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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Waschmaschine für Kleidung, die mit
einer zylindrischen Trommel versehen ist, die angeordnet ist, um sich um eine
horizontale Achse zu drehen und die eine Öffnung in ihrem Außenseitenmantel
aufweist, sowie mit einer verbesserten Einrichtung, die geeignet ist, nicht
ausbalancierte Waschladungen in der Trommel von solchen Waschmaschinen für
Kleidung während der Durchführung der Schleuderphasen zu messen und
auszugleichen, ohne die Notwendigkeit, daß permanente Massen verwendet werden,
um das Gewicht des Deckels auszugleichen (siehe FR-A-2645553).
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Es ist weithin bekannt, daß während der Durchführung von jedem
Waschvorgang oder Zyklus die Kleidung, die zum Waschen in die Trommel gelegt worden
ist, dazu neigt, sich in einer häufig unregelmäßigen, ungleichmäßigen Art und
Weise entlang des inneren Randes der Trommel zu verteilen, wodurch nicht
ausbalancierte Momente hervorgerufen werden, die zu unregelmäßigen
mechanischen Spannungen und Vibrationen führen, die es, falls sie Intensitäten über
bestimmten vorbestimmten kritischen Werten erreichen, verursachen können,
daß die mechanische Struktur der Maschine Schäden erleidet, insbesondere im
Falle, in dem die Oszillationen der Waschanordnung, z. B. der Wannen- und
Trommeleinheit, so stark sind, daß sie verursachen, daß die Anordnung gegen
das äußere Gehäuse der Maschine anschlägt.
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Um es zu vermeiden, daß solche unregelmäßigen Bedingungen auftreten, ist es in
der Praxis notwendig, daß die Größe der mechanischen Spannungen, die in
Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Trommel verursacht werden,
unverzüglich zu einem angemessen vorausliegenden Zeitpunkt bekannt sind, so daß es
möglich ist, es zu verhindern, daß kritische Größen erreicht werden. Das wird im
allgemeinen durch geeignete Anpassung der Drehgeschwindigkeit der Trommel
erreicht, d. h. dadurch, daß sie auf solche Größen vermindert wird, die es
ermöglichen, daß die Waschladung in der Trommel gleichmäßiger und effektiver
innerhalb derselben Trommel verteilt wird und gleichzeitig eine Verminderung
des nicht ausbalancierten Zustandes der Waschladung oder eine Beseitigung
festgelegt wird.
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Eine Anzahl von technischen Lösungen ist nach dem Stand der Technik bekannt,
die, obwohl sie sich voneinander unterscheiden, ausnahmslos darauf gerichtet
sind, das Auftreten von übermäßigen, nicht ausbalancierten Zuständen
festzustellen und die Art und Weise zu steuern, auf welche die
Drehgeschwindigkeit der Trommel erhöht wird, und die größte erreichbare Drehgeschwindigkeit
der Trommel entsprechend einzustellen, und zwar in Hinsicht darauf, die oben
genannten Ziele zu erreichen.
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Zum Beispiel sind Lösungen in den Patentschriften DE 38 22 924-C, FR 2629484
und DE 36 06 819 offenbart, bei denen der nicht ausbalancierte Zustand ermittelt
wird, und zwar auf der Basis der Oszillationen des Stroms, der durch den
Antriebsmotor der Trommel aufgenommen wird oder der Oszillationen der
Drehgeschwindigkeit derselben Trommel.
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Gemäß weiterer Lösungen, die in den Patentschriften DE 36 05 924, GB 2174564
und J 60137389 offenbart sind, werden Sensoren von verschiedenen Arten
verwendet, um die Oszillationen in Hinsicht auf die Ermittlung von dem nicht
ausbalancierten Zustand zu messen, wohingegen die nicht ausbalancierten Zustände
gemäß der Patentschrift J 60132598 durch den Vergleich der
Drehgeschwindigkeit der Trommel mit einem vorbestimmten Referenz-Drehgeschwindigkeits-
Profil ermittelt wird, das im voraus in dem Speicher des Systems gespeichert ist.
