DE3145588A1

DE3145588A1 - Machine with rotor, especially washing machine with spin cycle

Info

Publication number: DE3145588A1
Application number: DE19813145588
Authority: DE
Inventors: Gerhard 8500 Nürnberg Deschler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-11-17
Filing date: 1981-11-17
Publication date: 1983-05-26

Abstract

The material spinning in rotors, especially washing machines with horizontal mounting, results, depending on the position, in an unbalance of unforeseeable amount. To achieve a high degree of quiet running by determining the permissible residual unbalance, according to the invention the rotor (1) (see Figure 2) receives on the outer circumference a balancing cross (2) consisting of fillable and emptiable containers (3). The amount and direction of the unbalance are determined by means of a measurement transducer (7) in the bearing of the rotor. A computing unit (microprocessor (8) and control unit (9)) determines the quantity of liquid for the equalisation and filling of the respective containers. If the residual unbalance changes in position and amount and exceeds the permissible value during the spin cycle, the filling of further containers can take place via the regulating device consisting of the measurement transducer (7), microprocessor (8) and control unit (9). After the spin cycle has ended, the centrifugally loaded valves (6) open for the purpose of emptying the equalising containers (3). <IMAGE>

Description

Maschine mit Rotor, insbesondere W#sch#as##i##-mit##hfbudcrgangMachine with rotor, especially W # sch # as ## i ## - with ## hfbudcrgang

Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen mit Rotor, insbesondere Waschmaschinen mit horizontaler Trommellagerung und mit Schleudergang, die zur Erzielung einer bestimmten Laufruhe eine gewisse Restunwucht nicht überschreiten dürfen.The invention relates to machines with a rotor, in particular washing machines with horizontal drum storage and with a spin cycle, which is used to achieve a a certain residual imbalance must not exceed a certain degree of smoothness.

Auswuchten ist nach ISO-Definition ein Vorgang, durch den die Massenverteilung eines Rotors geprüft und, wenn nötig, korrigiert wird, um sicherzustellen, daß umlauffrequente Schwingungen der Lagerzapfen und die Lagerkräfte bei Betriebsdrehzahl in festgelegten Grenzen liegen. Es ist verständlich, daß aus wirtschaftlichen Gründen nicht ein auf Null ausgewuchteter Rotor angestrebt werden kann und für einen zufriedenstellenden Lauf der Maschine auch gar nicht erforderlich ist. Es ist daher von der technischen Seite eine gewisse Toleranz (Restunwucht) zulässig, die sich nach Verwendungszweck und Größe der Maschine richtet.According to the ISO definition, balancing is a process by which the mass distribution of a rotor is checked and, if necessary, corrected to ensure that the rotational frequency Vibrations of the bearing journals and the bearing forces at operating speed in specified There are limits. It is understandable that for economic reasons not one A rotor balanced to zero can be aimed for and for a satisfactory one Running the machine is not even necessary. It is therefore of the technical nature Side a certain tolerance (residual imbalance) permitted, which depends on the intended use and size of the machine.

Nun bereitet die Einhaltung gewisser Restunwuchten bei Rotoren mit festliegender Massenverteilung technisch keine Schwierigkeiten. Anders verhält es sich bei Maschinen wie z. B. Waschmaschinen mit Schleudergang, deren Unwucht sich von Arbeitsgang zu Arbeitsgang in Betrag und Lage ändert. Die Auslegung dieser Maschinentypen wird sich nach der Häufigkeitsverteilung des Unwuchtbetrages richten, wobei auch der Größtwert der möglichen Unwucht von den Lagern des Rotors noch schadlos aufgenommen werden muß. Über eine entsprechende Begrenzung der Betriebsdrehzahl lassen sich die Belastungen auch bei größerer Streuung der Unwucht noch relativ gut beherrschen. Trotzdem treten bei Maschinen dieses Typs infolge ungleicher Verteilung der Wäschemasse oft hohe Kräfte auf, die die Laufruhe zum Teil erheblich stören. In ungünstigen Fällen wandern die Maschinen sogar von der Stelle, was zu Wasserschäden führt, wenn der Schlauch der Wasserzuführung dabei von der Anschlußstelle gezogen wird.Compliance with certain residual imbalances in rotors now helps fixed mass distribution technically no difficulties. It is different with machines such as B. washing machines with spin cycle, the imbalance of which changes in amount and position from operation to operation. The design of these types of machines will depend on the frequency distribution of the unbalance amount, whereby also the maximum value of the possible imbalance was still taken up by the rotor bearings without damage must become. By limiting the operating speed accordingly, still manage the loads relatively well even with a greater spread of the imbalance. Nevertheless, occur in machines of this type due to uneven distribution of the laundry mass often high forces that disrupt the smoothness in some cases considerably. In unfavorable In cases, the machines even wander off the spot, causing water damage, if the hose of the water supply is pulled from the connection point.

