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Vorrichtung zum Ausgleichen der Unwucht von Schleudertrommeln in Wäscheschleudern
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleichen der Unwucht
von Schleudertrommeln in Wäscheschleudern, bei der durch selbsttätige Verlagerung
von Ausgleichsflüssigkeit, die in wenigstens einem konzentrisch zur Trommelachse
angeordneten, mit elastischen Wandungen versehenen Ringraum enthalten ist und hier
durch die Unwucht zumindest teilweise ausgeglichen wird.
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Es ist bekannt, daß Schleudertrommeln von Waschmaschinen bei nicht
gleichmäßiger zentrischer Verteilung der zu schleudernden Wäsche durch ihre Unwucht
starke Schwingungen der gesamten Maschine verursachen können. Bei größeren, gewerblichen
Waschmaschinen werden die unerwünschten Auswirkungen dieser Schwingungen durch eine
schwere -und auch teure - Fundamentierung der Maschinen weitgehend unterdrückt;
bei kleineren Waschmaschinen oder Waschautomaten für Haushaltungen, bei denen eine
derartige Fundamentierung meist nicht möglich ist, hat man bereits in unterschiedlicher
Weise versucht, die störenden Unwucht-Schwingungen oder ihre Auswirkungen zu verringern.
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So ist es nicht mehr neu, die Unwuchtkräfte durch selbsttätige Verlagerung
von mit der Schleudertrommel umlaufenden Ausgleichsmassen in Verbindung mit einer
elastischen Ausbildung der Lagerung und/ oder der Antriebswelle der Schleudertrommel
zu dämpfen.
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Es ist auch bereits empfohlen worden, als Ausgleichsmassen in konzentrisch
zur Trommelachse angeordneten, gegebenenfalls durch elastische Wandungen begrenzten
Ringräumen enthaltene Flüssigkeiten zu benutzen. Bei einer solchen bekannten Anordnung
sind die Flüssigkeits-Ringräume fest oder starr mit der Trommel verbunden, sie werden
beim Auftreten von Unwuchten zusammen mit der Wäschetrommel - und in der gleichen
Richtung wie diese - aus ihrer konzentrischen Anordnung relativ zur Antriebsachse
der Trommel ausgelenkt, wobei die die Ringräume nur teilweise ausfüllende Flüssigkeit
auf Grund dynamischer Kreiselkräfte etwa auf die der Trommelunwucht entgegengesetzt
liegende Seite der Ringräume verlagert werden und so die Unwuchtkräfte der Trommel
wenigstens teilweise kompensieren soll.
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In der Praxis hat sich gezeigt, daß ein derartiger » Unwuchtausgleich
« durch eine » freie « Verlagerung von Ausgleichsmassen - insbesondere von Flüssigkeiten
- unter dem Einfluß der Kreiselkräfte die auf ihn gesetzten Erwartungen nicht erfüllt,
da stets eine nur teilweise, d. h. eine unvollkommene Kompensation der Unwuchtkräfte
erreicht werden kann. Es bleiben relativ .starke Unwuchtkräfte bestehen, da die
Ausgleichsmassen sich nicht genau auf die der Trorn.-melunwucht entgegengesetzte
Seite verlagern.
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Um eine nennenswerte kompensierende Wirkung zu erzielen, muß überdies
die Lagerung der Wäschetrommel sehr nachgiebig sein, damit sich die Rotationsachse
der Wäschetrommel stets derart einstellen kann, daß sie durch den jeweiligen resultierenden
Massenschwerpunkt des gesamten rotierenden Trommelsystems geht. Diese Auslenkungen
können bei größerer Unwucht verhältnismäßig groß werden. In der Praxis müssen Begrenzungen
für die Auslenkung der Wäschetrommel vorgesehen werden, welche wiederum die freie
»dynamische« Kompensation der Unwuchtkräfte behindern. -Die vorliegende Erfindung
beruht auf dem Grundgedanken, an Stelle der zwangfreien »dynamischen« Verlagerung
der Ausgleichsmassen eine Verlagerung dieser Massen zu erzwingen, wobei die Unwuchtkräfte
der Schleudertrommel unmittelbar dazu benutzt werden, um durch die entsprechende
Auslenkung der Trommel zwangläufig eine Verlagerung der Ausgleichsmassen zu bewirken,
die in einer der Richtung der Unwucht genau entgegengesetzten Richtung erfolgt und
so eine kompensierende Gegenunwucht erzeugt.
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Die Voraussetzung für die Anwendung dieses Prinzips - das in seiner
Wirkungsweise etwa dem bekannten statischen Ausgleich durch Auswägen rotierender
Körper entspricht, aber selbsttätig arbeitet und sich auch Veränderungen der Unwucht
selbsttätig anpaßt - ist das Vorhandensein einer mit der Trommel umlaufenden gemeinsamen
Abstützung für die Schleudertrommel und die Ausgleichsmassen sowie
eine
über diese Abstützung erfolgende zwangsweise Kupplung der durch Unwucht bedingten
Auslenkbewegung der Schleudertrommel mit der kompensierenden Verlagerung der Ausgleichsmassen.
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Erfindungsgemäß wird die Schleudertrommel unter Zwischenschaltung
des ringförmigen Flüssigkeitspolsters in einem umgebenden, angetriebenen starren
Mantel auslenkbar abgestützt.
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Bei ihrem durch Unwuchtkräfte hervorgerufenen exzentrischen Auswandern
aus der Rotationsachse des Mantels verdrängt die Trommel innerhalb des Flüssigkeitspolsters
so viel Flüssigkeit auf die der Unwucht gegenüberliegende Seite des Polsters, wie
dies der Größe der Unwucht entspricht.
