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Einrichtung zum Auswuchten fliegend gelagerter Schleudertrommeln,
insbesondere in Wäschezentrifugen Die Schleudertrommeln von Wäschezentrifugen und
Waschautomaten mit Schleudergang sind in der Regel fliegend gelagert, wobei ihre
Achslage vertikal oder horizontal sein kann. Wäsche-Schleudertrommeln mit vertikaler
Trommelwelle bedürfen im allgemeinen keines besonderen Unwuchtausgleichs, weil bei
diesen das Schleudergut von Hand aus annähernd gleichmäßig über den Trommelumfang
verteilt und die noch verbleibende Unwucht durch federnde Aufhängung der Schleudertrommel
oder der Trommelwelle gedämpft werden kann. Bei Schleudertrommeln mit horizontalerAchse
ist hingegen eine gleichmäßige Massenverteilung nicht möglich, wodurch die hier
auftretende Unwucht so erheblich ist, daß sie nur durch komplizierte Dämpfungseinrichtungen,
letzthin aber nur durch Herabsetzung der Umfangsgeschwindigkeit der Schleudertrommel
in zulässigen Grenzen gehalten werden kann. Da aber die Zentrifugalkraft, und damit
auch der Entwässerungsgrad, bei gegebenem Trommeldurchmesser eine Funktion des Quadrats
der Umfangsgeschwindigkeit ist, so nimmt schon bei verhältnismäßig geringer Verkleinerung
der letzteren der Entwässerungsgrad ganz erheblich ab. Bei Schleudertrommeln mit
horizontaler Trommelwelle, die zur Verhinderung unzulässiger Unwuchtkräfte nur mit
herabgesetzter Umfangsgeschwindigkeit arbeiten, beträgt der Entwässerungsgrad in
der Regel lediglich nur 30 bis 501119 des mittels der leichter auszuwuchtenden
Zentrifugen mit vertikaler Trommelwelle erzielten Wertes. Wenngleich bei modernen
Waschautomaten die auftretende Unwacht im Gerät selbst gedämpft wird, so daß eine
verankerungslose Aufstellung der Maschine möglich ist, verbleibt doch eine beträchtliche
überbeansprachung der Hauptlager, der Trommelwelle und aller mitschwingenden Teile,
wodurch die Lebensdauer der Maschine verkürzt wird. überdies wird ein nicht unbeträchtlicher
Teil der Antriebsleistung durch die die Schwingungen dämpfenden Einrichtungen aufgezehrt.
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Es sind auch bereits Einrichtungen zum Auswuchten fliegend gelagerter
Schleudertrommel bekannt, die einen auf der Trommelwelle allseitig ausschwenkbar
gelagerten, durch die Schleudertrommel im Sinn eines Unwuchtausgleichs derselben
verstellbaren Ausgleichkörper aufweisen. Bei diesen bekannten Ausführungen steht
der die vertikale Trommelwelle glockenartig umgebende Ausgleichkörper mit dem oberen
Ende der Trommelwelle über ein Kardangelenk inVerbindung, wobei er die Schleudertrommel
mittels eines an ihm vorgesehenen, nach oben ragenden Zapfens trägt, mit dem die
Schleudertrommel ebenfalls über ein Kardangelenk verbunden ist. Für Schleudertrommeln
mit horizontaler Drehachse ist eine solche Anordnung nicht brauchbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile
zu vermeiden und eine Einrichtung zu schaffen, die durch einen kontinuierlichen
automatischen Ausgleich der jeweils auftretenden Unwucht der Schleudertrommel auch
bei hohen Trommeldrehzahlen und horizontal liegender Trommelachse allen Schwingungserscheinungen
vorzubeugen vermag. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zur Kopplung
der Schleudertrommel mit dem Ausgleichkörper eine an der Schleudertrommel angreifende,
sich am Rand eines an der Antriebwelle starr befestigten Spannflansches abstützende
und anderseits mit dem Ausgleichkörper in Verbindung stehende scheibenartige Feder
angeordnet ist, welche die Schleudertrommel und den Ausgleichkörper im Sinn der
Rückführung dieser Teile in ihre zur Antriebwelle koaxiale Stellung belastet. Hierbei
ist der Ausgleichkörper als ein die Schleudertrommel unter Belassung eines Zwischenraumes
übergreifender, in bezug auf seine Achse ausgewuchteter, trommelförmiger, gegebenenfalls
mit Ausnehmungen versehener Rotationskörper ausgebildet.
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Weitere erfindungsgemäße Merkmale sind an Hand der Zeichnung beschrieben,
die ein Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstandes wiedergibt.
