DE69814672T2 - Kugelausgleichseinrichtung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kugelausgleichseinrichtung für eine Wäschetrommel einer Waschmaschine, in welcher die Wäschetrommel um eine Achse drehbar ist und die Einrichtung mindestens einen geschlossenen Ringpfad umfasst, der bezüglich der Achse konzentrisch angeordnet ist und der so ausgelegt ist, dass er sich synchron mit der Wäschetrommel dreht und eine Anzahl von kugelförmigen Ausgleichskörpern enthält, welche sich längs des besagten Pfades frei bewegen können, aber in Gruppen zusammen gehalten werden durch eine entsprechende Anzahl von Aufnahmemitteln mit einer solchen Gestalt, dass die kugelförmigen Ausgleichskörper in jeder Gruppe ohne Kontakt untereinander gehalten werden.
• Eine Kugelausgleichseinrichtung der erwähnten Art wird dazu benutzt, die sich drehende Wäschetrommel, welche die Wäsche enthält, auszuwuchten. Während des abschließenden Vorgangs des Wasserentzugs wird die Wäschetrommel auf eine sehr hohe Drehzahl gebracht, wo die Unwucht, die durch ungleich verteiltes Waschgut verursacht wird, die verschiedenen tragenden Einzelteile der Waschmaschine beträchtlichen Beanspruchungen aussetzt.
• Unter den Ausgleichseinrichtungen des Standes der Technik soll hier auf diejenige Bezug genommen werden, die in der Patentschrift GB-A-1598399 dargestellt ist. Bei dieser Anordnung sind an beiden Enden einer Wäschetrommel in einer Waschmaschine ringförmige Pfade vorhanden. Diese Pfade sind zum Teil mit Kugeln gefüllt, die sich in dem jeweiligen Pfad frei bewegen können und Positionen dergestalt einnehmen, dass sie während des Vorgangs des Wasserentzugs die Unwucht kompensieren, die durch die Wäsche erzeugt wird. Eine ähnliche Einrichtung wird in der Patentschrift US-A-2,984,094 offenbart.
• Bei den Einrichtungen, die in den oben angeführten Schriften beschrieben werden, haben die Kugeln die Möglichkeit, sich frei zu bewegen, was bedeutet, dass sie die Möglichkeit haben, miteinander in Berührung zu kommen. Die Folge davon ist, dass, wenn eine größere Gruppe von Kugeln, die untereinander Kontakt haben, sich im. unteren Teil des Pfades befindet und bei einer späteren Verlagerung der Kugeln an Stellen gelangen sollen, wo das Gleichgewicht hergestellt wird, dann werden der gegenseitige Kontakt zwischen den Kugeln und die damit verbundene Reibung eine Verzögerung in der Bewegung bewirken, so dass der gewünschte Zustand des Gleichgewichts nicht voll erreicht wird. Dies stellt einen deutlichen Nachteil dar, da ja für die Ausgleichseinrichtung eine möglichst große Ausgleichswirkung gewünscht wird. Außerdem können während der Auslaufbewegung die Beschleunigung und das Abbremsen der Kugeln bewirken, dass die Kugeln hin und zurück untereinander zusammen stoßen, was den Auslaufvorgang stört und auch unerwünschten Lärm erzeugt.
• Es ist eine weitere Lösung vorgestellt worden, welche zum Teil das Problem berührt, dass sich die Kugeln während der Auslaufbewegung gegenseitig stören. Diese Lösung wird in der Patentschrift US-A-3.799.619 offenbart. Hier haben die Ausgleichskörper die Gestalt von länglichen Gewichten, die auf Kugeln ruhen und die gleichzeitig dazu bestimmt sind, als Aufnehmer für die Kugeln zu wirken. Beispielsweise kann ein solcher Ausgleichskörper eine gekrümmte Gestalt aufweisen, die an den ringförmigen Pfad angepasst ist und ein Gewicht. haben, das dem von beispielsweise drei gewöhnlichen Ausgleichskugeln entspricht. Folglich hat in diesem Fall das Ausgleichsgewicht die Form eines kleinen Wagens, der an seinen Enden von Stahlkugeln gehalten wird. Normalerweise sind drei derartiger Wagen erforderlich, damit ein gutes Auswuchten erzielt wird. Der Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, dass der Kugelaufnehmer das Ausgleichgewicht bildet, und folglich darin, dass die Kugeln dieses Gewicht tragen müssen, wenn sie den Ausgleichskörper an Stellen bewegen, wo das Gleichgewicht erzielt wird. Die unvermeidlichen Reibungsverluste zwischen dem Ausgleichsgewicht und den Kugeln und zwischen den Letzteren und dem Pfad werden zunehmen. Gleichzeitig besteht der Vorteil darin, dass zu einem großen Ausmaß Zusammenstöße von Kugeln vermieden werden und folglich die damit zusammenhängenden Verzögerungen und der Lärm. Eine Ausführungsform von der Art, auf die Bezug genommen wurde, wird auch in dem Dokument WO 96/03541 beschrieben.
