ITMI942600A1 - Metodo e disposizione per ottenere il bilanciamento del carico nelle macchine lavabiancheria - Google Patents

Abstract

Metodo per ottenere il bilanciamento del carico nelle macchine lavabiancheria dotate di cestello rotante azionato da un motore elettrico, sotto il controllo di mezzi di regolazione, ed in cui è previsto un circuito di rilevamento di una grandezza fisica associata all'informazione relativa allo stato (bilanciato o sbilanciato) del carico nel cestello, il quale metodo prevede, dopo la fase di lavaggio, una fase di graduale aumento della velocità del cestello durante la quale viene effettuato un monitoraggio continuo della grandezza fisica atto ad accertare lo stato di distribuzione del carico nel cestello ed una fase di rapido aumento della velocità di rotazione nel momento in cui si verifica uno stato di distribuzione bilanciato del carico nel cestello.

Description

Descrizione di un brevetto d'invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un metodo e ad una disposizione per ottenere il bilanciamento del carico nelle macchine lavabiancheria dotate di un cestello comandato da un motore elettrico a velocità variabile, di mezzi tachimetrici per rilevare la velocità di rotazione del motore e quindi del cestello, oppure di mezzi amperometrici per rilevare la corrente assorbita dal motore o la corrente che gestisce il motore, e di mezzi elettronici di controllo per regolare la velocità del motore in modo che tra la fine della fase di lavaggio con scarico dell'acqua e, la fase di centrifugazione del carico, sia introdotta una fase di precentrifugazione in cui il motore accelera, fino ad una velocità inferiore a quella della fase di centrifugazione.

E' noto che se nelle macchine automatiche lavabiancheria, al termine di un ciclo di lavaggio e dello scarico del liquido di lavaggio, la velocità viene aumentata al valore corrispondente alla velocità di centrifugazione, le masse sospese della macchina, cioè quelle relative alla biancheria contenuta nel cestello, al motore, ed ai relativi cinematismi che collegano cestello e motore, possono essere soggetti a scuotimenti e vibrazioni che possono compromettere non solo la stabilità della macchina, ma anche la sua integrità funzionale. Il motivo di tali scuotimenti e vibrazioni risiede nel fatto che, dopo lo scarico del liquido di lavaggio libero (cioè non assorbito dalla biancheria), la biancheria si ammassa nella parte più bassa del cestello. Pertanto, quando la velocità del cestello aumenta, i panni dapprima "rotolano" casualmente fino al raggiungimento di una velocità critica (detta di satellizzazione), in corrispondenza della quale si ha una forza centrifuga agente sui panni che eguaglia la forza di gravità e fa si che la biancheria rimanga aderente, in posizione sostanzialmente fissa, alla supèrficie interna del cestello. Tuttavia in molti casi la biancheria non risulta uniformemente distribuita nel cestello a tale velocità di satellizzazione, con la conseguenza che l'ulteriore aumento della velocità con il carico sbilanciato dei panni può produrre quelle vibrazioni e quegli scuotimenti che sono pregiudizievoli sia per la stabilità che per l'integrità funzionale della macchina e che sono causa di elevata rumorosità generata dalla lavabiancheria in questa condizione di funzionamento.

Per cercare di porre rimedio a tali inconvenienti, sono stati proposti alcuni metodi e disposizioni finalizzati alla rilevazione delle oscillazioni della corrente assorbita dal motore o alla rilevazione della variazione della velocità del motore (mediante una tachimetrica connessa con il motore). Se l'ampiezza di questa oscillazione di corrente o delle variazioni della tensione è elevata, significa che il carico del cestello è sbilanciato. Per porre rimedio a ciò o evitare tale stato di sbilanciamento in centrifugazione, i metodi e/o le disposizioni noti o comunemente adottati, prevedono un aumento graduale della velocità del cestello da quella di lavaggio a quella di satellizzazione con il controllo dello sbilanciamento solo ad avvenuta velocità di satellizzazione, velocità che viene anche mantenuta inalterata per un certo tempo al fine di verificare lo stato del carico.

