ES2258088T3 - Pre-equilibrado a baja velocidad para maquinas lavadoras. - Google Patents

Abstract

Un método para reducir una condición de desequilibrio durante el giro a baja velocidad de un tambor de lavado (111) de una máquina (100) lavadora de prendas, cuya máquina incluye un bastidor de cabina (120), una cuna exterior (110), unos amortiguadores (108) que sostienen elásticamente la cuba exterior en el bastidor de cabina, cuyo tambor de lavado está situado giratoriamente dentro de la cuba exterior y es capaz de girar en torno a un eje de giro (202), y medios (104-107) para girar el tambor de lavado a diferentes velocidades de giro en torno a su eje de giro, dos equilibradores automáticos (115, 117) unidos a cada extremo del tambor de lavado, cuyos equilibradores automáticos tienen unos ejes de giro (502) sustancialmente coincidentes con los ejes de giro del tambor de lavado, medios para detectar una condición indicadora de desequilibrio de una carga en el tambor de lavado a bajas velocidades de giro, y caracterizado porque dicho método comprende: - acelerar el tambor de lavado (111) auna primera velocidad de giro, la cual está por debajo de una velocidad resonante de un conjunto sostenido (102) de la máquina de lavar (100), y por encima de una velocidad a la que se producen cualesquiera movimientos de la carga de lavado dentro del tambor de lavado (111); - desacelerar desde la primera velocidad de giro a una segunda velocidad de giro inferior a la primera, al detectar una condición indicadora de un desequilibrio indeseable de la carga en el tambor de lavado (111), cuya segunda velocidad de giro es suficientemente baja para iniciar el movimiento de la carga de lavado en el tambor de lavado (111); - continuar el giro del tambor de lavado (111) a una segunda velocidad inferior a la primera, hasta que los movimientos de la carga de lavado y la acción de los equilibradores automáticos (115, 117) impartan una condición de equilibrio dinámico que reduzca la condición de desequilibrio del tambor de lavado giratorio (111) por debajo de un nivel predeterminado.

Description

Pre-equilibrado a baja velocidad para máquinas lavadoras.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

Esta invención se refiere a métodos y aparatos para equilibrio previo, y en particular, a métodos y aparatos útiles para máquinas lavadoras domésticas y comerciales.

2. Breve descripción de la técnica correspondiente

Es bien conocida la necesidad de equilibrar las cestas o tambores de las máquinas lavadoras. En una máquina lavadora típica, una vez completado el ciclo de lavado, es exceso de agua es extraído de las prendas durante el ciclo denominado de centrifugación. Durante este ciclo, las prendas contenidas en el tambor son hechas girar a altas velocidades. El exceso de agua, sobre el que se actúa por medio de estas fuerzas centrifugadoras generadas por la centrifugación, es obligado a salir de dichas prendas y fuera del tambor de lavado, a través de las perforaciones en las paredes de dicho tambor, y es evacuada. Una eficiente extracción del agua de las prendas resulta ventajosa, ya que reduce los tiempos necesarios para secar dichas prendas.

La eficiencia de la extracción del agua depende de las velocidades de la centrifugación. Es bien sabido que cuanto más alta sea la velocidad de centrifugación, más alta será la extracción del agua. Por tanto, resulta beneficioso proporcionar altas velocidades de centrifugación a las máquinas lavadora. Sin embargo, dichas altas velocidades de centrifugación dan lugar a altos niveles de vibración, causados por el desequilibrio en los tambores debido a una distribución no uniforme de las prendas durante la centrifugación. Dichos desequilibrios cambian al azar de un lavado al siguiente, y sus magnitudes y localizaciones exactas de las cargas en los tambores no son conocidas antes de la centrifugación. La dificultad de tratar dichos desequilibrios se aumenta aún más por el hecho de que a medida que el procedimiento de extracción del agua tiene lugar durante la operación de centrifugar, los desequilibrios cambian. El problema del desequilibrio y de la vibración durante el centrifugado es indeseable, debido a las indeseables tensiones en la máquina y en sus diversos componentes. Además, una excesiva vibración durante la centrifugación puede afectar adversamen-
te a la eficiencia de la extracción del agua, de lo que resulta un ruido indeseado, y en algunos casos daño al subsuelo.

Se han propuesto un cierto número de técnicas para tratar el desequilibrio de los tambores de lavar. La técnica utilizada más comúnmente se basa en la unión de pesados contrapesos a la cuba exterior, que aloja el tambor de lavar giratorio. Dichos contrapesos están hechos típicamente de acero, hormigón, o algún otro material pesado, y están destinados a reducir la vibración mediante el aumento del peso del conjunto sostenido. La principal desventaja de esta técnica es que el peso aumentado y el coste de la máquina, así como el hecho de que los componentes giratorios están aún sometidos a las mismas tensiones y daños debido al desequilibrio.

Se han propuesto varias técnicas alternativas, que contrarrestan los desequilibrios desconocidos y cambiantes en los tambores de lavar de las máquina lavadoras. Estas técnicas están basadas en el concepto del denominado equilibrio automático. Aquí, el desequilibrio se logra mediante el montaje operativo de un aparato sobre el miembro giratorio, que incluye una cavidad anular que contiene un fluido equilibrador o una pluralidad de masas móviles. Al alcanzar el miembro giratorio unas velocidades de giro suficientes, el fluido equlibrador o la posición de las propias masas móviles contrarrestan por sí mismos el desequilibrio de dicho miembro giratorio. Uno de dichos aparatos se describe en la patente de EE.UU. núm. 4.433.592 (de Tatsumi y col.). Tatsumi y col. describen una máquina de lavar de eje vertical que incluye un tambor de lavado giratorio en torno a su eje de giro, y montado operativamente dentro de la cuba exterior. El aparato incluye también una ranura o pista anular dispuesta en el plano superior del tambor de lavar, que contiene una pluralidad de contrapesos equilibradores móviles. Al alcanzar el tambor de lavar su velocidad de centrifugación, los contrapesos equilibradores se sitúan por sí mismos para contrarrestar los desequilibrios en el tambor de lavar.

Un tipo similar de estructura se describe en la patente de EE.UU. núm. 2.984.094 (de Belaieff). Belaieff describe un conjunto de máquina de lavar de eje horizontal y carga frontal, que tiene unas pistas anulares o ranuras colocadas en cada extremo y en la periferia exterior del tambor de lavar giratorio, concéntricas con su eje de giro. El aparato incluye también una pluralidad de bolas desplazables libremente, dispuestas en cada una de las ranuras anulares. Durante la operación del miembro de giro, dichas bolas se sitúan por sí mismas para compensar cualquier desequilibrio estático o dinámico de las cargas.

Otro tipo de aparato se describe en la patente de EE.UU. núm. 5.448.979 (de Ryan y col.). Ryan y col. describen un tambor de lavado con dos anillos de equilibrio que incluyen unas ranuras anulares parcialmente rellenas con un fluido equilibrador, tal como agua. Las ranuras anulares están colocadas en los extremos opuestos del tambor de lavado. Durante el funcionamiento, el fluido equilibrador fluye en la dirección que contrarreste las fuerzas desequilibradoras.

Además, una estructura similar se describe en la patente de EE.UU. núm 5.345.792 (de Farrington y col.). En este documento se describe un aparato que incluye una pluralidad de ranuras anulares dispuestas en cada extremo del tambor de lavado, y que contienen pluralidades de fluidos equilibradores.

Otros tipos más de aparatos se describen en la patente de EE.UU. núm. 5.850.748 (de Kim y col.). Kim y col. describen un tambor de lavado de una máquina lavadora de eje horizontal y carga frontal, que incluye dos pistas anulares concéntricas en cada extremo del tambor de lavado, y cada par de pistas anulares contiene unos contrapesos compensadores de tamaño diferente, y las pistas interiores tienen unos contrapesos menores que las pistas exteriores.

Dichos dispositivos de la técnica anterior proporcionan compensación al desequilibrio a las velocidades de centrifugación; no obstante, estos dispositivos presentan ciertas desventajas, Es bien conocido por los expertos en la técnica que los equilibradores automáticos contrarrestan las fuerzas desequilibradoras al girar los miembros a velocidades por encima de la velocidad denominada resonante o crítica del conjunto suspendido. En las máquinas de lavar típicas, y en realidad en la mayor parte de las máquinas lavadoras, dichas velocidades críticas son inferiores a las velocidades de diseño de centrifugado del giro de los tambores de lavado. Por tanto, los equilibradores automáticos tales como los descritos en los documentos de la técnica anterior, son capaces de contrarrestar los desequilibrios a velocidades de cenrtifugación. Sin embargo, dichos equilibradores automáticos son inefectivos para velocidades de giro por debajo de las críticas, y en realidad pueden ayudar a las fuerzas de desequilibrio. Una consecuencia de esta limitación es que durante todo el tiempo en el que el tambor de lavado es acelerado desde su posición inicial de reposo a la velocidad de trabajo, el tambor de lavado permanece severamente desequilibrado. Además, al producirse el arranque, dado que la velocidad de giro se aproxima a la velocidad crítica del conjunto de lavar suspendido se producen unas oscilaciones resonantes violentas, que dan por resultado que el conjunto con frecuencia golpee contra la cabina de la máquina lavadora. En efecto, se ha observado que dichas resonancias son con frecuencia más severas en aquellos casos en los que se despliegan equlibradores automáticos. En consecuencia, han de ser utilizados contrapesos más pesados para el control de dichas resonancias, y a veces se precisan cabinas mayores para las máquinas lavadoras. Esto, a su vez, eleva el coste de la máquina y de su transporte, y resulta inconveniente para el usuario final.

Además, las máquinas más modernas vienen equipadas con sensores de desequilibrio y o conmutadores de desplazamiento, para proteger los sistemas electrónicos frágiles. Por tanto, si durante el arranque son detectados desequilibrios suficientemente grandes o niveles de vibración excesivos, la máquina lavadora no comenzará el ciclo de centrifugado. Como resultado, la extracción del agua no tendrá lugar hasta que el usuario redisponga manualmente el material lavado húmedo dentro del tambor. Todo esto constituye una desventaja significativa con respecto a los dispositivos de la técnica anterior. Dado que la detección del desequilibrio tiene lugar a bajas velocidades, que están por debajo de las velocidades resonantes, con los equilibradores automáticos serán detectados típicamente mayores desequilibrios. De igual modo, dado que la máquina se acelera a través de su velocidad resonante, con los equlibradores automáticos resultarán típicamente niveles más altos de vibraciones resonantes. En consecuencia, tales sistemas pueden resultar perjudiciales para el acoplamiento apropiado de los ciclos de centrifugación.

Una solución para evitar las desventajas de la técnica anterior es mediante el denominado equilibrio previo. Es conocido por los expertos en la técnica que algún tipo de preequilibrio de la carga de lavado se requiere antes de iniciar el ciclo de centrifugación, con independencia de si la máquina está o no equipada con equilibradores automáticos. El preequilibrio se refiere a un procedimiento en el que una condición equilibrada, o parcialmente equilibrada, se consigue a bajas velocidades de giro (es decir, por debajo de las velocidades resonantes), antes del aceleramiento a las velocidades de centrifugación deseadas.