• Der Zweck der Erfindung besteht darin, Nachteile, die im Zusammenhang mit den oben diskutierten Auswuchtanordnungen des Standes der Technik angegeben wurden, zu beseitigen und eine Anordnung vorzustellen, in welcher das System beibehalten wird, welches eine Anzahl von frei beweglichen Ausgleichskörpern enthält, wo aber die Körper, welche im Gegensatz zu den Anordnungen gemäß US-A-3.799.619 und WO 96/03541 noch das Ausgleichsgewicht darstellen, in Gruppen gehalten werden durch Kugelaufnehmer, die sehr leicht sind und bezüglich der Kugeln eine geringe Reibung haben. Folglich zeichnet sich gemäß der Erfindung eine Kugelausgleichseinrichtung der Art, auf die oben Bezug genommen worden ist, dadurch aus, dass jedes der Aufnahmemittel ein Gewicht hat, das gegenüber dem der Ausgleichskugeln im Wesentlichen vernachlässigbar ist, und dadurch, dass die Oberfläche der Aufnahmemittel, die gegen die Ausgleichskugeln drückt, eine geringe Reibung aufweist.
• Ein Vorteil mit der erfindungsgemäßen Anordnung, bei welcher das Ausgleichsgewicht auf eine Anzahl von kugelförmigen Teilgewichten aufgeteilt ist, die sich durch eine unabhängig voneinander erfolgende Rotation in einem leichtgewichtigen Kugelaufnehmer mit geringer Reibung bewegen können, besteht, darin, dass jedes Teilgewicht getrennt durch die Unwuchtkraft, die vorhanden ist, angetrieben wird, und entsprechend jede Gruppe von Ausgleichsgewichten eine höhere Ausgleichswirkung hat, d. h. sie kann die erforderlichen Bewegungen schneller ausführen als in dem Fall, wo das Unwuchtgewicht die Gestalt eines von den Kugeln getragenen Einzelkörpers hat. Der leichtgewichtige Kugelaufnehmer trägt dabei nicht wesentlich zum Ausgleichsgewicht bei, hat aber die Aufgabe, lediglich eine Gruppe von Kugeln zusammen zu halten, so dass diese rotieren können, ohne sich untereinander zu berühren und ohne wesentliche Reibung mit den tragenden Flächen des Kugelaufnehmers.
• Die Erfindung soll nun ausführlicher in Verbindung mit einer Ausführungsform und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungenbeschrieben werden.
• 1 zeigt schematisch eine Waschmaschine, in welche die Erfindung eingebaut werden soll.
• 2 zeigt schematisch eine Wäschetrommel, die in der Waschmaschine von 1 benutzt werden kann und die mit einer Kugelausgleichseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
• 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie III-III von 2.
• 4 zeigt schematisch einen Bereich eines ringförmigen Kugelpfades, der in der Waschmashine von 1 angelegt ist und einen Kugelaufnehmer aufweist, der mit Ausgleichsgewichten eingeführt ist.
• 5 ist eine Teilansicht des Kugelaufnehmers mit Kugeln gemäß 4, von unten gesehen.
• 6 ist eine Teilansicht des Kugelaufnehmers mit Kugeln gemäß 4, von oben gesehen.
• 1 zeigt schematisch eine gewöhnliche Frontlader-Waschmaschine 10, welche ein Außengehäuse 11 aufweist, das eine Baugruppe 12 umgibt. Die Baugruppe enthält einen Bottich 13, in welchem eine drehbare Wäschetrommel 14 untergebracht ist, deren Zweck darin besteht, die Wäsche aufzunehmen, die in der Waschmaschine behandelt werden soll. Zusätzlich enthält di Baugruppe 12. eine Antriebsvorrichtung, um die Wäschetrommel in Drehung zu versetzen, und diese Antriebsvorrichtung enthält auf die übliche Weise einen Antriebsmotor 15, der die Trommel über eine Antriebsscheibe 16, einen Riemen 17 und eine Scheibe 19, die sich auf der Trommelwelle 18 befindet, antreibt.
