ES2297086T3 - Maquina de lavado con motor sincrono mejorado. - Google Patents

Abstract

Máquina de lavado, en particular para lavar tejidos o ropa, platos o similares en agua, que comprende: - una cubeta o recipiente estacionario que aloja dichos artículos que van a lavarse, - un sumidero de desagüe dispuesto por debajo de dicha cubeta o recipiente, y que aloja medios de bombeo de agua apropiados para bombear dicha agua, accionándose dichos medios de bombeo por un motor eléctrico síncrono, sobre cuyo árbol (1) hay ajustada por contracción una rueda (2)de paletas, - un extremo de dicho árbol está dotado de un saliente (4) excéntrico, - dicha rueda de paletas, en su zona central donde se coloca sobre dicho árbol, está dotada de una cavidad (5) con forma de anillo que se extiende de manera circular sólo a lo largo de una parte (A) de arco definida y adaptada para alojar dicho saliente (4) excéntrico, estando este último dimensionado para poder girar libremente un arco (B) definible previamente dentro de dicha cavidad, - una tubería de descarga de agua conectada a un extremo de dicho sumidero de desagüe y adaptada para transportar el agua que está bombeándose mediante dichos medios de bombeo fuera de la máquina, estando adaptada dicha máquina para llevar a cabo una secuencia preestablecida de fases de proceso que comprende al menos una fase de descarga de agua, caracterizada porque: - dicho árbol de dicho motor está dotado de medios (33) de volante apropiados, de tal manera que proporciona el aumento de inercia deseado.

Description

Máquina de lavado con motor síncrono mejorado.

La presente invención se refiere a una clase mejorada de máquina, preferiblemente del tipo para su uso en viviendas, para lavar ropa o platos, adaptado para usar de una manera ventajosa un motor eléctrico del tipo síncrono utilizado en una bomba de desagüe.

Generalmente conocido en la técnica es el hecho de que, durante aquellas fases del ciclo en las que las que se deja salir el líquido de lavado o aclarado de la máquina, el sumidero de desagüe, que se proporciona generalmente bajo la parte inferior de la cubeta o recipiente que contiene los artículos que van a lavarse, se llena hasta arriba con el líquido que llenaba previamente dicha cubeta o recipiente; desde tal sumidero de desagüe dicho líquido se deja salir entonces a través de la operación de una bomba apropiada, cuya rueda de paletas está situada dentro de dicho mismo sumidero de desagüe.

El motor utilizado para accionar dicha bomba es normalmente un motor eléctrico del tipo asíncrono, el funcionamiento del cual, aparte de ser ampliamente conocido en la técnica, no ocasiona ningún problema particular ni en la fase de arranque ni en la fase de bombeo final en la que la reducción gradual en la cantidad de líquido que se deja salir provoca finalmente que entren en contacto cantidades decrecientes de agua con la rueda de paletas de la bomba junto con ciertas cantidades de aire que se recogen desde el interior de la cubeta o recipiente a través del sumidero de desagüe que ya no está lleno en este punto.

Sin embargo, también se conoce ampliamente que los motores asíncronos son bastante caros debido a las cantidades considerables de material ferromagnético y cobre requeridas.

En vista de reducir los costes que supone el uso de dichos motores asíncronos, estos están sustituyéndose, por lo tanto, por motores síncronos apropiados, cuyos costes son mucho menores que los de los motores asíncronos, mientras que pueden realizar las funciones equivalentes de los mismos sin ningún inconveniente serio.

Sin embargo, los motores síncronos requieren que, durante la fase de arranque, se cree un par de resistencia sobre el árbol del motor que permitiría que se iniciase el giro del mismo motor en primer lugar. Este par de resistencia debe ser bastante moderado, para evitar bloquear el movimiento del árbol, pero al mismo tiempo debe no ser demasiado bajo, puesto que en este caso se correría el riesgo de impedir que dicho giro se inicie en absoluto.