Es zeigt Fig. 1 die Einrichtung im Axialschnitt bei in bezug auf die Achse
der Antriebwelle nicht ausgeschwenkter Schleudertrommel und nicht ausgeschwenktem
Ausgleichkörper, Fig. 2 in einer der Fig. 1 analogen Darstellung die Schleudertrommel
und den Ausgleichkörper in gegenseitig verschwenktem Zustand, Fig. 3 die
zwischen der Schleudertrommel und dem Ausgleichkörper vorgesehene scheibenartige
Feder und Fig. 4 einen der Fig. 3 zugeordneten Seitenriß. Mit 1 ist
der Ausgleichkörper bezeichnet, der auf der Antriebwelle 2 unter Zwischenschaltung
eines durch eine Gummirauffe gebildeten elastischen Zwischenstücks 3 gelagert
und damit in bezug auf die Achse a der Antriebwelle, 2 allseitig ausschwenkbar ist,
wobei seine eigene Achse mit jener der Antriebwelle einen dem jeweiligen Ausschwenkausmaß
entsprechendenWinkel einschließt. Die mit 4 bezeichnete Schleudertrommel ist ebenfalls
in bezug auf die Achse a allseitig ausschwenkbar angeordnet, zu welchem Zweck sie
mit einer sie tragenden Platte 5 verbunden ist, die ihrerseits an der Antriebwelle
2, und zwar an einem in die Särnfläche der Welle eingeschraubten Wellenfortsatz
6, schwenkbar gelagert ist, weil die in ihr vorgesehene Bohrung
7 einen größeren Durchmesser aufweist als der Wellenfortsatz, auf den sie
aufgeschoben ist, so daß sie in bezug auf die gemeinsame Achse a der Antriebwelle
und des Wellenfortsatzes allseitig aus ihrer senkrechten Mittelstellung um einen
gewissen Betrag verdrehbar ist, was das dementsprechende allseitige Ausschwenken
der an ihr befestigten Schleudertrommel 4 ermöglicht. Der Abstand der Platte5 von
dem an der Antriebwelle 2 starr befestigten Spannflansch 13 ist dabei entsprechend
dem gewünschten Ausmaß der allseitigen Ausschwenkbarkeit der Schleudertrommel 4
gewählt. Die maximale Ausschwenkbarkeit der Schleudertrommel ist nach allen Richtungen
hin gleich.
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Zwischen dem Ausgleichkörper 1 und der Schleudertrommel 4 ist
eine scheibenartige Feder 8
vorgesehen, über welche der Ausgleichkörper bei
ausgeschwenkter Schleudertrommel im Sinn des Ausgleichs der Unwacht der Schleudertrommel
verstellbar ist. Der Ausgleichkörper 1 ist als die Schleuder-trommel
4 unter Belassung eines Zwischenraumes 9
übergreifender, in bezug auf seine
eigene Achse ausgewuchteter, trommelförmiger Rotationskörper ausgebildet, der bei
in einer Richtung ausgeschwenkter Schleudertrommel durch die Feder 8 in jeweils
entgegengesetzter Richtung ausgeschwenkt wird. Zwischen der Schleudertrommel und
dem Ausgleichkörper ist ein zur Abstützung des ausgeschwenkten Ausgleichkörper an
der ausgeschwenkten Schleudertrommel dienender, durch einen Gummiring gebildeter,
federnder Anschlag10 vorgesehen, der am Ausgleichkörper 1 im, Bereich seines
verstärkten Randes 11 angeordnet ist. Wie in Fig. 1 und 2 gestrichelt
angedeutet, kann der federnde Anschlag 10 a
auch zwischen dem Trommelboden
und dem Boden des Ausgleichkörpers 1 vorgesehen sein. Der Boden des Ausgleichkörpers
1 ist mit Ausnehmungen la versehen.
