DE2844561A1

DE2844561A1 - Trommelantrieb fuer waschmaschine

Info

Publication number: DE2844561A1
Application number: DE19782844561
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Pengo
Original assignee: SOLE SpA ODERZO; Sole SpA
Current assignee: ACC Compressors SpA
Priority date: 1977-10-12
Filing date: 1978-10-12
Publication date: 1979-04-26
Also published as: FR2406018A1; IT1126294B; FR2406018B1; GB2007927B; GB2007927A; ES474099A1

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER H. KINKELDEY

CR-IMl

W. STOCKMAlR CA-INa-AaE(CW-TECH

K. SCHUMANN

P. H. JAKOB

cm--*ga

G. BEZOLD

8 MÜNCHEN

MAXIMIUANSTRASSE 4S

P 13 168

Trommelantrieb für Waschmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für die Trommel einer automatischen Waschmaschine, insbesondere einer Haushaltswaschmaschine.

Während der Wasch- und Spülgänge dreht sich die Trommel einer Waschmaschine bekanntlich mit einer relativ geringen Geschwindigkeit von ca. 50 U/min, während sie zum Schleudern der Wäsche mit einer beträchtlich erhöhten Drehzahl von etwa 400 bis 1000 U/min angetrieben werden muß.

909817/0724

(oaa) aaaeoa telex os-aesao Telegramme monapat telekopierer

Die ¥elle der Trommel ist mit der Welle des elektrischen Antriebsmotors gewöhnlich über einen Riementrieb verbunden, wobei die notwendigen unterschiedlichen Drehzahlen auf verschiedene Weise erzielbar sind. Bekannt ist beispielsweise die Verwendung von Asynchronmotoren mit wahlweise schaltbaren unterschiedlichen Polzahlen (z.B. 2/12, 2/16, 2/18, 2/24, 2/30 Polen), wobei die Pole an einer gemeinsamen mechanischen und magnetischen Anordnung des Motors angeordnet sind. Eine solche Anordnung arbeitet sehr zuverlässig, eignet sich jedoch- nur für relativ niedrige Drehzahlen beim Schleudern, hat aufgrund der großen Anzahl der Pole nur eine relativ geringe Leistung und erfordert einen erhöhten Aufwand an Material, insbesondere an magnetischen Blechen und Kupfer.

Mit Asynchronmotoren mit wahlweise schaltbarer Polzahl sind jedoch auch höhere Schleuderdrehzahlen erzielbar, indem man die Anzahl der für die Waschgänge eingeschalteten Pole möglichst klein hält. In diesem Falle ist das Übertragungsverhältnis zwischen dem Motor und der Trommel auf verschiedene Weise veränderbar. Bekannt sind beispielsweise Antriebe, bei denen der effektive Durchmesser der Antriebsriemenscheibe mittels Fliehgewichten verstellbar ist. Anderenfalls können auch zwei Riementriebe mit verschiedenem Übertragungsverhältnis vorhanden sein, welche über durch Fliehkraft betätigte Reibungskupplungen einschaltbar sind. Ferner sind mechanische Übersetzungsgetriebe bekannt, welche für den Schleudergang mittels eines Elektromagneten zuschaltbar sind.

Die vorstehenden Anordnungen sind jedoch sämtlich sehr kompliziert und aufwendig, arbeiten nicht sehr zuverlässig und verschlechtern den Wirkungsgrad des Antriebsmotors.

