DE3145588A1 - Maschine mit rotor, insbesondere waschmaschine mit schleudergang - Google Patents

Description

• Maschine mit Rotor, insbesondere W#sch#as##i##-mit##hfbudcrgang
• Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen mit Rotor, insbesondere Waschmaschinen mit horizontaler Trommellagerung und mit Schleudergang, die zur Erzielung einer bestimmten Laufruhe eine gewisse Restunwucht nicht überschreiten dürfen.
• Auswuchten ist nach ISO-Definition ein Vorgang, durch den die Massenverteilung eines Rotors geprüft und, wenn nötig, korrigiert wird, um sicherzustellen, daß umlauffrequente Schwingungen der Lagerzapfen und die Lagerkräfte bei Betriebsdrehzahl in festgelegten Grenzen liegen. Es ist verständlich, daß aus wirtschaftlichen Gründen nicht ein auf Null ausgewuchteter Rotor angestrebt werden kann und für einen zufriedenstellenden Lauf der Maschine auch gar nicht erforderlich ist. Es ist daher von der technischen Seite eine gewisse Toleranz (Restunwucht) zulässig, die sich nach Verwendungszweck und Größe der Maschine richtet.
• Nun bereitet die Einhaltung gewisser Restunwuchten bei Rotoren mit festliegender Massenverteilung technisch keine Schwierigkeiten. Anders verhält es sich bei Maschinen wie z. B. Waschmaschinen mit Schleudergang, deren Unwucht sich von Arbeitsgang zu Arbeitsgang in Betrag und Lage ändert. Die Auslegung dieser Maschinentypen wird sich nach der Häufigkeitsverteilung des Unwuchtbetrages richten, wobei auch der Größtwert der möglichen Unwucht von den Lagern des Rotors noch schadlos aufgenommen werden muß. Über eine entsprechende Begrenzung der Betriebsdrehzahl lassen sich die Belastungen auch bei größerer Streuung der Unwucht noch relativ gut beherrschen. Trotzdem treten bei Maschinen dieses Typs infolge ungleicher Verteilung der Wäschemasse oft hohe Kräfte auf, die die Laufruhe zum Teil erheblich stören. In ungünstigen Fällen wandern die Maschinen sogar von der Stelle, was zu Wasserschäden führt, wenn der Schlauch der Wasserzuführung dabei von der Anschlußstelle gezogen wird.
• Aus der Schwingungslehre ist bekannt, daß bei massenerregten Schwingern die Amplitude a des Schwingweges bei überkritischer Lagerung nur von dem Verhältnis UjM bestimmt wird. Dabei bedeutet U die Unwucht und setzt sich aus der Unwuchtmasse u und dem Radius r, Abstand des Schwerpunktes der Unwuchtmasse von der Drehachse, zusammen.
• M stellt die Masse des erregten Systems dar. Des weiteren ist für die Laufruhe von Maschinen mit rotierenden Massen sowie deren Belastung die Schwinggeschwindigkeit eine wichtige Beurteilungsgröße. Sie setzt sich aus der Wegamplitude a und der Winkelgeschwindigkeit des Rotors zusammen. Die Beziehungen lauten: Amplitude bei überkritischer Abstimmung: U Schwinggeschwindigkeit: v = a Aus baulichen Gründen ist eine Vergrößerung der Masse M um a M nur in: kleinem Umfange vertretbar. Der Mittelwert der Amplitude a und damit der Schwinggeschwindigkeit v verringert sich zwar im Verhältnis M/ (M+ jM), wie aus obiger Gleichung zu ersehen ist, es bleibt jedoch das Streuband der Unwucht als stochastische Größe erhalten. Außerdem sind Drehzahlerhöhungen wegen baulicher Grenzen nur begrenzt möglich.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Rotor vorhandene Unwucht infolge ungleicher Massenverteilung auf eine für einwandfreien Lauf festgelegte Restunwucht zu senken, wodurch auch Drehzahlsteigerungen über den bisher bekannten Rahmen ermöglicht würden.
• Die Aufgabe wird durch einen sich während des Schleudervorganges abspielenden Ausgleich gelöst.
• Es ist allgemei#n bekannt und wird in der Auswuchttechnik so gehandhabt, den Ausgleich der Unwuchten direkt an der Stelle ihres Auftrittes oder, wenn das konstruktiv nicht möglich ist, an zwei aufeinander senkrecht stehenden Achsen vorzunehmen. Diese physikalisch korrekte Auswuchtung, nämlich Zerlegung der Unwucht in-zwei aufeinander senkrecht stehenden Achsen, wird hier zunutze gemacht, da die Lage der Unwucht im vorhinein nicht bekannt ist.