• Die Baugruppe 12 ist so in das Außergehäuse 11 eingebaut, dass sie sich während des Betriebs der Waschmaschine relativ ungestört bewegen kann. Zu diesem Zweck wird die Baugruppe im Außengehäuse 11 von Federn 20 und Schwingungsdämpfern 21 getragen.
• Die Wäschetrommel ist mit einer Kugelausgleichseinrichtung ausgestattet, die von einer solchen Art ist, wie sie prinzipiell bekannt ist, um die Unwuchtkräfte, die dann entstehen , wenn die Wäschetrommel mit der ungleichmäßig verteilten Wäsche zum Zweck des Entzugs des darin enthaltenen Wassers auf eine hohe Schleudergeschwindigkeit gebracht wird, in den Griff zu bekommen. Die Ausgleichseinrichtung ist schematisch in 2 dargestellt, wo die Wäschetrommel 14 mit gechlossenen kreisförmigen rohrförmigen Pfaden ausgestattet, ist, welche die Ausgleichskugeln 23 enthalten, die sich längs des Pfades frei bewegen können. Die Pfade sind an den Seitengiebeln der Wäschetrommel angeordnet und an der Trommel fest angebracht. Wenigstens ein Pfad ist erforderlich, aber damit ein dynamischen Auswuchten der Trommel mit ihrer Waschlast erzielt wird, sind Pfade an beiden Giebeln der Trommel vorhanden.
• 3 zeigt den linken der Pfade 22 mit den darin enthaltenen Kugeln 23. Die Anzahl der Kugeln wird häufig so gewählt, dass die Kugeln fast die Hälfte des Pfades füllen. Gemäß der Erfindung sollen die Kugeln untereinander keinen Kontakt haben, sondern durch einen. Spalt getrennt sein, der mittels eines Kugelaufnehmers gebildet wird, welcher die Kugeln in Gruppen zusammen hält. Jede Gruppe kann zwei oder mehr Kugeln enthalten, aber es hat sich als optimal herausgestellt, dass man in jeder Gruppe drei Kugeln vorsieht. In 3 sind insgesamt neun Kugeln gezeigt, welche die drei Gruppen A, B bzw. C bilden. Die Kugeln werden durch entsprechende Kugelaufnehmer, die mit 34 bezeichnet sind, zusammen gehalten.
• Die Gestalt der Kugelaufnehmer sowie die Art und Weise, in. der die Kugeln darin angeordnet sind, sind in 4–6 dargestellt. 4 zeigt in einer Seitenansicht einen Bereich eines Pfades 22 mit einem Kugelaufnehmer 34, in welchem sich drei Kugeln 23 befinden, von denen die eine auf der linken Seite mit abgeschnittener linken Hälfte dargestellt ist. Auch wird der Kugelaufnehmer gezeigt mit einigen Bereichen, die gemäß der Linie IV-IV in 6 abgeschnitten sind. Der Kugelaufnehmer 34 ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt und enthält eine Platte 35, die eine Vertiefung 36 für jede Kugel 23 und ein zentrales kreisrundes Loch 45 aufweist, welches ermöglicht, dass der untere Teil der Kugel sich durch das Loch 45 hindurch erstreckt für den Kontakt mit einer inneren Grenzfläche 48 des Pfades 22. Die Vertiefung 36 hat eine Gestalt, die der Gestalt der Kugel entspricht und die eine ringförmige kugelige Stützfläche bildet. Eine entsprechende äußere Grenzfläche 49 bildet einen Laufweg für die Kugeln 23, die sich längs des Pfades 22 bewegen. Die Kugeln sind von einer derartigen Größe, dass sie sich ohne wesentliches Spiel zu den Wänden des Pfades leicht bewegen können. Der Kugelaufnehmer 34 hat eine etwas gekrümmte Gestalt, die der Krümmung des Pfades angepasst ist. An jedem Ende erstreckt sich die Platte 35 etwas über die entsprechende äußere Kugel 23 hinaus, so dass, der Kontrakt zwischen äußeren Kugeln von zwei benachbarten Kugelgruppen vermieden wird. Außerdem sind an jedem Ende des Kugelaufnehmer Dämpfungselemente 46, 47 vorhanden, um die Energie zu absorbieren, die freigesetzt wird, wenn zwei Gruppen zusammenstoßen. Die Dämpfungselemente 46, 47 tragen auch dazu bei, die Geräusche zu, senken, die normalerweise von den Zusammenstößen herrühren. Die Dämpfungselemente können aus Gummi, aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial oder aus Zellgummi gefertigt sein.
