DE2128418A1

DE2128418A1 - Waschmaschinenantrieb

Info

Publication number: DE2128418A1
Application number: DE19712128418
Authority: DE
Inventors: Per Svenstrup Kjeldsteen (Dänemark). P D06f 83-00
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1971-06-08
Filing date: 1971-06-08
Publication date: 1972-12-21
Also published as: NO130997C; FR2140504B1; CH548475A; BE784228A; SE387975B; NL7207542A; GB1379831A; NO130997B; AT318528B; IT958922B; DE2128418B2; US3797331A; FR2140504A1; DE2128418C3; ES403537A1

Description

Waschmaschinenantrieb

Die Erfindung bezieht sich auf einen Waschmaschinenantrieb mit einem Motor und einem Planetengetriebe, das mittels einer Kupplungsvorrichtung von einer Waschdrehzahl auf eine Schleuderdrehzahl umschaltbar ist, wobei die Kupplungsvorrichtung eine mit Getriebeteilen verbundene Kupplungsscheibe aufweist, die durch Verstellung mittels eines Betätigungselements über eine erste Reibungskupplung mit drehfest gehaltenen Teilen und über eine zweite Reibungskupplung mit umlaufenden Getriebeteilen verbindbar ist.

Es sind derartige Waschraaschinenantriebe bekannt, bei denen die Kupplungsscheibe mit zwei Reibungsflächen versehen ist, von denen die eine mit einer gehäusefesten Reibungsfläche und nach einer Axialverschiebung die andere mit einer mit der Antriebswelle umlaufenden Reibungsfläche kuppelbar ist. Die erste Reibungskupplung führt zur langsamen Waschdrehzahl an der Abtriebswelle, die zweite Kupplung zur schnelleren Schleuderdrehzahl.

Bei den bekannten Waschmaschinenantrieben werden die beiden Kupplungen wahlweise eingeschaltet. Vor allem das Umschalten von der Schleudergangkupplung auf die Waschgangkupplung führt zu plötzlichen starken Belastungsänderungen, die sich schädlich auf das Getriebe und andere Maschinenteile auswirken. Außerdem

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dauert es erhebliche Zeit, ehe die Waschmaschinentrommel die Waschdrehzahl erreicht oder bis beim Abschalten der Maschine die Trommel zum Stillstand kommt, obwohl die Kupplungsscheibe mit drehfest gehaltenen Teilen in Verbindung gebracht worden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Waschmaschinenantrieb der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem beim Abschalten des Schleuderganges ein sanfteres Abbremsen erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine drehzahlabhängige Verriegelungsvorrichtung, die das Ausrücken der zweiten Kupplung bis zu einem Zeitpunkt nach Einrücken der ersten Kupplung verhindert.

Solange beide Kupplungen wirksam sind, wird nicht nur der der Untersetzung dienende Teil des Planetengetriebes, sondern die gesamte Anordnung aus Antriebswelle., gegebenenfalls mit vorgeschaltetem Motor, dem auf Schnellgang geschalteten Planetengetriebe und der Ausgangswelle mit der Maschinentrommel, abgebremst. Dies führt zu einem.sehr sanften Bremsen. Trotz des sanften Abbremsens wird innerhalb einer kurzen Zeit die Waschdrehzahl oder beim Abschalten der Maschine der Trommelstillstand erreicht. Der Übergang von der Schleuderdrehzahl auf die Waschdrehzahl dauert weniger als 5 Sekunden, beispielsweise nur 2 Sekunden. Da die Verriegelungsvorrichtung drehzahlabhängig arbeitet,-wird die zweite Kupplung gelöst, sobald eine vorgegebene ausreichend niedrige Drehzahl erreicht ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform trägt die Kupplungsscheibe Zentrifugalgewichte, an denen etwa achsparallele Reibungsflächen der zweiten Kupplung angebracht sind, und das Betätigungselement übt beim Einrücken der ersten Kupplung vorgegebene, der Zentrifugalkraft entgegengesetzte Radialkräfte auf die Gewichte aus. Nach dem Einrücken der ersten Kupplung bleibt daher die zweite Kupplung solange im Eingriff, bis die vom Betätigungselement ausgeübten Radialkräft·.die drehzahlabhängigen Zentrifugalkräfte überwinden.

