DE2431724A1

DE2431724A1 - Schaltungsanordnung zur regelung der schleudergeschwindigkeit bei einer waschmaschine

Info

Publication number: DE2431724A1
Application number: DE2431724A
Authority: DE
Inventors: Yves Albert Daniel Thibaut
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1973-07-05
Filing date: 1974-07-02
Publication date: 1975-01-23
Also published as: US3927541A; GB1478673A; CA1003537A; JPS5038364A; DE2431724C2; FR2236050A1; IT1016529B; FR2236050B1

Description

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Patentanwalt . WIj/WJM

An,_Ile!L._ar: N. V. Philips'Gloeiicmpenfabrfelcd» " .

23-6-1974

"Schaltungsanordnung zur Regelung der Schleudergeschwindigkeit bei einer Waschmaschine".

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Schleudergeschwindigkeit, bei einer Waschmaschine mit einen Motor zum Antreiben der Trommel, der mit zwei Geschwindigkeiten arbeiten kann: und zwar mit einer niedrigen Waschgeschwindigkeit und einer hohen Schleudergeschwindigkeit, wobei Schaltungsmittel den Übergang von Waschgeschwindigkeit auf Schleudergeschwindigkeit ermöglichen wenn der Bottich mit Wasser gefüllt ist, einer Vorrichtung zur Regelung des Wasserpegels, einem regelbaren Widerstand zur Bestimmung der maximalen Schleudergeschwindigkeit und zwar durch Einwirkung auf die Steueranordnung der Speisung des Motors welche Steueranordnung durch eine Anordnung zur Regelung der Geschwindigkeit gesteuert wird.

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Aus der französischen Patentschrift 2.044. ist eine Waschmaschine bekannt, in der die Verteilungsgeschwindigkeit ohne Verwendung einer zusätzlichen Anordnung zur Änderung der Geschwindigkeit oder eines herkömmlichen Motors, der ausser den Wicklungen für die niedrige und hohe Geschwindigkeiten eine Wicklung für jede der anderen Geschwindigkeiten enthält, erfolgt. In einer derartigen Maschine wird das Motordrehmoment zuvor derart bestimmt, dass beim Anlegen an den Motor von elektrischen Parametern, die der Schleudergeschwindigkeit sowie einem beschränkten Drehmoment entsprechen, der Motor startet und eine Geschwindigkeit erreicht, die nicht erhöht werden kann, solange der Motor nicht die · Gesamtmasse aus Trommel, Wäsche und Wasser, das sich im Bottich befindet, angetrieben hat· Das vom Motor erzeugte Drehmoment wird dann durch das Gegendrehmoment aus geglichen, das durch diese Gesamtmasse gebildet wird. Die Geschwindigkeit der Trommel wird danach zunehmen, wobei der Bottich noch immer Wasser enthält, und zwar bis zu einem bestimmten Wert, für den das Drehmoment des Motors dem Gegendrehmoment entspricht, das durch die Bremsung des Wassers verursacht wird, welche Bremsung durch Reibung zwischen den Wänden der Trommel und des Bottichs herbeigeführt wird. Wenn der Wasserpegel im Bottich beibehalten wird, wird diese Geschwindigkeit konstant bleiben. Der teilweise oder völlige Abfluss des Wassers aus dem Bottich durch Verringerung des Gegendreh-

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momentes wird es ermöglichen, eine neue Schulter zu erhalten oder die Schleudergeschwindigkeit zu erreichen. Die elektrischen Kennzeichen sind nämlich die des Motors und der Speiseanordnung desselben während die mechanischen Kennzeichen die Abmessungen des Bottichs und der Trommel sind, die inneren und äusseren Profile der Trommel, der Abstand zwischen der Wand des Bottichs und der der Trommel, Das innere Profil der Trommel wird die Bewegung der Wäsche beeinflussen und folglich die Länge der sogenannten Verteilungsschulter.