Bekannt ist ferner die Verwendung von Asynchronmotoren mit niedriger Polzahl (z.B. 2/4 Polen) in Verbindung mit

909817/0724

einer automatisch arbeitenden mechanischen Vorrichtung zum Verändern der Antriebsgeschwindigkeit. Während des Waschgangs arbeitet der Motor mit vier Polen unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes, gewöhnlich eines Umlaufgetriebes. Zum Schleudern arbeitet der Motor mit zwei Polen, und die Antriebsübertragung erfolgt direkt über eine durch Fliehkraft betätigte Heibungskupplung, wobei die Antriebsübertragung zwischen dem Motor und der langsam laufenden Welle des Untersetzungsgetriebes vorzugsweise durch einen Freilauf unterbrochen ist. Eine solche Anordnung ist im Hinblick auf die Dimensionierung und die Leistung des Motors befriedigend, das Getriebe ist Jedoch im Vergleich zu den übrigen Teilen einer Waschmaschine übermäßig teuer. Darüber hinaus besteht bei dem häufigen Umschalten der Drehrichtung unter Last die Gefahr der Beschädigung oder eines übermäßigen Verschleißes der Zahnräder des Getriebes.·

Für Waschmaschinen wurde bereits auch die Verwendung von Kollektormotoren vorgeschlagen, deren Drehzahl durch Regelung der Speisespannung mittels elektronischer Einrichtungen steuerbar ist. Eine derartige Anordnung hat jedoch den beträchtlichen Nachteil, daß der Motor während der Waschgänge einen sehr starken Strom von ca. 6 bis 8A aufnimmt, wobei harmonische Verzerrungen und Hochfrequenzstörungen auftreten können.

Ein verstärktes Auftreten von harmonischen Verzerrungen und hohe Verluste sind auch bei mittels statischer Frequenzwandler gesteuerten Wechselstrommotoren zu beobachten, so daß es nicht ratsam ist, solche Motore für den Antrieb einer Haushaltswaschmaschine zu verwenden.

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Antriebs für eine Haushaltswaschmaschine, welcher zuverlässig" arbeitet und dessen Motor eine hohe Leistung abgibt, ohne daß dabei die Nachteile einer übermäßigen Stromauf-

909817/0724

nähme und Hochfrequenzstörungen auftreten.

Ein Ziel der Erfindung ist insbesondere die Schaffung eines Antriebs der genannten Art, welcher es auf einfache Weise und ohne erhöhten Energieverbrauch ermöglicht, die Waschtrommel während der Waschgänge mit niedriger und während des Schleudergangs mit erhöhter Drehzahl anzutreiben.

Die Erfindung schafft einen Antrieb für die Trommel einer automatischen Waschmaschine, mit einem Asynchronmotor, welcher mit einem unveränderlichen Übertragungsverhältnis antriebsübertragend mit der Trommel verbunden ist und eine Ständerwicklung aufweist, welche für den Antrieb während der Waschgänge mit Uetzstrom von Nennspannung und ITennfrequenz gespeist ist. Bei einem Antrieb der genannten Art ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Motor auf der mechanischen und magnetischen Anordnung der Ständerwicklung eine weitere Wicklung trägt, welche zum Antrieb während der Schleudergänge über einen an sich bekannten statischen Frequenzwandler aus dem Stromnetz gespeist ist. Ferner sind gemäß der Erfindung Schalteinrichtungen vorgesehen, welche für die Speisung der Ständerwicklung oder der zusätzlichen Wicklung wahlweise betätigbar sind.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein elektrisches Schaltbild für einen Waschmaschinenantrieb in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 2 ein in linearem Maßstab dargestelltes Diagramm des Drehmoments M des zu der Anordnung nach Fig. 1 gehörigen Motors in Abhängigkeit von dessen Drehzahl n.

909817/0724

Der erfindungsgemäße Antrieb weist vorzugsweise einen einphasigen Asynchronmotor auf, welcher vorzugsweise über einen herkömmlichen Riementrieb antriebsübertragend mit der Trommel einer Waschmaschine verbunden ist. In Fig. erkennt man zwei Ständerwicklungen 3> 4·, welche eine sechspolige Anordnung darstellen, welche die (nicht gezeigte) Welle des Motors bei Stromspeisung mit einer Nennfrequenz von 50 Hz und einer Nennspannung von 220 V mit einer Drehzahl von ca. 950 U/min antreibt. Das Übertragungsverhältnis zwischen dem Motor und der Trommel beträgt beispielsweise etwa 17,3 : 1, so daß diese sich während der Waschgänge mit einer Drehzahl von ca. 55 U/min dreht.

