DE2652235C2

DE2652235C2 - Vorrichtung zur Drehzahländerung

Info

Publication number: DE2652235C2
Application number: DE2652235A
Authority: DE
Inventors: Laurent La Roche sur Yon Didier
Original assignee: Esswein Sa Courbevoie Fr
Current assignee: Esswein Sa Courbevoie Fr
Priority date: 1975-11-17
Filing date: 1976-11-16
Publication date: 1986-01-23
Also published as: YU39250B; JPS5262976A; AU1965176A; FR2331720A1; JPS5912317B2; IL50910A0; DE2652235A1; SE7612799L; IL50910A; EG12824A; NL7612701A; YU278276A; GR61661B; GB1561775A; ES453308A1; IT1064213B; FR2331720B1; CH618246A5; AT359025B; SE429371B

Description

welle der angetriebenen Weile die gewünschte hohe Drehzahl verleiht Das Untersetzungsverhältnis für das zweite Riemenscheibenpaar ist kleiner als dasjenige für das erste Riemenscheibenpaar (bzw. das Übersetzungsverhältnis ist höher), andernfalls wäre es einfacher gewesen, einen Motor auszuwählen, bei dem der Unterschied zwischen der kleinen und der großen Drehzahl geringer ist, so daß dann die zwei Riemenscheibenpaare mit der speziellen Kupplungsvorrichtung aucifi hätten entfallen können.

Bei der kleinen Drehzahl des Motors erhält man über das erste Riemenscheibenpaar für beide Drehrichtungen des Motors eine niedrige Drehzahl der Waschtrommel.

Bei der hohen Drehzahl des Motors erhält man für die eine Motordrehrichtung über das erste Riemenscheibenpaar eine mittlere Waschtrommeldrehzahl, für die andere Drehrichtung über das zweite Riemenscheibenpaar eine hohe Waschtrommeldrehzahl. Das Auskuppeln der einen Riemenscheibe und das Einkuppeln der anderen Riemenscheibe erfolgt also bei einer von der Drehrichtung der Motorwelle abhängigen jeweils unterschiedlichen Drehzahl In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungsformen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 und 2 eine Seitenansicht und eine Vorderansicht einer Waschmaschine mit liegender Trommel,

F i g. 3 einen Querschnitt durch eine den Ausgangspunkt der Erfindung bildende Vorrichtung,

F i g. 4 längs der Linien A und B des Schnitts der F i g. 3 geführte Längsschnitte durch die Vorrichtung,

Fig. 5 Drehmomentkurven in Abhängigkeit von der Motordrehzahl,

F i g. 6 ein Drehlzahl/Zeit-Diagramm des Arbeitszyklus einer Waschmaschine in der abschließenden Schleuderphase,

F i g. 7 bis 9 eine Vorrichtung nach der Erfindung in verschiedenen Schnitten,

Fi g. 10 eine Einzelheit der Vorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 11 Drehmomentkurven in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und

Fig. 12 ein Diagramm für die Vorgänge des Schleuderns und des abschließenden Lockerns der Wäsche in einer mit der Vorrichtung nach der Erfindung ausgerüsteten Waschmaschine.

Gemäß den F i g. 1 und 2 sitzt eine Vorrichtung 1 auf der Welle 3 eines Motors 2 mit zwei Polsätzen, beispielsweise eines Motors mit zwei Polen und sechzehn Polen.

Die Vorrichtung umfaßt zwei Riemenscheiben 4 und 5 in deren Nuten zwei Treibriemen 6 und 7 liegen, welche den Kraftschluß zu zwei weiteren Riemenscheiben 8 und 9 herstellen, die miteinander fest verbunden sind oder aus einem Stück bestehen. Die Riemenscheiben 8 und 9 sind ihrerseits fest verbunden mit der Achse einer Waschtrommel, welche von einem Behälter umschlossen ist Die F i g. 1 und 2 zeigen eine Maschine mit zwei Lagern, die also von oben beschickt wird Die Erfindung bezieht sich auch auf den Fall einer Maschine mit einem Lager, also mit Frontbeschickung. Die Durchmesser der Riemenscheiben 4,5,8 und 9 und der Achsabstand zwischen Motor und Trommel sind vorzugsweise so gewählt, daß die Treibi iemen gleiche Länge besitzen. Die nachfolgende Beschreibung und Erläuterung des Betriebes bezieht sich auf den Fall eines Motors mit zwei Polen — sechzehn Polen, jedoch ist die Erfindung auch

im Falle von zweipoligen — zwölfpoügen, zweipoligen — achtzehnpoligen oder anderen Motoren anwendbar.