Wenn diese erste Pseudoschulter überschritten ist, muss die Geschwindigkeitszunahme der Trommel stark sein, damit die Zone der kritischen Geschwindigkeit möglichst schnell durchlaufen wird. In der Zone der kritischen Geschwindigkeit, die je nach den Maschinen veränderlich ist, verursacht nämlich die geringste Unwucht der Ladung Schwingungen, deren Amplitude in der Zeit zunehmen kann und die das Gehäuse sowie die daran befestigten Geräte beeinträchtigen kann. Hinter dieser Zone erfolgt die Drehung der Trommel mit Schwingungen mit ausreichend schwachen Amplituden, die nicht belästigend wirken..über dieser Zone der kritischen Geschwindigkeit ist die Geschwindigkeit der Trommel stabil und bleibt konstant, solange der Wasserpegel im Bottich konstant bleibt. Im Ausführungsbeispiel dieser Patentschrift wird diese Schulter zum Auswuchten benutzt, was erfolgt durch Zufügung von Auswuchtmassen zur Unwucht, im allgemeinen durch

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Hinzufügen von Wasser zu ±n der Trommel vorgesehenen Abteilen« Die Schulter zur Verteilung der Wäsche, die in der Nähe von 70 U/min liegt wird während relativ kurzer Zeit beibehalten und die Dauer ist nicht auf einfache Weise regelbar weil diese durch ein in der Zeit veränderliches Drehmoment und durch ein unstabiles Gleichgewicht verursacht wird, das zwischen dem Antriebsmoment des Motors bei Schleudergeschwindigkeit und dem Gegenmoment, das durch den Antrieb der Gesamtmasse im Bottich verursacht wird, auftritt. Es ist zu fürchten, dass in einer Waschmaschine, bei der dies angewandt wird, die Schulter nicht ausreicht um die möglichst beste Verteilung der Wäsche zu erhalten, was an sich kein grosser Nachteil ist wenn eine später auftretende Auswuchtsphase vorgesehen wird. Das Wichtigste ist, dass diese Pseudoverteilschulter ohne spezielle Vorkehrung erhalten wird und zwar einfach durch eine genaue Verteilung des Antriebsmomentes des Motors bei Waschgeschwindigkeit und der mechanischen Elemente wie die Abmessungen der Trommel, des Bottichs und das Volumen des Wassers. · . ,

Die Errfindung ist aus dem obengenannten

Patent entstanden, bezweckt aber, eine Schulter zu erhalten, die solange beibehalten wird,,wie dies bei einer Geschwindigkeit unterhalb der kritischen Geschwindigkeitszone erwünscht ist. Die Auswuchtgeschwindigkeit bei 200 U/min, wobei sich automatisch die Schulter aus dem obengenannten Patent einstellt, erfördert eine spezielle

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Konstruktion, wenn es sich um eine Maschine mit einer hohen Schleudergeschwindigkeit handelt (1OOO tf/min) die eine
besonders gute Stabilität aufweisen muss. Insbesondere
muss die Dichte des Bottichs den überdruck bestehen können, der auftritt, wenn die Trommel mit einer Geschwindigkeit von 200 U/min mit 30 liter Wasser im Bottich dreht.

Die erfindungsgemässe Anordnung ermöglicht die Regelung der Geschwindigkeit der Schulter durch eine minimale Anzahl zusätzlicher Elemente, Diese Anordnung
enthält ein einziges Element von geringem Preis: einen
Kontakt, der durch den Wasserpegel gesteuert wird, wobei der Übergang von der Schleudergeschwindigkeit bei vollem Bottich auf die Schleudergeschwindigkeit beim Entleeren
des Bottichs automatisch erfolgt.

"Die Anordnung zur Regelung der Schleudergeschwindigkeit bei einer Waschmaschine mit einem Antriebsmotor für die Trommel, der mit zwei unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen kann: und zwar mit einer niedrigen Geschwindigkeit zum Waschen und einer hohen Geschwindigkeit zum Schleudern, mit Schaltungsmitteln für den Übergang von der Waschgeschwindigkeit auf die Schleuderge—
schwindigkeit bei gefülltem Bottich, mit einer Anordnung zur Regelung des Wasserpegels, einem regelbaren Widerstand zur Bestimmung der maximalen Schleudergeschwindigkeit
durch Einwirkung auf eine Anordnung zur Regelung der
Speisung des Motors mittels einer Geschwindigkeitsregel— anordnung, - weist das Kennzeichen auf, dass der Antriebs—

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motor der Maschine ein Gleichstrommotor ist, der mit einer Anordnung zur Regelung der Drehgeschwindigkeit versehen ist, worauf ein regelbarer Widerstand angeordnet ist, der die gewählte maximale Schleudergeschwindigkeit bestimmt, wobei der genannte regelbare Widerstand durch einen verzögerten Kontakt kurzgeschlossen wird.