Vorzugsweise hat der Motor zwei weitere Ständerwicklungen 5» 6, welche eine zweipolige Anordnung bilden und bei einer NennfreoLuenz von 50 Hz die Drehzahl des Motors auf ca. 2 850 U/min und damit die der Trommel auf ca. 165 U/min erhöhen, um in einem Vorschleudergang das eigentliche Schleudern der in der Trommel enthaltenen Wäsche einzuleiten.

Die Wicklungen 3» 4-, 5 und 6 liegen mit jeweils einem Ende ari einem gemeinsamen Netzanschluß 7 für 50 Hz, 220V. An der anderen Seite sind die Wicklungen 3 und bzw. 5 und 6 über ein Paar Schalter 10, 11 und einen dazwischen liegenden Kondensator 9 miteinander verbindbar.

Ein weiterer Schalter 13 hat drei Festkontakte a, b und c und einen mit dem zweiten Netzanschluß 8 verbundenen beweglichen Kontakt. Die Verbindung der zweiten Anschlüsse der Wicklungen 3 und 4- mit dem Festkontakt a des Schalters 13 erfolgt über einen Umschalter 12, welcher zum Umsteuern des Drehsinns während der Waschgänge betätigbar ist. Am Festkontakt b des Wählschalters 13 liegt der zweite Anschluß der Wicklung 6. Die Umschalter 10, 11 und 12 und der Wählschalter 13 sind in bekannter Weise

909817/0724

von der (nicht dargestellten) Programmsteuerung der Waschmaschine betätigbar.

Gemäß der Erfindung hat der Asynchronmotor eine zusätzliche Ständerwicklung 14-, welche als einfache Antriebswicklung ausgeführt und in dem Fachmann geläufiger Weise mit der mechanischen und magnetischen Anordnung der Wicklungen 3> 4- und 5> 6 kombiniert sein kann« Die zusätzliche Wicklung 14- stellt beispielsweise eine zweipolige Anordnung dar, welche über einen mit dem Netzanschluß 7 verbundenen und über den Pestkontakt c des Wählschalters 13 mit dem anderen Netzanschluß 8 verbindbaren statischen Frequenzwandler 15 mit einer erhöhten Frequenz von beispielsweise 250 Hz gespeist ist. Der Frequenzwandler 15 kann von bekannter Art sein und mit Halbleitern mit gesteuerter oder selbsttätiger Sperrung arbeiten.

Während der Waschgänge schließt der Wählschalter 13 den Kontakt a, wie in Fig. 1 dargestellt, und die Umschalter 10, 11 befinden sich in der ausgezogen gezeichneten Stellung. Die Trommel ist dabei mit der üblichen Drehzahl von ca. 55 U/min angetrieben, wobei der Drehsinn durch Betätigung des Schalters 12 umsteuerbar ist. In dieser Phase ist der Verlauf des Drehmoments M in Abhängigkeit von der Drehzahl η durch die Kurve A in Fig. 2 dargestellt. Die Kurve B zeigt den Verlauf des Drehmoments beim Vorschleudern. Während dieser Phase schließt der Schalter 13 ;den Kontakt b und die Umschalter 10, 11 befinden sich in der in Fig. 1 gestrichelt gezeichneten Stellung. Es ist zu bemerken, daß sich das Widerstandsmoment während des Vorschleuderns stark verringert, da die Wanne der Waschmaschine kaum noch Wasser enthält und sich die Wäsche unter Einwirkung der Fliehkraft verteilt und gleichmäßig an die Umfangswand der Trommel legt. Zu Beginn des Fertigschleuderns mit einer Trommeldrehzahl von mehr als 700 U/min hat der Motor eine Ausgangsdrehzahl von ca. 2 900 U/min,

909817/0724

so daß für die weitere Erhöhung der Drehzahl ein relativ geringes Drehmoment erforderlich ist. Zu diesem Zweck wird der Festkontakt c des Wählschalters 13 geschlossen, um die zusätzliche zweipolige Wicklung 14 über den Frequenzwandler 15 mit einer Frequenz von 250 Ez zu speisen. Dadurch erhöht sich die Drehzahl der Motorwelle auf ca. 15 000 U/min, wobei das Drehmoment M entsprechend der Kurve C in Fig. 2 verläuft.

