SE511616C2 - Centrifuger för att avlägsna vätska från tygartiklar - Google Patents

Description

.i lll ...Au-sill lll.. i. i ll Mål. 10. 511616 2 på nytt roteras med låga varvtal för att försöka uppnå omfördelning av tygartik- larna. Om cykeln att omfördela tygartiklarna vid låga varvtal och detektera obalans vid fullt centrifugeringsvarvtal upprepas ett antal gånger, blir den tid som åtgår för centrifugeringsprocessen alltför lång, vilket är i motsats till det ur- sprungliga syftet.

Vidare, då trumman roteras så att tygartiklarna är jämnt fördelade i trumman, såsom vid den ovan beskrivna kända tekniken, kan en "dragkamp" inträffa mellan tygartiklarna, speciellt mellan långa tygartiklar, till följd av att en ihoptrassling sker vid den centrala delen av trumman. Om i detta fall centrifugeringsoperatio- nen fortsätter kan artiklarna eventuellt slitas sönder. Å andra sidan beskriver den japanska, publicerade och granskade patentansökan nr H7-l00095 en Centrifug försedd med en balansvikt fástad på ett parti av en inre omkretsvägg på en trumma. Vid denna Centrifug ökas trumvarvtalet från ett lågt varvtal till ett fullt centrifugeringsvarvtal då balansvikten kommer till toppen, under antagande att tygartiklarna med hjälp av gravitationen samlas vid botten vid samma tillfälle så att lastbalans uppnås. Denna metod säkerställer emellertid inte att lastbalansen mellan balansvikten och tygartiklarna uppnås korrekt innan centrifugeringsoperationen påbörjas, och en onormal vibration kan inte förhindras helt. Nämnda Centrifug kan vara effektiv under vissa förhållanden då vikten hos de tygartiklar som hamnar i trumman justeras att ligga inom ett snävt förutbe- stämt intervall, beroende på storleken av balansvikten. En sådan Centrifug är emellertid svår att använda i praktiken.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning är avsedd att lösa nämnda problem, och ett av syftena är att åstadkomma en Centrifug som effektivt kan avlägsna vätska, såsom t.ex. vatten eller kemtvättlösning från tygartiklar, med undvikande av onormal vibration under centrifugeringsoperationen, och dessutom förhindra att tygartiklar slits sönder under centrifugeringsoperationen. lkll 511616 3 Ett gemensamt särdrag hos centrifuger enligt föreliggande uppfinning är att trumman har en egen excentrisk last. Det eftersträvas vid föreliggande uppfinning inte att tygartiklama själva fördelas jämnt i trumman, säsomiär fallet vid känd teknik. Trumman roteras med fullt centrifugeringsvarvtal då lastbalansen, inkluderande både lasten från tygartiklarna och den excentriska lasten hos trumman, bedömsvara av en förutbestämd, tillåten typ.

Den första typen av Centrifug enligt föreliggande uppfinning omfattar: en fast vikt fästad på trumman för att åstadkomma en fast excentrisk last på trumman, en motor för att rotera trumman; avkänningsorgan för att avkänna storlek och läge av en resulterande excentrisk last sammansatt av den fasta excentriska lasten pä trumman och en last av tygartiklarna i trumman; bedömningsorgan för att bedöma om storleken av den resulterande excentriska lasten ligger inom ett förutbestämt intervall och om läget av den resulterande excentriska lasten är inom en förutbe- stämd närhet till ett förutbestämt läge; och varvtalsreglerorgan för att driva motorn att rotera trumman med ett första varvtal för att åstadkomma en centrifu- geringsoperation på tygartiklarna om storleken på den resulterande excentriska lasten bedöms ligga inom det förutbestämda intervallet och läget för den resulte- rande excentriska lasten är inom den förutbestämda närheten till det förutbestäm- da läget, och för att driva motorn att rotera trumman med ett andra varvtal för att omfördela tygartiklarna i trumman om storleken på den resulterande excentriska lasten bedöms att inte ligga inom det förutbestämda intervallet eller läget för den resulterande excentriska lasten bedöms att inte vara inom den förutbestämda närheten till det förutbestämda läget.

Nämnda förutbestämda intervall för bedömning av storleken av den resulterande excentriska lasten bestäms i förväg med hänsyn till den excentriska last som är tillåten efter centrifugeringsoperationen, trummans egen excentriska last och minskningen i vikt hos tygartiklarna till följd av centrifugeringsoperationen.

Nämnda förutbestämda närhet för bedömning av läget hos den resulterande excentriska lasten bestäms i förväg med hänsyn till läget hos trummans egen JH 511616 4 excentriska last. Konkret förutbestäms de så att en excentrisk last aldrig för- orsakar onormal vibration ens efter det att vätskan avlägsnats om den excentriska lasten uppfyller det förutbestämda kravet på storlek och läge.

Den andra typen av Centrifug enligt uppfinningen omfattar: en variabel vikt fastad på trumman för att åstadkomma en variabel excentrisk last på trumman; en motor för att rotera trumman; avkänningsorgan för att avkänna storlek och läge av en resulterande excentrisk last sammansatt av den excentriska lasten på trumman och en last av tygartiklarna i trumman; justeringsorgan' för att justera den variabla vikten såsom funktion av storleken på den resulterande excentriska lasten som avkänns av avkänningsorganet vid en tidpunkt då en storlek på den variabla vikten är noll om läget för den resulterande excentriska lasten är inom en förutbe- stämd närhet till ett läge som bestäms med hänsyn till läget på den variabla vikten i trumman vid en tidpunkt då storleken på den variabla vikten är noll; och varvtalsreglerorgan för att driva motorn att rotera trumman med ett varvtal för att åstadkomma en centrifugeringsoperation på tygartiklarna om storleken på den resulterande excentriska lasten upptäcks ligga inom ett förutbestämt intervall sedan den variabla vikten justerats med hjälp av justeringsorganet.

Vid ovan angivna Centrifug anbringas inte någon excentrisk last på själva trum- man dâ tygartiklarna placeras i trumman för att påbörja centrifugeringsprocessen.

Följaktligen avkänner avkänningsorganet först den excentriska lasten enbart till följd av ojämn fördelning av tygartiklarna. Då den härvid avkända excentriska lasten ligger inom den förutbestämda närheten till det läge som bestäms med hänsyn till läget hos den variabla vikten är det möjligt att korrigera trummans balans under centrifugeringsoperationen genom att öka den variabla vikten.

Därför åstadkommer justeringsorganet en excentrisk last på själva trumman genom att öka den variabla vikten, och slutar att öka vikten då den av avkän- ningsorganet avkända resulterande excentriska lasten hamnar inom det förutbe- stämda, tillåtna intervallet. Vid ett föredraget fall, då den excentriska lasten till följd av enbart tygartiklarna inte ligger inom den förutbestämda närheten till det ß 511 616 5 läge som bestäms med hänsyn till läget hos den variabla vikten, driver varvtals- reglerorganet motorn att rotera trumman så att tygartiklarna fördelas och så att läget hos den därav förorsakade excentriska lasten ligger i förutbestämd närhet till det förutbestämda läget.

I endera av de hittills nämnda båda centrifugtyperna kan nagon av följande metoder användas för att fördela tygartiklarna på ett lämpligt sätt.

Enligt en första metod är systemet också försett med rotationslâgesavkännings- organ för avkänning av trummans rotationsläge, och varvtalsreglerorganet driver motorn att rotera trumman med ett varvtal inom ett intervall där en centrifugal- kraft verkande på tygartiklarna till följd av trummans rotation är mindre än en gravitationskraft som verkar på artiklarna.

Enligt en andra metod kan varvtalsreglerorganet variera trummans varvtal inom ett intervall där en centrifugalkraft verkande på tygartiklarna är större än den gravitationskraft som verkar på artiklarna. Här är det speciellt önskvärt att lägga intervallet något högre än vid ett varvtal där den på tygartiklarna verkande centrifugalkraften är lika stor som den gravitationskraft som verkar på artiklarna.

Vid denna metod kommer den centrifugalkraft som verkar på de artiklar som pressas mot trummans innervägg att variera, varigenom erhålls en kraft som strävar att förskjuta tygartiklarna, så att tygartiklarna kan fördelas kring det förutbestämda läget.

Enligt en tredje metod oscillerar varvtalsreglerorganet trumman framåt och bakåt under en förutbestämd tidrymd, bibehållande läget av trummans excentriska last ovanför trummans centrum, under initialskedet av centrifugeringsprocessen, och ökar därefter trummans varvtal tills dess att en på tygartiklarna verkande Centrifu- galkraft blir något större än en på dessa verkande gravitationskraft. För att i detta fall fördela tygartiklarna effektivt är det speciellt önskvärt att utföra de båda följande oscillationsoperationerna alternerande: en att oscillera trumman med en 511616 6 vinkel större än 90° och en annan att oscillera trumman med en vinkel mindre än 90°.

