ITCS20110006A1

ITCS20110006A1 - BALANCING SYSTEM FOR ROTATING INERTIA FORCES GENERATED BY THE MALDISTRIBUTION OF CLOTHS IN A WASHING MACHINE

Info

Publication number: ITCS20110006A1
Application number: IT000006A
Authority: IT
Inventors: Guido Danieli
Original assignee: Calabrian High Tech Cht S R L
Priority date: 2011-03-02
Filing date: 2011-03-02
Publication date: 2012-09-03

Description

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE INDUSTRIALE DAL TITOLO Sistema di bilanciamento delle forze dâ€™inerzia rotanti generate dalla maldistribuzione dei panni in una lavatrice DESCRIPTION OF THE INDUSTRIAL INVENTION TITLE Balancing system of the rotating inertia forces generated by the maldistribution of clothes in a washing machine

Descrizione generale del campo di intervento dellâ€™invenzione. General description of the field of intervention of the invention.

Eâ€™ noto che le lavatrici durante la fase di centrifugazione spesso vibrano anche in maniera pesante, addirittura spesso spostando la lavatrice dalla posizione iniziale, e producendo anche forte rumore, e ciÃ² a causa della non uniforme disposizione della biancheria allâ€™interno del cestello, il che produce un sistema di forze rotante. Tale sistema rotante di forze perÃ² diminuisce di intensitÃ man mano che la biancheria espelle lâ€™acqua a causa della centrifugazione stessa, possibilmente modificandosi a causa delle diverse caratteristiche di assorbimento dei singoli capi. It is known that washing machines during the spinning phase often vibrate even heavily, even often moving the washing machine from the initial position, and also producing a loud noise, and this due to the non-uniform arrangement of the laundry inside the drum , which produces a rotating force system. This rotating system of forces, however, decreases in intensity as the laundry expels the water due to the centrifugation itself, possibly changing due to the different absorption characteristics of the individual items.

Ora tali vibrazioni costringono da una parte ad appesantire la lavatrice stessa con delle masse aggiuntive, dallâ€™altra a ridurre il diametro del cestello in modo che la vasca che lo contiene non urti la struttura esterna, essendo a questa collegata tramite un sistema molla-ammortizzatore. Ma proprio la limitazione del diametro del cestello Ã ̈ considerato un elemento negativo, in quanto riduce la quantitÃ di biancheria lavabile per ciclo. Now these vibrations force on the one hand to weigh down the washing machine itself with additional masses, on the other hand to reduce the diameter of the basket so that the tub that contains it does not hit the external structure, being connected to it by means of a spring system. shock absorber. But the limitation of the diameter of the drum is considered a negative element, as it reduces the amount of washable laundry per cycle.

A parte ciÃ², le nuove tariffe agevolate per lâ€™utilizzo notturno degli elettrodomestici forniscono un ulteriore stimolo nella riduzione/annullamento delle vibrazioni stesse. Scopo della presente invenzione Ã ̈ dunque un sistema che consenta di ridurre al minimo se non annullare completamente le vibrazioni stesse. In particolare una precedente domanda di brevetto CS2010A000011 dellâ€™autore era relativo a un sistema basato sullâ€™utilizzo di alberi con masse eccentriche il cui raggio poteva essere variato. Tale sistema perÃ² aveva il difetto di esigere una troppa estensiva variazione dellâ€™architettura attuale di una lavatrice, e si Ã ̈ deciso di proporne uno nuovo che ottenga lo stesso effetto con minori modifiche strutturali, presentato il 22/11/2010 come CS2010A000017. Ragionando tuttavia sulla soluzione proposta, ne Ã ̈ derivata una ulteriore soluzione collegata alla precedente, che potrebbe accelerare i tempi di riequilibrio delle vibrazioni causate dalle masse rotanti, risultando piÃ¹ conveniente pur al costo di una piccola complicazione. Apart from this, the new discounted rates for the night use of household appliances provide a further stimulus in reducing / canceling the vibrations themselves. The purpose of the present invention is therefore a system that allows to reduce to a minimum if not completely cancel the vibrations themselves. In particular, a previous patent application CS2010A000011 by the author related to a system based on the use of shafts with eccentric masses whose radius could be varied. However, this system had the defect of requiring too extensive a variation of the current architecture of a washing machine, and it was decided to propose a new one that achieves the same effect with minor structural changes, presented on 11/22/2010 as CS2010A000017. However, thinking about the proposed solution, a further solution related to the previous one was derived, which could accelerate the rebalancing times of the vibrations caused by the rotating masses, making it more convenient even at the cost of a small complication.

Descrizione della realizzazione preferita. Description of the preferred embodiment.