Entsprechend verschiedenen Ausführnngsformen:

— wird der genannte verzögerte Kontakt, der den regelbaren Widerstand kurzschliesst, in der Wasserpege!steuervorrichtung vorgesehen,

— ist der genannte verzögerte Kontakt ein Kontakt einer Regelvorrichtung für den Wasserpegel des Bottichs,

- besteht der genannte verzögerte Kontakt aus einer zweiten Steuervorrichtung für den Wasserpegel,

- ist der genannte verzögerte Kontakt ein Kontakt der Programms chaltuhr.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist

in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Figur zeigt den elektrischen Schaltplan eines erfindungsgemässen Ausführungsbeispiels.

Der dargestellte Schaltplan zeigt einen

Gleichstrommotor 1 mit Dauermagneten. Dieser Motor wird durch eine Gleichrichterbrücke 2 gespeist, die zwei Dioden und zwei Thyristoren enthält. Die Geschwindigkeit des Motors ist regelbar und wird durch eine Geschwindig—

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keitsrege!vorrichtung 3 gesteuert, welche genannte Regelvorrichtung die Speisung des Motors regelt und zwar durch Einwirkung auf die Steuerelektroden der Thyristoren. Ein Kontakt h_$ der zur Programmschaltuhr gehört, ist parallel zum Kontakt der Regelvorrichtung des Wasserpegels 5 (Pressostat ) in geschlossener Lage, d.h. bei gefüllten Bottich, parallel geschaltet. Ein regelbarer Widerstand 6 liegt in Reihe mit der Speisungsregelschaltung des Motors und beschränkt den Steuerstrom auf einen derartigen Wert, dass der Motor die bestimmte Schleudergeschwindigkeit erreichen kann. Die Anordnung zum Umkehren der Drehrichtung des Motors wird durch die Kontakte 7» 8» 9» 10 dargestellt, die durch jeweiliges Schliessen der Kontakte 7j 8 und 9i 10 die Polarität an den Klemmen des Motors ändert. Der Kontakt 12 im Speisekreis des Motors bei Schleudergeschwindigkeit gehört zu der Umkehranordnung und er gibt die Drehrichtung der Trommel bei Schleudergeschwindigkeit.

Die erfindungsgemässe Anordnung gilt insbesondere für eine Waschmaschine mit einem Motor 1 mit einem Kollektor, der über einen Widerstand 13 gespeist wird, wobei dieser Widerstand zur Erhitzung des Wassers im Bottich verwendet wird. Der Wert dieses Widerstandes wird derart gewählt, dass die Belastung des Motors jeden beliebigen Wert haben kann, ohne dass die erlaubte Intensität für den Motor überschritten wird und dass der Motor mit einer regelmässigen Geschwindigkeit drehen kann, welche Geschwindigkeit umso niedriger ist, je höher die

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Belastung ist. Der Motor nimmt dann einen starken Strom auf und die wichtige aufgenommene Energie im Reihenwiderstand wird dann zur Erwärmung des Wassers benutzt.

Nach einer Ausführungsform der Anordnung zum Antreiben der Trommel der Waschmaschine wird der Gleichstrommotor mit Dauermagneten 1 über eine Gleichrichterbrücke mit Dioden 2 über eine Steueranordnung, die im Schaltplan durch zwei Thyristoren dargestellt ist, aus dem Netz gespeist. Der Übergang oder die Unterbrechung der Gleichstromspeisung wird erhalten durch Beeinflussung der Steuerelektroden der Thyristoren mit einer Spannung, die durch eine Anordnung zur Regelung der Geschwindigkeit des Motors erzeugt wird. Diese Anordnung enthält einen Bezugsspannungsgenerator, dessen Spannung mit der gegenelektromotischen Kraft verglichen wird, die vom Motor geliefert wird, wenn dieser als Generator wirksam ist während der Zeitintervalle, in denen dieser nicht mit einer Gleichrichterspannung gespeist wird. Die Beschränkung der Geschwindigkeit des Motors wird dadurch erhalten, dass zwischen den Steuerelektroden der Thyristoren ein Widerstand 6 angeordnet wird. Ia allgemeinen wird ein regelbarer Widerstand verwendet, der gegebenenfalls für den Benutzer zugänglich sein muss und der es ermöglicht, die Schleuderteschwindifkeit auf einen gewünschten Wert zu regeln.

