DE2310949C2 - Waschautomatenantrieb mit einem polumschaltbaren Kondensatormotor - Google Patents

Description

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 35 betrieb zugeordneten Kondensator (Anlauf- und/oder dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (3) Betriebskondensator) nicht verzichtet werden kann, zumindest teilweise derart ausgelegt ist, daß die Zur weiteren Spreizung des Drehzahlverhältnisses Zwischendrehzahl etwa der Drehzahl entspricht, der Waschtrommel bei gleichbleibender Mindestbei der die ungebremste niederpolige Wicklung drehzahl im Waschbetrieb könnte man die Riemen-(1) ihr maximales Drehmoment abgibt. 40 übersetzung verringern und gleichzeitig die Speise-

6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, spannung der hochpoligen Wickhng takten oder die dadurch gekennzeichnet, daß beim Übergang vom Polpaarzdhl dieser Wicklung bzw. die Getriebeüberhochpoligen auf den niederpoligen Betrieb der Setzung entsprechend anpassen. Neben dem zusätz-Kondensator (3) und gegebenenfalls die Zusatz- liehen elektrischen und mechanischen Aufwand wäre wicklung (4) erst bei Erreichen des dem maxima- 45 in diesem Fall auch den bei höheren Schleuderdrehlen Moment der ungebremsten niederpoligen zahlen verstärkt auftretenden Unvuchtbelastungen Wicklung (1) entsprechenden Drehzahlwertes zu- des zunächst noch feuchten und relativ zur Schleudergeschaltet sind. achse unsymmetrisch verteilten Waschgutes durch

7. Antrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 6, eine stärkere mechanische Auslegung des Waschinsbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekenn- 50 automaten Rechnung zu tragen.

zeichnet, daß die zumindest teilweise Zuschaltung Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit

des Kondensators (3) zur Einstellung der Zwi- demgegenüber einfacheren Mittel bei einem Antrieb

schendrehzahl in Abhängigkeit von einem Zeit- der eingangs genannten Art die Maximaldrehzahl der

glied vorgesehen ist. niederpoligen Wicklung erhöhen zu können, ohne

8. Antrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 7, 55 besondere zusätzliche Erfordernisse hinsichtlich der dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung mechanischen Festigkeit eines solchen Antriebes ervon der Zwischendrehzahl auf die Maximaldreh- füllen zu müssen.

zahl der niederpoligen Wicklung (1) in Abhängig- Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß

keit von einer Unwuchtmeßeinrichtung erst bei dadurch möglich, daß bei Betrieb der niederpoligen Unterschreitung eines Unwuchtmindestwertes vor- 60 Wicklung der dann vom Netz getrennten hochpoligen gesehen ist. Wicklung der Kondensator zumindest teilweise im

Sinne einer Abbremsung der sich ansonsten frei ein-

stellenden Maximaldrehzahl der niederpoligen Wicklung auf eine Zwischendrehzahl zuschaltbar ist. 65 Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde,

Die Erfindung bezieht sich auf einen Waschauto- daß bei einem polumschaltbaren Motor bei Betrieb matenantrieb mit einem polumschaltbaren Konden- mit der niederpoligen Wicklung, d. h. bei hoher Drehsatormotor mit einer hochpoligen Wicklung für den zahl, die vom Netz getrennte hochpolige Wicklung

durch Zuschaltung eines Kondensators in Selbst- nutzen zu können, ist eine besondere Ausgestaltung erregung bringbar ist und als elektrodynamische der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß beim Bremse wirkend dazu benutzt werden kann, die an- Übergang vom hodipoligen auf den niederpoligen sonsten sich frei einstellende, der niedrigen Polpaar- Betrieb der Kondensator und zumindest teilweise gezahl entsprechenden Drehzahl, zu vermindern; in 5 gebenenfalls die Zusatzwicklung erst bei Erreichen vorteilhafter Weise wird als Kondensator der an sich des dem maximalen Moment der ungebremsten wevorhandene, bei Betrieb der hoehpoligen Wicklung derpoligen Wicklung entsprechenden Drehzahlwertes notwendige, jedoch bei Betrieb der niederpoligen zugeschaltet ist. Diese Maßnahme ist auch dann von Wicklung sonst nicht genutzte Anlauf- und/oder Be- Vorteil, wenn trotz merklicher netzseitiger Untertriebskondensator verwendet, der ohne zusätzliche io spannung noch auf jeden Fall ein sicherer Hochlaut Schaltmittel zur Einstellung einer Zwischendrehzahl gewährleistet werden soll.