• Um die Kugel 23 in dem Kugelaufnehmer 34 zu halten, ist zusätzlich zu der Vertiefung 36 die Platte 35 mit vier Beinen 37 ausgestattet, die kreuzweise angeordnet sind und sich nach oben erstrecken und dabei die Flächen 38, 39, 40, 41 bilden, welche an die Gestalt der Kugel anschließen und so zur Halterung der Kugel in allen Richtungen beitragen. Zu diesem Zweck erstrecken sich die Beine 37 nach oben in eine Höhe, wo sie bewirkt, dass die Hüllfläche der oberen Hälfte der Kugel gegen die Stützflächen 38, 39, 40, 41 drückt, die von den Beinen 37 gebildet werden. Die Beine 37 sind von einer solchen Größe und Form, dass die Kugel 23 leicht in die Position in dem Kugelaufnehmer 34 eingeschnappt werden kann durch eine leichte Auslenkung der Beine 37 ohne irgendwelchen Verlust an Federkraft der Beine, die dann federnd zurückkehren können, so dass die Stützflächen der Beine mit der Hüllfläche der Kugel in Kontakt gebracht werden.
• 5 zeigt den Kugelaufnehmer 34 gemäß 4 von unten gesehen und ohne Kugeln, um damit die Löcher 45 zu zeigen.
• 6 zeigt den Kugelaufnehmer 34 nach 4 von oben gesehen und mit einer Kugel 23 in. der mittleren Vertiefung 36. Wie ersichtlich ist, sind die Beine 37 dergestalt kreuzweise angeordnet, dass eine Symmetrielinie 42, 43 durch zwei gegenüberliegende Stützflächen 38, 39, 40, 41 auf der Platte 35 einen Winkel von 45 Grad zur entsprechenden Symmetrielinie 44 bildet, die durch die Kugeln in ihrer Drehrichtung in dem Pfad 22 führt. Eine solche Anordnung der Beine 37 hat sich als äußerst vorteilhaft erwiesen, da die Platte 35 mit einem Minimum an Material gefertigt werden kann, damit sie wirksam die Kugeln 23 an Ort und Stelle in jeder Gruppe A, B, C aufnimmt ohne dass der Gruppe von Kugeln merkliches Gewichtzugefügt. wird. Wenn man den Kugelaufnehmer 34 von 6 betrachtet und ihn in drei Teile durch einen Sägeschnitt längs der Symmetrielinien zwischen jeder Vertiefung teilt, dann findet man, dass jeder Teil aus vier Eckbereichen besteht, wo sich die Beine befinden und die durch Zwischenbereiche von geringerer Wandstärke getrennt sind. Die erforderliche Steifigkeit wird dem Kugelaufnehmer 34 durch die Platte 35 verliehen, die eine Art Rahmen bildet. Das Kunststoffmaterial für den Kugelaufnehmer 34 ist so gewählt worden, dass zwischen den Stützflächen des Kugelaufnehmers und der Hüllfläche der Kugeln 23 eine geringe Reibung herrscht. Vorzugsweise ist das Kunststoffmaterial ein Azetatkunststoff, und um die Reibung zwischen der Kugel und der ringförmigen kugeligen Stützfläche weiter zu senken, kann für die Kugel in dem Kugelaufnehmer die Stützfläche mit einem Material überzogen werden, welches dem TEFLON^TM ähnlich ist.
• Die beschriebene Kugelausgleichseinrichtung funktioniert wie folgt. Hierfür wird auf die 3 und 4 Bezug genommen. Wenn die Trommel 14 in Rotation versetzt. wird, werden die Kugeln 23 gezwungen, der Bewegung zu folgen. Um dies zu erleichtern, ist der Pfad zumindest teilweise mit Flüssigkeit einer geeigneten Viskosität gefüllt wie beispielsweise Öl. Die Ölfüllung trägt auch dazu bei, die unvermeidlichen Geräusche zu senken, die entstehen, wenn die Kugeln in dem Pfad laufen. Die geringe Reibung zwischen den Kugeln und dem Kugelaufnehmer ermöglicht, dass ein Öl mit relativ geringer Viskosität eingesetzt werden kann und folglich ein feineres Auswuchten erzielt werden kann.