Der regelbare Widerstand 6 ermöglicht es, die Schleudergeschvindigkeit zwischen ?wei Grenzen zu

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wählen und zwar zwischen einer unteren und einer oberen Grenze in der Nähe von 600 U/min. Zum Erhalten der maximalen Schleudergeschwindigkeit muss der Widerstand 6 sehr gross sein während der Widerstand für die minimale Geschwindigkeit Null sein muss. Die Schleudergeschwindigkeit wird beim Starten der Maschine festgelegt und zwar gleichzeitig mit den anderen Parametern zum Waschen und entspricht nicht unbedingterweise der möglichst niedrigen Schleuder— geschwindigkeit. In einer Ausführungsform betrug die minimal vorgesehene Geschwindigkeit 12O U/min. Es ist interessant, das Drehmoment des Motors auf die elektrischen Kennlinien beschränken zu können, die dieser möglichst geringen Schleudergeschwindigkeit entsprechen und zwar derart, dass das Gleichgewicht.zwischen dem Motordrehmoment und dem Widerstandsmoment u.a. infolge der Wassermasse des gefüllten Bottichs, sich in der Nähe dieser Geschwindigkeit einstellt. Dies wird dadurch ermöglicht, dass der Widerstand 6 durch einen Kontakt Ik kurzgeschlossen wird. Die Geschwindigkeit der Trommel in dem mit Wasser gefüllten Bottich wird sich dann beschränken auf die, die einer Schleudergeschwindigkeit, der möglichst niedrigen Schleudergeschwindigkeit, die bei dieser Maschine möglich ist, entspricht.

Das Ausschalten des regelbaren Widerstands 6 braucht nur zu erfolgen während der Zeit, in der der Bottich mit Wasser gefüllt ist, wobei der Kontakt 14 vom Wasserpegel gesteuert wird, damit die gewählte Schleuder-

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geschwindigkeit sich.einstellen kann, wenn der Bottich entleert ist.

Das Entleeren des Bottichs wird durch die

Programmschaltuhr bestimmt, die die Schaltung der Pumpe steuert.

Der Kontakt Ik ist nach einer Ausführungsform der Erfindung als zweiter Kontakt der Steueranordnung des Wasserpegels (Pressostat) 5 angeordnet, wobei die Kontakte 5 und 14 auf mechanische Weise verbunden sind. /' Das Element, das die Anordnung zur Beschränkung der Schleudergeschwindigkeit bildet bei gefülltem Bottich ist also im wesentlichen ein zweiter Kontakt 14 des Pressostats,-der wenigstens einen geschlossen Kontakt gibt für die Lage bei gefülltem Bottich. Ein in der elektronischen Anordnung vorgesehener Pufferwiderstand in Reihe mit dem regelbaren Widerstand beschränkt die niedrigere Schleudergeschwindigkeit bei gefülltem Bottich oberhalb der Zone der kritischen Geschwindigkeit, welche Zone abhängig vom Maschinentyp, für den die Anordnung zur Speisung und Regelung bestimmt ist, veränderliche ist. Die Anordnung funktioniert wie folgt: es wird vorausgesetzt, dass der Waschgang beendet ist, dass die Programmschaltuhr und die Umkehranordnung den Schleudergang in der bevorzugten Richtung haben starten lassen und zwar durch Öffnung des Kontaktes 12, der zur Umkehranordnung gehört. Der Motor wird über den Kontakt k der Programmschaltuhr und 5 der Regelanordnung des Wasserpegels gespeist. Der Kontakt lh,

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der mit dem Kontakt 5 des Pressostats verbunden ist, wird geschlossen, da der Bottich gefüllt ist. In diesem Fall wird die von der Regelanordnung 3 erzeugte Spannung den Steuerelektroden der Thyristoren zugeführt und beschränkt die Geschwindigkeit auf einen Wert niedriger als der der Z^ne der kritischen Geschwindigkeit. Diese Geschwindigkeit wird auf 12O U/min beschränkt, eine Geschwindigkeit die unterhalb der Zone der kritischen Geschwindigkeit liegt für den Maschinentyp mit dieser Anordnung.