Los métodos convencionales para conseguir dicho preequilibrio se basan en una cierta variedad de movimientos de volteo que preceden a los intentos de aplicar los ciclos de centrifugación. Dichos movimientos de volteo están dirigidos a redistribuir la carga de lavado, y con frecuencia son acompañados de adiciones periódicas de agua. Las desventajas de dichos métodos son bien conocidas por los expertos en la técnica. Es notorio que entre las desventajas, dichos métodos no eliminan la necesidad de pesados contrapesos. Estos métodos anteriores están basados en secuencias predefinidas de movimientos que resultan en unos cambios sustancialmente aleatorios para la distribución de las prendas. Igualmente, dado que no hay ayudas externas a los procedimientos de preequilibrio, dichos procedimientos son general poco fiables, y por tanto no puede ser evitado el uso de pesados contrapesos. Otra desventaja de dichos métodos reside en el aumento del uso de agua, lo que crea desechos. Otra desventaja más está asociada a los tiempos ocasionalmente largos del preequilibrio, antes de conseguir detectar un nivel aceptable de desequilibrio residual.

Un tipo diferente de método para conseguir el preequilibrio se describe en la patente de EE.UU. núm. 5.862.553 (de Haberl y col.). Haberl y col. describen un aparato para una máquina de lavar prendas equipada con dispositivos de equilibrio automático. Estos dispositivos incluyen una pluralidad de pistas anulares (miembros huecos) montados sobre el tambor de lavado (cuba giratoria) dentro del cual están dispuestas las pluralidades de pistas de las masas desplazables libremente. Adicionalmente, un fluido amortiguador está dispuesto en cada uno de los miembros huecos. El aparato incluye también unos dispositivos que giran con el tambor de lavado a varias velocidades de giro, y medios que detectan el sentido de la aceleración y la frecuencia de giro. Haberl y col. describen que antes al menos de una fase de extracción del centrifugado, el tambor es girado a una velocidad relativamente baja, hasta que la posición de las masas se compensa sustancialmente, de modo que se contrarresten los desequilibrios de la carga de lavado. Dichas velocidades de lavado relativamente bajas son, de acuerdo con Heberl y col., inferiores a las velocidades resonantes del conjunto suspendido, pero suficientemente altas como para hacer que los artículos de la carga de lavado se adhieran al tambor.

El aparato descrito por Haberl y col. se basa principalmente en las fluctuaciones en la velocidad de giro del tambor en cada revolución, y la acción de agarre viscoso impartida sobre las masas compensadoras por el fluido amortiguador durante la velocidad de giro baja. Haberl y col, describen que las fluctuaciones en la velocidad del tambor son causadas por un desequilibrio en la carga de lavado producida por la fuerza de la gravedad. Durante el giro a baja velocidad, al ser la masa desequilibrada portada hacia arriba, la velocidad de giro del tambor disminuye desde su valor medio debido a la acción opuesta de la fuerza de gravedad. Sustancialmente, al ser la masa de desequilibrio girada en dirección hacia arriba, la fuerza de gravedad ayuda al giro, y el tambor se acelera. De igual modo, el movimiento de las masas de compensación con relación al tambor giratorio fluctúa. Al ser giradas las masas de compensación hacia arriba desde su posición inferior por la acción de arrastre del fluido viscoso, las fuerzas de gravedad se oponen a dicho movimiento, lo que evita que las masas de compensación se muevan juntas con el tambor giratorio y hacen que caigan detrás. Las masas de compensación continúan la caída detrás en su movimiento con relación al giro del tambor, hasta que alcanzan la posición superior, en cuyo punto, la fuerza de gravedad comienza a ayudar en su movimiento.

Haberl y col. describen que dichas fluctuaciones del movimiento giratorio del tambor, en combinación con las fluctuaciones en el movimiento de las masas de compensación, dan por resultado que dichas masas de compensación se sitúen a sí mismas sustancialmente en oposición al desequilibrio de la carga de lavado, con lo que se autoequlibra así el tambor. Haberl y col. indican que mediante una selección apropiada de los parámetros clave, tales como la velocidad de giro media y la viscosidad del fluido, puede conseguirse una acción de autoequilibrio para el tambor giratorio a bajas velocidades de giro, a través de la interacción de los movimientos antes descritos.

No obstante, el aparato de Haberl y col. presenta algunas desventajas. Una de ellas es que la solución propuesta tiene en cuenta las fuerza causadas por las variaciones de la velocidad de giro del tambor. Se ha comprobado experimentalmente que esto es correcto sólo bajo circunstancias específicas, en las que entre otras cosas los movimientos de la totalidad del conjunto suspendido durante el giro a baja velocidad son suficientemente pequeños, de modo que no afectan a las variaciones deseadas del movimiento antes citado para el giro del tambor y las masas de compensación.

Otra desventaja más del dispositivo de Haberl y col. consiste en el hecho de que los parámetros clave, es decir, la velocidad media y la viscosidad del fluido amortiguador se eligen para proporcionar una actuación óptima para alguna condición de desequilibrio típico predefinida y anticipada. Dado que en funcionamiento real, la condición de desequilibrio variará, y con ello las fluctuaciones de la velocidad de giro del tambor, la actuación de autoequilibrio en general se apartará del valor óptimo. Además, en función del ciclo de lavado particular (que no es conocido anticipadamente), variará la temperatura del fluido amortiguador. Esto afectará a la viscosidad del fluido, lo que a su vez hará que el movimiento de las masas de compensación se desvíe de lo deseado. En general, dichas variaciones en las condiciones de trabajo influirán negativamente en la acción de autobalanceo del tambor giratorio.

Otra desventaja más de los procedimientos de la técnica anterior se origina por el hecho de que el equilibrio a baja velocidad (autoequilibrio) se efectúa por encima de velocidades de retención, es decir, velocidades que son suficientemente altas para asegurar que las cargas de lavado se adhieren al tambor de lavado en todo momento. Se ha comprobado experimentalmente que en la mayor parte de las máquinas domésticas y comerciales, las velocidades de retención son demasiado altas para una acción de autoequilibrio rápida, segura, y fiable. Además, dichas velocidades de retención son demasiado altas para originar movimientos considerables en el conjunto suspendido debido al movimiento de giro del tambor de lavado, que a su vez repercute en la acción de autoequilibrio.

Se ha comprobado también que las desventajas expuestas con frecuencia dan por resultado largos tiempos de equilibrio previo, es decir, intervalos de tiempo requeridos para conseguir un equilibrio suficientemente bueno del tambor de lavado. Sin embargo, largos tiempos de equilibrio previo dan lugar al comienzo de "desequilibrios dinámicos" indeseados, que se originan dentro de los propios equilibrios. Esto resulta particularmente cierto cuando la cuantía del desequilibrio real es considerablemente menor a la capacidad de equilibrio de los equilibradores. Aquí, aunque en sentido estático, los equilibradores en cada extremo del tambor de lavado contrarrestan sustancialmente el desequilibrio de la carga de lavado, las masas de compensación en las dos unidades, o ciertas cuantías de ellas, están en efecto opuestas entre sí. Esto da lugar a un desequilibrio dinámico (o el denominado par de desequilibrio) y produce una vibración en modalidad de oscilación resonante violenta cuando el tambor de lavado es acelerado durante la fase de centrifugación.

Una estructura y un método similares a los de Haberl y col. se describen en el documento SE 9803567-8. Sin embargo, la mayor parte de las desventajas del dispositivo de Haberl y col. están presentes también en esta memoria descriptiva.

En un extractor de centrifugación de acuerdo con la patente de EE.UU. núm. 5.692.313 (de Ikeda y col.) se proporciona un tambor para contener artículos de tela, con un contrapeso de equilibrio en una porción de su pared periférica interior, que proporciona al tambor su propia carga excéntrica. La magnitud y posición de la carga excéntrica resultante constituida tanto por la propia carga excéntrica así como por los artículos de tela distribuidos desigualmente por el tambor, es detectada sobre la base de las fluctuaciones de la corriente en el motor. Si la magnitud de la carga excéntrica está fuera de un margen predeterminado, o si la posición de la carga excéntrica no está en proximidad a la posición opuesta, en un ángulo de 180° con respecto al contrapeso de equilibrio, el tambor es rotado a tal velocidad que la fuerza centrífuga que actúa sobre los artículos de tela en el tambor es menor que la fuerza de la gravedad. El margen antes citado es predeterminado sobre la base de la magnitud de la carga excéntrica que produce la vibración anormal en la operación de extracción, habida cuenta tanto del peso del contrapeso equilibrador como la disminución en el peso de las prendas a través de la operación de extracción. Después, la magnitud y posición de la carga excéntrica son ajustadas para satisfacer la condición requerida, y el tambor es girado a velocidad total para extraer el líquido de los artículos de tela. El método expuesto no busca reducir una condición de desequilibrio durante el giro a baja velocidad del tambor de lavado. Dicho tambor está dotado de un contrapeso equlibrador con la intención específica de proporcionar al tambor su propia carga excéntrica, mientras que la máquina lavadora de acuerdo con la presente invención utiliza equilibradores automáticos unidos al tambor de lavado en cada extremo, cuyos equilibradores tienen un eje de giro que coincide sustancialmente con el eje de giro del tambor.

Sumario de la invención

Un aspecto de la presente invención se refiere a un método para reducir una condición de falta de equilibrio durante el giro a baja velocidad del tambor de lavado de una máquina lavadora de prendas, cuya máquina incluye un bastidor de cabina, una cuba exterior, resortes y amortiguadores que sostienen elásticamente la cuba exterior en el bastidor de cabina, y un tambor de lavado situado giratoriamente dentro de la cuba exterior, y capaz de girar en torno a su eje de giro, y medios para girar el tambor de lavado a diferentes velocidades de giro en torno a su eje de giro, dos equilibradores automáticos unidos al tambor de lavado en cada extremo de él, cuyos equilibradores automáticos tienen un eje de giro sustancialmente coincidente con el eje de giro del tambor de lavado, medios para detectar una condición indicadora de desequilibrio de una carga en dicho tambor de lavado a bajas velocidades de giro, cuyo método comprende las operaciones de acelerar el tambor de lavado a una primera velocidad de giro, la cual está por debajo de una velocidad resonante del conjunto sostenido de la máquina de lavar, y por encima de la velocidad a la que se producen cualesquiera movimientos de la carga de lavado dentro del tambor de lavado. desacelerando desde la primera velocidad de giro a una segunda velocidad de giro, la cual es inferior a la primera velocidad de giro, y cuya segunda velocidad de giro es suficientemente baja como para iniciar el movimiento de la carga de lavado en el tambor de lavado, y continuar el giro del tambor de lavado a velocidades inferiores a la segunda velocidad de giro, hasta que los movimientos de la carga de lavado y la acción de los equilibradores automáticos imparten una condición de equilibrio dinámico que reduce la condición de desequilibrio del giro del tambor de lavado por debajo de un nivel predeterminado.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a una máquina de lavar útil para reducir una condición de desequilibrio de ella, cuya máquina comprende un bastidor de cabina, una cuba exterior, resortes y amortiguadores que sostienen elásticamente la cuba exterior en el bastidor de cabina, un tambor de lavado situado giratoriamente dentro de la cuba exterior y capaz de girar en torno a un eje de giro, dos equilibradores automáticos unidos al tambor de lavado en cada extremo de él, cuyos equlibradores automáticos tienen un eje de giro sustancialmente coincidente con el eje de giro del tambor de lavado, medios para detectar una condición indicadora de desequilibrio de una carga en el tambor de lavado a velocidades de giro bajas, y medios para controlar la velocidad del tambor de lavado que incluyen medios para girar dicho tambor a diferentes velocidades de giro en torno al eje de giro, una lógica para acelerar el tambor de lavado a una primera velocidad de giro, la cual está por debajo de una velocidad resonante del conjunto sostenido de la máquina lavadora, y por encima de la velocidad a la que se producen cualesquiera movimientos de la carga de lavar dentro del tambor de lavado, otra lógica para desacelerar desde la primera velocidad de giro a una segunda velocidad de giro inferior a la primera, cuya segunda velocidad de giro es suficientemente baja para iniciar el movimiento de la carga de lavado en el tambor de lavado, y otra lógica para continuar el movimiento del tambor de lavado a velocidades inferiores a la segunda velocidad de giro hasta que el movimiento de la carga de lavado y la acción de los equilibradores automáticos imparten una condición de equilibrio dinámico que reduce la condición de desequilibrio del tambor giratorio por debajo de un nivel predeterminado.