zuschaitbar ist. In besonders einfacher Weise kann dabei der

Z".r gezielten Einstellung bestimmter Zwischen- Übergang von der freien zur »gebremsten« Dren-

drehzahlwerte ist es vorteilhaft, daß der Betriebs- moment-Drehzahl-Kennlinie dadurch erfolgen, daß kondensator unterteilt ist und nur Teilkapazitäten 15 die zumindest teilweise Zuschaltung des Kondensa-

der vom Netzt getrennten hoehpoligen Wicklung im tors zur Abbremsung der maximalen Schleuderdren-

Sinne der Einstellung eines bestimmten Wertes der zahl auf die Zwischenschleuderdrehzahl in Abhängig-

Zwischendrehzahl bei Betrieb mit ans Netz ange- keit von einem Zeitglied vorgesehen ist.

schlossen., niederpoliger Wicklung zuschaltbar sind. Soll eine zusätzliche Sicherheit erreicht werden, so Durch den erfindung^emäßen Waschautomaten- 20 ist im Einzelfall zweckmäßig, daß die Umschaltung

antrieb ist es mit einfachen Mitteln möglich, beim von der niedrigen Zwischendrehzahl auf die hohe

Übergang vom Wasch- auf den Schleuderbetrieb vor Maximaldrehzahl der niederpoligen Wicklung in Ab-

Erreichen der Entschleuderdrehzahl zunächst eine hängigkeit von einer Unwuchtmeßeinrichtung erst bei

Zwischenschleuderdrehzahl einzustellen, bei der einer- Unterschreitung eines Unwuchtmindestwertes vorseits schon eine wesentliche Entwässerung des Wasch- 35 gesehen ist

gutes erreicht wird und andererseits auf Grund der Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestal-

verringerten Drehzahl sich Unwuchtbelastungen noch tungen werden im folgenden in der Zeichnung an

nicht zu stark dynamisch auswirken können. Dienach Hand von Prinzipschaltbildern und Kennlimenyer-

Abschaltung des Kondensators sich frei einstellende laufen eines entsprechenden Waschautomatenantrieos Maximaldrehzahl im Schleuderbetrieb kann dann, 30 näher erläutert. Darin zeigt

beispielsweise durch Änderung der Riemenüberset- Fig. J ein Prinzipschaltbild in der Betnebsstellung

zung derart gewählt werden, daß diese Drehzahl »W« (Waschen), .

merklich höher liegt als die hinsichtlich der mechani- F i g. 2 das Prinzipschaltbild nach Fi g. 1 in der

sehen Belastung mögliche Endschleuderdrehzahl ohne Betriebsstellung »5.,« (maximale Schleuderdrenzanij, die erfindungsgemäße Zwischenschleuderdrehzahl. 30 F i g. 3 das Prinzipschaltbild nach F1 g. 1 undIZ in

Eine Anpassung der Drehzahl für den Wasch- der Betriebsstellung »S,« (Zwischenschleuderdren-

betrieb erfolgt dann beispielsweise durch Änderung zahl)

des der hoehpoligen Wicklung nachgeschalteten Ge- Fig. 4 die Kennlinien der Motordrehzahl Mm₀₁

triebes. Da nach Übergang der betriebsmäßig einge- bzw. Waschtrommeldrehzahl M_Tr als hunKtion des stellten Zwischenschleuderdrehzahl auf die höhere 40 Motordrehmomentes M^₀, in den Betnebssteliungen

Endschleuderdrehzahl durch Abschalten des der W, S₁, S₂ nach F i g. 1 bis 3. , .. , -_t , ·

hoehpoligen Wicklung zugeschalteten Kondensators Gleiche Teile sind in den Fig. 1 bis J mit giei-

das Waschgut bereits stark entwässert ist, sind die chen Bezugszeichen versehen.

mechanischen Belastungen trotz jetzt erhöhter End- Die F i g. 1 bis 3 zeigen das ^Pn^!P^^haltbl!%^e'"f schleuderdrehzahl wesentlich geringer. 45 an das speisende Netz R, Mp anschheßbaren 4/2-po -

Zweckmäßigerweise sind bei einer zweisträngigen umschaltbaren Einphasen-Kondensatormotors tür

Einphasenwicklung für den hoehpoligen Wicklungs- einen Waschautomatenantneb mit einer ™e«rpo«-

teil die Wicklungsstränge der hoehpoligen Wicklung gen, eingängigen Wicklung 1 fur den Seteuder-

in Reihr geschaltet und dann über den zugeschalteten betrieb und einer hoehpoligen Wicklung 2 Jur den