Nach dem Starten der Schleudergeschwindig— keit und das Entleeren des Bottichs (gesteuert durch die Programmschaltuhr) öffnet sich der Kontakt Ik₁ wodurch der regelbare Widerstand 6 nicht mehr kurzgeschlossen ist, wobei die Geschwindigkeit bis zur gewählten Schleudergeschwindigkeit zunimmt und durch den Wert des Widerstandes 6 bestimmt wird.

Die Kontakte 5 und Ik können mechanisch

verbunden werden aber der Kontakt Ik kann ebenfalls im Pressostat mit dem Kontakt 5 vorgesehen werden. Dieser Kontakt Ik kann ebenfalls aus dem Kontakt in der Lage "gefüllter Bottich" eines zweiten Pressostats bestehen.

Die Anordnung zur Beschränkung der Geschwindigkeit ermöglicht daher durch das einfache Funktionieren des Pressostats, der mit einen zweiten Kontakt in der Lage "gefüllter Bottich" oder eines zweiten Pressostats eine Verzögerung im Anstieg der Schleudergeschwindigkeit bei gefülltem Bottich, Dieser progressive Anstieg

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erfolgt von einer minimalen Schleudergeschwindigkeit wenn der Bottich leer ist.

Die Vorteile einer derartigen Anordnung •sind u.a.: eine Schulter vor dem Schleudern mit einer Geschwindigkeit, die so niedrig ist wie erwünscht, die eine Verringerung der sekundären Effekte ermöglicht die durch Drehung des Wasserringes am Bottich hervorgerufen werden, wodurch leichtere Konstruktionsmaterialien verwendet werden können und eine einfachere. Art und Weise, den Bottich zu schliessen.

Der Kontakt Ik kann ebenfalls durch die Programmschaltuhr gesteuert werden: beim Starten der Pumpe oder nach einer bestimmten Zelt.

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Claims

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PA TENTANSPRUCHE .

(Λ,ι Anordnung zur Regelung der Schleuderge-

schwlndigkeit bei einer Waschmaschine mit einem Motor zum Antreiben der Trommel, der mit zwei verschiedenen Geschwindigkeiten arbeiten kann: und zwar mit einer niedrigen Geschwindigkeit zum Waschen und einer hohen Geschwindigkeit zum Schleudern, mit Schaltungsmitteln für den übergang von der Waschgeschwindigkeit auf die Schleudergeschwindigkeit, wobei der Bottich mit Wasser gefüllt ist, mit einer Anordnung zur Regelung des Wasserpegels, einem regelbaren Widerstand, wodurch es möglich ist, die maximale Schleudergeschwindigkeit durch Einwirkung auf eine Steueranordnung für die Speisung des Motors zu bestimmen, die durch eine Geschwindigkeitsregelanordnung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor der Maschine ein Gleichstrommotor ist, der mit einer Regelanordnung für die Drehgeschwindigkeit versehen ist, auf der ein regelbarer Widerstand angeordnet ist, der die gewählte maximale Schleudergeschwindigkeit bestimmt, wobei der genannte regelbare Widerstand durch einen verzögerten Kontakt kurzgeschlossen wird.
2. Anordnung zur Regelung der Schleuderge- .

schwindigkeit bei einer Waschmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte verzögerte Kontakt, der den regelbaren Widerstand kurzschilesst, in der Anordnung zur Regelung des Wasserpegel» vorgesehen ist. . -■

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3· Anordnung zur Regelung der Schleuderge—

schwindlgkelt bei einer Waschmaschine nach. Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, dass.der genannte verzögerte Kontakt ein Kontakt einer Anordnung zur Regelung des Wasserpegels im Bottich ist.

hm Anordnung zur Regelung, der Schleuderge—

schwindigkeit bei einer Waschmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte verzögerte Kontakt aus einer zweiten Anordnung zur Regelung des Vasserpegels besteht.

5· Anordnung zur Regelung der Schleudergeschwindigkeit bei einer Waschmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dasa der genannte verzögerte Kontakt ein Kontakt der Programmschaltuhr ist.

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