Angesichts der Tatsache, daß bei einer Haushaltswaschmaschine die Waschgänge mit niedriger Drehzahl der Trommel erheblich langer dauern als der Schleudergang und ca. 90% der gesammten Programmzeit beanspruchen, ist zu erkennen, daß die eingangs genannten Ziele der Erfindung erreicht sind. Für den Antrieb der Trommel mit niedriger Drehzahl wird ein ungesteuerter Asynchronmotor verwendet, welcher bekanntlich sehr robust ist, eine hohe Leistung abgibt und keine hochfrequenten Stör-ungen verursacht. Je nach dem Übertragungsverhältnis kann der Motor eine kleine Anzahl von Polen aufweisen und mit einem herkömmlichen Riementrieb arbeiten, wodurch der gesamte Antrieb sehr kleine Abmessungen haben und äußerst betriebssicher sein kann. Die für den Schleudergang notwendige Höchstdrehzahl des Motors ist dank der Speisung der zusätzlichen Wicklung 14 mit einer erhöhten Frequenz unabhängig von der Spannung und der Frequenz, des Netzstroms. Die Speisung mit der erhöhten Frequenz erfolgt Jeweils nur über eine sehr kurze Zeitspanne, so daß gegebenenfalls auftretende Störungen kaum auf das Stromnetz zurückwirken.

Die beschriebene Anordnung kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. Insbesondere kann die zusätzliche Wicklung in dem Fachmann geläufiger Weise als Teil der normalen Ständerwicklung ausgebildet sein, etwa durch Verwendung eines Mittenabgriffs und/oder von an sich bekannten Schalteinrichtungen. Sofern darüber hinaus für

909817/0724

den Motor keine besondere Anordnung für das Vorschieudern notwendig ist, können die Wicklungen 5» 6 und die dazugehörigen Verbxndungs- und Schalteinrichtungen wegfallen.

909817/0724

Le

r s e

ite

Claims

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER
H. KlNKELDEY
CR-INS
W. STOCKMAIR
DR-INIl-AaE ICALTKX
K. SCHUMANN
P. H. JAKOB
G. BEZOLD
DR BBt NAT-
8 MÜNCHEN
MAXIMILIANSTRASSE
12. Okt. 1978

S.O.L.E S p.A.
Oderzo (TV), Italien

1.) Antrieb für die Trommel einer automatischen Waschmaschine, mit einem Asynchronmotor, welcher mit einem nicht veränderlichen Übertragungsverhältnis antriebsübertragend mit der Trommel verbunden ist und Ständerwicklungen aufweist, welche während der Waschgänge mit ITetzstrom von Nennspannung und -frequenz gespeist sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor auf der mechanischen und magnetischen Anordnung der Wicklungen (3» 4, 5, 6) eine zusätzliche Wicklung (14) aufweist, welche während des Schleudergangs über einen an sich bekannten statischen Frequenzwandler (15) aus dem Stromnetz gespeist ist, und daß der Antrieb Schalteinrichtungen (10 bis 13) für die wahlweise Speisung der Ständerwicklungen oder der zusätzlichen Wicklung aufweist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wicklung (14) aus einem Teil der Ständerwicklungen (3» 4, 5» 6) gebildet ist.

909817/0724

TELEFON (OBO) 22 28 82 TELEX 05-90 380 TELEaRAMMEMONAPAT TELEKOPIERER