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Ferner kann eine Spreizfeder die Zentrifugalgewichte nach außen drücken und das Betätigungselement kann beim Einrücken der er- ^f sten Kupplung durch Federn belastet sein, deren radiale Kraftkomponente größer als diejenige der Spreizfeder ist. Die Spreizfeder sorgt dafür, daß die zweite Kupplung immer dann einrückt, ^^ wenn das Betätigungselement keine radialen Kräfte ausübt. Die Differenz zwischen diesen Radialkräften und der Kraft der Spreiz-. ;^v feder ist dann diejenige wirksame Radialkraft, die der drehzahlabhängigen Zentrifugalkraft entgegenwirkt. Die Kraft der Spreizfeder kann gering sein; sie muß nur sicherstellen, daß die zweite Kupplung ein gewisses Anfangsdrehmoment zu übertragen vermag. *" ^fi Je großer die Drehzahl wird,, um so stärker ist infolge der Zentrifugalkraft auch das von der Kupplung zu übertragende Drehmoment.

Bei einer sehr einfachen Ausführungsform ist das Betätigungselement drehfest gehalten und wirkt über wenigstens einen Teil der ersten Kupplung bildende Reibungsflächen auf die Zentrifugalgewichte. Sobald das Betätigungselement an den Zentrifugalgewichten angreift, setzt auch die gewünschte Bremsung ein. '*_*■

Des weiteren kann das Betätigungselement axial verschiebbar sein und über konische Reibungsflächenabschnitte auf die Zen- * trifugalgewichte wirken. Die Axialbewegung des Betätigungselements läßt sich leicht beherrschen und führt auch zu klaren Verhältnissen bezüglich des Andrucks der ersten Kupplung. Durch die konische Reibungsfläche wird außerdem die gewünschte Radialkraft erzeugt.

Insbesondere ist das Betätigungselement ein ringförmiger Magnetanle* mit konischem Rand, der im entregten Zustand des Magneten mit den Zentrifugalgewichten zusammenwirkt. Ein solcher Magnetankar ist bequem axial zu verstellen. Er gibt bei erregtem Magneten das Zentrifugalgewicht frei, so daß die Schleudergangkupplung einrücken kaim./ltP^ntgegengesetzter Richtung durch axiale Federn belastet.sein, wodurch der konische Rand die Zentrifugalgewichte in axialer Richtung zum

Bremsen und in radialer Richtung zur Überwindung der Zentri^ fugalkraft belastet.

Besonders günstig ist es, wenn die Kupplungsscheibe unter dem Einfluß des Betätigungselements axial verschiebbar ist, wenn die erste Kupplung in eine Bremskupplung und in eine erst am Ende der Axialverschiebung der Kupplungsseheibe einrückende Waschgangkupplung unterteilt ist und wenn die Verriegelungs·^ vorrichtung eine Axialverschiebung der Kupplungsscheibe bis zum Ausrücken der zweiten Kupplung verhindert. Bei dieser Anordnung können die erste und die zweite Kupplung genau ihren Betriebsbedingungen entsprechend ausgelegt werden. Beim gleichzeitigen Wirksamsein beider Kupplungen ist aber nur ein Teil der ersten Kupplung in Betrieb. Dieser Teil kann so bemessen sein, daß er mit Bezug auf die zweite Kupplung ein optimales Bremsverhalten ergibt,

■In der Regel genügen bereits die zwischen den,Reibungsflachen auftretenden Reibungskräfte der zveLten Kupplung, um eine Axialverschiebung bis zu einem vorgegebenen Zeitpunkt zu verzögern. Eine noch größere Sicherheit erhält man, wenn die Reibungs·^ flächen der zweiten Kupplung in Richtung der Waschgangkupplung zur Achse hin leicht geneigt sind, insbesondere um etwa <f*, Diese Neigung hat darüber hinaus den Vorteil, daß beim Auftreten der Zentrifugalkraft automatisch die Kupplungsscheibe in ihre Ausgangsstellung axial zurückgestellt wird.

Besonders gute Erfahrungen wurden damit gemacht, daß die Kupplungsscheibe Träger von Planetenrädern ist. Dies führt zu einem säcr einfachen Aufbau der Anordnung.