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Die Verdrängung der Flüssigkeit erfolgt zwangläufig durch die der
Unwucht entsprechende Fliehkraft, so daß sich auch die Verdrängung der Flüssigkeit
und damit die Größe der Gegenkraft weitgehend und selbsttätig der jeweils vorhandenen
Schleudertrommel-Unwucht anpaßt.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der in
schematischer Form erfindungsgemäße Anordnungen von Schleudertrommeln für Wäscheschleudern
dargestellt sind. Aus der Beschreibung dieser Ausführungsbeispiele ergeben sich
weifere kennzeichnende Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung. Es zeigt
Abb. 1 einen Axialschnitt durch eine Schleudertrommelanordnung, bei der das Flüssigkeitspolster
in zwei getrennte, mit Abstand von der Trommelmantelfläche angeordnete Polsterringe
aufgeteilt ist, Abb.2 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Schleudertrommelanordnung,
bei der das Flüssigkeitspolster in axiale Segmente unterteilt ist.
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Die in Abb. 1 dargestellte Schleudertrommelanordnung zeigt eine auf
ihrer rechten Seite in dem starren Lager 1 gelagerte, angetriebene Außentrommel
a, in der die Schleudertrommel b über zylindrische Flüssigkeitspolster f auslenkbar
abgestützt ist. Die Flüssigkeitspolster (sind voll mit Flüssigkeit gefüllte, elastische
Schläuche, die sich leicht verformen lassen und eine radiale Auslenkung der Schleudertrommel
b gestatten.
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Ist die zu schleudernde Wäsche in der Schleudertrommel b während der
Rotation des gesamten Systems gleichmäßig verteilt, so treten keine Unwuchtkräfte
auf, und die Achse der Schleudertrommel b wird im wesentlichen mit der Achse der
äußeren Trommel a zusammenfallen.
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Ist aber in der Schleudertrommel b eine ungleichmäßige Verteilung
der zu schleudernden Wäsche vorhanden, dann ergibt sich eine resultierende Fliehkraftkomponente
(Unwuchtkraft), unter deren Wirkung die Schleudertrommel b aus ihrer zur Außentrommel
a koaxialen Lage auswandert. Die Mantelfläche der Schleudertrommel b drückt dabei
einseitig auf die die Flüssigkeitspolster (bildenden Schläuche und verdrängt an
derjenigen Seite, an der ihre Unwuchtkraft auf die synchron mit umlaufenden Flüssigkeitspolster
(drückt, einen Teil der Flüssigkeit in diesen Polstern, der zwangläufig in den durch
die radiale Auswanderung der Schleudertrommel b auf der der Unwucht entgegengesetzten
Seite frei werdenden Raum der sich hier entsprechend elastisch aufweitenden Flüssigkeitspolster
f gedrängt wird. Diese Flüssigkeitsverdrängung bewirkt nun eine Verlagerung des
Schwerpunktes der in den Flüssigkeitspolstern f enthaltenen Flüssigkeit nach der
der Unwucht der Sehleudertrommel b gegenüberliegenden Seite des Polsters, so daß
die Massenanordnung, bezogen auf die angetriebene Außentrommel a, im wesentlichen
zentrisch und symmetrisch bleibt und somit keine Unwuchtkräfte auf die Lagerung
1 bzw. das Gehäuse und das Fundament der Wäscheschleuder wirken. Gleichzeitig
entsteht dabei eine der Auslenkung der Innentrommel b entgegenwirkende Rückführkraft,
die die Auslenkung begrenzt.
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Selbstverständlich müssen die Flüssigkeitsringe bzw. die Flüssigkeitspolster
f in axialer Richtung an einer Ausweitung gehindert sein, damit zwangläufig so viel
an Flüssigkeit auf die der Unwucht gegenüberliegende Seite des Polsters verdrängt
wird, wie dies der Größe der Unwucht entspricht.
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Bei ungleich über die axiale Länge der Schleudertrommel verteilter
Unwucht wird jeweils eine entsprechende gegensinnige Verlagerung der Flüssigkeit
in den beiden Flüssigkeitspolstern erfolgen, wobei sich die Innentrommel schräg
einstellen kann. Der Ausgleich paßt .sich also auch der axialen Lage der Unwucht
selbsttätig an.
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Die Schleudertrommel b ist auf die Außentrommel a derart abgestützt,
daß ihre mit Lochungen versehene Mantelfläche weitgehend frei bleibt. Die flüssigkeitsgefüllten
elastischen Schläuche f sind zur notwendigen axialen Begrenzung in U-förmig gestaltete
Ringe g eingebettet. Auf der Schleudertrommel b sind im Querschnitt T-förmige Ringstege
h angebracht, deren breite Kopfflächen an den Schläuchen f im Inneren der U-förmigen
Ringe g anliegen, bei Unwucht einseitig auf die Schläuche drücken und somit - wie
vorher beschrieben - die Verlagerung der Flüssigkeit in den Schläuchen auf die der
Unwucht entgegengesetzte Seite erzwingen.
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Die Abb. 2 zeigt schließlich eine Anordnung, bei der das Flüssigkeitspolster
in axiale Segmente i unterteilt ist, die derart ausgebildet bzw. gelagert sind,
daß eine axiale und tangentiale Aufweitung nicht eintreten kann und nur eine Erweiterung
bzw. Verengung ihrer radialen Abmessungen möglich ist, die etwa durch das Maß r
gegeben ist. Die Segmente i sind über kommunizierende Leitungen k untereinander
verbunden. Über diese Leitungen kann die Flüssigkeit bei elastischem einseitigem
Zusammendrücken der Segmente i ebenfalls auf das der Unwucht gegenüberliegende Segment
verdrängt und so ein Ausgleich der Unwuchtkräfte bewirkt werden.