Schleudermaschine mit einer drehbaren, zur Aufnahme des zu schleudernden Gutes bestimmten Trommel Die Erfindung betrifft eine Schleudermaschine mit einer drehbaren, zur Aufnahme des zu schleu dernden Gutes bestimmten Trommel, die zwecks Verringerung der Unwuchtkräfte, die sie bei un- gleichmässiger Verteilung des zu schleudernden Gu tes auf das Gehäuse der Maschine ausübt, in einer sie umgebenden, drehangetriebenen Halterung kon zentrisch zu deren Drehachse radial elastisch abge stützt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schleudermaschine so zu gestalten, dass die auf die Drehlagerung der Halterung der Trommel infolge ungleichmässiger Lage des Schleudergutes ausgeüb ten Unwuchtkräfte möglichst weitgehend verringert werden.
Diese Aufgabe soll dadurch gelöst sein, dass die Trommel mit zumindest einer ebenfalls konzentrisch zur Achse der Halterung angeordneten Ausgleichs masse derart in Wirkungsverbindung steht, dass eine einseitige Auslenkung der Trommel aus der Dreh achse der Halterung zwangläufig eine gegensinnige Auslenkung der Ausgleichmasse bewirkt, wobei die Verbindung der Trommel mit der starren,
ebenfalls radial elastisch an der Halterung abgestützten Aus gleichsmasse durch zumindest zwei doppelarmige He bel bewerkstelligt ist, welche im Bereich je eines Endes der Trommel an der Halterung drehbar gela gert sind und sich in ihrer Ruhestellung wenigstens annähernd parallel zur Drehachse der Halterung er strecken.
Die Ausgleichsmasse lässt bei der Auslenkung ihres Massenschwerpunktes aus einer ursprünglich zentrischen Lage - aus der sie entgegengesetzt zur Schwerpunktsverlagerung der die Unwucht aufwei senden Trommel herausbewegt wird - eine der Un- wuchtkraft der Trommel entgegengerichtete Flieh kraft entstehen,
die bei geeigneter Abstimmung auf die Unwuchtkraft der Trommel die resultierende Un wucht des aus der Trommel und der Halterung so wie der ausgelenkten Ausgleichsmasse bestehenden rotierenden Systems beseitigen oder wenigstens sehr weitgehend verringern kann. Dadurch werden auch die auf die Lagerung der Halterung ausgeübten Un- wuchtkräfte beseitigt oder weitgehend verringert.
Die Hebel können so ausgebildet sein, dass sie eine übersetzung ergeben, d. h. eine kleine Auslenk- bewegung der die Unwucht aufweisenden Trommel in eine grosse Auslenkbewegung der Ausgleichs masse übersetzen.
Das Auftreten unerwünschter Resonanzschwin- gungen der die Unwucht aufweisenden Trommel ge genüber ihrer Halterung lässt sich vermeiden, wenn man die Auslenkbewegung der Trommel und/oder der Ausgleichsmasse durch Reibungskräfte dämpft.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt durch eine Waschmaschine mit senkrechter Wasch- und Schleudertrommel im Stillstand ; Fig. 2 einen Horizontalschnitt längs der Linie I1-11 der Fig. 1 durch die rotierenden Teile der Waschmaschine ; Fig. 3 einen Axialschnitt ähnlich Fig. 1, bei dem jedoch die rotierenden Teile in einer Stellung dar gestellt sind, die sie bei grösserer Unwucht der rotie renden Wäschetrommel einnehmen ;
Fig. 4 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt durch die rotierenden Teile der Waschmaschine ge- mäss Fig. 3 ; Fig. 5 einen Axialschnitt durch eine Partie einer Waschmaschine mit liegender Wäschetrommel, der die Abstützung der Wäschetrommel und ihre Kupp lung mit einem Ausgleichsgewicht darstellt<B>;</B> Fig. 6 einen vereinfachten Teilschnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 5;
Fig. 7 eine vereinfachte Darstellung der Hebel anordnung ähnlich Fig. 5, die nur zur Erläuterung der Wirkungsweise dient; Fig. 8 eine grafische Darstellung der Unwucht- und Rückführkräfte.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Wasch- und Schleudermaschine enthält in ihrem Maschinengestell 1 einen Antriebsmotor 2, der die als käfigartige Zwi schentrommel 3 ausgebildete Halterung für die zur Aufnahme der Wäsche bestimmte Wäschetrommel 4 über die im Maschinengestell gelagerte Welle 5 an treibt. Die Wäschetrommel 4 ist koaxial zur Rota tionsachse 6 der Zwischentrommel 3 angeordnet und gegen diese Trommel durch über ihren Umfang gleichmässig verteilte elastische Stützglieder 7 ab gestützt.
