DE2149390A1

DE2149390A1 - Waschmaschine

Info

Publication number: DE2149390A1
Application number: DE19712149390
Authority: DE
Inventors: Philip Barnish
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-11-12
Filing date: 1971-10-04
Publication date: 1972-05-18
Also published as: FR2114614A5; SE7114288L; NL7115475A; IT942806B; ES396856A1; ES427856A1; GB1279057A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Waschmaschine und auf ein Verfahren zum Waschen und Schleudern von Textilien in einer kombinierten Wasch- und Schleudermaschine. Me Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Maschine! die einen federnd angeordneten Bottich, in dem sich eine Trommel befindet, die um eine horizontale Achse drehbar ist, einen Elektromotor zum Antrieb der Trommel mit verschiedenen Geschwindigkeiten, wie einer Waschgeschwindigkeit und einer Schleudergeschwindig-

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keit, und ein Getriebe mit einem veränderlichen ITbersetzungsverhilltnis zwischen der Kotorwelle und der Trommelwelle enthält.

Die Motorwelle und die Trommelwelle können beispielsweise durch die in der britischen Patentschrift 1161795 beschriebene sich dehnende Riemenscheibe miteinander gekuppelt sein. Aus Untersuchungen auf dem Gebiete der Schleudertechnik hat sich herausgestellt, dass wenig-

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stene in 'bestimmten Fällen die Waschtrommel mit einer verhältnismassig hohen Geschwindigkeit in der Grössenordnung von tausend Umdrehungen/Minute sich drehen muss, damit die Wassermenge, die nach dem Schleudergang noch in den Pasern der WSache zurückbleibt, auf ein Minimum beschränkt wird.

Diese hohen Geschwindigkeiten können zu störenden Schwingungserecheinungen führen, die infolge einer ungleichraassigen Verteilung der Wasche durch Unwucht verursacht werden« aber eine bestimmte Art und Weise, die WSsehe in der Trommel zu verteilen, kann diese Schwingungserscheinungen ausschalten. So kann beispielsweise unmittelbar nach dem ersten Spülgang, wobei der Bottich noch völlig mit Wasser gefüllt ist, die Wasche dadurch in der Trommel gleichmSssig verteilt werden, dass man diese Trommel wahrend kurzer Zeit drehen lEsst und zwar mit einer Geschwindigkeit von etwa 70 bis 100 Umdrehungen/Hinute.

Wahrend dieser sogenannten Verteilungsperiode wird die WSsche mehr oder weniger gleichraSssig über den umfang der Trommel verteilt, so dass, wenn man, bevor mit dem Schleudergang angefangen wird, den Bottich entleert, eine geringe Beschleunigung ausreicht um die Wische gegen die Wand der Trommel zu drücken. Auf diese Weise wird ein ziemlich gutes Gleichgewicht erhalten, das zum Schleudern mit einer massigen Geschwindigkeit in der Grössenordnung von 500 bis 600 Umdrehungen/Minute ausreicht.

Im allgemeinen wird die Geschwindigkeit bei leerem Bottich auf die Schleudergesohwindigkeit gebracht, aber sogar wenn infolge einer guten Verteilung die durch Unwucht verursachten Schwingungen vermieden

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werden, wird dennoch das Überschreiten der kritischen Geschwindigkeit Schwingungsersoheinungen herbeiführen, die störend sein können.

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Eine Art und Weise, diesen kritischen Übergang zu ver-

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meiden, kannte darin bestehen, dass man zunSchst die Geschwindigkeit
der Trommel erhöht, und erst dann den Bottich entleert. Obschon dieses Verfahren theoretisch zweckmüssig sein müsste, muse in der Praxis die Motorleistung ziemlich hoch sein, um das durch die Reibung des Wassers verursachte Widerstandsmoaent zu überwinden, und die Zentrifugalkraft, die dadurch entsteht, dass das Wasser mit der Schleudergeschwindigkeit angetrieben wird, wird einen betrSchtlichen Druck auf die Wand des
Bottichs ausüben, so dass die Konstruktion desselben schwer sein müsste. Im allgemeinen hat eine Waschmaschine, in der das Verteilungeverfahren angewandt wird, entweder einen zweiten Motor mit einer

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geeigneten Drehzahl oder einen Motor, dessen Drehzahl sich durch Änderung der Anzahl Pole oder durch mechanische Mittel andern lässt. Dabei kann nach den Wasch- und SpUlgSngen eines der zwei nachfolgenden Verfahren angewandt werden, mit einer mit Wasser gefüllten Trommel:

a) man ISest die Trommel einige Zeit mit der Verteilungsgeschwindigkeit drehen, wonach man den Bottich entleert, oder

b) man lSsst die Trommel mit der Verteilungsgeschwindigkeit drehen, wShrend man gleichzeitig den Bottich entleert.