Con este fin, y con referencia particular a las figuras 1 a 5A adjuntas, se conoce en la técnica la práctica de crear sobre el árbol 1 del rotor 10 una parte 4 sobresaliente, que es excéntrica con respecto al eje del mismo motor y está adaptada para insertarse en una cavidad 5 con forma de anillo que se extiende de manera circular sólo a lo largo de una parte A de arco definida en la zona central de la rueda 2 de paletas; además, dicha parte 4 sobresaliente es anular y puede insertarse en la cavidad 5 para poder girar dentro de la misma un ángulo B definible, flotando de ese modo entre dos posiciones opuestas mutuamente, según se representa simbólicamente en las figuras 3A y 4A y que puede inferirse más claramente a partir de la comparación de las ilustraciones en dichas figuras entre sí.

Cuando están montados correctamente, los dispositivos mencionados e ilustrados anteriormente hacen posible que dicho árbol 1 se acople con dicha rueda de paletas, donde tal acoplamiento, sin embargo, no es uno rígido debido a la provisión del ángulo B de giro mencionado anteriormente.

Tal como se expuso anteriormente, tal ángulo de giro permite que dicho árbol y dicha rueda de paletas estén al principio prácticamente desacoplados entre sí, puesto que de otro modo harían en muchos casos imposible que el motor arrancase, debido al par de resistencia considerable debido a la masa de líquido que rodea la rueda de paletas. Por otro lado, la presencia de un par de resistencia moderado es necesaria con el fin de conmutar desde una polaridad a la otra durante el arranque; con este fin se proporciona un elemento 6 cilíndrico coaxialmente con y unido firmemente con dicho árbol 1, en una posición contigua a dicho saliente; entonces, en la posición correspondiente en la zona central de la rueda 2 de paletas se proporciona una cavidad 7 que es coaxial con y está dimensionada para poder alojar dicho elemento 6 cilíndrico sin ninguna interferencia.

Finalmente, entre dicha cavidad 7 y dicho elemento 6 cilíndrico se dispone un medio 8 elástico, que preferiblemente se asienta sobre dicho elemento cilíndrico y está adaptado para generar fricción cuando dicha cavidad y dicho elemento cilíndrico se mueven de manera giratoria uno respecto al otro.

Debido a dicho medio 8, la masa de líquido que actúa sobre la rueda de paletas genera la cantidad controlada requerida de par de resistencia sobre el árbol, que, cuando se combina con el arco B de giro definido, permite arrancar al motor.

Esta solución es generalmente efectiva para alcanzar el objetivo citado anteriormente; sin embargo, todavía presenta un inconveniente: de hecho, cuando una cantidad de líquido que se reduce progresivamente hacia las fases finales de la operación de desagüe provoca que una cantidad pequeña de agua entre en contacto con la rueda de paletas junto con cantidades mayores de aire que se recogen a través del sumidero de desagüe de la máquina, el par de resistencia sobre la rueda de paletas se vuelve irregular y, de vez en cuando, casi nulo. Debido a esto, el motor síncrono, que proporciona un par de accionamiento sustancialmente constante bajo condiciones de estado estacionario, tiende primero a acelerar e, inmediatamente después, a frenar en respuesta a una caída repentina en el par de resistencia.

Como resultado, la rueda de paletas, ajustada por contracción sobre el árbol del motor, se encuentra a sí misma estando como empujada de manera giratoria hacia delante con respecto a la posición instantánea del propio árbol del motor, siendo esto permitido por la presencia de dicho ángulo B.

