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Schaltgetriebe für Waschmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltgetriebe für Waschmaschinen, insbesondere für Waschautomaten, bei denen die Waschtrommel sowohl zum Waschen und Spülen mit langsamer Drehzahl als auch zum Trockenschleudern der Wäsche mit erhöhter Drehzahl dient, wobei das Getriebe eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle besitzt, die durch zwei wechselweise kuppelbare Zahnradpaare miteinander verbunden werden.
Schaltgetriebe für Waschmaschinen der genannten Art sind bereits vorgeschlagen worden. So sind Schaltgetriebe für Waschmaschinen vorgeschlagen worden, bei denen neben der An- und Abtriebswelle zur Übersetzung der Antriebsdrehzahl im Waschgang eine Vorgelegewelle vorhanden ist, die über einen Klemmrollenfreilauf auf die Abtriebswelle wirkt, während im Schleudergang die Abtriebswelle direkt mit der Antriebswelle gekuppelt wird. Da somit die Abtriebsdrehzahl des Getriebes im Schleudergang gleich der Antriebsdrehzahl und damit der Motordrehzahl ist, muss für den Waschvorgang eine sehr grosse Übersetzung vorgesehen werden.
Eine solche Getriebeanordnung hat daher den Nachteil, dass einmal die Zahnradpaare und zum anderen der Klemmrollenfreilauf sehr grosse Drehmomente übertragen müssen und somit grossen Umfangskräften ausgesetzt sind. Von Nachteil ist weiter, dass durch eine Vorgelegewelle diese Konstruktionen wesentlich verteuert werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen und ein Schaltgetriebe für Waschmaschinen zu schaffen, das sich gegenüber vorgeschlagenen Konstruktionen durch einen einfachen und billigen Aufbau und durch günstigere Übersetzungsverhältnisse auszeichnet.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung setzt ein Schaltgetriebe für Waschmaschinen als bekannt vor- aus, bei dem die Waschtrommel sowohl zum Waschen und Spülen mit langsamer Drehzahl als auch zum Trockenschleudern der Wäsche mit erhöhter Drehzahl ausgebildet ist, wobei eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle vorgesehen sind, die durch zwei wechselweise kuppelbare Zahnradpaare miteinander verbindbar sind.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Antriebswelle und die Abtriebswelle un- gleichachsig, d. h. parallel zueinander, angeordnet sind, ein Zahnradpaar der beiden Wellen zum Herabsetzen der Drehzahl der Abtriebswelle und ein zweites Zahnradpaar der beiden Wellen zur Übertragung der grösseren Drehzahl auf die Abtriebswelle vorgesehen sind und das Übersetzungsverhältnis der Zahnradpaare ein solches ist, dass das Produkt der über- setzungsverhältnisse beider Zahnradpaare gleich dem Gesamtübersetzungsverhältnis zwischen Waschdrehzahl und Schleuderdrehzahl ist.
Durch die Verwendung eines gemäss der Erfindung gestalteten Getriebes ist es möglich, bei gleicher Gesamtübersetzung zwischen Waschdrehzahl und Schleuderdrehzahl die Übersetzung im Getriebe relativ klein zu halten, um dafür die äussere Übersetzung des beispielsweise nachgeschalteten Keilriemengetriebes entsprechend zu vergrössern. Dies wird dadurch möglich, weil man, im Gegensatz zu den vorgeschlagenen Lösungen, bei der Festlegung des Keilriemenscheibendurchmessers mit der Schleuderdrehzahl nicht mehr direkt an die Motordrehzahl gebunden ist.
Die Möglichkeit, zwischen der An- und Abtriebswelle des Schaltgetriebes eine niedrige Übersetzung wählen zu können, ist sehr vorteilhaft, da nun alle Zahnräder mit niedrigen Umfangskräften arbeiten, so d'ass sowohl im Waschgang wie auch im Schleudergang die Losräder aus geräuscharm arbeitendem Material hergestellt werden können, da sie nur niedrig beansprucht sind. Neben
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der Einsparung einer Vorgelegewelle führt dieser Umstand zu einer wesentlichen Verbilligung der Gesamtkonstruktion, zumal die Verzahnungen der Kunststoffgetrieberäder fertiggespritzt werden können.
Eine zweckmässige Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dadurch, dass auf der Antriebswelle das Zahnrad für den Waschgang als Festrad und das Zahnrad für den Schleudergang als Losrad ausgebildet ist, das mit der Antriebswelle gekuppelt werden kann, und dass auf der A'btrnebswelle das Zahnrad für den Waschgang als Losrad ausgebildet ist, das mit der Abtriebswelle gekuppelt werden kann, während das Zahnrad für den Schleudergang mit der Antriebswelle fest verbunden ist. Diese ganze Anordnung ergibt einen besonders einfachen Getriebe- aufbau bei geringem Platzbedarf. Das Getriebe kann unmittelbar mit dem Elektromotor verblockt werden.