Come nel caso della domanda di brevetto CS2010A000011 il sistema deve naturalmente essere dotato di un sistema di misura delle vibrazioni, costituito in questo caso da almeno un vibrometro o accelerometro, da un controllore che in questo caso ingloba la funzione di variatore di fase, in quanto il controllo del sistema Ã ̈ interamente affidato allâ€™elettronica, e da un sistema meccanico atto a generare delle forze antagoniste a quelle prodotte dalla maldistribuzione dei panni, costituito dalle stesse cavitÃ toroidali poste lateralmente allâ€™interno del cestello, ma aperte verso lâ€™esterno al raggio minore, suddivise con setti in una serie di tasche che devono essere riempite di acqua, come era appunto previsto nella domanda di brevetto CS2010A000017. Ma mentre in quella domanda di brevetto era previsto che tutte le tasche venissero egualmente riempite ad inizio centrifugazione, lâ€™idea Ã ̈ ora di riempirle selettivamente allâ€™inizio utilizzando dei solenoidi temporizzatori, ovviamente dopo aver determinato posizione ed entitÃ della massa sbilanciante tramite lâ€™utilizzo degli accelerometri. CosÃ¬ facendo le valvoline di svuotamento possono essere azionate solo per correggere eventuali piccoli errori e per diminuire le forze di inerzia man mano che la biancheria si asciuga. Praticamente la geometria della lavatrice e del cestello resta quella descritta nel secondo brevetto citato, nel caso di tasche aperte al raggio interno e riempite dai due lati, ma ciÃ² che varia Ã ̈ il riempimento, che avviene in modo temporizzato dopo aver determinato tramite misurazione lâ€™entitÃ e la direzione di sbilanciamento. Si dovrÃ quindi controllare il flusso con opportune valvole a solenoide (una per lato) riempiendo le vaschette per mezzo giro ed interrompendo lâ€™erogazione nel secondo mezzo giro, in modo da scaricare nelle tasche la massa dâ€™acqua strettamente necessaria a bilanciare lo sbilanciamento. Le valvoline di svuotamento saranno comunque utili per aggiustare eventuali errori di erogazione (rari), ma sopra tutto a diminuire la massa di bilanciamento man mano che la biancheria si asciuga. As in the case of patent application CS2010A000011, the system must naturally be equipped with a vibration measurement system, consisting in this case of at least one vibrometer or accelerometer, a controller which in this case incorporates the function of phase shifter, as the control of the system is entirely entrusted to the electronics, and to a mechanical system capable of generating forces antagonistic to those produced by the maldistribution of the cloths, consisting of the same toroidal cavities placed laterally inside the drum, but open towards the € ™ external to the minor radius, divided by partitions into a series of pockets that must be filled with water, as was precisely envisaged in the patent application CS2010A000017. But while in that patent application it was envisaged that all the pockets were filled equally at the start of centrifugation, the idea is now to fill them selectively at the beginning using timer solenoids, obviously after having determined the position and size of the unbalancing mass by means of the use of accelerometers. In this way, the drain valves can only be operated to correct any small errors and to reduce the forces of inertia as the laundry dries. Practically the geometry of the washing machine and the drum remains that described in the second patent cited, in the case of pockets open to the internal radius and filled on both sides, but what varies is the filling, which takes place in a timed manner after having determined by measuring the € ™ entity and direction of imbalance. It will therefore be necessary to control the flow with suitable solenoid valves (one on each side) by filling the trays by half a turn and stopping the delivery in the second half turn, in order to discharge the mass of water strictly necessary to balance the water into the pockets. imbalance. The drain valves will still be useful for adjusting any dispensing errors (rare), but above all to decrease the balancing mass as the laundry dries.

Si noti che data la possibilitÃ di alimentare in modo differenziato le tasche poste alle estremitÃ del cestello, in questo caso Ã ̈ preferibile utilizzare due vibrometri o accelerometri, in modo da bilanciare le forze sia in direzione tangenziale che in direzione assiale, portando lâ€™asse principale di inerzia del sistema panni-cestello a coincidere con quello di rotazione, come fanno i gommisti quando mettono le piccole masse di bilanciamento in posizioni diverse, allâ€™interno ed allâ€™esterno delle ruote. Note that given the possibility of feeding the pockets located at the ends of the basket in a differentiated way, in this case it is preferable to use two vibrometers or accelerometers, in order to balance the forces both in the tangential and axial directions, bringing the main axis of inertia of the cloth-basket system to coincide with that of rotation, as tire specialists do when they put the small balancing masses in different positions, inside and outside the wheels.

Tuttavia si puÃ² anche utilizzare un solo misuratore di vibrazioni, accontentandosi di bilanciare solo la componente principale delle forze rotanti. However, it is also possible to use a single vibration meter, being content to balance only the main component of the rotating forces.

