DE2620464A1

DE2620464A1 - Verfahren und maschine zum waschen und schleudern von waesche

Info

Publication number: DE2620464A1
Application number: DE19762620464
Authority: DE
Inventors: Hendrik Karel Moraal
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-05-22
Filing date: 1976-05-08
Publication date: 1976-12-02
Also published as: JPS51144077A; FR2311883A1; IT1038355B; FR2311883B3

Description

- WU/ltJ

Αι..ί'.'-i-i'-'-'ä ^v&m:

"Verfahren und Maschine zum Waschen und Schleudern
von Wäsche"'.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Waschen und Schleudern von Wäsche und auf eine
Maschine zum Durchführen dieses Verfahrens, wobei diese Maschine von dem Typ ist, bei dem die Trommel, die im wesentlichen eine horizontale Achse hat und in einem
Bottich eingeschlossen ist, der gegenüber dem Gehäuse federnd angeordnet ist, durch Elemente mit einem konstanten Übersetzungsverhältnis von einem elektrischen Gleichstrommotor angetrieben wird, der über eine
Gleichrichterbrücke aus dem Versorgungsnetz gespeist; wird.

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Wenn eine Waschmaschinentrommel von der Waschgeschwindigkeit in die Schleudei'geschwindigkeit beschleunigt wix^d, können !Instabilitäten auftreten. So kann beispielsweise der Bottich, gegen andere Maschinenteile stossen oder die Maschine kann über den Fussboden

bewegen. Diese Erscheinungen sind einer ungeregelten Verteilung der jeweiligen ¥äschestücke in der Trommel zuzusehrei.ben , welche Verteilung von einer ganzen Reihe von Faktoren, beispielsweise vom Gewicht der Wäsche und des Gehäuses, vom Aufhängesystem des Bottichs im Gehäuse, von der* Motorbeschleunigung und vom Drehmoment usw. abhängig ist.

Es sind mehxere Behelfslösungen für das Wasch— und Schleuderverfahren zur Verbesserung der Stabilität der Maschine vorgeschlagen worden. Im Falle von elektrischen Leichtgewicht-Haushaltsgeräten, beispielsweise bei denjenigen, die für einen grossen Kundenkreis gemeint sind, müssen diese Behelf slö suiigen wirtschaftlich, preisgünstig weitgehend zuverlässig und wenn möglich gering bemessen sein.

Im italienischen Patent Nr. 895996 ist ein Verschlag beschrieben worden, wobei die Beschleunigung der Trommel bis zur Schleudergeschwindigkeit von einer sogenannten Auswuchtgeschwindigkeit ausgeht, die etwa der doppelten Waschgeschwindigkeit entspricht und wobei die Wasserentfernung aus dem Bottich erst an dieser

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Stelle anfängt. Dieses System erfordert die Verwendung eines Motors mit einem vorliältnismässig hohen statischen Drehmoment wegen des Widerstandes der Trommel in dem mit Wasser gefüllten Bottich,, Weiter¹ müssen die elektronischen Elemente, die den Motor steuern, und zwar anfangend bei denen, die die Gleichrichterbrücke bilden, übermässig bemessen werden. Die Kosten einer Maschine mit diesem System sind ziemlich hoch.

Ein anderes S}^rstem ist in der britischen Patentschrift Nr.1266691 beschrieben worden, wobei ein normalerweise geöffneter Schalter mit den Mitteln zusammenarbeitet, mit deren Hilfe der Bottich im Waschmas chinengehäuse aufgehängt ist. Wenn die Trommel Unwucht aufweist wenn die Schleudergeschwindigkeit erreicht wird, schliesst sich der Schalter und mittels geeignetor Schaltungselemente wird die Trommel zunächst bis zur Waschgeschwindigkeit zurückgebracht bis die jeweiligen Wäschestücke über die Innenseite der Trommel einheitlich verteilt sind, wonach wieder bis zur Schleudergeschwindigkeit beschleunigt wird. Dieses zweite System weist zwei Nachteile· auf, insbesondere aus dem Gesichtspunkt der Zuverlässigkeit. An erster Stelle wird auf Unwucht geprüft wenn die Trommel bereits die Schleudergeschwindigkeit erreicht hat, wodurch die Wäsche gegen die Trommelwand hängen bleibt. Sogar wenn die Geschwindigkeit der Trommel bis zur

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Waschgeschwindigkeit zurückgebracht wird, löst sich die Wäsche nicht von der Wand und deswegen ex^hält man keine bessere Verteilung ohne dass die Wäsche wieder benetzt wird. Der z\ireite Nachteil dieses Systems ist, dass der Schalter·, der die Unwucht regelt, ein elektromechanisches Mittel ist, das zum Funktionieren mit einer grossen Zuverlässigkeit eine verwickelte und. genaue Zusammenstellung und Eichung erfordert, was bei preisgünstigen elektrischen Haushaltsgeräten nicht üb-1i ch ist.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues'Wasch- und Sclileuderverfaliren für Wäsche zu schaffen, wobei die Überprüfung einer Unwucht und eine etwaige Korrektur derselben, mit maximaler Zuverlässigkeit und zu einem geringen Preis durchgeführt werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Wasch- und Schleudermaschine zu schaffen,^ die entsprechend dem obengenannten Verfahren arbeitet.

