ES2227351T3 - Maquina lavadora con un equipo y procedimiento para la determinacion del peso de la colada. - Google Patents

Maquina lavadora con un equipo y procedimiento para la determinacion del peso de la colada.

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Abstract

Máquina lavadora con un recipiente para la colada (4), en el que un tambor (5) para alojar la colada (6) se apoya de manera que puede girar, con una carcasa en la que el recipiente para la colada (4) está suspendido en la zona superior (1a) de unos resortes (2, 3) y en la zona inferior está apoyado mediante amortiguadores de choque (7, 8), utilizándose como amortiguadores de choque amortiguadores de fricción, que están compuestos por una carcasa cilíndrica (81) y un vástago de émbolo (82) dispuesto coaxialmente respecto al eje longitudinal de la carcasa y que puede moverse en el mismo, y en la que están dispuestos revestimientos de fricción (90), tal que pueden moverse, sobre un bloque de revestimientos (89) sobre el vástago del émbolo (82) entre dos topes (87, 88) y elementos de resorte (85, 86) asociados a éstos y con un sistema para determinar el peso de la colada existente en el tambor, que contiene un equipo de medida (9) para calcular del descenso en función del peso del recipiente para la colada (4), caracterizada por un segundo equipo de medida (91) para el cálculo de la deflexión entre el bloque de revestimientos (89) y un elemento de fijación (92) en el vástago del émbolo o entre el bloque de revestimientos (89) y un punto de fijación (84) en el suelo de la carcasa del amortiguador.

Description

Máquina lavadora con un equipo y procedimiento para la determinación del peso de la colada.
La invención se refiere a una máquina lavadora con un recipiente para la colada en el que un tambor para alojar la colada se apoya de manera que puede girar, con una carcasa en la que el recipiente para la colada está suspendido en la zona superior de unos resortes y en la zona inferior está apoyado mediante amortiguadores, utilizándose como amortiguadores amortiguadores de fricción, que están compuestos por una carcasa cilíndrica y un vástago de émbolo dispuesto coaxialmente respecto al eje longitudinal de la carcasa y que puede moverse en la misma y en la que están dispuestos revestimientos de rozamiento sobre un bloque de revestimientos sobre el vástago del émbolo y que pueden moverse entre dos topes y los elementos de resorte asociados a éstos y con un sistema para determinar el peso de la colada existente en el tambor, que contiene un equipo de medida para calcular el descenso del recipiente para la colada en función del peso. Además se refiere la invención a un procedimiento para determinar el peso de la colada existente en el tambor en una máquina lavadora como la indicada.
Una máquina lavadora con un sistema para determinar el peso de la colada existente en el tambor, se fabrica y vende, por ejemplo bajo la denominación W 377 WPS por la solicitante. La misma se conoce también por la DE 199 46 245 A1. En estas máquinas lavadoras está dispuesto en paralelo al amortiguador un sensor de trayectoria. El recipiente para la colada con el tambor apoyado allí de manera que puede girar está unido mediante resortes con la carcasa. Tan pronto como la colada se deposita en el tambor, se modifica la masa total del recipiente para la colada. Debido a la masa cada vez mayor, se siguen extendiendo los resortes, con lo que el recipiente para la colada desciende a más profundidad cuanto mayor sea la masa de la colada introducida. La nueva posición del recipiente para la colada en cuanto a altura se detecta mediante el sensor de trayectoria. Para ello aporta el sensor de trayectoria una señal cuya diferencia respecto a la posición cero (tambor no cargado) es proporcional a la cantidad de colada introducida.