Weitere vorteilhafte Ausbildungsmöglichkeiten für das Getriebe ergeben sich aus der Beschreibung der Figuren. In den Figuren ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemässe Getriebe, Fig. 2 einen teilweisen Querschnitt A-B durch das erfindungsgemässe Getriebe.
Der Aufbau des beispielsweise dargestellten Getriebes ist folgender: Die Motorwelle ist gleichzeitig als Antriebswelle 1 des Getriebes ausgebildet. Die Antriebswelle 1 ist durch das Lager 3 in dem gleichzeitig als Lagerschild des Elektromotors ausgebildeten Getriebegehäuse 4 gelagert und trägt an ihrem äusseren Ende das Zahnrad 5. Drehfest mit der Antriebswelle 1 ist der Kupplungsteil 6 verbunden, während das Kupplungsteil 7, welches mit dem Zahnrad 8 eine Einheit bildet, lose drehbar auf der Antriebswelle 1 sitzt. Zwischen dem Kupplungsteil 6 der Antriebswelle 1 und dem Kupplungsteil 7 des Zahnrades 8 ist eine Spreizfederkupplung angeordnet. Der wesentlichste Bestandteil dieser Kupplung ist die Spreiz- feder 9. Diese Spreizfeder 9 ist von einer Büchse 10 umgeben.
An dem antriebsseitigen Ende greift die Spreizfeder 9 mit dem abgewinkelten Fortsatz 11 in eine Nut der Büchse 10. Am abtriebsseitigen Ende ist die Spreizfeder 9 mit dem Kupplungsteil 6 verbunden. Auf dem Umfang der Büchse 10 sitzt unter Spannung die Friktionsfeder 12, die mit ihrem abgewinkelten Ende 13 über den Stössel 14' mit dem Anker des Elektromagneten 14 zusammenarbeitet. Der Elektromagnet 14 ist am Getriebegehäuse 4 befestigt. Parallel zur Antriebswelle 1 ist die Abtriebswelle 2 angeordnet. Die Abtriebswelle 2 ist einmal im Getriebegehäuse 4 und zum anderen über das Lager 15 im Gehäusedeckel 16 gelagert und trägt an ihrem linken Ende das Zahnrad 17.
Weiterhin ist auf der Abtriebswelle 2 das Zahnrad 18, welches mit der Büchse 19 verbunden ist, unter Zwischenschaltung der Rollen 20 angeordnet. Die Rollen 20 bilden zusammen mit der Abtriebswelle 2 als Innenlaufbahn und der Büchse 19 als Aussenlaufbahn, sowie mit dem Käfig 21 und der Friktionsfeder 22 einen doppelt wirkenden Freilauf. Auf dem aus dem Gehäuse herausragenden Teil der Abtriebswelle 2 ist eine Keilriemenscheibe 23 angeordnet.
Im folgenden ist die Wirkungsweise des in den Figuren dargestellten Waschmaschinengetriebes beschrieben.
Der Antrieb erfolgt im Waschgang von der Antriebswelle 1 über die Zahnräder 5 und 18 auf die Abtriebswelle 2. Das Zahnrad 18 überträgt die ihm erteilte Drehbewegung auf die Abtriebswelle 2, gleichgültig in welcher Richtung es angetrieben wird. Dies geschieht dadurch, dass der Käfig 21 durch die Friktionsfeder 22 gegenüber dem Gehäuse festgehalten wird und beim Antrieb des Zahnrades 18 und der mit ihm verbundenen Büchse 19 die Rollen 20 beim Antrieb in beiden Drehrichtungen in Sperrstellung gebracht werden. Die Trommel kann also beim Waschen in beiden Drehrichtungen angetrieben werden.
Die Spreizfederkupplung 6, 7, 9 bleibt dabei immer gelöst, da ,sich die Büchse 10 in beiden Richtungen frei mitdrehen kann, so dass das Zahnrad 8 auf der Antriebswelle 1 lose mitläuft.
Soll der Schleudergang eingeschaltet werden, so wird die Stromzufuhr zum Elektromagneten 14 eingeschaltet. Der Stössel 14' des Elektromagneten bewegt sich nach innen und hält die Friktionsfeder 12 über ihr abgwinkeltes Ende 13 fest, so dass die Büchse 10 abgebremst wird.
