Fig. 'i zeigt einen Schnitt durch ein Wasehmaschinengetriebe, bei
dem ein 2-4-&poliger Motor zum Antrieb der Trommel angewendet ist. Der Motor
ist mit
1 bezeichnet. Mit 2 ist die Wäschetrommel
bezeichnet.
Das aus Motor 1, Getriebetrommel 2 und Laugenbehäl ter 4 bestehende Waschaggregat
ist mit Hilfe von in den Figuren nicht dargestellten Federn elastisch im Gehäuse
abgestützt und gegebenenfalls mit entsprechenden zusätzlichen Stoßdämpfern versehen,
um die durch die ungleichmäßige Wäscheverteilung bedingten Stöße aufzufangen, so
daß man eine Waschmaschine hat, die ohne Bodenbefestigung in der Etagenwohnung aufgestellt
werden kann. Die Übertragung des Drehmoments von der Motorwelle 5 auf die Trommelwelle
6 erfolgt mit Hilfe eines durch Fliehkraftwirkung verstellbaren doppelten Keilriemenverstellgetriebes.
Dazu gehört eine der Motorwelle 5 zugeordnete verstellbare Keilriemenscheibe, die
aus einem axial verstellbaren Teil 7 und einem relativ dazu axial verstellbaren
Teil 8 besteht. Die beiden Scheibenteile 7 und 8 arbeiten mit einer Keilriemen 9
zusammen, der eine innere Verzahnung 10 aufweist. Diese Verzahnung entspricht den
Zähnen 11, welche auf dem mit der Welle 5 starr verbundenen Körper 12 vorgesehen
sind. In der dem Waschgang entsprechenden Betriebslage des Keilriemens 9 sind diese
Zähre 10 des Riemens und des Körpers 12 miteinander in Eingriff. Mit 13 ist eine
Zwischenwelle bezeichnet, auf der die Hülse 14 drehbar gelagert ist. Mit dieser
Hülse sind die
sch e ben |
beider Keilrieme3teile 15 und 16 starr verbunden. Die Hülse
14 |
besitzt eine Verzahnung 17, so daß das mit einer entsprechenden Verzahnung versehene
Keilriemenecheibenteil 18 in dieser Verzahnung hin und her gleiten. kann. Auf-der
Trommelwelle 6 ist eine Hülse 21 starr befestigt, mit der die Keilriemenscheibe
22 verbunden ist. Damit zusammen arbeitet eine axial verstellbare Keilriemenscheibe
23. Mit 24 ist eine Gegendruckfeder beZeichnet.
Diese Gegendruckfeder
wirkt so, daß sie die Scheibe 23 in Richtung des Ff eils 25 zu bewegen versucht.
Mit 26 ist der innen verzahnte Keilriemen bezeichnet, welcher zwischen der Zwischenwelle
13 und der Tr ommelwelle 6 arbeitet.
verstell |
Die automatische Umschaltung des DoppelkeilriemeLIoetriebes
von |
der mit W bezeichneten Betriebslage, die dem Waschgang entspricht, auf die mit S
bezeichnete, die den Schleudergängen entspricht, erfolgt mit Hilfe von Fliehgewichten
27, von denen beispielsweise sechs gleichmäßig auf dem Umfang verteilt angeordnet
sind. Die Fliehgewichte werden in einem Käfig 28 gehalten. In der Waschstellung
arbeiten die Fliehgewichte mit dem in der Fig. 1 eingetragenen Schwerpunktradius
rW. Die Gewichte bewegen sich beim Erreichen der Ansprechdrehzahl des Reglers radial
nach außen hin und schieben unter Wirkung der Führungsflächen 29,30 das bewegliche
Keilriemenscheibenteil 8 aus der nage W in die gestrichelt eingezeichnete Betriebslage
S, wobei die Keilriemen 9 und 26 gegen die Wirkung der Feder 24 in Richtung auf
die Trommel 2 unter gleichzeitiger Verstellung der beweglichen Teile 18,19 und 23
der Keilriemenscheiben gedrückt werden. In der den Schleudergängen entsprechenden
Lage arbeitet der Regler mit dem Schwerpunktradius r S. Bei der Rückstellf eder
24, die mit diesem Fliehkraftverstellgetriebe zusammenwirkt, ist der Federweg a
und der zugeordnete Verlauf der Federkraft F aufgetragen, so daß sich also eine
Federkraft 2S in der den Schleudergängen zugeordneten Stellung und eine Federkraft
1-1., in der der. ': _:_ci:gng zugeordneten Stellung ergibt.