Para el funcionamiento en centrifugado de la máquina lavadora, debe quedar asegurado que la amplitud de las oscilaciones cuando se pasa por la zona de la velocidad de giro crítica (resonancia del sistema resorte-masa, compuesto por los resortes y la masa del recipiente para la colada lleno) quede limitada. De ello se ocupan los amortiguadores entre recipiente para la colada y suelo de la carcasa. La pesada de la colada se realiza cuando el recipiente para la colada está en reposo. Para ello no deberían aportar los amortiguadores esfuerzo alguno, ya que caso contrario sólo cuando la fuerza de amortiguamiento durante la carga con colada fuese superada por la fuerza de la gravedad de la colada, sería posible un descenso del recipiente para la colada y con ello una señal medible con el sensor de trayectoria. Se emplean por lo tanto en la W 377 amortiguadores óleo-hidráulicos con fuerza de amortiguamiento proporcional a la velocidad, que poseen una fuerza de amortiguamiento muy reducida cuando no se mueven (deseable sería no tener amortiguamiento alguno). Sólo cuando el recipiente para la colada presenta una deflexión, se presentan velocidades que dan lugar a que surjan esfuerzos contrapuestos, y de esta manera queda limitada la amplitud de la oscilación. Los inconvenientes del amortiguador óleo-hidráulico son su elevado precio, un bajo amortiguamiento, problemas acústicos y baja compatibilidad con el medio ambiente (el aceite debe ser eliminado).
Por la DE 40 18 599 A1 se conoce un llamado amortiguador de émbolo de suspensión. Aquí se trata de un amortiguador de fricción en el que el revestimiento de fricción está dispuesto sobre el vástago del émbolo entre dos elementos de resorte tal que puede moverse, apoyándose los elementos de resorte en cada caso sobre un tope unido con el vástago del émbolo. De esta manera resulta un comportamiento en amortiguamiento dependiente de la amplitud.
Por la DE 100 46 712 A1 se conoce la utilización de un amortiguador de émbolo de suspensión juntamente con un sensor de trayectoria. Aquí se admite que con un equipo de medida como éste, el peso de la colada sólo puede calcularse cuando la medición tiene lugar en una carrera sin rozamiento por adherencia.
El amortiguador del émbolo de suspensión posee en un sistema de medida con un sólo sensor de trayectoria los siguientes inconvenientes:
\bullet
Si la fuerza que actúa sobre el amortiguador del émbolo de suspensión al comienzo de la carga se encuentra próxima a la fuerza de rozamiento, entonces es suficiente una pequeña fuerza de gravedad adicional debido a la colada introducida para que el revestimiento de fricción resbale y con ello se abandone la zona lineal.
\bullet
El estado inicial no está definido. Cuando el tambor está vacío, existe la posibilidad de que los revestimientos de fricción se encuentren en una posición que no se corresponda con la posición cero para el recipiente para la colada. Los resortes ejercen entonces una fuerza sobre el recipiente para la colada que se encuentra por debajo de la fuerza de rozamiento del revestimiento de fricción. De esta manera existe una fuerza indefinida que funciona como compensación (offset) sobre el sistema y que da lugar a una extensión adicional de los resortes de los cuales está colgado el grupo. La trayectoria de los resortes influye a su vez en la trayectoria medida por el sensor de trayectoria. Por lo tanto, ya no es posible una determinación absoluta de la masa de la colada introducida como cuando se utiliza el amortiguador proporcional a la velocidad (por ejemplo, amortiguador óleo-hidráulico). Esto significa que la cantidad de colada sólo puede determinarse cuando el tambor para la colada esté primeramente vacío y a continuación se llene. Pero si se utiliza la lavadora automática estando desconectada como colector de ropa, entonces no es posible conectar a continuación la lavadora automática y leer correctamente la cantidad de colada. La utilidad de su uso queda así limitada.
La invención se formula así al problema de permitir, en una máquina lavadora del tipo indicado al principio y pese a la utilización de un amortiguador de fricción, una detección precisa y siempre fiable del peso de la colada.
En el marco de la invención, se resuelve este problema en una máquina lavadora como la descrita al principio mediante un segundo equipo de medida para calcular la deflexión entre el bloque de revestimientos y un elemento de fijación en el vástago del émbolo o bien entre el bloque de revestimientos y un punto de fijación en el suelo de la carcasa del amortiguador.
Al respecto se supone que los revestimientos de fricción de todos los amortiguadores se encuentran en las mismas posiciones. Caso contrario, debe asociarse a cada amortiguador un sensor de trayectoria de este tipo. Estos equipos de medida pueden integrarse ventajosamente en el amortiguador del émbolo de suspensión. De esta manera se logra una configuración que ocupa muy poco espacio.