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Die italienische Patentanmeldung PN 91A000020, die von dem gleichen
Anmelder eingereicht wurde, enthält die Lehre, daß nicht ausbalancierte Zustände auf
der Basis der Phasendifferenz zwischen dem Strom, der von dem Motor
aufge
nommen wird, und der Spannung, die dem Motor zugeführt wird, ermittelt
werden können.
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All diese Lösungen sind bis zu einem unterschiedlichen Grad effektiv in der
Möglichkeit, die Oszillationen der Waschanordnung innerhalb des äußeren
Gehäuses der Maschine zu ermitteln und zu vermindern. Es sollte jedoch bemerkt
werden, daß in Toplader-Waschmaschinen ein permanenter, nicht
ausbalancierter Faktor durch das Gewicht des Deckels vorhanden ist, der verwendet wird, um
die Öffnung, durch welche die Waschladung in die Trommel eingelegt wird, zu
schließen, wobei die Öffnung tatsächlich auf einem Abschnitt des zylindrischen
Mantels angeordnet ist, d. h. auf der Seitenwand der Trommel.
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In der Tat erzeugt der Deckel zusammen mit der Öffnung und der damit
verbundenen Verriegelungs- und Verstärkungseinrichtung eine zusätzlich Masse, für
deren Gewicht vernünftigerweise ungefähr 500 bis 600 g angenommen werden
kann.
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Der nicht ausgeglichene Zustand, der durch eine solche Masse hervorgerufen ist,
wird, wenn er auch noch bei Maschinen akzeptabel ist, die relativ langsame
Schleudergeschwindigkeiten haben, vollkommen unakzeptabel und gefährlich bei
modernen Maschinen, die mit Rotationsgeschwindigkeiten von bis zu 1500
U/min und mehr schleudern können.
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Um eine solche Masse auszugleichen, ist es ein allgemein bekanntes Mittel,
innerhalb eines rippenförmigen Wäschebehälters, der innerhalb der Trommel
bereitgestellt ist, in einer Position, die möglichst gegenüber dem Deckel liegt, ein
geeignetes Gegengewicht anzuordnen, das normalerweise aus rostfreiem Stahl
hergestellt ist. Eine solche Lösung weist jedoch im wesentlichen zwei Nachteile
auf, der erste betrifft die Kosten eines solchen Gegengewichts, der aufgrund der
Verwendung von Material der mittleren Preisklasse nicht zu unerheblich ist,
wenn man die Tatsache in Betracht zieht, daß er als ein Balast verwendet wird
und deshalb eine ziemlich anspruchslose Funktion durchführt.
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Der zweite Nachteil bezieht sich auf die Notwendigkeit, den Deckel zu
verstärken. In der Tat neigt der letztere in Anwesenheit von einer ziemlich gleichmäßig
verteilten, ausbalancierten Waschladung dazu, ziemlich gleichmäßig alles entlang
dem inneren Rand des zylindrischen Mantels der Trommel zu verteilen und muß
deshalb auch in Übereinstimmung mit dem Deckel folglich der Zentrifugalkraft
standhalten können, die auf den entsprechenden Teil der Waschladung ausgeübt
wird, und muß somit in seinen verschiedenen lasttragenden Elementen
entsprechend verstärkt sein, wie z. B. bei den Scharnieren, Wänden, Zapfen etc.
Selbstverständlich führt dies auch zu signifikanten zusätzlichen
Herstellungskosten.
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Ferner soll der verschlechternde Effekt nicht vernachlässigt werden, den man bei
Drehtrommeln bemerken kann, insbesondere bei denjenigen, die sich mit
geringer Geschwindigkeit drehen und denen Ausgleichmassen fehlen, d. h. der nicht
ausbalancierte Zustand, der durch das Gewicht des Deckels hervorgerufen wird,
kann unter bestimmten Zuständen zu dem nicht ausbalancierten Effekt, der
durch die Waschladung verursacht wird, hinzukommen, so daß letztendlich ein
wirklich ernster nicht ausbalancierter Gesamtzustand auftreten kann.
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Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Waschmaschine für
Kleidung zu schaffen, die frei von den oben genannten Nachteilen ist, und zwar
aufgrund von einigen einfachen, verläßlichen Verbesserungen unter der
Verwendung von ohne weiteres verfügbaren Techniken.
