DE1916961A1 - Waschmaschinenantrieb - Google Patents

Waschmaschinenantrieb

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Description

Waschmaschinenantrieb
Die Erfindung bezieht sich auf einen Waschmaschinenantrieb mit einem Motor und einem Planetengetriebe, das von einer Schleuderdrehzahl auf eine Waschdrehzahl umschaltbar ist, wobei Teile des Getriebes durch eine Kupplungsvorrichtung gegeneinander odsr- gegenüber dem Gehäuse arretierbar sind, die axiale Andruckkräfte ausübt.
Bei einer Waschmaschine muß sich die Trommel während des Wascharbeitsganges langsamer und während des Schleuderarbeitsganges rascher drehen. Da die Verwendung zweier Motoren mit unterschiedlicher Ausgangsdrehzahl oder die Verwendung eines einzelnen, aber polumschaltbaren Motors in der Regel zu teuer ist, hat man zwischen einen Motor mit konstanter Drehzahl und die Waschmaschinentrommel ein umschaltbares Planetengetriebe angeordnet.
Ein solches Planetengetriebe besteht aus einem Sonnenrad, einem Satz Planetenrädern mit zugehörigem Träger und einem Außenring, die durch eine Verzahnung miteinander in Eingriff stehen. Die Antriebswelle ist mit dem Sonnenrad und die Abtriebswelle mit dem Träger der Planetenräder verbunden. Eine Kupplungsvorrichtung sorgt dafür, daß der Außenring zur Erzielung des Schleuderarbeitsganges mit der Antriebswelle gekuppelt und zur Erzielung des Wasoiiarbeltsganges am Gehäuse festgebremst wird.
Bei yiaea bekannten Waschmaschinenantrieb besteht άε.3 getriebeseltige E'";"7iiingselement aus einer Ringscheibe, di-r auf Zapfen am Außenring a::ial verschiebbar gehalten ist und durch sich am
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Außenring abstützende Kupplungsfedern gegen ein gehäusefestes Kupplungselement gedrückt wird. Zum Umschalten ist die Antriebswelle und ein mit ihr umlaufendes Kupplungsrad axial so weit verschiebbar, daß die Kupplungsscheibe mit diesem Kupplungsrad in Eingriff tritt und sich vom gehäusefesten Kupplungselement löst. Die auf den Außenring wirkenden axialen Kupplungskräfte werden von einem ersten Axiallager auf die Abtriebswelle und von einem zweiten Axiallager auf das Gehäuse übertragen. Dies führt zu einer erheblichen Baulänge. Außerdem ist der Antriet in der Herstellung teuer, hat einen hohen Verschleiß und arbeitet mit relativ starken Geräuschen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen billigen, geräuscharmen Waschmaschinenantrieb mit hoher Lebensdauer und axial kurzer Baulänge anzugeben.
Diese Aufgabe wird, ausgehend iron dem eingangs beschriebenen Waschmaschinenantrieb, dadurch gelöst, daß das Planetengetriebe als Reibradgetriebe ausgebildet ist und Mittel zur Verminderung bzw. Verhinderung der Übertragung der axialen Andruckkräfte auf die Reibradanordnung vorgesehen sind.
Ein Reibradgetriebe läßt sich wesentlich billiger herstellen als ein Zahnradgetriebe. Es arbeitet auch geräuschärmer· Dagegen ist es gegenüber einseitiger Belastung noch empfindlicher als ein Zahnradgetriebe. Wenn aber dafür gesorgtwird, daß das Reibradgetriebe im wesentlichen frei von jeglicher axialer Belastung ist, erzielt man eine außerordentlich große Lebensdauer. Außerdem braucht man das Getriebe nicht mit die axiale Baulänge vergrößernden Axiallagern su versehen.