In
der Ansicht des Getriebes, die in Fig. 2 dargestellt ist, kann man erkennen, wie
sich die wirksamen Riemenscheibendurch-
verstell |
.=nesser des Doppelkeilriemetlgetriebes von der strichpunktiert |
eingezeichneten Waschgangstellung zu der gestrichelt eingezeichneten Schleudergangstellung
ändern. In dieser Figur ist mit a bis d der mittlere Keilriemendurchmesser beim
Waschgang und mit A bis D der mittlere Keilriemendurchmesser beim Schleudergang
bezeichnet. Das dargestellte Getriebe ermöglicht es somit, bei Einschaltung des
6poligen Betriebes die für den Waschbetrieb geeignete verhältnismäßig niedrige Trommeldrehzahl
von 60 U/min einzustellen, während durch die Umschaltung des Motors auf den 4poligen
Betrieb eine für die gleichmäßige Wäscheverteilung geeignete Trommeldrehzahl von
90 U/min gefahren werden kann. Die Drehzahlverhältnisse am Regler , d.h. an der
Motorwelle NR einerseits und an der Trommelwelle NT andererseits sind in dem in
Fig. 7 dargestellten Diagramm eingezeichnet. Der Bereich A entspricht dem Waschgang,
im Bereich B erfolgt die gleichmäßige Wäscheverteilung, der Bereich 0 zeigt den
Verlauf der Drehzahlen beim Übergang zum Schleudermund im Bereich D sind schließlich
die beiden mit dieser Anordnung möglichen Schleudergänge dargestellt. Mit Na ist
die Ansprechdrehzahl des Reglers bezeichnet. Der Betrieb geht folgendermaßen vor
sich. Beim Waschgang wird der Motor 6polig geschaltet. Für die gleichmäßige Wäscheverteilung
erfolgt im Zeitpunkt to die Umschaltung auf 4poligen Betrieb. Für den Ubergang zum
Schleudern wird im. Zeitpunkt t3 eine Umschaltung auf 2polig-
_., |
Betrieb vorgenommen. Die Reglerdrehzahl teigt demwnp:chc@nd |
bis zum AnspreehWert 'äa an und sinkt dang @#>. #w#u d.@@.m
Wert |
von etwa 1000 Umdrehungen ab, also bid unterhalb der Motordrehzahl,
welche sich bei 4poligem Betrieb ergibt. Im Zeitpunkt t3 wird nun, sofern der Betrieb
für mäßiges Schleudern auf der Linie MS gefahren werden soll, eine Umschaltung auf
4poligen Betrieb durchgeführt. Diese Umschaltung kann beispielsweise in Abhängigkeit
vor. der Stellung eines beweglichen Getriebeteils, beispielsweise von der Stellung
des Teils 23 des Getrieben, erfolgen. Will man hochtourig schleudern, so bleibt
der Motor 2polig geschaltet,und die Motordrehzahl steigt längs der Linie S bis zum
vorgesehenen Höchstwert an. In der Figur ist mit NT die Trommeldrehzahl bezeichnet,
wobei im Bereich D die Kurve für mäßiges Schleudern im 4Poligen Betrieb des Motors
bis zu einen Drehzahlendwert von etwa 600 ansteigt, während die Kurve für hochtouriges
Schleudern bis zu dem gewünschten Lrehzahlendwert von 1200 steigt. Ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem für den Trommelantrieb einer Trommelwaschmaschine ein 2-4poliger
