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Auswuchtvorrichtung für Waschmaschinen mit Schleudergang Die Erfindung
bezieht sich auf eine Auswuchtvorrichtung für Waschmaschinen mit Schleudergang mit
mehreren- mit der Wasch- und Schleudertrommel umlaufenden Flüssigkeitskammern, denen
in Abhängigkeit vom Ansprechen einer Tastvorrichtung auf Schwingungen des Maschinengehäuses
selektiv Flüsr sigkeit zugeführt wird.
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Bei den bekannten Auswuchtvorrichtungen dieser Art erfolgt die Steuerung
der selektiven Flüssigkeit zufuhr entweder mittels einer komplizierten elektronischen
Steueranlage mit Piezokristalltaster oder mit Hilfe von unmittelbar von der schwingenden
Welle der Wasch- und Schleudertrommel beeinflußten Mikroschaltern. Im ersten Fall
ergeben sich Schwierigkeiten aus der Störanfälligkeit und der Justierung der Steueranlage.
Im zweiten Fall ist lediglich ein Grobausgleich der Unwucht zu erreichen. Beiden
Anordnungen gemeinsam ist, daß ihre Empfindlichkeit im wesentlichen frequenzunabhängig
ist. Dadurch beginnt die Auswuchtung bereits im niedrigen Drehzahlbereich, in welchem
eine Unwucht sich noch nicht störend auswirkt. Das kann dazu führen, daß die dem
stärker Wasser aufnehmenden Waschgut gegenüberliegende Flüssigkeitskammer im niedrigen
Drehzahlbereich zu viel Flüssigkeit aufnimmt, die, wenn bei steigender Drehzahl
der Wasch- und Schleudertrommel das Wasser aus dem Waschgut ausgetrieben wird, ihrerseits
kompensiert werden muß. Der Auswuchtvorgang erfolgt also periodisch und es kann
dazu kommen, daß eine oder mehrere Flüssigkeitskammern bereits gefüllt sind, bevor
die Unwucht beseitigt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auswuchtvorrichtung
zu schaffen, die robust und einfach ist, gleichwohl aber in den kritischen Drehzahlbereichen
bereits kleine Unwuchten sicher zu ermitteln und zu beseitigen gestattet. Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, d-aß bei einer Auswuchtvorrichtung
der eingangs - genannten Art eine Tastvorrichtung verwendet wird, die ein flüssigkeitsgefülltes
Gehäuse aufweist, welches über eine enge Öffnung mit- einem Flüssigkeitspeicher
in Verbindung steht und dessen eine Seite durch eine von den Schwingungen des Maschinengehäuses
beaufschlagte Membran und -dessen andere Seite durch eine zweite Membran abgeschlossen
ist, die einen den Auswuchtvorgang auslösenden Schalter betätigt.
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Die ;Quswuchtvorrichtung nach der Erfindung ist einfach im Aufbau,
aber doch empfindlich. Die Kupplung zwischen der von den Schwingungen des Maschinengehäuses
-beaufschlagten ersten Membran
und der zweiten Membran, welche den den Auswuchtvorgang
auslösenden Schalter betätigt, ist frequenzabhängig. Zugleich wird erreicht, daß
kleine; nicht auf Schwingungen zurückzuführende Verschiebungen zwischen - dem Maschinengehäuse
und der Tastvorrichtung ohne Einfluß -auf den Auswuchtvorgang bleiben.
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Die erste Membran weist eine größere wirksame Oberfläche auf als
die zweite Membran. Dadurch wird es möglich, die Schwingungsamplitude verstärkt
auf den den Auswuchtvorgang auslösenden Schalter zu übertragen.
