DE1143151B

DE1143151B - Household spin dryer

Info

Publication number: DE1143151B
Application number: DEL17935A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Max Hellwig
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1954-02-10
Filing date: 1954-02-10
Publication date: 1963-01-31

Description

Haushaltwäscheschleuder Die Erfindung betrifft den elektromotorischen Antrieb und die damit zusammenhängende konstruktive Auslegung einer Haushaltwäscheschleuder in bezug auf die Belüftung des Antriebes.Household spin dryer The invention relates to the electromotive Drive and the related structural design of a domestic spin dryer with regard to the ventilation of the drive.

Es ist bekannt, bei Haushaltwäscheschleudern größerer Auslegung die Schleudertrommel unmittelbar und starr auf die Motorwelle zu setzen und das so gebildete, aus Motor und Schleudertrommel bestehende System mit Federn im Gehäuse der Schleuder aufzuhängen oder so elastisch in das Gehäuse einzusetzen, daß sich das System beim Schleudervorgang auf eine freie Achse einzustellen vermag.It is known that in household spin dryers the larger design To place the centrifugal drum directly and rigidly on the motor shaft and the thus formed, A system consisting of a motor and a centrifugal drum with springs in the centrifuge housing hang up or insert it so elastically in the housing that the system is at Able to adjust the spin process on a free axis.

Am geeignetsten sind für einen derartigen Aufbau der Schleuder Motoren mit Kurzschlußläufern. Da Drehstromanschluß in Haushaltungen nur selten zur Verfügung steht, hat man durchweg Einphasen-Kurzschlußmotoren mit Kondensatorhilfsphase verwendet und die mit ihnen verbundenen Nachteile in Kauf genommen. Diese Motoren erlauben zwar, ihr Anlaufmoment in dem für Haushaltschleudern notwendigen Maße zu heben, aber nur mit einem beachtlichen Mehraufwand für den Kondensator, was bei den erhöhten Kosten für Einphasenmotoren mit Hilfsphase um so mehr ins Gewicht fällt. Auch vom technischen Standpunkt aus ist ein solcher Einphasenmotor, abgesehen von seiner größeren Anfälligkeit, mit Nachteilen behaftet. Das hohe Schwungmoment der Schleudertrommel läßt ein schnelles Hochlaufen des Motors nicht zu. Die Hilfsphase bleibt dadurch übermäßig lange eingeschaltet und verursacht eine hohe Motorerwärmung. Kurzzeitiges wiederholtes Einschalten, wie es wünschenswert ist, ist für den im Vergleich zum Drehstromrnotor leistungsmäßig gleich ausgelegten Motor nicht möglich. Ein größerer Motor ist aber nicht nur noch teurer, sondern hat auch einen entsprechend höheren Anlaufstrom, so daß die normale Absicherung eines Haushaltnetzes nicht mehr ausreicht.The centrifugal motors are most suitable for such a structure with squirrel cage. As three-phase connection is rarely available in households is, one has consistently used single-phase short-circuit motors with capacitor auxiliary phase and accepted the disadvantages associated with them. These engines allow to increase their starting torque to the extent necessary for household spinners, but only with a considerable additional expense for the capacitor, which is the case with the increased Costs for single-phase motors with auxiliary phase are all the more significant. Also from from a technical point of view is such a single-phase motor, apart from his greater vulnerability, disadvantageous. The high momentum of the centrifugal drum does not allow the motor to run up quickly. The auxiliary phase remains switched on for an excessively long time and causes the motor to heat up. Short term repeated power-up as it is desirable is for the compared to the Three-phase motor with the same power rating is not possible. A bigger one The engine is not only more expensive, it also has a correspondingly higher one Starting current, so that the normal protection of a household network is no longer sufficient.