Bei einer bevorzugten Ausfüb.rungsf©rm ist dafür gesorgt, daß zwei Satz Planetenräder vorgesehen sind, des äußeren Sats das getrielbesaltige Iwppluagselement angeordnet ist uad uer Außenring als Abtriebsorgan diento Eins fermelirang der Zahl der Planetsnräder spielt bsi einem Reibradgetriebe kostenmäßig nur ©in© imt-irgao^d.nate RoIIs1, Durch die Zuordnung der
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axial wirkenden Kupplung auf den äußeren Planetenradsatz wird der Außenring von den ümschaltaufgaben, zumindest aber von der Abbremsung am Gehäuse befreit; er kann daher immittelbar als Abtriebsorgan dienen. Dies erlaubt es, die Konstruktion der Abtriebsseite wesentlich zu vereinfachen. Insbesondere kann auf eine Abtriebswelle nebst zugehörigem Lager verzichtet werden, so daß sich eine äußerst kurze axiale Baulänge für das Planetengetriebe ergibt. Die Verwendung von zwei Planetenradsätzen führt auch zu einer stärkeren Untersetzung und damit zu einer höheren Schleuderdrehzahl und einem kleineren Antriebsmotor.
Der Angriffspunkt der Kupplungskräfte sollte mindestens einen Abstand von der Mittelachse haben, der gleich dem Abstand der äußeren Planetenräder ist. Je größer dieser Abstand, um so kleiner die Kupplungskräfte, die notwendig sind, um das Drehmoment des Motors zu übertragen oder um ihm entgegenzuwirken. Je kleiner aber die Kupplungskräfte, um so einfacher ist es, ihre Übertragung auf die Reibradanordnung zu verhindern.
Des weiteren kann der Motor einen Kurzschluß-Außenläufer aufweisen, und Teile der Kupplungsvorrichtung können in dem radial außerhalb des getriebeseitigen Statorwickelkopfs befindlichen Raum angeordnet sein. Durch die Ausnutzung dieses Raumes kann die unbedingt für die Kupplungsvorrichtung erforderliche axiale Baulänge äußerst klein gehalten werden, so daß Getriebe und Kupplungsvorrichtung zusammen nur wenig über den Motor axial vorzustehen brauchen.
Das Ziel, die Übertragung der axialen Andruckkräfte auf die Reibradanordnung zu verhindern, wird auf besonders zweckmäßige Weise erreicht durch die axiale Andruckkraft aufnehmende, vom Getriebe unabhängige Widerlager und durch eine zwischen getriebesei tiges Kupplungselement und zugehörige Reibradanordnung geschaltete, eine Axialbewegung aufnehmende Ausgleichsvorrichtung. So kann beispielsweise eine erste Kupplungsfeder, die sich einseitig am Gehäuse abstützt und das getriebe-
seitige Kupplungselement gegen ein gehäusefestes Widerlager drückt, verwendet werden. Eine andere Möglichkeit bietet eine zweite Kupplungsfeder, die sich einseitig am getriebeseitigen Kupplungselement abstützt und das mit letzterem zusammenwirkende Kupplungselement gegen ein Widerlager drückt, das mit dem getriebeseitigen Kupplungselement verbunden ist. In beiden Fällen wirkt die Kupplungskraft, ohne über die Reibradanordnung geführt zuwerden.
Zweckmäßig ist es hierbei, wenn das getriebeseitige Kupplungs-" element eine axial verschiebbare Ringscheibe ist, an der Lagerzapfen für die Planetenräder des äußeren Satzes fest angebracht sind, und wenn die Planetenräder mittels Rollenlager auf dem Zapfen gelagert sind. Die Planetenräder können dann auf den Rollenlagern eine axiale Ausgleichsbewegung vollführen.
