anzahl von Taschen 23a-c Verwendung finden. Solch eine Anordnung hat sich als vorteilhaft erwiesen, um eine Ausgleichswirkung in den Anfangsphasen der Pfostenausschläge einzuleiten, ohne jedoch grosse Einlasssegmente vorsehen zu müssen. Es ist natürlich wünschenswert, ein möglichst geringes Flüssigkeitsvolumen fir Ausgleichszwecke zu verwenden und dieses verhältnismässig geringe Flüssigkeitsvolumen so schnell als möglich in die richtigen Taschen zu leiten. Im gleichen Mass, wie sich das Volumen der Taschen erhöht, vermindert sich das in der Trommel 17 für die Füllung ver- fügbare Volumen.
Da die Drehung der Trommel in Fig. 2 im Uhrzeigersinn erfolgt und die Ausgleichsflüssigkeit infolge der aus der Schwerkraft resultierenden Bedingungen klarerweise der Trommel 17 unterhalb der horizonta- len Mittellinie B-B zugeführt werden soll, ist die Düse 48, wie gezeigt, im unteren rechtsseitigen Ab-- schnitt des Trommelumfanges angeordnet. Demgemäss findet ein Ausgleich nur dann statt, wenn der
Pfostenteil 21 von der vertikalen Mittellinie nach links hin ausschlägt. Nimmt man an, dass der Verzöge- rungswinkel Null beträgt, ist ersichtlich, dass der Ausschlag des Pfostenélementes nach links hin beginnt, wenn die unsymmetrische Last L in rechtsläufiger Drehung die vertikale Mittellinie unterhalb der horizon- talen Mittellinie B-B passiert.
Bei Verwendung von Einlasssegmenten mit einer Bogenlänge von 900 würde nun die Einspritzung von Flüssigkeit in dieEinlasssegmente erst dann beginnen, wenn die unsymme- trischeLast eine Drehung von 45 vollzogen hat. Gemäss denGesetzen der einfachen harmonischen Bewe- gung entspricht nun. eine Drehung einer unsymmetrischenlast um 45 von der vertikalen Mittellinie einem Ausschlag des Pfostens von 67% des maximal mit einer unsymmetrischen Last erreichbaren Wertes. Daraus geht hervor. dass mit vier 900 Segmenten und einer entsprechenden Anzahl Taschen ein Auswuchten erst beginnen könnte, wenn 67% des maximalen Pfostenausschlages erreicht worden sind ; ein derartiger relativ hoher Prozentsatz des maximalen Ausschlages wäre natürlich nicht wünschenswert.
Werden indessen drei Taschen 23a-c angewendet, so beginnt das Ausgleichen, gleichfalls unter der Voraussetzung eines Verzögerungswinkels von Null, nach einer Drehung der unsymmetrischen Last von nur 300 von der vertikalen Mittellinie. Ein 300 Lauf der unsymmetrischenlast entspricht aber nur 50% des maximalen Ausschlages des Pfostenteiles 21 infolge dieser unausgeglichenen Last. Demgemäss stellen drei Taschen 23a-c ein optimalesKompromiss dar zwischen demVor-Ausschwingen desPfostens vor Beginn des Ausgleichsvorganges und der erforderlichen Flüssigkeitskapazität der Taschen.
Eine wichtige Winkelbeziehung besteht zwischen jeder Tasche und dem zugehörigen Einlasssegment.
Dies wird wahrscheinlich am besten an Hand der Fig. 6-9 verständlich, in welchen die Bezeichnung et die Lage der Düse 48 unterhalb der horizontalen Mittellinie und die vom Mittelpunkt des Zylinders durch die Düsenmitte führende Radiallinie bezeichnet. Ebenso ist in den Fig. 6-8 durch das Zeichen A der mittlere Verzögerungswinkel bezeichnet, um welchen in diesem Beispiel die unsymmetrische Last dem von ihr erzeugten Ausschlag voraneilt. Zusätzlich sei bemerkt, dass zur Bezeichnung der Trommel 17, der Taschen 23a-c, derEinlasssegmente 32a-c, der Düsenöffnung 50 und der unsymmetrischen Last L die gleiche Bezifferung wie in den vorangehenden Darstellungen verwendet wurde.
