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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Erfindung soll nun ausführlicher
in Verbindung mit einer Ausführungsform
und mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungenbeschrieben werden.
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1 zeigt
schematisch eine Waschmaschine, in welche die Erfindung eingebaut
werden soll.
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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.
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3 zeigt
einen Schnitt längs
der Linie III-III von 2.
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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.
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5 ist
eine Teilansicht des Kugelaufnehmers mit Kugeln gemäß 4, von unten gesehen.
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6 ist
eine Teilansicht des Kugelaufnehmers mit Kugeln gemäß 4, von oben gesehen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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5 zeigt
den Kugelaufnehmer 34 gemäß 4 von unten gesehen und ohne Kugeln,
um damit die Löcher 45 zu
zeigen.
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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 TEFLONTM ähnlich ist.
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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.
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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.