Motor in Verbindung mit einem zweigängigen Schaltgetriebe und das stetig regelbare
Keilriemenverstellgetriebe angewendet ist, zeigt Fig. 3. Mit 41 ist der Stator,
mit 42 der Rotor dieses antreibenden Elektromotors bezeichnet. Der Rotor 42 ist
fliegend in den beiden Lagern 43,44 gelagert, die in dem antriebsseitigen Lagerschild
45 angeordnet sind. Mit 46 ist die Motorwelle bezeichnet, die Antriebskraft wird
vom Motor auf die Trommelwelle 47 mit Hilfe eines stetig regelbaren Kellriemenverstellgetrieces
übertragen. Zu diesen Keilriemenverstellgetriebe gehört auf der antrieboseitigen
Vlelle 46 ein drehbar damit verbundenes,
in axialer Richtung feststehendes
Keilriemenscheibenteil 48 und ein relativ dazu axial verstellbares Keilriemenscheibenteil
49. Auf der Trommelwelle 47 ist ein entsprechendes Keilriemenscheibenteil 50, das
in axialer Richtung festgelegt und starr mit der Welle 47 verbunden ist, vorgesehen,
während ein zweites Keilriemenscheibenteil 51 axial verschiebbar auf dem Teil 50
angeordnet ist. Mit 52 ist eine Druckfeder bezeichnet, die beim selbsttätigen stetigen
Regeln des Getriebes für die gewünschte stetige Verstellung des Teils 51 relativ
zum Teil 50 sorgt. Durch die Teile 48 und 49 bzw. 50 und 51 ist die motorseitige
bzw. trommelseitige Keilriemenscheibe gebildet. Mit diesen beiden regelbaren Keilriemenscheiben
arbeitet ein Keilriemen 53 zusammen. Dieser steht im unteren Drehzahlbereich in
der mit U bezeichneten Endlage, während er im oberen Drehzahlbereich die mit 0 bezeichnete
Endlage einnimmt. Beim Regelvorgang @uft der Keilriemen 53 mit seinen seitlich abgeschrägten
Arbeitsflächen 54 und 55 auf den zugeordneten schrägen Flächen 56 bis 59 der Keilriemenscheibe.
Auf der parallel zur Antriebewelle laufenden Innenseite des Riemens sind Zähne 60
angeordnet, die nit entsprechenden Zähnen des Scheibenteils 40 zusammenarbeiten.,
wenn der Riemen in der mit U bezeichneten Endlage läuft. Als zweistufiges mechanisches
Schaltgetriebe dient ein Planetenradgetriebe, dessen Räder 63 innen auf einem schräg
verzahnten Teil 64 der Motorwelle 46 und außen auf einem schräg verzahnten Teil
einer Kupplungehelfte 65 laufen. Der Teil 65 trägt stirnseitig ein Ankerblech 77,
das mit einem elektromagnetisch erregbaren,
als zweite Kupplungshälfte
ausgebildeten Magnettopf 66 zusammenarbeitet. Mit 67 ist die Erregerspule des Magneten
bezeichnet. Der Rand des Magnettopfes weist, wie Fig. 4 erkennen läßt, gleichmäßig
verteilt mehrere Aussparungen 68 auf, die mit auf dem Teil 65 vorgesehenen zylindrischen
Butzen 69 als Kupplung zusammenarbeiten. Die Räder 63 des Planetenradgetriebes sind
in einen Träger 70 gelagert, der seinerseits starr mit dem Teil 48 verbunden ist.