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Die Erfindung wird besser mit der Beschreibung verstanden, die nachfolgend als
nicht einschränkendes Beispiel mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
gegeben wird und bei denen:
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- Fig. 1 eine schematische Ansicht der Trommel der Waschmaschine gemäß
der vorliegenden Erfindung ist,
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- Fig. 2 eine Ansicht einer herkömmlichen Trommel einer
Toplader-Waschmaschine ist und
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- Fig. 3 das Flußdiagramm zeigt, das die Sequenzen des
Schleuder-Startprozesses der Waschmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Der allgemeine Ausdruck "Lauge", oder sogar "Wasser", wird in der
nachfolgenden Beschreibung nicht eindeutig in der Bedeutung Waschlauge und Spülwasser
verwendet. Jedoch soll eine solche Vereinfachung nicht die volle und klare
Verständlichkeit derselben Beschreibung beeinflussen, wenn man den
Zusammenhang berücksichtigt, in welchem solche Ausdrücke verwendet werden, wie ein
Fachmann ohne weiteres einschätzen kann.
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Die beschriebene Waschmaschine für Kleidung umfaßt eine Trommel 2, die sich
in einer Waschwanne (nicht gezeigt) dreht und geeignet ist, die Waschladung 1
aufzunehmen, einen Deckel 3, der geöffnet werden kann, um die Waschladung in
die Trommel einzulegen, einen Antriebsmotor mit voreinstellbarer variabler
Geschwindigkeit, eine Vielzahl von rippenförmigen Erhebungen 4, die geeignet
sind, die Hin- und Herbewegung der Waschladung zu begünstigen, eine
Einrichtung, die geeignet ist, den nicht ausbalancierten Zustand der Waschladung in der
Trommel zu ermitteln und ihn selektiv mit einer Vielzahl von vorbestimmten
nicht ausbalancierten Werten zu vergleichen sowie selektiv verschiedene
Operationen in Übereinstimmung mit dem Ergebnis von solchen Vergleichen
durchzuführen.
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Gemäß dem zur Zeit verwendeten Stand der Technik (Fig. 2) ist eine
Ausgleichsmasse 8 mit der rippenförmigen Erhöhung verbunden, die auf der
gegenüberliegenden Position hinsichtlich des Deckels angeordnet ist. Eine Maschine,
die auf eine solche Art und Weise angeordnet ist, ist allgemein bekannt, so daß
sie hier nicht näher beschrieben wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Maschine mit einer Einrichtung
(nicht gezeigt) bereitgestellt, die geeignet ist, die Drehposition der Trommel in
Bezug auf die Position des Deckels zu ermitteln, sowie mit einer Steuer- und
Betätigungseinrichtung, die geeignet ist, die Information zu erhalten und zu
verarbeiten, welche die Position betrifft, und entsprechende Steuersignale für den
Antriebsmotor zu erzeugen, um den Antrieb der Trommel bei hoher
Schleudergeschwindigkeit zu beginnen. Eine solche Einrichtung zum Ermitteln der Position
des Deckels kann eine beliebige unter den verschiedenen Vorrichtungen sein, die
verfügbar sind und zur Zeit für einen solchen Zweck verwendet werden, wie z. B.
ein Sensor für geringe Abstände, der in der Maschine installiert ist und geeignet
ist, mit einem entsprechenden Zusatz, der sich mit der Trommel dreht,
zusammenzuwirken, oder eine photoelektrische Zelle, die geeignet ist, den Durchgang
eines entsprechenden undurchsichtigen Elements zu ermitteln, das sich mit der
Trommel dreht. Solche Elemente, die die Position der rotierenden Trommel
festsetzen, können auch auf Einrichtungen befestigt sein, die sich damit synchron
drehen, wie z. B. der Treibscheibe, die damit verbunden ist oder dem
Antriebsriemen, vorausgesetzt, daß die Position der Trommel auf jeden Fall eindeutig
bestimmt wird.