Das durch die Friktions- feder 12 auf die Büchse 10 ausgeübte Moment wirkt dem auf die Spreizfeder 9 über das Kupplungsteil 6 eingeleiteten Antriebsdrehmoment entgegen, so dass sich die Spreizfeder auf den Kupplungsteilen 6 und 7 festzieht und die Antriebswelle mit dem Losrad 8 dadurch gekuppelt wird, vorausgesetzt, dass die richtige Drehrichtung an der Antriebswelle 1 vorliegt, (d. h. die Drehrichtung, die ein Festziehen und nicht ein Aufspreizen der Spreizfeder 9 bewirkt). Der Antrieb der Waschtrommel im Schleudergang erfolgt dann mit untersetzter, übersetzter oder gleicher Drehzahl des Elektromotors.
Die schnellere Drehzahl der Abtriebswelle 2 gegenüber dem Zahnrad 18, das in der untersetzten Drehzahl weiterdreht, ist durch den Freilauf zwischen Abtriebswelle 2 und Zahnrad 18 möglich. Der Freilaufeffekt, der in beiden Drehrichtungen möglich ist, wird dadurch erreicht, dass der Käfig 21 von der Friktionsfeder 22 über das Gehäuse festgehalten wird und eine Klemmwirkung der Rollen 20, die im Käfig geführt sind, verhindert.
Wird der Elektromagnet 14 ausgeschaltet, so gibt der Stössel 14' die Friktionsfeder 12 frei. Die Abbremsung der Büchse 10 wird aufgehoben und damit die Spreizfederkupplung gelöst. Der Waschgang ist wieder eingeschaltet. Die Trommel kann jedoch mit der noch vorhandenen Schleuderdrehzahl über das Zahnradpaar 18, 5 den Elektromotor nicht hochtreiben, da der Freilaufeffekt, wie vorher beschrie-
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ben, erhalten bleibt. Die Freilaufwirkung ergibt sich nämlich auch, wenn. die Abtriebswelle 2 von der Trommel über die Keilriemenscheibe 23 und nicht direkt von der Antriebswelle 1 angetrieben wird.
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Gearbox for washing machines The invention relates to a gearbox for washing machines, in particular for washing machines, in which the washing drum is used both for washing and rinsing at a slow speed and for spin drying the laundry at an increased speed, the gearbox having a drive shaft and an output shaft, which are connected to each other by two alternately connectable gear pairs.
Gearboxes for washing machines of the type mentioned have already been proposed. Thus, gearboxes for washing machines have been proposed in which, in addition to the input and output shaft to translate the drive speed in the wash cycle, there is a countershaft which acts on the output shaft via a roller freewheel, while the output shaft is coupled directly to the drive shaft in the spin cycle. Since the output speed of the gearbox in the spin cycle is the same as the drive speed and thus the motor speed, a very large gear ratio must be provided for the washing process.
Such a gear arrangement therefore has the disadvantage that, on the one hand, the gear wheel pairs and, on the other hand, the clamping roller freewheel must transmit very large torques and are therefore exposed to large circumferential forces. Another disadvantage is that a countershaft makes these designs much more expensive.
The object of the present invention is to eliminate the aforementioned disadvantages and to create a gearbox for washing machines which, compared to proposed designs, is distinguished by a simple and inexpensive structure and by more favorable gear ratios.
The solution to the object of the invention assumes a gearbox for washing machines as known, in which the washing drum is designed both for washing and rinsing at a slow speed and for spin drying the laundry at an increased speed, a drive shaft and an output shaft being provided, which can be connected to one another by two pairs of gears that can be alternately coupled.
The object is achieved according to the invention in that the drive shaft and the output shaft are non-coaxial, ie. H. parallel to each other, are arranged, a gear pair of the two shafts to reduce the speed of the output shaft and a second pair of gears of the two shafts for transmitting the higher speed to the output shaft and the gear ratio of the gear pairs is such that the product of the gear ratios of both gear pairs is equal to the total transmission ratio between the washing speed and the spin speed.
By using a gearbox designed according to the invention, it is possible to keep the gear ratio relatively small with the same overall gear ratio between washing speed and spin speed, in order to increase the external gear ratio of the V-belt gear, for example, connected downstream. This is made possible because, in contrast to the proposed solutions, when determining the V-belt pulley diameter with the centrifugal speed, one is no longer directly linked to the engine speed.
The option of being able to choose a low gear ratio between the input and output shafts of the gearbox is very advantageous, as all gears now work with low circumferential forces, so that the idler gears are made of low-noise material both in the wash cycle and in the spin cycle because they are only used to a low level. Next
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The saving of a countershaft leads to the fact that the overall construction is significantly cheaper, especially since the toothing of the plastic gear wheels can be finished by injection molding.