Bei dem erfindurigsgemässen Verfahren wird die Überprüfung der Unwucht des Bottichs durch Messung einer Eigenschaft der* Trommel und/oder des Motors durchgeführt , die sich mit der Zeit ändert, wobei die Messung durchgeführt wird wenn die Trommel eine vorbestimnite Geschwindigkeit zwischen der Waschgeschwindigkeit und der Schleudergeschwindigkeit erreicht.

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Der wichtigste Vorteil, der beim Anwenden des beschriebenen Verfahrens erhalten wird ist, dass der Schleudervorgang nur stattfindet, nachdem die Wäsche in der Trommel, eine Verteilung hat, die die Unwucht des Bottichs nicht vergrössert. Die Möglichkeit einer Beschädigung der Maschine wenn der Schleudervorgang bei nicht ausgewuchtetem Bottich wegen einer nicht gleichmassigen Verteilung der Wäsche in der Trommel auftritt, wird .völlig vermieden.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Kontrolle auf Unwucht, die mittels einer zeitabhängigen Eigenschaft der Trommel und/oder des Motors (vorzugsweise die Stromintensität über den Motor) gemacht wird, äusserst genau ist.

Ein weiterer Vorteil ist, dass diese Kontrolle mit Hilfe einfacher preisgünstiger elektronischer Elemente gemacht wird, die auf einfache Weise in der sogenannten "black box" des Gerätes zusammen mit dem Motorregelmodul untergebi'acht sind.

Ein anderer Vorteil ist, dass dieses System zur Kontrolle der Unwucht bei Wasch- und Schleudermaschinen mit verschiedenen Konstruktions- und Betriebskennzeichen, beispielsweise bei Maschinen mit Obenoder Vorderladung, mit Schleudergeschwindigkeiten von 750 bis 1000 Umdrehungen/Minute verxvendet werden können. In dieser Hinsicht wird der Wert der Strominten-

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sität des Motors, die als Anzeige des maximal zulässigen Unwuchtwertes verwendet wird, auf Basis der obengenannten Konstruktions- und Betriebslcennzeiclien genau vorbestimmt und durch, einen einfachen Einstellvorgang während der -Herstellung und/oder des Zusammenbaus eingestellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt Lind wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Wasch- und Schieudeismaschine,

Fig. 2 ein Blockschaltbild des zum Kontrollieren der Unwucht des Maschinenbottichs verwendeten Systems,

Fig. 3 Diagramme zur ErläLttemng des Betriebs der Maschine unter zwei verschiedenen Verhältnissen (Diagramm X und Diagramm Y) -

Fig. h und 5 die Stromintensität durch den Motor unter den Umständen der Diagramme X und Y nach Fig. 3.

In Fig. 1 ist ein Bottich. 1 auf elastische Weise mittels Federn 3 und Stossdämpfer 4 im_:Gehäuse 2 aufgehängt. Der Bottich 1 enthält eine Trommel 5 mit einer im wesentlichen horizontalen Achse, welche Trommel von einem Gleichstrommotor 6 mittels herkömmlicher (nicht dargestellter) Elemente mit einem festen

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Übersetzungsverhältnis angetrieben wird. Der Einfachheit halber sind weitere Teile der Wasch- und Schleudermaschine in Fig. 1 nicht dargestellt, da sie durchaus bekannt und völlig konventionell sind (Ablaufpumpe, Heizelement zum Erwärmen der Lauge, Programmschalter, Beladungstür usw.)

Das B3.ockschaltbild aus Fig. 2 zeigt, dass der Gleichstrommotor M, der die Maschinentrommel antreibt, von einem Regelmodul CM geregelt wird, dem der Netzwechselstrom zur Gleichrichtung mittels einer an sich bekannten Brücke zugeführt wird. Der durch den Motor fliessende Strom wird dann über ein Tiefpassfilter F geführt, danach zu einer Triggerschaltung T und zum Schluss zum eigentlichen Regelsystem S. Von diesem letzteren gehen Signale aus," die den Motor M über das Regelmodul CM erreichen und das Verhalten der Stufen bestimmen, die dem letzten Spülgang im Betriebszyklus der Wasch- und Schleudermaschine folgen.