Objeto de otra de las reivindicaciones es un procedimiento para determinar el peso de la colada existente en el tambor en una máquina lavadora con un equipo de medida para calcular el descenso dependiente de la fuerza del peso del recipiente para la colada y con un segundo equipo de medida para detectar la deflexión entre el bloque de revestimientos y un elemento de fijación en el vástago del émbolo o bien entre el bloque de revestimientos y un punto de fijación en el suelo de la carcasa del amortiguador. Este procedimiento se caracteriza porque el primer equipo de medida detecta el descenso del recipiente para la colada debido al peso y el segundo equipo de medida la deflexión entre el bloque de revestimientos y un elemento de fijación en el vástago del émbolo o entre el bloque de revestimientos y un punto de fijación en el suelo de la carcasa del amortiguador y a continuación un circuito evaluador calcula a partir de estos valores de medida y de las constantes elásticas de los resortes y del (de los) elementos(s) de resorte que el peso de la colada.
Un ejemplo de ejecución de la invención se representa de manera simplemente esquemática en los esquemas y se describe a continuación más en detalle. Se muestra en
figura 1 un boceto esquemático de una máquina lavadora configurada según la invención
figura 2 un boceto esquemático de una sección a través del amortiguador de émbolo de suspensión
figura 3 el diagrama fuerza-trayectoria de un émbolo de suspensión
figura 4 un modelo físico del recipiente para la colada
figura 5 el boceto esquemático de una sección a través del amortiguador de émbolo de suspensión con sensor de trayectoria.
El recipiente para la colada (4) de una máquina lavadora con tambor (5) allí apoyado de manera que puede girar, está suspendido de resortes (2, 3) en la zona superior (1a) de la carcasa (1). Tan pronto como se coloca colada (6) en el tambor (5), se modifica la masa total del recipiente para la colada (4), que está compuesto por la masa m_{Lb} del recipiente para la colada (4) vacío y la masa m_{w} de la colada (6). Debido al aumento de la masa, se estiran más los resortes (2, 3), de manera que el recipiente para la colada (4) está suspendido a una profundidad tanto mayor cuanto más grande sea la masa de la colada introducida. El descenso (\Deltas_{1}) del recipiente para la colada (4), que es función del peso, se detecta mediante un sensor de trayectoria (9). De esta manera el sensor de trayectoria (9) aporta una señal a un circuito evaluador MC, que es proporcional a la cantidad de colada introducida m_{w}.
Para el funcionamiento en centrifugado de la máquina lavadora automática, debe quedar asegurado que la amplitud de las oscilaciones queda limitada al atravesar la zona crítica de velocidades de giro (resonancia del sistema resorte-masa, compuesto por los resortes (2, 3) y la masa del recipiente para la colada (4) lleno). De ello se ocupan dos amortiguadores (7, 8), que están configurados como amortiguadores de émbolo de suspensión y que están dispuestos entre el recipiente para la colada (4) y el suelo de la carcasa (1b).
La figura 2 muestra un amortiguador de émbolo de suspensión tradicional (80), tal como el que es conocido por la DE 40 18 599 A1. El mismo está compuesto por una carcasa cilíndrica de amortiguador (81) y un vástago de émbolo (82) allí dispuesto y que puede deslizarse en la dirección axial de la carcasa del amortiguador (81). Mediante el punto de fijación (83) queda fijado el vástago de émbolo (82) al recipiente para la colada (4), y por el punto de fijación (84) queda fijada la carcasa del amortiguador (81) al suelo de la carcasa (1b). El vástago de émbolo (82) posee dos platos de resorte conformados (87, 88). Entre estos están deslizados dos elementos de resorte (85, 86) sobre el vástago de émbolo (82), que abarcan entre ellos un bloque de revestimientos (89). Sobre el bloque de revestimientos (89) se aplican revestimientos de rozamiento (90), que se apoyan en la parte interior de la carcasa del amortiguador (81). Un movimiento del recipiente para la colada (4) es transmitido por el vástago de émbolo (82) a ambos platos de resorte (87, 88). Éstos retransmiten el movimiento a los elementos de resorte (85, 86), que a su vez transmiten las fuerzas al bloque de revestimientos (89) apoyado de manera que puede moverse. Cuando se produce un movimiento del vástago de émbolo (82), primeramente se descargan o bien se comprimen los elementos de resorte (85, 86) en la dirección correspondiente. Tan pronto como la fuerza que se genera es tan grande que puede superar la fuerza de rozamiento, se mueve el bloque de revestimientos (89) con los revestimientos de rozamiento (90).