Sett mera i detalj så har varje tygartikel sin egen vattenabsorptionskvot, beroende på sådana faktorer som material i tyget eller vävtyp, och därför har vanligen olika tygartiklar i trumman olika viktminskningskvoter. Genom den ovan angivna oscilleringsoperationen kommer vissa tyganiklar som innehåller en mängd vatten att sjunka till trummans botten medan de artiklar som innehåller rnindre vatten kommer högre upp, även om båda från början ligger samlade och ihopklämda på trummans botten. Under accelerationsfasen kommer därefter de tygartiklar som är belägna närmare trummans centrum att falla ned under rotationen. Resultatet blir att de flesta av de tygartiklar som samlas i ett läge l80° från viktens läge in- nehåller en mängd vatten, medan de tyganiklar som innehåller litet vatten fördelas längs resten av den inre periferiväggens yta. I korthet, tygartiklarna separeras på basis av mängden vatten som de innehåller, och således kan den excentriska lasten hos trumman hållas inom ett önskat intervall. Följaktligen ändras läget på den excentriska lasten knappast ens då trumman roteras med högt varvtal under centrifugeringsoperationen, och viktminskningstakten hos tygartik- lama kan uppskattas lättare i förväg, varigenom referensintervallet för bedömning av storleken av den excentriska lasten kan förutbestämmas på ett lättare sätt.

Enligt en fjärde metod utför varvtalsreglerorganet följande sekvens: först roteras trumman under en förutbestämd tidrymd vid ett varvtal inom ett intervall där en på tygartiklarna verkande centrifugalkraft är mindre än en på desamma verkande gravitationskraft; därefter minskas varvtalet tills dess att trumman stannar helt eller nästan helt; såsom tredje steg, startande från det tillstånd där läget för tygartiklarna är mittemot den excentriska lasten på trumman, ökas trummans varvtal till ett varvtal där centrifugalkraften är större än gravitationskraften.

Mer i detalj, så är de tygartiklar som innehåller en mängd vatten och som ligger på trummans botten, ihopklâmda och ihoptrasslade med varandra efter tvätt och v t, 51 1 e ts l sköljning. Tygartiklarna skakas emellertid om och frigörs från varandra genom att trumman roteras med ett varvtal där gravitationskraften är större än centrifugal- kraften, såsom beskrivits ovan, och dessutom ökas tygartiklarnas totala volym därigenom dä luft införes mellan tygartildarna och i tygartildarna. Resultatet blir att skillnaden mellan de tvâ avstånden, det ena mellan en tygartikel belägen närmare trummans centrum och trummans rotationsaxellinje, det andra mellan en tygartikel belägen närmare trumväggen och samma axellinje, ökar, och de tygartiklar som ligger överst på högen av tygartiklar i trumman, dvs. de som är belägna närmare trummans centrum, lossnar lättare eftersom den på dessa artiklar verkande centrifugallaaften blir relativt liten. Eftersom vidare luft införes mellan tygartiklarna kan den ena tygartikeln lossna lätt från den andra, och därför kan tygartiklarna fördelas lättare.

Vid ovanstående Centrifug är det vidare önskvärt att utföra avkänningsorganet på ett sådant sätt att storleken på den excentriska lasten avkänns på basis av en amplitud av fluktuationer i den elektriska strömmen till motorn, och att läget för den excentriska lasten avkänns på basis av ett läge av en topp i fluktuationerna.

Eftersom härvid fluktuationerna i den elektriska strömmen är mera distinkta och lättare att upptäcka då trummans varvtal göres lägre, är det önskvärt att bedöma den excentriska lastens tillstånd vid ett sådant varvtal som är bara något större än ett varvtal där den på tygartiklarna verkande centrifugalkraften är lika med den på tygartiklarna verkande gravitationskraften. Genom denna metod kan storleken och läget hos den excentriska lasten avkännas exakt, så att bedömning av om den excentriska lasten ligger inom ett intervall där onormal vibration inte inträffar även under centrifugeringsoperationen blir mera tillförlitlig.

Vid ovan angivna andra typ av Centrifug kan den variabla vikten utgöras av en ficka innehållande en vätska, såsom t.ex. vatten, och den variabla vikten kan varieras genom att ändra mängden vätska, varigenom således trummans egen excentriska last varieras. För att göra uppbyggnaden av variabla vikten enkel kan fickan vara utformad i en baffel, av vilka det vanligen finns ett antal i trumman. 511616 8 Vidare kan fickan vara försedd med en vätskeport placerad i ett sådant läge att vätskan hålls kvar inuti med hjälp av en centrifugallqaft som verkar på vätskan då trumman roterar med ett varvtal där en centrifugalkraft verkande på tygartiklarna är större än den gravitationslcraft som verkar på tygartiklarna, och där portens placering vidare är sådan att vätska matas ut genom vätskeporten då trumman roteras med ett varvtal där den på tygartiklarna verkande centrifugalkraften är mindre än den på tygartiklarna verkande gravitationslcraften, varigenom trummans tillstànd lätt kan återföras till utgångstillståndet utan excentrisk last genom att den i fickan inrymda vätskan töms genom vätskeporten sedan centrifugeringsoperatio- nen avslutats.

Såsom beskrivits ovan kan vid den första typen av Centrifug enligt uppfinningen onormal vibration och buller undvikas på ett säkert sätt under centrifugeringsope- rationen eftersom trumman roteras med med ett högt varvtal för genomförande av centrifugeringsoperationen endast då den excentriska last som avkänns före centrifugeringsoperationen ligger inom ett sådant tillåtet intervall att den ex- centriska lasten efter centrifiigeringsoperationen kan bringas inom ett önskat intervall. Speciellt, eftersom den excentriska lasten i trumman balanseras med hänsyn till en excentrisk last i själva trumman, blir det tillåtna intervallet för en excentrisk last som avkänns före centrifugeringsoperationen, större. Följaktligen kan tygartiklarna lätt omfördelas i det tillstånd där ingen onormal vibration inträffar under centrifugeringsoperationen, varigenom således centrifugeringsverk- ningsgraden ökas. Eftersom vidare centrifugeringsoperationen utförs med tygar- tiklarna ojämnt fördelade i trumman är det mindre sannolikt att tygartiklarna fastnar i varandra i trummans centrum, och därför är det mindre risk för en "dragkamp" mellan tygartiklarna.

Vid den andra typen av Centrifug är det endast nödvändigt att korrigera läget hos den excentriska lasten till följd av ojämn fördelning av tygartiklar, så att den kommer i förutbestämd närhet till det förutbestämda läget, och storleken på den excentriska lasten kan balanseras senare med hjälp av den variabla vikten. 9 A511 ma' Följaktligen kan vid den andra typen av Centrifug tygartiklarna omiördelas lättare och därför kan centrifugeringsoperationen genomföras på en kortare tid än vad som är fallet vid den första typen av Centrifug.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Pig. 1A är ett vertikalt tvärsnitt som visar hela uppbyggnaden av en tvättmaskin av trumtyp försedd med en Centrifug enligt uppfinningen, fig. lB visar en vy bakifrån av trumman med dess drivmekanism, fig. 2 är ett schematiskt blockschema som visar elsystemet till en tvättmaskin av trumtyp enligt fig. 1, fig. 3 visar grafiskt variationen i motorströmstyrka, fig. 4 visar grafiskt sambandet mellan storleken på den excentriska lasten och amplituden hos fluktuationerna i motorströmstyrka, fig. 5A och 5B visar skillnaden i det tillåtna intervallet för den excentriska lasten mellan det fall då en balansvikt inte förekommer i trumman och det fall då en balansvikt förekommer, fig. 6 är ett flödesschema som visar styrning av centrifugeringsoperationen enligt en utföringsform av uppfinningen, fig. 7A, 7B och 7C visar rörelsen hos tygartiklarna i trumman under centrifuge- ringsoperationen enligt flödesschemat i fig. 6, fig. 8 är ett flödesschema visande ett sätt att styra centrifugeringsoperationen enligt en annan utföringsform, fig. 9 är ett flödesschema visande ett sätt att styra centrifugeringsoperationen enligt ännu en utföringsform, fig. 10A, lOB, lOC och lOD visar rörelse för tygartiklarna i trumman vid Centrifugeringsoperationen enligt flödesschemat i fig. 9, fig. 11A, llB och llC visar tre olika fall där tygartiklar i olika lägen i trumman har olika viktminskningskvoter under en centrifugeringsprocess, fig. 12 är ett flödesschema visande ett sätt att styra centrifugeringsoperationen enligt en annan utföringsform, få. 3.0. 511616 "w fig. 13A, 13B, l3C och 13D visar rörelse hos tyganildarna i trumman under en centrifugeringsoperation enligt flödesschemat i fig. 12, fig. 14 är ett vertikalt tvärsnitt genom en tvättmasldn av trumtyp försedd med en Centrifug enligt en annan utföringsform av uppfinningen, fig. 15 är ett schematiskt blockschema över elsystemet till centrifugen enligt utföringsformen i fig. 14, fig. 16 är ett flödesschema visande sättet att styra centrifugeringsoperationen vid utförandet enligt fig. 14, fig. 17A och 17B visar rörelse tygartiklar i trumman vid centrifugeringsoperatío- nen enligt flödesschemat i fig. 16.

BESKRIVNING Av PÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORNIER Den första utföringsformen av föreliggande uppfinning beskrivs såsom följer. Pig. 1A visar ett vertikalsnitt genom en tvättmaskin av trumtyp försedd med en Centrifug enligt uppfinningen, och fig. lB visar en vy bakifrån av trumman och dess drivmekanism.