Infolge der Schrägverzahnung 64 der Motorwelle 46 wird die Kupplungehälfte 65 zusammen
mit den Planetenrädern bei einer bestimmten Motordrehrichtung nach rechts gedrückt,
so das die Kupplungsteile 68,69 einrasten. In dieser Stellung ist das Planetenradgetriebe
63 so eingeschaltet, das die Riemenscheiben 48, 49 entsprechend der unteren Drehzahl
über das Getriebe 63 angetrieben werden. Wenn beim Reversieren während des Waschganges
die andere Drehrichtung eingeschaltet ist, wird durch den beim Waschgang dauernd
eingeschalteten Elektromagneten 67 die Kupplung 68,69 wirksam. gehalten, so das
das Getriebe in der gewünschten Stellung weiterarbeitet. Beim Übergang zum Schleudern,
das in der zuletzt erwähnten Drehrichtung durchgeführt wird, wird die Spule 67 abgeschaltet,
9o das nunmehr der Teil 65 nach linke wandert und die Kupplung 68,69 gelöst wird.
Damit beginnt jetzt die Kupplungshälfte 65 des Rädergetriebes 63 umzulaufen. Der
Kupplungsteil 65 bildet auf der vom Magneten 66,67 abgewendeten Stirnseite eine
mit Sägezähnen ausgeführte Kupplungshälfte 74, die mit einer dazu passenden ringförmigen
Kupplungshälfte 75 zusammenarbeitet. Die Kupplungshälfte 75 nimmt eine Lamellenkupplung
auf,
welche dazu dient, das vom Kupplungsteil 65 auf den in axiäler Richtung feststehenden
Planetenradträger 70 übertragene Drehmoment zu begrenzen. Zur vorspannung der Lamellenkupplung
ist eine axiale Feder 76 vorgesehen, der Antrieb erfolgt also jetzt von der Motorwelle
46 über den Zahneingriff mit den Planetenrädern 63 auf die Teilegruppe 48,49,65,70,75,
die
r
in dieser Schaltstellung eine kinematische Einheit bildet. Treten jedoch,
wie z.B. beim Umschelten durch Schaltstöße, größere Drehmomente auf , so rutscht
die Lamellenkupplung und dämpft diese Stöße. Das durch die Lamellankupplung übertragbare
Drehmoment wird durch die Feder 76 zu einem Teil gebildet und verstärkt durch den
Axialschub, der durch das Motordrehmoment infolge der Schrägverzahnung auf Teil
65 und von diesem über die Sägeverzahnung auf Teil 75 und von diesem auf die Damellen
ausgeübt wird. Dementsprechend ergibt sich eine Drehzahlsteigerung. Diese Drehzahlsteigerung
hat zur Folge, daß sechs Flehgewichte 71, die am Umfang der Welle gleichmäßig verteilt
angeordnet sind, wirksam werden. Diese Fliehgerichte arbeiten mit Führungen 72,73
zusammen. Die Führung 72 ist durch eine Führungsfläche gebildet, die im Teil 9 vorgesehen
ist, während die Führung 73 durch eine Fläche gebildet wird, die im Planetenradträger
70 angeordnet ist. Die Fliehgewichte 79 drücken den axial verstellbaren Teil 57
nach lins gegen die Wirkung der Druckfeder 52; in dem Maße also, wie das Motordrahmoment
in der Zage ist, den Gegendruck der Feder 52 zu überwinden,
verstellt sich das Keilriemenverstellgetriebe stetig aue
C-- |
Stellung. U in Richtung auf die Stellung 0 hi"(1-, sich eine |
stetige Drehzahletezgerung bis zu der eda@.@sc@$en Sühleuder- |
drehzahl ergibt. Beim dargestellten Getriebe kann man durch die
Mittel der Polumschaltung, des 2-4poligen Motors, des zweigängigen Schaltgetriebes
und der Fliehkraftverstellung ein Getriebe mit vier stabilen willkürlich einstellbaren
Drehzahlen erzielen. Die Waschdrehzahl (ca. 50 bis 60 U/min) ergibt sich bei 4poligem
Motorbetrieb, wenn das Schaltgetriebe in der langsamen Stufe und das Verstellgetriebe
in großer Untersetzung arbeitet. Die Wäscheverteilurgsdrehzahl (ca. 100 bis 120
U/min) ergibt sich, wenn man den Motor 2polig, das Schaltgetriebe in langsamer Stufe
und das Verstellgetriebe in großer Untersetzung arbeiten läßt. Eine mäßige Schleuderdrehzahl
(ca. 600 U/min) hat man, wenn man den Motor 4polig und das Schaltgetriebe in schneller
Stufe arbeiten läßt, wobei das Verstellgetriebe nunmehr durch Ansprechen des Fliehkraftreglers
kontinuierlich zu kleiner Untersetzung übergeht. Die normale Schleuderdrehzahl (ca.