Darüber hinaus können Lagerzapfen für Planetenräder gleiche zeitig als Lagerzapfen für die Zentrifugalgewichte dienen»

Insgesamt ergibt sich ein Waschmaschinenantrieb, der drei Betriebsstellungen, ,nämlich Waschgang, ,Schleudergang und Ab*· bremsen hat, obwohl das Betätigungselement, also insbesondere

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ein Magnetanker, nur in zwei Arbeitszustände versetzt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, durch das ein Getriebe aufweisendes Ende eines Waschmaschinenantriebsmotors, wobei die' Kupplung auf Schleudergang gestellt ist,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig.1, wobei die Kupplung auf Waschgang gestellt ist und

Fig. 4 eine ähnliche Darstellung, wobei die Kupplung auf Abbremsen gestellt ist. ■ '

In einem Gehäuse 1 ist ein Elektromotor mit einem Stator 2, mit einer Statorwicklung 3 und einem Rotor 4 mit einer Kurzschlußwicklung 5 angeordnet. Der Rotor treibt eine Welle 6, die an beiden Enden des Motors gelagert ist. Die Welle 6 treibt über eine Hülse 7 eine Scheibe 8 mit Kupplungsflansch 9 und ein Sonnenrad 10 eines Planetengetriebes 11. Letzteres steht über Planetenräder 12 mit einem Außenring 13 in Eingriff, der eine Keilnut 14 zur Aufnahme eines Antriebsriemens für die Waschmaschinentrommel aufweist. Das Planetengetriebe ist außen durch eine Schutzkappe 15 abgededt.

Sie Planetenräder 12 rotieren auf Zapfen 16, die in einem Träger 17 befestigt sind, der nachstehend auch -Kupplungsscheibe genannt wird.

Im Gehäuse 1 ist ein ringförmiger Elektromagnet 18 mit Wicklung 19 angeordnet. Er vermag einen ringförmigen Anker 20 anzuziehen, der einen konusförmigen Flansch 21 hat, welcher mit seinem äußeren Teil auf Zapfen 22 geführt und durch axial wirkende

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Federn 23 entgegen der Magnetkraft belastet ist. Das Gehäuse ist ferner durch eine Deckscheibe 24 abgeschlossen, die eine schräge Kupplungsfläche 25 aufweist.

An der Kupplungsscheibe 17 sind zwei Zentrifugalgewichte 26 und 27 vorgesehen. Sie schwenken um Verlängerungen 28, 29 von Zapfen 16, auf denen sie mit Hilfe von Klemmringen 30 festgehalten sind. Zur besseren Erläuterung sind in Fig. 1 die
Zentrifugalgewichte mit den zugehörigen Teilen gegenüber der Darstellung in Fig; 2 versetzt. Jedes Zentrifugalgewicht 26, - 27 wird durch Spreizfedern 31 nach aui3en gedrückt. Stifte 32 begrenzen durch Anlage an Anschlägen 33 die Bewegung der Zentrifugalgewichte 26, 27 nach innen. Jedes Zentrifugalgewicht trägt an einem inneren Arm 34 einen Kupplungsbelag 35 und an einem äußeren Arm 36 einen Kupplungsbelag 37. Ferner trägt
die Kupplungsscheibe 17 an einem Radialarm 38 einen Kupplungsbelag 39. Daher ergeben sich die folgenden Kupplungssysteme.

1. Eine erste Kupplung zwischen der Kupplungsscheibe
17 bzw. damit verbundenen Teilen und drehfest gehaltenen Teilen. Diese erste Kupplung ist unterteilt in

™ a) Eine Bremskupplung, die durch den konus-

förmigen Rand 21 des Magnetankers 20 und
den Kupplungsbelag 37 gebildet wird. Die
Kupplungsfläche steht in einem Winkel von
etwa 30° zur Wellenachse.

b) Eine Waschgangskupplung besteht aus der
Schrägfläche 25 und dem Kupplungsbelag
39. Die Kupplungsfläche hat eine entgegengesetzt gerichtete Neigung von ebenfalls etwa 30° zur Wellenachse.

2. Eine zweite·Kupplung, die Schleuderkupplung,be steht. aus dem Kupplungsflansch 9 und dem Kupplungsbelag 35.

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Die Kupplungsfläche ist um etwa 2° zur Wellenachse auf der dem Motor gegenüberliegenden Seite geneigt.