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In beiden FSllen erfolgt der Übergang zur Schleudergeschwindigkeit erst nachdem der Wasserpegel weit genug gesunken ist.

Man muse bedenken, dass das Auswuchten durch Verteilung nur annähernd gut sein kann und dass dabei dennoch übliche Vorrichtungen wie Federn, Stossdämpfer und TrSgheitsmassen erforderlich sein können.

Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen zur Lösung des Problems, um mittels eines Motors, der nur mit den Wicklungen, die zur Erhaltung einer niedrigen und einer hohen Geschwindigkeit notwendig sind, versehen ist, eine Verteilungsgeschwin-

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digkeit zu erhalten» sowie dee Probleme, um während einer Beschleunigung^ ze it die kritische Geschwindigkeit zu Überwinden unter derartigen Umständen, dass die Schwingungen, die normalerweise in diesem Stadium auftreten würden, innerhalb bestimmter Grenzen gehalten werden.

Die Erfindung bezieht sich daher auf ein Verfahren zum Waschen und Trocknen von Textilien in einer kombinierten Vasch-und Schleudermaschine} die einen federn angeordneten Bottich, in dem eich eine Trommel befindet, die um eine horizontale Achse drehbar ist, einen Elektromotor zum Antreiben der Trommel mit einer Waschgeschwindigkeit und einer Schleudergeschwindigkeit) und ein Getriebe mit einem veränderliehen Übersetzungsverhältnis zwischen der hotorwelle und der Trommelwelle« sowie Mittel zum Zuführen und Abführen des Wassers enthalt, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Waschvorgang, wenn der Motor auf die Schleudergeschwindigkeit umgeschaltet und die Trommel beschleunigt wird, bei alt Wasser gefülltem Bottich eine Zwischengeschwindigkeit erreicht wird, wobei das der Trommelwelle abgegebene Drehmoment und das zugehBrende Reaktionsmoment in Gleichgewicht sind, wobei dieses Gleichgewicht beibehalten wirdι bis das Wasser im Bottich zum Drehen gebracht und da* Reaktionsmoment der Trommel kleiner geworden ist, wonach die Beschleunigung der Trommel fortgesetzt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wasch- und Schleudermaschine zum Durchführen dieses Verfahrens.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden nSher beschrieben. Es zeigern

Pig. 1 eine graphische Darstellung zur ErlEuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemässen Maschine,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Waschmaschine.

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Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die als Beispiel zeigt, wie die Trommelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit änderbar ist. Auf der Ordinatenachse ist die Drehgeschwindigkeit V (Umdrehungen/Minute) gegenüber der Zeit t_ in Sekunden aufgetragen*

Venn der Bottich mit Wasser gefüllt ist, betrSgt die kritische Geschwindigkeit etwa 100 Umdrehungen/Minute. Polglich liegt eine Verteilungsgeschwindigkeit in der GrBssenordnung von 70 Umdrehungen/ Minute unter diesen Wert und die wahl der zum Verteilen erforderlichen Zeit bildet kein Problem. Das Drehmoment des Motors ist bekannt, so dass, wenn der Motor elektrische Parameter hat, die sowohl der Schleudergeschwindigkeit ale auch einem beschränkten Drehmoment entsprechen, der Motor schnell beschleunigt und die Verteilgeschwindigkeit erreioht, die nahezu konstant bleibt, solange der Motor die gesamte im Bottich der Maschine vorhandene Masse nicht antreibt. Diese Masse besteht aus der Trommel, der Wäsche und den Wasser im Bottich. Das vom Motor gelieferte Drehmoment entspricht dann dem Reaktionsmoment dieser Gesamtmasse während einer Zeit, die durch die Motorleistung bestimmt wird.