Dicho de otro modo, cuando el motor acelera, dicha cavidad es empujada por el arrastre, es decir, borde de accionamiento de dicho saliente, con el que estaba originalmente en contacto, y durante un muy corto periodo de tiempo, en un movimiento de aceleración, de alguna manera permanece en contacto con dicho borde, puesto que es el último que lo acciona hacia su movimiento giratorio de aceleración. Sin embargo, cuando el motor empieza a reducir la velocidad, debido a que es un motor síncrono que, por lo tanto, tiende a mantener sincronismo, la inercia de la rueda de paletas tiende a provocar que la misma rueda de paletas continúe girando a la velocidad justa adquirida, que es más rápida que la velocidad reducida del motor y el saliente, de modo que, debido a que apenas se ven entorpecidas por el par de resistencia menor proporcionado por el líquido, la misma rueda de paletas, junto con la cavidad asociada a la misma, tiende a moverse alejándose de dicho borde de empuje del saliente.

Posteriormente, a medida que el par de resistencia aumenta debido a una masa creciente de líquido que se reestablece alrededor, la rueda de paletas reduce la velocidad de una manera sensible hasta que se mueve finalmente de nuevo a su posición inicial en contacto con dicho borde de empuje de dicho saliente.

Sin embargo, en realidad se mantiene que la velocidad de frenado resultará ser mayor que la velocidad de giro del árbol, de modo que, debido a su propia inercia, la rueda de paletas y, a través de ésta, dicho saliente 4 se mueven para chocar de manera bastante violenta contra el borde 13 correspondiente de dicha cavidad, generando de ese modo un ruido de golpeteo perceptible.

Tal situación tiende a repetirse a una tasa extremadamente rápida y persistente siempre que se deja salir una masa de agua y emulsión (espuma, aire, etc.), traduciéndose en la emisión de un ruido de golpeteo claramente perceptible que resulta ciertamente bastante desagradable, y que se confunde la mayoría de las veces con un signo de fallo de la máquina, llevando a llamadas al servicio de reparación innecesarias, cuando la máquina, por el contrario, está funcionando de una manera completamente regular.

Tal fenómeno se ha investigado cuantitativamente midiendo el ruido emitido por una máquina de muestra en el transcurso de un número de ciclos de prueba llevados a cabo durante la fase final de vaciado de recipiente/cubeta de lavado. La siguiente Tabla A, conjuntamente con el gráfico relacionado, expone los valores de ruido tal como se detectan muestreando el ruido en una banda de frecuencia de 1/24 de octava.

A partir tanto de la tabla como del gráfico relacionado parece claramente que existe una banda de frecuencia comprendida aproximadamente entre 800 y 2200 Hz, en la que el ruido resulta tener valores particularmente altos, que pueden atribuirse en realidad a los choques mencionados anteriormente.

En un esfuerzo para eliminar este inconveniente, ha cobrado fuerza en la práctica disponer medios de amortiguación de golpes, normalmente algún tipo de arandelas, almohadillas de caucho o similares, entre dicho saliente 4 y dicha cavidad 5, para eliminar un contacto directo del saliente con los bordes de la cavidad y absorber los golpes relacionados. Sin embargo, esta solución ha resultado ser poco efectiva debido tanto a que los golpes continúan produciéndose de todas maneras, aunque amortiguados por dichos medios de amortiguación, como a que la durabilidad de dichos medios de amortiguación es bastante insatisfactoria debido a que su espesor es realmente demasiado pequeño si se considera el trasfondo de desgaste y rasgado intensivos al que están sometidos en uso. En realidad, para que tales medios de amortiguación puedan realizar su función de una manera adecuada, deberían dotarse de un espesor considerable, pero esto contrastaría de nuevo con el requisito básico de tener alguna manera de proporcionar una longitud de deslizamiento suficiente, o carrera, para dicho saliente en dicha cavidad. Además, la clase particular de tensión impuesta a estos por el saliente que choca repetidamente contra la cavidad, provoca que los medios de amortiguación se vuelvan quebradizos, y, como resultado, se rompan y suelten partículas de los mismos. Estas partículas terminan entonces arriba colocándose en el acoplamiento entre la cavidad y el saliente, haciendo de ese modo que el funcionamiento combinado de los mismos sea inestable.