La figura 3 muestra el diagrama idealizado fuerza-trayectoria del amortiguador de émbolo de suspensión. La diferencia entre éste y un amortiguador de fricción sencillo consiste en que ya al aplicar pequeñas fuerzas F, que se encuentran entre F_{R} y -F_{R}, se recorre un trayecto s. Debido a los elementos de resorte, se construye una zona de transición en la que el amortiguador funciona linealmente.
En la figura 4 se consideran los esfuerzos que actúan sobre un recipiente para la colada suspendido de resortes:
Del recipiente para la colada tiran hacia arriba los resortes de los que el mismo está suspendido, con la fuerza elástica F1. Esta fuerza actúa en contra de la fuerza del peso del recipiente para la colada lleno de colada.
F_{G} = (m_{Lb} + m_{w}) \cdot g
g
constante de gravitación g = 9,81 m/s^{2}
m_{Lb}
masa del recipiente para la colada
m_{w}
masa de la colada
Además, la fuerza F_{2} del amortiguador del émbolo de suspensión actúa sobre el recipiente para la colada. En función de la posición del revestimiento de fricción, esta fuerza puede impulsar al recipiente para la colada hacia arriba o tirar de él hacia abajo. Para las siguientes consideraciones se supone la existencia de una fuerza F_{2} dirigida hacia arriba. Para el caso de que F_{2} esté orientada hacia abajo, el signo ha de ser el contrario (F_{2} < 0). De esta manera inciden las fuerzas F_{1} y F_{2} dirigidas hacia arriba y las fuerzas del peso dirigidas hacia abajo sobre el recipiente para la colada. En cuanto al equilibrio de los esfuerzos, resulta
(1)F_{1} + F_{2} - (m_{Lb} + m_{w}) \cdot g = 0
(2)m_{w}=\frac{F_{1} + F_{2}}{g}- m_{Lb}
Así queda claro que mediante el cálculo de la diferencia de fuerzas puede determinarse también la masa de la colada. Cuando se utiliza un sensor de trayectoria, se realiza una medición indirecta de la fuerza F_{1} mediante la extensión del resorte del que está suspendido el recipiente para la colada. La fuerza F_{1} provoca en los resortes un descenso \Deltas_{ges}. De ello se deduce
(3)F_{1}= D_{1} \cdot \Delta s_{ges} = D_{1} \cdot \Delta s_{0} + D_{1} \cdot \Delta s_{1} = m_{Lb} \cdot g + D_{1} \cdot \Delta s_{1}
D_{1}
constante elástica de todos los resortes para la suspensión del recipiente para la colada
\Deltas_{0}
descenso debido a la masa del recipiente para la colada vacío
\Deltas_{1}
descenso debido a la masa de la colada
La fuerza F_{2} provoca un deflexión \Deltas_{2} de los elementos de resorte en los amortiguadores del émbolo de suspensión. De ello se deduce
(4)F_{2}= D_{2} \cdot \Delta s_{2}
D_{2}
constante elástica de todos los elementos de resorte en los amortiguadores
\Deltas_{2}
deflexión de los elementos de resorte en los amortiguadores
Si se colocan las igualdades (3) y (4) en (1), entonces se obtiene
(5)m_{w} = (D_{1}\cdot \Delta s_{1}+ D_{2} \cdot \Delta s_{2})/g
Puesto que D_{1,2} y g son constantes, deben medirse por lo tanto para el cálculo exacto del peso de la colada en máquinas lavadoras con amortiguadores de émbolo de suspensión, el descenso \Deltas_{1} del recipiente para la colada (4) y la deflexión \Deltas_{2} de los elementos de resorte con sensores de trayectoria. Estos valores de medida se llevan a un circuito evaluador MC que calcula a continuación a partir de estos valores de medida y de las constantes elásticas de los resortes y de los elementos de resorte el peso de la colada. Si se parte cuando se utilizan varios amortiguadores de que los elementos de resorte y los revestimientos de fricción se comportan de igual manera, entonces es suficiente un sensor de trayectoria adicional para el cálculo de la deflexión de los elementos de resorte \Deltas_{2}. Caso contrario, debe asignarse a cada amortiguador un sensor como el indicado.