Se alla velocità di satellizzazione e dopo tale tempo viene accertato che il carico ha raggiunto una distribuzione ragionevolmente uniforme, la velocità di rotazione viene rapidamente portata al valore di centrifugazione. Se invece alla velocità di satellizzazione tale controllo accerta un intollerabile sbilanciamento del carico, la velocità viene ridotta a quella di lavaggio (con conseguente distacco dei panni dalla parete del cestello) e di seguito gradualmente aumentata 'di nuovo a quella di satellizzazione, nell'intento di ottenere una diversa più uniforme distribuzione del carico. Se anche questo tentativo dovesse fallire altri ne vengono fatti seguire. Dopo un certo numero di tentativi falliti viene opportunamente ridotta la velocità di centrifugazione così da ridurre gli effetti causati dal carico sbilanciato. Una tale soluzione è ad esempio ,descritta nel brevetto europeo 0071308.

In ogni caso, gli interventi descritti avvengono dopo la distribuzione del carico, cioè quando il carico è già satellizzato. Tale nota soluzione, con la sua ripetizione dei tentativi di satellizzazione e soste della velocità di satellizzazione, comporta un allungamento dei tempi di lavoro della macchina lavabiancheria e in taluni casi una non completa soluzione dei problemi connessi con 1'instabilità del cestello.

Scopi della presente invenzione sono pertanto la realizzazione di un metodo e di una disposizione che riducono la durata del ciclo di lavoro della macchina lavatrice che contemporaneamente aumentano casisticamente la percentuale di carichi bilanciati ottenibili nella centrifugazione, con conseguente riduzione delle vibrazioni e scuotimenti ed Una migliore stabilità della macchina, avendo inoltre la possibilità di alleggerire la struttura meccanica della macchina, con conseguente riduzione dei costi, sfruttando nel contempo componenti (tachimetrica, moduli elettronici di controllo e microprocessori ) già presenti nelle attuali macchine lavabiancheria con conseguente ulteriore riduzione dei costi aggiuntivi per la sua attuazione ed ottenendo una riduzione dei casi in cui la macchina lavabiancheria genera un'ulteriore rumorosità associabile allo sbilanciamento del carico .

Questi scopi oltre ad altri che meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue, vengono raggiunti da un metodo e da una disposizione, i cui aspetti inventivi sono evidenziati nelle annesse rivendicazioni.

Il concetto inventivo prevede che dopo la fase finale di lavaggio con scarico del liquido libero di lavaggio e prima che venga raggiunta la velocità di completa satellizzazione del carico, segua una fase in cui si impone alla lavabiancheria un graduale aumento della velocità di rotazione del cestello, durante la quale viene eseguito un monitoraggio continuo di una grandezza fisica (ad es. la velocità di rotazione del motore, l 'assorbimento di corrente da parte di quest'ultimo o la corrente che controlla l'interruttore statico posto in serie al motore). A detta grandezza fisica è ovviamente associata l'informazione relativa allo stato di bilanciamento o sbilanciamento del carico, per cui è possibile determinare il primo istante in cui il carico risulta bilanciato in forma accettabile a cui far seguito un repentino aumento della velocità del motore, ad esempio fino a quella di centrifugazione;

Si è infatti constatato che non è affatto necessario effettuare il controllo della distribuzione del carico,a satellizzazione avvenuta (con gli inconvenienti sopra specificati), ma nei tempi che la precedono, cioè a velocità più basse ed in modo continuo. In quanto, come è stato verificato in un numero statisticamente rilevante di casi, durante tale fase che definiremo di precentrifugazione si verificano con significativa frequenza, casi in cui in un dato momento si hanno condizioni in cui il carico pur non essendo completamente satellizzato risulta uniformemente distribuito sul cestello e pertanto bilanciato, condizione del carico che però può non necessariamente sussistere . in un momento successivo. Ne consegue, come già indicato, che, con la presente invenzione, nel momento in cui una tale condizione di equilibrio del carico, viene rilevata si passa istantaneamente, cioè con forte accelerazione, alla velocità di centrifugazione, mentre con la metodologia nota può essere che una tale momentanea condizione di bilanciamento non sussista più al momento del controllo fatto solo alla velocità finale di satellizzazione completa del carico. Con l 'invenzione pertanto si coglie l'istante della uniforme distribuzione del carico in una fase che precede la satellizzazione completa del carico e praticamente in tale istante si passa alla velocità di centrifugazione bloccando la distribuzione favorevole quindi bilanciata del carico .

