DE60309610T2

DE60309610T2 - Trommelmaschine mit Sensoranordnung zur Messung der Drehparameter der Trommel

Info

Publication number: DE60309610T2
Application number: DE60309610T
Authority: DE
Inventors: Francois Niarfeix
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2023-02-05
Also published as: EP1335059B1; DE60309610D1; EP1335059B9; EP1335059A1; FR2835542A1; FR2835542B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine, die mit einer Trommel und einer Sensoreinheit zur Erfassung von Drehparametern der Trommel ausgestattet ist.
Elektrogeräte, insbesondere Elektrogeräte nach Art von Maschinen zum Waschen oder zum Trocknen der Wäsche, weisen häufig Trommeln auf, in denen zu behandelnde Objekte angeordnet werden. Die Trommel wird anschließend gemäß einem bestimmten Verarbeitungsprogramm in Drehung versetzt. Während der Ausführung des Programms ist es erforderlich, Drehparameter der Trommel zu kontrollieren und zu steuern.
So ist es aus der Druckschrift FR-2784402 bekannt, die Trommel einer eine obere Einfüllöffnung aufweisenden Waschmaschine für Wäsche mit Positionssensoren auszustatten. Die Maschine weist eine zylindrische Trommel auf, die in einem abgeschlossenem Raum drehbar montiert ist, der eine Tür für einen Zugang zu der Trommel von oben aufweist. Die Trommel weist eine Öffnung und eine zugehörige gelenkig angebrachte Verschlussklappe auf. Die Trommel ist über einen Antriebsriemen und eine einen großen Durchmesser aufweisende Antriebsriemenscheibe, die koaxial zu der Trommel angeordnet ist, mit einem Antriebsmotor verbunden. Die Riemenscheibe weist einen umfangsseitigen Zahnkranz und ein Band aus ferromagnetischem Material auf, das an der Innenfläche des umfangsseitigen Zahnkranzes in einem bestimmten Winkelsektor angeordnet ist. Ein magnetisch empfindlicher Sensor, der radial in Richtung auf den Zahnkranz gerichtet befestigt ist, wirkt mit einem Magneten zusammen, der dem Sensor gegenüber auf der entgegen gesetzten Seite des Zahnkranzes fixiert ist. Sobald der durch das ferromagnetische Band bedeckte Winkelsektor der Riemenscheibe sich zwischen dem magnetisch empfindlichen Sensor und dem Magneten befindet, erfasst der magnetisch empfindliche Sensor nicht mehr das durch den Magneten erzeugte Magnetfeld.
Eine derartige Anordnung ermöglicht eine Erfassung, wenn sich die Trommel in einer bestimmten Winkelposition, bspw. gegenüber der Zugangstür, befindet, um am Ende eines Zyklus in dieser Position anzuhalten. Allerdings ermöglicht diese Vorrichtung keine genaue Detektion der Winkelposition, der Winkelgeschwindigkeit und/oder der Winkelbeschleunigung der Trommel.
Diese Vorrichtung erfordert weiterhin, die Konzeption der Aufnahmeräume und Befestigungsmittel für den Sensor und den Magneten vorzusehen. Die Montage der Maschine erfordert die Ausführung einer großen Anzahl unterschiedlicher Arbeitsgänge: eine drehbare Montage der Trommel, eine Fixierung des Sensors in dem Raum und Verbindung des letzteren mit einem Antriebsmotor der Trommel, eine Befestigung des Magneten in dem Raum und eine Befestigung des ferromagnetischen Bandes im Inneren der Riemenscheibe. Es ist erforderlich, eine Bevorratung bzw. Versorgung mit den verschiedenen Elementen der Sensorvorrichtung vorzusehen, was die Gefahr einer Unterbrechung der Versorgung eines der Elemente erhöht, was einen Stillstand bei der Herstellung nach sich zieht. Die Herstellungszeit der Maschine wird durch Verwendung einer großen Anzahl gesonderter Elemente vergrößert. Diese Beschränkungen in Bezug auf die Konzeption, die Herstellung und die Bevorratung bzw. Versorgung erhöhen die Herstellungskosten einer derartigen Maschine.
Die Druckschrift DE 21 51 542 (SIEMENS AG) beschreibt einen Positionsgeber, der an einer Trommel einer Waschmaschine mit einer unteren Einfüllöffnung verwendet wird. Der Geber weist Fluidumlaufleitungen auf, die in einer ortsfesten Montagewelle der Trommel untergebracht sind. Das Öffnen oder das Schließen der Umlaufleitungen ist durch einen Kolben gesteuert, der durch eine Feder beaufschlagt ist. Der Kolben ist ferner Magnetkräften ausgesetzt, die durch einen Magneten ausgeübt werden, der auf einem Drehlager zur Befestigung der Trommel auf der Welle angeordnet ist.