Aus der Schwingungslehre ist bekannt, daß bei massenerregten Schwingern die Amplitude a des Schwingweges bei überkritischer Lagerung nur von dem Verhältnis UjM bestimmt wird. Dabei bedeutet U die Unwucht und setzt sich aus der Unwuchtmasse u und dem Radius r, Abstand des Schwerpunktes der Unwuchtmasse von der Drehachse, zusammen.It is known from vibration theory that in mass-excited vibrators the amplitude a of the oscillation path in the case of supercritical storage only depends on the ratio UjM is determined. U means the unbalance and is made up of the unbalanced mass u and the radius r, distance of the center of gravity of the unbalanced mass from the axis of rotation, together.

M stellt die Masse des erregten Systems dar. Des weiteren ist für die Laufruhe von Maschinen mit rotierenden Massen sowie deren Belastung die Schwinggeschwindigkeit eine wichtige Beurteilungsgröße. Sie setzt sich aus der Wegamplitude a und der Winkelgeschwindigkeit des Rotors zusammen. Die Beziehungen lauten: Amplitude bei überkritischer Abstimmung: U Schwinggeschwindigkeit: v = a Aus baulichen Gründen ist eine Vergrößerung der Masse M um a M nur in: kleinem Umfange vertretbar. Der Mittelwert der Amplitude a und damit der Schwinggeschwindigkeit v verringert sich zwar im Verhältnis M/ (M+ jM), wie aus obiger Gleichung zu ersehen ist, es bleibt jedoch das Streuband der Unwucht als stochastische Größe erhalten. Außerdem sind Drehzahlerhöhungen wegen baulicher Grenzen nur begrenzt möglich.M represents the mass of the excited system. Furthermore, is for the smooth running of machines with rotating masses as well as their load the vibration speed an important assessment variable. It is made up of the path amplitude a and the angular velocity of the rotor together. The relationships are: Amplitude in the case of supercritical tuning: U Vibration speed: v = a For structural reasons, the Measure M by a M only in: small extent justifiable. The mean of the amplitude a and thus the vibration velocity v decreases in the ratio M / (M + jM), as can be seen from the above equation, but the scatter band of Receive unbalance as a stochastic quantity. In addition, speed increases are due Structural limits are only possible to a limited extent.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Rotor vorhandene Unwucht infolge ungleicher Massenverteilung auf eine für einwandfreien Lauf festgelegte Restunwucht zu senken, wodurch auch Drehzahlsteigerungen über den bisher bekannten Rahmen ermöglicht würden.The object of the invention is to prevent an imbalance in the rotor as a result uneven mass distribution on a residual unbalance determined for proper running to lower, which also enables speed increases over the previously known framework would.

Die Aufgabe wird durch einen sich während des Schleudervorganges abspielenden Ausgleich gelöst.The task is performed by a during the spinning process Compensation solved.

Es ist allgemei#n bekannt und wird in der Auswuchttechnik so gehandhabt, den Ausgleich der Unwuchten direkt an der Stelle ihres Auftrittes oder, wenn das konstruktiv nicht möglich ist, an zwei aufeinander senkrecht stehenden Achsen vorzunehmen. Diese physikalisch korrekte Auswuchtung, nämlich Zerlegung der Unwucht in-zwei aufeinander senkrecht stehenden Achsen, wird hier zunutze gemacht, da die Lage der Unwucht im vorhinein nicht bekannt ist.It is generally known and used in balancing technology in such a way that the compensation of the imbalances directly at the point of their occurrence or, if that is structurally not possible to carry out on two mutually perpendicular axes. This physically correct balancing, namely splitting the unbalance into two on top of each other vertical axes, is used here because the position of the unbalance in the is not known in advance.