Die elastischen Stützglieder 7 können Druck- oder Zugfedern bzw. gununielastische Stütz elemente sein; sie haben lediglich den Zweck, eine radiale Auslenkung der Wäschetrommel 4 gegenüber der Rotationsachse 6 der Zwischentrommel 3 zu ge statten und ausserdem mit zunehmender Auslenkung ansteigende Rückführkräfte zu liefern, die die Wä schetrommel 4 in ihre zentrische oder koaxiale Lage zur Zwischentrommel 3 zurückführen.
Die Wäschetrommel 4 ist ferner an ihren beiden Stirnseiten an einander gleichen Armen etwa parallel zur Drehachse 6 liegender doppelarmiger Hebel 8 aufgehängt, die gleichmässig über den Umfang der Wäschetrommel 4 verteilt sind und mit ihren Dreh punkten 9 an Stützen 10 gelagert sind, die ihrerseits fest an der Zwischentrommel 3 sitzen.
An den an deren Hebelarmen der doppelarmigen Hebel 8 sind ringartig ausgebildete Ausgleichsgewichte 11 be festigt, die durch ihre spielfreie, aber gelenkige Ver bindung mit den doppelarmigen Hebeln 8 in bezug auf radiale Auslenkbewegungen gegenüber<I>der Ro-</I> tationsachse 6 zwangläufig mit der Wäschetrommel 4 gekuppelt sind.
Auch diese Ausgleichsgewichte 11 werden durch die elastischen Stützglieder 7 der Wä schetrommel 4 im Stillstand der Waschmaschine kon zentrisch zur Rotationsachse gehalten, so dass in der Ruhelage die Schwerpunkte der leeren Wäschetrom mel 4 und der Ausgleichsgewichte 11 genau in der Rotationsachse 6 der Zwischentrommel 3 liegen. Diese konzentrische Lage ist aus der Fig. 2 deutlich zu erkennen.
Die Zwischentrommel 3, die Wäschetrommel 4 und die Ausgleichsgewichte 11 liegen zusammen mit den elastischen Stützgliedern 7 und den beiden Krän zen von doppelarmigen Hebeln 8 innerhalb des beim Waschvorgang die Waschlauge aufnehmenden Ge häuses 12 der Waschmaschine, das an seiner Ober seite eine Öffnung 13 aufweist, die in bekannter Weise durch einen schwenkbaren Verschlussdeckel 14 verschliessbar ist ; an der tiefsten Stelle des Ge häuses ist ein Ablauf 15 vorgesehen.
Die Wäschetrommel 4 besteht aus gelochtem Blech mit Löchern 16 und hat an ihrer Oberseite eine zentrale Öffnung 17, deren Rand 18 nach innen eingebördelt ist.
Bei Benutzung der Waschmaschine wird meist die Wäsche W in die Wäschetrommel hineingeworfen ; sie ist dann in der Wäschetrommel 4 unsymmetrisch verteilt. Nach Beendigung des Wasch- und Spülvor ganges und nach Entleeren des Gehäuses 12 liegt sie zum grossen Teil an den Seitenwänden der Wäsche trommel 4 an.
Wenn nun die Wäsche 4 geschleudert wird, um die noch in ihr enthaltene Feuchtigkeit durch Zen trifugalwirkung zu entfernen, presst sich die Wäsche ganz an die innere Mantelfläche der Wäschetrommel 4 an, wobei sie sich unregelmässig zusammenballt. Dann liegt der Massenschwerpunkt S der Wäsche trommel 4 einschliesslich der in ihr enthaltenen Wä sche nicht mehr genau in der Rotationsachse 6 der Zwischentrommel 3, sondern er ist vielmehr um den Betrag e aus dieser Achse verschoben.
Dadurch tritt an der Wäschetrommel eine Unwuchtkraft auf, die mit zunehmender Winkelgeschwindigkeit der Wä schetrommel ansteigt und die Wäschetrommel in Richtung der exzentrischen Lage ihres Schwerpunk tes radial nach aussen drückt, wie es die Fig. 3 zeigt.
Dabei werden die elastischen Stützglieder 7 - über die sich die Wäschetrommel 4 auf die als Käfig aus geführte Zwischentrommel 3 abstützt - an der in der Richtung der Unwucht liegenden Seite der Wä schetrommel zusammengedrückt (vgl. die Stützglieder 7' in Fig. 3) und an der entgegengesetzten Seite (vgl. die Stützglieder 7" in der gleichen Figur) ge dehnt bzw. entlastet.