Wenn der Motor 2 über die sechzehn Pole gespeist wird, beträgt seine Drehzahl etwa 350 U/min. In diesem Moment ist die Riemenscheibe 4 mit der Motorwelle fest verbunden und die Riemenscheibe 5 läuft in bezug auf diese Motorwelle frei. Wenn D 4 der Durchmesser der Riemenscheibe 4 und D 8 der Durchmesser der Riemenscheibe 8 sind, beträgt die Trommeldrehzahl pro Minute:

35Ox

DA DS

DA und D8 sind so gewählt, daß die Trommeldrehzahl etwa gleich 50 U/min ist

Wenn der Motor 2 über die zwei Pole gespeist wird, beträgt seine Drehzahl 2950 U/min. In Folge der Vorrichtung, cteren Aufbau im einzelnen noch beschrieben werden wird, läuft nun die Riemenscheibe 4 frei auf der Motorweiie 3, während die Riemenscheibe 5 fest mit dieser Motorwelle verbunden ist Wenn D 5 der Durchmesser der Riemenscheibe 5 und D 9 der Durchmesser der Riemenscheibe 9 sind, so beträgt die Trommeldrehzahl

2950 χ

_D5_
D9

Der Vorschlag nach der Erfindung ist nur dann von Interesse, wenn -^r größer als -jjg- ist, das heißt wenn die Schleuderdrehzahl größer als

2950 χ

DA

ist da es andernfalls unnütz wäre, zwei Riemei.scheibenpaare und eine Vorrichtung, die einen Übergang von dem einen Paar zum anderen Paar erlaubt zu verwenden.

Die F i g. 3 und 4 zeigen Schnitte durch die Vorrichtung. Mit der Motorwelle 3 ist ein Mitnehmer 10 beispielsweise durch Keile drehfest verbunden. Zwei Bakken 11 sind um auf diesem Mitnehmer 10 angeordnete Achsen 13 schwenkbar und mit geeigneten Reibbelägen ausgerüstet, und zwar sowohl auf ihrer Innenseite als auch auf ihrer Außenseite. Diese Reibbeläge spielen für das Arbeiten der Maschine eine wesentliche Rolle.

Im rechten Teil zier Fig.3 ist ein nicht durch die Zentrifugalkraft betätigter Backen dargestellt; im linken Teil der F i g. 3 ist ein durch die Zentrifugalkraft betätigte' Bjuk-jn dargestellt.
Ohne Fliehkraftbelastung liegen die zwei Backen 11 außen auf einem zylindrischen Teil der Riemenscheibe 4 auf, die aus einem für den Reibschluß geeigneten Werkstoff besteht Die Auflage wird bewirkt durch zwei Schraubenzugfedirn 12, die einerseits am Ende eines Backens, andererseits an dem jeweils anderen Backen in einem nahe seinem Drehpunkt liegenden Punkt angreifen. Die Riemenscheibe 4 ist gegenüber der Moturwelle 3 zufolge eines Kugellagers 14 (oder auch eines anderen Lagers) drehbar. Die Riemenscheibe 5 setzt sich in einem zylindrischen T^iI fort, auf dem sich innwendig die Reibbelagteile, die auf dem Außenumfang der Backen 11 angeordnet sind, abstützen können. Die Riemenscheibe 5 besteht ebenfalls aus einem für den Reibschluß geeigneten Werkstoff und ist fest mit einem Ge-

häuse 15 verbunden, das über zwei Lager 16 und 17 frei auf der Welle 3 drehbar ist. Die Teile 14, 10 und 16 folgen auf der Welle 3 aufeinander und sind durch eine Schraube 18 gehalten. Das Gehäuse 15, das mit der Riemenscheibe 5 (entsprechend der großen Trommeldrehzahl) fest verbunden ist, befindet sich außerhalb des Gesamtsystems.

Diese Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Wenn sich der Motor entsprechend der höchsten Polzahl dreht Wenn der Motor in Sechzehnpol-Betrieb arbeitet, ist das übertragbare Moment der Kurven C und F stets größer als das Motordrehmoment der Kurve A; daher dreht sich die Riemenscheibe 4 mit der Motordrehzahl (Punkts;.

Wenn der Motor im Zwcipol-Betrieb arbeitet, wächst seine Drehzahl und die Backen werden durch die Fliehkraft, die auf sie einwirkt, belastet. Die Trommel wird über die Riemenscheibe 4 mit dem Motordrehmoment

(beispielsweise sechzehn Pole entsprechend 350 U/min), 10 vom Ursprung aus bis zum Punkt b beschleunigt, das ist die auf die Backen 11 wirkende Zentrifugalkraft sehr heißt bis etwa 1400 U/min, was einer Trommeldrehzahl viel kleiner als die Kraft der Federn. Die Federn sind so ausgelegt daß der Mitnehmer 10 und die Backen ohne Schlupf das Motordrehmoment auf die Riemenscheibe 4 übertragen, die es ihrerseits auf die Trommel überträgt. 15

Wenn die Sechzehnpol-Wicklung abgeschaltet und statt dessen die Zweipol-Wicklung angeschaltet wird, erhöht der Anker oder Rotor des Motors seine Drehzahl bis zu dem Augenblick, in dem die Zentrifugalkräfte, die auf die Backen 11 einwirken, die Kräfte der Fe- dem aufheben; in diesem Moment kommen die beiden Backen auf dem zylindrischen Teil der Riemenscheibe 5 zur Auflage und das Motordrehmoment wird auf die Trommel über diese Riemenscheibe 5 übertragen.