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Nach der Beendigung der Waschphase des Zykluses, gefolgt von dem Ablassen
der Lauge aus der Wanne, und vor dem Starten der Drehung der Trommel mit
einer hohen Schleudergeschwindigkeit, wird die vorher erwähnte Steuer- und
Betätigungseinrichtung aktiviert, um zu verursachen, daß die Trommel für eine
vorbestimmte Periode mit einer ausreichend niedrigen Drehgeschwindigkeit
angetrieben wird, typischerweise in der Nähe von 35 U/min., so daß es vermieden
wird, daß sich die Stücke der Waschladung entlang der inneren Wand der
Trommel verteilen und es ihnen andererseits ermöglicht wird, sich im
wesentlichen auf dem unteren Abschnitt der Trommel anzusammeln, da sie dorthin
durch Schwerkraft fallen und dort weiterrollen, so daß sie ihre untere Position
beibehalten.
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Am Ende einer solchen Periode ermöglicht es die Steuereinrichtung, daß der
Positionssensor arbeitet, so daß, wenn der letztere das Signal übermittelt, das
anzeigt, daß die Trommel in einer Position ist, in der der Deckel oben ist, d. h.
exakt in dem Moment, der Deckel und die Waschladung gegenseitig
gegenüberliegend positioniert sind. Als Folge fungiert in einer solchen Situation die
Waschladung als Ausgleichsmasse für den Deckel, so daß die Gesamtunwucht
entsprechend vermindert ist. Und das ist exakt der Moment, der von der
Steuereinrichtung ausgewählt wird, um den Antriebsmotor zu betätigen, um es zu
verursachen, daß die Trommel mit der Drehung bei hoher
Schleudergeschwindigkeit startet. Aufgrund des Effektes der reduzierten
Gesamtunwucht wird ein Schleudervorgang, entweder ein mittlerer oder der
letzte, erhalten, der zu einem viel geringeren Ausmaß an Vibrationen führt, im
Vergleich zu der Situation, bei der die Drehung mit hoher
Schleudergeschwindigkeit der Trommel zufällig gestartet wird, d. h. ohne
Berücksichtigung der momentanen Position der Trommel. Umgekehrt kann
entsprechend die Schleuder-Drehgeschwindigkeit der Trommel für das gleiche
Ausmaß an Vibrationen erhöht werden.
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Unter den tatsächlichen Betriebsbedingungen ist es jedoch beobachtet worden,
daß es die Trommel in der Praxis nur schrittweise schafft, eine
Schleuder-Drehgeschwindigkeit zu erreichen, die ausreichend ist, es zu verursachen, daß die
Stücke der Waschladung an der Wand der Trommel entlang des inneren Randes
davon haften bleiben, so daß eine bestimmte Zeitperiode, wirklich nicht so lange,
aber trotz allem doch bemerkbar, im allgemeinen von dem Zeitpunkt ab vergeht,
ab dem die Rotation mit hoher Schleudergeschwindigkeit gestartet wurde, bis zu
dem Zeitpunkt, bei dem die Waschladungsstücke tatsächlich fest an der Wand
der Trommel haften bleiben. Als Folge rollen die Waschladungsstücke noch lose
für eine bestimmte Zeitperiode weiter, bevor sie fest an der Wand der Trommel
haften und das führt in der Tat zu einer Situation, bei der die endgültige
Position, die von der Waschladung eingenommen ist, selbstverständlich
irgendwie nach hinten hinsichtlich der Position versetzt ist, bei der sie exakt
gegenüber dem Deckel liegt, wodurch eine Verschlechterung in den erwünschten
ausbalancierten Zuständen verursacht wird. Um ein solches Problem zu
vermeiden, ist es deshalb notwendig, daß der Schleudervorgang mit hoher
Geschwindigkeit gestartet wird, bevor der Deckel seine obere Position erreicht,
so daß die Zeit, die notwendig ist, daß der Deckel seine obere Position erreicht,
tatsächlich der Zeit entspricht, die notwendig ist, daß der Antriebsmotor die
Trommel auf die Drehgeschwindigkeit beschleunigt, die notwendig ist, um es zu
verursachen, daß die Waschladungsstücke das Rollen aufhören, und folglich ist
die endgültige Position der Waschladung tatsächlich diejenige, die gegenüber
dem Deckel liegt.