En behållare 52 år placerad i ett yttre hölje 50. En trumma 54 för tygartiklar, uppburen av en huvudaxel 64, är anbringad inuti behållaren 52. I periferiväggen på trumman 54 finns perforeringar 56, så att vatten som tillförs i behållaren 52 kommer in i trumman 54, och vidare kan vatten som centrifugeras bort från tygartiklarna lämna trumman 54 via dessa perforeringar. Tre bafflar 58 för att lyfta tygartiklarna då trumman 54 roterar är anordnade på insidan av trumman 54 på inbördes vinkelavstånd av 120°. En balansvikt 60 för att ge trumman 54 en fast excentrisk last är anbringad inuti en av bafflarna 58. Tygartiklar föres in i trumman 54 via en öppning 62.

Huvudaxeln 64 uppbärs av ett lager 66 monterat i behållaren 52, och huvudaxeln 64 är vid sin ände försedd med en huvudremskiva 68. En motor 22 för att rotera trumman 54 är placerad under behållaren 52, och motorn 22 är på sin axel försedd med en motorremskiva 72. Motorremskivan 72 och huvudremskivan 68 lUn |~= C) 11 i 851101 "E61 i är drivande förbundna med hjälp av en V-rem 70. Tvätt- och sköljvatten tillförs utifrån via ett vatteninlopp 74 till behållaren 52, och storleken på vattenflödet regleras med hjälp av en vattentillförselventil 76. Det vatten som finns i be- hållaren 52 för tvättning eller sköljning, eller det vatten som avlägsnas från tygartiklama, dräneras via ett dräneringsutlopp 78, som öppnas och stängs med hjälp av en dräneringsventil 80. En kretsenhet 82 lämnar drivspänning till motorn 22. Kretsenheten 82 innehåller ett styrdon 10, en inverteringsstyrkrets 20 och andra tillhörande kretsar, som beskrivs längre fram. En rotationsgivare består av en fotoemitter 24a och en fotomottagare 24b: fotoemittern 24a är fástad på behållaren 52 och år vänd mot fotomottagaren 24b som är fästad på insidan av det yttre höljet 50 mittemot huvudremskivan 68. En öppning 69 är anordnad i den runtom löpande kanten på huvudremskivan 68 mellan fotoemittern 24a och fotomottagaren 24b. Ljus från fotoemittern 24a passerar öppningen 69 och når fotomottagaren 24b endast en gång under varje rotationsvarv för trumman 54.

Fotomottagaren 24b i rotationsgivaren alstrar således en avkänningssignal (även hänvisad till såsom en rotationsindikator) som är synkroniserad med rotationen hos trumman 54.

Hämäst beskrivs uppbyggnaden och funktionen hos det elektriska systemet med hänvisning till fig. 2, vars huvuddel är inkluderad i kretsenheten 82. Styrdonet 10 innehåller flera mikrodatorer och består av en central styrenhet 12, en varvtalssty- renhet 14 och en bedömningsenhet för excentrisk last 16. Bedömningsenheten för excentrisk last 16 består av en toppvärdesavkänningsenhet 161, en lägesbedöm- ningsenhet 162, en amplitudberäkningsenhet 163, en amplitudbedömningsenhet 164 samt en OCH-grind 165. Förutom styrdonet 10 är kretsenheten 82 försedd med en inverteringsstyrkrets 20, en rotationsgivare 24, en avkänningskrets för motorströmstyrka 26 samt en manöverenhet 28.

Program för att genomföra en tvättning, inklusive tvätt, sköljning och centrifuge- ring är i förväg lagrade i den centrala styrenheten 12. Då en användare manövre- rar en eller flera tangenter i manöverenheten 28 för att välja ett av flera Centrifu- _3_0. 511616 A12 geringsprogram såsom funktion av, t.ex., typen av tyg i artikeln, och manövrerar en tangent för att påbörja centrifugeringsprocessen, läser den centrala styrenheten 12 ut det program som valts ur minnet och genomför programmet och åstad- kommer centrifugering.

Varvtalsstyrenheten 14 avger till inverteringsstyrkretsen 20 en varvtalssignal såsom funktion av det valda programmet, varvid varvtalssignalen också anger rotationsriktningen för trumman 54. Inverteringsstyrkretsen 20 omvandlar varvtalssignalen till en pulsbreddmodulerad (PWM) signal och påför en drivspän- ning motsvarande PWM-signalen på motorn 22. Varvtalsstyrenheten 14 och inverteringsstyrlcretsen 20 fungerar således tillsammans såsom varvtalsstyrdon.

Den elektriska strömmen till motorn 22 avkånns av avkänningskretsen för motorströmstyrka 26, vars signal sänds till bedömningsenheten för excentrisk last 16. Om en excentrisk last förekommer i trumman 54 avkänns fluktuationer i motorströmstyrkan till följd av den excentriska lasten. Pig. 3 visar ett exempel på en vågform som representerar det effektiva värdet på motorströmstyrkan. I detta diagram är en rotationsmarkör en signal som indikerar varje rotation för trumman 54, och som alstras av rotationsgivaren 24 såsom beskrivits ovan. Såsom visas i fig. 3 är fluktuationerna i motorströmstyrka synkroniserade med rotationscykeln för trumman 54 om det förekommer en excentrisk last, dvs. en positiv och negativ topp eller toppar i fluktuationerna av motorströmstyrka uppträder i nästan samma läge i förhållande till rotationsmarkören vid varje rotationsvarv för trumman 54. Läget för en positiv topp i en cykel motsvarar det läge i trumman där den excentriska lasten finns. Amplituden hos fluktuationema av motorström- styrkan motsvarar storleken på den excentriska lasten. Pig. 4 visar ett exempel på en kurva som visar sambandet mellan värdena för förutbestämda kända storlekar på den excentriska lasten och värden på amplituden hos fluktuationerna i motor- strömstyrka. Med hjälp av en sådan kurva kan storleken på en excentrisk last avläsas på basis av amplituden hos fluktuationerna i motorströmstyrka. Eftersom det finns ett antal faktorer förutom den excentriska lasten som förorsakar fluktua- 13 i 51171 i* 61 6 tioner i motorströmstyrka är det fördelaktigt att ur fluktuationerna ñltrera ut en komponent som har en frekvens nära den som motsvarar varvtalet för trumman 54, varigenom amplituden på fluktuationerna till följd av den excentriska lasten kan mätas mera noggrant.

Bedömningsenheten för excentrisk last 16 beräknar storleken på den excentriska lasten på basis av avkänningssignalen från avkänningskretsen för motorströmstyr- ka 26, och bedömer lasttillståndet enligt följande. Toppvärdesavkänningsenheten 161 avkänner både en positiv topp och en negativ topp i fluktuationerna i motor- strömstyrkan i varje intervall mellan de rotationsmarkörer som genereras av rotationsgivaren 24 (dvs. för varje rotationsvarv hos trumman 54). Data för lägena hos de positiva och negativa topparna sänds till lägesbedömningsenheten 162 och data för amplituderna hos topparna sänds till amplitudberäkningsenheten 163.

Läget för de positiva topparna motsvarar läget för den excentriska lasten. Läges- bedömningsenheten 162 avkänner således först fördröjningstiden från rotations- markören till den positiva toppen och beräknar därefter, på basis av fördröjnings- tiden, läget för den excentriska lasten på insidan av trumman 54. Då läget för den excentriska lasten bedöms vara i närheten av ett önskvärt läge avger lägesbe- dömningsenheten 162 en högnivåsignal. Härvid är det önskvärda läget ett läge 180° mittemot balansvikten 60, och ett tillåtet intervall förutbestäms i närheten av nämnda önskvärda läge, med hänsyn till sådana faktorer som sker i lägesavkän- ningen och ojämn fördelning av tygartiklarna.

Amplitudberäkningsenheten 163 beräknar amplituden hos fluktuationerna i _ motorströmstyrka under varje rotationsvarv för trumman 54, på basis av de positiva och negativa toppvärdena. Såsom framgår av fig. 4 motsvarar amplituden storleken på den excentriska lasten. Bedömning på basis av amplituden av fluktuationerna ger därför samma resultat som bedömning på basis av storleken av den excentriska lasten. Amplitudbedömningsenheten 164 bedömer således om 'lbi iQ 511616 214 amplituden är inom det förutbestämda intervallet, och avger en högnivåsignal om amplituden är inom det förutbestämda intervallet. Härvid är, såsom beskrivs längre fram, det förutbestämda intervallet ett tillåtet intervall som bestäms i förväg med hänsyn till sådana faktorer som en tillåten storlek på den excentriska lasten efter centrifugeringsoperationen, och storleken på balansvikten 60.

Resultatet av bedömningen av läget och storleken på den excentriska lasten påföres OCH-grinden 165 som ger den logiska produkten av de två resultaten.

OCH-grinden 165 sänder en högnivåsignal till varvtalsstyrenheten 14 endast då storleken på den excentriska lasten ligger inom det förutbestämda intervallet och då läget är mittemot i en vinkel av väsentligen 180° mot balansvikten 60. Då varvtalsstyrenheten 14 får resultatet frân bedömningen medan den styr motorn 22 att rotera trumman 54 med ett förutbestämt varvtal (kommer att beskrivas längre fram), ändrar den den varvtalsbestämmande signalen på basis av resultatet av bedömningen av den excentriska lasten.

Härnäst förklaras skillnaden i det tillåtna intervallet för storleken av den ex- centriska lasten med hänvisning till fig. 5A och SB, mellan ett fall där en trumma har sin egen excentriska last, såsom enligt föreliggande uppfinning, och det konventionella fallet där trumman inte har någon excentrisk last. Det antages här att den minsta storlek på den excentriska lasten som förorsakar en onormal vibration under centrifugeringsoperationen är 100 g, och att vikten av en tygarti- kel efter centrifugering minskar till hälften av vad den var före centrifugeringen. (i) Trumman har ingen egen excentrisk last.