Ein Fluidsignal in den Leitungen, das durch Öffnen/Schließen des Kolbens erzeugt wird, wenn der in dem Drehlager untergebrachte Magnet an dem Kolben vorbeizieht, wird in ein elektrisches Signal zur Steuerung eines Antriebsmotors der Trommel gewandelt. Das Fluidsignal wird analysiert, um die Drehparameter der Trommel kennenzulernen.
Die Erfassung basiert auf Fluidmitteln. Derartige Erfassungsmittel sind kompliziert und erfordern eine besondere Konzeption der Waschmaschine mit Leitungen für die Zirkulation eines Fluids und mit zusätzlichen Mitteln zur Umwandlung eines Fluidsignals in ein elektrisches Signal.
Außerdem sind die Fluidmittel des Gebers in einer Achse vorgesehen, während ein Magnet in einem Lager der Trommel untergebracht ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine mit einer Trommel, die mit einer Sensoreinheit zur Erfassung von Drehparametern der Trommel anhand einer begrenzten Anzahl von Elementen versehen ist, die eine Vereinfachung der Montage der Maschine und eine leichtere Bevorratung bzw. Versorgung mit unterschiedlichen Elementen, die die Maschine bilden, ermöglicht.
Die Erfindung hat ferner zur Aufgabe, eine Maschine mit einer Trommel, die mit einer Sensoreinheit für Drehparameter der Trommel versehen ist, zu schaffen, die eine Kontrolle bzw. Steuerung der Drehbewegung der Trommel mit dem Ziel, bestimmte Zyklen zu realisieren, ermöglicht.
Es ist ferner eine Aufgabe der Erfindung, eine Maschine mit einer Trommel, die mit einer Sensoreinheit für Drehparameter der Trommel versehen ist, zu schaffen, die geringe Herstellungskosten aufweist.
Eine derartige Maschine weist einen Rahmen bzw. ein Gestell, eine auf dem Gestell drehbar montierte Trommel und eine Zugangstür zu der Trommel auf, wobei die Trommel über ein instrumentiertes Wälzlager drehbar montiert ist, das mit einem drehenden bzw. umlaufenden Ring, einem nicht drehenden bzw. stillstehenden Ring und einer Sensoreinheit zur Erfassung von Drehparametern der Trommel versehen ist, wobei die Sensoreinheit einen Sensorblock, der auf dem stillstehenden Ring befestigt ist, und ein Kodierrad aufweist, das auf dem umlaufenden Ring fixiert ist.
Die Montage der Trommel über ein instrumentiertes Wälzlager ermöglicht eine Erfassung der Winkelposition, der Winkelgeschwindigkeit und/oder der Winkelbeschleunigung der Trommel. Die Wälzlager zur Montage der Trommel, in denen eine Sensoreinheit integriert ist, ermöglichen eine Vereinfachung der Konzeption der Maschine und eine Begrenzung der zu montieren den Elemente. Die Maschine kann mit einer begrenzten Anzahl von Montagevorgängen montiert werden: Die Trommel wird in dem abgeschlossenen Raum drehbar montiert, ohne weitere Elemente für die Erfassung der Drehparameter der Trommel montieren zu müssen.
Vorteilhafterweise weist das instrumentierte Wälzlager Mittel zur Winkelindexierung der Position der Trommel auf. Die Mittel zur Winkelindexierung der Position der Trommel ermöglichen es, die Winkelposition der Trommel zu kennen. Insbesondere ermöglichen die Mittel zur Winkelindexierung der Position der Trommel, die Trommel bspw. zwecks ihrer Entladung und ihrer späteren Beladung in einer bestimmten Position anzuhalten.
In einer Ausführungsform weist die Trommel eine Öffnung auf, die in einer zylindrischen Wand ausgebildet ist, die bspw. einer gelenkig angebrachten Verschlussplatte zugeordnet ist. Die Zugangstür ist in einer Weise angeordnet, um einen Zugang zu der Öffnung der Trommel zu ermöglichen, wenn die letztere in einer Winkelposition angehalten wird, in der die Öffnung gegenüber der Zugangstür zu liegen kommt. Beispielsweise kann die Maschine durch eine Maschine zum Waschen oder Trocknen der Wäsche mit einer Beladung von oben gebildet sein, wobei die Zugangstür zu der Trommel an einem oberen Teil des Gestells befestigt ist, um einen Zugang zu der Trommel von oben zu ermöglichen.
In einer Ausführungsform weist das instrumentierte Wälzlager eine elektrische Verbindung zwischen leitenden Elementen auf, die jeweils der Trommel bzw. dem Gestell zugeordnet sind. Die elektrische Verbindung zwischen einem umlaufenden Teil und einem stillstehenden Teil ermöglicht es, eine elektrostatische Ladung abzuleiten, die auf der Trommel bei der Drehung der letzteren auftritt.