Otro aspecto más de la presente invención se refiere a un método para reducir la condición de desequilibrio durante el giro a baja velocidad del tambor de lavado de una máquina lavadora de prendas. cuya máquina incluye un bastidor de cabina, una cuna exterior, resortes y amortiguadores para sostener elásticamente la cuba exterior en el bastidor de cabina, un tambor de lavado situado giratoriamente dentro de la cuba exterior y capaz de girar en torno a un eje de giro, y medios para girar dicho tambor a diferentes velocidades de giro en torno al eje de giro, dos equilibradores automáticos unidos a cada extremo del tambor de lavado, cuyos equilibradores automáticos tienen un eje de giro sustancialmente coincidente con el eje de giro del tambor de lavado, medios para detectar una condición de desequilibrio de una carga en el tambor de lavado a velocidades de giro bajas, cuyo método comprende las operaciones de acelerar el tambor de lavado a una primera velocidad de giro, la cual está por debajo de una velocidad resonante del conjunto sostenido de la máquina de lavar, e inferior a una velocidad a la que no se producen movimientos de la carga de lavar dentro del tambor de lavado, acelerar gradualmente desde la primera velocidad de giro a una segunda velocidad de giro, la cual es superior a la primera velocidad de giro, cuya segunda velocidad de giro es suficientemente alta de modo que se evite cualquier movimiento de la carga de lavar en el tambor de lavado, y continuar el giro del tambor de lavado a velocidades iguales a la segunda velocidad de giro, hasta que los movimientos de la carga de lavado y la acción de los equilibradores automáticos imparten una condición de equilibrio dinámico que reduce la condición de desequilibrio del tambor de lavado giratorio a un nivel predeterminado inferior.

Otro aspecto más de la presente invención se refiere a una máquina de lavar útil para reducir una condición de desequilibrio de ella, cuya máquina comprende un bastidor de cabina, una cuba exterior, resortes y amortiguadores que sostienen elásticamente la cuba exterior en el bastidor de la cabina, un tambor de lavado situado giratoriamente dentro de la cuba exterior y capaz de girar en torno a un eje de giro, dos equilibradores automáticos unidos al tambor de lavado en cada extremo del mismo, cuyos equilibradores automáticos tienen un eje de giro sustancialmente coincidente con el eje de giro del tambor de lavado, medios para detectar una condición indicadora de desequilibrio de la carga en el tambor de lavado a velocidades de giro bajas, y medios para controlar la velocidad del tambor de lavado, que incluyen medios para girar dicho tambor a velocidades de giro diferentes en torno al eje de giro, una lógica para acelerar el tambor de lavado a una primera velocidad de giro, la cual está por debajo de una velocidad resonante del conjunto sostenido de la máquina de lavar, y por debajo de una velocidad a la que no se producen movimientos de la carga de lavado dentro del tambor de lavado, otra lógica para acelerar gradualmente desde la primera velocidad de giro a una segunda velocidad, cuya segunda velocidad de giro es superior a la primera, cuya segunda velocidad de giro es suficientemente alta como para evitar el movimiento de la carga de lavado en el tambor de lavado, y otra lógica para continuar el giro del tambor de lavado a velocidades iguales a la segunda velocidad de giro, hasta que los movimientos de la carga de lavado y la acción de los equilibradores automáticos imparten una condición de equilibrio dinámico que reduce la condición de desequilibrio del tambor de lavado por debajo de un nivel predeterminado.

Otro aspecto más de la presente invención se refiere a una máquina de lavar de modalidad rígida, útil para reducir una condición de desequilibrio de ella a bajas velocidades de giro, cuya máquina comprende un bastidor de cabina, una cuba exterior montada rígidamente al bastidor de la máquina, un tambor de lavado situado giratoriamente dentro de la cuba exterior y capaz de girar en torno a un eje de giro, medios para detectar una condición indicadora de desequilibrio de una carga en el tambor de lavado a velocidades de giro bajas, y medios para controlar la velocidad del tambor de lavado que incluyen medios para girar dicho tambor a velocidades de giro diferentes en torno al eje de giro, una lógica para acelerar el tambor de lavado a una primera velocidad de giro, la cual es inferior a la velocidad a la que no se producen movimientos de la carga de lavado dentro del tambor de lavado, una lógica para acelerar gradualmente desde una primera velocidad de giro a una segunda velocidad de giro, siendo ésta superior a la primera velocidad de giro, y cuya segunda velocidad de giro es suficientemente alta como para evitar el movimiento de la carga de lavado en el tambor de lavado bajo la condición de desequilibrio, y otra lógica para continuar el giro del tambor de lavado a velocidades iguales a la segunda velocidad de giro gasta que ya no se produzcan movimientos de la carga de lavado, y la condición de desequilibrio del tambor de lavado giratorio se sitúa por debajo de un nivel predeterminado.

Otros objetos, características, y ventajas correspondientes más de la presente invención serán apreciados por los expertos en la técnica en la lectura de la descripción detallada que sigue de realizaciones construidas de acuerdo con ella, tomadas en conjunción con los dibujos que se acompañan.

Breve descripción de los dibujos

La invención de la presente solicitud será descrita ahora con más detalle con referencia a realizaciones preferidas del aparato y del método, que se exponen sólo a título de ejemplo y con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

- la fig. 1 es una vista isométrica de una máquina lavadora típica de eje horizontal y carga por delante o un extractor industrial de agua, que ilustra el sistema general al que se aplica la presente invención;

- la fig. 2 es una vista isométrica de una máquina lavadora típica de la fig. 1, equipada con dos equlibradores automáticos unidos operablemente a un tambor de lavado en los planos anterior y posterior de él;

- la fig. 3 ilustra un ejemplo de diagrama operativo del sistema de la máquina de lavar de las figs. 1 y 2, que contiene el segmento de preequilibrio de acuerdo con la presente invención;

- la fig. 4 ilustra una fluctuación de velocidad en el transcurso del tiempo para un sistema de máquina de lavar que utiliza la presente invención, y que muestra la reducción gradual del desequilibrio durante el procedimiento de preequilibrio, logrado mediante la combinación de los movimientos de la carga de lavado y la acción equilibradora de los equilibradores automáticos acoplados;

- la fig. 5 muestra la acción de preequilibrio de la presente invención, de manera similar a la de la fig. 4, con condiciones iniciales diferentes y ajustes diferentes para la velocidad media del giro del tambor de lavado;

- la fig. 6 ilustra los movimientos de la carga de lavado y el procedimiento de preequilibrio de acuerdo con la presente invención, que se basa en los movimientos de la carga de lavado y la acción equilibradora adicional de los equilibradores automáticos;

- la fig. 7 es una vista isométrica de un tambor de lavado equipado con dos unidades de equilibrio automático, que ilustra el caso de equilibrio estático y desequilibrio dinámico;

- la fig. 8 es una vista esquemática frontal de un tambor de lavado equipado con dos unidades de equilibrio automático, que ilustra el caso del equilibrio estático y equilibrio dinámico;

- la fig. 9 ilustra una representación esquemática de un tambor de lavado equipado con dos unidades de equilibrio automático de las figs. 7 y 8, y que ilustra el origen del desequilibrio dinámico;

- la fig. 10 ilustra un bloque típico y un diagrama del flujo de acciones del segmento de preequilibrio referenciado en la fig. 3 de acuerdo con la presente invención;

- las figs. 11, 12, y 13 son representaciones esquemáticas de los tiempos de preequilibrio para los casos en los que cualquier movimiento sustancial de la carga de lavado no es permitido durante el procedimiento; y

- la fig. 14 muestra un diagrama útil para la comprensión de la presente invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La invención que aquí se describe está encaminada a evitar las deficiencias de la técnica anterior. Un objetivo es proporcionar un método fiable y efectivo para el preequilibrio (conocido también como preequlibrio a baja velocidad) de los tambores de lavado de las máquinas lavadoras domésticas e industriales.

La presente invención está dirigida a eliminar las deficiencias existentes en la técnica anterior, y a proporcionar un preequlibrio fiable, repetible, y efectivo de los tambores de lavado en las máquinas lavadoras domésticas e industriales. A diferencia de los expuesto en los documentos antes mencionados, que describen métodos de equilibrio previo a velocidades por encima de la denominada velocidad de retención, la técnica de preequilibrio de la presente invención es ejecutada a velocidad muy baja, en la que la carga de lavado de la máquina lavadora es capaz de moverse durante el giro de la cuba de lavado. La velocidad de retención aquí utilizada se define como una velocidad de giro del tambor de lavado que cuando se mantiene constante, es suficientemente alta para asegurar que la totalidad de la carga de lavado se adhiera al tambor de lavado durante todo el procedimiento de preequilibrio, aunque esté aún por debajo de la primera velocidad resonante de la totalidad del montaje suspendido.

El movimiento de la carga de lavado durante la acción de preequilibrio reduce el desequilibrio inicial de dicha carga de lavado. En consecuencia, de ello resulta un cierto número de efectos beneficiosos, entre los cuales están: 1) el resto del procedimiento de equilibrio previo es llevado a cabo sustancialmente con la misma cuantía de desequilibrio desde una marcha a otra, lo que hace así que el procedimiento sea más fiable y se evita que ocurran desequilibrios imprevistos muy grandes; 2) el movimiento perjudicial de todo el conjunto suspendido es reducido al mínimo durante la acción del preequilibrio; 3) el tiempo del preequilibrio es acortado consdierablemente, ya que la carga de lavado es redistribuida parcialmente por el movimiento de volteo, que evita el comienzo de desequilibrios dinámicos perjudi-
ciales.

La estructura básica a la que corresponde la presente invención proporciona algunos o todos los conceptos siguientes;

A. Una máquina de lavar de eje horizontal incluye un bastidor de cabina, una cuba exterior de contención de agua suspendida elásticamente o sostenida desde el bastidor de cabina mediante, por ejemplo, resortes y amortiguadores, un tambor de lavado situado dentro de la cuba exterior y capaz de girar en torno a su eje de giro, y un motor u otro dispositivo adecuado capaz de hacer girar el tambor de lavado a varias velocidades de giro.

B. Un par de equilibradores automáticos unidos operativamente al tambor centrifugador y colocados en cada extremo de dicho tambor, cuyo eje de giro común de los equilibradores coincide sustancialmente con el eje de giro del tambor de lavado, y cada equilibrador incluye al menos una pista anular o ranura, una pluralidad de masas compensadoras móviles dispuestas en cada pista, y un fluido de amortiguación/lubricación dispuesto en cada pista.