Das Regelsystem S kann auf jede dem Fachmann bekannte Weise konstruiert werden und zwar auf Basis der Aufgaben, die daran gestellt und nachstehend beschrieben werden. Es dürfte einleuchten, dass der Ausdruck "Triggerschaltung" einen Schaltungskreis bezeichnet, in dein ein Gleichstromsignal am Eingang, das einen vorbestimmten oder gesetzten Wert überschreitet, in ein Ausgangssignal konstanten Wertes um transformiert und

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verstärkt wird, üblicherweise können das Regelsystem S und die Triggerschaltung T in Form integrierter Schaltungen ausgebildet und in einen sogenannten "black box" der Maschine angeordnet sein.

Die Wirkungsweise der Wasch- und Schleudermaschine nach der Erfindung ist wie folgt:

Untenstehend wird nur die Wäscheverteilungs- und Schleuderstufe beschrieben, die anfängt, wenn aus dem Bottich das letzte Spülwasser entfernt worden ist. Dies ist im wesentlichen die Stufe, auf die sich die vorliegende Erfindung direkt bezieht.

Fig.· 3 ist ein Diagramm, in dem die Zeit (Abzisse) gegen die Tromrnelgeschwindigkeit in Umdr./ Minute (Ordinate) aufgetragen ist, wobei die zwei verschiedenen Verhaltenskennlinien gezeigt werden, die durch X und Y bezeichnet sind, und die sich auf den Fall beziehen, in dem es keine Unwucht gibt bzw. in dem die Bottichunwucht durch eine neue ¥äscheverteilung in der Trommel ausgeschaltet wird. Diese neue Wäscheverteilung wird durch die vorliegende Erfindung erreicht.

Die obengenannte Stufe umfasst eine Anfangsdrehung der Trommel (während einer Zeit t vom Zeitpunkt 0 an, wenn dieser als Ausgangszeitpunkt bezeichnet wird) mit einer Waschgeschwindigkeit nß in der Drehungsrichtung, in der der Schleudergang erfolgt.

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Während der Zeit t wird die Trommel auf die Vertei-

lungs- und Messgeschwxndigkeit η gebracht. Der genaue Wert dieser Geschwindigkeit muss entsprechend den Maschineneigenschaften berechnet werden, wobei zwei gegengesetzte Anforderungen berücksichtigt werden. Die Geschwindigkeit η muss grosser sein als die minimale Geschwindigkeit n, der Wäsche in der Trommel, bei der die Wäsche beim Drehen der Trommel an der Trommelwand, bleibt. Die Geschwindigkeit η muss jedoch nicht zu hoch sein sonst bleibt die Wäsche hängen sogar wenn die Trommel gebrenst wird, wodurch eine neue Wäscheverteilung vermieden wird. Richtwerte sind: η ρ = 50 - 6o Umdrehungen/Minute; n, = 60 - 75 Umdrehungen/Minute; η =75-95 Umdrehungen/Minute.

Vom Zeitpunkt 0 bis zur Zeit t.. ^ t ist das Tiefpassfilter F (Fig. 2) nach wie vor kurzgeschlossen, so dass das Regelsystem S nicht durch starke Stromänderungen über den Motor während der plötzlichen Beschleunigung von riß nach η beeinflusst werden kann. Von der Zeit t an erreicht eine Anzeige der gleichgerichteten Stromintensität I über den Gleichstrommotor M, die die Maschinentrommel antreibt, das Regelsystem S über das Filter F und die Triggerschaltung T.

Es können zwei verschiedene Fälle auftreten. Fig. h und 5 zeigen die entsprechenden Verhaltensmuster

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der Stromintensität I als Funktion der Zeit, welche Muster mittels eines Oszillographen erhalten wurden. ¥enn der Bottich der Maschine (und dadurch die Trommel) einwandfrei avisgewuchtet ist, ist das Verhalten der Stromintensität I wie in Fig. h dargestellt ist und zwar besteht darin der Strom aus Halblwellen, alle mit einer Zeitdauer f₁, die der doppelte Wert der Frequenz der Netzspeisespannung ist und alle mit der Amplitude A. Dieser Strom, der durch den Motor fliesst, wird im Regelsystem S mit einem Schwellwert verglichen (der im Entwui'f und/oder in der Herstellungsphase vorbestimmt wurde) welcher Schwellwert dem System zugeführt wird. Die Maximalzeit für diese Kontrolle ist durch t in Fig. 3 angegeben. In dem in Fig. Jl dar-

gestellten Beispiel hat die obengenannte Amplitude A denselben ¥ert wie die genannte Schwelle, wodurch das Signal, das den Schleudergang einschaltet, das Regelmodul CM des Motors M aus dem Regelsystem S erreicht. Folglich beginnt die Maschinentrommel ihre Beschleunigung während der Zeit t bis zur Schleudergeschwindigkeit η entsprechend der Linie X in Fig. 3·