Bei einer anderen Austührungsform ist das getriebeseitige Kupplungselement eine axial verschiebbare Ringscheibe, in der Lagerzapfen für die Planetenräder des äußeren Satzes axial verschiebbar gehalten sind, und die Planetenräder sind mittels Kugellager axial fest auf den Zapfen gelagert. Hierbei ist t ebenfalls eine Axialverschiebung zwischen Kupplungselement und Reibrädern möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das dem äußeren Planetenradsatz zugeordnete getriebeseitige Kupplungselement wahlweise mit einem drehfesten Kupplungselement oder mit einem mit dem Sonnenrad umlaufenden Kupplungselement in Eingriff bringbar ist.
Wenn die erste Kupplungsfeder stärker ist als die zweite Kupplungsfeder^ ihr entgegenwirkt und durch eine Betätigungsvorrichtung unwirksam gemacht werden kann, ist auf einfache Weise dafür gesorgt, daß in der einen Schaltstellung die sweite Kupplungsfeder die axiale Andruckkraft ausübt, während in der anderen Schaltstellung die Differenzkraft beider Federn
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- 5 zum Kuppeln ausgenutzt wird.
Bei einer besonders einfachen Ausführungsform ist das getriebeseitige Kupplungselement durch eine Ringscheibe und das zugehörige Widerlager durch den inneren Arm von an der Scheibe gelagerten, zweiarmigen, sich radial erstreckenden Kipphebeln gebildet, deren äußere Arme von der ersten Kupplungsfeder belastbar sind. Solange nur die zweite Kupplungsfeder wirkt, wird das umlaufende Kupplungselement zwischen dem inneren Arm und der Scheibe festgeklemmt. Wenn dagegen die stärkere erste Kupplungsfeder wirkt, wird dieser Kupplungseingriff gelöst. Des weiteren kann die erste Kupplungsfeder über ein Element der Betätigungsvorrichtung auf die äußeren Arme der Kipphebel wirken,und diese können unter Zwischenschaltung einer drehfest gehaltenen, axial verschiebbaren Lamelle gegen die Ringscheibe und damit letztere gegen das gehäusefeste Widerlager drücken. Auf diese Weise werden die Achsen des äußeren Planetenradsatzes stationär festgehalten.
Besonders empfehlenswert ist es, wenn die Kupplungsbetätigungsvorrichtung einen ringförmigen, zur Mittelachse konzentrischen Elektromagneten und als Betätigungselement einen axial verschiebbar gelagerten, ringförmigen Anker aufweist. Der Elektromagnet kann beispielsweise in dem freien Raum außerhalb der Wicklung des Innenstators untergebracht sein.
Die erste Kupplungsfeder kann eine zur Mittelachse konzentrische Schraubenfeder sein. Als zweite Kupplungsfeder kann eine Bandfeder verwendet werden. Des weiteren ist es möglich, daß die Kipphebel ein die Wirkung der ersten Kupplungsfeder unterstutzendes Zentrifugalgewicht an einem sich axial erstreckenden Arm tragen. Wenn das getriebeseitige Kupplungselement still steht, ist dieses Zentrifugalgewicht unwirksam, dreht sich dagegen das getriebeseitige Kupplungselement, so vird. die Kupplungskraft erhöht.
In weiterar Ausgestaltung der Erfindung können die miteinander
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in Eingriff stehenden Reibräder durch seitliche Begrenzungsflansche des jeweils einen Rades gegen Axialverschiebung gesichert sein» Hierbei genügen relativ schwache Flansche, da sie nur der axialen Führung dienen, nicht aber wesentliche Axialkräfte aufnehmen müssen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Waschmaschihenantriebs längs der Linie A-A in Fig. 2,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Waschmaschine nach der Linie B-B der Fig. 1 und
Fig. 5 einen Teillängsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist in einem Gehäuse 1 eine Antriebswelle 2 gelagert, die von einem im Raum 3 untergebrachten, nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Die Antriebswelle 2 trägt am vorderen Ende ein Planetengetriebe 4. Dieses besteht aus einem Sonnenrad 5, einem ersten Satz von Planetenrädern 6, einem zweiten Satz von Planetenrädern 7 und einem Außenring 8. Das Planetenrad 6 besitzt eine erste Stufe 9 größeren Durchmessers auf der Antriebsseite und eine zweite Stufe 10 kleineren Durchmessers auf der Abtriebsseite* Die Stufen 9 bilden Begrenzungsflansche, die ein seitliches Ausweichen des Planetenrades 7 verhindern.Begrenzungsflansche H am Sonnenrad 5 und Begrenzungsflansche 12 am Außenring 8 ver-
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hindern ein axiales Ausweichen der jeweils anliegenden Planetenräder, so daß der Außenring 8, der eine Nut 13 zur Aufnahme eines Abtrieb-Riemens aufweist, eine genau vorgegebene Axiallage mit Bezug auf das Sonnenrad 5 beibehält. Alle Räder sind als Reibräder ausgebildet.