In der nun folgenden Erörterung umfasst die verwendete beispielsweise Annahme eine Einspritzung von Flüssigkeit aus der Düsenöffnung 50 nur bei einer linksseitigen Bewegung des Pfostens, eine Düsenanordnung in einem Winkel a von 600 zur horizontalen Mittellinie B-B, einen Bogen von 1200 für die Einspritzung und einen Winkel A von 300, um den die unsymmetrische Last L dem von ihr erzeugten Ausschlag voraneilt. Ebenso ist aus illustrativen Gründen die unsymmetrische Last in einer zwischen den Taschen 23a und 23b befindlichen Lage gezeigt, obwohl natürlich ein wirkungsvoller Ausgleich unabhängig von der Lage der Last erfolgt.
Da die Tasche 23c der unsymmetrischen Last L diametral gegenüber liegt, besteht das erfindungsgemäss erreichte Ziel darin, das kleinstmögliche Volumen an Wasser innerhalb kürzester Zeit in die Tasche 23c zu leiten.
In Fig. 6 liegt der Zustand eines Pfostenausschlages Null vor und nach den festgesetzten Verzögerungsbedingungen befindet sich die unsymmetrische Last L in einem Winkel A von 300 von der vertikalen Mittellinie. In dieser Lage nimmt die Ablenkplatte 46 eine gegenüber der Düsenöffnung 50 flüssigkeitssperrende Stellung ein, wie im wesentlichen in den Fig. 2 und 5 gezeigt ist.
Aus Fig. 7 ist ersichtlich, dass sich die unsymmetrische Last L gegenüber ihrer Lage in Fig. 6 um 300 gedreht hat und es wird nun, um die Einspritzung auf den gewünschten 120 Bogen zu beschränken, die Einspritzung eingeleitet. Da auch angestrebt wird, dass die gesamte Ausgleichsflüssigkeit der Tasche 23c zugeführt wird, muss derTeiler 33 zwischen denEinlasssegmenten 32a und 32c direkt unterhalb der Düsen- öffnung 50 liegen. Dies ist in Fig. 7 gezeigt und zu diesem Zeitpunkt des Ausgleichszyklus beträgt der Ausschlag des Pfostenteiles 21 50% seines maximalen Wertes. Die Einspritzung in das Einlasssegment 32c beginnt nun.
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Der Maximalausschlag des Pfostenteiles nach links liegt in der beispielsweisen Darstellung der Fig. 8 vor und dies tritt dann ein, wenn sich die unsymmetrische Last L ungefähr 300 über der horizontalen Mit- tellinieB-B befindet. An diesem Punkt liegt der Schlitz 53 zwecks maximaler Einspritzung genau vor der
Düsenöffnung 50 und das Einlasssegment 32c hat, wie es in Fig. 8 durch das Zeichen F bezeichnet ist, über 600 der TrommeldrehungAusgleichsflüssigkeit zugeführt erhalten. Die Mittellinie desEinlasssegmentes 32c liegt in einer Linie mit der Düsenöffnung.
Während der nächsten 600 der Zylinderdrehung findet im wesentlichen derselbe Vorgang wie be- schrieben statt, ausgenommen dass die Bewegung des Pfostenteiles 21 in Fig. 2 nach rechts hin verläuft.
Fig. 9 veranschaulicht die Zustände nach einer Zylinderdrehung von ungefähr 150 oder 1200 der Einsprit- zung. Der die Einlasssegmente 32c und 32b trennende Teiler 33 liegt zu diesem Zeitpunkt natürlich direkt unterhalb der Einspritzdüse 50. Die Einspritzung der Ausgleichsflüssigkeit wird dann beendet, wenn der Pfostenteil 21 seine Bewegung nach rechts hin fortsetzt und so den Ablenkplattenteil 52 in eine die
Flüssigkeit sperrende Lage zur Düsenöffnung 50 bringt.
