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Keilriemen-Verstellgetriebe, insbesondere für den Antrieb eines Waschautomaten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Keilriemenverstellgetriebe, insbesondere für
den Antrieb eines Waschautomaten, mit einer fliehkraftabhängigen Verstelleinrichtung
zur Erzielung mehrerer Drehzahlstufen, mit die Fliehgewichte haltenden und durch
diese gegeneinander in Achsrichtung verschiebbaren Kammerhälften.
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Bei einem bekannten Keilriemenverstellgetriebe der oben genannten
Art (schweizerische Patentschrift 400 075, Fig.6) ist für den Antrieb eines Waschautomaten
ein polumschaltbarer Antriebsmotor für den Waschautomaten vorgesehen, bei dem durch
Einschalten der niederpoligen Drehzahl die Fliehgewichte die beiden Kammerhälften
gegeneinander verschieben und somit eine weitere flbersetzung ins Schnelle bewirken.
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Mit diesem Keilriemenverstellgetriebe sind somit lediglich zwei feste
Drehzahlen, die eine für den Waschbetrieb und die andere für den Schleuderbetrieb,
vorhanden, wobei lediglich für den Schleuderbetrieb eine Verstellung des Keilriemengetriebes
durch die Fliehgewichte bewirkt wird. Diese zwei Drehzahlen reichen jedoch häufig
bei Betrieb eines Waschautomaten nicht aus, so daß eine weitere Drehzahl geschaffen
werden muß, die als Zwischen-~#chleuder-Drehzahl angesprochen werden kann.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Keilriemenverstellgetriebe
zu schaffen, das es mit einfachen Mitteln ermöglicht, bei ein und derselben Antriebsdrehzahl
mehrere Abtriebsdrehzahl@n einstellen zu können, ohne daß zusätzliche Schaitgetrieb
vorgesehen werden müssen. Auch sollen zusätzliche,von ,lUß auf die Keilriemenscheiben
einwirkende Verste Llmi ttel, die einen zusätzlichen Leistungsbedarf benötigen,
entfallen können.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Keilriemenverstellgetriebe
der oben genannten Art auf einfache Weise dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung zur
Verhinderung der Relativverschiebung der in der der kleineren Drehzahl entsprechenden
Lage befindlichen Kammerhälften vorgesehen ist, die durch eine Relativdrehung der
Kammerhälften gegeneinander aufhebbar ist.
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Hierdurch ist es möglich, mit einem Antriebsmotor mit lediglich einer
Antriebsdrehzahl, praktisch nur durch kurzzeitige Umkehr der Drehmomentenrichtung,
was durch kurzzeitiges Abschalten des Antriebsmotors erreicht werden kann, zwei
Drehzahlstufen einstellen zu können. Eine vorteilhafte Ausbildung dieser erfindungsgemäßen
Vorrichtung besteht darin, daß die Vorrichtung aus die Kammerhälften bei unverdrehten
Kammerhälften in bestimmtem Abstand haltenden Verriegelungsmitteln besteht. Diese
Verriegelung kann beispielsweise durch in entsprechende Ausnehmungen der verschiebbaren
Kammerhälfte ragende, mit der Antriebswelle verbundene Zapfen vorgenommen werden.
Um zusätzliche Bearbeitungen an der Welle zu vermeiden, ist es jedoch vorteilhaft,
wenn die Verriegelungsmittel aus Öffnungen in der einen Kammerhälfte durchdringenden,
an der anderen Kammerhälfte gehaltenen hakenförmigen Ansätzen bestehen, wobei die
Haken in unverschobenem und unverdrehten Zustand der Kammerhälften mit der Außenwandung
der zu verhakenden Kammerhälfte in Berührung stehen.
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Eine noch einfachere Ausbildung der Vorrichtung ergibt sich, wenn
die Vorrichtung aus einer die Bewegung der Pliehgewichte bei unverdrehten Kammerhälften
begrenzenden Form der Bahn für die Fliehgewichte in den Kammerhälften besteht.