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Die Größe eines solchen verfrühten Startens der Schleuderphase mit hoher
Geschwindigkeit ist natürlich variabel in Übereinstimmung mit verschiedenen
beeinflussenden Faktoren, wie z. B. im besonderen, aber nicht ausschließlich, der
Waschladung, den Motorstartdrehmoment, den Gesamtmomenten, den
Durchmesser der Trommel, den dynamischen Widerständen. Aus diesem Grund ist es
praktisch unmöglich, einen allgemein anwendbaren optimalen Wert im voraus zu
definieren, der jedoch ohne weiteres von einem Fachmann für jede individuelle
Maschine und jede Anzahl von Zuständen gefunden werden kann.
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Die oben beschriebene Erfindung kann besonders vorteilhaft in Maschinen mit
relativ geringen Schleudergeschwindigkeiten der Trommel verwendet werden.
Leider kann sich die verbleibende Unwucht, die in einigen Fällen verbleibt,
jedoch noch als übermäßig erweisen, d. h. als unerwünscht, und zwar im Falle
von Maschinen mit Trommeln, die sich bei hohen Geschwindigkeiten während
des Schleuderns drehen, so daß eine vorteilhafte Verbesserung derselben
Erfindung in der Kombination der Verwendung der bekannten und momentan
ver
wendeten Unwucht-Ermittlungstechnik und der Beseitigung der Gewichte liegt,
die zum Ausgleich der Masse des Deckels verwendet werden.
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Folglich ist die Waschmaschine mit einer Einrichtung zum Ermitteln des nicht
ausbalancierten Zustandes ausgestattet, welche wiederum mit einer Steuer- und
Betätigungseinrichtung verbunden ist, die, bevor eine Schleuderphase gestartet
wird, den Antriebsmotor aktiviert, so daß verursacht wird, daß sich die Trommel
mit einer niedrigen Geschwindigkeit V1 dreht, typischerweise mit ungefähr 85
U/min., was jedoch ausreichend ist, um es zu verursachen, daß die
Waschladungsstücke sich entlang des inneren Randes der Trommel verteilen.
Unmittelbar danach wird die Unwucht-Ermittlungseinrichtung aktiviert, die vorzugsweise
auf der Basis des Stromes arbeitet, der vom Motor aufgenommen wird.
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Die Unwucht, die auf diese Weise gemessen wird, ist offensichtlich die
Gesamtunwucht, die durch die Verteilung der Wäschestücke, die gewöhnlich
ziemlich ungleichmäßig ist, und die Anwesenheit der Masse des Deckels
hervorgerufen wird.
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Als Folge wird die vorher genannte Steuer- und Betätigungseinrichtung im
voraus so angeordnet, daß sie geeignet ist, die folgende Sequenz auszuführen:
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- Falls ermittelt wird, daß die Unwucht unterhalb eines vorbestimmen Niveaus
BC1 liegt, das dem Wert der höchsten erlaubten Unwucht entspricht, d. h. daß
die Stücke der Waschladung sich angelegt oder auf eine solche Weise
hinsichtlich des Deckels verteilt haben, daß die jeweiligen Unwuchteffekte sich
gegenseitig in einer allgemein akzeptablen Weise ausgleichen, ermöglicht es
in diesem Fall die Steuer- und Betätigungseinrichtung, nachdem sie die
Anwesenheit einer solchen Situation festgestellt hat, daß die nachfolgende
Schleuderphase regulär gestartet wird;
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sollte eine solche Situation nicht auftreten, d. h. ermittelt werden, bedeutet
das, daß die Unwucht noch zu übermäßig ist, um es zu ermöglichen, daß eine
Schleuderphase sicher gestartet wird.
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In einem solchen Falle geht die Sequenz an den Startpunkt des gesamten
Ablaufes zurück, wobei die Trommel dazu veranlaßt wird, sich auf eine
Drehgeschwindigkeit V&sub0; zu verlangsamen, bei der die Waschladung
entsprechend auf die Unterseite der Trommel fällt, und die oben beschriebene
Sequenz wird dann nochmals gestartet. Ein solcher Ablauf von
Trommelumdrehungen mit niedriger Geschwindigkeit V&sub0;, Trommelumdrehungen mit
höherer Geschwindigkeit V&sub1; und Steuerungen der Unwucht der
Trommelladung wird automatisch wiederholt, bis ein Wert erreicht wird, der niedriger
ist als das vorher gesetzte Niveau BC1, oder bis eine vorbestimmte maximale
Anzahl von Wiederholungen des gleichen Ablaufes beendet worden ist.