Erfindungsgemäß erhält der Rotor (Trommel) am äußeren Umfang 4 in einem Wuchtkreuz aufeinander senkrecht stehende. Ausgleichsbehälter. Diese zunächst leeren Ausgleichsbehälter werden im Schleudergang je nach Lage und Höhe der Unwucht mit Wasser oder einem anderen geeigneten Medium gefüllt. Über einen Meßaufnehmer im Lager der Trommel wird eine vorhandene Unwucht als Reaktion in Richtung und Größe aufgenommen. Ein Mikroprozessor ermittelt die Gegenmasse, die durch entsprechende Befüllung von einem oder zwei Ausgleichsbehältern realisiert wird, deren Wassermenge oder Menge eines anderen geeigneten Mediums von Lage und Höhe der Unwucht abhängt. Auch die Befüllung der noch leeren gegenüberliegenden Ausgleichsbehälter ist möglich, falls sich die Unwucht während des Schleuderganges in Lage und Betrag ändert. Nach Beendigung des Schleuderganges, d. h. während des Trommelauslaufs, offnen sich die fliehkraftbelasteten Ventile an den Ausgleichsbehältern für deren Entleerung.According to the invention, the rotor (drum) has 4 in a balancing cross that are perpendicular to one another. Surge tank. This first empty expansion tanks are in the spin cycle depending on the position and amount of the imbalance filled with water or another suitable medium. Via a measuring sensor An existing imbalance in the bearing of the drum is generated as a reaction in terms of direction and magnitude recorded. A microprocessor determines the counter mass, which is determined by the corresponding Filling of one or two expansion tanks is realized, the amount of water or amount of another suitable medium depends on the position and height of the unbalance. It is also possible to fill the still empty expansion tank on the opposite side. if the unbalance changes in position and amount during the spin cycle. To Termination of the spin cycle, d. H. while the drum is running down, the Centrifugal force-loaded valves on the expansion tanks for emptying them.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 Die Resonanzkurve eines schwingenden Systems bei Massenkrafterregung Figur 2 Die Anordnung Trommel mit den Ausgleichsbehältern Figur 1 zeigt die Auftragung der Wegamplitude a in dimens#ionsa loser Darstellung aa mit a# , der Amplitude, die sich bei überkritischer Abstimmung ergibt, über der Abszisse mit der dimensionslosen Drehzahl n/nkf, wobei n, die Resonanzdrehzahl bedeutet. Die Wegamplitude schmiegt sich, wie aus der Darstellung zu ersehen U ist, asymptotisch an den Grenzwert M bei überkritischer Abstimmung an, wobei U die Unwucht und M die erregte Masse bedeuten. Eine Verkleinerung der Amplitude wird daher nur über eine Reduzierung der Unwucht U und/oder Vergrößerung der erregten Masse M erreicht.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. The figures show: FIG. 1 The resonance curve of an oscillating system with mass force excitation FIG. 2 The arrangement of the drum with the expansion tanks. FIG. 1 shows the plot the path amplitude a in dimensionally loose representation aa with a #, the amplitude, which results from supercritical tuning, above the abscissa with the dimensionless one Speed n / nkf, where n means the resonance speed. The path amplitude nestles As can be seen from the illustration, U asymptotically approaches the limit value M. with supercritical tuning, where U is the unbalance and M is the excited mass. A reduction in the amplitude is therefore only possible through a reduction in the imbalance U and / or an increase in the excited mass M is achieved.

In Figur 2 sind an der Trommel 1 in einem Wuchtkreuz 2, bestehend aus zwei aufeinander senkrecht stehenden Achsen, vier Ausgleichsbehälter 3 befestigt. Über die Zuführungen 4 der zunächst leeren Ausgleichsbehälter 3 erfolgt die Befüllung im Schleudertakt. Entlüftungsleitungen 5 sorgen für eine einwandfreie Befüllung wie Entleerung. Im Schleudertakt wird über eine Meßaufnehmereinrichtung 7, die in der Trommellagerung installiert ist, eine vorhandene Unwucht der Trommel in Richtung und Größe erfaßt, und die Daten zur Verarbeitung an Mikroprozessor 8 geleitet. Dieser ermittelt die zum Ausgleich notwendige Flüssigkeitsmenge, die über ein Steuergerät 9 der Flüssigkeitszufu~hreinrichtung 4 bzw. Ventileinrichtung zur Befüllung der vom Mikroprozessor 8 vorgesehenen Ausgleichsbehälter 3 freigegeben wird. Die Füllung der Ausgleichsbehälter 3 geschieht, nachdem sich die fliehkraftbelasteten Entleerungsventile 6 geschlossen haben. Nach Beendigung des Schleuderganges öffaes: sich diese bei Auslauf der Trommel 1 selbsttätig bei Unterschreiten einer bestimmten Drehzahl zwecks Entleerung der Ausgleichsbehälter 3.In Figure 2 are on the drum 1 in a balancing cross 2, consisting from two mutually perpendicular axes, four expansion tanks 3 attached. Filling takes place via the feeds 4 of the initially empty expansion tank 3 in the spin cycle. Vent lines 5 ensure proper filling like emptying. In the spin cycle is a measuring sensor device 7, which in the drum bearing is installed, an existing imbalance of the drum in the direction and size is detected, and the data is passed to microprocessor 8 for processing. This determines the amount of fluid required to compensate, which is via a control unit 9 of the liquid supply device 4 or valve device for filling the provided by the microprocessor 8 expansion tank 3 is released. The filling the expansion tank 3 happens after the centrifugal force-loaded drain valves 6 have closed. After completion of the spin cycle open: this at Exit of the drum 1 automatically when falling below a certain speed for the purpose Emptying the expansion tank 3.

Ist beispielsweise an Stelle X der beschriebenen Anordnung eine Unwucht U infolge Untergewichtes vorhanden, müssen die Behälter I und II mit der Gegenunwucht U . cos# a und U ssnx ausgeglichen werden.For example, there is an imbalance at point X in the arrangement described U present due to underweight, containers I and II must be counterbalanced U. cos # a and U ssnx are balanced.

Claims

# atenz # ntest # - ^ -1. Machine with rotor, especially washing machine with horizontal drum storage and with a spin cycle, characterized that the rotor or the drum (1) on the outer circumference, in two mutually perpendicular vertical axes arranged, with a liquid fillable and drainable container (3), and that a control device, consisting of one in the rotor or Drum bearing arranged measuring sensor device (7), a determining the filling quantity Arithmetic unit (microprocessor (8)) and a control unit (9), which is connected to the liquid supply device, in particular valve device, is connected, is present.

2. Machine according to claim 1, characterized in that ventilation lines (5) or vents are provided.

3. Machine according to claim 1, characterized in that centrifugal forces Drain valves (6) are provided.