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Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Bahn in der einen KammerhäJfte
aus einer in Umfangsrichtung verlaufenden Teilbahn, an die sich eine im wesentlichen
in radialer Richtung sich erstreckende und bei verdrehten Kammerhälften wirksam
werdende weitere Teilbahn anschließt.
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Eine aufwendige schwenkbare Halterung voll Fliehgewichten k.nn c?#t
fallen, wenn die Bahn in der anderen Kar:lmerhcilfte in r<'#tdi<'# ras Richtung
verlaufende Führungsflächen fiir die Fliehgewichte hat.
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Hierbei ist es weiterhin vorteilhaft, dii die Flichgewichte zur
Momentenübertragung
benutzt werden können, so daß keinerlei weitere Führungsstifte zwischen den Kammerhälften
vorhanden sein müssen. Wird die Vorrichtung aus mehreren Teilvorrichtungen zusammengesetzt,
die bei Relativdrehung der Kammerhälften gegeneinander eine Teilverschiebung der
Kammerhälften zulassen, so lassen sich mit einer Antriebsdrehzahl weitere Abtriebsdrehzahlen
erzeugen. Ohne weitere Verriegelungsmittel für die Kammerhälften läßt sich dies
erreichen, wenn die Vorrichtung aus einer stufenförmigen Bahn für die Fliehgewichte
in der einen Kammerhälfte besteht.
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Wie bereits oben erwähnt, läßt sich die Relativdrehung der Kammerhälften
gegeneinander durch Umkehrung der Drehmomentenrichtung erreichen. Dies kann durch
kurzzeitiges Abschalten des Antriebsmotors erfolgen. Dieses kurzzeitige Abschalten
des Antriebsmotors wird vorteilhafterweise durch ein Programmsteuergerät vergenommen,
so daß entsprechend dem gewählten Programm textilgerechte Schleuderdrehzahlen vorgenommen
werden.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei Waselivollautomaten mit starrer
Aufhängung darin, daß ein einen maximal zulässigen Unwuchtaussehlag der Schleudertrommel
erfassendes Meßgerät als Entscheidungsweiche die Höhe der verträglichen Schleuderdrehzahl
ansteuert.
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Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung
beschrieben und die Wirkungsweise näher erläutert. Es zeigen: Figuren 1 bis 4 eine
mit zur Verriegelung der Kammerhälften dienenden hakenförmigen Ansätzen versehene
Vorrichtung gemäß der Erfindung in verschiedenen Stellungen, entsprechend unterschiedlichen
Drehzahlen, wobei die Fig. 1 bis 3 einen Seitenschnitt durch die Vorrichtung darstellen
und Fig. 4 eine Draufsicht, in der die verschiedenen Stellungen geinäß Fig. 1 bis
3 angedeutet sind.
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Figuren 5 bis 8 zeigen den Fig. 1 bis 4 entsprechende Ansichten auf
eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der die Kammerhälften mit einer die Bewegung
der Fliehgewichte begrenzenden Form der Fliehgewieìltsbakmen
versehen
sind.
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Figur 9 zeigt eine stufenförmige Ausbildung der aus Figur 8 ersichtlichen
Bahn für die Fliehgewichte.
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Gleiche Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In den Figuren 1 bis 3 ist ein Antriebsmotor 1 schematisch dargestellt,
auf dessen Welle 2 die als treibende Scheibe ausgebildete Kamrnerhälfte 3 und eine
Endscheibe 4 für den Keilriemen 5 fest gelagert sind. Die als getriebene Scheibe
arbeitende zweite Kammerhälfte 6 ist gegenüber der ersteren Kammerhälfte 3 in Achsrichtung
der Welle 2 verschiebbar geführt. Zwischen den Kammerhälften 3 und 6 sind die Fliehgewichte,
im vorliegenden Fall Kugeln 7, eingeschlossen. Die Kammerhälfte 6 ist mit hakenförmigen
Ansätzen 8 ausgestattet, die durch Öffnungen 9 in der Kammerhälfte 3 hindurchragen.