A useful embodiment of the invention results from the fact that on the drive shaft the gearwheel for the wash cycle is designed as a fixed wheel and the gearwheel for the spin cycle is designed as a loose wheel that can be coupled to the drive shaft, and that the gearwheel for the Wash cycle is designed as a loose wheel that can be coupled to the output shaft, while the gear for the spin cycle is firmly connected to the drive shaft. This entire arrangement results in a particularly simple gear structure with little space requirement. The gearbox can be locked directly to the electric motor.
Further advantageous training options for the transmission emerge from the description of the figures. An exemplary embodiment of the invention is shown in the figures, namely: FIG. 1 shows a longitudinal section through the transmission according to the invention, FIG. 2 shows a partial cross section A-B through the transmission according to the invention.
The structure of the transmission shown as an example is as follows: The motor shaft is also designed as the drive shaft 1 of the transmission. The drive shaft 1 is supported by the bearing 3 in the gear housing 4, which is also designed as the end shield of the electric motor, and at its outer end carries the gear 5. The coupling part 6 is connected to the drive shaft 1 in a rotationally fixed manner, while the coupling part 7, which is connected to the gear 8 forms a unit, sits loosely rotatably on the drive shaft 1. Between the coupling part 6 of the drive shaft 1 and the coupling part 7 of the gear 8, an expanding spring coupling is arranged. The most essential component of this coupling is the expanding spring 9. This expanding spring 9 is surrounded by a sleeve 10.
At the drive-side end, the expansion spring 9 engages with the angled extension 11 in a groove of the bushing 10. At the output-side end, the expansion spring 9 is connected to the coupling part 6. The friction spring 12 sits under tension on the circumference of the bushing 10 and works with its angled end 13 via the plunger 14 'with the armature of the electromagnet 14. The electromagnet 14 is fastened to the transmission housing 4. The output shaft 2 is arranged parallel to the drive shaft 1. The output shaft 2 is mounted on the one hand in the gear housing 4 and on the other hand via the bearing 15 in the housing cover 16 and carries the gear 17 at its left end.
Furthermore, the gear 18, which is connected to the sleeve 19, is arranged on the output shaft 2 with the interposition of the rollers 20. The rollers 20 together with the output shaft 2 as the inner raceway and the bush 19 as the outer raceway, as well as with the cage 21 and the friction spring 22, form a double-acting freewheel. A V-belt pulley 23 is arranged on the part of the output shaft 2 protruding from the housing.
The operation of the washing machine transmission shown in the figures is described below.
The drive takes place in the wash cycle from the drive shaft 1 via the gears 5 and 18 to the output shaft 2. The gear 18 transmits the rotary movement given to it to the output shaft 2, regardless of the direction in which it is driven. This is done in that the cage 21 is held by the friction spring 22 against the housing and when the gear 18 and the bush 19 connected to it are driven, the rollers 20 are brought into the blocking position when the drive is in both directions. The drum can therefore be driven in both directions of rotation during washing.
The expanding spring clutch 6, 7, 9 always remains released, since the bushing 10 can rotate freely in both directions, so that the gear wheel 8 runs loosely on the drive shaft 1.
If the spin cycle is to be switched on, the power supply to the electromagnet 14 is switched on. The plunger 14 'of the electromagnet moves inward and holds the friction spring 12 firmly via its angled end 13, so that the bush 10 is braked.
The torque exerted by the friction spring 12 on the bushing 10 counteracts the drive torque applied to the expanding spring 9 via the coupling part 6, so that the expanding spring is tightened on the coupling parts 6 and 7 and the drive shaft is thereby coupled to the idler wheel 8, provided that the correct direction of rotation is present on the drive shaft 1 (ie the direction of rotation which causes tightening and not spreading of expansion spring 9). The drive of the washing drum in the spin cycle then takes place with reduced, increased or the same speed of the electric motor.
The faster speed of the output shaft 2 compared to the gear 18, which continues to rotate at the reduced speed, is possible due to the freewheel between the output shaft 2 and the gear 18. The freewheeling effect, which is possible in both directions of rotation, is achieved in that the cage 21 is held in place by the friction spring 22 over the housing and prevents the rollers 20, which are guided in the cage, from being clamped.
If the electromagnet 14 is switched off, the plunger 14 'releases the friction spring 12. The braking of the sleeve 10 is canceled and thus the expanding spring clutch is released. The wash cycle is switched on again. However, the drum cannot drive up the electric motor with the still existing spin speed via the gear pair 18, 5, since the freewheeling effect, as previously described.
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ben, is preserved. The freewheeling effect also results when. the output shaft 2 is driven by the drum via the V-belt pulley 23 and not directly by the drive shaft 1.