C. Un detector para detectar el desequilibrio del tambor de lavado a baja velocidad de giro, que incluye, sin limitarse a ello, un sensor, detector, o dispositivo o dispositivos de medición que es o son capaces de medir uno, alguno, o todos los valores siguientes: medición de la fluctuación de la velocidad, mediciones del par del motor, y medición de la tensión y el amperaje del motor.

D. Un dispositivo para estimar la velocidad de retención para unas condiciones de carga de lavado dadas, que incluye sin limitarse a ello, un dispositivo que a su vez incluye una lógica que ejecuta un algoritmo que utiliza una entrada medida o detectada.

E. Un controlador del motor capaz de controlar la velocidad de giro del tambor de lavado de acuerdo con un algoritmo preespecificado y preprogramado.

El movimiento de la carga de lavado durante el preequlibrio, en combinación con las fluctuaciones en la velocidad causadas por el desequilibrio, afecta al movimiento de las masas compensadoras contenidas dentro de los equilibradores automáticos. La combinación de los movimientos de la carga de lavado y de los movimientos de las masas compensadoras dentro del equilibrador automático, reducen notablemente el tiempo requerido para alcanzar un nivel aceptable de desequilibrio, siendo los desequilibrios residuales considerablemente menores que en el caso de los sistemas de la técnica anterior.

La presente invención está basada, al menos en parte, en la capacidad para medir o detectar la cuantía del desequilibrio, y también en la capacidad para acomodar un desequilibrio de cambio constante en una máquina lavadora. A velocidades bajas, inferiores a las velocidades de retención (es decir, las velocidades a las que la carga de lavado se adhiere a la superficie interior del tambor de lavado al producirse el giro), el desequilibrio cambia continuamente debido a que la carga de lavado no está enteramente adherida al interior de la máquina. Típicamente, la naturaleza de una carga de lavado es tal que una condición de equilibrio total o casi total no puede ser conseguida estrictamente mediante movimientos de la carga de lavado, y se precisa una compensación adicional. Dicha compensación adicional se logra con los equilibradores automáticos.

Entre los aspectos de la presente invención se incluyen:

- proporcionar un método nuevo de preequilibrio a baja velocidad de cargas de lavado durante giro a baja velocidad, dirigido a conseguir una condición sustancialmente equilibrada o casi equilibrada para la centrifugación del tambor, y permitir un paso suave a través de modalidades resonantes antes de alcanzar la fase de extracción por centrifugación;

- proporcionar un método de preequilibrio que sea efectivo, fiable, y repetible, bajo condiciones variables del sistema y de la carga de lavado, en el que la condición equilibrada se logre en un período de tiempo corto; y

- reducir al mínimo el comienzo y la acumulación de desequilibrios dinámicos perjudiciales.

La presente invención de preequilibrio de tambores de lavar se basa en parte en efectuar los movimientos de las cargas de lavado dentro de dichos tambores de lavar. Los movimiento de las cargas de lavar son utilizados de la siguiente manera.

1. Hacer que la velocidad media sea ligeramente superior a la velocidad a la que la carga de lavar se adhiere al tambor de lavar. Si hay un desequilibrio presente, la velocidad variará sinusoidalmente en torno a la velocidad media. Cuando el punto de desequilibrio efectivo (es decir, el punto del tambor de lavado donde esta situado el exceso de carga de lavado) se halla en movimiento hacia arriba, el tambor descenderá despacio debido a la energía potencial almacenada, alcanzando una velocidad en la que el exceso de prendas puede caer, desplazando y cambiando así el desequilibrio, o incluso eliminando el desequilibrio juntos. Permitir que dichos movimientos limitados de las prendas dentro del tambor de lavado es importante y es extremadamente beneficioso para un procedimiento eficiente de preequilibrio. Las variaciones de velocidad son comprobadas en todo momento, y cuando son detectadas fluctuaciones a baja velocidad para los tambores de lavado, lo que implica bajos niveles de desequilibrio, se inicia el ciclo de extracción por centrifugación. Este método asegura bajos niveles de desequilibrio a través de todo el ciclo de extracción por centrifugación. El uso de velocidades bajas aumenta también las variaciones de velocidad durante el procedimiento de preequilibrio, lo que aumenta las fuerzas efectivas de las masas de compensación, que a su vez les permiten asumir una adecuada posición de equilibrio.

2. Hacer que la velocidad media esté por debajo de la velocidad a la que las prendas se adhieran al tambor. Después, esperar por una buena condición y luego elevarse hasta por encima de la velocidad de retención, y medir el desequilibrio del momento. Si resulta que dicho desequilibrio es demasiado alto, desacelerar hasta por debajo de la velocidad de retención y repetir el procedimiento. Este método representa un giro de tipo de pruebas por tanteo. Se estima que no es tan fiable como el método 1) pero tiene la ventaja de una fácil puesta en práctica y una mejor efectividad en cuanto al coste.

Un beneficio adicional del preequilibrio a baja velocidad puede ser también contemplado en el ejemplo siguiente. Si el desequilibrio de la carga de lavado y las masas de compensación están en la misma posición angular con respecto al tambor de lavado, es creado un máximo desequilibrio. Cuando dicho desequilibrio máximo es movido en dirección hacia arriba, el tambor de lavado descenderá despacio. La reducción en la velocidad de giro del tambor de lavado hará que la carga de lavado se separe de la superficie del tambor. En consecuencia, la carga de lavado caerá parcialmente hacia abajo al tiempo que las masas de compensación continúan su movimiento hacia arriba. Se consigue así una separación de posición entre las cargas de lavado y las masas de compensación, que ayuda aún más en el procedimiento de preequilibrio.

Seguidamente se describirán los aspectos de la presente invención antes descritos, relativos específicamente a máquinas de lavar en las que el conjunto del tambor de lavado en la cuba exterior está montado elásticamente dentro del bastidor de cabina por medio de resortes o amortiguadores. Los expertos en la técnica son conscientes del hecho de que algunas máquinas son muy adecuadas para la aplicación y utilización de equlibradores automáticos. No obstante, ha de señalarse que los aspectos de la presente invención pueden ser aplicados también a las denominadas máquinas lavadoras de modalidad rígida. Dichas máquinas se caracterizan por el hecho de que la cuba exterior está montada rígidamente dentro del bastidor de la cabina. En consecuencia, las velocidades resonantes son típicamente muy altas, y resultan mucho más altas que las velocidades de centrifugación del tambor de lavado. Las vibraciones que resultan del desequilibrio de la carga de lavado son particularmente perjudiciales para estos sistemas. Además, dado que las velocidades de centrifugación son inferiores a las de resonancia, el equilibrio automático no es posible en dichas máquinas. No obstante, permitir los movimientos limitados de la carga de lavado dentro del tambor, de acuerdo con la presente invención como aquí se describe, puede ser utilizado también para el preequilibrio de dichas máquinas a velocidades de giro bajas, y subsiguientemente se permite elevarse a velocidades de centrifugación sin excesivas vibraciones perjudiciales.

Los siguientes algoritmos para conseguir la deseada acción de preequilibrio a velocidad baja son simplemente ejemplos de algoritmos de acuerdo con varias realizaciones de la presente invención:

Algoritmo 1

1. establecer la velocidad en un valor que esté a una distancia de seguridad de la velocidad de retención;

2. medir el desequilibrio;

3. si el desequilibrio es demasiado alto, pasar a 5;

4. pasar a 14;

5. si hay una disminución lenta en el desequilibrio, pasar a 7;

6. pasar a 2.

7. reducir la velocidad x rpm (0 < x < 10 rpm);

8. medir el desequilibrio y posiblemente los movimientos de la carga de lavado;

9. si se detecta movimiento de la carga de lavado, registrar esta velocidad como velocidad de retención 1, y pasar a 11;

10. registrar la velocidad como velocidad de retención 0, y pasar a 7;

11. medir el desequilibrio;

12. si el nivel de desequilibrio está por debajo de un nivel aceptable, pasar a 14;

13. pasar a 11;

14. elevar a velocidad de centrifugación.

Algoritmo 2

1. elevarse rápidamente a velocidad segura por debajo de la velocidad de retención, es decir, 50 rpm.;

2. elevarse lentamente (por ejemplo, 2 rpm/s) desde una velocidad de seguridad por debajo de la velocidad de retención;

3. detectar los movimientos de la carga de lavado y los desequilibrios durante la elevación;

4. si el desequilibrio es aceptable, pasar a la operación 12;

5. determinar la velocidad de retención y detener la elevación;

6. establecer la velocidad media en una velocidad que esté próxima a la de retención ("próxima a" significa una velocidad que esté dentro de un margen de velocidad media +/- las variaciones en ella; las variaciones en la velocidad debido al desequilibrio harán que el tambor, a través de una revolución, tenga también una velocidad que esté por debajo de la velocidad de retención, y por tanto permitirá un pequeño movimiento de la carga de lavado);

7. medir el desequilibrio y los posibles movimientos de las prendas;

8. si el nivel de desequilibrio es aceptable, pasar a 12;

9. si hay movimiento de las prendas de lavar, pasar a 7;

10. si el régimen de cambio de desequilibrio está por debajo de un nivel predeterminado, reducir la velocidad 1 o 2 rpm, y luego pasar a 7;

11. pasar a 7

12. elevarse a velocidad de centrifugación.

Los algoritmos 1 y 2 pueden ser puestos en práctica según numerosas modalidades, como fácilmente apreciarán los expertos en esta técnica. Así pues, aunque los algoritmos de acuerdo con la presente invención pueden ser incorporados a una realización lógica en forma digital o analógica, el equipo físico, el soporte lógico inalterable, programa lógico, o controladores tales como los lenguajes de programación y similares, un aspecto de la presente invención es la puesta en práctica de los algoritmos en un soporte lógico inalterable de la microplaqueta de control de lavado de la máquina lavadora. Alternativamente, algunas o todas las rutinas del o de los algoritmos pueden ser puestas en práctica en microplaquetas separadas, y/o en soportes lógicos inalterables de microplaqueta de control del motor.

También opcionalmente, los algoritmos de la presente invención pueden ser puestos en práctica en un programa lógico que es almacenado en la memoria y es ejecutado en un ordenador de finalidad general. Por ejemplo, otra realización de la presente invención incluye la utilización de algoritmos de la presente invención para el control de un centrifugador. Como apreciarán fácilmente los expertos en la técnica, un centrifugador puede ser un ordenador controlado a través de una interfaz a él, con lo que el algoritmo de control es puesto en práctica en un programa lógico ejecutado por el ordenador. De igual modo, grandes centrifugadores industriales utilizados a veces para tratamientos químicos y de alimentos, pueden ser también controlados por ordenador, y por tanto, pueden incluir los algoritmos de la presente invención.

Se entiende que los algoritmos y sus métodos de puesta en práctica como antes se ha descrito, y de acuerdo con el alcance de la presente invención, pueden ser aplicados para conseguir el preequilibrio de las denominadas máquinas de modalidad rígida. Ha de apreciarse también que el algoritmo 1, el algoritmo 2, o una combinación de ellos, pueden ser utilizados para proporcionar el preequilibrio de las máquinas de modalidad rígida.

Las ventajas de la presente invención incluyen, entre otras muchas, las siguientes:

1) preequilibrio más rápido;

2) menores niveles de desequilibrio residual;

3) menores desplazamientos de velocidad hacia arriba; y

4) desequilibrio dinámico reducido.