La figura 5 muestra un amortiguador de émbolo de suspensión, mediante el cual es posible el cálculo de la deflexión \Deltas_{2} de al menos un elemento de resorte (85, 86). Para ello está dispuesto entre el bloque de revestimientos (89) y un elemento de fijación (92) en el vástago de émbolo (82) otro sensor de trayectoria (91). Se emplea ventajosamente un sensor óptico. Como alternativa a la medición de la deflexión \Deltas_{2} de los elementos de resorte (85, 86), puede también calcularse la diferencia de trayectorias \Deltas_{3} entre el recipiente para la colada (4) o bien el punto de fijación (83) y el bloque de revestimientos (89). También es posible integrar, en lugar del sensor de trayectoria (9), para el cálculo del descenso \Deltas_{1}del recipiente para la colada, un sensor de trayectoria (no representado)en el amortiguador del émbolo de suspensión, que mide la deflexión \Deltas_{4}entre el bloque de revestimientos (89) y el suelo de la carcasa (1b), el suelo de la carcasa del amortiguador (81) o el punto de fijación (84). Como alternativa, este sensor integrado puede medir la deflexión \Deltas_{1} entre el vástago del émbolo (82) y el tubo amortiguador (81). Existen las relaciones
\Delta s_{2}= \Delta s_{3}
\Delta s_{1}= \Delta s_{2}+ \Delta s_{4}

Claims (3)

1. Máquina lavadora con un recipiente para la colada (4), en el que un tambor (5) para alojar la colada (6) se apoya de manera que puede girar, con una carcasa en la que el recipiente para la colada (4) está suspendido en la zona superior (1a) de unos resortes (2, 3) y en la zona inferior está apoyado mediante amortiguadores de choque (7, 8), utilizándose como amortiguadores de choque amortiguadores de fricción, que están compuestos por una carcasa cilíndrica (81) y un vástago de émbolo (82) dispuesto coaxialmente respecto al eje longitudinal de la carcasa y que puede moverse en el mismo, y en la que están dispuestos revestimientos de fricción (90), tal que pueden moverse, sobre un bloque de revestimientos (89) sobre el vástago del émbolo (82) entre dos topes (87, 88) y elementos de resorte (85, 86) asociados a éstos y con un sistema para determinar el peso de la colada existente en el tambor, que contiene un equipo de medida (9) para calcular del descenso en función del peso del recipiente para la colada (4),
caracterizada por un segundo equipo de medida (91) para el cálculo de la deflexión entre el bloque de revestimientos (89) y un elemento de fijación (92) en el vástago del émbolo o entre el bloque de revestimientos (89) y un punto de fijación (84) en el suelo de la carcasa del amortiguador.
2. Máquina lavadora según la reivindicación 1,
caracterizada porque el equipo de medida (9) y/o el segundo equipo de medida (91) está(n) integrado(s) en el amortiguador de fricción.
3. Procedimiento para la determinación del peso de la colada existente en el tambor de una máquina lavadora según la reivindicación 1 ó 2, en el que
\bullet
el primer equipo de medida (91) calcula el descenso del recipiente para la colada (4) que es función de la fuerza del peso;
\bullet
el segundo equipo de medida (91) calcula la deflexión entre el bloque de revestimientos (89) y un elemento de fijación (92) en el vástago del émbolo o entre el bloque de revestimientos (89) y un punto de fijación (84) en el suelo de la carcasa del amortiguador;
\bullet
un circuito evaluador calcula a partir de estos valores de medida y de las constantes elásticas de los resortes y del(de los) elemento(s) elástico(s) el peso de la colada.
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