Dieser Schleudei'gang dauert während der Zeit, wie diese für den Betriebszyklus von der Maschinenprοgrammschal tuhr festgestellt ist und zwar endet der Schleudergang in dem durch t~ angegebenen Zeitpunkt.

Wenn die Maschinentrommel (und der Bottich)

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durch, eine anormale Wäscheverteilung in Unwucht ist verhält sich der Strom I durch den Motor wie in Fig. 5 angegeben. Der Strom I besteht aus einer Reihe von Impulsen mit einer Zeitdauer f^ (d.h. der doppelte Wert der Netzspannungsfrequenz) , aber die' Amplitude ist zwischen einem Maximalwert A¹ und einem Minimalwert A" veränderlich und x^ird mit einer Zeitdauer f

moduliert, die der Trommelgeschwindigkeit η proportional ist. Dies geschieht, weil im Falle einer Unwucht die Umlaufgeschwindigkeit der Trommel nicht sehr konstant ist sondern durch die nicht ausgewuchtete Beladung wird der Trommel während der ersten Hälfte der Umdrehung gebremst (also der Motor M nimmt mehr Strom auf als dass da.s Modul die Motorgeschwindigkeit konstant halten kann) und wird durch die nicht ausgewuchtete Belastung während der zweiten Hälfte der Umdrehung beschleunigt (wegen der Tatsache, dass der vo.,.' Motor aufgenommene Strom abnimmt).

Nach der Erfindung werden diese Änderungen in der Intensität des Stromes I durch den Motor dazu verwendet, Signale zu erzeugen, die das Regelsystem S dem Motorregelmodul CM zuführt. Dazu wird im Regel-"-sy'stem S der Maximalwert A¹ der Stromintensität I und der obengenannte Schwellwert A miteinander verglichen. Im Beispiel nacli Fig. 5 ist A¹ grosser als A und zwar wegen der Tatsache, dass in dem Augenblick (t_ in Fig.3)ι

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wo das RegeIsystein 5 detektiert, dass die Stromintensität I durch den Motor den vorbestimmten Wez-t (Maximalgrenze) überschreitet, das Signal aus dom System S das Modul CM erreicht und die Trommel bis zur Waschgeschwindigkeit nß zurückbringt und wiederholt die beschriebene Folge vom Zeitpunkt t_ an. Dadurch findet eine zweite Wäscheverteilung in der Trommel statt, wobei die Geschwindigkeit der Trommel während der Zeit t wieder ηp ist. ¥enn die Wäsche noch immer in Unwucht ist, wenn die Trommel durch die Geschwindigkeit η geht, geht die Trommel wieder auf die Waschgeschwindigkeit η ff zurück und zwar bis zum Zeitpunkt t und die Folge wiederholt sich.

Im Beispiel nach Fig. 3 gibt es nach diesel" dritten Wäschever-teiling keine weitere Uirwucht, wodurch der Schleudergang letzten Endes stattfindet (Linie Y) . Da das Ende des Zyklus unänderbax" festgelegt ist wird die Dauer des Schleuderganges ausreichen insbesondere wenn der Schwellwert A geeignet gewählt worden ist.

Wenn es eine konzentrierte und deswegen

grosse Unwucht in der Wäsche gibt (beispielsweise eine Menge X^Tägel in einer Hosentasche), werden die wiederholten neuen Verteilungen der Wäsche niemals zu einem Schleudergang führen. Der Befcriebszyklus der Maschine endet deswegen ohne dass die Wäsche geschleudert wor-

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den 1st. Aug geeignete Weise kann die Maschine mit einer Anzeigelampe zum Anzeigen dieses Zustandes versehen sein, so dass die benutzende Person die Quelle dieser Unwucht entfernen kann be\'or sie die Wäscheverteilungsund Schleuderstufe mit der Vvοgrammschaltuhr wieder eins chalt e t,