In einer Ausführungsform weist die elektrische Verbindung eine leitende Lamelle auf, die über ein Ende mit einem ortsfesten Teil bzw. Bereich der Sensoreinheit fest verbunden ist, während sie über ihr anderes Ende mit einem umlaufenden Teil bzw. Bereich des instrumentierten Wälzlagers in Reibverbindung steht. Die Integration der elektrischen Verbindung in der Sensoreinheit für Drehparameter stellt die Kompaktheit der Anordnung sicher. Im Übrigen wird die elektrische Verbindung zwischen der Trommel und einer Masse bei der drehbaren Montage der Trommel über das instrumentierte Wälzlager ohne Hinzufügung zusätzlicher Teile erhalten, was es ermöglicht, die Anzahl von Teilen, die bevorratet oder beschafft werden müssen, und die Anzahl von Montagevorgängen zu begrenzen.
In einer Ausführungsform ist die elektrische Verbindung zwischen einem Sensorblock und einem leitenden Kodierrad angeordnet. In dieser Variante ist die elektrische Verbindung zwischen einem Sensorblock und einem umlaufenden Ring des Wälzlagers angeordnet.
Vorteilhafterweise weist das instrumentierte Wälzlager Mittel zur Temperaturerfassung auf. In der Tat wirkt sich eine Erhöhung der Temperatur des Wälzlagers unmittelbar auf die Bedingungen, insbesondere der Last und der Geschwindigkeit, aus, denen das Wälzlager der Maschine ausgesetzt ist. Die Überwachung der Temperatur des Wälzlagers ermöglicht eine Überprüfung, ob das Wälzlager unter den normalen Bedingungen arbeitet, und ermöglicht es, Störungen zu verhindern, die auf nicht normale Betriebsbedingungen der Maschine zurückzuführen sind. Die Temperaturerfassungsmittel sind gegenüber äußeren Elementen, die in der Trommel behandelt werden, oder gegenüber dem für die Behandlung vorgesehenen Wasser, dass der Trommel zugeführt wird, geschützt.
Vorteilhafterweise sind die Temperaturerfassungsmittel von einem Sensorblock der Sensoreinheit gehaltert.
In einer Ausführungsform ist ein Sensorblock der Sensoreinheit auf einer der Trommel gegenüberliegenden Seite des Wälzlagers angeordnet. Der Sensorblock der Sensoreinheit, der auf der der Trommel gegenüberliegenden Seite des Wälzlagers angeordnet ist, ermöglicht eine Isolation des Sensorblocks gegenüber der Trommel bspw. mit Hilfe von Dichtungsmitteln, insbesondere in dem Fall einer Waschmaschine für Wäsche, in der die Trommel mit Wasser gefüllt ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein instrumentiertes Wälzlager, dass zur Montage einer Trommel in einer Maschine zwecks der Erfassung von Drehparametern der Trommel vorgesehen ist.
Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile werden beim Lesen der detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform verständlicher, die für die Zwecke eines in keiner Weise beschränkenden Beispiels angegeben, das in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht ist, in denen zeigen:
1 eine Querschnittsansicht einer Maschine mit einer Trommel gemäß der Erfindung;
2 eine Detailansicht des Einbaus der Trommel der Maschine nach 1 im Axialschnitt;
3 eine Perspektivansicht eines Kodierrads eines instrumentierten Wälzlagers und
4 eine Halb- bzw. Teildarstellung eines für die Montage einer Trommel einer Maschine verwendeten instrumentierten Wälzlagers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, in einer Schnittansicht.
In 1 weist eine Maschine einen Rahmen bzw. ein Gestell 1, der bzw. das einen abgeschlossenen Raum 2 bildet, und eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt aufweisende Trommel 3 auf, die in dem Raum 2 angeordnet ist. Die Trommel 3 ist in Bezug auf das Gestell 1 um ihre Achse 4 drehbar gelagert. Das Gestell 1 ist über Beine 5, 6 auf dem Boden aufgestellt, von denen in 1 zwei sichtbar sind, wobei die Beine 5, 6 an einer unteren Wand 7 des Gestells 1 außerhalb des Raumes 2 angeordnet sind. Das Gestell 1 weist eine obere Wand 8 auf, die mit einer Öffnung 9 versehen ist, die mit Hilfe einer Zugangstür 10 verschlossen werden kann. Die Öffnung der Tür 10 ermöglicht einen Zugang zu der Trommel 3.
Die Trommel 3 weist eine zylindrische Wand 11 und zwei radiale Endwände 12, 13 auf, die die Trommel 3 in axialer Richtung verschließen. Die zylindrische Wand 11 kann mit axialen Verstärkungen versehen sein, um ihre Steifigkeit zu erhöhen. Die zylindrische Wand 11 kann perforiert sein, wie dies in den Waschmaschinen der Fall ist, um einen Durchgang von Wasser zwischen dem Innenraum und dem Außenraum der Trommel 3 zu ermöglichen.