Por lo tanto sería deseable, y es realmente un fin principal de la presente invención, proporcionar una máquina de lavado-aclarado que utilice una bomba de desagüe accionada por un motor síncrono, que no ocasione la clase de ruido descrita anteriormente.

Además, según otro fin de la presente invención, tal máquina deberá poder fabricarse fácilmente utilizando materiales y técnicas disponibles fácilmente, existentes, y ser competitiva en su construcción; deberá adicionalmente poder incorporar las características de la presente invención sin sufrir ninguna alteración o reducción en las capacidades de rendimiento y la fiabilidad de la misma.

El documento EP-A-0 287 984 da a conocer las características del preámbulo de la reivindicación 1.

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Según la presente invención, estos objetivos se alcanzan en un tipo particular de máquina de lavado dotada de un motor síncrono como se describe posteriormente a modo de ejemplo no limitativo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 es una vista parcialmente transparente, en despiece ordenado de un rotor y la rueda de paletas relacionada según la técnica anterior;

- la figura 2 es una vista esquemática en perspectiva de un detalle de la ilustración que aparece en la figura 1;

- las figuras 3, 3A, 4 y 4A, 5 y 5A son tres vistas en sección transversal a lo largo del plano de sección que se extiende paralelo al plano de la hoja de la figura 1, y que pasa a través del eje del motor, en tres disposiciones de funcionamiento distintas, así como tres vistas en sección transversal correspondientes a lo largo del plano B-B de sección de las respectivas figuras 3, 4 y 5;

- las figuras 6, 7, 7A y 8 son vistas de respectivas realizaciones de un motor síncrono según la presente invención.

Con el fin de eliminar los choques anteriores, y el ruido de golpeteo relacionado, se ha considerado que una solución útil podría radicar en aumentar la inercia disponible sobre el árbol 1 del motor, de modo que la velocidad de giro del mismo esté sometida en menor medida a la variabilidad debida a variaciones del par de resistencia sobre la rueda de paletas, y de modo que pueda esperarse razonablemente que, de esta manera, la separación de la cavidad del saliente se reduzca significativamente en términos tanto del ángulo relativo como de las velocidades angulares relativas, para atenuar o, en el mejor caso, incluso eliminar totalmente dicha sucesión de choques junto con el ruido de golpe relacionado.

Un volante 33 apropiado se ha colocado por lo tanto en dicho árbol 1 del motor, tal como se ilustra simbólicamente en la figura 6, con el fin de proporcionar el aumento deseado en la inercia.

Se han llevado a cabo experimentos relacionados bajo condiciones de prueba completamente iguales a las utilizadas para obtener los resultados experimentales expuestos en la Tabla A. Los resultados de estos nuevos experimentos se exponen en la Tabla B y el gráfico relacionado: una comparación realizada fácilmente de los datos en estas dos tablas resalta de la manera más clara y sencilla la reducción de ruido bastante considerable obtenida exactamente en el intervalo de frecuencias en el que resulta ser mayor sin la aplicación de tal volante.

En vista de evitar posibles limitaciones de naturaleza relacionada con la fabricación o más en general, naturaleza técnica, tal volante 33 puede proporcionarse, además de en la manera en la que se ilustra en la figura 6, también entre el rotor 10 del motor y dicha rueda de paletas, tal como se ilustra en la figura 7, o incluso acoplado a dicho elemento 6 cilíndrico, como se muestra esquemáticamente en la figura 7A, o puede dividirse en dos partes para disponerse sobre un lado 33A y sobre el otro lado 33B del rotor, como se muestra en la figura 8.

Se apreciará fácilmente, en este punto, que el valor del momento de inercia que ha de adoptarse puede determinarse cada vez por un experto en la técnica a través de experimentos y pruebas realizadas fácilmente, también basándose en todos los demás parámetros que afectan al resultado global y, en particular, el tamaño y geometría de dicha cavidad 5 y dicho saliente 4 respectivo uno con respecto al otro.