Då en excentrisk last, såsom i fig. 5A, utgörs av två obalanserade våta tygartiklar med olika vikt ml och m2 vilka före en centrifugeringsprocess är belägna mittemot varandra i trumman, bestäms villkoret för att inte åstadkomma någon onormal vibration under centrifugeringsprocessen av följande formel: i m1- m2' /2 s 100 (1), 15 5101 616)) vilket omslqives såsom | m1-m2| _<. zoo (2).

Formeln (2) visar att onormal vibration kan undvikas under en centrifugerings- operation om tygartiklarna är så fördelade att den excentriska lasten är rnindre än 200 g före centrifugeringen. (ii) Trumman har en egen excentrisk last med massan Mg Då en excentrisk last, såsom i fig. SB, utgörs av två våta tygartiklar med olika vikter ml och m2 före centrifugering och balansvikten 60 har massan M g, bestäms villkoret för att inte förorsaka någon onormal vibration under centrifuge- ringen av följande formler: (m2/2) - [(m1/2) + M] 5 100 (3), [(ml/2) + M] - (m2/2) S 100 (4).

Under antagande att M = 300 g, kan de tvâ forrnlerna kombineras enligt följan- de: 400 SmZ-ml S800 ...(5).

Enligt formeln (5) kan det tillåtna intervallet för storleken på den excentriska lasten före centrifugeringen anges såsom: 100 _<_ m2- (ml + M) s 500 (6). (iii) Skillnad mellan fallet ((i) och fallet (ii) beträffande det tillåtna intervallet.

Genom att jämföra formeln (2) med formeln (6) kan det visas att det tillåtna intervallet för storleken av den excentriska lasten före centrifugeringen fördubblas genom att anbringa vikten på trumman. Resultatet blir att arbetet med att bringa den excentriska lasten inom det tillåtna intervallet genom att sprida och omfördela tygartiklarna i trumman blir lättare.

Il\J IK!! 51 1 61 6 16 (iv) Skillnad mellan fallet (i) och fallet (ii) med avseende på precision vid avkânning av den excentriska lasten.

Vid den ovan beskrivna metoden att avkänna den excentriska lasten på basis av fluktuationerna i motorströmstyrka blir precisionen i avkänningen dålig när den excentriska lasten är liten, och då den excentriska lasten är mindre än ett visst värde kan den inte längre avkännas på grund av andra störfaktorer. I fig. 4 är t.ex. en excentrisk last under 200 g omöjlig att avkänna, och en excentrisk last uppgående till mellan 200 och 300 g kan inte avkännas med noggrannhet, och det avkånda resultatet är otillförlitligt. Praktiskt är det därför mycket svårt att omfördela tygartiklarna så att formeln (2) uppfylls.

Om den minsta excentriska last som säkert kan avkännas uppgår till 300 g i det ovan angivna fallet (ii), så anges villkoret för att avkänna en excentrisk last före centrifugeringen enligt följande: m2-(ml +M) 2300 ...(7).

Om M = 300 g, kan det tillåtna intervallet för en excentrisk last som kan avkännas före centrifugeringen och inte ger upphov till onormal vibration anges enligt följande: 300 S m2 - (ml + M) š 500 (S).

Ovanstående formel anger att genom att anbringa en vikt på trumman flyttas det tillåtna intervallet fór en excentrisk last före centrifugeringen till ett läge där den excentriska lasten kan upptäckas lättare och mera precist.

Såsom angivits ovan kan följande två fördelar uppnås då tmmman 54 har sin egen excentriska last genom att balansvikten 60 är fästad på densamma: 1) det tillåtna intervallet för storleken på den excentriska lasten är större, var- igenom den excentriska lasten hamnar inom det tillåtna intervallet med en större sannolikhet då tygartiklarna omfördelas i trumman; och lå! 170 i 510,1 må" 2) det tillåtna intervallet för storleken på den excentriska lasten för centrifugering- en kan bestämmas på ett sådant sätt att den excentriska lasten avkänns mera exakt, så att onormal vibration under centrifugeringen till följd av en felaktigt tillåten excentrisk last kan undvikas.

Dessutom kan det tillåtna intervallet för storleken på den excentriska lasten före centrifugeringen varieras genom att ändra storleken på balansvikten 60, som i det ovan angivna exemplet antages vara 300 g. Allmänt, då den excentriska lasten efter centtifugeringen skall understiga P g, ges det tillåtna intervallet för den excentriska lasten före centrifugeringen av följande formel: M-2PSm2-(ml+M)sM+2P ...(9).

Under förutsättning att den minsta avkännbara excentriska lasten år Q g, bestäms det tillåtna intervallet för den excentriska last som kan avkännas före centrifuge- ringen och som inte ger någon onormal vibration under centrifugeringen av följande formel: QSm2-(m1+M)$M+2P ...(lO).

Det bör observeras att formeln (10) inte kan satisfieras då den totala vikten på tygartiklarna understiger (M + Q) g. Följaktligen måste vikten på tygartiklarna vara lika med eller större än (Q + M) g.

Sättet att utföra centrifugeringen förklaras nedan med hänvisning till flödessche- mat i fig. 6. Härvid antages balansviktens massa uppgå till 300 g och den maximalt tillåtna excentriska lasten efter centrifugering antages uppgå till 100 g.

Fördelningen av tygartiklar i trumman 54 är den som visas i fig. 7A vid början av centrifugeringen, efter fullbordad sköljning. Med start härifrån oscilleras trumman 54 för att korrigera den excentriska lasten så att den satisfierar den ovanstående formeln (8) (steg S10). Härvid erfordras att tygartiklarna är så fördelade att den excentriska last som de ger upphov till ligger mellan 300 och IUI 511 616 18 500 g före centrifugeringen och befinner sig i närheten av ett läge L2 som beñnner sig i en vinkel l80° mittemot läget L1 för balansvikten 60. Först utföres således en oscillering med lågt varvtal, varvid trumman 54 alternerande roteras framåt och bakåt vid ett mycket lågt varvtal Nl, Lex. 10-20 r/min, med en rotationsamplitud på l80°, under bibehållande av läget för balansvikten 60 ovanför centrum på trumman 54, varigenom tygartiklarna fördelas i området mellan ett läge L3 och ett läge L4 i trumman 54, centrerade kring läget L2 (ñg. 7B).

Under oscilleringen avger varvtalsstyrenheten 14 en varvtalssignal för att rotera trumman 54 vid ett lågt varvtal Nl, avkänner läget på balansvikten 60 på basis av en signal från rotationsgivaren 24 och instruerar inverteringsstyrkretsen 20 att reversera rotationsriktningen för trumman 54 för varje l80° vinkel, bibehållande läget för balansvikten 60 ovanför centrum på trumman 54. Inverteringsstyrkretsen 20 påför spänning på motorn 22 enligt instruktionen.

Rotationsriktningen reverseras flera gånger under oscilleringen med lågt varvtal.

Därefter genomförs rotation vid lågt varvtal (steg Sll). I steg Sll avger varvtals- styrenheten 14 en varvtalssignal så att trumman 54 roteras i samma riktning som under centrifugeringen vid ett lågt varvtal N2 som är något högre än ett varvtal där den på tygartiklarna i trumman 54 verkande centrifugalkraften är lika stor som gravitationskraften. Inverteringsstyrkretsen 20 påför spänning på motorn 22 på basis av varvtalssignalen. Det låga varvtalet N2 bestäms till cirka 50 r/min. då trummans diameter uppgår till 700 mm, och till cirka 86 r/min. då trummans diameter uppgår till 910 mm, exempelvis.

Sedan varvtalet på trumman 54 ökats till det låga varvtalet N2 pressas tygartiklar- na an mot insidan i trumman 54 (fig. 7C). Där bedömer bedömningsenheten för excentrisk last 16 storleken och läget på den excentriska lasten, såsom beskrivits ovan. Konkret avkänner bedömningsenheten för excentrisk last 16 storleken och läget på den excentriska lasten på basis av de fluktuationer i motorns strömstyrka lëå 19 5 1 1 61 6 som avkänns av avkänningskretsen för motorstyrka 26 och bedömer om storleken på den excentriska lasten ligger inom intervallet 300-500 g, och om läget för den excentriska lasten är inom det förutbestämda intervallet i närheten av läget L2 (steg S12).

Under förutsättning att våta tygartiklar med en total massa på 1 kg finns i trumman 54, och att de genom oscilleringssteget S10 fördelats pá ett sådant sätt att ingen tygartikel befinner sig i läget L1 kommer 800 g att vara placerade vid L2, 100 g vid L3 och 100 g vid 1.4. Storleken på den excentriska lasten är 500 g och läget för den är i detta fall i närheten av läget L2. Bedömningsenheten för excentrisk last 16 avger därför en högnivåsignal till varvtalsstyrenheten 14, varigenom processen fortsätter från steg S12 till steg S13, där centrifugering vid ett mellanvarvtal utförs. Konkret avger van/talsstyrenheten 14 på basis av högnivåsignalen från bedömningsenheten för excentrisk last 16, en varvtalssignal så att trumman 54 roteras med ett mellanvarvtal N3. Inverteringsstyrkretsen 20 påför spänning på motorn 22 på basis av varvtalssignalen. Mellanvarvtalet N3 bestäms till cirka 500 r/min. då diametern på trumman uppgår till 700 mm.