Nachstehend soll das Betriebsverhalten in den drei charakteristischen Betriebszuständen anhand der Fig.1, 3 und 4 betrachtet werden.

Fig. 3 zeigt die Arbeit bei der Waschdrehzahl. Die zweite oder Schleudergangkupplung 9, 35 ist ausgerückt, die erste Kupplung, bestehend aus der Bremskupplung 21, 37 und der Waschgangkupplung 25, 39» ist eingerückt. Dies wird durch die Feder 23 bewirkt, welche den Anker 20 nach rechts drückt und dabei nicht nur eine axiale Belastung auf die Kupplungen 21, 37 und 25, 39 ausübt, sondern auch das Zentrifugalgewicht 26 gegen die Kraft F der Spreizfeder 31 nach innen drückt. Die Kupplungsscheibe 17 steht still. Die Drehzahl des Sonnenrades 10 wird unter Berücksichtigung der Untersetzung durch die Planetenräder 12 auf den Außenring 13 übertragen. Dieser dreht daher langsam.

In Fig. 1 ist der Betrieb beim Schleudern dargestellt. Hier ist die zweite Kupplung 9, 35 eingerückt, während die erste Kupplung 21, 37 und 25; 39 ausgerückt ist.,Zu diesem Zweck wird der Anker 20 durch den Magneten 18 angezogen. Infolgedessen drücken die Spreizfedern 31 mit der Kraft F die Zentrifugalgewichte 26 nach außen, bis die Kupplung 9, 35 in Eingriff kommt. Wenn die Kupplungsscheibe 17 aber wegen der Verbindung über die Scheibe 8 mit der Drehzahl der Welle 6 umläuft, hat auch der Außenring 13 dieselbe Drehzahl wie die Welle 6. Entsprechend hoch ist die Abtriebsgeschwindigkeit. Es genügt hierbei, wenn die Spreizkraft F der Federn 31 so groß ist, daß eine gewisse Beschleunigung der Kupplungsscheibe 17 erfolgt. Denn mit steigender Geschwindigkeit treten Zentrifugalkräfte auf, welche das übertragbare Drehmoment verstärken. Da die Kupplungsflache der Kupplung 9, 35 eine, leichte Neigung zur Achse 6 hat, wird die Kupüungs-

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scheibe 17 axial nach links gezogen, so daß. eine verbesserte Trennung der Kupplung 25, 39 erfolgt.

Fig. 4 zeigt den Zustand beim Abschalten der Schleuderdrehzahl." Der Magnet 18 ist entregt, der Anker 20 durch die Feder 23 wieder nach rechts gedrückt. Hierbei trifft der Rand 21 auf den Kupplungsbelag 37. Da wegen der hohen Schleuderdrehzahl die Zentrifugalarme 26, 27 nicht nach innen ausweichen, erfolgt eine Bremsung an der Bremskupplung 21, 37. Gleichzeitig ist aber auch noch die zweite Kupplung 9, 35 wirksam. Infolgedessen wird die Bremskraft unmittelbar auf die Antriebswelle und wegen der Verriegelung des Planetengetriebes auch auf den Außenring 13 übertragen. Die Kupplungsflächen 21, 37 und 9,' 35 sind einander so angepaßt, daß ein sanftes aber zügiges Bremsen erfolgt, bei dem an beiden Kupplungen ein Schlupf auftritt. Nachdem die Drehzahl unter einen vorgegebenen Wert abgesunken ist, reicht die Summe der Kraft F der Spreizfedern 31 und der Zentrifugalkraft nicht mehr aus, um die radiale Komponente 'der von den Federn 23 ausgeübten Kraft zu überwinden. Die zweite Kupplung 9, 35 beginnt sich zu lösen. Bei einer durch die Art und die Neigung der Kupplungsflächen bestimmten Stellung überwiegt die Axialkraft der Federn 23 die axiale Haltekraft der Kupplung 9, 35 und die Kupplungsscheibe 17 wird axial nach rechts verschoben, so daß auch die Waschgangkupplung 25, 39 einrückt. Nun stehen erhebliche Kupplungsflächen zur Verfügung, um die auftretenden Drehmomente abzufangen.