Durch den etwa seit der Jahrhundertwende bekannten Spaltpolmotor steht zwar ein Einphasenmotor einfachen Aufbaues zur Verfügung. Dieser Motor hat aber ein geringes Anzugmoment und einen schlechten Wirkungsgrad, so daß er nur zum Antrieb von kleinen Ventilatoren und sonstigen Kleingeräten, wie Haartrocknern, Sprechmaschinen, Uhren u. dgl., verwendet wird. Man hat versucht, durch konstruktive Abwandlungen, z. B. durch Vergrößerung der Zone des Spaltpoles und durch Schaffung von magnetischen Engpässen zur besonderen Verteilung des Hauptpolflusses und Spaltpolflusses, das Anzugmoment zu erhöhen und so den Anwendungsbereich zu vergrößern. Es stellte sich jedoch heraus, daß mit diesen Maßnahmen und mit der Erhöhung der Leistung über etwa 60 Watt die Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie durch eine starke Einsattelung im Bereich unterhalb der halben Nenndrehzahl nachteilig verändert wird, so daß sich allgemein die Meinung durchsetzte, daß der Spaltpolmotor für schwierigere Antriebsverhältnisse und für größere Leistungen nicht geeignet sei.Due to the shaded pole motor, which has been known since the turn of the century although a single-phase motor of simple construction is available. But this engine has a low torque and poor efficiency, so that it is only used to drive of small fans and other small devices, such as hair dryers, speaking machines, Clocks and the like., Is used. Attempts have been made by constructive modifications z. B. by enlarging the zone of the gap pole and by creating magnetic Bottlenecks for the special distribution of the main pole flux and shaded pole flux, the To increase the tightening torque and thus to enlarge the area of application. It turned out However, it turns out that with these measures and with the increase in performance over about 60 watts the torque-speed characteristic curve due to a strong dip in the area is changed disadvantageously below half the rated speed, so that in general the opinion prevailed that the shaded pole motor for more difficult drive conditions and is not suitable for larger performances.

Dabei ist jedoch außer acht gelassen worden, daß in der gegenüber allen anderen Elektromotoren eigenartigen, wenn auch zunächst unübersehbaren Wandelbarkeit des elektrischen Verhaltens gerade des größeren Spaltpolmotors Möglichkeiten stecken, die ihn trotz aller gegenteiligen Meinungen für spezielle Antriebe geeignet und sogar vorteilhaft werden lassen. Das kann um so eher der Fall sein, wenn auch das anzutreibende Gerät jenen Eigenarten und Bedürfnissen des Spaltpolmotors angepaßt werden kann. Ein solcher spezieller Antrieb ist bei einer Haushaltwäscheschleuder gegeben.However, it has been disregarded that in the opposite peculiar to all other electric motors, even if initially unmistakable changeability the electrical behavior of the larger shaded pole motor in particular, which, despite all contrary opinions, made it suitable for special drives and even let it become beneficial. That can be all the sooner the case, even if that is The device to be driven is adapted to those peculiarities and needs of the shaded pole motor can be. One such special drive is in a household spin dryer given.

Nach der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, für den Antrieb von Haushaltwäscheschleudern mit belüftetem Einphaseninduktionsmotor, bei welchem die Schleudertrommel senkrecht angeordnet und mit der Motorachse starr verbunden und das aus Motor und Schleudertrommel bestehende System in das Gehäuse elastisch eingesetzt ist, einen Spaltpolmotor zu verwenden, dessen Kennlinie bezüglich hohem Anzugmoment bei niedriger Sattelbildung durch hierfür an sich bekannte Maßnahmen zur Beeinflussung der Sättigung und des Läuferwiderstandes sowie durch Bemessung der Spaltpolkurzschlußwindungen der Kennlinie der Schleuder angepaßt ist. Das verhältnismäßig hohe Anzugmoment einer Wäscheschleuder ist bedingt durch die durch die eingelegte Wäsche verursachte Unwucht. Beim Hochlaufen muß somit ein kritischer Drehzahlbereich durchlaufen werden bis sich das aus Motor und Schleudertrommel bestehende System auf eine freie Drehachse eingestellt hat. Da die Schwingungsausschläge sehr beträchtlich werden können und mit diesen das Drehmoment ansteigt, muß das Hochlaufen so schnell erfolgen, daß die Schwingungsausschläge in zulässigen Grenzen bleiben. Daraus folgt, daß zunächst das Anzugmoment des Spaltpolmotors durch entsprechende Bemessung der Spaltpolkurzschlußwindungen und durch Einflußnahme auf den Läuferwiderstand anzuheben und daß der dadurch vertiefte Sattel in der Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie durch hohe Sättigung wieder auszugleichen ist. Der Wirkungsgrad wird damit zwar schlechter und die Erwärmung größer. Diese kann jedoch gerade durch bei Haushaltwäscheschleudern mögliche Maßnahmen für eine sehr gute Belüftung beherrscht werden. Außerdem kommt hier die Eigenart des Spaltpolmotors zugute, daß, im Gegensatz zum Einphasenmotor mit Hilfsphase, der Anlaufstrom im Verhältnis zum Nennstrom nicht so hoch ist, also Erwärmungsspitzen weniger auftreten. Bei kurzzeitig wiederholtem Arbeitsspiel tritt keine oder nur eine geringe Erwärmungszunahme ein; die Gefahr schädigender übererwärmung ist daher vermieden.According to the invention it is therefore proposed for the drive of Household spin-dryers with a ventilated single-phase induction motor in which the Centrifugal drum arranged vertically and rigidly connected to the motor axis and the system consisting of motor and centrifugal drum is elastically inserted into the housing is to use a shaded pole motor with a characteristic with regard to high torque in the case of low saddle formation by means of influencing measures known per se the saturation and the rotor resistance as well as by dimensioning the shaded pole short-circuit windings is adapted to the curve of the centrifuge. The relatively high one The tightening torque of a spin dryer depends on the laundry that is inserted caused imbalance. A critical speed range must therefore be run through when starting up until the system consisting of motor and centrifugal drum becomes free Has set the axis of rotation. Since the oscillation amplitudes become very considerable can and with these the torque increases, the run-up must be done so quickly, that the oscillation deflections remain within permissible limits. It follows that first of all the tightening torque of the shaded pole motor by appropriately dimensioning the shaded pole short-circuit windings and by influencing the rotor resistance to increase and that this deepened To compensate for the saddle in the torque-speed curve through high saturation is. The efficiency becomes worse and the heating is greater. These However, possible measures for a very good ventilation can be mastered. In addition, here comes the peculiarity of the shaded pole motor benefit that, in contrast to the single-phase motor with auxiliary phase, the starting current in The ratio to the rated current is not so high, so heating peaks occur less. If the work cycle is repeated for a short time, there is no or only a slight increase in temperature a; the risk of damaging overheating is therefore avoided.