Die Wäschetrommel 4 ver schiebt bei ihrer radialen Auslenkung über die dop- pelarmigen Hebel 8 nun zwangläufig die Ausgleichs gewichte 11 in einer radialen Richtung, die der Aus lenkbewegung der Wäschetrommel direkt entgegenge setzt ist, wobei die Auslenkung der an den längeren Hebelarmen befestigten Ausgleichsgewichte 11 ent sprechend dem Hebelarmverhältnis grösser ist als die Auslenkung der Wäschetrommel 4.
An den gemäss Fig. 4 mit ihrem Schwerpunkt S' aus der Rotations achse 6 - und zwar genau entgegengesetzt zur Aus lenkung des Schwerpunktes S der Wäschetrommel 4 - ausgelenkten Ausgleichsgewichten greifen nun Fliehkräfte an, die den Unwuchtkräften der Wäsche trommel genau entgegenwirken.
Über die doppel- armigen Hebel 8 werden diese Fliehkräfte der Aus gleichsgewichte auf die Stützen 10 der Hebel 8 und damit auf die Zwischentrommel 3 übertragen, wo sie einen vollständigen Ausgleich der Unwuchtkräfte herbeiführen, so dass die Zwischentrommel 3 ruhig läuft und keine störenden Erschütterungen der Waschmaschine auftreten.
Die Waschmaschine kann statt mit senkrechter Trommelachse auch mit liegender Trommel ausge bildet sein. Gemäss den Fig. 5 und 6 hat bei einer solchen Waschmaschine die als Profileisenkäfig 19 ausge führte, das Zwischenglied zwischen Antrieb und Wä schetrommel 20 bildende Halterung der Wäsche trommel 20 einen aus einem U-Eisenprofil hergestell ten Ring 21, durch den als Augenbolzen 22 ausge- führte Stützen für die doppelarmigen Hebel 8 radial hindurchragen. Die Augenbolzen 22 sind durch ge bogene Blattfedern 23 gegen den Steg 24 abgestützt ;
sie können durch Anziehen der Einstellmuttern 25 fest angespannt werden. In den Augen 26 der Augen bolzen 22 ist je ein doppelarmiger Hebel 8 gelagert, an dessen kurzem Hebelarm 27 über ein Kettenglied 28 die horizontal liegende Wäschetrommel 20 aufge hängt ist, während an dem langen Hebelarm 29 des doppelarmigen Hebels 8 ein weiteres Kettenglied 30 angreift, an dem das ringförmige Ausgleichsgewicht 11 hängt.
Das Ausgleichsgewicht 11 ist an starr mit der Trommel verschweissten Zapfen 31 geführt, die durch kreisförmige Durchbrüche 32 des Ausgleichs gewichtes 11 hindurchgreifen und mit zwei kreisför migen Deckplatten 33a und 33b das Ausgleichs gewicht an axialen Bewegungen hindern, seine ra diale Bewegung aber in sämtlichen Richtungen ge statten. Die elastischen Stützglieder der Wäschetrommel 20 sind jeweils zwei zueinander geneigt angeordnete Wickelfedern 34, die einerseits in Ösen 35 des Profil eisenkäfigs 19 und anderseits in eine Öse 36 der Wäschetrommel 20 eingehängt sind.
Durch Anziehen der Stellmuttern 25 der Augen bolzen 22 wird die Wäschetrommel 20 zusammen mit den Ausgleichsgewichten 11 spielfrei gegen den Pro fileisenkäfig 19 verspannt. Die Spielfreiheit in dem übertragungssystem zwischen der Wäschetrommel 20 und den Ausgleichsgewichten 11 ist notwendig, um eine zwangläufige Kupplung der gegensinnigen Aus lenkbewegung der Wäschetrommel 20 und der Aus gleichsgewichte 11 sicherzustellen.
Die genauere Wirkungsweise der Unwucht-Aus- gleichsvorrichtung wird nun anhand der Fig. 7 und 8 erläutert. Die Fig. 7 zeigt die Kupplung zwischen der Wäschetrommel 20, der z. B. als Käfig 19 ausgeführ ten angetriebenen Halterung der Wäschetrommel und einem der Ausgleichsgewichte 11 in vereinfachter Form. Eines der elastischen Stützglieder 7, mit denen sich die Wäschetrommel 20 auf den Käfig 19 ab stützt, ist als Feder 37 dargestellt. Die Hebelarme des doppelarmigen Hebels 8 sind mit 1l und 12 be zeichnet.