Zum besseren Verständnis ist in Fig. 1 auf der unteren Hälfte das innere Planetenrad 6 fortgelassen. Das äußere Planetenrad 7 ist mittels Kugellager 14 auf einem Zapfen 15 gehalten, der fest in einen Trägerring 16 eingesetzt ist. Der Zapfen greift mit einer Verlängerung in die Aussparung 17 einer Ringscheibe 18, die als getriebeseitiges Kupplungselement dient. Die Aussparung 17 erlaubt eine axiale Relativbewegung zwischen dem Zapfen 15 und der Ringscheibe 18. Das Kugellager 14 erlaubt dagegen keine Axialverschiebung zwischen Zapfen 15 und Reibrad 7.
An der Ringscheibe 18 sind nach innen ragende Lappen 19 vorgesehen, die an einem Drehpunkt 20 einen zweiarmigen Kipp-r hebel 21 tragen. Eine Blattfeder 22 verschwenkt den Kipphebel derart, daß dessen innerer &^m. 13 g©gen die Ringscheibe 18 gedrückt wird. Dabei wird zwischen beiden Teilen unter Zwischenlage von Reibbelägen eine Scheibe 24 festgeklemmt, die drehfest auf der Antriebswelle 2 befestigt ist und als umlaufendes Kupplungselement dient.
Das Gehäuse trägt einen Fortsatz 25, der stirnseitig ein Widerlager 26 aufweist und außerdem einen in Nuten 27 geführten Lamellenring 28 trägt. Eine konzentrisch zur Welle 2 angeordnete Feder 29» die stärker ist als die Feder 19» wirkt auf einen ringförmigen Anker 30 eines ebenfalls konzentrisch angeordneten, ringförmigen Elektromagneten 31. Der Anker 1st mit Hilfe von Stiften 32 axial geführt. In Fig. 1 ist der Anker 30 durch den Elektromagneten 31 angezogen. Fehlt die Magnetkraft der Kupplungsfeder 29, so drückt diese den Anker 30 nach rechts, wobei dieser den radial äußeren Arm 33 des Kipphebels 21 unter Zwischenlage von Reibbelägen gegen die
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Lamelle 28 und weiter den äußeren Umfang der Ringscheibe 18 gegen das gehäusefeste Widerlager 26 drückt. Gleichzeitig wird durch die Kippbewegung des Hebels 21 der innere Arm 23 von der umlaufenden Scheibe 24 abgehoben.
Daraus ergibt sich, daß bei Entregung des Magneten 31 die Ringscheibe 18 bis zum Stillstand abgebremst wird, wobei an dem Außenring 8 eine langsame Drehzahl (Wascharbeitsgang) abgenommen werden kann. Bei erregtem Magneten 31 dagegen wird die Ringscheibe 18 von der umlaufenden Scheibe 24 mitgenommen, so daß sich der Außenring 8 mit der Drehzahl der Antriebswelle 2 dreht (Schleuderarbeitsgang).