Las nuevas características de la presente invención incluyen entre otras las siguientes:

1) El preequilibrio se lleva a cabo por debajo de la velocidad de aplicación del tambor giratorio;

2) Utilización de los movimientos de la carga de lavado para mejorar el procedimiento de preequilibrio; y

3) Comprobación continua de la velocidad de giro del tambor de lavado en el procedimiento de preequilibrio, encaminada a identificar los movimientos de su carga de lavado, así como a la producción de condiciones equilibradas adecuadas para elevar las velocidades de extracción por centrifugación.

Con referencia a la fig. 1, en ella se ilustra un sistema general de máquina lavadora a la que se refiere la presente invención. Dicha máquina lavadora 10 incluye una cabina 11 y un conjunto suspendido 12 unido a la cabina 11 mediante, por ejemplo, resortes de suspensión 20 y amortiguadores 21. El conjunto suspendido 12 incluye la cuba exterior cilíndrica no giratoria 13, a la que están unidos los resortes 20 y los amortiguadores 21, y el tambor de lavado interior 14 cilíndrico y giratorio encerrado dentro de la cuba exterior 13, unido de modo operativo y concéntrico a ella. Las cargas de lavado son dispuestas dentro del tambor de lavado. Una polea 19 está unida al tambor de lavado 14 a través de un árbol 18, y es un ejemplo de dispositivo para impartir el movimiento giratorio del tambor de lavado a través de la correa 17. Un motor eléctrico 15 está suspendido de la cuba exterior 13, y proporciona el par de torsión requerido para girar el tambor de lavado 14 a través de la polea 16 y de la correa 17 de accionamiento unidas. El tambor de lavado 14 está hecho usualmente de metal perforado, y proporciona la acción de volteo de la carga de lavar durante un ciclo de lavado, y la extracción del agua durante el ciclo de centrifugación.

Durante el funcionamiento, la respuesta dinámica de la máquina es definida por la masa y los momentos de inercia del conjunto suspendido 12, las características de los resortes 20 y los amortiguadores 21, y sus puntos de retención sobre la cuba exterior 13 y la cabina 11. Es bien sabido por los expertos en la técnica de las máquinas lavadoras que debido al desequilibrio inherente de la carga de lavado, dicha respuesta dinámica se caracteriza por la presencia de resonancias. Las resonancias son las condiciones de niveles muy amplificados y frecuentemente intensos de vibración del conjunto suspendido, que se producen a velocidades de giro denominadas resonantes, o frecuencias resonantes. Las velocidades de giro resonantes dependen de las propiedades mecánicas particulares de las máquinas, tales como la masa y su distribución, las propiedades de los resortes y amortiguadores, rigidez de la cabina de la máquina, etc.

Una máquina de lavar típica tiene cuatro velocidades resonantes principales de cuerpo rígido, que corresponden a las cuatro modalidades de cuerpo rígido dominantes: dos de ellas se denominan modalidades transversales, y las otras dos se denominan modalidades giratorias. Las modalidades transversales son consideradas como inducidas por el desequilibrio estático, y las modalidades giratorias son inducidas por el desequilibrio dinámico en el tambor de lavado. En una máquina lavadora típica, las velocidades resonantes antes citadas son mayores que la velocidad de volteo durante el ciclo de lavado, para proporcionar una rigidez del sistema adecuada, pero significativamente menores que las velocidades de centrifugación, con objeto de proporcionar un apropiado aislamiento a la vibración durante la fase de extracción del agua. Por tanto, para una máquina de lavar típica, el tambor de centrifugación debe ser acelerado a través de las resonancias para alcanzar las velocidades de centrifugación de extracción del agua. La presente invención está dirigida a reducir al mínimo las resonancias de cuerpo rígido al acelerarse la máquina a velocidades de extracción de agua, mediante un eficiente y fiable preequilibrio del tambor de lavado para aceptar niveles de desequilibrio estático y minimizar los niveles de desequilibrio dinámico.

Con referencia a la fig. 2, en ella se ilustra un sistema de máquina lavadora general equipada con dos equilibradores automáticos. La máquina lavadora 100 incluye una cabina 120 y un conjunto suspendido 103, sostenido por ejemplo, por los resortes 103 y los amortiguadores 108. El conjunto suspendido 102 incluye una cuba exterior 110 y el tambor de lavado 111 giratorio interior. La carga de lavado 113 se dispone dentro del tambor de lavado 111. Tres elevadores 112 dispuestos circunferencialmente dentro del tambor de lavado 111 son utilizados para impartir un movimiento de volteo a la carga de lavado 113 durante el ciclo de lavado de la máquina. Un panel de control 101 contiene la lógica, por ejemplo, el control electrónico para varios ciclos de la máquina lavadora, que incluyen lo ciclos de preequilibrio y de centrifugación.

El panel de control 101 puede ser digital o analógico, y preferiblemente está conectado a un controlador o forma parte integrante de él, por ejemplo, una o más microplaquetas digitales que incluyen una lógica que materializa los algoritmos de la presente invención. En la actualidad, las máquinas de lavar disponibles utilizan típicamente pequeños ordenadores de una microplaqueta para el control de la máquina. El programa de estos ordenadores recibe la entrada procedente del panel de control, en variables tales como el programa general o particular (por ejemplo, prendas delicadas, lavado normal, con centrifugado máximo = xxx rpm retardadas yyy min. etc). Las entradas del sensor al controlador incluyen típicamente la velocidad de la máquina, cantidad de agua, etc. Las salidas procedentes del controlador incluyen el punto de ajuste del motor, condición de las válvulas que controlan el flujo de entrada y el de salida del agua, conexión o desconexión de calor, bloqueo de la puerta, etc.

Un aspecto de la presente invención es que el usuario de la máquina de lavar no controla directamente el algoritmo de preequilibrio, aunque según otros aspectos, algunas o todas las variables de los presentes algoritmos pueden ser introducidos por el usuario al ser puestos en práctica, por ejemplo, en máquinas de lavar para las que la destreza del usuario es muy alta. Dado que muchas máquinas de lavar incluyen típicamente un controlador separado (por ejemplo, una microplaqueta) para el control del motor, hay un punto de ajuste de la velocidad del motor como una entrada a este controlador del motor. Dicho punto de ajuste de la velocidad del motor es una entrada desde el ordenador principal de la máquina. El algoritmo o algoritmos de preequilibrio de la presente invención pueden por tanto ser puestos en práctica en una lógica de microplaqueta separada, en la microplaqueta principal, o en partes en ambas, microplaqueta principal y de control del motor.

Una primera unidad 115 de equilibrio está montada concéntricamente con el tambor de lavado 111 en el plano frontal. Dicha primera unidad de equilibrio 115 incluye un cuerpo anular hueco con una primera pluralidad de masas de compensación 116 libremente móviles, y un primer fluido amortiguador 114 dispuesto en aquél. Una segunda unidad de equilibrio 117 está montada concéntricamente con respecto al tambor de lavado 111 en el plano posterior. Dicha segunda unidad de equilibrio incluye un cuerpo anular hueco con una segunda pluralidad de masas de compensación 118 desplazables libremente y un segundo fluido amortiguador 119 dispuesto en él. La primera pluralidad de masas de compensación puede ser de peso y tamaño diferente a la segunda pluralidad de las masas de compensación. De igual modo, el primer fluido amortiguador puede ser de viscosidad diferente a la del segundo fluido amortiguador.

Los amortiguadores 108 están unidos a la cuba exterior y al suelo de la cabina en los emplazamientos 109. La acción amortiguadora de los amortiguadores 108 es elegida adecuadamente, como será apreciado fácilmente por los expertos en la técnica, para evitar movimientos excesivos del conjunto suspendido durante el preequilibrio a baja velocidad, que afectan adversamente al procedimiento de preequilibrio. Dicha acción amortiguadora depende del número de amortiguadores, propiedades de éstos, puntos de retención de los amortiguadores a la cabina y a la cuba exterior. La acción de amortiguación se selecciona de modo que se reduzcan al mínimo los movimientos del cuerpo rígido durante el giro a baja velocidad y se evite el comienzo del desequilibrio dinámico, pero que al mismo tiempo se proporcione un aislamiento de vibración adecuado a las velocidades de extracción de centrifugación de cualesquiera desequilibrios residuales que puedan existir.

Con referencia ahora a la fig. 3, en ella se ilustra un ejemplo de programa básico 600 de lavado para máquinas lavadoras que utilicen la presente invención. Dicho programa de lavado 600 incluye, sin limitarse a ello, un ciclo de lavado 602, un ciclo de preequilibrio 604 a baja velocidad, y un ciclo de extracción de agua 606 por centrifugación. El ciclo de preequilibrio 604 de baja velocidad es controlado por un algoritmo 608 de preequilibrio, y requiere la detección de los desequilibrios 610 del tambor de lavado y la determinación de los movimientos 612 de la carga de lavado. La información medida o detectada del desequilibrio 610 y de los movimientos 612 de la carga de lavado es utilizada para ajustar la velocidad media de giro del motor, y subsiguientemente iniciar la elevación de las velocidades de centrifugación para la extracción de agua. Como antes se ha expuesto, los sensores o dispositivos medidores de la presente invención incluyen, sin limitarse a ello, sensores de la tensión del motor de accionamiento, sensores de la corriente de dicho motor, sensores del par de torsión del citado motor, y sensores de la velocidad de giro, que pueden ser mecánicos, electromecánicos, magnéticos, ópticos, o similares. La velocidad de giro media del motor se dispone en una entrada 614 de VALOR DE REFERENCIA, típicamente aunque no necesariamente definida como una tensión (o par de torsión) cuya magnitud es casi constante (es decir, que no es ajustada a los cambios instantáneos en la velocidad de giro, sino que cambia a la velocidad media de giro), y que es suficiente para vencer las pérdidas de fricción del giro del tambor de lavado con la carga de lavado. En los casos en los que hay desequilibrios muy grandes, puede no suceder que el algoritmo de preequilibrio 608 alcance un nivel aceptable de desequilibrio, en cuyo caso puede adoptarse la decisión 610 de no continuar con el ciclo de centrifugación 606.

Con referencia a las figs. 4 y 5, se ilustra un ejemplo de procedimiento de preequilibrio con referencia a la fluctuación de la velocidad de giro del tambor de lavado. En el diagrama, el eje horizontal representa el tiempo, y el eje vertical representa la velocidad de giro instantánea del tambor de lavado. El ciclo de preequilibrio se inicia en un tiempo igual a cero. El tambor de lavado se acelera a una media apropiada o velocidad de giro de preequilibrio media, que es ligeramente inferior o ligeramente superior a la velocidad de retención. La velocidad de giro media es definida por el tiempo requerido para conseguir una revolución completa, con independencia de los cambios en la velocidad instantánea. La velocidad de retención se refiere a la velocidad de giro constante a la que no se produce movimiento de la carga dentro del tambor de lavado. Inicialmente, están presentes grandes fluctuaciones en la velocidad de giro debido a la presencia de desequilibrio por carga de lavado. Dado que la entrada de VALOR DE REFERENCIA es casi constante, al girar el desequilibrio hacia arriba la velocidad del tambor de lavado disminuye. De igual modo, al descender el desequilibrio, la velocidad de giro del tambor de lavado aumenta. Dichos aumentos y disminuciones a partir de la velocidad de giro media, citados aquí como fluctuaciones de la velocidad, son mayores para desequilibrios mayores, y menores para desequilibrios más pequeños. En consecuencia, un tambor de lavado perfectamente equilibrado no debe presentar tales fluctuaciones.