Bei rascher Rotation der Wäschetrommel 20, deren Massenschwerpunkt infolge unsymmetrischer Verteilung der Wäsche nicht genau in der Rotations achse des Käfigs 19 liegt, wird - wie bereits aus geführt - die Wäschetrommel durch eine Unwucht kraft Ut radial nach aussen ausgelenkt, wobei die Feder 37 zusammengedrückt wird.
Der im folgenden mit a bezeichnete Auslenkweg der Trommel 20 ergibt eine Schwenkung des doppel- armigen Hebels 8, wodurch das Ausgleichsgewicht 1.1 entgegengesetzt zur Auslenkung der Wäschetrom mel relativ zur Schwenkachse des fest mit dem Käfig 19 verbundenen Gelenkpunktes 9 verschoben wird. Lag der Massenschwerpunkt der Wäschetrommel ein- schliesslich der in ihr enthaltenen Wäsche ursprüng lich um den Betrag e ausserhalb der Rotationsachse und ist die gesamte Masse der Wäschetrommel 20 mit der Wäsche Mt,
so ist die radial nach aussen wirkende Unwuchtkraft der Wäschetrommel - wenn diese noch nicht ausgelenkt ist - bei der Winkel geschwindigkeit w Uo=Mt.e.wz Wird nun die Wäschetrommel unter dem Einfluss dieser Unwuchtkraft um den Weg a ausgelenkt, so steigt die Unwuchtkraft U mit zunehmendem Weg a noch weiter an, da der Massenschwerpunk der Wä schetrommel mit Inhalt sich weiter von der Rota tionsachse entfernt.
Die tatsächliche Unwuchtkraft ist dann Ut <I>= Mt.</I> (e+a). wP Durch die Gegenkräfte der Federn 37 wird nun die Auslenkbewegung der Trommel aufgefangen. Gleichzeitig mit der Auslenkung der Wäschetrom mel 20 erfolgt aber über die doppelarmigen Hebel 8 eine entgegengesetzte Auslenkung des Ausgleichs gewichtes 11, wobei diese Auslenkung entsprechend der Hebelübersetzung vergrössert ist.
Der Auslenk- weg des Gegengewichtes ist<I>b = a.</I> 11/l2. An der Masse Mg des Ausgleichgewichtes greift nun eine der Unwuchtkraft Ut der Wäschetrommel entgegengesetzt gerichtete Fliehkraft an, die sich zu Ug=Mg.b.w= ergibt.
Bei einem Hebelarmverhältnis von 2 : 1 be stehen zwischen dieser Gegenunwuchtkraft Ug, der am Hebelgelenk wirkenden Auflagerkraft A und der am Ende des kürzeren Hebelarmes wirkenden Resultierenden aus der Federkraft F und der Un- wuchtkraft Ut, die sich aus dem Gleichgewicht des Hebels ergebenden Relationen A = F-UtTUg und 2. Ug = I .
(F -Ut) woraus sich für die Auflagerkraft A ergibt A=3.Ug Für eine vollkommene Entlastung des Käfigs 19 muss gelten F=A so dass daraus folgt für die Unwuchtkräfte Ug=Ut Damit sind die Unwuchtkraft Ut der Wäsche trommel 20 und die Gegenunwuchtkraft Ug des Aus gleichsgewichtes 11 in ihrer Wirkung auf den die Halterung der Wäschetrommel bildenden Käfig 19 ausgeglichen,
so dass dieser Käfig keine. Unwucht kräfte auf seine Lagerung oder das Gestell der Waschmaschine überträgt. In der Fig. 8 ist in Form eines Diagramms ge zeigt, wie sich die Unwuchtkräfte mit zunehmendem Auslenkweg <I>a</I> der Wäschetrommel 20 und<I>b</I> des Aus gleichsgewichtes 11 verändern. In dieser Darstellung ist die ursprünglich vorhandene Unwucht Uo darge stellt, die bei Auslenkung der Wäschetrommel aus der Rotationsachse des Käfigs 19 weiter ansteigt.
Im unteren Teil des Diagramms ist gezeigt, wie die Ge- genunwuchtkraft des Ausgleichsgewichtes 11 mit sei nem in einem entsprechend dem Hebelarmverhältnis 12/1l reduzierten Masstab dargestellten Auslenkweg b zunimmt.