Aus der Beschreibung geht hervor, dass die Erfindung äusserst zuverlässig ist weil sie die Möglichkeit einer Beschädigung der Maschine wegen einer Unwucht des Bottichs völlig ausschliesst lind wegen der Tatsache, dass ihr Funktionieren mit einer elektrischen Eigenschaft des Motors gekoppelt ist, was mittels preisgünstigen Mitteln einfacher Konzeption völlig geregelt werden kann. Im Anschluss an das obenstehend beschriebene . Ausführungsbeispiel bezieht sich die Erfindung ebenfalls auf Abwandlungen, die Sachverständige aus den gegebenen erfindungsgemässen Prinzipien ableiten können. So kann beispielsweise der Antriebsmotor für die Trommel vom Induktionstyp sein oder vom Kommutatortyp, die mit Wechselstrom gespeist werden. Veiter kann die elektrische Eigenschaft des geregelten Motors eine andere sein, insofern diese Eigenschaft auf dieselbe Art und Weise veränderlich ist. Mittels Wandler ist es ebenfalls möglich, das Verhalten der Winkelbeschleunigung der Trommel direkt zu regeln,

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weiche Winkelbeschleunigung der Ursprung der Änderungen in den elektrischen Eigenschaften des Motors ist. Veiter kann im Regelsystem der Unterschied zwischen der maximalen und minimalen Amplitude der Menge mit einem vorbestimmten Schwellwert verglichen werden.

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Claims

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1. Verfahren zum Waschen und Schleudern von Wäsche in einer Wasch- und Schleudermaschine mit einem Bottich, der auf elastische Weise im Gehäuse angeordnet ist und mit einer Trommel mit einer im wesentlichen horizontalen Achse, die von einem elektrischen Motor, vorzugsweise vom Gleichstromtyp über ein festes Übersetzungsverhältnis angetrieben wird, wobei das Verfahren aus einer Überwachung der Unwucht im Bottich besteht, so dass der Schleudergang nur stattfindet, wenn die genessene Unwucht einen Wert hat, der kleiner ist als ein A'orbe stimmt er Grenzwert und jeweils wenn die gemessene Unwucht diesen Grenzwert überschreitet die Trommel auf die Waschgeschwindigkeit zurückgebracht wird und die zum Erreichen der Schleudergeschwindigkeit erforderlichen Vo3?gänge wiederholt, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung dex- Unwucht des Bottichs durch Messung einer Eigenschaft der Trommel und/oder des Motors, die mit der Zeit sich ändert, erfolgt, wobei die Messung vorgenommen wird, wenn die Trommel eine vorbestiminte Geschwindigkeit erreicht, die zwischen der Waschgeschwindigkeit und der Schleudergeschwindigkeit liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem die Trommel auf die Waschgeschwindigkeit zurückgekehrt ist nachdem eine Unwucht

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des Bottichs festgestellt wurde, die Trommel während einer gewissen Zeit auf der genannten Geschwindigkeit in derselben Drehrichtung wie beim Schleudergang gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit, bei der die genannte Messung einer in dei" Zeit veränderlichen Eigenschaft des Motors vorgenommen wird, grosser ist als die minimale Geschwindigkeit bei der die Wäsche in der Trommel am Trommelwand bleibt.

h. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Zeit veränderliche Eigenschaft die Intensität des Stromes ist, der durch den Trommelantriebsmotor fliesst.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Unwuchtkontrolle das Wasser aus dem Bottich entfernt ist.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmschaltuhr der Wasch- und Schleudermaschine ohne Unterbrechung während der Kontrolle auf Unwucht des Bottichs weiterläuft.

7· Wasch- und Schleudermaschine mit einem Gehäuse, einem in diesen Gehäuse elastisch angeordneten Bottich und mit einer Trommel mit einer im liesentlichen horizontalen Achse,.welche Trommel über Elemente mit einem

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festen Ubersotzungsvei'hältnis von einem Gleichstrommotor angetrieben wird, welcher Motor über eine Gleichricliterbrücke aus dem Netz gespeist wird, wobei Mittel vorgesehen sind zvlt Kontrolle einer Eigenschaft der Trommel und/oder des Motors, die mit der Zeit sich ändert und zum Vergleichen dieser Eigenschaft mit einem vorbestimmten Grenzwert, wobei die genannten Mittel Signale erzeugen, die die Trommel nur dann schleudern lassen wenn der Werfe der genannten elektrischen Eigenschaft j welcher Wert gemessen wird wenn die Trommel eine vorbestimmt ο Geschwindigkeit erreicht-, die zwischen der* Waschgeschwindigkeit und der Schleudergeschwindigkeit liegt, geringer ist als einer vorbe— stimmte Grenzivert.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel die Stromintensität durch den Trommelantriebsmotor messen und auf das elektronische Motorregelmodul einwirken.

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