Wenn der Motor sich gespeist über die Zweipol-Wicklung dreht, ist es möglich, die Speisespannung abrupt abzuschalten und die Sechzehnpol-Wicklung in derselben Drehrichtung wie die Zweipol-Wicklung zu speisen. Dann entsteht eine außerordentlich rasche Abbremsung, die auf die Trommel über die Riemenscheibe 5, dann über die Riemenscheibe 4 übertragen wird.

Das von den Backen übertragene Drehmoment ist größer, wenn die tangentiale Reibungskraft ein Moment erzeugt, das so angerichtet ist daß es den Backen gegen

den zylindrischen Teil einer der beiden Riemenscheiben 35 die sich mit einer Drehzahl dreht, die wenigstens gleich druckt (Selbstverstärkung), wobei dieses Moment auf derjenigen des Motors im Punkt b, multipliziert mit dem die Drehachse der Backen bezogen ist D 4 D 9

F i g. 5 zeigt Drehmomentkurven in Abhängigkeit Verhältnis -^ χ -^j. das kleiner als 1 ist, ist Bis zum

von der Motordrehzahl. Bezogen auf Fig.3 ist die Punkt c ist das auf die Riemenscheibe 5 übertragene Schleuderrichtung die Gegenuhrzeigerrichtung, wäh- « Moment kleiner als das Motormoment. Im Punkt d rend beim Waschen der Motor abwechselnd in der ei- bleibt die Motordrehzahl stabil im Maximum des Momentes während der gesamten Beschleunigungsdauer, während derer die Drehzahl der Riemenscheibe 5 kleiner als diejenige des Motors ist. Das von den Backen auf 45 die Riemenscheibe 5 übertragene Moment ist das maximale Motormoment Das Beschleunigungsmoment der

von 220 U/min entspricht: Zwischenzeitlich wurde die hinsichtlich der Aufhängung kritische Drehzahl, die bei etwa 150 U/min für die Trommel (1000 U/min für den Motor) liegt, durchlaufen und zwar mit einem Trommeldrehmoment, das dem Motordrehmoment, multipliziert

DA mit "2jg-, entspricht, also mit einem wesentlich größeren Moment als demjenigen, das der Multiplikation des Motormomentes mit dem Verhältnis -gy entsprechen würde. Dieser Umstand führt zu einer Verminderung der Schwingungsamplituden des Behälters bei der kritischen Drehzahl.

Von dem Punkt b an wird das übertragbare Moment kleiner als das Motormoment, so daß ein Schlupf zwischen der Riemenscheibe 4 und dem Backen entsteht. Nach dem Punkt csind die Wirkungen der Zentrifugalkraft auf die Backen größer als die Federkräfte, die Backen heben von der Riemenscheibe 4 ab. Die Zunahme der Drehzahl zwischen dem Punkt cund dem Punkt c/ist notwendig, um die Zunahme der Federkraft in Folge der Federdehnung zu überwinden. Im Punkt d kommen die Backen zur Auflage auf die Riemenscheibe 5,

nen und der anderen Richtung dreht

Die Kurve A ist die Motordrehmomentkurve in Abhängigkeit von der Drehzahl bei Betrieb über die Sechzehnpol-Wicklung;

die Kurve B ist die Motordrehmomentkurve bei Speisung über die Zweipoi-Wicklung; die Kurve Cist die Kurve des über die Backen 11 auf die Riemenscheibe 4 übertragbaren Beschleunigungsdrehmomente;

die Kurve D ist die Kurve des von den Backen 11 auf die Riemenscheibe 5 übertragenen Beschleunigungsdrehmornentes;

die Kurve E ist die Kurve des von den Backen 11 auf die Riemenscheibe 5 übertragbaren Bremsdrehmomentes; die Kurve Fist die Kurve des von den Backen 11 auf die Riemenscheibe 4 übertragbaren Bremsdrehmomentes oder des Beschleunigungsmomentes in Uhrzeigerrichtung.

Trommel ist folglich dasjenige des Motors multipliziert

£>9 mit -=TT - Am Ende dieser Schlupfphase, sobald sich die

so Riemenscheibe 5 und die Backen 11 mit der glichen Drehzahl drehen, beschleunigt der Motor die Riemenscheibe 5 weiter und der Arbeitspunkt wandert nach f, was der endgültigen Betriebsdrehzahl entspricht Wie man feststellt erfolgt der Übergang vom Aus kuppeln der Riemenscheibe 4 zum Einkuppeln der Rie menscheibe 5 nicht augenblicklich. Dessen ungeachtet ist diese Verzögerung sehr kurz, da dann, wenn beide Riemenscheiben ausgekuppelt sind, der freilaufende Motor sehr rasch seine neue Drehzahl annimmt, und

Der Punkt a ist der Arbeitspunkt des Motors bei 60 zwar sowohl im Falle der Beschleunigung als auch im Sechzehnpol-Betrieb, Falle der Abbremsung.