Sowohl die Kraft der ersten, stärkeren Kupplungsfeder 29 als auch die Kraft der schwächeren zweiten Kupplungsfeder 22 wirkt nur zwischen Teilen der Kupplungsvorrichtung, nämlich die Feder 29 zwischen dem Gehäuse 1 und dem gehäusefesten Widerlager 26 und die Feder 19 zwischen der Ringscheibe 18 und dem inneren Arm 23 des Kipphebels 21„ Infolgedessen werden keinerlei Axialkräfte auf das Reibradgetriebe übertragen. Eine geringe Axialverschiebung der Ringscheibe 18 ist möglich, weil die Aussparungen 17 längs der Zapfen 15 gleiten können.
Um die Zeichnung nicht zu überladen, ist in Fig. 2 lediglieh für den oberen Kipphebel 21 gestrichelt der Verlauf eingezeichnet.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind für gleiche oder gleichwertige Teile auch dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2 verwendet worden. Nachstehend werden daher nur diejenigen Teile erläutert, die von dem vorangehenden Ausführungsbeispiel abweichen.
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Die als getriebeseitiges Kupplungselement dienende Ringscheibe 35 trägt unmittelbar und axial fest Lagerzapfen 36, auf denen mittels Nadellager 37 die äußeren Planetenräder 7 gehalten sind. Infolge des Nadellagers kann der Zapfen 36 in dem Reibrad 7 axial hin und her bewegt werden. Die als umlaufendes Kupplungselement dienende Scheibe 38 ist mittels einer Verzahnung 39 auf der Antriebswelle 2 drehfest gehalten, so daß sie eine axiale Bewegungsfreiheit ha t.
Zur Betätigung ist ein ringförmiger Elektromagnet 40 vorgesehen, dem ein ringförmiger Anker 41 zugeordnet ist, der in einer nicht veranschaulichten gehäusefesten Führung drehfest gelagert, aber axial verschiebbar ist. Unter dem Einfluß einer ersten Feder 43 wird der Anker, wenn der Magnet 40 nicht erregt ist, gegen den oberen Arm 43 des Kipphebels 21, dieser gegen die Lamelle 28 und weiter die Ringscheibe 35 gegen das gehäusefeste Widerlager 26 gedrückt. Als zweite Kupplungsfeder dient eine Schraubenfeder 44. Der Kipphebel 21 trägt ferner an einem sich axial erstreckenden Arm ein Zentrifugalgewicht 45, das bei Drehung der Ringscheibe 35 die Wirkung der Feder 44 unterstützt.
Der Motor besitzt einen innen liegenden Stator 46 und einen außen liegenden Kurzschlußläufer 47. Das Gehäuse 1 springt außerhalb des Statorwickelkopfs 48 etwas zurück, um so Platz für den Betätigungsmagneten 40 der Kupplungsvorrichtung zu schaffen.

Claims (18)

- ίο - Patentansprüche
1. Waschmaschinenantrieb mit einem Motor und einem Planetengetriebe, das von einer Schleuderdrehzahi auf eine Waschdrehzahl umschaltbar ist, wobei Teile des Getriebes durch eine Kupplungsvorrichtung gegeneinander oder gegenüber dem Gehäuse arretierbar sind, die axiale Andruckkräfte ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe als Reibradgetriebe (5-8) ausgebildet ist und Mittel (23, 26; 15, 17; 36, 37) zur Verminderung bzw. Verhinderung der Übertragung der axialen Andruckkräfte auf die Reibradanordnung vorgesehen sind.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Satz Planetenräder (6, 7) vorgesehen sind, dem äußeren Satz (7) das getriebeseitige Kupplungselement (18; 35) zugeordnet ist und der Außenring (8) als Abtriebsorgan dient.
3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffspunkt der Kupplungskräfte mindestens einen Abstand von der Mittelachse hat, der gleich dem Abstand der äußeren Planetenräder (7) ist.
4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor einen Kurzschluß-Außenläufer (47) aufweist und Teile (40, 43) der Kupplungsvorrichtung in dem radial außerhalb des getriebeseitigen Statorwickelkopfes (48) befindlichen Raum angeordnet sind.