• Wenn die Drehzahl erhöht wird, führt ein mögliches Ungleichgewicht, das durch ungleichmäßig verteilte Wächestücke in der Trommel 4 hervorgerufen wird, zu Unwuchtkräften, welche die Tendenz haben, durch die Kugeln 23 kompensiert zu werden, die sich relativ zum Pfad 22 zu Stellen bewegen, an denen die Unwuchtkräfte kompensiert werden. Dank der Tatsache, dass die Kugeln 23 durch die Kugelaufnehmer 34 in Gruppen zusammen gehalten werden, wird keinerlei direkter Kontakt zwischen den Kugeln auftreten, und wenn eine Bewegung der Kugeln 23 relativ zum Pfad in die Wege geleitet wird, dann wi rd die Haftreibung zwischen den Kugeln auf die niedrige Reibung zwischen den Stützflächen des Kugelaufnehmer und der jeweiligen Kugel begrenzt. Dies bedeutet, dass die Kugeln 23 bei Bedarf schnell ihre Position wechseln können. Wegen der geringen Größe der Kugelgruppen A, B, C, die vorzugsweise nur drei Kugeln enthalten, werden die Kugelgruppen in der Lage. sein, beliebige Positionen einzunehmen, die erforderlich sind, um alle auftretenden Fälle der Unwucht zu beherrschen. Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Kugelaufnehmers sind die Reibungsverluste, von einem Auswuchtereignis zum anderen dieselben, und folglich werden wiederholbare Auswuchtergebnisse erzielt.

Claims (12)

1. Kugelausgleichseinrichtung für eine Wäschetrommel (14) in einer Waschmaschine, in welcher die Wäschetrommel um eine Achse (18) drehbar ist und die Einrichtung mindestens einen geschlossenen ringförmigen Pfad (22) aufweist, der konzentrisch zur Achse angeordnet ist und der so ausgelegt ist, dass er sich synchron mit der Wäschetrommel (14) dreht und eine Anzahl von kugelförmigen Ausgleichskörpern (23) enthält, die sich längs des besagten Pfades (22) frei bewegen können, aber in Gruppen zusammen gehalten werden durch eine entsprechende Anzahl von Aufnahmemitteln (34), welche eine solche Gestalt haben, dass sie die kugelförmigen Ausgleichskörper (23) in jeder Gruppe (A, B, C) ohne Kontakt untereinander halten, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Aufnahmemittel (34) so konstruiert ist, dass es ein Gewicht hat, das gegenüber dem Gewicht der Ausgleichskörper (23) vernachlässigbar ist, und dadurch, dass die Flächen (38, 39, 40, 41) der Aufnahmemittel (34), die gegen die Ausgleichskörper (23) drücken, eine geringe Reibung haben.
2. Kugelausgleichseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmemittel (34) aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist, welches gegenüber den kugelförmigen Ausgleichskörpern (23) eine geringe Reibung hat.
3. Kugelausgleichseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmemittel (34) aus einem Azetatkunststoff gefertigt ist.
4. Kugelausgleichseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmemittel (34) mit geeigneten Vertiefungen (36) ausgestattet ist, in welche die kugelförmigen Ausgleichskörper (23) hinein geschnappt werden können.
5. Kugelausgleichseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Vertiefung (36) ein Basisteil enthält, welches für die Kugel ein zentrales Loch (45) aufweist und eine kugelige Gestalt hat, die an die Gestalt der Kugel angepasst ist, wobei das besagte Basisteil. mit mindestens vier Stützbeinen (37) ausgestattet ist, die vom Basisteil nach oben ragen und für die Kugel vier Stützflächen (38, 39, 40, 41) aufweisen, die Teil einer Kugelform sind.
6. Kugelausgleichseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil, das eine kugelförmige Gestalt hat, mit einem Material überzogen ist, das dem TEFLON^TM ähnlich ist.
7. Kugelausgleichseinrichtung nach Anpruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Vertiefung (36) die Stützbeine (37) kreuzweise dergestalt angeordnet sind, dass eine Symmetrielinie (42, 43), die durch zwei gegenüberliegende Stützflächen (3 8, 39, 40, 41) der Stützbeine läüft, einen Winkel von 45 Grad mit einer entsprechenden Symmetrielinie (44) bildet, die durch die kugelförmigen Ausgleichskörper (23) in ihrer Drehrichtung führt.
8. Kügelausgleichseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gruppe (A, B, C) drei oder mehr kugelförmige Ausgleichskörper (23) enthält.
9. Kugelausgleichseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamtzahl von drei Gruppen (A, B, C) in jedem Pfad (22) vorhanden ist.
10. Kugelausgleichseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelaufnehmer (34) sich an seien Enden über die entsprechende aussen liegende Kugel (23) hinaus erstreckt.
11. Kugelausgleichseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem Ende des Kugelaufnehmers (34), in Richtung der Drehung der Kugeln gesehen, ein Dämpfungselement (46, 47) aus einem elastischen Material vorhanden ist.
12. Kugelausgleichseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (46, 47) aus Gummi, einem thermoplastischen Kunststoff oder aus Zellgummi gefertigt ist.