• Erfindungsgemäß erhält der Rotor (Trommel) am äußeren Umfang 4 in einem Wuchtkreuz aufeinander senkrecht stehende. Ausgleichsbehälter. Diese zunächst leeren Ausgleichsbehälter werden im Schleudergang je nach Lage und Höhe der Unwucht mit Wasser oder einem anderen geeigneten Medium gefüllt. Über einen Meßaufnehmer im Lager der Trommel wird eine vorhandene Unwucht als Reaktion in Richtung und Größe aufgenommen. Ein Mikroprozessor ermittelt die Gegenmasse, die durch entsprechende Befüllung von einem oder zwei Ausgleichsbehältern realisiert wird, deren Wassermenge oder Menge eines anderen geeigneten Mediums von Lage und Höhe der Unwucht abhängt. Auch die Befüllung der noch leeren gegenüberliegenden Ausgleichsbehälter ist möglich, falls sich die Unwucht während des Schleuderganges in Lage und Betrag ändert. Nach Beendigung des Schleuderganges, d. h. während des Trommelauslaufs, offnen sich die fliehkraftbelasteten Ventile an den Ausgleichsbehältern für deren Entleerung.
• Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 Die Resonanzkurve eines schwingenden Systems bei Massenkrafterregung Figur 2 Die Anordnung Trommel mit den Ausgleichsbehältern Figur 1 zeigt die Auftragung der Wegamplitude a in dimens#ionsa loser Darstellung aa mit a# , der Amplitude, die sich bei überkritischer Abstimmung ergibt, über der Abszisse mit der dimensionslosen Drehzahl n/nkf, wobei n, die Resonanzdrehzahl bedeutet. Die Wegamplitude schmiegt sich, wie aus der Darstellung zu ersehen U ist, asymptotisch an den Grenzwert M bei überkritischer Abstimmung an, wobei U die Unwucht und M die erregte Masse bedeuten. Eine Verkleinerung der Amplitude wird daher nur über eine Reduzierung der Unwucht U und/oder Vergrößerung der erregten Masse M erreicht.
• In Figur 2 sind an der Trommel 1 in einem Wuchtkreuz 2, bestehend aus zwei aufeinander senkrecht stehenden Achsen, vier Ausgleichsbehälter 3 befestigt. Über die Zuführungen 4 der zunächst leeren Ausgleichsbehälter 3 erfolgt die Befüllung im Schleudertakt. Entlüftungsleitungen 5 sorgen für eine einwandfreie Befüllung wie Entleerung. Im Schleudertakt wird über eine Meßaufnehmereinrichtung 7, die in der Trommellagerung installiert ist, eine vorhandene Unwucht der Trommel in Richtung und Größe erfaßt, und die Daten zur Verarbeitung an Mikroprozessor 8 geleitet. Dieser ermittelt die zum Ausgleich notwendige Flüssigkeitsmenge, die über ein Steuergerät 9 der Flüssigkeitszufu~hreinrichtung 4 bzw. Ventileinrichtung zur Befüllung der vom Mikroprozessor 8 vorgesehenen Ausgleichsbehälter 3 freigegeben wird. Die Füllung der Ausgleichsbehälter 3 geschieht, nachdem sich die fliehkraftbelasteten Entleerungsventile 6 geschlossen haben. Nach Beendigung des Schleuderganges öffaes: sich diese bei Auslauf der Trommel 1 selbsttätig bei Unterschreiten einer bestimmten Drehzahl zwecks Entleerung der Ausgleichsbehälter 3.
• Ist beispielsweise an Stelle X der beschriebenen Anordnung eine Unwucht U infolge Untergewichtes vorhanden, müssen die Behälter I und II mit der Gegenunwucht U . cos# a und U ssnx ausgeglichen werden.

Claims (3)

1. #atenz#nsprüe# - ^ -1. Maschine mit Rotor, insbesondere Waschmaschine mit horizontaler Trommellagerung und mit Schleudergang, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor bzw. die Trommel (1) am äußeren Umfang, in zwei aufeinander senkrecht stehenden Achsen angeordnete, mit einer Flüssigkeit füll- und entleerbare Behälter (3) aufweist, und daß eine Regeleinrichtung, bestehend aus einer in der Rotor- bzw. Trommellagerung angeordneten Meßaufnehmereinrichtung (7), einer die Füllmenge ermittelnden Recheneinheit (Mikroprozessor (8)) und einem Steuergerät (9), das mit der Flüssigkeitszuführeinrichtung, insbesondere Ventileinrichtung, verbunden ist, vorhanden ist.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Entlüftungsleitungen (5) oder Entlüftungsöffnungen vorgesehen sind.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß fliehkraftbelastete Entleerungsventile (6) vorgesehen sind.