Con referencia también a las figs. 4 y 5, el comienzo de los movimientos de la carga de lavado se produce a pocas revoluciones. Dichos movimientos de la carga de lavado ocurren cerca del punto donde el desequilibrio efectivo está en o cerca de la posición superior de giro del tambor de lavado, al descender la velocidad instantánea de giro por debajo de la velocidad de retención, lo que permite así que el exceso de prendas a lavar en el punto de desequilibrio caiga hacia abajo al fondo del tambor de lavado. Tales movimientos de la carga de lavado, en combinación con la acción de equilibrio adicional procedente de los equilibradores automáticos acoplados, da por resultado una rápida disminución en los desequilibrios del tambor de lavado, y la correspondiente disminución en las fluctuaciones de la velocidad de giro. Una vez que son detectadas fluctuaciones de la velocidad de giro suficientemente bajas, lo que significa unos niveles de desequilibrio aceptables, se inicia el ascenso a las velocidades de centrifugación más altas para la extracción del agua.

Para mayor claridad y con referencia a la fig. 6, en ella se muestra una vista esquemática en corte transversal de un conjunto de tambor de lavado. El conjunto 200 de tambor de lavado incluye un tambor 201 que contiene unos elevadores 206 y una ranura anular hueca concéntrica 203 formada en él. Una pluralidad de masas de compensación 204 y el fluido amortiguador 205 están dispuestos dentro de la ranura anular 203. El tambor de lavado gira en torno a su eje 202. La carga de lavado 207 está dispuesta dentro de dicho tambor de lavado 201. Para un tambor que gire a una velocidad constante 8,51 \omega, el círculo 210 definido por el radio R_{s} representa el límite de la fijación o adherencia. Este círculo es definido por la condición mediante la cual la fuerza de la gravedad G es igual a la fuerza centrífuga F_{c} para todas las masas 208. Para áreas fuera de ese círculo, la fuerza centrífuga excede siempre a la fuerza de la gravedad, y la carga de lavado presente se adhiere al tambor de lavado. Sin embargo, para las áreas 211 que quedan dentro del círculo, la fuerza de la gravedad es superior a la fuerza centrífuga, ya que dichas áreas se mueven hacia arriba a la posición superior. Después, puede producirse una separación de la carga de lavado en tales áreas, que da por resultado los movimientos antes mencionados de la carga de lavado. Dichas áreas 211 de posible separación de la carga de lavado del tambor giratorio se ilustran en la fig. 6 como áreas en sombra. De modo similar, los movimientos de la carga de lavado se producen durante el procedimiento de preequilibrio, según el alcance de la presente invención. Al desplazarse hacia arriba las masas de desequilibrio efectivo, la velocidad de giro del tambor de lavado disminuye. Esto aumenta de modo efectivo el radio del círculo 210 de límite de retención, y se expone así más de las áreas de carga de lavado a la posible separación y movimiento.

Además, al producirse la separación y caer el exceso de carga de lavado a la parte inferior del tambor de lavado, mientras las masas de compensación están aún en marcha hacia arriba, se crea una condición de equilibrio mejorada, con lo que las masas de compensación se oponen a la nueva posición de desequilibrio. Esto resulta particularmente cierto para casos con altos niveles de desequilibrio iniciales. Aquí, los grandes desequilibrios iniciales producen una mayor reducción en la velocidad de giro al alcanzar dichos desequilibrios la posición superior, lo que a su vez permite que una gran parte de la carga de lavado se separe del tambor de lavado, cambiando así de modo efectivo la posición del desequilibrio dentro del tambor de lavado.

Con referencia a la fig. 7, en ella se ilustra una vista isométrica esquemática de un tambor de lavado con dos equilibradores. El tambor de lavado 300 incluye el primer equilibrador 306 montado en el plano frontal 305, y que contiene las masas compensadoras 307. El segundo equilibrador automático 302 está montado en el plano posterior 301, y contiene las masas de compensación 308. La carga de lavado 304 está situada en el plano central 303. Dicha carga de lavado 304 proporciona el desequilibrio inicial en el tambor de lavado. Las masas de compensación 307 del equilibrador anterior 306 están situadas sustancialmente opuestas al desequilibrio efectivo. De igual modo, las masas de compensación 308 del equilibrador posterior 302 están situadas sustancialmente opuestas al desequilibrio. No obstante, se aprecia que hay un desplazamiento angular relativo entre los dos juegos de masas de compensación. Esto puede dar lugar a unos desequilibrios dinámicos perjudiciales para todo el conjunto.

A efectos de mayor claridad y con referencia a la fig. 8, en ella se muestra una sección frontal del conjunto de la fig. 7. Las masas de compensación 402 del equilibrador frontal, y las masas de compensación 403 del equilibrador posterior compensan sustancialmente el desequilibrio de la carga de lavado 401. No obstante, los dos juegos de masas de compensación están opuestos entre sí con relación a la línea vertical de simetría. Aunque las masas de compensación equilibran estáticamente el desequilibrio de la carga de lavado, crean efectivamente un desequilibrio dinámico. Se ha observado que para el preequilibrio efectuado bajo la condición de "aplicación total", como en los dispositivos de la técnica anterior, surgen con frecuencia situaciones de desequilibrio dinámico tales como las que se muestran en las figs. 7 y 8, debido en parte a los largos tiempos de preequilibrio. Estos desequilibrios dinámicos tienen a aumentar con desequilibrios de carga de lavado inferiores, a medida que se presenta una separación angular mayor entre los dos juegos de masas de compensación. Dichos desequilibrios dinámicos tienden a excitar las modalidades resonantes giratorias, que pueden dar por resultado vibraciones resonantes severas y perjudiciales.

Los diagramas de fuerza para la situación mostrada en las figs. 7 y 8 se ilustran el fig. 9. La fuerza efectiva F_{im} de desequilibrio de la carga de lavado está situada en la posición 501, y actúa en la dirección 505. La fuerza equilibradora efectiva procedente del equilibrador anterior F_{F} está situada en la posición 503, y está orientada a lo largo de la dirección 506. La fuerza efectiva equilibradora procedente del equilibrador posterior F_{R} está situada en la posición 504, y está orientada a lo largo de la dirección 507. El componente F_{F1} de la fuerza equilibradora anterior F_{F}, y el componente F_{R1} de la fuerza equilibradora posterior F_{R} proporcionan el equilibrio requerido para el desequilibrio F_{im}. No obstante. el componente F_{F2} de la fuerza equilibradora frontal F_{F} y el componente F_{R2} de la fuerza equilibradora F_{R} dan por resultado un par desequilibrado que proporciona una condición de desequilibrio dinámico.

La presente invención, que utiliza los movimientos de la carga de lavado durante la acción de preequilibrado, reduce al mínimo que se produzcan desequilibrios dinámicos inducidos por el equilibrador.

Con referencia a la fig. 10, en ella se muestra un algoritmo preferido. De acuerdo con este algoritmo, al comienzo 700 del procedimiento de preequilibrio el tambor de lavado es primero acelerado a la velocidad de preequilibrio inicial (por lo general, 50 rpm). Subsiguientemente se pasa a una velocidad lenta 702, hasta alcanzar velocidades que son denominadas de retención segura, es decir, velocidades a las que no hay movimiento de las prendas de lavado. Durante la elevación lenta, el desequilibrio es medido continuamente 704, como la velocidad de cambio de desequilibrio con el tiempo (UC). Si después de alcanzada la velocidad de retención, el desequilibrio residual es suficientemente bajo, es iniciada la elevación de la velocidad a la de centrifugación para la extracción del agua.

La operación de medir el cambio de desequilibrio es efectuada debido a que se ha comprobado que grandes desequilibrios causan normalmente una alta velocidad del preequilibrio. Por ejemplo, cuando el desequilibrio es alto, su nivel caerá hasta un valor bajo, por ejemplo, una variación inicial de 10 rpm puede ser reducida a una variación de 1 rpm en 15 segundos (un nivel de desequilibrio relativamente alto), en comparación con una variación inicial de 5 rpm, que puede reducirse a una variación de 2 rpm en 20 segundos (un nivel de desequilibrio relativamente bajo).

Sin pretender la limitación a una teoría particular, la presencia de un gran desequilibrio produce grandes fluctuaciones en la velocidad del tambor durante el preequilibrio, lo que a su vez hace que los equilibradores automáticos, por ejemplo, los bolas, reaccionen más rápidamente, y se transforma en una gran velocidad en la reducción del desequilibrio, es decir, alta UC. Se ha comprobado que cuando el régimen de reducción de desequilibrio es alto, una posición equilibrada puede ser alcanzada muy rápidamente, lo que resulta deseable. Si por otra parte, el régimen de reducción de desequilibrio es demasiado bajo, resultan largos tiempo de preequilibrio, que conducen a desequilibrios dinámicos indeseables. Existe un valor límite para la velocidad de reducción del desequilibrio, citado aquí como UC_{MIN}. Si dicha velocidad de reducción del desequilibrio UC es inferior a UC_{MIN}, la velocidad de giro del tambor de lavado debe ser reducida, de modo que se efectúe el movimiento de las prendas a lavar. Debe tenerse en cuenta también que la velocidad de cambio del desequilibrio es proporcional a la velocidad del cambio de las fluctuaciones de la velocidad. En correspondencia, la condición para UC puede ser sustituida por la condición para el régimen de cambio de las fluctuaciones de la velocidad, como se ilustra esquemáticamente en la fig, 12.

El valor real de UC_{MIN} diferirá de una a otra máquina, y depende al menos en parte del tipo de carga de lavado y de la cuantía del desequilibrio. Se ha comprobado, por ejemplo, que por cada 5 kg de lavado de una máquina doméstica, con una carga de lavado estándar STIWA, la velocidad del cambio del desequilibrio (UC) debe ser mayor que un nivel que resultaría en una situación equilibrada en menos de 20 segundos. Dado que el desequilibrio causa fluctuaciones en la velocidad, y que dicho desequilibrio es reducido mediante la acción de preequilibrio, la fluctuación de la velocidad disminuye. Con un desequilibrio considerable, la fluctuación inicial de la velocidad puede ser tan alta como de +/- 10 rpm.

La definición de "suficientemente baja" aquí utilizada varía de una a otra aplicación, y en realidad viene determinada por el usuario final. Como apreciarán fácilmente los expertos en la técnica, una situación a evitar con referencia a la fig. 1, es aquélla en la que el conjunto suspendido12 golpea con el lado de la cabina durante la elevación a velocidad de centrifugación al pasar a través de las frecuencias resonantes del sistema. Por tanto, un modo para definir un desequilibrio suficientemente bajo es aquel en el que el conjunto suspendido no golpea con la cabina 11 durante la elevación de la velocidad. Como se apreciará fácilmente, tal desequilibrio suficientemente bajo dependerá de la masa del conjunto suspendido 12, las propiedades del resorte 20 y de los amortiguadores 21, y la aceleración de giro durante la elevación de la velocidad, lo que a su vez define la respuesta del conjunto suspendido 12. Existen modelos matemáticos bien conocidos que predicen la respuesta de dicho sistema, por lo que serán aquí descritos con más detalle. Los expertos en la técnica podrían utilizar dicha teorías y el conocimiento del espacio que existe dentro de la cabina de esta máquina para determinar la cuantía "segura" del desequilibrio dentro del tambor de lavado, lo que dará por resultado que el conjunto suspendido no choque con la cabina durante la elevación de la velocidad. Otras medidas para el caso "suficientemente bajo" quedan también dentro del alcance de la presente invención.