También se apreciará fácilmente que dicho saliente y dicha cavidad respectiva pueden intercambiar su posición entre sí, es decir, el saliente puede cambiar del árbol a la rueda de paletas, y viceversa, considerándose y pudiéndose clasificar tal opción de diseño como un simple equivalente técnico.

Finalmente debería observarse que la solución descrita anteriormente según la presente invención es efectiva para eliminar directamente el problema de raíz. De hecho, mientras que la solución de la técnica anterior basada en el uso de medios de amortiguación conserva sustancialmente el problema como tal, y se dirige simplemente a proporcionar medios destinados a reducir las molestias generadas por el mismo, la presente invención simplemente elimina el problema en sí siendo efectiva sobre la causa que genera tal problema y eliminando esa causa en la raíz de la misma.

1

2

Claims (7)

1. Máquina de lavado, en particular para lavar tejidos o ropa, platos o similares en agua, que comprende:

- una cubeta o recipiente estacionario que aloja dichos artículos que van a lavarse,

- un sumidero de desagüe dispuesto por debajo de dicha cubeta o recipiente, y que aloja medios de bombeo de agua apropiados para bombear dicha agua, accionándose dichos medios de bombeo por un motor eléctrico síncrono, sobre cuyo árbol (1) hay ajustada por contracción una rueda (2)de paletas,

- un extremo de dicho árbol está dotado de un saliente (4) excéntrico,

- dicha rueda de paletas, en su zona central donde se coloca sobre dicho árbol, está dotada de una cavidad (5) con forma de anillo que se extiende de manera circular sólo a lo largo de una parte (A) de arco definida y adaptada para alojar dicho saliente (4) excéntrico, estando este último dimensionado para poder girar libremente un arco (B) definible previamente dentro de dicha cavidad,

- una tubería de descarga de agua conectada a un extremo de dicho sumidero de desagüe y adaptada para transportar el agua que está bombeándose mediante dichos medios de bombeo fuera de la máquina,

estando adaptada dicha máquina para llevar a cabo una secuencia preestablecida de fases de proceso que comprende al menos una fase de descarga de agua,

caracterizada porque:

- dicho árbol de dicho motor está dotado de medios (33) de volante apropiados, de tal manera que proporciona el aumento de inercia deseado.

2. Máquina de lavado según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho volante (33) está dispuesto, con respecto al rotor (10) de dicho motor, en la parte del árbol que está opuesta a dicha rueda (2) de paletas.

3. Máquina de lavado según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho volante (33) está dispuesto entre el rotor (10) de dicho motor y dicha rueda de paletas.

4. Máquina de lavado según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho volante (33) está dividido en dos partes separadas y distintas, una primera (33A) de las cuales está dispuesta entre dicha rueda de paletas y dicho rotor (10) de dicho motor, y la segunda (33B) de las cuales está dispuesta en el lado opuesto con respecto a dicho rotor.

5. Máquina de lavado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque

- se proporciona un elemento (6) cilíndrico coaxialmente con dicho árbol, y preferiblemente en una posición que es contigua a dicho saliente,

- en dicha zona central de dicha rueda de paletas se proporciona una cavidad (7) coaxial con dicho árbol y dimensionada de este modo para poder alojar dicho elemento cilíndrico sin ninguna interferencia, y

- entre dicha cavidad y dicho elemento cilíndrico se proporciona un medio elástico adaptado para generar fricción entre dicho elemento (6) cilíndrico y dicha cavidad (7) cuando se mueven uno respecto al otro.

6. Máquina de lavado según la reivindicación 5, caracterizada porque dicho medio elástico es un anillo (8) dispuesto sobre un plano que es ortogonal a dicho árbol, coaxialmente con el mismo.

7. Máquina de lavado según la reivindicación 6, caracterizada porque dicho anillo (8) elástico se aplica firmemente alrededor de dicho elemento cilíndrico.