Kondensator bzw. Kondensatorteil kurzgeschlossen. ₅o Waschbetrieb mit den beiden Wicklung»trangen 21,

Um gegebenenfalls eine zu hohe Leistungsaufnahme 22. Durch spezielle Auslegung des Elektromotors

und Erwärmung des »gebremsten« Antriebsmotors und Verwendung eines Zwschengettiebes wird ώβ

bei Betrieb mit seiner niederpoligen Drehzahl vermei- Motordrehzahl im Waschbetneb auf die· ™?^m«'-

den zu können, ist vorgesehen, d*R die niederpolige drehzahl von 50 U/mm und im S^tatj¹™* atf

Wicklung im »gebremsten Betrieb« in Reihe mit einer 55 1000 U, min reduziert (F 1 g. 4) derart daß, s*ch ein

Zusatzwicklung ans Netz anschließbar ist. einwandfreier übergang vom Wasch-m den Sch eu-

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Er- derbetrieb auch bei einstrangig ausgeführter Schleu

findung ist vorgesehen, daß der Kondensator zumin- derwirkung ergibt. _Kei j_e„

dest teilweise derart ausgelegt ist, daß die Zwischen- In an sich bekannter Weise sind die beiden

drehzahl etwa der Drehzahl, bei der die ungebremste 60 Pole der Wicklungsstrange 21, ²* ^α£_ς ^h°™

niederpolige Wicklung ihr maximales Drehmoment Wicklung 2 an die eine Phase Mp-des ^

abgibt"was insbesondere bei dem eingangs genannten Netzes /?, Mp angeschlossen.?^a™ ^le\™ ^dfⁿ.

4/2-polumschaltbaren Getriebemotor etwa dem 0,8- zweiten Polen der hochpohgen Wicklung; 2

fachen Wert der bei Anwendung der erfindungs- einen Kondensatorschalter 6 der .zweiP

Sis^{d mö8lichen Maximal}-⁶⁵ ι^τ^£^^ζ

r_rSenisr^{nordnung mö8lichen Maximal}-⁶⁵ ι^τ^:£^™^ζ^™-

Sm da Smal mögliche Hochlaufmoment beim strängigen hochpoligen Wicklung 2 sind über einen übergang vom Wasch- auf den Schleuderbetrieb aus- Reversierschalter 7 wechselweise je nach gewunscn-

ter Drehrichtung über einen ersten Programmschalter 9 an die andere Phase R des speisenden Netzes R, Mp anschließbar. In üblicher Weise ist auch die zweipolige, im vorliegenden Fall einsträngig ausgeführte njederpolige Wicklung 1 über einen zweiten Programmschalter 8 an das speisende Netz R, Mp anschließbar. An Stelle eines direkten Anschlusses des einen Endes der niederpoligen Wicklung an die Phase R über den zweiten Programmschalter 8 kann dieser Anschluß auch über eine Zusatzwicklung 4 und einen Zusatzschalter 5 bei dann geöffnetem zweiten Programmschalter 8 erfolgen. Sämtliche Schalter entsprechen in der praktischen Ausführung eines Waschautomatenantriebs üblicherweise jeweils von einem Programmsteuergerät in bestimmtem Ablauf betätigten Kontakten.

Fig. 1 zeigt die Schaltstellung »W« (Waschbetrieb): die Schalter 9, 6, 10 sind geschlossen, die Schalter 5 und 8 geöffnet, so daß die niederpolige Wicklung vom Netz getrennt ist; der Reversierschalter 7 wechselt seine Schaltstellung entsprechend dem gewünschten Waschrhythmus. Die hochpolige Wicklung 2 arbeitet in üblicher Weise als Kondensatormotor mit zugeschaltetem Betriebskondensator 3.

Gemäß F i g. 2 arbeitet der Antrieb in der Schaltstellung »5₂" (maximale Schleuderdrehzahl), d. h., daß in üblicher Weise durch Öffnen des ersten Programmschalters 9 die hochpolige Wicklung vom Netz R, Mp und durch öffnen des Kondensatorschalters 6 der Betriebskondensator 3 von der hochpoligen Wicklung 2 abgetrennt ist, während durch Schließen des zweiten Programmschalters 8 die einsträngige, zweipolige Wicklung 1 direkt an das spei sende Netz/?, Mp angeschlossen ist.