Centrifugeringen vid mellanvarvtal avlägsnar i huvudsak vattnet från tygarfiklar- H8.

Efter centrifugeringen vid mellanvarvtal fortsätter processen från steg S13 till steg S14, där centrifugering med högt varvtal genomförs. Härvid avger varvtals- styrenheten 14 en varvtalssignal så att trumman roteras med ett högt varvtal N4.

Inverteringsstyrkretsen 20 påför en spänning på motorn 22 på basis av varvtals- signalen. Det höga varvtalet N4 bestäms till cirka 700 r/min. då diametern på trumman uppgår till 700 mm. Det är önskvärt att det höga varvtalet N4 bestäms på basis av den centrifugeringstyp som väljs av användaren såsom funktion av typen av tyg i artikeln, eller på basis av andra faktorer.

Om storleken på den excentriska lasten ligger utanför det förutbestämda in- tervallet, eller om läget för den excentriska lasten inte är i närheten av läget L2, IUI 511616 '20 så upprepas stegen S10-S12 pá nytt och en ny bedömning görs av om den excentriska lasten har korrigerats genom den ovan beskrivna oscilleringsoperatio- 11611.

Vid oscilleringsoperationen enligt steg S10 kan rotationen styras på annat sätt än enligt ovan. Enligt en sådan metod roteras trumman 54 först i en riktning motsatt rotationsriktningen under centrifugeringen vid ett varvtal av 10-20 r/min. med en rotationsvinkel av cirka 90°, varefter riktningen reverseras och trumman 54 roteras med det låga varvtalet N2. Genom denna metod kommer, då rotationen för trumman 54 reverseras, tygartiklarna att förflyttas i trumman 54. Det är önskvärt att välja en lämplig metod för att oscillera trumman 54 på basis av sådana faktorer som diameter hos trumman 54 samt höjd, form och antal av bafflarna 58.

Tygartiklarna kan bringas att förflyttas till ett förutbestämt läge genom ett annat sätt att rotera trumman än genom oscillering av trumman enligt ovan. Pig. 8 visar ett flödesschema som förklarar styrmetoden för en centrifugering där den andra metoden för omfördelning av tygartiklarna tillämpas. Flödesschemat enligt fig. 8 är detsamma i fig. 6, med undantag av att det i stället för steget S10 i fig. 6 har ett steg S15 för att rotera trumman 54 med ett varvtal nära det låga varvtalet N2.

I steget S15 sätter varvtalsstyrenheten 14 varvtalet för trumman 54 något högre än ett varvtal där den på tygartiklarna verkande centrifugallcraften är lika stor som gravitationskraften. Härvid kan t.ex. varvtalet vara detsamma som det låga varvtalet NZ vid vilket den excentriska lasten bedöms. Vid ett sådant varvtal är den på tygartiklarna verkande centrifugalkraften något större än gravitationskraf- ten, varför tygartiklarna pressas an mot insidan i trumman 54. Därefter ändras varvtalet till i närheten av det låga varvtalet NZ för varje enstaka eller flertal rotationsvarv för trumman 54. Dâ varvtalet ändras flyttas de tygartiklar som pressas an mot insidan av trumman 54, längs trummans vägg. 21 511 616 Då enligt denna metod omfördelningen genomförs i steg S15 roteras trumman 54 med ett varvtal nära det varvtal vid vilket den excentriska lasten bedöms, och därför kan stegen S11 och S15 lättare repeteras. Omfördelningsoperationen genomförs under en kort tidrymd i steg S15, varefter den excentriska lasten bedöms i steg S11 för att avkänna tillståndet hos den excentriska lasten och, om nödvändigt, utförs steget S15 på nytt för att på nytt omfördela tygartiklarna.

Genom att repetera den ovan beskrivna processen kan den excentriska lasten korrigeras gradvis, och då den excentriska lasten befinns ha önskad storlek och läge fortsätter processen från steg S12 till steg S13.

En tredje metod för att snabbt omfördela tygartiklarna förklaras nedan. Vanligen innehåller tygartiklarna omedelbart efter sköljning en mängd vatten och befinner sig i den undre delen av trumman 54. Vidare är ett flertal tygartiklar ihoptrassla- de och det är svårt att omfördela dem utan att frigöra dem från varandra. Enligt föreliggande metod roteras därför trumman 54 först under en förutbestämd tidrymd med ett varvtal där den på tygartiklarna verkande centrifugallqaften är mindre än gravitationslcraften, varigenom tygartiklarna frigörs från varandra.

Därefter, med utgångspunkt från det läge där balansvikten 60 befinner sig ovanför centrum på trumman 54, ökas varvtalet på trumman 54 till ett varvtal där den på tygartiklarna verkande centrifugallcraften är något större än gravitations- kraften, och den excentriska lasten bedöms vid detta varvtal.

Om en tygartikel förblir fastpressad mot insidan av trumman 54 eller faller ned under rotationen beror väsentligen på skillnaden i storlek mellan den centrifugal- kraft och den gravitationskraft som verkar på tygartikeln. Dä två tygartiklar som har samma vikt roterar vid samma varvtal är centrifugalkraften på den tyganikel som' är belägen närmare centrum i trumman 54 mindre än den centrifugalkraft som verkar på den andra artikeln som är belägen närmare väggen. Resultatet blir att den tygartikel som är belägen närmare centrum i trumman 54 faller eller förflyttas under rotationen innan varvtalet hos trumman 54 når det varvtal vid vilket den excentriska lasten för trumman 54 avkänns. Om här rotationen på «I lut 511 616 "22 trumman 54 accelereras på ett lämpligt sätt, beskrivet längre fram, samlas flertalet tygartiklar i närheten av läget L3 beläget i en vinkel 180° relativt balansvikten 60, och andra tygartiklar fördelas pá andra ställen längs innerväggen i trumman 54, varigenom den excentxiska lasten lättare kan bringas till önskad storlek.

Fig. 9 är ett flödesschema visande sättet att genomföra en centrifugering enligt den tredje metoden. Härvid antages massan på balansvikten 60 uppgå till 300 g och den maximalt tillåtna excentriska lasten efter centrifugeringen antages uppgå till 100 g.

Alldeles innan centrifugeringen påbörjas är tygartiklarna ihopklämda och staplade på varandra i den undre delen av trumman 54, såsom visas i ñg. 10A. Då centrifugeringen börjar genomförs först en lösgörings- och frigöringsoperation på tygartiklarna (steg S20). Härvid ger varvtalsstyrenheten 14 en varvtalssignal så att trumman 54 roteras med ett lågt varvtal N1 där den på tygartiklarna verkande gravitationskraften är något större än centrifugalkraften. Inverteringsstyrkretsen 20 påför spänning på motom 22 såsom funktion av varvtalssignalen. Det låga varvtalet Nl bestäms till cirka 20 r/min. då diametern på trumman uppgår till 700 mm, och till cirka 30 r/min då diametern uppgår till 910 mm.

Då trumman 54 roteras med ett ovan beskrivet varvtal skakas tygartiklarna om enligt fig. l0B, varigenom ihopflätade tygartildar frigörs från varandra och luft införes mellan tygartiklarna samt inuti varje tygartikel. Då trumman 54 stoppas temporärt efter utförd frigöringsoperation under en förutbestämd tidrymd (steg S21), är därför den utvändiga volymen av tygartiklarna större än före frigörandet.

I ett sådant frigjort tillstånd kan vaije tygartikel lättare förflyttas. I samband med den ökade utvändiga volymen kommer variationen i avstånd mellan varje tygarti- kel och centrumaxellinjen på trumman 54 att öka.

B 0230 511616 Därnäst, med utgångspunkt från det tillstånd där balansvikten 60 befinner sig överst, såsom visas i fig. lOC, roteras trumman 54 i en riktning motsatt den riktning som användes för frigöringsoperationen. Varvtalet hos trumman 54 ökas gradvis till det låga varvtalet N2 för bedömning av den excentriska lasten (steg S22). Varvtalsstyrenheten 14 ökar storleken på vazvtalssignalen steg för steg till ett värde motsvarar det låga varvtalet N2. Inverteringsstyrlcretsen 20 påför spänning på motom 22 såsom funktion av vaivtalssignalen.

Vid ökning av varvtalet hos trumman 54 till det låga varvtalet N2 bör följande punkter beaktas. Då trumman 54 accelereras alltför snabbt omfördelas inte tygartiklama utan förblir samlade nära läget L2. Vidare glider tygartiklama tillsammans i en riktning motsatt rotationsriktningen, dvs. i riktning mot läget 1.3 i fig. l0D på grund av den plötsliga accelerationen, och således kan en till- fredsställande lastbalans inte uppnås. Då trumman 54 å andra sidan accelereras alltför långsamt kan heller inte en tillfredsställande lastbalans uppnås även om tygartiklarna i viss omfattning kan omfördelas, eftersom tygartiklarna nära läget L2 glider framåt, dvs. i riktning mot läget L4 i fig. l0D, detta till följd av gravitationskraften då trumman 54 roteras vid ett varvtal något lägre än det varvtal vid vilket centrifugallcraften och gravitationskraften är lika stora på en tygaitikel som pressas mot insidan av trumman 54. Då exempelvis den totala vikten av tygartiklarna är 6 kg, trummans diameter år 910 mm och det låga varvtalet N2 uppgår till 86 r/min. så uppgår accelerationen till 1,2-2,4 [1rrad/s2], så att varvtalet hos trumman ökas från det låga varvtalet N2 på 1,2-2,4 s från Start.