Si en la operación 706, el equilibrio residual no es suficientemente bajo al alcanzar la velocidad de retención segura, el giro del tambor de lavado a la velocidad de retención se mantiene durante una cuantía de tiempo predeterminado "SEG". Si los niveles de desequilibrio no son aún suficientemente bajos al transcurrir este intervalo de tiempo, la velocidad es disminuida entonces gradualmente en la operación 708 hasta conseguir la situación en la que el desequilibrio sea suficientemente reducido. Igualmente, si durante el giro a una velocidad de retención segura, el régimen de cambio del desequilibrio con el tiempo (UC) es inferior a algún valor predeterminado (X), es decir, que UC < X (operación 710), la velocidad se reduce. Este ciclo se repite, lo que asegura una acción de preequilibrio gradual y controlada. Otra explicación de este ejemplo de algoritmo y del método de desequilibrio se exponen más adelante, junto con una explicación de algunos de sus términos principales.

Si el régimen de cambio del desequilibrio UC, detectado por la reducción en las variaciones de velocidad es demasiado bajo, el procedimiento de preequilibrio no continúa con suficiente rapidez, las velocidades necesitan ser reducidas, y o el ciclo repetido. Esta operación del procedimiento será diferente en función del tipo de prendas a lavar. Modelos matemáticos y teorías bien conocidos que predicen la respuesta dinámica del sistema, y a partir de ello, el lector puede deducir fácilmente qué régimen de desequilibrio será requerido para conseguir el preequilibrio dentro de un tiempo deseado particular. Además, es posible, por ejemplo, que cuando el régimen de reducción del desequilibrio sea demasiado bajo, esto puede indicar que puede haber objetos grandes presentes en el tambor de lavado, que no pueden separarse (voltear) a la velocidad preestablecida, lo que a su vez requiere la reducción en la velocidad.

Una "velocidad de retención segura" dentro del contexto de la presente invención es aquélla a la que ciertamente no habrá movimientos en las prendas de lavado. La "velocidad de retención segura" puede ser calculada o determinada empíricamente de muchos modos diferentes, y puede ser también predeterminada para cada modelo de máquina de lavar diferente.

El cálculo puede ser ejecutado a partir, por ejemplo, de las siguientes variables:

- programa de lavado;

- cantidad de prendas a lavar, inercia, y masa;

- diámetro del tambor.

Si el valor es predeterminado por cada modelo de máquina de lavar, la "velocidad de retención segura" puede calcularse a partir del diámetro del tambor, en el supuesto de que no haya prenda de lavar alguna más próxima al centro a una distancia arbitraria de X mm.

Fuerzas centrífugas que actúan sobre las prendas de lavado (fig.14):

\omega = 2 \pi \frac{rpm}{60}

F_{c} = m X \pi^{2}

F_{y} = F_{c} sen (alfa) = F_{y} = m X \omega^{2} sen(alfa)

Fuerzas de gravedad que actúan sobre las prendas de lavar:

F_{g} = m g

El caso extremo es cuando el ángulo alfa = 90 grados, cuando no hay fuerzas de fricción entre el tambor y las prendas de lavar que puedan estar contenidas, y en esta posición, el efecto de la gravedad es mínimo.

F_{y} > F_{g} = X\omega^{2} > g

Patente Att^{2}y DKT núm.024944-108.

Esto significa que una "velocidad de retención segura" debe ser elegida por encima de las "rpm" calculadas anteriormente.

Primero, la velocidad del tambor se eleva hasta la "velocidad de retención segura", donde se sabe que las prendas de lavado no se moverán. Esta elevación debe hacerse de manera suave, por ejemplo, 1 a 2 rpm/s desde, por ejemplo, 50 rpm. Con esta elevación de velocidad, las prendas serán distribuidas despacio. Esta elevación de velocidad es utilizada comúnmente en máquinas de lavar para la distribución de ellas. Cuando la elevación arranca de 50 rpm, las mediciones de desequilibrio comienzan preferiblemente las mediciones de desequilibrio.

Medición de desequilibrio.- En ciertos algoritmos de la presente invención, para el preequilibrio hay una "medición de desequilibrio", que marcha en paralelo y es una parte del algoritmo de preequilibrio. La "medición de desequilibrio" envía continuamente el valor de nivel de desequilibrio durante el procedimiento de preequilibrio.

El nivel de preequilibrio puede ser calculado de muchos modos diferentes. Un modo útil de hacerlo es observar las variaciones de velocidad mediante el simple cálculo del valor RMS (media cuadrada) de la velocidad. En relación con la "medición de desequilibrio", puede ser determinado un punto de comprobación con el que la "medición de desequilibrio" puede ser comparada continuamente. Cuando el nivel de desequilibrio queda por debajo de un nivel permitido, preferiblemente debe comenzar la fase de extracción por centrifugación.

Cuando es efectuada la primera elevación de velocidad, la velocidad media del tambor está a "velocidad de retención segura". A esta velocidad puede ser hecho un primer intento para comprobar si es posible alcanzar un nivel permitido de desequilibrio en un corto período de tiempo. Esto se hace por observación del régimen de cambio del nivel de desequilibrio, DC, es decir, el tiempo derivado del nivel de desequilibrio. En este algoritmo, esto es para un tiempo máximo de "tiempo 1". Si la "UC" es inferior a un valor preestablecido, el algoritmo continúa a la operación siguiente, que sirve para hallar la velocidad a la que las prendas de lavado comienzan a moverse.

Medición de los movimientos de la carga de lavado.- Durante el preequilibrio hay una medición o valor calculado que representa la cuantía de los movimientos de las prendas, que es generado constantemente. Los movimientos de las prendas pueden ser calculados de muchas formas, una de las cuales es observar las variaciones de velocidad que no presentan el mismo modelo que las variaciones de velocidad causadas por el desequilibrio del tambor. El modelo de las variaciones de velocidad generadas por el desequilibrio es casi sinusoidal.

Cuando ha sido alcanzada la velocidad límite a la que las prendas comienzan a moverse, es preferible esperar a que el nivel de desequilibrio alcance el nivel permitido. Hay modos alternativos para seguir, en vez de esperar justamente a que el nivel de desequilibrio descienda, como en este ejemplo de algoritmo. Más opcionalmente, la velocidad puede ser aumentada si los movimientos de las prendas de lavado son demasiado grandes, o se puede disminuir la velocidad aún más si se comprueba que el nivel de desequilibrio no cambia a una velocidad que sea satisfactoria, es decir, por debajo de un nivel predeterminado.

La presente invención incluye también alternativas al comienzo del algoritmo, en las que en este ejemplo, se efectúa un ascenso a "velocidad de fijación segura". En lugar de ascender a esta velocidad predeterminada, queda también dentro de la presente invención descender despacio la velocidad y al mismo tiempo evaluar la "medición de los movimientos de la carga de lavado". Cuando la medición indica que no hay movimientos se alcanza una velocidad a la que las prendas de lavado no se mueven. A partir de este punto el algoritmo continúa con los ajustes antes citados de la velocidad, de tal modo que el tambor es girado a una velocidad a la que el movimiento de las prendas de lavado se mantiene mínimo, pero aún móvil. Si se permite que las prendas se muevan se asegura que las bolas de contrapeso y las prendas cooperarán, con lo que alcanzarán un nivel permisible de desequilibrio en un corto período de
tiempo.

Con referencia también a las figs. 11, 12, y 23,, tiempos largos de preequilibrio fueron observados experimentalmente para casos en los que el movimiento de la carga de lavado no estaba permitida durante el procedimiento. La fig. 12 ilustra lo que sucede cuando las prendas de lavado no se mueven en absoluto; la velocidad de preequilibrio se establece en 70 rpm, que es relativamente baja.

Las figs. 12 y 13 ilustran el preequilibrio a una velocidad próxima a la de retención. La fig. 13 ilustra una situación en la que la velocidad de preequilibno se fija en un valor ligeramente por debajo de la velocidad de retención, y se permite que las prendas de lavado se muevan aún cuando la máquina esté equilibrada. Cuando dichas prendas estén equilibradas es improbable que se muevan alrededor, debido a que la carga de lavado equilibrada está más extendida y el radio libre interior R_{S} es más alto, lo que conduce a una velocidad efectiva inferior, en la que no hay movimiento de las prendas de lavado.

En la fig. 13, la velocidad de preequilibrio se establece en un valor ligeramente superior a la velocidad de retención segura, lo que ilustra que no es necesario conocer el valor exacto de la velocidad a la que las prendas de lavado no se mueven.

Debe apreciarse que varias alternativas y modificaciones del método y aparato antes descrito pueden ser efectuadas con objeto de lograr los objetivos de la invención. Por ejemplo, algunas variaciones pueden incluir, aunque sin limitarse a ello:

- hacer saltar los equilibradores y preequilibrar la carga de lavado con el mismo algoritmo;

- el preequilibrio es utilizable en otras aplicaciones en las que haya un desequilibrio de desplazamiento;

- es posible descender la velocidad de retención si, primero, es conseguida una velocidad relativamente alta (por ejemplo, de 130 a 140 rpm) para retirar la humedad de la carga de lavado, lo que permite descender el desequilibrio y hace que dicha carga se compacte y se reduzca el radio efectivo al que voltean las prendas de lavado, de lo que resulta una velocidad de retención inferior; luego se desciende a la nueva velocidad de retención (comprobada, o justamente una constante que depende del contenido de agua mensurable, cuantía de la carga de lavado, programa de lavado, etc.). A esta velocidad de retención inferior es posible el preequilibrio de las prendas de lavado más rápidamente.

Medición de la posición de desequilibrio principal con la variación de velocidad (y/o con otra clase de mediciones, tales como el par de torsión),- Se utiliza entonces un motor robusto y un perfil de velocidad y fuerza periódica que conduzca las bolas a una posición equilibrada, con velocidad máxima cuando el desequilibrio esté en el
fondo.

La presente invención puede ser aplicada a cualquier sistema en el que el eje de giro sea horizontal o sustancialmente horizontal, y en el que sea importante o deseable evitar excesivas vibraciones en la marcha. Tales sistemas incluyen, por ejemplo, grandes lavadoras industriales, centrifugadoras, y secadoras de aclarado por centrifugación (utilizadas para secar obleas de silicio y otros componentes electrónicos sensibles, centrifugadoras industriales en procedimientos químicos, en la industria de tratamiento de alimentos, y similares.

Aunque la invención se ha descrito en detalle con referencia a realizaciones preferidas de ella, los expertos en la técnica apreciarán que pueden ser introducidos varios cambios y empleados sus equivalentes, sin aparatarse del alcance de la invención.