Passando a una descrizione piÃ¹ dettagliata, vediamo in Tavola 1 uno schema che rappresenta il cestello in semisezione frontale e laterale nel caso di tasche aperte al raggio minimo, in cui si notano le suddivisioni dei toroidi in tasche (1), lâ€™otturatore delle valvole di svuotamento ad azionamento assiale (2), le relative aperture al raggio minimo (3), e, nella semisezione laterale, gli accelerometri (4), i condotti di adduzione dellâ€™acqua (5) che fanno parte della vasca contenente il cestello (6), i solenoidi di attuazione delle valvole di svuotamento (7), le valvole a solenoide di controllo e temporizzazione del flusso entrante (8), e la pompa ausiliaria per lâ€™iniezione dellâ€™acqua di bilanciamento (9). Moving on to a more detailed description, we see in Table 1 a diagram that represents the basket in front and side half-section in the case of pockets open to the minimum radius, in which the subdivisions of the toroids into pockets (1), the obturator of the axially operated drain valves (2), the relative openings at the minimum radius (3), and, in the lateral half-section, the accelerometers (4), the water supply ducts (5) which are part of the tank containing the basket (6), the emptying valve actuation solenoids (7), the incoming flow control and timing solenoid valves (8), and the auxiliary pump for the injection of the balancing water (9) .

Passando invece ad esaminare come possono essere realizzate le valvole di svuotamento ad azionamento assiale, ciÃ² e rappresentato in Tavola 2, ove con (10) indica il cestello aperto al raggio inferiore, (11) il solenoide, (12) lâ€™otturatore e relativo magnete permanente, (13) un bilanciere, (14) una molla inox, (15) il supporto valvola e (16) la vasca. Lâ€™asse del cestello non Ã ̈ mostrato in quanto orizzontale ma molto lontano. Qualora non si desiderasse utilizzare i magneti permanenti, che comunque non rischiano di perdere le loro caratteristiche di magnetizzazione poichÃ© le temperature massime raggiunte da una lavatrice durante il lavaggio sono molto inferiori alla temperatura di Curie, lâ€™apertura dovrebbe avvenire attraendo lâ€™otturatore anzichÃ© respingendolo, con maggior complessitÃ , a meno di non far scaricare lâ€™acqua verso lâ€™interno del cestello anzichÃ© verso lâ€™esterno, ed in questo caso il solenoide potrebbe agire unicamente attraendo la molla inox in materiale ferromagnetico, in maniera perÃ² meno efficiente dal punto di vista del consumo energetico. Moving on to examine how axial-actuated emptying valves can be made, this is represented in Table 2, where with (10) indicates the basket open to the lower radius, (11) the solenoid, (12) the obturator and relative permanent magnet, (13) a rocker arm, (14) a stainless steel spring, (15) the valve support and (16) the tank. The basket axis is not shown as horizontal but very far away. If you do not wish to use permanent magnets, which in any case do not risk losing their magnetization characteristics since the maximum temperatures reached by a washing machine during washing are much lower than the Curie temperature, the opening should take place by attracting the shutter instead of rejecting it, with greater complexity, unless the water is discharged towards the inside of the basket instead of towards the outside, and in this case the solenoid could only act by attracting the stainless steel spring made of ferromagnetic material , but in a less efficient way from the point of view of energy consumption.

Claims

Claims: 1. Balancing system of the rotating inertia forces generated by the maldistribution of the clothes in a washing machine comprising a vibration measurement system, a control system and a system for generating forces antagonistic to the rotating forces of inertia generated by said maldistribution of the cloths the intensity of whose forces is adjustable according to the progressive drying of the cloths during centrifugation, since the measurement system consists of at least one vibrometer, or accelerometer or a solenoid that allows to detect the motion or directly of the tub or even on the structure of the washing machine itself, since the control system consists of an electronic circuit and relative processor, and the system for generating the opposing forces of variable intensity, being made with a system of pockets open towards the minimum radius, placed around or within the basket, which are filled with water in a timed manner via opp ortuni ducts open and closed by a valve controlled by the electronic control system, which measures the amount and direction of imbalance at the beginning of the centrifugation phase, in order to fill with water only the pockets opposite the unbalanced mass, and then selectively empty them, through a second series of valves, whose opening is also controlled by the electronic control system, in order to generate a rotating force of an intensity equal to that produced by the cloths, but exactly opposite to this, and of variable intensity.

2. Balancing system of the rotating inertia forces generated by the maldistribution of the clothes in a washing machine, as per claim 1, in which the pocket system can be either an integral part of the drum or made up of additional elements.

3. Balancing system of the rotating inertia forces generated by the maldistribution of the clothes in a washing machine, as per claim 1, in which the pockets are open towards the minimum radius and are placed on the outer edges of the drum.

4. Balancing system of the rotating inertia forces generated by the maldistribution of the clothes in a washing machine, as per claim 1, in which the valves for the selective emptying of the pockets are activated temporarily and conveniently during the rotation of the drum, also by special systems actuation with electronic control, such as, but not exclusively, the solenoids, and act on the obturator of the exhaust valves by a purely magnetic way, and can open both in the axial and radial direction, the shutters being attracted in the case of the presence of material ferromagnetic, or, more appropriately rejected, if permanent magnets are used.