Då varvtalet hos trumman 54 når det låga varvtalet N2 pressas samtliga tygartik- lar an mot insidan av trumman 54 (fig. l0D). Här bedöms storleken och läget av den excentriska lasten på det sätt som angivits ovan (steg S12), och då de förutbestämda villkoren är uppfyllda fortsätter processen från steget S13 till steget S14, där centrifugering vid mellanvarvtal och höghastighetscentrifugering genom- förs. '1 _ läs' 511 6165 “24 I föregående resonemang antogs att vikten hos varje tygartikel rninskar till hälften efter centrifugeringen. Rent praktiskt är vattenabsorptionskvoten för en tygartikel väsentligt beroende på typen av material i tyget och på typen av tyg (eller vävning eller liknande) och varje tygartikel har följaktligen sin egen viktminsk- ningskvot. Då det förekommer flera tygartiklar med olika viktminskningskvoter inträffar följande fenomen vid omfördelning av tygartiklarna.

I det första fallet antages det att massan hos balansvikten 60 är 400 g, att våta tygartiklar med en total vikt på 1,4 kg inklusive vatten inryms i trumman 54 och att vikten hos varje tygartikel minskar till hälften genom centrifugeringen. Före centrifugeringen antages tygartiklarna vara fördelade i trumman på ett sådant sätt att: ingen massa finns vid läget Ll, en massa på 800 g vid L2, en massa på 300 g vid L3, samt en massa på 300 g vid L4, vilket sammanlagt gör 1,4 kg. I detta fall är storleken på den excentriska lasten 400 g och dess läge är i närheten av läget L2 (fig. llA). Enligt antagandet att vikten hos varje tyganíkel minskar till hälften genom centrifugeringen, blir massfördelningen efter centrifugeringen följande: ingen massa vid läget Ll, en massa på 400 g vid L2, en massa på 150 g vid L3, samt en massa på 150 g vid L4. Resultatet blir att det inte finns någon excentrisk last eftersom lasten från alla tygartiklar helt balanseras av balansvikten 60 (fig. llB).

I det andra fallet inryms våta tygartiklar vägande totalt 1,4 kg i trumman 54 och massfördelningen för tygartiklarna är sådan att: ingen massa finns vid läget Ll, en massa på 800 g vid L2, en massa på 300 g vid L3, och en massa på 300 g vid L4, såsom vid fallet ovan. Nu antages emellertid tygartiklarna ha olika vatten- absorptionskvoter. Detta innebär att vikten av tygartikeln (eller artiklarna) vid läget L2 minskar till l/2, vid L3 till l/3, och vid L4 till 2/3 genom centrifuge- ringen. I detta fall blir massfördelningen efter centrifugeringen följande: ingen massa vid läget Ll, en massa på 400 g vid L2, en massa på 100 g vid 1.3, samt en massa på 200 g vid IA. Här finns en excentrisk last på 100 g vid läget L4 (fig. llC). Således, även om massfördelningen är densamma vid den tidpunkt då Is |l v25' 511 61610 den excentriska lasten bedöms, kan både storlek och läge för den excentriska lasten ändras under centiifugeñngen.

Det ovan beskrivna problemet inträffar då tygartiklar med olika viktminsknings- kvoter fördelas oregelbundet i trumman 54. Om, å andra sidan, tygartiklarna från början är så fördelade att de artiklar som har hög viktminskningskvot befinner sig vid läget L2 och de artiklar som har låg viktminskningskvot befinner sig vid lägena L3 och L4 kan en sådan skiftning av den excentriska lasten enligt ovan förhindras. En sådan initialfördelning kan uppnås om tygartiklarna kan separeras på basis av vattenabsorptionskvot före omfördelningsoperationen, dvs. den excentriska lasten balanseras om de tygartiklar som har hög vattenabsorptionskvot är samlade i läget en vinkel l80° från balansvikten 60, dvs. mittemot denna.

Sättet att genomföra centrifugeringen med ovan beskrivna omfördelningsmetod förklaras i det följande med hänvisning till flödesschemat i ñg. 12.

Alldeles innan centrifugeringen påbörjas är tygartiklarna ihoptryckta och staplade på varandra i den undre delen av trumman 54, såsom visas i ñg. 13A. För att separera tygartiklarna på basis av vattenabsorptionskvot genomförs en oscille- ringsoperation (steg S23). Härvid avger varvtalsstyrenheten 14 varvtalssignaler för att genomföra den nedan beskrivna oscilleringsoperationen, och inverterings- styrkretsen 20 påför spänning på motorn på basis av varvtalssignalen.

Med utgångspunkt från det läge där trumman hålls med balansvikten 60 ungefärli- gen överst oscilleras trumman 54 framåt och bakåt med en vinkel på cirka 90°- l20°. Oscillationen upprepas några gånger, och oscilleringsvarvtalet bestäms så att cykeltiden för en oscillation är cirka 1-2 s, varigenom några av tygartiklarna i trumman 54 flyttas förbi, bafflarna 58 (fig. l3B). Därefter, på nytt med start från det läge där trumman hålls med balansvikten 60 väsentligen på toppen, oscilleras trumman 54 framåt och bakåt en mindre vinkel av cirka 30°-45°. Oscillationen upprepas cirka tio gånger, och oscilleringsvarvtalet bestäms så att cykeltiden för IC. i IN lUt 511616 426 en oscillation är cirka 0,5 s eller mindre, varigenom tygartiklarna mellan de två bafflarna 58 i den undre delen av trumman 54 skakas framåt och bakåt. Genom de nämnda två oscilleringsoperationerna sjunker tygartiklar som absorberar mera vatten och har större densitet ned mot botten på trumman 54 medan tygartiklar som absorberar mindre vatten och som har mindre densitet stiger upp. Härigenom separeras således tygartiklar-na i övre och undre grupper på basis av vattenabsorp- tionskvoten.

Därefter, med start från det tillstånd där balansvikten 60 hålls väsentligen på toppen, accelereras trumman 54 tills dess att dess varvtal när det låga varvtalet N2 för bedömning av den excentriska lasten (steg S22). Härvid ökar varvtalsstyr- enheten 14 värdet på varvtalssignalen steg för steg upp till ett värde motsvarande det låga varvtalet N2. Inverteringsstyrkretsen 20 påför spänning på motorn 22 på basis av varvtalssignalen.

Den på en tygartikel verkande centrifugalkraften blir mindre då tygartikeln befinner sig närmare rotationscentrum i trumman 54. Därför finns det ett varvtal, som är lägre än det låga varvtalet N2, där den centrifugallcraft som verkar på tygartiklar belägna närmare centrum på trumman 54 är mindre än gravitations- kraften, medan den centrifugalkraft som verkar på tygartiklar belägna närmare väggen på trumman 54 är större än gravitationskraften. Vid ett sådant varvtal faller eller förflyttas under rotationen (fig. l3C) de tygartiklar som har mindre densitet. Resultatet blir att tygartiklar som har större densitet förblir kvar kring läget L2 mittemot en vinkel 180° från balansvikten 60, medan tygartiklar med en mindre densitet fördelas på de andra ställena på innerväggen i trumman 54. Vid acceleration av trumman 54 tills dess att dess varvtal når det låga varvtalet N2 kan tygartiklar omfördelas på ett lämpligt sätt under samma villkor som beskrivits i anslutning till fig. 9.

Då varvtalet hos trumman 54 nått det låga varvtalet N2 pressas samtliga tygartik- lar an mot insidan av väggen i trumman 54 (ñg. l3D), och storlek och läge hos '27 i 551196196 i den excentriska lasten bedöms av bedömningsenheten för excentrisk last 16, såsom tidigare beskrivits (steg S12). Då den excentriska lasten uppfyller villkoren där fortsätter processen frán steg S13 till steg S14, där centrifugering med mellanvarvtal och med högt varvtal utförs.

I samtliga ovanstående utföringsformer antages balansvikten 60 ha en fix massa. I följande utföringsform beskrivs däremot en Centrifug där vikten har variabel storlek. Fig. 14 visar ett vertikalt snitt genom en tvättmaskin av trumtyp försedd med en Centrifug enligt uppfinningen, och fig. l5 visar ett blockschema över det elektriska systemet i centrifugen, samt fig. 16 visar ett flödesschema som för- klarar hur centrifugeringen styrs, och fig. 17A och l7B visar tygartiklarnas rörelse i trumman.

Först beskrivs hur den i fig. 14 visade centrifugen enligt uppñnningen är upp- byggd i jämförelse med centrifugen i fig. l. Tre bafflar 58 för att lyfta tygartiklar under rotationen hos trumman 54 är anordnade pá insidan av väggen till trumman 54 på inbördes vinkelavstånd av l20°. En ficka 6OB för förvaring av vatten är anordnad inuti en av bafflarna 58. En andel av det vatten som tillförs via vatten- inloppet 74 tillförs via en viktvattentillförselventil 84 till en vattenstrålpump 86.