der Punkt b ist der Schnittpunkt von Cund B, Bei einer durch Unterbrechung der Stromzufuhr zu der Punkt c ist der Beginn des Abhebens der Backen der Zweipolwicklung hervorgerufenen Abbremsung von der Riemenscheibe 4, und dem Speisen der Sechzehnpol-Wicklung erfolgt das der Punkt d ist der Beginn der Auflage der Backen auf 65 Abbremsen der Trommel in entsprechender Weise, jeder Riemenscheibe 5, doch umgekehrt wie vorstehend beschrieben, der Punkt e ist der Schnittpunkt von D und B, Als Vorteil der Vorrichtung wurde bereits das rasche der Punkt /1st der Arbeitspunkt bei Zweipol-Betrieb. Durchlaufen der kritischen Trommeldrehzahl herausge-

stellt; die Vorrichtung besitzt aber auch bemerkenswerte Eigenschaften für das Abbremsen. Diejenigen Teile der Backen, die zur Auflage auf die zylindrischen Teile der Riemenscheiben kommen, sind mit einem Spezialbelag entsprechend den bei Trommelbremsen verwendeten belegt. Außerdem liegt der zylindrische Teil der Riemenscheibe 5 großen Durchmessers außerhalb der Gesanitfjiordnung der Vorrichtung und ist der Umgebungsluft ausgesetzt, was die Kühlung begünstigt. Der außerhalb der Vorrichtung (oder des Gehäuses) befindliche Teil spielt die Rolle der Bremstrommel. Nun ist aber die äußere Riemenscheibe diejenige, die eingekuppelt wird, wenn die Trommel sich mit ihrer größten Drehzahl dreht, also diejenige, die beim Abbremsen die größte kinetische Energie aufzunehmen hat.

Diese Eigenschaften der Vorrichtung werden bei der Festlegung des Waschzyklus der Waschmaschine genutzt. Der Umstand, daß häufig und energisch abgebremst werden kann, wird dazu ausgenützt, eine grotie Zahl von Schleudervorgängen mit hoher Drehzahl, unterbrochen von Lockerungsvorgängen mit niedriger Drehzahl, anzuwenden. Dies ist in F i g. 6 dargestellt, die ein Diagramm der Trommeldrehzahlen in Abhängigkeit von der Zeit im Verlauf des abschließenden Trockenvorganges wiedergibt Die im Beispiel verwendete Programmsteuerung umfaßt einen Schrittgeber mit einem Schrittabstand von 2 Minuten. Die angegebenen Zeiten sind lediglich Beispiele.

Der Bereich fist die Entleerung des in dem Behälter enthaltenen Wassers; in diesem Moment läuft die Trommel abwechselnd in der einen Richtung und in der anderen Richtung mit einer Stillstandszeit zwischen jeder Richtungsumkehr.

Der Bereich Q umfaßt die Trocknung durch stoßweises Schleudern und Lockern durch Abbremsen und hat den Zweck, den größten Teil des in der Wäsche enthaltenen wassers herauszudrücken und zwar in der Weise, daß die Wäsche vor dem endgültigen Trocknen bzw. Schleudern gelockert ist. Dieser Bereich umfaßt eine bestimmte Anzahl von kurzen Schleudervorgängen (vier Vorgänge im Fall der F i g. 6), von denen sich jeder aus den folgenden Abschnitten zusammensetzt: Drehung der Trommel im Gegenuhrzeigersinn mit 40 U/ min während 4 Sekunden, anschließendes Umschalten der Zweipol-Wicklung des Motors während 5 Sekunden in der Gegenuhrzeigerrichtung; dabei ist die Spitzendrehzahl augenscheinlich eine Funktion der Gesamtträgheit des Systems, die sich in dem Maße vermindert wie das in der Wäsche enthaltene Wasser abgezogen wird; nach Ablauf der 5 Sekunden wird die Zweipol-Wicklung abgeschaltet und gleichzeitig die Sechzehnpol-Wicklung in Gegenuhrzeigerrichtung an Spannung gelegt, die dadurch erhaltene Abbremsung bringt die Trommel abrupt auf 50 U/min und leitet das Auflockern der Wäsche ein, das durch eine kurze Gegenuhrzeigerrichtungsdrehung vervollständigt v/ird; es folgt eine Stillstandszeit von 3 Sekunden, dann eine Drehung in Uhrzeigerrichtung von 12 Sekunden, dann eine Drehung in Uhrzeigerrichtung von 12 Sekunden, dann eine Stillstandszeit

Der Bereich R stellt die sogenannte Endtrockung oder das Fertigschleudern dar, bei dem die Trommel sich mit hoher Drehzahl in Gegenuhrzeigerrichtung dreht (beispielsweise 850 U/min), welche Trocknung ihrerseits durch eine bereits beschriebene Endabbremsung vervollständigt wird.

Der Bereich S dient der abschließenden Lockerung und umfaßt während mehrerer Minuten eine abwech-

selnde Drehung der Trommel mit 50 U/min.

Man erkennt, daß die Wiederholung einer so großen Zahl von Abbremsungen in rascher Folge nur mit einer Drehzahländerungsvorrichtung mit den speziellen Eigenschaften durchführbar ist, die sich aus den Merkmalen der beschriebenen Vorrichtung ergeben.