Si è constatato in occasione di prove statisticamente significative che con un tale modo di procedere si ottiene nella fase di centrifugazione una distribuzione uniforme del carico percentualmente più elevata di quella che prevede la metodologia nota in precedenza riferita.

L'invenzione sarà meglio compresa dalla seguente descrizione dettagliata fornita a puro titolo esemplificativo e quindi non limitativo di una sua preferita forma di realizzazione illustrata negli annessi disegni, in cui:

la figura 1 mostra schematicamente, in sezione una macchina automatica lavabiancheria ed i relativi mezzi di controllo;

la figura 2 mostra uno schema a blocchi dei mezzi di controllo; e

la figura 3 mostra un diagramma tempo/velocità atto ad illustrare ulteriormente l'invenzione.

Con riferimento alla figura 1, con 1 è complessivamente indicata una macchina lavabiancheria automatica di struttura nota. Della stessa, la figura 1 mostra solo quelle parti che concorrono o possono concorrere ad una chiara comprensione dell'invenzione e che comprendono: una vasca esterna 2 con apertura 3 di carico e scarico della biancheria; un cestello 4 con bocca d'accesso 5, montato girevole all'interno della vasca 2 ed in cui viene posto il carico; un albero 6 sopportato girevole dalla vasca 2 e torsionalmente solidale ad una sua estremità con il cestello 4; una prima puleggia 7 calettata sull'altra estremità di tale albero; una cinghia di trasmissione 8 cooperante con la prima puleggia 7; un motore elettrico 10 solidale con la vasca 2; una seconda puleggia 9 calettata sull'albero 11 del motore e cooperante con la cinghia di trasmissione 8; una tachimetrica .12 funzionalmente connessa con l'albero 11 del motore 10 per rilevare la velocità; un modulo elettronico 14 di controllo che tiene sotto controllo il motore sia per quanto riguarda la corrente assorbita quindi la potenza d il relativo numero di giri; una interfaccia 13 per tradurre il segnale analogico di velocità della tachimetrica 12 in uno digitale accessibile' alla parte digitale del controllo 14; ed. un temporizzatore elettronico (timer) 15 che controlla tutte le funzioni della macchina lavabiancheria - 1 e quindi le fasi di lavaggio, di distribuzione del carico 7A sulla parete cilindrica interna del cestello 4 e di centrifugazione.

In alternativa o in combinazione alla soluzione che prevede l’impiego della tachimetrica 12 e della relativa interfaccia relativa 13, è possibile utilizzare un rilevatore o sensore amperometrico della corrente assorbita dal motore con relativa interfaccia ovvero un sensore amperometrico che rileva la corrente di pilotaggio di un interruttore statico posto in serie al motore.

In tale configurazione si ha, nell'uno e nell'altro dei casi sopramenzionati, il moduloelettronico 14 che provvede sotto il controllo del temporizzatore 15, ad .alimentare il motore 10 in modo che rispetti le .:condizioni di funzionamento previste, in ogni fase del ciclo di lavaggio, in relazione al particolare stato del temporizzatore, come risulta ben noto nella tecnica-del ramo. Ad esempio, se nel ciclo di lavaggio è prevista una fase in cui il motore debba funzionare ad una data velocità e ad intervalli prefissati di tempo il temporizzatore 15. trasmette una corrispondente informazione al modulo elettronico 14, il quale provvede attraverso l'anello di reazione formato dal modulo stesso e, ad esempio, dalla tachimetrica 12 a fare sì che il motore operi in modo corrispondente, indipendentemente dai fattori che tendono a modificare le condizioni prefissate.