Die mit A bezeichnete, der Rückführ- kraft F der Federn 37 entgegengesetzt gleiche Auf lagerkraft A begrenzt nun - im Schnittpunkt der Linien F = Ut+2 Ug und A = 3 Ug - die vonein ander abhängigen Auslenkwege <I>a</I> und<I>b</I> auf denje nigen Wert, der durch die senkrechte gestrichelte Linie gekennzeichnet ist,
wobei auf die Federn 37 die Kraft 3 Ug entfällt und die Gegenunwuchtkraft Ug genau gleich der Unwuchtkraft Ut ist.
Es dürfte leicht einzusehen sein, dass bei einer geringeren oder grösseren ursprünglichen Unwucht kraft Uo sich ebenfalls - an anderer Stelle des Dia gramms liegende - Gleichgewichtszustände ergeben, in denen wiederum ein selbsttätiger Ausgleich der Unwuchtkräfte erfolgt. Durch die Reibung in dem Kupplungsmechanismus zwischen Wäschetrommel 20 und den Ausgleichsgewichten<B>11</B> werden die Ver hältnisse geringfügig geändert ; die dadurch beding ten Restunwuchtkräfte sind jedoch so klein, dass sie sich nicht störend auswirken können.
Eine gewisse Dämpfung ist sogar erwünscht, um das Auftreten von Resonanzschwingungen züi vermeiden.
Da der Unwuchtausgleich vollkommen selbst tätig wirkt, passt er sich auch während des Schleu dervorganges auftretenden Änderungen der Wäsche trommelunwucht sofort an. Solche Unwuchtänderun- gen können z. B. durch Verringerung des Gewichtes der Wäsche beim Ausschleudern der Feuchtigkeit oder durch weitere Verlagerung der Wäsche inner halb der Wäschetrommel bedingt sein.
Bei der Montage der Waschmaschinen, wie sie in den Fig. 1 bis 7 dargestellt sind, muss lediglich die richtige Bemessung und Einstellung der elastischen Stützglieder 7 bzw. der Rückführfedern 34 (Fig. 6) oder 37 (Fig. 7) beachtet werden, damit die Rück führkräfte bei der Auslenkung der Wäschetrommel stärker zunehmen als die durch diese Auslenkbewe- gurig vergrösserten Fliehkräfte der Wäschetrommel und der Ausgleichsgewichte.
In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 6 sind die Ausgleichsgewichte als vorzugsweise ringförmige Scheiben jeweils an den beiden Stirn seiten der umlaufenden Wäschetrommel angeordnet und die doppelarmigen Hebel für die gegensinnige Kupplung der Auslenkbewegung von Wäschetrommel und Ausgleichsgewichten am Umfang der Trommel vorgesehen.
Die gleiche Wirkung lässt sich - wie leicht ein zusehen ist - erzielen, wenn man auf jeder Stirn seite der Wäschetrommel nur je einen sich in Achs richtung erstreckenden Hebel anordnen würde, der im Mittelpunkt der Stirnfläche der Wäschetrommel an dieser gelenkig befestigt ist und dessen Gelenk punkt in der Rotationsachse des Zwischengliedes festgelegt wird, während an dem freien Hebelarm je ein Ausgleichsgewicht befestigt ist.
Weiterhin kann man auch mit nur einem ein zigen Ausgleichsgewicht auskommen, wenn man das Ausgleichsgewicht als Zylinder zwischen den Mantel flächen der Wäschetrommel und ihrer als Käfig oder Zwischentrommel ausgeführten Halterung anordnet und die doppelarmigen Hebel, deren kurze Hebel arme mit den Enden der Trommel verbunden sind, mit ihren längeren Hebelarmen an den Enden des Ausgleichsgewichts-Zylinders angreifen lässt.
Auch bei einer derartigen Anordnung wird eine ungleichmässige Verteilung der Wäschetrommel-Un- wucht, die sich an beiden Enden der Trommel durch ungleiche Auslenkungen bemerkbar macht, durch entsprechend unterschiedliche Auslenkungen der bei den Enden des Ausgleichsgewichts-Zylinders be seitigt.
Centrifugal machine with a rotatable drum intended to take up the material to be thrown The invention relates to a centrifugal machine with a rotatable drum intended to take up the material to be centrifuged, which, in order to reduce the imbalance forces that occur when the material to be centrifuged is unevenly distributed exerts on the housing of the machine, in a surrounding, rotationally driven holder kon centric to the axis of rotation is supported radially elastically abge.
The invention is based on the object of designing the centrifugal machine so that the imbalance forces exerted on the rotary bearing of the holder of the drum as a result of the uneven position of the material to be thrown are reduced as much as possible.