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Die zwischen dem Ausgleichkörper und der Schleudertrommel vorgesehene
Feder 8 weist hebelartig wirkende Federlamellen 12 auf, die einerseits über
die Platte 5 mit der Schleudertrommel und andererseits mit dem Ausgleichkörper
verbunden sind, wobei der an der Antriebwelle 2 befestigte Spannflansch
13 die Federlamellen 12 in durchgebogenem Zustand hält. Die Federlamellen
12 sind durch Durchbrechungen 14 im Ausgleichkörper 1
hindurchgeführt und
greifen mit an ihren anderen Enden vorgesehenen, hakenförmigen Abbiegungen
15
am Ausgleichkörper an. Die mit der Schleudertrommel in Verbindung stehenden
Enden der Federlamellen sind zu einem Federteil 16 vereinigt, von dem die
einzelnen Federlamellen in radialer Richtung abstehen. Die gesamte Feder wird somit
von dem in Fig. 3 und 4 dargestellten scheibenförmigen Stahlblechteil gebildet,
der im undeformierten Zustand bis auf die Abbiegungen 15 eben ist, jedoch
im eingebauten, elastisch deformierten Zustand die aus den Schnittdarstellungen
in Fig. 1 und 2 entnehmbare Form aufweist. Die elastische Deformation der
Feder 8 wird durch den Spannflansch 13 bewirkt, der mittels eines
Keils 17 auf der Antriebwelle 2 befestigt ist und über einen wulstförnügen
Rand 18 die Feder tellerartig durchwölbt. Da diese hierbei die Platte
5
und damit die Schleudertrommel 4 vom Wellenfortsatz 6 abzudrängen
trachtet, ist an seinem Ende ein Kopf 1-9 mit einer Kugelfläche 20 vorgesehen,
auf dem sich die Platte 5 und damit die Schleudertrommel 4 abstützt. Der
Ausgleichkörper 1 wird durch die elastisch deformierte Feder zu dem auf der
Antriebwelle 2 sitzenden Spannflansch 13 gedrückt, gegen welchen er sich
unter Zwischenlage einer Erweiterung 21 des durch die Gummimuffe gebildeten elastischen
Zwischenstückes 3 abstützt.
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Der Spannflansch 13 dient auch zum Antrieb der Schleudertrommel
4 und des mit dieser über die Feder 8 verbundenen Ausgleichkörpers
1. Der Spann--flansch 13 liegt unter Verformung der Feder
8 an den Federlamellen 12 mit einem so hohen Reibungsschluß an, daß dadurch
die erforderliche Drehmomentübertragung auf die Feder und damit auch auf die Schleudertrommel
und den Ausgleichkörper gewährleistet ist. Der Spannflansch 13 kann übrigens
mit der Feder auch in fonnschlüssiger Verbindung stehen, ebenso die Feder
8 mit der die Schleudertrommel 4 tragenden Platte 5.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Tritt durch die in die Schleudertrommel
4 eingebrachte Wäsche während der Trommelrotation eine Unwucht auf, so wird die
Trommel aus ihrer in Fig. 1 wiedergegebenen, zur Antriebwelle2 konzentrischen
Lage ausgeschwenkt, wodurch die Platte5 aus ihrer zur Achsea senkrechten Stellung
gedreht wird. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, nähert sich dabei jener Teil der Platte
5, der in bezug auf die Achse a auf der Seite der die Unwucht verursachenden
Masse liegt, dein Spannflansch 13, wogegen sich der diametral liegende Teil
der Platte 5 vom Spannflansch 13 entfernt. Die Folge, davon ist, daß
die Federlamehen 12 der zwischen der Schleudertrommel und dem Ausgleichkörper vorgesehenen
Feder 8, welche von den dem Spannflansch 13 nunmehr näher liegenden
Bereichen der Platte 5 ausgehen, stärker durchgebogen werden, wogegen die
Federlamellen 12, welche von den dem Spannflansch nunmehr entfernter liegenden Tragplattenbereichen
ausgehen, sich etwas verflachen können. Da aber der Ausgleichkörper 1 auf
der Antriebwelle 2 ebenfalls allseitig ausschwenkbar ange.# ordnet ist, wird jener
Teil desselben, an welchem die
nunmehr einer stärkeren Deformation
unterworfenen Federlamellen angreifen, gegen die Schleudertrommel 4 hingeschwenkt,
was eine entgegengesetzte Schwenkbewegung des in bezug auf die Achse a gegenüberliegenden
Ausgleichkörperteils zur Folge hat. Der Ausgleichkörper 1 wird somit durch
die hierbei hebelartig wirkenden, sich gegen den Spannflansch 13 als Hebelwiderlager
abstützenden Federlamellen aus seiner in bezug auf die Achse a konzenfrischen Lage
ausgeschwenkt, und zwar im entgegengesetzten Sinn zur Ausschwenkung der Schleudertronunel
4. Diese Ausschwenkung des Ausgleichkörpers, und damit dessen verstärkten Randes
11,
ergibt aber eine Unwucht, die, auf die Antriebwelle 2 bezogen, jener der
Schleudertrommel 4 entgegengesetzt wirkt, also letztere auszugleichen trachtet.