Il modulo elettronico 14 ricevuto il comando dal temporizzatore 15 di effettuare la fase di precentrifugazione della biancheria posta all’interno del cestello 4, cioè dopo la fase di lavaggio e di scarico del liquido libero di lavaggio, controlla prima il numero di giri e la potenza del motore 10 in modo che il numero di giri del motore (vedi figura 3) cresca gradualmente, ad esempio da 55 giri al minuti a 120 giri al;minuto dopo 10-30 secondi. Durante questa accelerazione al modulo elettronico 14 pervengono dalla tachimetrica 12 o dal rilevatore amperometrico segnali riportanti le eventuali oscillazioni della corrente o dei giri del motore, conseguenti allo sbilanciamento del carico e che vengono di continuo monitorate, ad esempio da convenzionali circuiti comparatori e porte logiche. Ad una certa velocità di rotazione, ad esempio, al raggiungimento di 80-90 giri al minuto, velocità che è inferiore a quella di satellizzazione, che è nell'esempio di 120 giri al minuto (punto y di figura 3), il segnale che è relativo al sensore di velocità o della corrente che perviene al modulo elettronico, indica che tali oscillazioni si sono sostanzialmente ridotte ad un livello accettabile e prefissato (punto X di figura 3) e quindi che in tale istante il carico è distribuito in modo sostanzialmente equilibrato sulla parete del cestello 4. Una possibile spiegazione del fenomeno è che a tale velocità (ad es. di 80-90 giri al minuto) il carico è solo parzialmente satellizzato perchè tale velocità non è sufficientemente elevata per vincere la forza di gravità a cui è soggetta la biancheria nella parte centrale del cestello e che viene solo trascinata dalla rotazione del cestello stesso. Tale biancheria trascinata in rotazione è però soggetta ad una forza centrifuga che in certi istanti (ad es. perchè rotolando la bianchieria non satellizzata si viene a trovare in una zona del cestello su cui aderisce una minore quantità di biancheria satellizzata, quindi in una zona ove avendo una maggiore possibilità di spostamento radiale, è soggetta .ad. una maggiore forza centrifuga^ può, globalmente, determinare la condizione di carico bilanciato. Rilevato questo stato di equilibrio il modulo elettronico 14 passa questa informazione al temporizzatore 15 il quale, per converso, impone al modulo elettronico 14 di dare la massima potenza al motore 10, il quale passa alla più elevata accelerazione (tratti P e Q di figura 3) prevista per la centrifugazione e così satellizza il carico. Nel caso in cui non venga raggiunta una distribuzione equilibrata del carico prima del punto di satellizzazione completa del carico, si può prevedere una riduzione della velocità di centrifugazione, come è noto. Oppure si può prevedere una o più ripetizioni del tentativo descritto, che se non risultasse ancora bilancaito comporterebbe la semplice scelta definitiva di riduzione della velocità di centrifugazione.

Va sottolineato ancora una volta che le soluzioni tradizionali non tengono conto del fatto che la distribuzione bilancaita possa essere raggiunta magari occasionalmente o solo per brevi istanti (nell'esempio di figura 3 nel punto X), prima del raggiungimento della velocità di satellizzazione completa del carico (indicata con Y in figura 3), ma verificano lo stato del carico in condizione di satellizzazione completa, controllando in questa condizione, per un certo lasso di tempo, se il carico si è distribuito in modo bilanciato o meno, ripetendo in caso di sbilanciamento del carico, anche più volte, la procedura in cui si prevede un'accelerazione moderata o bassa ripartendo dalla velocità di lavaggio e ricontrollando la condizione di bilanciamento alla velocità di satellizzazione completa del carico, esemplificativamente indicata con 120 giri al minuto (punto Y).

Secondo l'invenzione, dopo il termine delle operazioni di lavaggio il temporizzatore (15) invia al modulo elettronico di controllo (14) un segnale con cui quest'ultimo da inizio attraverso il motore (10) alla fase di rotazione a velocità gradualmente crescente del cestello (precentrifugazione).