1200 U/min) ergibt sich, wenn man den Motor 2polig und das Schaltgetriebe in schneller
Stufe arbeiten läßt, wobei das Veretellgetriebe anspricht und kontinuierlich zu
kleiner Untersetzung übergeht. Die Fig. 5 zeigt schematisch als Ausführungsbeispiel
der Erfindung eine Anordnung, die durch Verwendung einer besonderen Sperre am drehzahlabhängigen
Regler eine Blockierung beim Umechalten vom Wasch- auf Schleudergang erzielen kann.
Diene Figur enthält nur die für die Blockiervorrichtung wesentlichen Teile. Mit
81 ist ein 2-4poliger Antriebsmotor bezeichnet. Auf der Motorwelle 82 ist die Hülse
83 starr befestigt, auf der ebenfalls etsrr befestigt die Keilriemenscheibenhälfte
84 sitzt.
Mit 85 ist eine relativ dazu axial verstellbare Keilriemenscheibenhälfte
bezeichnet. Mit den beiden Keilriemenscheibenhälften 84 und 85 arbeitet der Keilriemen
86 zusammen. Die axial bewegliche Keilriemenscheibe 85 bildet eine Büchse, die auf
der linken Seite eine Bohrung 87 aufweist. Durch diese Bohrung ragt ein Stift 88
hindurch, der innerhalb der durch die Keilriemenscheibe 85 gebildeten Hülse 89 einen
größeren Durchmesser im Teil 90 hat und auf diese Weise einen Anschlag an der Bohrung
87 bildet. Der Stift 88,90 ist am rechten Ende als Kugel 91 ausgeführt, die Drehbewegungen
des Stiftes um den Kugelmittelpunkt in der Hülse 83 erlaubt. In der dargestellten
Betriebslage ist die durch den Stift 88,90 und die Hülse 89 gebildete Sperre wirksam,
so daß die Fliehgewichte 92,welche bei überschreiten der Ansprechdrehzahl des Reglers
die Tendenz haben, den Teil 85,89 in Richtung auf den Motor hin zu bewegen, nicht
zur Wirkung kommen können. Den Stift 88, der aus der Bohrung 87 herausragt,ist eine
Verstellstange 93 mit einer entsprechenden Bohrung 94 zugeordnet. Diese Stange kann
durch einen Magnetantrieb 95 derart verstellt werden, daß die Achse des Stiftes
88 in Richtung der Motorwelle zu liegen kommt. Durch eine solche Entriegelungsbewegung
des Stiftes 88,90 wird die mechanische Sperre freigegeben, so daß die Keilriemenscheibenhälfte
85 ihre Vorstellbewegung in Richtung des Pfeils 96 durchführen kann. Die für einen
solchen Antrieb charakteristischen Drehzahlkurven sind in Fig. 8 dargestellt. tlhblich
der Pig. 7 zeigt Fig. 8 im oberen Bereich die Regler- bzw. Motordrehzahl N, und
im unteren
Bereich die Trommeldrehzahl NT. Mit Na ist auch in diesem
Falle die Ansprechgrenze des Fliehkraftverstellgetriebes bezeichnet. Auch in diesem
Falle kann man durch die Verwendung des zweifachpolumschaltbaren Motors in Verbindung
mit der mechanischen Sperre vier stabile Betriebsdrehzahlen der Trommel einstellen,
die der Waschdrehzahl (Bereich A), der Wäscheverteilungsdrehzahl (Bereich B) und