5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die axiale Andruckkraft aufnehmende, vom Getriebe unabhängige Widerlager (23, 26) und durch eine zwischen getriebeseitiges Kupplungselement (18; 35) und zugehöriger Reibradanordnung (7) geschaltete, eine Axialbewegung aufnehmende Auagleichsvorrichtung (15, 17J 36, 37).
6. Antrieb nach Anspruch '5, gekennzeichnet durch eine erste Kupplungsfeder (29; 43), die sich einseitig am Gehäuse (1) abstützt und das getriebeseitige Kupplungselement (18;35) gegen ein gehäusefestes Widerlager (26) drückt.
7. Antrieb nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine zweite Kupplungsfeder (22; 44), die sich einseitig am getriebesei tigen Kupplungselement (18; 35) abstützt und das mit letzterem zusammenwirkende Kupplungselement (E4; 38) gegen ein Widerlager (23) drückt, das mit dem getriebeseitigen Kupplungselement verbunden ist.
8. Antrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebeseitige Kupplungselement eine axial verschiebbare Ringscheibe (35) ist, an der Lagerzapfen (36) für die Planetenräder (7) des äußeren Satzes fest angebracht sind, und daß die Planetenräder mittels Rollenlager (37) auf dem Zapfen gelagert sind.
9. Antrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebeseitige Kupplungselement eine axial verschiebbare Ringscheibe (18) ist, in der Lagerzapfen (15) für die Planetenräder (7) des äußeren Satzes axial verschiebbar gehalten sind, und daß die Planetenräder mittels Kugellager (14) axial fest auf den Zapfen gelagert sind.
10. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das dem äußeren Planetenradsatz zugeordnete getriebeseitige Kupplungselement (18; 35) wahlweise mit einem drehfesten Kupplungselement (26, 28) oder mit einem mit dem Sonnenrad umlaufenden Kupplungselement (24; 38) in Eingriff bringbar ist.
11. Antrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplungsfeder (29J 43) stärker
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ist als die zweite Kupplungsfeder (22; 44), ihr entgegenwirkt und durch eine Betätigungsvorrichtung (30, 31; 40, 41) unwirksam zu machen ist.
12. Antrieb nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebeseitige Kupplungselement durch eine Ringscheibe (18; 35) und das zugehörige Widerlager durch den inneren Arm (23) von an der Scheibe gelagerten, zweiarmigen, sich radial erstreckenden Kipphebeln (21) gebildet ist, deren äußere Arme (33) von der ersten Kupplungsfeder (29; 43) belastbar sind.
13. Antrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplungsfeder (29; 43) über ein Element (30; 41) der Betätigungsvorrichtung auf die äußeren Arme (33) der Kipphebel (21) wirkt und diese unter Zwischenschaltung einer drehfest gehaltenen, axial verschiebbaren Lamelle (28) gegen die Ringscheibe (18; 35) und damit letztere gegen das gehäusefeste Widerlager (26) drückt.
14. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsbetätigungsvorrichtung einen ringförmigen, zur Mittelachse konzentrischen Elektromagneten
(31) und als Betätigungselement einen axial verschiebbar gelagerten, ringförmigen Anker (30) aufweist.
15. Antrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplungsfeder (29) eine zur Mittelachse konzentrische Schraubenfeder ist.
16. Antrieb nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplungsfeder (22) durch Bandfedern gebildet ist.
17. Antrieb nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kipphebel (21) ein die Wirkung der ersten Kupplungsfeder (44) unterstützendes Zentrifugalgewicht (45) an einem sich axial erstreckenden Arm tragen.
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18. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander in Eingriff stehenden keibräuer (5 - 8) durch seitliche Begrenzungsflansche (1J, II, 12) des jeweils einen Rades gegen Axialverschiebung gesichert sind.
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