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Das Verhältnis der das Gehäuse mit dem Plüssigkeitsspeicher verbindenden
Öffnung zum Volumen des Gehäuses und die Viskosität der in dem Gehäuse enthaltenen
Flüssigkeit sind derart aufeinander abgestimmt, daß bis zu einer bestimmten Grenzfrequenz
der Schwingungen so viel Flüssigkeit durch die Öffnung ausströmt, daß der den Auswuchtvorgang
auslösende Schalter unbetätigt bleibt. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß
der Auswuchtvorgang überhaupt erst oberhalb einer vorbestimmten Drehzahl der Wasch-
und Schleudertrommel einsetzt. Der größte Teil des vom Waschgut aufgenommenen Wassers
kann infolgedessen schon vor Beginn der Auswuchtung ausgeschleudert werden,
und
bei hohen Drehzahlen steht noch das volle Fassungsvermögen der Flüssigkeitskarnmern
zur Verfügung.
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Die zweite Membran wird zweckmäßigerweise mittels einer Feder in
der.Ruhelage gehalten. Sie betätigt zusätzlich eine Trinituvörrichtung, die bei-übermäßigen
Schwingungen des Maschinengehäuses den Extraktionsantriebsmotor der Wasch- und Schleudertrommel
kurzzeitig abschaltet. Dadurch werden Schäden der Maschine auch dann sicher vermieden,
wenn der Antrieb der Trommel so ausgelegt ist, daß die Trommel normalerweise sehr
schnell auf die maximale Drehzahl beschleunigt wird, es dabei aber vorkommt, daß
die-Auswuchtung mitder Beschleunigung nicht Schritt zu halten vermag.
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Einrichtungen; die die Beschleunigung der Wasch-und Schleudertrommel
auf die maximale Drehzahl verhindern oder verzögern, wenn übermäßige Schwingungen
auftreten, sind bekannt. Die bekannten Einrichtungen weisen jedoch den Nachteil
,auf, daß der Antriebmotor nach Abklingen der Schwingungen nicht wieder selbsttätig
anläuft, sondern von Hand angelassen werden muß. Es ist ferner bekannt, den Antriebmotor
auch bei kleineren Schwingungsamplituden kurzzeitig abzuschalten, und zwar dann,
wenn die Auswuchtung länger als eine vorgegebene Zeitspanne in Anspruch nimmt. Eine
größere Dauer des Auswuchtvorgangs bedeutet aber nicht notwendigerweilse das Auftreten
von Schwingungen, die der Maschine schädlich sind, so daß häufig die Bes6hleunigung
der Wasch- und Schleudertrommel auf die volle Drehzahl verzögert wird, ohne daß
dies notwendig ist. Im Gegensatz dazu wird nach der Erfindung der Extraktionsantriebmotor
selbsttätig sowohl aus- als auch wieder eingeschaltet, und eine Unterbrechung der
Beschleunigung erfolgt nur, wenn tatsächlich übermäßige - Schwingungen im Maschinengehäuse
auftreten.
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Es ist auch ein Relais vorgesehen, das bei Erregung den Stromkreis
des Extraktionsantriebmotors schließt und dessen Wicklung intermittierend an Spannung
gelegt wird. Dieses Relais wird zweckmäßigerweise zweipolig ausgebildet und steuert
mit einem Arbeitskontakt den Erregerkreis des Extraktionsantriebmotors, während
sein anderer Arbeitskontakt in einem Selbsthaltekreis in Reihe mit einem von der
zweiten Membran betätigten, normalerweise geschlossenen Trimmschalter liegt. Zur
intermittierenden Erregung der Relaiswicklung dient eine durch einen langsam laufenden
Motor angetriebene Nokkenscheibe, die einen Schalter im Erregerkreis der Relaiswicklung
betätigt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen vertikalen Axialschnitt durch eine mit einer
Auswuchtvorrichtung versehene Waschmaschine mit Schleudergang, Fig. 2 einen Axialschnitt
durch die Tastvorrichtung und die von der Tastvorrichtung betätigten Schalter, F
i g. 3 eine Teilansicht der Waschmaschine nach Fig. 1 mit daran angeordneter Tastvorrichtung
ge mäß Fig. 2, in kleinerem Maßstab, F i g. 4 eine Stirnansicht der mit Flüssigkeitskammern
versehenen Wasch- und Schleudertrommel und F i g. 5' ein vereinfachtes Schaltschema
der mit einer Auswuchtvorrichtung versehenen Waschmaschine mit Schleudergang.