Wenn der Bottich Wasser enthält, wird die Trommelgeschwindigkeit nur bis zu einem bestimmten Wert ansteigen, wobei das Motordrehmoment dem Reaktionsmoment entspricht und zwar infolge der Reibung des Wassers, das sich zwischen den Wänden der Trommel und des Bottiche bewegt. Wenn der Wassexpegel im Bottich konstant gehalten wird, wird die Geschwindigkeit konstant bleiben. Eine teilweise oder völlige Entfernung des Wassers wird eine Verringerung des Reaktionsmomentes zur Folge haben, wodurch eine neue konstante Geschwindigkeit, die Schleudergeschwindigkeit, erreicht werden kann*

Das Reaktionsmoment, das nicht nur duroh die Reibung des

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Wassers zwischen den Winden des Bottichs und der Trommel verursacht wird, sondern auch durch das Antreiben der Gesamtmasse im Bottich, wird durch die kennzeichnenden Eigenschaften der Waschmaschine bestimmt.

Sie kennzeichnenden Eigenschaften sind teilweise elektrischer Art und werden dann haupts&chlich durch den Motor und dessen Speisung gebildet und zum Teil mechanischer Art und bestehen dann aus den mechanischen Eigenschaften des Motors und dessen Getriebe, den Abmessungen des Bottiohs und der Trommel, dem theoretischen Inhalt des . Bottiche und der Vaesermenge, die er im wesentlichen enthält, der äusseren und Innern Fora der Wand der Trommel und dem Abstand zwischen der Wand der Trommel und der des Bottichs«

Der Binfluss jedes dieser Parameter ist gewisermassen von

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Bedeutung. Die innere Form der Trommelwand wird beim Übertragen der Drehbewegung eine wichtige Rolle spielen; geeignete Rippen werden das Antreiben der Wische und de» Wassers erleichtern und der Abstand zwischen den Winden der Trommel und des Bottichs wird die GrSsse des Drehmomentes beeinflussen.

Nach der Schleuderperiode wird die Trommel durch mecha-

' nische oder elektrische Mittel abgebremst, welche Mittel for eine schnell Ie Verzögerung der Trommel sorgen, so dass während der Gesehwindigkeits-

verringerung die sum Überschreiten der kritischen Geschwindigkeit erforderliche Zeit auf ein Minimum beschrankt wird und die Schwingungen nit grosser Amplitude nicht die Zeit bekommen werden» zu entstehen.

Is ist bekannt, die kritische Geschwindigkeit der Trommel BU überschreiten, wobei der Bottich während der Geschwindigkeitsaunahee mit Wasser gefüllt ist. Auf diese Weise beeohrtnkt die Trägheit des Bottiohinhaltes die Resonanzschwingungen, wodurch auch eine leichtere

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Konstruktion de· Bottich· möglich ist. Deswegen wurde bereits vorgeschlagen, nicht Bit der Entleerung dee Bottichs anzufangen« bevor die kritische Geschwindigkeit Überschritten ist. Sie Trommel hat jedoch nicht nur eine einzige kritische Geschwindigkeit sondern raeistene drei verschiedene kritische Geschwindigkeiten in den drei senkrecht aufeinanderstehenden Bewegungerichtungen der Trommel.

Biese Geschwindigkeiten treten zwischen 100 und 160 Umdrehungen/Minute im schaffierten Gebiet C in Fig. 1 auf. Die stSrendste kritische Geschwindigkeit ist diejenige» bei der die Trommel Bewegungen in horizontaler Richtung senkrecht zur Drehungsachse ausgesetzt ist und diese Geschwindigkeit betragt etwa 100 Umdrehungen/Minute. Wahrend der Entleerung des Bottich· ändert sich diese Geschwindigkeit in nur verhaltnismässig geringem Masse.

Die sum Durchlaufen des Gebietes der kritischen Geschwindigkeit erforderliche Zeit muss möglichst kurz sein. Daraus folgt, dass in diese» Gebiet die Beschleunigung der Trommel verhtltnismassig gross sein buss. Deswegen müssen die elektrischen Parameter des Motors derartig sein, dass die Yerteilungazeit verhaltnismftssig lang 1st, und zwar in der GrBssenordnung von einigen Sekunden, was derjenigen Zeit entspricht, die für einige Umdrehungen der Trommel erforderlich ist; dann muss eine grosse Beschleunigung im Gebiet der kritischen Geschwindigkeiten zwischen 100 und 160 Umdrehungen/Minute stattfinden.