This object is to be achieved in that the drum is in operative connection with at least one balancing mass also arranged concentrically to the axis of the holder in such a way that a unilateral deflection of the drum from the axis of rotation of the holder inevitably causes an opposite deflection of the balancing mass, the connection the drum with the rigid,
also radially resiliently supported on the bracket from the same mass by at least two double-armed he bel is accomplished, which are rotatably Gela Gert in the region of one end of the drum on the bracket and in their rest position at least approximately parallel to the axis of rotation of the bracket he stretch.
When its center of gravity is deflected from an originally centric position - from which it is moved out in the opposite direction to the shift in the center of gravity of the drum with the imbalance - a centrifugal force is created that is opposite to the imbalance force of the drum,
which, with a suitable match to the imbalance force of the drum, can eliminate or at least largely reduce the resulting unbalance of the rotating system consisting of the drum and the bracket and the deflected balancing mass. As a result, the imbalance forces exerted on the mounting of the holder are also eliminated or largely reduced.
The levers can be designed in such a way that they give a gear ratio, i.e. H. Translate a small deflection movement of the unbalanced drum into a large deflection movement of the balancing mass.
The occurrence of undesired resonance oscillations of the drum having the imbalance in relation to its holder can be avoided if the deflection movement of the drum and / or the balancing mass is damped by frictional forces.
Exemplary embodiments of the invention are illustrated in the drawing. 1 shows a schematic axial section through a washing machine with a vertical washing and spinning drum at a standstill; FIG. 2 shows a horizontal section along the line I1-11 of FIG. 1 through the rotating parts of the washing machine; Fig. 3 is an axial section similar to FIG. 1, in which, however, the rotating parts are placed in a position that they occupy with a larger unbalance of the rotating laundry drum;
4 shows a section corresponding to FIG. 2 through the rotating parts of the washing machine according to FIG. 3; 5 shows an axial section through part of a washing machine with a lying laundry drum, which shows the support of the laundry drum and its coupling with a counterweight; FIG. 6 shows a simplified partial section along line VI-VI in FIG. 5;
7 shows a simplified illustration of the lever arrangement similar to FIG. 5, which is only used to explain the mode of operation; Fig. 8 is a graphical representation of the imbalance and return forces.
The washing machine and spin dryer shown in Figs. 1 to 4 contains a drive motor 2 in its machine frame 1, which drives the holder, designed as a cage-like inter mediate drum 3, for the laundry drum 4 intended for receiving the laundry via the shaft 5 mounted in the machine frame. The laundry drum 4 is arranged coaxially to the rotation axis 6 of the intermediate drum 3 and supported against this drum by elastic support members 7 evenly distributed over its circumference.
The elastic support members 7 can be compression or tension springs or gununielastic support elements; they only have the purpose of providing a radial deflection of the laundry drum 4 relative to the axis of rotation 6 of the intermediate drum 3 and also to provide increasing return forces with increasing deflection, which return the washing drum 4 to its central or coaxial position to the intermediate drum 3.
The laundry drum 4 is also suspended at its two end faces on the same arms approximately parallel to the axis of rotation 6 lying double-armed lever 8, which are evenly distributed over the circumference of the laundry drum 4 and points with their rotation 9 are mounted on supports 10, which in turn are firmly attached the intermediate drum 3 sit.
On the other lever arms of the double-armed lever 8 ring-like counterweights 11 be fastened, which by their play-free, but articulated Ver connection with the double-armed levers 8 in relation to radial deflection movements compared to <I> the rotation </I> axis 6 inevitably are coupled to the laundry drum 4.
These balancing weights 11 are also held centrically to the axis of rotation by the elastic support members 7 of the washing drum 4 when the washing machine is at a standstill, so that in the rest position the centers of gravity of the empty washing drum 4 and the balancing weights 11 are exactly in the axis of rotation 6 of the intermediate drum 3. This concentric position can be clearly seen from FIG.
The intermediate drum 3, the laundry drum 4 and the counterweights 11 lie together with the elastic support members 7 and the two wreaths of double-armed levers 8 within the housing 12 of the washing machine that receives the detergent during the washing process and has an opening 13 on its upper side, which can be closed in a known manner by a pivotable cover 14; a drain 15 is provided at the lowest point of the Ge housing.
The laundry drum 4 consists of perforated sheet metal with holes 16 and has a central opening 17 on its top, the edge 18 of which is crimped inward.
When using the washing machine, the laundry W is usually thrown into the laundry drum; it is then distributed asymmetrically in the laundry drum 4. After completion of the washing and Spülvor course and after emptying the housing 12, it is largely on the side walls of the laundry drum 4 on.