L'informazione che il modulo elettronico (14) riceve in modo continuo attraverso l'anello di reazione (figura 2) in cui è posto il sensore (12 e l'interfaccia tachimetrica 13) può essere rappresentativa della condizione bilanciata oppure sbilanciata del carico della biancheria contenuto nel cestello, il modulo elettronico (14) controlla in modo continuo, per confronto con valori préf issati presenti in memoria, se tale informazione corrisponde alla condizione bilanciata oppure a quella sbilanciata del carico. Se ad un certo momento (ad esempio; nel punto X di figura dopo un tempo Δt1) l'informazione corrisponde al carico bilanciato, il modulo elettronico (14) comanda il motore (10) in modo da aumentarne repentinamente la velocità (come risulta dal tratto P di figura 3), cosicché il carico 7A si stabilizza nel modo bilanciato inizia la fase di centrifugazione. Se invece l'informazione continua a rilevare una condizione sbilanciata del carico, in rapporto ai valori di riferimento confrontati dal modulo elettronico (14), quest'ultimo invia un comando al motore (10) per continuare ad aumentare gradualmente la sua velocità e di conseguenza quella del cestello contenente il carico.

Se fino al momento di satellizzazione completa del carico (punto Y di figura 3), in cui tutto il carico viene immobilizzato sulla parete periferica del cestello, non viene raggiunta la condizione bilanciata del carico stesso, al motore (10) viene imposta una velocità di centrifugazione ridotta. Oppure, in alternativa, si può pensare di ripetere la fase di distribuzione del carico riducendo dapprima la velocità (lungo il tratto che da y porta ad I di figura 3 ove I è il punto di inizio della fase di accellerazione che segue quella di lavaggio) per poi ripetere la procedura di bilanciamento e monitoraggio come già descritta.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per ottenere il bilanciamento del carico delle macchine lavabiancheria dotate di cestello rotante azionato da un motore elettrico sotto il controllo di mezzi di regolazione, ed in cui è previsto un circuito di rilevamento di una grandezza fisica associata all'informazióne relativa allo stato bilanciato o .sbilanciato del carico del cestello, caratterizzato dal fatto che prevede, dopo la fase di lavaggio, una fase di graduale aumento della velocità del cestello durante la quale viene effettuato un monitoraggio continuo della grandezza fisica atta a accertare lo stato di distribuzione del carico nel cestello ed una fase di rapido aumento della velocità di rotazione nel momento in cui si verifica uno stato di distribuzione bilanciato del carico nel cestello.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la grandezza fisica monitorata è la velocità di rotazione del cestello.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la grandezza fisica monitorata è la corrente assorbita del motore.
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la grandezza fisica monitorata è la corrente di pilotaggio di un interruttore statico in serie al motore.
5. 5. Disposizione attuante il metodo della rivendicazione 1, da sola o in combinazione con una delle rivendicazioni da 2 a 4, in una macchina lavabiancheria dotata di cestello rotante azionato da motore elettrico sotto il controllo di mezzi di regolazione ed in cui è previsto un circuito di rilevamento di una grandezza fisica associata all'informazione relativa allo stato (bilanciato o sbilanciato) del carico nel cestello, caratterizzato dal fatto che i mezzi di controllo, dopo ,la fase di lavaggio ma prima di una fase di centrifugazione ad alta velocità, determinano una fase di aumento graduale della velocità di rotazione del cestello e durante tale fase di aumento graduale determinano il passaggio alla fase di centrifugazione ' quando il circuito di rilevamento rileva lo stato equilibrato del carico del cestello.
6. 6. Disposizione secondo la rivendicazione 5, in cui la grandezza fisica è la corrente del motore la velocità del motore o la corrente di pilotaggio di un interruttore statico in serie al motore, le correnti citate essendo rilevabili attraverso mezzi amperometrici, mentre la velocità è rilevabile attraverso una tachimetrica.