Vattnet pumpas av vattenstrálpumpen 86 och sprutas från ett insprutningsmun- stycket 88 in genom en insprutningsport 90 in i fickan 6OB. Insprutningsporten 90 är utformad i en ände på fickan 6OB vid ett läge närmare centrum på trumman 54. Dä trumman 54 roterar med ett varvtal där den på vattnet i fickan 6OB verkande cenuifugalkraften är större än gravitationskraften rinner vattnet i fickan 6OB inte ut genom insprutningsporten 90; och då trumman 54 roterar med ett varvtal där den pâ vattnet i fickan 60B verkande centrifugalhaften är mindre än gravitationskraften rinner vatten i fickan 6OB ut genom insprutningsporten 90 i det ögonblick då fickan 6OB kommer till toppen.

Härnäst beskrivs utformning och funktion för det elektriska system som beskrivs i fig. l5. En avkänningsenhet för excentrisk last 15 avkänner storleken och läget 3G 511 616 128 hos den excentriska lasten pà basis av signalen från avkänningskretsen för nietorströmstyrka 26, och data för storlek och läge sänds till bedömningsenheten för excentrisk last 16. Bedömningsenheten för excentrisk last 16 bedömer om läget för den excentriska lasten ligger inom ett önskvärt intervall på insidan av omkretsväggen i trumman 54. Det önskvärda intervallet är ett tillåtet intervall som är förutbestämt i närheten av ett läge l80° mittemot den baffel i vilken fickan 6OB är belägen. Vid fórutbestämning av det önskvärda intervallet beaktas sådana faktorer som fel i lägesavkänning och ojämnhet i fördelning av tygartiklar- na. Bedömningsenheten för excentrisk last 16 bedömer vidare om storleken på den excentriska lasten ligger inom ett förutbestämt intervall. Det förutbestämda intervallet är ett tillåtet intervall som fórutbestämts på basis av sådana faktorer som det tillåtna intervallet för den excentriska lasten efter centrifugeringen, vikten på det vatten som sprutas in i fickan 6OB, dvs. den excentriska lasten hos själva trumman 54.

Resultatet av den bedömning som görs av bedömningsenheten för excentrisk last 16 sänds både till varvtalsstyrenheten 14 och till en vatteninsprutningsstyrenhet 17. Varvtalsstyrenheten 14 avger en varvtalssignal för att ändra varvtalet hos motorn 22 på basis av resultatet av bedömningen av den excentriska lasten.

Vatteninsprutningsstyrenheten 17 driver vattenstrålpumpen 86 att börja och sluta spruta in vatten från insprutningsmunstycket 88 i fickan 6OB pá basis av resultatet av bedömningen.

Vid föreliggande centrifug fungerar det i fickan 6OB lagrade vattnet såsom en balansvikt, och lastbalansen kan ändras genom att ändra mängden vatten i fickan 6OB.

Sättet att genomföra centrifugeringen beskrivs i det följande med hänvisning till fig. 16. Härvid antages den maximalt tillåtna excentriska lasten efter centrifuge- ringen att uppgå till 200 g.

LN |Jl 29 51 'l 61 6 Fördelningen av tygartiklar i trumman 54 är den som visas i fig. 17A i början av centñfugeringen, efter avslutad sköljning. Här har trumman 54 ingen egen excentrisk last eftersom vatten inte har sprutats in i fickan 60B. Med start härifrån utförs först en fördelningsoperation med lågt varvtal så att tygartiklarna skakas om och fördelas längs innerväggen på trumman 54 (steg S30). Rent konkret avger varvtalsstyrcnheten 14 en varvtalssignal så att trumman S4 roteras med ett första varvtal V1 där den på tygartiklarna verkande centrifugallaaften är mindre gravitationskraften. Inverteringsstyrkretsen 20 päför spänning på motorn 22 såsom funktion av varvtalssignalen. Det eftersträvas att låta varvtalet variera i närheten av varvtalet V1 för att underlätta för tygartiklarna att förflytta sig i trumman 54.

Därnäst utföres en avkänningsoperation vid lågt varvtal för att avkänna den excentriska lasten till följd av den ojämna fördelningen av tygartiklar (steg S31).

Varvtalsstyrenheten 14 avger härvid en varvtalssignal så att trumman 54 roteras med ett andra varvtal V2 som är högre än det varvtal där den på tygartiklarna verkande centrifugalkraften är lika stor som gravitationskraften. Inverteringsstyr- kretsen 20 påför spänning på motorn 22 på basis av varvtalssignalen.

Då varvtalet på trumman 54 nått det andra varvtalet V2 avkänner avkänningsen- heten för excentrisk last 15 storlek och läge hos den excentriska lasten. Rent konkret avkänner avkänningsenheten för excentrisk last 15 storleken pá den excentriska lasten på basis av den amplitud hos fluktuationema i motorströmstyr- ka som avkänns av avkänningskretsen för motorströmstyrkan 26, och avkänner vidare läget på den excentriska lasten på basis av läget för toppen i fluktuationen.

Därefter bedömer bedömningsenheten för excentrisk last 16 om storleken på den excentriska lasten är mindre än ett förutbestämt värde (S32). Det förutbestämda värdet bestäms såsom den maximala storlek på den excentriska lasten som inte ger onormal vibration under centrifugeringen. Då storleken på den excentriska lasten är mindre än förutbestämt bedöms det att tygartiklarna är nästan jämnt fördelade i trumman 54 genom fördelningsoperationen, och processen hoppar lå 51 'l 61 6 30 därför från steg S32 till steg S39 där en nedan beskriven centrifugering genom- förs.

Då den excentriska lasten är större än förutbestämt hoppar processen från steg S32 till steg S33, där läget på den excentriska lasten bedöms. Därvid bedöms om läget på den excentriska lasten ligger i närheten av läget L2 mittemot och en vinkel 180° från läget L1 där fickan 60B är anordnad. Dä läget för den ex- centriska lasten inte ligger i närheten av läget L2 fortsätter processen från steg S33 till steg S34, där en omfördelningsoperation genomförs vid lågt varvtal. Här roteras exempelvis trumman 54 med ett varvtal V5 där den på tygartiklarna verkande centrifugalkraften är mindre än gravitationskraften. Varvtalet V5 kan bestämmas till V1 eller mellan V1 och V2. Vidare är det önskvärt att observera rotationsläget för trumman 54 via rotationsgivaren 24 vid styrning av rotationen, så att den excentriska lasten kommer till ett önskat läge, varigenom tygartildarna kan omfördelas mera tillförlitligt. Härvid kan de ovan beskrivna olika metoderna för omfördelning av tygartiklarna tillämpas. Efter omfördelningsoperationen återvänder processen till steg S31.

Då läget för den excentriska lasten är i närheten av läget L2 fortsätter processen från steg S33 till steg S35, där vatteninsprutningsstyrenheten l7 bestämmer ett tillåtet intervall för den excentriska lasten på basis av den enligt ovan avkända excentriska lasten. Detta tillåtna intervall bestäms enligt följande.

Då den excentriska lasten efter centrifugeringen skall bestämmas uppgå till under P g, anges villkoret för att den excentriska lasten skall inom det tillåtna intervallet före centrifugeringen av formeln (10). Under förutsättning att P = 200 g och Q = 200 g kan formeln (10) skrivas om enligt följande: 200 5(m2-m1)-M _<.M+400 ...(11).

Här anger (m2 - ml) storleken på den excentriska lasten då trumman 54 inte har någon egen excentrisk last, dvs. den motsvarar storleken på den excentriska last som avkänns i steget S31. Bedömningsenheten för excentrisk last 16 beräknar 30 031 511 6106 därför det intervall på storleken på den excentriska lasten som satisfierar formeln (11) (steg S35).

Om exempelvis våta tygartiklar vägande 1 kg inryms i trumman 54 och massför- delningen i trumman 54 efter omfördelningsoperationen är följande: ingen massa vid läget L, 800 g vid L2, 100 g vid L3, och 100 g vid L4. Härvid är (m2 - ml) = 800 g och formeln (ll) kan skrivas om enligt följande: 200 S M s 600.

Enligt denna formel är det tillåtna intervallet för den excentriska lasten följande: 200 S m2 - (ml + M) S 600 (12).

Härnäst bedömer bedömningsenheten för excentrisk last 16 om storleken på den excentriska lasten ligger inom det ovan bestämda tillåtna intervallet (steg S36). I ovannämnda exempel är storleken på den excentriska lasten 800 g då det inte finns något vatten i fickan 60B och följaktligen någon balansvikt inte är anbringad på trumman 54. Härvid satisfieras inte formeln (12), varför processen fortsätter från steg S36 till steg S37, där insprutning av vatten påbörjas. Rent konkret, vid mottagande av resultaten av bedömningen från bedömningsenheten för excentrisk last 16 att storleken på den excentriska lasten ligger utanför det förutbestämda tillåtna intervallet, öppnar vatteninsprutningsstyrenheten 17 viktvattentillförselven- tilen 84 och instruerar vattenstrålpumpen 86 att börja spruta in vatten från insprutningsmunstycket 88. Härvid bibehålls varvtalet hos trumman 54 vid det andra varvtalet V2. Vid detta varvtal sprutas vatten in från insprutningsmunstyck- et 88 medan den excentriska lasten avkänns.