Die Haken 10 der hakenförmigen Ansätze 8 stehen im unverdrehten Zustand der Kammerhälften
mit der Außenwandung 11 der zu verhakenden Kammerhälfte 3 in Berührung.
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Dies ist insbesondere aus den beiden rechten Dritteln der Fig. 4 zu
entnehmen, die den Stellungen gemäß Fig. 1 und 2 der Kammerhälften entspricht. Die
Kugeln 7 sind in Führungsschlitzen 12 der Kammerhälfte 3 in radialer Richtung verschiebbar
geführt, wobei die innere Anlagefläche der Führungsschlitze konisch verläuft, so
daß sich die Kammerhälften 3 und 6 bei in radialer Richtung nach außen laufenden
Kugeln gegeneinander verschieben. Aus diesem Grunde ist auch die Ausnehmung 13 mit
einer Bodenfläche versehen, die in einem von 900 zur Wellenlängsachse abweichenden
Winkel verläuft, und zwar im Sinne einer Verschiebung der Kammerhälfte 6 bei fliehkraftbetätigten
Kugeln 7.
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Die Funktion der Vorrichtung nah Fig. 1 bis 4 ist an sich durch Vergleich
der Figuren miteinander ohne weiteres ersichtlich. In Fig. 1 werden die Flichgewichte
bzw. Kugeln 7 vom Keilriemen 5 über die Flanken der Kammerhälften auf kleinstem
Radius zusammengedrückt. Wird der Motor 1, der beispielsweise als polumschaltbarer
Motor ausgeführt werden kann, mit einer niedrigen Motor-(Drehzahl betrieben,die
nicht ausreicht, um die Kugeln 7 entgegen der durch den Keilriemen 5 hervorgerufenen
Kraft in die radiale Richtung berauszutreiben, so-kann der Motor sowohl in Links-
als auch in Rechtsrichtung betrieben werden, ohne daß eine
Verstellung
des Keilriemengetriebes erfolgt, In Fig. 2 ist der Motor 1 mit einer höheren Motordrehzahl
betrieben worden, so daß sich die Kugeln 7 bereits soweit herausbewegt haben, daß
der Haken 10 gegen die Außenwandung 11 gepreßt wird und damit eine weitere Verschiebung
der Kammerhälften 3 und 6 gegeneinander verhindert. Wird nun die Drehmomentenrichtung
kurzzeitig umgekehrt, beispielsweise durch kurzzeitiges Abschalten des Antriebsmotors,
so werden infolge der Massenträgheit die Haken 10 gegenüber der Öffnung 9 verdreht
und in diese rutschen, so daß sich die aus Fig. 3 und dem'linken Drittel der Fig.
4 entnehmbare Stellung für die Vorrichtung ergibt. Die Kugeln 7 sind hier bis an
den Rand der Ausnehmung 13 axial verstellt worden, so daß die Kammerhälften 3 und
6 im Sinne einer Vergrößerung des Wirkdurchmessers für die Keilriemenscheibe gegeneinander
verschoben werden konnten. Dies ist durch die Lage des Keilriemens 5 in Fig. 3 angedeutet
worden. Würde nun der Motor abgeschaltet, so geht die Drehzahl zurück und die Kugeln
7 werden w;ederum durch die Kraft des Keilriemens 5 in die aus Fig. 1 ersichtliche
Lage zurückgedrängt. Beim Einschalten des Motors wird die Verriegelung wieder hergestellt,
da hier das Moment vom Motor auf die Keilriemenscheibe übertragen wird.