Die zylindrische Wand 3 ist mit einer Öffnung 14 versehen. Die Öffnung 14 ist gegenüber der Öffnung 8 des Gestells 1 angeordnet, wenn sich die Trommel 3 in einer bestimmten Winkelposition befindet. Die Öffnung 14 der Trommel 3 kann auf bekannte Weise durch eine gelenkig angebrachte, gegebenenfalls perforierte Klappe verschlossen sein, die in 1 nicht dargestellt ist. Die Trommel 3 ist an dem Gestell 1 über Träger bzw. Lagereinrichtungen 16, 17 drehbar gelagert, die in Axialrichtung von der einen und von der anderen Seite der Trommel 3 fixiert sind. Die Lagereinrichtungen 16, 17 weisen jeweils einen zylindrischen Sitz 18, 19 auf, der eine Befestigung der Lagereinrichtungen der Trommel 16, 17 über Wälzlager 20, 21 ermöglicht.
In 2 werden die Bezugszeichen von Elementen, die denjenigen nach 1 ähnlich sind, wieder verwendet. Die Lagereinrichtung 16 weist einen Flansch 23 auf, der an der radialen Wand 12 bspw. mittels Schrauben, die in 2 nicht dargestellt sind, fixiert ist. Die Lagereinrichtung 16 weist eine Achse 24 auf, die koaxial zu der Trommel 3 angeordnet ist und sich ausgehend von einem zentralen Bereich des Flansches 23 aus auf der der Trommel 3 gegenüber liegenden Seite erstreckt. Die Achse 24 ist an ihrem freien Ende mit einem zylindrischen Sitz 25 versehen, der einen geringeren Durchmesser aufweist und eine radiale Schulter 26 bildet.
Für die Montage der Trommel 3 an dem Gestell 1 weist die Maschine ein instrumentiertes Wälzlager 27 auf, das einen drehenden bzw. umlaufenden inneren Ring 28, der auf seiner Außenfläche 28a mit einer torischen Laufbahn 29 versehen ist, und einen nicht drehenden bzw. stillstehenden äußeren Ring 30 aufweist, der in seiner Bohrung mit einer torischen Laufbahn 31 versehen ist. Das Wälzlager 27 weist Wälzelemente 32, hier Kugeln, auf, die zwischen den torischen Laufbahnen 29, 31 des inneren 28 und äußeren 30 Ringes angeordnet und in Umfangsrichtung durch einen Käfig 33 voneinander beabstandet gehalten sind.
Der Innenring 28 weist radiale Seitenflächen 28b, 28c und eine Bohrung 28d auf. Der Außenring 30 weist radiale Seitenflächen 30b, 30c, die jeweils in der gleichen Ebene wie die radialen Seitenflächen 28b, 28c des Innenrings 28 angeordnet sind, und eine zylindrische Außenfläche 30d auf. Der Außenring 30 weist in seiner Bohrung 30a eine Ringnut 34 auf, die in der Nähe der Seitenfläche 30b angeordnet ist. Der Außenring 30 weist eine zweite Ringnut 35 auf, die in der Nähe der Seitenfläche 30c des Außenkranzes 30 symmetrisch zu der ersten Nut 30 in Bezug auf eine radiale Ebene, die durch das Zentrum der Wälzelemente 32 verläuft, angeordnet ist.
Eine Dichtung 36, die einen Metallträger 37 und einen auf den Metallträger 37 aufgespritzten elastischen Teil 38 aufweist, ist zwischen dem Innenring 28 und dem Außenring 30 angeordnet. Der elastische Teil 3 ist aus einem synthetischen Material ausgebildet und weist einen Wulst 39a, der ausgehend von dem Bereich des größten Durchmessers des elastischen Teils 38 in die Nut 35 hineinragt, sowie eine Lippe 39b auf, die mit der Außenfläche 28a des Innenrings 28 von dem Bereich des kleinsten Durchmessers des elastischen Teils 38 aus in Reibverbindung steht. Auf dem Wälzlager 27 ist auf der zu dem Dichtungsmittel 36 entgegengesetzten Seite eine Sensoreinheit 40 befestigt, die nachstehend in größeren Einzelheiten beschrieben ist.
Das Wälzlager 27 ist auf dem Sitz 25 der Achse 24 der Lagereinrichtung 16 ausgerichtet. Die Bohrung 28d des Innenrings 28 steht mit dem zylindrischen Sitz 25 in Berührung. Das Wälzlager 27 wird in den zylindrischen Sitz 27 eingebracht, bis die Seitenfläche 28c des Innenrings 28 mit der Schulter 26 der Achse 24 in Kontakt tritt. Der zylindrische Sitz 25 weist einen Durchmesser auf, der im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der Bohrung 28d des Innenrings 28 ist. Die Achse 24 wiest einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser der Bohrung 28d des Innenrings 28, wobei er kleiner ist als der Durchmesser der Außenfläche 28a des Innenrings 28. Der zylindrische Sitz 25 erstreckt sich über eine axiale Länge hinweg, die kleiner ist als die axiale Länge des Innenrings 28.