den beiden gewünschten Schleuderdrehzahlen für mäßiges Schleudern und für hochtouriges
Schleudern (Bereich D) zugeordnet sind. Eine Ausführungsform der Erfindung mit einem
zweifach-polumschaltbaren Motor und einem Fliehkraftschalter zeigt schematisch die
Fig. 6. Soweit die Einzelteile mit denen in Fig. 5 übereinstimmen, sind die gleichen
Bezugszeichen verwendet. Mit der Motorwelle 82 iot eire an sich bekannte dreiteilige
Fliehgewichtsanordnung 101, die mit Federrückstellung arbeitat, verbunden, so daß
diese mit der Motordrehzanl umläuft. Diese dreiteilige Fliehgewichtanordnung entspricht
der an sich bekannten Ausführungsform, die für die Hilfsphasenschaltung bei Einphasenmotoren
verwendet wird. Bei Auslenkung der Fliehgewichtanordnung nach außen, die bei Überschreiten
der Ansprechdrehzahl auftritt, wird unter Verwendung der Schaltgabel 102 ein Kontakt
103 geöffnet, der beispielsweise im Motorstromkreis liegt. Das Öffnen dieses Kontaktes
103 hat also beispielsweise zur Folge, daß der Motor jeweils so lange ausgeschaltet
wird, bis die Drehzahl wieder entsprechend absinkt und die dreiteilige Fliehgewi
chtarordnüng mit Hilfe der Gabel im Sinne des Kontaktschließens zurückgestellt wird.
Bei dieser in fig. 6 dargestellten
Anordnung ergibt sich eine Drehzahlcharakteristik
für die Regeldrehzahl NR und die Trommeldrehzahl N T, wie sie in Fig. 9 dargestellt
ist. Auch in diesem Fa1le hat man, wie dieses Schaubild erkennen läßt, die Möglichkeit,
vier stabile Trommeldrehzahlen entsprechend den gewünscht@n vier Betriebszuständen
einzuschalten. Wenn man für den Antrieb einen zweifach-polumschaltbaren Motor, z.B.
einen 2-4poligen Motor anwendet, wobei die hohe Polzahl für das Waschen und die
niedrige Polzahl für das Schleudern bestimmt ist, kann man auch Zwischendrehzahlen
durch die von einem besonderen Generator zu erzeugende Wechselstromfrequenz von
70 bis 80 Hz bei 4poligem Motorbetrieb bzw. durch die Wechseistromfrequenz von 35
bis 40 Hz bei 2poligem Motorbetrieb einstellen, wobei der drehzahlabhängige Regler
dann so eingestellt und ausgebildet ist, daß er erst bei Umschaltung auf den 50
Hz/2poligen Betrieb wirksam wird. Ein Schaubild für die Drehzahlkurven einer solchen
mit Frequenzänderungen arbeitenden Anordnung zeigt Fig. 10. Im Waschgang, Abschnitt
A, wird hier mit 50 Hz im 4poligen Betrieb gearbeitet. Für die gleichmäßige Wäscheverteilung
(Abschnitt B) wird auf 75 Hz im 4poligen Betrieb umgeschaltet. Für den Übergang
auf den Schleuderbetrieb erfolgt im Abschnitt C die Umschaltung auf 50 Hz/2poligen
Betrieb, und für das Schleudern selbst wird dann je nachdem, ob man den mäßigen
Schleudergang wünscht, mit 50 HZ/4polig, oder, falls man hochtourigen Schleudergang
wünscht, mit 50 Hz/2polig gefahren.