Aus einer genauen Betrachtung der Fig. 6-9 ist ersichtlich, dass die gesamte während der Drehung über einen Bogen von 120 eingespritzte Flüssigkeit auf das Einlasssegment 32c beschränkt ist, so dass die ge- samte Ausgleichsflüssigkeit in die Tasche 23c geleitet wird, welche, wie früher festgestellt wurde, die für einen wirkungsvollen Ausgleich einer, gemäss der ursprünglichen Annahme in Zusammenhang mitFig. 6 angeordneten, unsymmetrischen Last zutreffende Kammer darstellt. Dies zeigt, dass für dieses Beispiel ein
Ausgleich in wirkungsvoller Weise unter Verwendung eines Minimums an Ausgleichsflüssigkeit erreicht wurde.
Aus Fig. 8 wird klar, dass zur Erzielung des wirkungsvollsten Ausgleiches unter den dargestellten Bedingungen die Mittellinie des Einlasssegmentes um einen Winkel a-A der Mittellinie der entsprechenden Kammer, in welche die Ausgleichsflüssigkeit eingeleitet werden soll, voreilen muss. Diese Bedingung gilt unabhängig von den tatsächlichen Winkelwerten. Würde in diesem System kein Verzögerungswinkel vorliegen, würde die Mittellinie der Tasche 23c mit der Rückkante des zugehörigen Einlasssegmentes zusammenfallen. Würde die Düsenöffnung, statt direkt abwärts, wie in den Fig. 6-9 gezeigt, in eine andere Richtung weisen, wäre natürlich eine Kompensation des abweichenden Zielwinkels erforderlich.
Der Bolzen 70 ist vorgesehen, um die Ablenkplatte 51, 52 so einzuregeln, dass der Schlitz 53, wie in der Erläuterung zu den Fig. 6-9 angegeben, im richtigen Moment vor der Düse 50 steht.
AusGründen derEinfachheitwurdeindenFig. 6-9 die unsymmetrische Last in einer solchen Lage angeordnet, dass bei einer Einspritzung über einen Bogen von 1200 die gesamte Ausgleichsflüssigkeit in die Tasche 23c gelangt. Soll aus illustrativen Gründen die unsymmetrische Last L in eine andere Lage gesetzt werden, so ergibt sich, dass die gleiche Beziehung Einlasssegment-Tasche einen Ausgleich der neu gelagerten unsymmetrischen Last unter Verwendung eines Minimums an Ausgleichsìlilssigkeit gestattet. Auch für jede andere Lage der unsymmetrischen Last als in der Mitte zwischen zwei Taschen würde natürlich dieselbe Anordnung die richtige Verteilung der Ausgleichsflüssigkeit auf die beiden für einen richtigen Ausgleich erforderlichen Taschen gewährleisten.
Es wird angenommen, dass aus den vorstehenden Erörterungen ersichtlich ist, dass hier ein sicher und zuverlässig ansprechendes Ausgleichssystem geschaffen wird, welches mittels verhältnismässig einfacher Einstellung an der Drehzapfenlagerung der Ablenkplatte verlässlich in Phase gebracht wird. Es wurde darauf hingewiesen, dass die Ablenkplatte nicht unbedingt geschlitzt sein muss und selbstverständlichkönnenauch andere Modifikationen und Abänderungen durchgeführt werden, ohne vom neuheitlichen Konzept der Erfindung abzuweichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Unwuchtausgleicheinrichtung für Trommelwaschmaschinen od. dgl., deren Trommel am Umfang mit einer Mehrzahl von Taschen zur Aufnahme von Flüssigkeit zum Ausgleich einer durch ungleichmässi- ge Verteilung der Last im Behälter entstandenen Unwucht versehen ist, wobei eine einen kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom gegen diese Taschen leitende Düse und eine bewegliche Unterbrechervorrichtung zur Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes sowie eine vibrationsempfindliche Einrichtung zur Steuerung der Unterbrechervorrichtung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die vibrationsempfindliche Einrichtung aus einer zwischen der horizontal beweglichen Lagerung (19.
21) der Trommel (17) und dem festen Gehäuse (16) der Maschine (10) angeordneten, mit der Unterbrechervorrichtung mechanisch verbundenen Übertragungseinrichtung besteht.