In Fig. 2, die einen Schnitt durch eine Waschmaschine darstellt, ist ein Bottich 1 mit einem Durchmesser von 50 cm und einem Inhalt von 30 1 an Federn 2 aufgehängt und durch Stoesdampfer 3 unterstützt. Eine im Bottich 1 angeordnete Trommel 4 hat vier Innenrippen 5» die in gleichen Abstanden voneinander am Umfang eines Kreises liegen,

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und einen Durchmesser von etwa 46 ca.

Im Boden des Bottichs sind Heizelemente 6 angeordnet.

Bin am Chassis befestigter Motor 8 ist ein üblicher Wechselstrommotor vom polumschaltbaren Typ mit 2/8 Polen. Der Motor ist durch einen Riemen mit einem veränderlichen Übersetzungsverhältnis und mit einem Riemen mit eines festen Übersetzungsverhältnis mit der Trommel gekuppelt. Das erste Riemengetriebe enthalt eine dehnbare Riemenscheibe, wie diese in den obengenannten britischen Patentschrift 1161793 be-

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schrieben worden ist, welches Getriebe ein übersetzungsverhältnis liefern kann, das sich zwischen 3,65 * 1» wenn der Motor auf 8 Polen lauft, und 0,786 t 1, wenn der Motor auf zwei Polen läuft, ändert. Dieser Konstruktion ist letzten Endes eine Schleudergeschwindigkeit von 1000 Umdrehungen/ Minute erzielbar·

Ein anderer Motor ist mit einer Pumpe gekuppelt, die mti einer Geschwindigkeit von 30 l/Minute das Wasser aus dem Bottich pumpen kann.

Die beiden Polanordnungen des Motors werden durch zwei elektrische Wicklungen erregt, eine für die Waschgeschwindigkeit und die andere für die Schleudergeschwindigkeit.

Im Betrieb der Waschmaschine fängt das Programm mit einer kurzen Periode an, in der der Motor auf 8 Polen lauft und die Trommel mit einer Geschwindigkeit von 50 Umdrehungen/Minute dreht.

Während die Trommel mit Wasser gefüllt ist, wird von der Achtpolwicklung auf die Zweipolwicklung des Motors umgeschaltet und die Pumpe wird eingeschaltet. Dies hat zur Folge, dass die Geschwindigkeit der Trommel und der Wäsche schnell durch die kritische GeRChwi ndifckei t hindurch (ca. 100 Umdrehungen/Minute) gesteigert wird, und ywnr bis zu

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einer Geschwindigkeit, bei der das abgegebene Drehmoment des Motors mit dem von der Trommel, der Wasche und dem Widerstandsmoment des Wassers verursachten Drehmoment im Gleichgewicht ist. Diese Ausgewuchtete Belastung macht, dass sie sich dehnende Riemenscheibe ein Zwischenantriebsverhältnis annimmt, das zwischen den beiden äussersten Einstellungen liegt, und eine Schleudergeschwindigkeit von 250 bis 300 Umdrehungen/ Minute liefert.

Die Anfangsperiode einer schnellen Steigerung der Geschwindigkeit macht, dass das Wasser in der Trommel als Mittel zur ziemlich gleichmässigen Verteilung der Wäsche über den Trommelumfang verwendet wird. Das Vorhandensein des Wassers in diesem Stadium hat auch zur Folge, dass die Amplitude der Bewegung, die der in Gehäuse der Waschmaschine aufgehängte Bottich machen kann, verringert wird.