Das freie Ende der Achse 24 ist mit einem zentralen Gewindeloch 24a versehen. Eine Schraube 41 weist einen Gewindeschaft 42, der in das Gewindeloch 24a der Achse 24 eingeführt ist, und einen Schraubenkopf 43 auf. Zwischen dem Schraubenkopf 43 und der Seitenfläche 28b des Innenrings 28 ist eine Unterlegscheibe 44 angeordnet. Die Schraube 41 wird in einer derartigen Weise festgezogen, dass die Unterlegscheibe 44 in axiale Anlage gegen die Seitenfläche 28b des Innenrings 28 gedrückt wird, um das Wälzlager 27 auf dem zylindrischen Sitz 25 zu halten.
Der Außenring 30 ist an dem Gestell 1 in einer Aufnahme 45 befestigt, die eine im Wesentlichen schalenförmige Gestalt aufweist und durch einen radialen Abschnitt 46, einen rohrförmigen Mantel 47, der sich ausgehend von dem radialen Abschnitt 46 axial in Richtung auf die Trommel 3 erstreckt, und einen gebogenen radialen Rand 48 gebildet ist, der sich ausgehend von dem freien Ende des rohrförmigen 47 nach innen erstreckt.
Der freie Rand des umgebogenen radialen Randes 48 ist gebogen bzw. abgewinkelt, um sich schräg nach innen und in Richtung der Trommel 3 zu erstrecken. Der Außenring 30 ist in der Aufnahme 45 derart ausgerichtet, dass er über seine Außenfläche 30d mit einer Bohrung 47a des rohrförmigen Mantels 47 in Kontakt steht, während die Seitenfläche 30c des Außenrings 30 mit der der Trommel 3 gegenüberliegenden Fläche 48a des radialen Randes 48 in Kontakt steht. Der freie Rand 48b des radialen Randes 48 weist einen Innenruchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser der Achse 24, um eine Durchführung der Achse 24 zu ermöglichen. Der rohrförmige Mantel 47 weist eine Länge auf, die kleiner ist als die axiale Länge des Außenrings 30, und zwar in der Weise, dass sich der radial Abschnitt 46 in axialer Richtung zwischen den Seitenflächen 30b, 30c des Außenrings 30 befindet und benachbart zu der zu dem radialen Rand 48 entgegengesetzt gerichteten Seitenfläche 30b angeordnet ist.
Die Sensoreinheit 40 weist einen Sensorblock 50 auf, der einen Träger 51 aufweist, der einen ringförmigen Körper 52 mit einem Außenradius, der im Wesentlichen gleich dem Radius der Bohrung 30a des Außenrings 30 ist, und einem Innendurchmesser aufweist, der in einem Bereich zwischen dem Durchmesser der Bohrung 30a des Außenrings 30 und dem Durchmesser der Außenfläche 28a des Innenrings 28 liegt.
Der Körper 52 weist ein axiales Ende 52a auf, das in den zwischen dem Innenring 28 und dem Außenring 30 enthaltenen Raum hineinragt. Der Körper 52 weist einen ringförmigen radialen Vorsprung 53 auf, der sich ausgehend von der Außenfläche des Endes 52a in die Nut 34 hinein erstreckt. Der Vorsprung 53 ist hinsichtlich seiner Form mit der Nut 34 übereinstimmend ausgebildet, in die er eingeführt ist. Der Vorsprung 53 ermöglicht eine Fixierung des Körpers 52 an dem Außenring 30 durch radialen Eingriff.
Ausgehend von dem zu dem Ende 52a entgegengesetzten Ende des Körpers 52 erstreckt sich ein radialer Kragen 55 nach außen. Der radiale Kragen 55 bildet eine radiale Fläche 55a, die mit der Seitenfläche 30b des Außenrings 30 in Kontakt steht. In dem Körper 52 ist ein Magnet 57 versenkt untergebracht, in dem er mit einer von den Wälzelementen 32 abgewandten radialen Fläche 58 bündig abschließt. Der Sensorblock 50 trägt eine Karte oder gedruckte Schaltung 59, die mit der radialen Fläche 58 in Kontakt steht und ein Erfassungsmittel 60, hier einen magnetisch empfindlichen Sensor, trägt, das in axialer Richtung dem Magneten 57 gegenüberliegend angeordnet ist. Die Karte 59 weist einen radialen Fortsatz 59a auf, der mit nicht veranschaulichten Mitteln zur elektrischen Verbindung versehen ist, die zur Übertragung von Messsignalen, die durch das Erfassungsmittel 60 ausgesandt werden, zu entfernt befindlichen Verarbeitungsmitteln dienen. Die elektrischen Verbindungsmittel können durch Steckverbinder oder durch Kontaktzungen bzw. -leisten gebildet sein. Die Karte 59 kann in Form einer gedruckten Leiterplatte ausgebildet sein.