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.Die Maschine weist einen Sockel 10 mit Wänden 11 auf, auf denen
ein zylinderförmiger Teil 11 a mit axialen Öffnungen 12 und 13 angeordnet ist. Die
in Lagern 15 umlaufende Trommelwelle 14 ragt durch die Öffnung 12 in. den zylinderförmigen
Teil 11 a.
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Auf dem inneren Ende der Welle 14 ist die Wasch-und Schleudertrommel
16 angeordnet, deren zylindrische Wand 18 mit Öffnungen 17 versehen ist.
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Drei Flüssigkeitskammern in Form von nach innen vorstehenden Hohlrippen
19 q, 19.b,"19 c sind in gleichem Abstand an der Wand 18 befestigt. Die Seitenwände
90 der Hohlrippentsind am Außenrand mit Auslässen 89 versehen, die in die von Leitflächen
91 gebildeten Taschen münden. An der Rückwand 20 der Wasch- und Schleudertrommel
und der Trommelwelle 14 sind drei Ringkanäle 2asa, 21 b, 21 c angeordnet Sie sind
nach innen- offen und stehen.iiber Kanäle 22a, 22b, 22c mit je einer der Hohlrippen
19 a, 19 b, 19c in Verbindung. Zwischen dem Außenumfang der Ringkanäle und der Innenwand.
der Hohlrippen ist jeweils ein.Ringraum 88 frei gelassen: Den Ringkanälen wird Wasser-
über Einspritzrohre 23 a, 23 b, 23 c zugeführt.
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An der der Rückwand 20- gegenüberliegenden Seite befindet sich die
Öffnung 24 für das Waschgut, die mittels - einer mit einem Wassereinlaß 26 versehenen
Tür 25 verschließbar ist.
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An die Trommelwelle 14 ist eine pneumatische Kupplung 27 mit einem
zwischen Kupplungsteilen 32, 33 angeordneten aufblasbaren Ringkörper 31 an? geschlossen.
Der Kupplungsteil 33 ist über einen Riemen 36 mit dem Extraktionsantriebmotor 28
verbunden. Der Kupplungsteil 32 steht über eine Unter setzung 34 mit einer Riemenscheibe
35 in Verbin dung, die ihrerseits über einen Riemen 37 mit der Riemenscheibe 39
des Waschmotors 29 und über einen Riemen 38 mit der Riemenscheibe 40 des Schleudermotors
30 verbunden ist. Es wird jeweils nur einer der Motoren in Gang gesetzt. Ist der
Ringkörper 31 aufgeblasen und erfolgt der Antrieb über einen der Motore 29, 30,
so wird der Motor 28 als Schwungmasse mit angetrieben.
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Zum Auswuchten wird den Einspritzrohren 23 a, 23b und 23 c Wasser
über die Steuerventile 40a, 40b und 40c zugeleitet. Die Steuerventile werden von
einer Tastvorrichtung 41 elektrisch betätigt, die an einer parallel zur Trommelwelle
14 verlaufenden Wand 42 des Sockels 10 angeordnet ist, welche sich von der Stirnwand
44' des zylinderförmigen Teils 11 a nach hinten erstreckt. Ein Tastarm 98 steht
von einem die Lager 15 aufnehmenden zylindrischen Gehäuse 99 radial ab. Die Achse
der Tastvorrichtung 41 liegt parallel zur Trommelwelle 14.