Die Konstantheit der Verteilungsgeschwindigkeit wird nicht ernsthaft beeinträchtigt durch die Tatsache, dass gleichzeitig die Wasserpumpe eingeschaltet wird, da die von der Pumpe verarbeitete Wassercienge nicht gross genug ist, um innerhalb von zehn Sekunden eine wesentliche Verringerung des Wasserpegele zu verursachen. Wenn jedoch der Wasserpegel bis unter die drehende Trommel gesunken ist, fällt der Widerstand infolge des Vorhandenseins des Wassers weg und das von der Riemenscheibe abgegebene Drehmoment wird dann nur auf die Trommel und die Wäsche angreifen, so dass die Geschwindigkeit der Trommel bis zur Schleudergeschwindigkeit von 1000 Umdrehungen/Minute gesteigert wird. Dazu

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stellt sich die dehnend· Riemenscheibe automatisch auf das Übersetzungsverhältnis 0,786 t 1 ein.

Dies« Masanahmen ergeben ein hohe« Auemasβ an Sicherung, für den Fall, dass die Pumpe verstopft geraten würde, denn wenn der

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Bottich nicht leergepumpt wird, kann die Geschwindigkeit der Trommel der Schleudergeschwindigkeit niemals gleich werden. Dies ist ein Vorteil, weil, wenn in einem Bottich, in dem sich eine beträchtliche Wassermenge befindet, die Geschwindigkeit der Trommel auf 1000 Umdrehungen/ Minute steigen würde, die entstandene Zentrifugalkraft ernstliche Schwierigkeiten herbeiführen kann.

Wenn der Schleudervorgang beendet ist, wird der Motor ausgeschaltet und es kö*nnen bekannte mechanische, elektrische und/oder elektromagnetische Mittel verwendet werden, um die Trommel innerhalb von einigen Sekunden zum Stillstand zu bringen und auf diese Weise zu verhindern, dass Resonanzschwingungen auftreten, wenn die Geschwindigkeit der Trommel wieder durch das Gebiet der kritischen Geschwindigkeit geht.

Lie obenstehende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung ist nur ein Beispiel und im Rahmen der Erfindung sind viele

Änderungen möglich. So können beispielsweise zum Liefern eines veränder-It

liehen Übersetzungsverhältnisses statt einer aich dehnenden Riemenscheibe andere Mittel, wie Zahnränder unterschiedlicher GrSsse, verwendet werden.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE»

•1. Verfahren zum Waschen und Schleudern von Textilien in

einer kombinierten Wasch- und Schleudermaschine, die einen federnd angeordneten Bottich, in dem sich eine Trommel befindet, die um eine horizontale Achse drehbar ist» einen Elektromotor zum Antreiben der Trommel mit einer Wasohgeschwindigkeit und einer Schleudergeschwindigkeit, und eine Getriebe mit einem veränderlichen UbersetzungsverhSltnis zwischen der Motorwelle und der Tromaelwelle, sowie Mittel zum Zuführen und Abführen von Wasser enthSlt, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Waschvorgang, wenn der Motor auf die Schleudergeschwindigkeit umgeschaltet und die Geschwindigkeit der Trommel gesteigert wird, während der Bottich noch mit Wasser gefüllt ist, eine Zwischengeschwindigkeit erreicht wird, wobei das der Tronmei "aogegebene Drehmoment und das zugehörende Reaktionsoonent in Gleichgewicht sind, wobei dieses Gleichgewicht beibehalten wird, bis das Wasser im Bottich zum Drehen gebracht und das Reaktionsmoment der Trommel kleiner geworden ist, wonach die Geschwindigkeit der Trommel weiter gesteigert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel einen Durchmesser von etwa 50 cm hat und die Zwischengeschwindigkeit ca. 200 Umdrehungen/Minute beträgt.
3. Wasch- und Schleudermaschine zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2.
4. Wasch- und Schleudermaschine nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor ein asynchroner Elektromotor mit zwei Geschwindigkeiten ist.
5. Wasch- und Schleudermaschine nach Anspruch 3ι dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor ein Gleichstrommotor ist, und dass

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die Speiseanordnung einen Gleichrichter enthSlt.
6. Vasch- und Schleudermaschine nach einem der Ansprache 3-5» dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine mit Schaltmitteln versehen ist, die gleichzeitig den Motor von der Waschgeschwindigkeit auf die Schleudergeschwindigkeit umschalten und eine Wasserpumpe einschalten.
7. Wasch- und Schleuderraaschine nach einem der Ansprüche 3-5» dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine mit Schaltnitteln versehen ist, die eine Wasserabführungspuape einschalten, nachdem die Zwischengeschwindigkeit erreicht ist.

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