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Bei der Vorrichtung nach den Fig. 5 bis 8 ist die Kammerhälfte 14
ähnlich der Kammerhälfte 3 nach den Figuren 1 bis 4 ausgebi det, jedoch fehlt hier
die Öffnung zum Durchragten des hakenförmigen Ansatzes. Die Kammerhälfte 15, die
der Kammerhälfte 6 nach den Figuren 1 bis 4 entspricht, ist bei der Anordnung nach
den Figuren 5 bis 8 mit einer Führungsbahn 16 für die Kugeln 7 ausgestattet. Diese
Bahn 16 besteht aus einer in Umfangsrichtung verlaufenden Teilbahn 17 und einer
in radialer Richhng und bei gegeneinander verdrehten Kammerhälften 14 und 15 wirksam
werdenden zweiten Teilbahn 18. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist ähnlich der
Wirkungsweise der Vorrichtung nach den Figuren 1 bis 4. Die Figur 5 zeigt eine Stellung
der Kugeln 7, die der Figur 1 entspricht. Die Motordrehzahl ist so gering, daß sie
entgegen der Kraft des Keilriemens 5 keine Verstellung der Fliehgewichte bzw. Kugeln
7 bewirken kann. Die Figur 6 #eigt eine Stellung der Kugeln 7, die einer erhöhten
Motordrehzahl entspricht. Die Kugeln 7 liegen an der Flanke 19 der Fiihrungsbclhn
16
an. Eine Weiterbewegung wird dadurch verhindert, daß die Kugeln 7 im Führungsschlitz
12 der gegenüberliegenden Kammerhälfte 14 geführt sind. Wird nun kurzzeitig die
Drehmomentenrichtung umgekehrt, was durch den Pfeil 20 in Figur 8 bzw.
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Fig. 4 angedeutet werden soll - die normale Drehmomentenrichtung ist
mit 21 bezeichnet - , so wird die Teilbahn 18 für die Kugeln 7 freigegeben, so daß
zeine weitere Bewegung der Fliehgewichte bzw. Kugeln 7 erfolgen kann und damit eine
Verschiebung der Kammerhälften 14 und 15 gegeneinander hervorgerufen wIrd.
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Die Begrenzung des Kugelweges erfolgt wiederum durch entsprechendo
Formgebung der Bahn 16. Die Figur 7 zeigt die der Fig.3 entsprachende Stellung des
Verstellgetriebes, d.h. größter Wirkdurchmesser der Riemenscheibe.
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Aus Fig. 9 ist eine spezielle Ausbildung der Bahn 16 zu entnehmen,
Sie ist aus drei Teilbahnen 17, i8 und 22 zusammengesetzt, wobei die Teilbahnen
17 und 18 die gleiche Funktion ausüben wie die Teilbahnen 17 und 18 nach Fig. 8.
Die Teilbahn 22 setzt sich wiederum cus einem in Umfangsrichtung verlaufenden Teil
und einem radialen Teil zusammen, die in gleicher Weise wirken wie die Teilbahnen
17 und 18; d.h. bei mehrmaliger Drehmomentenumkehr können mehrere Geschwindigkeitsstufen
eingestellt werden.
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Bei der Ausbildung dieser Bahn ist jedoch darauf zu achten, daß der
selbsttätigen Rückführung der Kugeln bei Absinken der Drdlzahl keine Widerstände
entgegengebracht werden.
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Das erfindungsgemäße Keilriemenverstellgetriebe ermöglicht es somit,
praktisch ohne Mehraufwand jede beliebige Drehzahlzwischenstufe einzustellen. Es
soll noch bemerkt werden, daß die Anwendung des erfindungsgemäßen Grundgedankens
nicht auf Kammerhälften mit Käfigen beschränkt ist. Es ist auch ohne weiteres denkbar,
an einer Kammer oder einer Scheibe schwenkbar geführte Fliellgewichte in ihrer Auslenkung
durch ein gemäß der Erfindung wirkendes, verdrehbar und verschiebbares Teil in ihrer
Auslenkung zu begrenzen.
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9 Patentansprüche 9 Figuren