Claims (22)

1. Un método para reducir una condición de desequilibrio durante el giro a baja velocidad de un tambor de lavado (111) de una máquina (100) lavadora de prendas, cuya máquina incluye un bastidor de cabina (120), una cuna exterior (110), unos amortiguadores (108) que sostienen elásticamente la cuba exterior en el bastidor de cabina, cuyo tambor de lavado está situado giratoriamente dentro de la cuba exterior y es capaz de girar en torno a un eje de giro (202), y medios (104-107) para girar el tambor de lavado a diferentes velocidades de giro en torno a su eje de giro, dos equilibradores automáticos (115, 117) unidos a cada extremo del tambor de lavado, cuyos equilibradores automáticos tienen unos ejes de giro (502) sustancialmente coincidentes con los ejes de giro del tambor de lavado, medios para detectar una condición indicadora de desequilibrio de una carga en el tambor de lavado a bajas velocidades de giro, y caracterizado porque dicho método comprende:

- acelerar el tambor de lavado (111) a una primera velocidad de giro, la cual está por debajo de una velocidad resonante de un conjunto sostenido (102) de la máquina de lavar (100), y por encima de una velocidad a la que se producen cualesquiera movimientos de la carga de lavado dentro del tambor de lavado (111);

- desacelerar desde la primera velocidad de giro a una segunda velocidad de giro inferior a la primera, al detectar una condición indicadora de un desequilibrio indeseable de la carga en el tambor de lavado (111), cuya segunda velocidad de giro es suficientemente baja para iniciar el movimiento de la carga de lavado en el tambor de lavado (111);

- continuar el giro del tambor de lavado (111) a una segunda velocidad inferior a la primera, hasta que los movimientos de la carga de lavado y la acción de los equilibradores automáticos (115, 117) impartan una condición de equilibrio dinámico que reduzca la condición de desequilibrio del tambor de lavado giratorio (111) por debajo de un nivel predeterminado.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además centrifugar el tambor de lavado (111) a una cierta velocidad para extraer el agua, y en el que la operación de aceleración es ejecutada antes de la operación de centrifugación para la extracción del agua.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada uno de los equilibradores automáticos (115, 117) incluye al menos una pista anular, una pluralidad de masas de libre compensación (116, 118) dispuestas en cada una de al menos una pista anular, y un fluido amortiguador (114, 119) en cada pista, y en el que en la operación de continuar el giro del tambor de lavado (111) a velocidades de giro inferiores a la segunda velocidad, la acción de los equilibradores automáticos (116, 117) comprende el movimiento de las masas de compensación.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la máquina (100) comprende medios para medir los movimientos de la carga de lavado durante el giro a baja velocidad, que incluyen una lógica que materializa un algoritmo que trabaja sobre los datos de los medios de detección.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la segunda velocidad está por debajo de una velocidad de retención de la carga.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la máquina (100) incluye un controlador (101) del motor capaz de controlar el motor (107) para cambiar la velocidad de giro del tambor de lavado (111), y en el que la operación de acelerar, la operación de desacelerar, o ambas, comprenden accionar el controlador del motor (101) para cambiar la velocidad del tambor de lavado (111).

7. Una máquina de lavar (100) útil para reducir una condición de desequilibrio de ella, que comprende:

- un bastidor de cabina (120);

- una cuba exterior (110);

- resortes (103) y amortiguadores (108) que sostienen elásticamente la cuba exterior (110) en el bastidor (120) de la cabina;

- un tambor de lavado (111) situado giratoriamente dentro de la cuba exterior y capaz de girar en torno a un eje de giro (202);

- dos equilibradores automáticos (115, 117) unidos al tambor de lavado (111) en cada extremo de dicho tambor (111), cuyos equlibradores automáticos (115, 117) tienen un eje de giro (502) sustancialmente coincidente con el eje de giro (202) del tambor de lavado (111);

- medios para detectar una condición indicadora de desequilibrio de una carga en el tambor de lavado (111) a bajas velocidades de giro;

- medios (101) para controlar la velocidad del tambor de lavado (111), que incluyen:

- medios (104-107) para girar el tambor de lavado (111) a diferentes velocidades de giro en torno a su eje de giro (202); caracterizado porque la máquina lavadora comprende también:

- una lógica para acelerar el tambor de lavado (111) a una primera velocidad de giro, la cual es inferior a una velocidad resonante de un conjunto sostenido (102) de la máquina lavadora (100), y superior a una velocidad a la que se producen los movimientos de la carga de lavado dentro del tambor de lavado (111).

- una lógica para desacelerar desde la primera velocidad de giro a una segunda velocidad de giro inferior a la primera, al detectar una condición indicadora de un desequilibrio indeseable de la carga en el tambor de lavado (111), cuya segunda velocidad de giro es suficientemente baja para iniciar el movimiento de la carga de lavado en el tambor de lavado (111); y

- una lógica para continuar el giro del tambor de lavado (111) a una segunda velocidad de giro inferior a la primera hasta que los movimientos de la carga de lavado terminen y la acción de los equilibradores automáticos (115, 117) imparta una condición de equilibrio dinámico que reduzca la condición de desequilibrio del tambor de lavado (111) por debajo de un nivel predeterminado.

8. Una máquina de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende además:

- una lógica para centrifugar el tambor de lavado (111) a una velocidad para extraer el agua; y

- una lógica para acelerar dicho tambor de lavado (111) antes de la centrifugación.

9. Una máquina de acuerdo con la reivindicación 7, en la que cada uno de los equilibradores automáticos (115, 117) incluyen al menos una pista anular, una pluralidad de masas (116, 118) de libre compensación dispuestas en cada una de al menos una pista anular, y un fluido amortiguador (114, 119) en cada pista.

10. Una máquina de acuerdo con la reivindicación 7, la cual comprende medios para medir los movimientos de la carga de lavado durante la velocidad de giro baja, y que incluye una lógica que materializa un algoritmo que trabaja sobre los datos procedentes de los medios de detección.

11. Una máquina de acuerdo con la reivindicación 7, en la que la segunda velocidad está por debajo de una velocidad de retención de la carga.

12. Una máquina de acuerdo con la reivindicación 7, cuya máquina incluye un controlador (101) del motor capaz de controlar el motor (107) para cambiar la velocidad de giro del tambor de lavado (111), y en el que la lógica de aceleración, la lógica de desaceleración, o ambas, comprenden una lógica para accionar el controlador del motor (101) para cambiar la velocidad del tambor de lavado (111).

13. Un método para reducir una condición de desequilibrio durante el giro a baja velocidad de un tambor de lavado (111) de una máquina (100) lavadora de prendas, cuya máquina incluye un bastidor de cabina (120), una cuba exterior (110) resortes (103) y amortiguadores (108) que sostienen elásticamente la cuba exterior en el bastidor de cabina, un tambor de lavado situado dentro de la cuba exterior y capaz de girar en torno a un eje de giro (202), y medios (104-107) para girar el tambor de lavado a diferentes velocidades de giro en torno al eje de giro, dos equlibradores automáticos (115, 117) unidos a cada extremo del tambor de lavado, cuyos equilibradores automáticos tienen un eje de giro (502) sustancialmente coincidente con el eje de giro del tambor de lavado, y medios para detectar una condición indicadora de desequilibrio de la carga en el tambor de lavado a bajas velocidades de giro, caracterizado porque el método comprende:

- acelerar el tambor de lavado (111) a una primera velocidad de giro, la cual está por debajo de una velocidad resonante de un conjunto sostenido (102) de la máquina de lavar (100), e inferior a una velocidad en la que no se producen movimientos de la carga de lavado dentro del tambor de lavado (111);

- acelerar gradualmente desde la primera velocidad de giro a una segunda velocidad de giro superior a la primera, al detectar un nivel aceptable de desequilibrio, cuya segunda velocidad de giro es inferior a una velocidad resonante del conjunto sostenido (102) de la máquina de lavar (100), e inferior a una velocidad en la que no se producen movimientos de la carga de lavado dentro del tambor de lavado (111);

- continuar el giro del tambor de lavado (111) a una segunda velocidad superior a la primera, hasta que los movimientos de la carga de lavado y la acción de los equilibradores automáticos (115, 117) imparten una condición de equilibrio dinámico que reduce la condición de desequilibrio del tambor de lavado (111) por debajo de un nivel predeterminado.

14. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, que comprende además la centrifugación del tambor de lavado (111) a una velocidad para la extracción del agua, y en el que la operación de aceleración es ejecutada antes de la operación de centrifugación para la extracción del agua.

15. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en el que cada uno de los equilibradores automáticos (115, 117) incluye al menos una pista anular, una pluralidad de masas de compensación libres (116, 118) dispuestas en cada una de al menos una pista anular, y un fluido amortiguador (114, 119) en cada pista, y en el que en la operación de continuar el giro del tambor de lavado (111) a la segunda velocidad de giro, la acción de los equilibradores automáticos (115, 117) comprende el movimiento de las masas compensadoras (116, 118).

16. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, que comprende además desacelerar desde la segunda velocidad de giro a la tercera velocidad de giro del tambor de lavado (111), inferior a la segunda velocidad citada y superior a la primera velocidad de giro, cuya operación de desaceleración se efectúa antes de la operación de centrifugación para la extracción del agua.

17. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en el que la máquina comprende medios para medir el movimiento de la carga de lavado durante el giro a baja velocidad, e incluye una lógica que materializa un algoritmo que trabaja sobre los datos procedentes de los medios de detección.

18. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en el que la segunda velocidad está por debajo de una velocidad de retención de la carga.

19. Un método de acuerdo con la reivindicación 14, en la que la segunda velocidad está por debajo de una velocidad de retención de la carga.

20. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en el que la máquina incluye un controlador (101) del motor capaz de controlar dicho motor (107) para cambiar la velocidad de giro del tambor de lavado (111), y en el que la velocidad de aceleración comprende accionar el controlador (101) del motor para cambiar la velocidad del tambor de lavado (111).

21. Un método de acuerdo con la reivindicación 16, en el que la máquina (100) incluye un controlador (101) del motor capaz de controlar dicho motor (107) para cambiar la velocidad de giro del tambor de lavado (111), y en el que la operación de acelerar, la operación de desacelerar, o ambas, comprenden accionar el controlador (101) del motor para cambiar la velocidad del tambor de lavado (111).

22. Un método para reducir una condición de desequilibrio durante el giro a baja velocidad de un tambor de lavado (111) de una máquina (100) de lavar prendas, cuya máquina incluye un bastidor de cabina (120), una cuba exterior (110), un bastidor de cabina que sostiene rígidamente la cuba exterior, un tambor de lavado (111) situado giratoriamente dentro de la cuba exterior y capaz de girar en torno a un eje de giro (202), y medios (104-107) para girar el tambor de lavado a diferentes velocidades de giro en torno al eje de giro, medios para detectar una condición indicadora de desequilibrio de una carga en el tambor de lavado a bajas velocidades de giro, caracterizado porque dicho método comprende:

- acelerar el tambor de lavado (111) a una primera velocidad de giro, la cual es inferior a la velocidad a la que no se producen movimientos de la carga de lavado dentro del tambor de lavado (111);

- acelerar gradualmente el tambor de lavado (111) desde la primera velocidad de giro hasta una segunda velocidad de giro superior a la primera a la detección de un nivel aceptable de desequilibrio, cuya segunda velocidad de giro es inferior a la velocidad a la que no se producen movimientos de la carga de lavado dentro del tambor de lavado (111);

- continuar el giro del tambor de lavado (111) a una segunda velocidad de giro superior a la primera, hasta que los movimientos de la carga de lavado imparten una condición de equilibrio dinámico que reduce la condición de desequilibrio del tambor de lavado (111) a un nivel por debajo de un valor predeterminado.