Durch den sehr einfachen Aufbau des Spaltpolmotors ergeben sich im Vergleich mit normalen Einphasenmotoren beachtliche konstruktive Vorteile. Die Feldspulen können fertig gewickelt in den Ständer eingelegt werden. Die Ausführung der Lagerschilde, der Lager und der Welle als Konstruktionselemente der Schleudertrommel wird sehr vereinfacht. Der bei Einphasenmotoren zur Abschaltung der Hilfsphase meist notwendige Fliehkraftschalter oder das diesen ersetzende Relais entfällt. Das verhältnismäßig hohe Leistungsgewicht ist hier nicht als Nachteil, sondern als Vorteil zu werten, da dadurch das Aufschaukeln der Schwingungsausschläge beim Durchlaufen des kritischen Drehzahlbereiches verzögert wird und der Schwerpunkt der ganzen bewegten Masse sehr tief nach unten verlegt wird, so daß sich eine hohe Standfestigkeit ergibt.Due to the very simple structure of the shaded pole motor, the Considerable structural advantages compared to normal single-phase motors. The field coils can be placed in the stand completely wrapped. The execution of the end shields, the bearings and the shaft as structural elements of the centrifugal drum will be very simplified. The one that is usually necessary for switching off the auxiliary phase in single-phase motors Centrifugal switch or the relay that replaces it is omitted. That proportionately high power-to-weight ratio is not to be seen as a disadvantage, but as an advantage, as this causes the oscillation deflections to build up when passing through the critical Speed range is delayed and the center of gravity of the whole moving mass is very is laid deep down, so that there is a high level of stability.

Weitere konstruktiv vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung.Further structurally advantageous features emerge from the description the embodiment of the invention shown in the drawing.

Der aus dem Kurzschlußläufer 10 und dem Ständer 24 mit zugehörigem Gehäuse bestehende Spaltpolmotor ist mittels des Flanschlagerschildes 23 und der elastischen Verbindungsglieder 22 auf dem Boden des Zentrifugengehäuses 12 hinreichend elastisch und schwingungsfähig befestigt. An Stelle der als elastische Verbindungsglieder angedeuteten Gummipuffer oder Metall-Gummi-Elemente können auch Spiralfedern angeordnet werden, oder bei kleineren Geräten zentrisch am Lagerschild ein Zapfen, der in eine hinreichend kräftige, mit dem Boden des Gehäuses fest verbundene Gummihülse zu stecken wäre.The shaded-pole motor consisting of the squirrel-cage rotor 10 and the stator 24 with the associated housing is fastened to the bottom of the centrifuge housing 12 in a sufficiently elastic and vibratory manner by means of the flange stop plate 23 and the elastic connecting members 22. Instead of the rubber buffers or metal-rubber elements indicated as elastic connecting members, spiral springs can also be arranged, or in the case of smaller devices a pin centrally on the end shield, which would have to be inserted into a sufficiently strong rubber sleeve firmly connected to the bottom of the housing.