Då trumman 54 roteras och baffeln 58 med fickan 60B kommer överst kommer utsprutat vatten från insprutningsmunstycket 88 in i fickan 60B via insprutnings- porten 90. Vatten som sprutas in i fickan 60B hålls kvar i fickan 60B och pressas mot innervâggen i trumman 54 av centrifugalkraften. Tyngden från vattnet ökar då trumman 54 roterar och därför minskar gradvis storleken på den avkånda 511 616 32 excentriska lasten och kommer slutligen att satisfiera formeln (12). Därefter fortsätter processen från steg S36 till steg S38, där viktvattenventilen 84 stängs och vattenstrâlpumpen 86 stoppas. Därefter fortsätter processen från steg S38 via steg S39 till steg S40, där centrifugering med mellanvarvtal V3 och höghastig- hetscentrifugering med varvtal V4 genomförs, varefter centrífugeringen avslutas.

Varvtalen V3 och V4 motsvarar varvtalen N3 och N4 i stegen S13 och S14 i fig. 9 och bestäms på. liknande sätt.

Sedan centriftigeringen avslutats stoppas trumman 54, och då den på vattnet i fickan 60B verkande centrifugalkraften blir mindre än gravitationskraften rinner vatten ut via insprutningsporten 90 i det ögonblick då fickan 60B kommer till toppen, och trumman 54 återfär sitt tidigare tillstånd utan excentrisk last.

Då i ovanstående utförande varvtalet V2 bedöms ligga närmare varvtalet V5 kan stegen från S31 till S34 repeteras på en kortade tid. I detta fall, efter omför- delning av tygartiklarna i steg S34, avkänns och bedöms den excentriska lasten i stegen S31 till S33, varigenom således den excentriska lasten kontrolleras.

Därefter utföres, om nödvändigt, omfördelningsoperationen på nytt i steg S34.

Genom att repetera nämnda process korrigeras den excentriska lasten gradvis till önskad storlek, och då läget på den excentriska lasten hamnat inom ett förutbe- stämt intervall fortsätter processen från steg S33 till steg S35.

Centrifugen enligt uppfinningen kan användas inte endast för en för vätska avsedd tvättmaskin, utan också. för en kemtvättmaslcin såsom vätskecentrifug för att avlägsna vätska i form av t.ex. en petroleumlösning.

Claims (14)

10 15 20 V M4 33 511 616 PATENTKRAÄZ

1. Centrifug för att avlägsna vätska fi-ån tygartiklar inrymda i en trumma (54) genom att rotera trumman kring en horisontell axellinje, varvid centrifirgen omfattar: a) en fast vikt (60) fästad på trumman för att åstadkomma en fast excentrisk last på trumman, och b) en motor (22) för att rotera trumman, kännetecknad av att den även omfattar c) avkänningsorgan för att avkänna storlek och läge av en resulterande excentrisk last sammansatt av den fasta excentriska lasten på trumman och en last av tygartildama i trumman, d) bedömningsorgan (16) för att bedöma om storleken av den resulterande excentriska lasten ligger inom ett förutbestämt intervall och om läget av den resulterande excenniska lasten är inom en förutbestämd närhet till ett förutbestämt läge, och e) varvtalsstyrorgan (14) för att driva motorn att rotera trumman med ett första varvtal för att åstadkomma en centrifugeringsoperation på tygartiklarna om storleken på den resulterande excentriska lasten bedöms ligga inom det förutbestämda inter- vallet och läget för den resulterande excentriska lasten är inom den förutbestämda närheten till ett läge mittemot den fasta vikten, och för att driva motorn (22) att rotera trumman (54) med ett andra varvtal för att ornfördela tygartildarna i tfiirnman om storleken på den resulterande excentriska lasten bedöms att inte ligga inom det förutbestämda intervallet eller läget för den resulterande excentriska lasten bedöms att inte vara inom den förutbestämda närheten till läget, mittemot den fasta vikten.

2. Centrifug för att avlägsna vätska från tygartiklar inrymda i en trumma (54) genom att rotera trumman kring en horisontell axellinje, varvid centrífugen omfattar: a) en variabel vikt fästad på trurnman för att åstadkomma en variabel excentrisk last på nurnman, och b) en motor (22) för att rotera trumman, kännetecknar! av att den även omfattar c) avkänningsorgan (26) för att avkänna storlek och läge av en resulterande excent- risk last sammansatt av den excentriska lasten pâ trurnman och en last av tygartik- iä lll za. lll 10 25 511616 i g gr lama i trumman, dl) bedömningsorgan (16) för att bedöma om läget för den av avkänningsorganet (26) avkända resulterande excentriska lasten ligger inom den förutbestärrrdanärheten till ett läge mittemot den variabla vikten vid en tidpunkt då storleken på den variabla vikten är noll, d2) justeringsorgan (l7,86) för att justera den variabla vikten (60) på basis av storleken av den resulterande excenniska last som avkänns av avkänningsorganet (2 6) om bedömningsorgarret bedömer att läget för den resulterande excentriska lasten är inom den förutbestämda närheten till läget mittemot den variabla vikten, och e) varvtalsstyrorgan (14) för att driva motom att rotera trumman med ett varvtal för att genomföra centrifugering av tygartiklarna om storleken på den resulterande excenniska lasten avkänns ligga inom ett förutbestärnt intervall sedan den variabla vikten (60) justerats med hjälp av justeringsorganet (17,86), och för att driva motom (22) att bringa den resulterande excentriska lasten inom den förutbestämda närheten till läget mittemot den variabla vikten genom att omfördela tygartiklarna i trumman om läget för den resulterande excentriska lasten bedöms inte ligga inom den förut- bestämda närheten.

3. Centrifug enligt krav l eller 2, kännetecknad av att den vidare omfattar rotations- lägesavkäriningsorgan (24) för att avkärma ett rotationslâge för trumman, och där vid omfördelning av tygartzildarna varvtalsstyrorganet ( 14) driver motom att roteçra trumman med ett varvtal inom ett intervall där en på tygartiklama verkande centrífiigalltraft är mindre än en på tygaxtiklarna verkande gravitationskraft, med hänsyn till rotations-läget för trumman.

4. Centrifug enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att vid omfördelning av tyg- artiklarna varierar varvtalsstyrorganet (14) trummans varvtal inom ett intervall där en på tygartildarna verkande centrifiigallcraft är större än en på tygartiklarna verkande gravitationslcraft.

5. Centrifug enligt krav 4, kännetecknad av att varvtalsstyrorganet (14) bestämmer intervallet något litet högre än ett varvtal där centrifixgallaaften är lika med gravita- tionskraften. 10 15 20 w 511 616

6. Centrifug enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att varvtalsstyrorganet (14) oscillerar trrmrman framåt och bakåt under en förutbestämd tidrymd, bibehållande läget för den excentriska lasten (60) på trumman ovanför trurnrnans centrum under initialfasen av centrifugeringen, varefter trummans varvtal ökas tills dess att en på tygartiklarna verkande centrifugalkraft blir något större än en på tygartiklarna verkande gravitationskraft.

7. Centrifug enligt krav 6, kännetecknad av att varvtalsstyrorganet (14) genomför följande två oscilleringsoperationer altemerande: en att oscillera trumman med en vinkel större än 90° och en annan att oscillera trumman med en vinkel mindre än 90°.

8. Centrifug enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att varvtalsstyrorganet (14) genomför följande processekvens: först roteras trurnman under en förutbestämd tidrymd med ett varvtal inom ett intervall där en på tygarfiklarna verkande centri- fugalkraft är mindre än en på tygartiklarna verkande gravitationskraft, därefter minskas varvtalet tills dess att trumman helt stannar eller nästan stannar, och i ett tredje steg, med start från det läge där tygartiklarna befinner sig i ett läge mittemot trummans excentriska last (60), ökas varvtalet hos trumman till ett varvtal där centri- fugallcraften är större än gravitationskraften. k

9. Centrifug enligt krav 8, kännetecknad av att trumman roteras i en riktning då den roteras med ett varvtal där centrifugalkraften är mindre än gravitationsln-aften, och att trumman roteras i en arman riktning då den roteras vid ett annat varvtal där centrifugallcraften är större än gravitatrionskraften.

10. Centrifug enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att avkänningsorganet (26) avkänner storleken på den resulterande excentriska lasten på basis av arnplituden hos fluktuationer i en elektrisk ström till motorn, samt avkänner läget hos den resulte- rande excentriska lasten på basis av läget av en topp i fluktuationema.

11. Centrifug enligt krav 10, kännetecknad av att medan avkänningsorganet (26) 10 15 511 616 36 avkänner den resulterande excentriska lasten, roterar varvtalsstyrorganet ( 14) trumman med ett varvtal något högre än ett varvtal där centrifugalltraften är lika med gravitationslcraften.

12. Centrifug enligt krav 2, kännetecknad av att den variabla vikten (60) utgörs av en ficka (6OB) inrymmande en vätska, och att den variabla excentriska lasten ändras genom att ändra mängden vätska.

13. Centrifug enligt krav 12, kännetecknad av att fickan (6OB) är utformad i en baffel (58) i trumman.

14. Centrifug enligt krav 12, kännetecknad av att fickan (6OB) har en vätskeport (90) i ett sådant läge att vätskan hålls inuti med hjälp av en på vätskan verkande centdfugallcraft då trumman roterar med ett varvtal där den på tygartiklania verkande centrifiigallcraften är större än den på tygartiklarna verkande gavitationskraften, och att vätskan matas ut genom vätskeporten då trumman roterar med ett varvtal där den på tygarfiklarna verkande centrifiigallaaften är mindre än den på tygartiklama verkande gravitalionslaaften.