Diese Vorrichtung ist nun erfindungsgemäß so ausgestaltet, daß sie anstelle von zwei nunmehr drei Drehzahlen erzielen läßt, wobei die mittlere Drehzahl und die große Drehzahl bei unterschiedlichen Drehrichtungen erhalten werden.

Wenn die Riemenscheibe 4 ohne Schlupf durch die Backen 11 angetrieben wird und folglich die Motordrehzahl N besitzt, ist die Drehzahl der Riemenscheibe 5 bestimmt durch:

D4

D9
"DT

wegen der doppelten Übersetzung. Da -^y kleiner als DS D4

ist, ist die Drehzahl der Riemenscheibe 5 stets kleiner als N. Mit anderen Worten, unabhängig von der Drehrichtung des Motors drehen sich die Riemenscheibe 5 und ihr Gehäuse relativ zu dem die Backen tragenden Mitnehmer 10 gegenläufig zu der Drehrichtung des Motors.
Die F i g. 7, 8 und 9 zeigen Schnitte durch diese Vorrichtung:

F i g. 7 zeigt rechts einen Schnitt längs der Ebene A in Fig.9 und links einen Schnitt längs der Ebene B in F ig. 9.
F i g. 8 zeigt rechts einen Schnitt längs der Ebene Cin Fig. 7 und links einen Schnitt längs der Ebene D in F i g. 7, wobei der Motor sich in der durch den Pfeil angedeuteten Gegcnuhrzcigerrichtung dreht.

F i g. 9 entspricht der Darstellung der F i g. 8, jedoch dreht der Motor sich hier in der durch den Pfeil angedeuteten Uhrzeigerrichtung.

Von der Ausführungsform gemäß den F i g. 3 und 4 unterscheidet sich diese für gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehene Vorrichtung in folgenden Einzelheiten:

Während bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform die Backen 11 eine im Hinblick auf die Zentrifugalkraft bemessene Masse zur Überwindung des Zuges der zugehörigen Federn 12 hatten, damit sie von der Riemenscheibe 4 abheben und sich gegen die Riemenscheibe 5 legen konnten, haben bei der hier beschriebenen Acsführungsform die Backen 11 eine wesentlich kleinere Masse (bestehend beispielsweise aus Aluminium), die ausreichend klein im Vergleich zu der Kraft der Federn 12 ist damit bei der maximalen Drehzahl des Motors (der Backen) die Zentrifugalkraft diese Backen nicht von der Riemenscheibe 4 abheben kann. Somit wird die Riemenscheibe 4 bei keiner Drehzahl des Motors ausgekuppelt
Auf derselben Achse wie die Backen 11 sind Gewichtsstücke 19 drehbar angeordnet; sie werden gegen den Mittelpunkt durch Federn 20 gezogen, die einerseits am Ende der Gewichtsstücke und andererseits an einem Punkt nahe des Drehpunktes des jeweils symmetrischen Gewichtsstückes angreifen, also analog der Anbringung der Federn 12 in bezug auf die Backen II. Im Unterschied zu den Backen haben die Gewichtsstücke 19 eine wesentlich größere Masse im Verhältnis zur Kraft ihrer Feder 20, wie noch erläutert werden wird.

Ein Verriegelungsstück 21 kann sich gegenüber dem Gehäuse 15 und folglich gegenüber der Riemenscheibe 5 verdrehen. Dieses Verriegelungsstück 12 dreht sich zwischen zwei Reibstücken 22 und 23.

Das Reibstück 22 stellt die radiale und axiale Führung des Verriegelungsstückes 21 sicher. Das Reibstück 23 stellt die axiale Führung des Verriegelungsstückes 21 sicher, überträgt dabei aber gleichzeitig die axiale Kraft einer schwachen Feder 24, die in axialer Richtung in einer Nut in der Nabe des Gehäuses 15 festgelegt ist. Das Verricgelungsstück 21 wird daher von dem Gehäuse 15, allerdings nur mit geringem Reibungsmoment, mitgenommen. Die Gewichtsstücke 19 besitzen einen Finger 25, der sich auf dem inneren Teil oder dem äußeren Teil der Backen 11 abstützen kann, sowie einen Finger 26, der in einem Schlitz 27 des Verriegelungsstückes 21 aufgenommen ist.

Fig. 10 zeigt eine Aufsicht auf das Verriegelungs-

St«Ci\ *■, «i!C u!C «^inZCittCiiCn uCr υαΓιΠ VOrgcScucricn

Schlitze 27 deutlich macht. Von diesen Schlitzen haben die Bereiche 28 eine kleine Abmessung in radialer Richtung und die Bereiche 29 ein großes radiales Spiel mit jedem ihrer Winkelanschläge.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Fig.8 ist eine Darstellung der Vorrichtung, bei der der Motor sich mit 350 U/min im Gegenuhrzeigersinn dreht. Wie schon ausgeführt wurde, dreht sich die Anordnung aus den Backen und den Gewichtsstücken rascher als das Gehäuse 15 und die Riemenscheibe 5; die Finger 26 kommen dann in den Teil des Schlitzes des Verriegelungsstückes 21 zur Auflage, der die kleinere radiale Abmessung aufweist.