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Die Tastvorrichtung 41 weist ein Gehäuse 44 auf, dessen eine Seite
durch eine Membran 45 verschlossen ist, in der ein mit dem Tastarm 98 verbundener
Stift 46 gelagert ist. Eine in geringem Abstand vom Gehäuseboden 48 des Gehäuses
44 angeordnete zweite Membran 47 trägt eine Stange 49, die durch einen Kanal 50
im Gehäuseboden 48 und eine Dichtung 51 hindurchreicht. Das hintere Ende der Stange
49 liegt gegenüber einem Schalter 52, der über einen Kommutatorschalter 53 (F i
g. 5) mit den Steuerventilen 40e, 40b und 40c verbunden ist. Die Stange 49 wird
mittels einer sich gegen einen Ring 56 im Kanal 50 abstützenden Feder 55 vom Gehäuseboden
48 weg gegen einen Anschlag 57 gedrückt. Sie kehrt daher nach jeder Verschiebung
in eine von dem
Anschlag 57 bestimmte Ruhelage zurück. Die Stange
49 besteht aus zwei ineinandergeschraubten Teilen 49 a und 49 b. Ihre Gesamtlänge
kann infolgedessen verändert werden und ist mittels der Muttern 59 und 60 fixierbar.
Eine weitere, auf den Teil 49a äufgeschraubte Mutter 61 hat einen größeren Durchmesser
als eine Öffnung 62 einerBláttfeder 63, deren eines Ende über ein Zwischenstück
an der Wand 42 befestigt ist. Die Stange49 greift mit Spiel durch die Öffnung 62.
Wird jedoch die Stange 49 so weit verschoben, daß sich die Mutter 61 gegen die Blattfeder
63 legt, so wird die Blattfeder in Richtung auf einen Trimmschalter 66 ausgelenkt
und drückt einen Stift 64 gegen den Knopf 65 dieses Schalters.
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Zwischen den Membranen 45 und 47 ist das Gehäuse 44 mit Öl gefüllt
und über eine Öffnung 68 und ein Rohr 69 mit einem Speicher 67 verbunden, der seinerseits
mit der Außenluft in freier Verbindung steht.
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Die Membran 45 hat einen größeren Durchmesser als die Membran 47
(im dargestellten Beispiel ist das Durchmesserverhältnis etwas größer als 2: 1),
so daß eine Axialbewegung des Stifts 46 zu einer größeren Axialbewegung der Stange
49 führt.
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Da das Öl zwischen den Membranen 45 und 47 eine gewisse Viskosität
besitzt und die Öffnung 68 verhältnismäßig klein ist, haben rasche Schwingungen
des Stifts 46 größere Auslenkungen der Stange 49 zur Folge als niederfrequente Schwingungen.
Bei letzteren kann ein beträchtlicher Teil des Druckes über die Öffnung 68 abgeleitet
werden, was infolge der Viskosität des Öls nicht der Fall ist, wenn die Schwingungen
schnell erfolgen. Durch geeignete Wahl des Verhältnisses zwischen dem von der erwarteten
Bewegung der Membran 45 verdrängten Volumen und der Viskosität des Öls kann infolgedessen
die Tastvorrichtung so ausgebildet werden, daß sie im wesentlichen nur auf Schwingungen
über einer bestimmten Grenzfrequenz anspricht. Die Empfindlichkeit nimmt oberhalb
der Grundfrequenz weiter zu, was von Vorteil ist, da bei höheren Drehzahlen eine
genauere Auswuchtung erforderlich ist. Zur Betätigung des Schalters 52 ausreichende
Schwingungsamplituden treten normalerweise erst bei Drehzahlen über 150 bis 200
U/min auf.
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Die Einstellung der Grenzfrequenz erfolgt zweckmäßigerweise durch
Anderung des Durchmessers der Öffnung 68. Eine Vergrößerung des Durchmessers erhöht
die Grenzfrequenz, eine Verkleinerung verschiebt sie nach unten. Infolge der Flüssigkeitsäule
im Speicher 67 herrscht im Inneren des Gehäuses 44 stets ein geringer Überdruck.