Das aus der Schleudertrommel austretende Wasser kann dabei ebenfalls, zumindest
teilweise, als ausgleichende Unwucht wirksam werden, da es infolge der Schrägstellung
des trommelförmigen Ausgleichkörpers im Bereich seiner größten Auslenkung durch
den federnden Anschlag 10 am Ausfließen aus dem Ausgleichkörper gehindert
wird. Es bildet sich der in Fig. 2 bei 22 angedeutete, sich annähernd über einen
Winkelbereich von 180' erstreckende Wasserkörper, dessen innere Begrenzung
durch die von der Achse a am weitesten entfernt verlaufenden Begrenzungsbereiche
der im Boden des Ausgleichkörpers vorgesehenen Ausnehmungen la bestimmt wird. Wird
der federnde Anschlag zwischen den Böden der Schleudertrommel und des Ausgleichkörpers
angeordnet, so kann das aus der Schleudertrommel ausgetretene Wasser durch andere
Vorkehrungen, beispielsweise durch Einbördeln des Ausgleichkörperrandes, am Ausfließen
aus dem rotierenden Ausgleichkörper gehindert werden.
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In ihrem Bestreben, immer weiter auszuschwenken, ist die Schleudertrommel
4 durch den vorgesehenen Abstand der Platte 5 vom Spannflansch
13 allseitig begrenzt. Jedoch auch dann, wenn die Schleudertrommel bereits
ihre maximal ausgeschwenkte Stellung erreicht hat, wirken die Federlameffen, welche
dabei einer stärkeren Deformation unterworfen sind, weiterhin im Sinn eines weiteren
Ausschwenkens der Schleudertrommel 1, und zwar so lange, bis der Ausgleichkörper
über den an ihm angeordneten, als Gummiring ausgebildeten federnden Anschlag
10 bzw. 10a die Schleudertrommel 4 berührt, um an ihr ein Widerlager zu finden
(Fig. 2). Ist nun jene ausgleichende Unwucht, die bei maximal ausgeschwenkter Schleudertrommel
4 dem an diese über den Anschlag 10 bzw. 10a anliegenden Ausgleichkörper
1 innewohnt, gleich groß wie die größtmögliche Unwucht der maximal ausgeschwenkten
Schleudertrommel, so heben sich die jeweils auftretenden Unwuchten und Gegenunwuchten
spätestens bei erzielter maximaler Trommelausschwenkung gegenseitig auf, was nichts
anderes bedeutet, als daß dann das gesamte, an der Antriebwelle 2 fliegend gelagerte
System unwuchtfrei rotiert.
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Durch den während des Schleuderns infolge des Entwässerns der Wäsche
auftretenden Gewichtsverlust des die Unwucht erzeugenden Trommelinhalts verringert
sich die Unwucht der Schleudertrommel allmählich, wodurch die Trommel durch die
nunmehr überwiegende Gegenunwucht des Ausgleichkörpers über den federnden Anschlag
10 bzw. 10a und durch die zentrierende Kraft der Federlamellen 12 und des
Federteiles 16 von der ausgeschwenkten Stellung gegen ihre zur Achse a koaxiale
Stellung hin zurückgedrängt wird. Die diesem Zurückdrängen entsprechenden Reaktionskräfte
und die dabei stattfindende Vergleichmäßigung der Spannung sämtlicher Federlamellen
bewirken, daß auch der Ausgleichkörper 1 in eine in bezug auf die Achse a
weniger ausgeschwenkte Stellung übergeführt wird, zumal der in sich ausgewuchtete
Ausgleichkörper schon durch die Kreiselwirkung das Bestreben hat, sich koaxial zur
Achse a auszurichten, worin er auch durch die Rückwirkung des elastisch verformten
federnden Anschlages 10 bzw. 10 a unterstützt wird. Während dieses
Ausrichtens fließt das den Wasserkörper bil-
dende Wasser durch die Ausnehmungen
la des Ausgleichkörperbodens allmählich ab, wodurch die Gegenunwucht ebenfalls verringert
wird. Erstrecken sich die Ausnehmungen la des Ausgleichkörpers in radialer Richtung
nicht ganz bis an den Bodenumfang, so findet ein allmähliches Zentrieren des verbleibenden
Wasserkörpers in bezug auf die Achse a unter Bildung eines Wasserringes statt.
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Während des Entwässerns der Wäsche wird also das Ausmaß des Ausschwenkens
der Schleudertrommel 4 und des Ausgleichkörpers 1 immer geringer, und zwar
bei ständigem Ausgleich der jeweiligen Trommelunwacht durch die jeweilige Ausgleichkörperunwucht,
da sich beide Unwuchten kontinuierlich das Gleichgewicht halten. Diese Selbstauswuchtung
des fliegend gelagerten Systems findet immer dann statt, wenn die Unwucht des bei
vollausgeschwenkter Schleudertrommel an diese anliegenden Ausgleichkörpers mindestens
gleich ist der Unwucht der Schleudertrommel, die diese maximal aufweisen kann, welche
Bedingung durch entsprechende Bemessung des Ausgleichkörpers leicht erfüllbar ist.