Zur Einstellung einer gewünschten Zwischenschleuderdrehzahl »S,« kann nun erfindungsgemäß vor Erreichen der MaximalschleuderdrehzahT »5₂« der vom Netz R, Mp getrennten hochpoligen Wicklung 2 eine Teilkapazität 31 der an sich vorhandenen Betriebskapazität 3 durch Schließen des Kondensatorschalters 6 zugeschaltet werden, derart, daß die beiden Stränge 21. 22 der hochpoligen Wicklung 2 in Reihe geschaltet und über die Teilkapazität 31 kurzgeschlossen sind. Im Sinne einer Selbsterregung fließt dann in dieser Wicklung 21, 22 ein Wechselstrom, obwohl die Wicklung selbst nicht gespeist, sondern über die passive Impedanz eines Kondensators kurzgeschlossen ist; der Antriebsmotor wirkt dabei teilweise als elektrodynamische Bremse.

Es ergibt sich eine Schleuderdrehzahl gemäß dem Kennlinienverlauf 5, unterhalb der sich ansonsten bei voll abgeschaltetem Betriebskondensator frei einsteilenden Schleuderdrehzahl gemäß dem Kennlinienverlauf S_s, deren Wert durch die Größe der gezielt zugeschalteten Teükapazätät bestimmt werfen kann; für eine derartig gezielte Zuschaltung ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein in Reihe mit der zweiten Teflkapazität 32 liegender erster Zusatzschalter 10 vorgesehen, der im Waschbetrieb geschlossen und zur Einstellung einer ZwischenscMeuderdrehzahl S₁ geöffnet ist Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die an sich vorhandene Betriebskapazität von 10 μΡ in zwei parallele Teilkapazitäten von jeweils 5 nF aufgeteilt. Die niederpolige Wicklung 1 ist gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 nicht direkt über den Programmschalter 8, sondern über die Zusatzwicklung 4 und einen zweiten Zusatzschalter 5 an die Phase R des speisenden Einphasennetzes angeschlossen, derart, daß insbesondere bei längerem Betrieb mit »gebremster« Schleuderdrehzahl im Sinne einer verminderten Speisespannung der Strom und die Erwärmung des Motors reduziert werden. Durch das erfindungsgemäße Zuschalten der einen Teilkapazität von 5|iF ergibt sich eine Zwischenschleuderdrehzahl von etwa 800 U/min gegenüber einer sich ansonsten frei einstellenden maximalen Schleuderdrehzahl von 1000 U/min.

Fig. 4 zeigt den jeweiligen Mcmentenverlauf M_Mnl des Motors in Abhängigkeit von der Motordrehzahl n_Mol bzw. der Waschtroinmeldrehzahl n_Tr, wobei im letzten Fall im Waschbetrieb die Drehzahl-

a» reduzierung durch d--s dann voll arbeitende Getriebe zu berücksichtigen ist. Die Kennlinie »W« zeigt den Momentenverlauf bei eingeschalteter hochpoliger Wicklung gemäß Fig. 1, die Kennlinie 5, den Momentenverlauf bei Schaltung des Antriebs gemäß

as F i g. 3 und die Kennlinie S₂ den Momentcnverlauf bei Schaltung des Antriebs gemäß Fi g. 2.

Durch den stark ausgezogenen Kurvenverlauf soll scherratisch eine zweckmäßige Betriebssteuerung eines erfindungsgemäßen Waschautomatenantriebs ge-

kennzeichnet werden. Der Motor läuft zunächst auf der Kennlinie »W« bei Schaltung gemäß Fig. 1 bis zum Nennmoment des Waschbetriebs hoch, nach dem anschließenden Umschalten in die Schaltstellung gemäß Fig. 2 erfolgt der Übergang vom Wasch- in

den Schleuderbetrieb unter allmählichem Abschalten des Getriebes einerseits und Greifen der Fliehkraftkupplung zwischen Motorwelle und Waschtrommelwelle andererseits, so daß die Trommel zunächst gemäß der Kennlinie S₂ mit maximalem Moment be-

schleunigen kann. Etwa bei Erreichen des maximalen Momentes des nach Fig. 2 an das Netz angeschlossenen Antriebsmotors wird auf die Schaltung nach Fi g. 3 umgesteuert. Die Waschtrommeldrehzahl stellt sich danach nach der Kennlinie 5, auf eine Zwischen-

Schleuderdrehzahl von etwa 800 U/min ein. Bei dieser Drehzahl wird die zu schleudernde Wäsche schon zum größten Teil entwässert, so daß bei dem anschließenden erneuten Umsteuern auf die Schaltung gemäß Fig. 2 die Waschtrommel ohne übermäßige

mechanische Belastung auf Grund hoher Wäscheunwucht bis zu einer Drehzahl von 1000 U/min weiter beschleunigt werden kann.