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Das vordere Ende des Lagergehäuses 99 wird durch die Zentrifugalkraft
jeweils in Richtung der Stelle gezogen, an der sich ein Übergewicht in der Wasch-
und Schleudertrommel befindet, so daß das Außenende des Arms 98 auf die Tastvorrichtung
41 zu oder von ihr weg bewegt wird. Wenn sich durch Expansion oder Kontraktion der
Maschine, durch Verlagerung des Maschinenfundaments od. dgl. die Wand 42 etwas gegenüber
dem Lagergehäuse 99 und dem Tastarm 98 verschiebt, folgt ihr der Stift 46 nach.
Die Einstellung der Stange 41 gegenüber den Schaltern 52 und 66 beibt jedoch unbeeinflußt.
Eine gewisse Ölmenge strömt zu oder aus dem Ölspeicher, um das Gehäuse 44 jeweils
gefüllt zu halten. Eine geringfügige Änderung des Abstandes zwischen den Membranen
45 und 47 hat jedoch auf die Arbeits-
weise der Maschine keinen Einfluß. Diese Merkmale
sind im praktischen Betrieb von entscheidender Be-: deutung, da es sonst vorkommen
könnte5 daß die Auswuchtirornchtung schon kurz nach der Mon= tage nicht mehr einwandfrei
arbeitet.
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Der mit dem Schalter 52 zusammenwirkende Kommutatorschalter 53 ist
mit drei Kontaktpaaren 71 a, 71b und 71c versehen, die je im Stromkreis eines der
Steuerventile 40a, 40b und 40 c liegen.
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Der eine Kontakt jedes Kontaktpaåres sitzt an dem Ende eines der Schwenkarme
72a, 72b und 72 c, deren anderes Ende gegen eine Nöckenscheibe 73 gedrückt wird,
die sich mit der Welle 14 dreht. Die Nockenscheibe 73 ist so geformt, daß die Kontakt-:
paare während jeder Umdrehung jeweils über einen Bereich von 50 bis 700 geschlossen
werden. Ist der Schalter 52 ebenfalls geschlossen, so wird das betreffende Steuerventil
betätigt, und es strömt Wasser zu der entsprechenden Hohlrippe. Die Nockenscheibe
73 ist mit der Trommelwelle 14 derart synchronisiert, daß das Wasser derjenigen
Hohlrippe zugeführt wird, die gegenüber der Stelle liegt, an der sich das Übergewicht
befindet. Zwischen dem Schließen eines Kontaktpaares und dem Öffnen des nicht sten
liegt ein Zwischenraum von 50 bis 70°. Der Grund dafür ist, daß der Schalter 52
im allgemeinen über fast 1800 der Umdrehung geschlossen wird, weil die Trommelwelle
14 auszuschlagen beginnt,. sobald das tJbergewicht die vertikale Ebene durch läuft,
die die Mittelachse der Welle enthält.
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Wenn die Stange 49 so weit zurückgedrückt wird, daß sich die Mutter
61 gegen die Blattfeder 63 anlegt, wird der normalerweise geschlossene Trimmschalter
66 geöffnet. Der Trimmschalter wirkt miteinem zweipoligen Relais 75 zusammen. Das
eine Ende 76 a der Relaiswicklung 76 ist mit einem Anschluß 77 a eines Zeitschalters
77 verbunden. Der andere Anschluß 77b des Zeitschalters ist mit der einen Seite
der Stromzuführung verbunden. Die Betätigung des Zeitschalters erfolgt mittels eines
Schwenkarms 78, der in Richtung auf die Schließstellung vorgespannt ist. Eine an
dem Schwenkarm 78 angeordnete Rolle liegt gegen eine Nockenscheibe 79 an, die den
Zeitschalter normalerweise offenhält, ihn jedoch während jeder Umdrehung über eine
kurze Strecke schließt.
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Das Ende 76a der Relaiswicklung 76 ist außerdem an dem einen Kontakt
80 des Kontaktpaares 80 und 81 angeschlossen, das mit der einen Kontaktbrücke 82
des Relais 75 zusammenwirkt. Der Kontakt 81 ist über den Trimmschalter 66 mit der
einen Seite der Stromzuführung verbunden.