Die Finger 25 ruhen zufolge der Wirkung der Federn 20 auf einer Innenfläche der Backen 11. Das Motormoment wird folglich durch die Wirkung der Federn 12 und 20 übertragen.

Wenn der zweipolige Teil des Motors in Gegenuhrzeigerrichtung gespeist wird und die Drehzahl zunimmt, werden die Gewichtsstücke 19 durch die Fliehkraft belastet, wobei die Federn 20 so ausgelegt sind, daß sie die Gewichtsstücke 19 bis zu einer etwas oberhalb von 350 U/min liegenden Drehzahl, beispielsweise bis 500 U/min, festhalten. In diesem Moment legen die Finger 26 sich an den Rand der Teile 28 der Schlitze 27 des Verriegelungsstückes 21 und die Finger 25 heben von den Innenflächen der Backen 11 ab, jedoch ist ihr weiterer Verschiebungsweg in Richtung auf eine Auflage auf den Außenflächen der Backen blockiert

Da die Masse der Backen klein ist, werden sie durch die Zentrifugalkraft nur schwach belastet und die Kraft der Federn 12 reicht aus, um ohne Schlupf der Trommel über die Riemenscheibe 4 eine Drehzahl von beispielsweise

2950 χ

= 450 U/min

zu erteilen.

Die Rückkehr zu der Drehzahl 50 U/min kann durch elektrisches Abbremsen erfolgen, wie vorstehend schon beschrieben.

F i g. 9 zeigt die Vorrichtung bei einer Drehzahl des Motors von 350 U/min in Uhrzeigerrichtung. In diesem Augenblick kommen die Finger 26 in dem Bereich 29 der Schlitze 27 des Verriegelungsstückes 21 zur Anlage, also dort, wo ein größeres Radialspiel vortuwden ist, so daß sie dieses Teil in bezug auf das Gehäuse 15 sich verdrehen lassen.

Wenn nun d'e Zweipol-Wicklung des Motors im Uhrzeigersinn gespeist wird und seine Drehzahl zunimmt, können die Gewichtsstücke 19 sich frei von der Mitte der Vorrichtung unter Drehung um ihre Achsen abheben und die Finger 25 kommen zur Auflage auf den äußeren Teil der Backen 11, die folglich mit der Zentrifugalkraft belastet sind, die auf eigene Masse und die Masse der Gewichtsstücke einwirkt.

Die Masse der Gewichtsstücke ist in Verbindung mit der Masse der zugehörigen Backen so bemessen im Verhältnis zur Kraft der Rückholfedern 12 und 20, daß die Backen 11 die Riemenscheibe 4 verlassen und sich gegen die Riemenscheibe 5 legen, sobald der Motor eine vorbestimmte Drehzahl erreicht hat.
Die Arbeitsweise ist dann analog zu derjenigen, die zuvor unter Bezugnahme auf F i g. 4 beschrieben wurde, insbesondere für das Bremsen.

In Fig. 11 sind die verschiedenen Drehmoment/ Drehzahl-Kurven analog denjenigen in Fig.5 wiedergegeben. Hinzugefügt sind hier die Kurven G und H, die dem Arbeiten der Vorrichtung entsprechen, wenn der Motor sich in Gegenuhrzeigerrichtung dreht das heißt in der Richtung, bei der die Gewichtsstücke durch das Verriegelungsstück 21 gehindert sind, sich gegen die Backen 11 zu legen, die folglich gegen die Riemenscheibe 4 gedrückt bleiben. Letztere bleibt eingekuppelt bis zur Maximaldrehzahl des Motors und das Moment, das sie übertragen kann, ist in jedem Augenblick größer als dasjenige des Motors.

Die Lage der Achsen 13 für die Schwenkbewegung der Backen 11 (und der Gewichtsstücke 19) ist wesentlich und so gewählt, daß bei Drehung in Uhrzeigerrichtung (entsprechend einem Einkuppeln der Riemenscheibe 5 bei hoher Drehzahl) die Backen, die im Eingriff mit der Riemenscheibe 5 stehen, die Neigung haben, sich in Folge des Bremsmomentes, das auf sie beim Abbremsen wirkt, auseinander zu spreizen. Somit wird bei einer Maschine mit zwei Schleuderdrehzahlen erreicht daß bei der höchsten Drehzahl der Trommel das höchste Bremsmoment (Kurve G)zur Verfügung steht.

In F i g. 12 ist als Beispiel ein Diagramm !er Drehzahl V über der Zeit f wiedergegeben, das die abschließenden Schleuder- und Lockerungsvorgänge einer Waschmaschine zeigt, die mit einer Vorrichtung der hier vorgeschlagenen Art ausgerüstet ist.