Auf diese Weise ist es möglich, beispielsweise einen mechanisch an sich nur für one Maximaldreh-

zahl von 800 U/min ansgelegten und herkömmlich direkt angesteuerten Waschautomatenantrieb durch eine einfache Zuschaltung eines an sich vorhandenen Kondensators zunächst mit einer Zwischenschleuderdrehzahl von 800 U/min zn betreiben und die Maxi-

maldrehzahl auf 100 U/min heraafzulegen, ohne bei ansonsten unverändertem Antrieb eine mechanische Überbelastung befürchten zu massen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

552

Claims (4)

Wasch- und einer niederpoligen Wicklung für den Patentansprüche: Schleuderbetrieb, insbesondere mit einem 4/2-pol-

1. Waschautomatenantrieb mit einem pol- umschaltbaren Einphasen-Getriebemotor, bei dem zuumschaltbaren Kondensatormotor mit einer hoch- mindest ein Kondensator der horhpohgen Wicklung poligen Wicklung für den Wasch- und einer 5 im Waschbetrieb zugeordnet kL Ein solcher Antrieb niederpoligen Wicklung für den Schleuderbetrieb, ist im Siemens-Prospekt Nr. 418/219, Februar 1968, insbesondere mit einem 4/2-polumschaltbaren »Ein neuer Antrieb für Waschvollautomaten«, be-Einphasen-Getriebemotor, bei dem zumindest ein schrieben.

Kondensator der hochpoligen Wicklung im Bei derartigen Antrieben ist man bekanntlich be-

Waschbetrieb zugeordnet ist, dadurch ge-io müht, bei bestimmter geforderter Mindestdrehzabl

kennzeichnet, daß bei Betrieb der nieder- der Waschtrommel im Waschbetneb eine möglichst

poligen Wicklung (1) der dann vom Netz (R, Mp) hohe Drehzahl im Schleuderbetneb zur Erzielung

getrennten hochpoligen Wicklung (2) der Kon- eines guten Trocknungseffektes zu erreichen. Dazu

densator (3) zumindest teilweise im Sinne einer arbeitet bei dem bekannten 4/2-polumschaltbaren

Abbremsung der sich ansonsten frei einstellenden 15 Waschautomatenantrieb der pol umschaltbare Motor

Maximaldrehzahl der niederpoligen Wicklung auf mit seiner 4poligen Wicklung über ein Planeten-

eine Zwischendrehzahl zuschaltbar ist. getriebe, einen Freilauf, eine Abtnebsscheibe und

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn- einen Keilriemen auf die Waschtrommel, während zeichnet, daß der Kondensator (3) unterteilt ist die Schleuderdrehzahl nach Umschalten auf die und nur Teilkapazitäten (31 bzw. 32) im Sinne so zweipolige Wicklung dadurch erzielt wird, daß über einer Einstellung eines bestimmten Wertes der eine dann greifende Fliehkraftkupplung unter Ab-Zwischendrehzahl zugeschaltet sind. schaltung der Getriebestufe durch den Freilauf eine

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch direkte Kopplung mit der Abtnebsscheibe hergestellt gekennzeichnet, daß die Wicklungsstränge (21.22) ist.

der hochpoligen Wicklung (2) eines Einphasen- as Durch spezielle Auslegung des mit diesem Getriebe

motors in Reihe schaltbar und über den züge- zusammenarbeitenden, polumschaltbaren Elektro-

schalteten Kondensator (3) bzw. Kondensatorteil motors benötigt der Motor zweipolig kein Anlauf-

(31 bzw. 32) kurzschließbar sind. moment; .in Kondensator für den Schleuderbetrieb

4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, kann daher entfallen. Es ist lediglich ein Kondensator dadurch gekennzeichnet, daß bei im Sinne einer 30 kleiner Kapazität (etwa 8 oder 10 μΡ je nach gefor-Abbremsung zugeschaltetem Kondensator (3) die derter Waschleistung) erforderlich.

niederpolige Wicklung (1) in Reihe mit einer Zu- Auch bei anderen Ausführungen von Waschauto-

satzwicklung (4) an das Netzt (R, Mp) anschließ- matenantrieben ist im allgemeinen davon auszugehen,

bar ist. daß auf einen der hochpoligen Wicklung im Wasch-