If now the laundry 4 is spun in order to remove the moisture still contained in it trifugal effect by Zen, the laundry is pressed completely against the inner surface of the laundry drum 4, whereby it agglomerates irregularly. Then the center of mass S of the laundry drum 4 including the laundry contained in it is no longer exactly in the axis of rotation 6 of the intermediate drum 3, but rather it is shifted by the amount e from this axis.
As a result, an imbalance force occurs on the laundry drum, which increases with increasing angular speed of the laundry drum and pushes the laundry drum radially outward in the direction of the eccentric position of its focus, as shown in FIG. 3.
The elastic support members 7 - via which the laundry drum 4 is supported on the intermediate drum 3 guided as a cage - are compressed on the side of the laundry drum lying in the direction of the imbalance (cf. the support members 7 'in FIG. 3) and on the opposite side (see. The support members 7 "in the same figure) ge stretched or relieved.
During its radial deflection via the double-armed lever 8, the laundry drum 4 now inevitably pushes the balancing weights 11 in a radial direction which is directly opposite to the steering movement of the laundry drum, the deflection of the balancing weights 11 attached to the longer lever arms ent corresponding to the lever arm ratio is greater than the deflection of the laundry drum 4.
On the according to Fig. 4 with its center of gravity S 'from the axis of rotation 6 - exactly opposite to the steering from the center of gravity S of the laundry drum 4 - deflected balance weights now attack centrifugal forces that counteract the imbalance forces of the laundry drum exactly.
Via the double-armed lever 8, these centrifugal forces of the balancing weights are transferred to the supports 10 of the levers 8 and thus to the intermediate drum 3, where they bring about a complete compensation of the imbalance forces, so that the intermediate drum 3 runs smoothly and there are no disturbing vibrations of the washing machine occur.
The washing machine can also be formed with a horizontal drum instead of a vertical drum axis. 5 and 6 has in such a washing machine which led out as a profile iron cage 19, the intermediate member between the drive and washing drum 20 forming bracket of the laundry drum 20 a ring 21 hergestell th from a U-iron profile through the eye bolt 22 out - Led supports for the double-armed lever 8 protrude radially. The eye bolts 22 are supported by GE curved leaf springs 23 against the web 24;
they can be tightened by tightening the adjusting nuts 25. In the eyes 26 of the eye bolts 22 each a double-armed lever 8 is mounted, on whose short lever arm 27 the horizontally lying laundry drum 20 is suspended via a chain link 28, while another chain link 30 engages on the long lever arm 29 of the double-armed lever 8, on which the annular balance weight 11 hangs.
The balance weight 11 is guided to rigidly welded to the drum pin 31, which reach through circular openings 32 of the balance weight 11 and with twokreisför shaped cover plates 33a and 33b prevent the balancing weight from axial movements, but its ra-diene movement in all directions equip. The elastic support members of the laundry drum 20 are each two coil springs 34 which are inclined to one another and which are hooked into eyelets 35 of the profile iron cage 19 on the one hand and in an eyelet 36 of the laundry drum 20 on the other.
By tightening the adjusting nuts 25 of the eye bolts 22, the laundry drum 20 together with the counterweights 11 is clamped against the pro file iron cage 19 without play. The backlash in the transmission system between the laundry drum 20 and the balance weights 11 is necessary to ensure a positive coupling of the opposite steering movement from the laundry drum 20 and the balance weights 11 from.
The more precise mode of operation of the unbalance compensation device will now be explained with reference to FIGS. 7 and 8. Fig. 7 shows the coupling between the laundry drum 20, the z. B. executed as a cage 19 th driven bracket of the laundry drum and one of the balance weights 11 in a simplified form. One of the elastic support members 7, with which the laundry drum 20 is based on the cage 19, is shown as a spring 37. The lever arms of the double-armed lever 8 are marked with 1l and 12 be.
With rapid rotation of the laundry drum 20, the center of gravity of which is not exactly in the axis of rotation of the cage 19 due to the asymmetrical distribution of the laundry, the laundry drum is deflected radially outward by an imbalance force Ut, the spring 37 being compressed - as already stated .
The deflection path of the drum 20, designated below with a, results in a pivoting of the double-armed lever 8, whereby the counterweight 1.1 is displaced opposite to the deflection of the laundry drum relative to the pivot axis of the pivot point 9 fixedly connected to the cage 19. If the center of mass of the laundry drum including the laundry contained in it was originally outside the axis of rotation by the amount e and the total mass of the laundry drum 20 with the laundry Mt is
The imbalance force of the laundry drum acting radially outwards - if it is not yet deflected - is at the angular speed w Uo = Mt.e.wz If the laundry drum is now deflected by the path a under the influence of this imbalance force, the imbalance force U increases with increasing path a even further, since the center of gravity of the washing drum and its contents move further away from the axis of rotation.