Die Zentrifugalgewichte können auch durch radial geführte Teile gebildet sein. Eine Unterteilung der ersten Kupplung in zwei Teile 21, 37.und 25, 39 ist nicht unbedingt erforderlich. Statt eines axial beweglichen Betätigungselements 20 kann auch ein Umfangsband verwendet werden, das mit einer vorgegebenen .Kraft zusammengezogen wird und dadurch definierte Radialkräfte ausübt.

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Der Erfindungsgedanke ist auch auf andere bekannte Arten von Waschmaschinen-Planetengetrieben anwendbar. Die Verwendung eines in einer Ebene liegenden Getriebes mit am Außenring abnehmbarer Ausgangsleistung empfiehlt sich aber wegen der axial gedrungenen Bauweise.

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Claims

Patentansprüche ^ ■·

Waschmaschinenantrieb mit einem Motor und einem Planetengetriebe, das mittels einer Kupplungsvorrichtung von einer Waschdrehzahl auf eine Schleuderdrehzahl umschaltbar ist, wobei die Kupplungsvorrichtung eine mit Getriebeteilen verbundene Kupplungsscheibe aufweist, die durch Verstellung mittels eines Betätigungselements über eine erste Reibungskupplung mit drehfest gehaltenen Teilen und über eine zweite Reibungskupplung mit umlaufenden Getriebeteilen verbindfc bar ist, gekennzeichnet durch eine drehzahlabhängige Verriegelungsvorrichtung (26, 27), diedas Ausrücken der zweiten Kupplung (9, 35) bis zu einem Zeitpunkt nach Einrücken der ersten Kupplung (21, 37) verhindert.
2. Waschmaschinenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (17) Zentrifugalgewichte (26, 27) trägt, an denen etwa achsparallele Reibungsflachen der zweiten Kupplung (9, 35) angebracht sind, und daß das Betätigungselement (20) beim Einrücken der ersten Kupplung (21, 37) vorgegebene, der Zentrifugalkraft en^gegengerichtete Radialkräfte auf die Gewichte ausübt.
P 3. Waschmaschinenantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spreizfeder (31) die Zentr'ifugalgewichte (26, 27) nach außen drückt und daß das BeStigungselement (20) beim Einrücken der ersten Kupplung (21, 37) durch Federn (23) belastet ist, deren radiale Kraftkomponente größer als diejenige der Spreizfeder ist.
4. Waschmaschinenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (20) drehfest gehalten ist und über wenigstens einen Teil (21, 37) der ersten Kupplung (31, 37; 25, 39) bildende Reibungsflächen auf die Zentrifugalgewi.chte (26, 27) wirkt.

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5* Waschmaschinenantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (20) axial verschiebbar ist und über konische Reibungsflächenabschnitte ('21) auf die Zentrifugalgewichte (26, 27) wirkt.. " .
6. Waschmaschinenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (20) ein ringförmiger Magnetanker mit konischem Rand (21) ist, der im entregten Zustand des Magneten (18) mit den Zentrifugalgewichten (26, 27) zusammenwirkt.
7. Waschmaschinenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (17) unter dem Einfluß des Betätigungselements (20) axial verschiebbar ist, daß die erste Kupplung in eine Bremskupplung (21, 37) und in eine erst am Ende der Axialverschiebung der Kupplungsscheibe einrückende Waschgangkupplung (25> 39) unterteilt ist und daß die Verriegelungsvorrichtung (26, 27) eine Axialverschiebung der Kupplungsscheibe bis zum Ausrücken der zweiten Kupplung (9» 35) verhindert.
8. Waschmaschinenantrieb nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsflächen der zweiten Kupplung (9_f 35) in Richtung der Waschgangkupplung (25, 39) zur Achse hin leicht geneigt sind, insbesondere um etwa 2°*
9. Waschmaschinenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (17) Träger von Planetenrädern (12) ist.
10. Waschmaschinenantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Lagerzapfen (16) für Planetenräder (12) gleichzeitig als Lagerzapfen (28, 29) für die Zentrifugalgewichte (26, 27) dienen.
11. Waschmaschinenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwärtsbewegung der Zentrifugalgewichte (26, 27) durch Anschläge (33) begrenzt ist.

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