Mit der Welle 11 des Läufers 10 ist die Schleudertrommel 13 mittels des Wellenflansches 15 starr verbunden. Motor und Schleudertrommel bilden damit eine starre Baueinheit, deren im Stillstand senkrechte Drehachse aus der Vertikalen um einen in der Befestigungsebene des Systems, hier der Befestigungsebene des Flanschlagerschildes 23, gelegenen Punkt auszuschwingen vermag. Beim Betrieb stellt sie sich nach Durchlaufen des kritischen Drehzahlbereiches auf die durch die Trommelfüllung sich ergebende freie Achse ein.The centrifugal drum 13 is rigidly connected to the shaft 11 of the rotor 10 by means of the shaft flange 15. The motor and centrifugal drum thus form a rigid structural unit whose vertical axis of rotation at standstill is able to swing out of the vertical around a point located in the fastening plane of the system, here the fastening plane of the flange bearing plate 23 . During operation, after passing through the critical speed range, it adjusts to the free axis resulting from the drum filling.

Zur wirksamen Belüftung werden, durch die enge Bauweise Motor-Schleudertrommel begünstigt, sehr vorteilhaft am Boden der Schleudertrommel 13. radial stehende Lüfterflüge116 vorgesehen, während über den Motor eine an ihrer oberen Öffnung mit einem kragenförmigen Ansatz versehene Luftleithaube 18 gestülpt ist. Der kragenförmige Ansatz reicht an den Innenkreis der Lüfterflügel 16 heran. Der dadurch gebildete Radiallüfter erzeugt einen kräftigen Luftstrom, bei dem die Luft, wie in der Zeichnung durch Pfeile angegeben, durch die Bodenöffnungen 21 eintritt, teils durch axiale Bohrungen 1,9 im Läufer 10 diesen durchströmt, teils den Ständer 24 umspült und zwischen Schleudertrommel und Zentrifugengehäuse nach oben weitergeführt am Ringspalt 14 wieder austritt. Der im Gehäuse der Zentrifuge an diesem befestigte Ablaufring 17 für die aus der Schleudertrommel abgeschleuderte Flüssigkeit ist so ausgeführt und angeordnet, daß er gleichzeitig als Luftleitblech die Führung des Kühlluftstromes unterstützt.For effective ventilation, supported by the narrow construction of the motor centrifugal drum, radially standing fan flights 116 are very advantageously provided at the bottom of the centrifugal drum 13 , while an air guide hood 18 with a collar-shaped extension at its upper opening is slipped over the motor. The collar-shaped approach extends to the inner circle of the fan blades 16 . The radial fan thus formed generates a powerful air flow, in which the air, as indicated by arrows in the drawing, enters through the bottom openings 21 , flows partly through axial bores 1, 9 in the rotor 10, partly flows around the stator 24 and between the centrifugal drum and Centrifuge housing continued upwards at the annular gap 14 exits again. The drainage ring 17, which is fastened to the housing of the centrifuge for the liquid thrown out of the centrifuge drum, is designed and arranged in such a way that it simultaneously acts as an air baffle to support the flow of cooling air.

Zur Erhöhung der Standfestigkeit der Zentrifuge als auch zum Abdämmen jeglicher Erschütterungen ist das Gerät mit Gummisaugfüßen 20 ausgerüstet.To increase the stability of the centrifuge and to dampen any vibrations, the device is equipped with rubber suction feet 20 .

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Household spin-dryer with a ventilated single-phase induction motor as the drive motor, in which the centrifugal drum is arranged vertically and rigidly connected to the motor axis and the system consisting of motor and centrifugal drum is elastically inserted into the housing, characterized by the use of a shaded pole motor whose characteristic curve is related is adapted to high torque with low saddle formation by measures known per se for influencing the saturation and the rotor resistance as well as by dimensioning the shaded pole short-circuit windings of the centrifugal curve.

2. Household spin dryer according to claim 1, characterized in that radial fan blades (16) are arranged at the bottom of the centrifugal drum (13), which are part of the radial fan for the shaded pole motor (10, 24).

3. Household spin dryer according to claim 2, characterized in that that the shaded pole motor (10, 24) is equipped with an air guide hood (18) whose collar-like approach at its upper opening to the inner circle of the bottom of the Centrifugal drum (13) attached fan blades (16) for the purpose of closed air flow reaches.

4. Household spin dryer according to claim 1, characterized in that d'ass the drain ring (17) used on the centrifuge housing (12) for the centrifuged Liquid is designed and arranged so that it also has an air guide ring forms for the cooling air flow of the shaded pole motor (10, 24).

5. Household spin dryer according to claim 1, characterized in that the rotor of the motor is known per se Way with axial Bores is carried out through which a flow of cooling air to be led. Considered publications: German Patent Specifications No. 87 402, 515129, 607 614, 632 862, 677 029, 743 989, 854 969, 894 282; magazine "Electrical engineering and mechanical engineering" 62nd year, no. 27/28, p. 321; Electrical magazine Appliance Servicing ", 1950, pp. 838, 839; "Textbook on electrical machines" by Th. Bödefeld and H.sequence, Springer-Verlag, Vienna, 1952, p. 468 ff.