Der Bereich Γ entspricht dem Abzug des in dem Behälter enthaltenen Wassers; die Trommel dreht sich dabei abwechselnd in der einen und der anderen Richtung; der Bereich U ist ein Schleuderbereich mit mittlerer Drehzahl (450 U/min beispielsweise). Während sich die Trommel und folglich der Motor in Gegenuhrzeigersinn mit kleinerer Drehzahl drehen, wird die Sechzehnpol-Wicklung des Motors abgeschaltet und die Zweipol-Wicklung des Motors in der gleichen Gegenuhrzeigerrichtung angeschaltet, wie zuvor schon gesagt wurde;

die Schleuderdrehzahl beträgt lediglich 2950 χ

der Bereich V entspricht der Lockerung nach dem Trocknen oder Schleudern mit 450 U/min, er beginnt mit einer elektrischen Bremsung und setzt sich in einer Anzahl abwechselnder Drehungen mit 50 U/mir, fort; der Bereich X entspricht dem endgültigen Schleudern oder Trocknen mit hoher Drehzahl. Während sich der Motor in Uhrzeigerrichtung dreht, wird seine Stchzehn-

6ä pol-Wicklung abgeschaltet und seine Zweipol-Wicklung in derselben Uhrzeigerrichtung angeschaltet so daß die

Schleuderdrehzahl folglich 2950 χ -^-, also 350 U/min

11

;;' beträgt, wie in der vorhergehenden Ausführung. Der ^; Bereich Y entspricht der abschließenden Auflockerungsperiode, die mit einer elektrischen Abbremsung 4 beginnt und sich in einer abwechselnden Drehnng mit i? 50 U/min fortsetzt.

' Von besonderem Vorteil bei der beschriebenen Vor-

," richtung ist der einfache Aufbau, wobei die gleichen % Teile sowohl das Einkuppeln als auch das Auskuppeln «■j der Riemenscheiben hervorrufen. Weiterhin ist ihre Ij Kompaktheit zu nennen: Der gesamte Mechanismus ist in einem einzigen dichten Gehäuse untergebracht.

Außerdem ermöglicht die Vorrichtung weiche und wirkungsvolle Abbremsungen mit Hilfe von Backen, die an ihren zur Auflage auf den zylindrischen Teilen der Riemenscheiben bestimmten Flächen mit Werkstoffen % versehen sind, die an die Bremsfunktion angepaßt sind.

Weiterhin können diese kurzen Bremsvorgänge häu- _J fig aufeinanderfolgen, ohne daß eine schädliche Erwär-' mung eintritt, weil die Riemenscheibe 5, die fest mit dem j'.-'i Gehäuse verbunden ist, die höchsten Bremsenergien 1.: aushält und weil das Gehäuse, das dann die Rolle einer Trommelbremse spielt, sich direkt an der umgebenden ';: Atmosphäre abkühlt.

Schließlich gestattet der Umstand, daß der Augenblick des Übergangs auf das hohe Drehzahlverhältnis auf einen Zeitpunkt festgelegt ist, zu dem die Trommeldrehzahl die kritische Drehzahl bereits durchlaufen hat, ' die Trommel diese kritische Drehzahl mit dem maximalen Beschleunigungsmoment unü folglich in der kürzesten Zeit durchfahren zu lassen.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

35

40

45

50

55

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Claims

1 2 Eine Wasch- und Schleudermaschine enthält meist ei- Patentansprüche: nen Einphasen-Asynchronmotor mit zwei Polsätzen zum Antrieb der Waschtrommel mit einer niedrigen

1. Vorrichtung zur Drehzahländerung, befestigt Drehzahl für das Waschen und einer höheren Drehzahl auf der Welle eines in der Drehzahl umschaltbaren 5 für das Schleudern. Häufig werden Motore mit zwei Elektromotors (2) mit einer inneren und einer äuße- Polen — zwölf Polen, zwei Polen — sechzehn Polen, ren Riemenscheibe (4,5), die jeweils über Treibrie- zwei Polen — achtzehn Polen benutzt, die der Trommel men mit zwei Riemenscheiben (8,9) einer Welle un- für das Waschen Drehzahlen zwischen 50 und 55 Umter Bildung von Riemenscheibenpaaren mit unter- drehungen je Minute und für das Schleudern Drehzahschiedlichem Durchmesserverhältnis verbunden io len von 350 bzw. 450 bzw. 500 Umdrehungen pro Minusind und einem Mitnehmer (10), der zwischen der teerteilen.

inneren und der äußeren Riemenscheibe (4,5) radial Der Markt fordert jedoch immer höhere Schleuderdrehbare, durch Federn (12) gegen die innere Rie- leistungen, so daß Schleuderdrehzahlen von 850 Umdremenscheibe (4) gezogene Backen (11) nähert, da- hungen je Minute erforderlich sind. Um solche Drehdurch gekennzeichnet, 15 zahlen zu erzielen, sind bereits verschiedene Wege bedaß das Gewicht der Backen (11) und der Zug der schritten worden; der eine besteht in der Verwendung Federn (12) so bemessen sind, daß bei einer vorge- eines Motors mit zwei Polen — zweiunddreißig Polen, wählten niedrigen Drehzahl die Backen gegen die ein anderer besteht in der Verwendung eines Motors innere Ri'.aienscheibe (4) gedrückt bleiben, mit zwei Polen — vier Polen, dem ein Untersetzungsgedaß jeder^«r Backen (11) ein drehbares Gewichts- 20 triebe, ein Freilaufrad und eine Fliehkraftkupplung zustück (19) mit einer Rückholfeder (20) und zwei Fin- geordnet sind.