Die Sensoreinheit weist ferner eine Abdeckung 61 auf, die einen Kranz 62 mit einem viereckigen Querschnitt aufweist, dessen Seitenfläche 62a auf der dem Außenring 309 gegenüberliegenden Seite mit dem Kragen 55 in Kontakt steht. Der Kranz 62 weist eine Aussparung auf, die einen Durchgang des radialen Fortsatzes 59a der Karte 50 ermöglicht. Die Abdeckung 61 weist ferner einen Zahn 63 auf, der ausgehend von einem Abschnitt der Seitenfläche 62a des Kranzes 62 axial vorragt und in einer entsprechenden Aussparung 56 des Kragens 55 des Körpers 52 hinein ragt. Die Abdeckung 61 weist einen radialen Abschnitt 64 auf, der sich ausgehend von dem Kranz 62 nach innen erstreckt, wobei er axial im Abstand zu dem Körper 52 angeordnet ist. Der freie Rand des radialen Abschnitts 64 weist einen Durchmesser auf, der im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der Außenfläche 28a des Innenrings 28 ist.
Der Kragen 55 des Sensorblocks 50 und die Abdeckung 61 weisen radiale Fortsätze 55c, 61c auf, die einander gegenüber liegen und den radialen Fortsatz 59a der Karte 509 umgeben, um eine Aufnahme zu bilden, die zur Aufnahme eines Steckers zur elektrischen Verbindung mit entfernt befindlichen Verarbeitungsmitteln in der Lage ist.
Die Sensoreinheit weist ferner ein Kodierrad 65 auf, das eine im Wesentlichen schalenförmige Gestalt aufweist. Das Kodierrad 65 weist einen zylindrischen Abschnitt 66 auf, dessen ein axiales Ende nach innen zusammengefaltet ist, so dass es in umgekehrter axialer Richtung zurückläuft, indem es einen inneren zylindrischen Sitz 67 ausbildet, und sich ferner radial nach innen erstreckt, indem es einen umgebogenen radialen Rand 68 bildet. Der zylindrische innere Sitz 67 ist auf die Außenfläche 28a des Innenrings 28 aufgezogen, bis der radiale Rand 68 mit der Seitenfläche 28b des Innenrings 28 in Kontakt tritt. Das Kodierrad 65 weist einen radialen Abschnitt auf, der sich ausgehend von dem von dem Innenring 28 weg weisenden Ende des zylindrischen Abschnitts 66 nach außen erstreckt.
Der radiale Abschnitt 69 befindet sich in axialer Richtung zwischen dem radialen Abschnitt 64 der Abdeckung 61 und dem Erfassungsmittel 60, das auf der Karte 59 fixiert ist. Der freie Rand der radialen Wand 69 weist eine umfangsseitige Wechselfolge von Ausnehmungen 70a und Zungen 70b auf.
Bei einer Drehbewegung des Innenrings 28 in Bezug auf den Außenring 30 laufen die einander abwechselnden Zungen 70a und Ausnehmungen 70b an dem Erfassungsmittel vorbei, vor diesem um. Das Kodierrad 65 ist aus einem ferromagnetischen Werkstoff hergestellt. Das Vorbeilaufen der Zungen 70a und der Ausnehmungen 70b ruft Veränderungen des durch den Magneten 57 erzeugten Magnetfeldes hervor. Das Erfassungsmittel 60 erfasst die Veränderungen des Magnetfeldes, die durch das Vorbeilaufen der Ausnehmungen 70a und der Zungen 70b hervorgerufen werden.
Wie besser aus 3 ersehen werden kann, weist der radiale Rand 68 des Kodierrads 65 eine Kerbe 68a zur winkelmäßigen Indexierung des Kodierrads 65 auf, die eine visuelle Markieung zur Montage bildet, um das Kodierrad 65 in Bezug auf die Trommel 3 winkelmäßig auszurichten. Das Kodierrad 65 weist ferner auf seinem aktiven Abschnitt, der gegenüber dem Erfassungsmittel 60 angeordnet ist, einen Winkelreferenzbereich 71 in der Aufeinanderfolge der Ausnehmungen 70a und der Zungen 70b auf. Der Winkelreferenzbereich 71 ist hier durch das Fehlen einer Ausnehmung in der Weise verwirklicht, dass eine Zunge 70c vorliegt, die größer bzw. breiter ist als die anderen und die, wenn das Kodierrad 65 an dem Erfassungsmittel 60 vorbeiläuft, die Aussendung eines bestimmten Impulses durch das Erfassungsmittel 60 in dem durch das Erfassungsmittel 60 gesandten Signal hervorruft.
In 4 weist die Sensoreinheit ferner eine Temperatursonde 72 auf, die in dem Körper 52, insbesondere in dem Ende 52a des Körpers 52, das zwischen dem Innenring 28 und dem Außenring 30 angeordnet ist, versenkt untergebracht ist. Die Indexierungskerbe 68a befindet sich in der gleichen axialen Ebene wie eine Indexierungsmarkierung 73, die auf dem Ende der Achse 24 ausgebildet ist. Die Markierung 73 ermöglicht eine winkelmäßige Ausrichtung des Kodierrads 64 in Bezug auf die Achse 24 und somit auf die Trommel 3 bei einer Montage des Wälzlagers auf der Achse 24.