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Die zweite Kontaktbrücke 83 des Relais 75 wirkt mit Kontakten 84
und 85 zusammen, von denen der eine über einen Schalter 95 mit dem Anlasser des
Extraktionsantriebmotors 28 und der andere mit der Stromzuführung verbunden ist.
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Wenn der Waschmotor ausgeschaltet und der Schleudermotor eingeschaltet
wird, fällt ein nicht dargestelltes Schleuderrelais ab und schließt seinen Kontakt
86. Der die Nockenscheibe 79 antreibende Motor 87 kann ständig umlaufen oder kann
durch Schließen des Kontakts 86 eingeschaltet werden.
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Wenn die Nockenscheibe 79 dann den Zeitschalter 77 schließt, wird
über den Kontakt 86 die Relaiswicklung 76 und den Zeitschalter 77 ein Stromkreis
geschlossen. Das Relais 75 zieht an. Über die Relaisbrücke 83 wird die eine Seite
des offenen Schalters
95 an Spannung gelegt. Die Kontaktbrücke 82
schließt einen Selbsthaltekreis, der vom Ende 76 a der Relaiswicklung 76 über den
normalerweise geschlossenen Trimmschalter 66 führt. Wenn sich die Nockenscheibe
79 weiterdreht und der Zeitschalter 77 öffnet, bleibt das Relais 75 über den Selbsthaltekreis
erregt. Wird nun der Schalter 95 geschlossen und dabei der Schleudermotor ausgeschaltet
sowie die Kupplung 27 ausgekuppelt, so kommt der Extraktionsantriebmotor 28 über
die Kontakte 84, 85 und den Schalter 95 unter Strom. Der Extraktionsantriebmotor
läuft, solange die Stange 49 nicht durch übermäßige Schwingungen weit genug ausgelenkt
und mittels der Mutter 61 und der Blattfeder 63 der Trimmschalter 66 geöffnet wird.
Öffnet der Trimmschalter 66, so fällt das Relais 75 ab und unterbricht den über
die Kontakte 84 und 85 führenden Speisestromkreis des Extraktionsantriebmotors.
Beim nächsten Schließen des Zeitschalters.
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77 durch die Nockenscheibe 79 wird das Relais 75 in der beschriebenen
Weise erneut erregt, und zwar zunächst über den Zeitschalter 77 und dann über die
Selbsthaltekontakte 80 und 81 sowie den jetzt wieder geschlossenen Trimmschalter
66. Der Extraktionsantriebmotor kommt wieder unter Strom. War die durch den Zeitschalter
77 vorgegebene Zeitspanne nicht ausreichend, um die übermäßige Schwingung abklingen
zu lassen, so wird der Trimmschalter 66 von neuem geöffnet. Dieses Arbeitsspiel
wiederholt sich so oft wie erforderlich.
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Ein Schalter 100 im Stromkreis der Steuerventile 40a, 40b und 40c
kann zusammen mit dem Schalter 95 betätigt werden, so daß die Steuerventile nur
geöffnet werden können, wenn die Waschmaschine mit der Extraktionsdrehzahl umläuft.
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Aus dem vorstehenden folgt, daß ein Trimmvorgang durch Abfallen des
Relais 75 und nicht durch Anziehen dieses Relais ausgelöst wird. Davon wird Gebrauch
gemacht, weil der Kontakt zwischen der Mutter 61 und der Blattfeder 63 sehr kurz
sein kann und Relais gegenüber einer kurzzeitigen Unterbrechung des Speisestroms
erheblich empfindlicher als gegenüber einem kurzzeitigen Speisestromimpuls sind.
Daher kann ein Öffnen des Trimmschalters 66 für eine Zeitspanne, die viel zu kurz
ist, um das Relais anziehen zu lassen, doch ausreichen, um das Relais abzuwerfen.
Die Trimmvorrichtung spricht infolgedessen bereits auf die ersten Ånzeichen einer
übermäßigen Schwingung an.