gern (25,26) umfaßt, wobei ein Finger (25) zwischen Die erstgenannte Lösung hat den Nachteil großen einen Innenrand und einen Außenrand der zugehöri- Gewichtes, beträchtlichen Platzbedarfes und hoher Gegen Backen greift und zwischen dessen beiden Rän- stehungskosten.

dem verschiebbar ist und das Gewicht der Ge- 25 Die zweite genannte Lösung hat zusätzlich zu den

wichtsstücke und die Zugkraft der Federn so be- verhältnismäßig hohen Gestehungskosten den Nachteil

stimmt, daß unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft einer aufwendigen Mechanik, die zahlreiche Vorkeh-

die Gewichtsstücke (19) die Backen (11) durch Aufla- rungen im Bereich der Programmsteuerung erfordert,

ge der Finger (25) auf den Innenrand bei einer unter um für das Gerät unzuträgliche Fehlbetätigungen zu

einem vorgegebenen Wert liegenden Drehzahl des 30 vermeiden.

Motors (2) ^egen die innere Riemenscheibe (4) Aus der DE-OS 14 85 013 ist bereits eine Vorrichtung drückt, hingegen die Backen <?".rch Auflage der Fin- zur Drehzahländerung bekannt, die weitgehend mit der ger (25) auf den Außenrand bei einer über diesem Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 Wert liegenden Drehzahl des Mptors (2) gegen die übereinstimmt und den Vorzug eines einfachen und roäußere Riemenscheibe (5) drückt, 35 busten Aufbaus hat Mit dieser Vorrichtung lassen sich und daß ein Hin die Drehachse der zwei Riemen- zwei unterschiedliche Untersetzungrverhälinissc erziescheiben (4,5) bewegliches Verriegelungsstück (21) len, von denen das eine bei der niedrigen Motordrehfür jedes Gewichtsstück (19) zwei Schlitze (27) be- zahl, das andere bei der hohen Motordrehzahl wirksam sitzt, die den zweiten Finger (26) der Gewichtsstücke wird. Eine dritte, mittlere Dreiizahl, cie an sich zur Opti-(19) aufnehmen und für eine Drehrichtung die volle « mierung des Wasch- und Schleuderzyklus wünschensradiale Verschiebung dieser Gewichtsstücke nach wert wäre, ist mit dieser Vorrichtung jedoch nicht eraußen verhindert, für die andere Drehrichtung diese zielbar,
volle radiale Verschiebung ungehindert zuläßt Zwar sind aus der DE-OS 22 35 632 und 22 38 422

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekenn- Vorrichtungen bekannt, die es gestatten, mit nur einem zeichnet, daß das VerriegelungsstuOk (21) für jedes 45 einmal polumschaltbaren Motor die Waschtrommel mit der Gewichtsstücke (19) einen gestuften Querschlitz mehreren Drehzahlen anzutreiben und hierzu eine (27) aufweist, dessen eine Stufe eine größere radiale Fliehkraftkupplung verwenden, die durch Kdinkenteile Breite als dessen andere hat fallweise gesperrt v/ird, wobei sich die Sperre durch

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- kurzzeitiges Abbremsen der Motorwelle aufheben läßt zeichnet daß zwei Reibstücke (22,23) dem Verriege- 50 Bei diesen Vorrichtungen wird die Waschtrommel jelungsstück (21) zugeordnet sind und eine Feder (24) doch stets nur über ein einziges Keilriemenscheibenerstere gegen die äußere Riemenscheibe (5) gelegt paar angetrieben.

hält Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vor-

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 richtung der einleitend angegebenen Art in der Weise zur Verwendung in einer Waschmaschine mit einem 55 weiterzubilden, daß bei zwei vorgegebenen Unterset-Elektromotor mit zwei Drehzahlen und zwei Dreh- Zungsverhältnissen entsprechend den beiden Riemenrichtungen, wobei in der einen Drehrichtung zwei scheibenpaaren drei unterschiedliche Drehzahlen er-Betriebsdrehzahlen, die eine für den Waschvorgang, zielbar sind.

die andere für mäßiges Schleudern, und in der ande- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer entspre-

ren Drehrichtung eine hohe Betriebsdrehzahl für ao chend dem Oberbegriff des Anspruches 1 ausgebildeten starkes Schleudern erzielt werden. Vorrichtung durch die im Kennzeichen des Anspruches

1 stehenden Merkmale gelöst.

Bei dieser Vorrichtung ist das Untersetzungsverhältnis (oder das Übersetzungsverhältnis) des ersten Rie-65 menscheibenpaares so gewählt, daß der angetriebenen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drehzahl- Welle die gewünschte niedrige Drehzahl erteilt wird, änderung, entsprechend dem Oberbegriff des Anspru- während das Untersetzungsverhältnis des zweiten Rieches 1, insbesondere für Waschmaschinen. menscheibenpaares für die höhere Drehzahl der Motor-