Die Indexierungsmittel des Kodierrads 65 ermöglichen es, mit Hilfe der Sensoreinheit des instrumentierten Wälzlagers die Position der Trommel 3 zu kennen bzw. zu ermitteln. Die Ausnehmung 68a bildet ein visuelles Montagezeichen des Innenrings 28, der mit dem Kodierrad 65 auf der Achse 24 versehen ist, die mit seiner visuellen Markierung 73 versehen ist. Somit sind das Kodierrad 65 und der Winkelreferenzbereich 71 des Kodierrads 65 winkelmäßig in Bezug auf die Trommel 3 festgelegt bzw. indexiert. Beim Anhalten der Trommel 3 am Ende eines Behandlungs- bspw. Verarbeitungszyklus kann somit das Anhalten der Trommel 3 in einer derartigen Weise angewiesen werden, dass die Öffnung 14 der Trommel 13 sich gegenüber der Zugangstür 10 auf der Trommel 3 befindet, um ein Entleeren der letzteren zu ermöglichen (1).
Der umgebogene radiale Rand 64 der Abdeckung 61 weist einen Innendurchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser der Außenfläche 28a des Innenrings 28. Der radiale Rand 64 verdeckt nicht visuell den radialen Rand 68 des Kodierrads 65, so dass es möglich ist, bei der Montage des Wälzlagers auf der Achse 24 die Ausnehmung 68a und das Ende der Achse 24 zu sehen. Das Kodierrad 65 kann winkelmäßig in Bezug auf die Achse 24 ausgerichtet werden, während das Wälzlager bereits vollständig montiert ist.
Die Sensoreinheit weist ferner eine elektrostatische Bürste 75 in Form einer Lamelle 76 auf, die über ein Ende mit einem ortsfesten Teil der Sensoreinheit fest verbunden ist und über ihr anderes Ende auf einem umlaufenden Teil 69 des instrumentierten Wälzlagers 27 reibt. Die Lamelle 76 weist ein Ende auf, das zwischen dem Kranz 62 der Abdeckung 61 angeordnet ist, wobei es auf der Karte 59 befestigt ist und wobei es elektrisch mit elektrischen Verbindungsmitteln der Karte 59 verbunden ist, während das entgegengesetzte Ende der Lamelle 76 auf einer Innenfläche der radialen Wand 69 des Kodierrads 65 reibt, die auf die Seite des Sensorblocks 50 ausgerichtet ist. Die Lamelle 76 ist gekrümmt, elastisch verformbar und in axialer Richtung vorgespannt, um einen dauerhaften Kontakt mit der radialen Wand 69 sicherzustellen. Die elektrostatische Bürste 75 befindet sich in axialer Richtung zwischen dem Kodierrad 65 und der Karte 59, die das Erfassungsmittel 60 trägt. Die elektrostatische Bürste 75 befindet sich somit in dem Spalt der Sensoreinheit. Die Bürste 75 ist winkelmäßig bzw. in Umfangsrichtung in Bezug auf das Erfassungsorgan 60 versetzt angeordnet, um die axiale Kompaktheit der Sensoreinheit aufrecht zu erhalten und um zu vermeiden, dass die Bürste 75 die durch den magnetisch empfindlichen Sensor 60 bewerkstelligten Messungen stört. Die Bürste 75 steht in Kontakt mit der Innenfläche eines fortgesetzten Abschnitts des radialen Abschnitts 69 in einer Weise, um keine Vibration zu erzeugen und um eine vorzeitige Abnutzung der Elemente zu vermeiden. In einer weiteren Modifikation könnte die Bürste 75 mit einem Fortsetzungsabschnitt der Außenfläche der radialen Wand 69 des Kodierrads 65 in Kontakt stehen, die auf die von dem Sensorblock 50 weg weisende Seite ausgerichtet ist. Die elektrostatischen Ladungen werden über die elektrische Verbindungsschaltung der Karte 59 abgeleitet.
In einer Modifikation kann die elektrostatische Bürste 75 zwischen dem Sensorblock 50, genauer gesagt, der Karte 59, und dem umlaufenden Innenring 28 angeordnet sein.
Bei der Montage der Trommel wird die Trommel 3 einfach über das Wälzlager drehbar montiert, das bereits eine Sensoreinheit zur Erfassung von Drehparametern der Trommel 3 aufweist. Die Montage der Trommel 3 gestaltet sich einfach und verlangt eine begrenzte Anzahl von Montagevorgängen. Die Ausrichtung der Trommel ist dank der Indexierungsmittel des Wälzlagers bekannt.