The actual imbalance force is then Ut <I> = Mt. </I> (e + a). wP The deflection movement of the drum is now absorbed by the opposing forces of the springs 37. Simultaneously with the deflection of the laundry drum 20 but takes place via the double-armed lever 8, an opposite deflection of the balancing weight 11, this deflection is increased according to the leverage.
The deflection path of the counterweight is <I> b = a. </I> 11 / l2. A centrifugal force directed in the opposite direction to the unbalance force Ut of the laundry drum acts on the mass Mg of the balance weight, which results in Ug = Mg.b.w =.
With a lever arm ratio of 2: 1 exist between this counterbalance force Ug, the bearing force A acting on the lever joint and the resultant of the spring force F and the unbalance force Ut acting at the end of the shorter lever arm, the relations A resulting from the balance of the lever = F-UtTUg and 2. Ug = I.
(F -Ut) from which results for the bearing force A = 3.Ug For a complete relief of the cage 19 must apply F = A so that it follows for the imbalance forces Ug = Ut This means that the imbalance force Ut of the laundry drum 20 and the Counterbalance force Ug of the balance weight 11 is balanced in its effect on the cage 19 forming the bracket for the laundry drum,
so this cage no. Imbalance forces on its storage or the frame of the washing machine transfers. 8 shows in the form of a diagram how the imbalance forces change with increasing deflection path of the laundry drum 20 and of the balance weight 11. In this illustration, the originally existing unbalance Uo is Darge, which increases further when the laundry drum is deflected from the axis of rotation of the cage 19.
In the lower part of the diagram it is shown how the counterbalance force of the balance weight 11 increases with its deflection path b shown on a scale reduced in accordance with the lever arm ratio 12/1.
The bearing force A, denoted by A and opposite to the return force F of the springs 37, now limits - at the intersection of the lines F = Ut + 2 Ug and A = 3 Ug - the interdependent deflection paths <I> a </I> and <I> b </I> to the value indicated by the vertical dashed line
the force 3 Ug being applied to the springs 37 and the counterbalance force Ug being exactly equal to the unbalance force Ut.
It should be easy to see that with a smaller or larger original imbalance force Uo, equilibrium states also arise - at another point in the diagram - in which, in turn, an automatic compensation of the imbalance forces takes place. Due to the friction in the coupling mechanism between the laundry drum 20 and the counterweights <B> 11 </B>, the ratios are changed slightly; However, the residual imbalance forces caused by this are so small that they cannot have a disruptive effect.
A certain damping is even desirable in order to avoid the occurrence of resonance vibrations.
Since the imbalance compensation works completely automatically, it adapts immediately to changes in the laundry drum imbalance that occur during the spin process. Such imbalance changes can be B. be conditioned by reducing the weight of the laundry when spinning out the moisture or by further shifting the laundry within half of the drum.
When assembling the washing machines, as shown in FIGS. 1 to 7, only the correct dimensioning and setting of the elastic support members 7 or the return springs 34 (FIG. 6) or 37 (FIG. 7) must be observed so that the return forces increase more strongly when the laundry drum is deflected than the centrifugal forces of the laundry drum and the counterweights, which are increased by this deflection movement.
In the embodiments according to FIGS. 1 to 6, the balancing weights are arranged as preferably ring-shaped disks on the two front sides of the rotating laundry drum and the double-armed levers are provided for the opposing coupling of the deflection movement of the laundry drum and balancing weights on the circumference of the drum.
The same effect can be achieved - as is easy to see - if one would only arrange one axially extending lever on each face of the laundry drum, which is hinged to the center of the face of the laundry drum and its hinge point is set in the axis of rotation of the intermediate member, while a balance weight is attached to the free lever arm.
Furthermore, you can get by with just a single counterweight if you arrange the counterweight as a cylinder between the jacket surfaces of the laundry drum and its holder, which is designed as a cage or intermediate drum, and the double-armed lever, the short lever arms of which are connected to the ends of the drum, can attack with their longer lever arms at the ends of the balance weight cylinder.
Even with such an arrangement, an uneven distribution of the laundry drum imbalance, which is noticeable at both ends of the drum through unequal deflections, is eliminated by correspondingly different deflections of the at the ends of the counterbalance cylinder.