Die Sensoreinheit für Drehparameter der Trommel 3 und die elektrostatische Bürste sind auf der von der Trommel 3 weg weisenden Seite des Wälzlagers angeordnet. Das Dichtungsmittel 36 verhindert einen Durchgang von äußeren Elementen oder von Flüssigkeit aus dem abgeschlossenen Raum 2, in dem die Trommel 3 angeordnet ist, in Richtung auf die von dem radialen Abschnitt 46 der Aufnahme 45 entgegengesetzte Seite. Die Sensoreinheit mit dem Erfassungsmittel, dem Magneten, der Karte, den Verbindungsmitteln, dem Temperaturfühler und der Bürste 75 ist geschützt, weil die Dichtung 36 den Durchgang von Wasser zu der von der Trommel 3 entgegengesetzten Seite des Wälzlagers 27 verhindert. Der Temperaturfühler 72 ist um so mehr geschützt, als er in dem Sensorblock 52 versenkt untergebracht ist. Diese Position des Temperaturerfassungsmit tels ermöglicht dennoch eine Erfassung der in dem Raum 2 herrschenden Temperatur durch Wärmeleitung.
Die Montage der Trommel 3 mit Hilfe eines instrumentierten Wälzlagers ermöglicht es, Drehparameter der Trommel 3, wie die Winkelposition, die Winkelgeschwindigkeit und/oder die Winkelbeschleunigung der Trommel 3, zu kennen bzw. zu ermitteln. Man kann diese Drehparameter der Trommel 3, die bekannt sein sollen, und insbesondere die Winkelbeschleunigung der Trommel 3 dazu verwenden, eine Unwucht in der Maschine zu erfassen, die auf eine schlechte Aufteilung der Ladung in der Trommel 3 zurückzuführen ist, wie dies im Falle einer mit Wäsche gefüllten Trommel der Fall sein kann. Es könnte dann ein Auswuchten oder Abgleich der Maschine mit Trommel bspw. mit Hilfe der Steuerung für die Drehbewegung der Trommel 3 bewerkstelligt werden.
Zufolge der Erfindung wird ein mit einer Trommel versehene Maschine erhalten, deren Montage sich einfach gestaltet und über eine begrenzte Anzahl von Arbeitsgängen und mit Hilfe einer begrenzten Anzahl von Elementen bewerkstelligt werden kann. Die Montage der Trommel mittels eines instrumentierten Wälzlagers ermöglicht es, die Funktionen der Führung bei der Drehung der Trommel und der Erfassung der Drehparameter der Trommel miteinander zu kombinieren und die Anzahl der Montagevorgänge zu begrenzen. Im Übrigen wird eine Montageeinheit der Trommel erhalten, die kompakt ausgebildet und gegenüber dem Eindringen von Fremdkörpern oder einer die Trommel füllenden Flüssigkeit geschützt ist.

Claims

Maschine mit einem Gestell (1), mit einer drehend auf das Gestell montierten Trommel (3) und mit einer Zugangstür zur Trommel, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel über ein instrumentiertes Wälzlager (27) drehbar montiert ist, das mit einem drehenden Ring (28), einem nicht drehenden Ring (30) und mit einer Sensoreinheit für Drehparameter der Trommel (3) versehen ist, wobei die Sensoreinheit einen Sensorblock (50), der auf dem nicht drehenden Ring (30) befestigt ist, und ein Kodierrad (65) aufweist, das auf dem drehenden Ring (28) befestigt ist.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das instrumentierte Wälzlager (27) Mittel zur Winkelindexierung (71, 68a) der Position der Trommel (3) aufweist.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (3) eine Öffnung (14) aufweist, die in einer zylindrischen Wand ausgebildet ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das instrumentierte Wälzlager eine elektrische Verbindung (75) zwischen leitenden Elementen aufweist, die der Trommel (3) bzw. dem Gestell (1) zugeordnet sind.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung (75) eine leitende Lamelle (76) aufweist, die über ein Ende fest mit einem festen Bereich (59) der Sensoreinheit verbunden ist und mit ihrem anderen Ende auf einem drehenden Bereich (69) des instrumentierten Wälzlagers (27) reibt.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung (75) zwischen einem Sensorblock (50) und einem leitenden Kodierrad (65) angeordnet ist.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung zwischen einem Sensorblock (50) und einem drehenden Ring des Wälzlagers (28) angeordnet ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das instrumentierte Wälzlager Temperaturerfassungsmittel (72) aufweist.
Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturerfassungsmittel (72) von einem Sensorblock (50) der Sensoreinheit (40) getragen werden.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensorblock (50) der Sensoreinheit (40) auf einer Seite des Wälzlagers (27) entgegengesetzt zur Trommel (3) angeordnet ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das instrumentierte Wälzlager einen drehenden Ring (28), einen nicht drehenden Ring (30), rollende Elemente (32), und eine Sensoreinheit aufweist, die einen Sensorblock (50), der auf dem nicht drehenden Ring (30) befestigt ist, und ein Kodierrad (65) aufweist, das auf dem drehenden Ring (28) befestigt ist.